CN1097249C - 卡式数据载体和用于这类数据载体的引线框架 - Google Patents
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Abstract
已知的卡式数据载体的实例是智能卡或存储器卡。芯片卡式的智能卡有一个芯片模块,它具有对应的滑动接触。对于另外一些高存储容量的卡,通常采用沿其长边按行排布的电镀接触用于外部连接。为了改善塑料本体和接触的稳定性,并且为了简化这类数据载体的制造方法,提出使用对于机械可靠性和电接所必要的引线框架,它是为与电镀接触或其中某些它的一部件制成一个整体或一整块而设计的。采用特殊的有弹性的材料是有利的,它同时满足由精密制造技术所知道的那样的弹性接触的要求和用于半导体元件的机械的和电连接的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种卡式数据载体,它主要由塑料组成,可能有金属部分,包括大的半导体存储器容量以及为了传输数据可以通过电镀接触与外部连接。
背景技术
例如现今已知并正在应用的数据载体***是磁带,它通常由覆盖磁粉或可磁化的涂层的聚酯构成。在这里可以有多种实施形式诸如磁带、盒式磁带、盒式磁盘或者还有智能卡,这种卡例如由PVC(聚氯乙烯)构成并可能具有一种压印结构或一种磁带条结构。此外已知的还有光学的***诸如CD(致密盘、CD-ROM/致密盘、只读存储器)。其各自的形式可以是只读的或是可读并还可重写的。
最新的数据载体***包括一个或多个半导体存储元件。对此适用的,特别也是成本的原因,是商品的随机存取存储器。这些存储器可以设计成例如DRAM(动态随机存取存储器)。当今,最流行的数据载体***,特别是数据载体卡,是智能卡。此外用于数据处理***(PCMCIA标准)的数据载体也已为人们所熟知,它可以用于例如个人计算机作为外部数据载体的备用设备。这些***包含大量的半导体元件并且也还可以例如作为硬盘的替代品。
在所谓的智能卡,其一种变形为芯片卡的情况下及在存储器卡的情况下,依赖接触的数据传输通常是用电镀接触来实现。这构成了与电子标准元件的基区别。DIL(双列直插)封装的半导体芯片具有与上述任何一种卡完全不同的外连接方法。在上述的卡式数据载体的情况下,通常使用插头接触,它是根据类型和需要专门设计的。首先,半导体存储器元件必须集成在塑料卡上,这些卡不必非得具有与标准芯片卡一样的尺寸大小,尽管具有相同的尺寸是十分合理的。主要的是,数据载体卡的半导体元件所要求的存储容量是与这些半导体存储器芯片的基本空间要求相关联。数据载体卡形式的数据载体***具有,如所述的,所谓插和拔接触元件并且必须相应地用力,使得卡可以从相应的数据处理***或是适配器的接触元件上***或拔出。由于这种数据载体卡的相对地大的主面主要用于传递广告信息,因此重要的是使得电镀接触是真正坚固的,为的是不会因传递力到数据载体的塑料本体上而导致损害广告区域。依据这样的背景也必须看到这样一点,即在使用中这种卡要尽可能经受非常大量的***或拔出操作而不造成任何坏。
在这里可提到的电镀接触连接的专用结构实例是插和拔接触或按钮连接、多点连接器以及一些终端带条或类似的结构。
显然,在任何情况下,半导体组件的外部电连接可通过可断开的电连接来实现。与此成对照,连接引线框架的半导体组件的标准组装工艺,提供了一种不可断开的电的和机械的外部引线腿(0uterleads)的连接。在芯片卡的情况下,这种组装技术不能转移到上述形式的数据载体,因为***到芯片卡的模块相对数据载体卡的尺寸是非常小的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种卡式数据载体,它具有需要卡内主要空间的一个或多个半导本存储器元件,外部装备了用于数据传输的电镀接触并且在工作中塑料本体和接触总体上具有高的稳定性。此外还应提供依据要求设计的用于这类卡式数据载体的引线框架,并明显地简化数据载体的制造方法。
根据本发明的一种主要由塑料组成的卡式数据载体,具有至少一个存储容量至少为1兆比特的半导体存储器元件,和用于在数据处理***与该数据载体的半导体存储器元件之间传输数据的电触点,其中,在数据载体上用于连接半导体存储器元件到电触点的导电线路用一个单个的引线框架来实现,其上的电触点部分为与引线框架整体形成的结构,并且其中引线框架由CuSn6、CuSn8或FeNi42Cr5组成。
本发明基于与引线框架相关的特殊优点的实现,该引线框架是把它的电镀接触或其某些部件制成一个整体或成一整块。这意味着,引线框架一方面用于一个或几个半导体存储器元件的电气连接和机械固定,另一方面用于形成电镀接触。没有传统的引线框架材料可以用于这个目的。为了符合这些要求,一方面要考虑半导体存储器元件,另一方面要考虑电镀接触,在使用的材料上得做折衷。
在一种有利的方法中,使用一种特殊弹生材料,它有这样的材料特性,即它同时满足芯片的焊接要求和电镀接触的要求。关于这些要求应当特别说明,弹性模数的温度系数(温度赖性,也称作温度灵敏度)要非常低。同时,热膨胀系数同样要低,为的是确保承载半导体元件的金属引线框架对半导体元件的材料具有良好的匹配。此外希望有高的或非常高的弹性弯曲极限。它即使在比较高的温度下也不应有明显的下降。
符合所述要求的特殊弹性材料因而一方面满足导电线路和引线框架方面的要求,同时满足例如弹性电镀接触方面的要求。应当特别提及是芯片的安装、芯片安放在引线框架的一个岛上、电流引线、还有外焊接以及接触的弹性特性,它们者是由精密制造工艺所期望的那样的。因而这个或这些导电体和卡式数据载体的外接触是制成一个整体或成一整块的。
作为特殊材料的选择要提及的是铜-锡-6和铜-锡-8(CuSn6,CuSn8)合金。兼有引线框架具有的弹性特性的这些合金是特别有利的。与此相关的可期望的例如超过1000N/mm2的屈服点强度。例如用铁镍合金可以实现这个强度值。为了降低铁合金的易腐蚀性,在其中熔入铬成份。因此使用合金诸如铁镍42铬5(FeNi42Cr5)是有利的。这种合金符合上述的要求并同样抗离蚀,因此不需要在引线框架上镀一层贵重金属。铬成分带来了自钝化。通过进一步冶金或金相的调整,诸如材料的高纯度或小的颗粒尺寸,可以给例如导电率带来积极的影响。
在塑封电子元件生产中到目前为止使用的引线框架注重在引线框架的岛上的电子元件的机械可靠性,同时也实现电子元件与引线框架的内部引线腿之间的电焊接。对此不必使用有弹生的材料特性。因此引线框架的材料的优选尽可能适合于半导体元件的材料特性。卡式数据载体使用的引线框架,除了已述特性外,也还要具有有弹性的材料特性,可以按有利的方式使卡式数据载体装置具有整体的支承和稳定特性。这在卡式数据载体的生产中是特别重要的,因为使用热塑塑料或热塑聚合物的灌注模压加工正更多地用于这种生产。因此依据本发明的引线框架的形式中首先提供一种稳定的单元,在其上组装有电连接的半导体存储器元件,该单元至少具有电镀的外接触部分。这种单元可特别有利于以带状形式用于生产卡式数据载体的注塑加工,设置引线框架某些部分用于定位,例如在一个腔内。在这种热塑塑料封装之后,从半导体元件和引线框架的外面只能看到电镀接触带条或电镀接触排列。为进一步提高生产程序中引线框架的稳定生,可以使用例如在引线框架上起稳定作用的成形(折边或诸如此类)。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施例的卡式数据载体。
具体实施方式
下面借助附图用实施例作说明。
附图1示意性示出带有位于其上或其中的存储器芯片4的卡式数据载体1。该数据载体1由一层或多层热塑聚合物制成,并且具有周边侧面5以及两个主面6、7。在本例中用于从数据载体1传出或传入数据的接触2安置在边上,就是说侧面5的区域。如图所示,在数据载体1的一个窄边设置接触装置2。原则上接触装置也可以放在数据载体边上的任何其它位置。然而,接触2必须按数据载体的类型具有统一的数目和位置,于是得到为相应数据读出***的日常使用所必需的标准化。
在数据载体1上至少有一个存储器芯片4,即至少有一个半导体存储器元件,该元件依据传输速率的需要,通过总线3或是总线导线或是总线***(地址总线、控制总线、数据总线)被连接到接触2。由于成本的原因,采用通用型的半导体存储器元件。在这种情况下,数据载体1的存储容量可以用存储器芯片4的多重排布相应地逐级增加。图中示出了三个存储器芯片4,它们各自接到总线3,其数量可以改变或者增加到最大限度,这决定于数据载体1可以利用的空间。对应地,有不同存储容量的不同的数据载体1,且对应的不同价钱都可提供。数据载体1的最小存储容量至少为1兆比特。一种这样的数据载体对于例如一首乐曲数据的存储应会有足够和存储容量。在此情况下,数据载体1基本上只包括半导体存储器元件。
在先前已知的芯片卡(智能卡)中,识别***是首要的。在这种情况下,由安全逻辑电路监视对位于其中的存储器的存取。最简单的情况是对存储器或其某个别区域的写保护或清除保护。此外,还有具有复杂安全逻辑电路的存储器芯片。芯片卡的功能通常对某一特殊应用进优化。这方面的典型应用是,例如电话卡或医疗保险卡。抛开已描述过的存储卡,在芯片卡家族中已知的是所谓的微处理器卡。这种卡通常至少包括一个程序(操作***)并按特殊规定的方式和方法处理或管理数据。然而存储器卡或微处理器卡二者的共同特点都是指的或者是存取存储数据的识别***或是首先为处理器特性。
依据本发明的卡式数据载体1几乎只有半导体存储元件。用于储存数据一般管理的逻辑单元主要安装在数据处理***或数据读出***而不放在数据载体1上。数据载体1经接触2连接到一种这类数据处理***。在这种情况下就有可能再扩展存储容量,多个数据载体1可以被重叠起来并且可以作为一组或一个接一个地连接到数据处理***。存储器芯片4位于数据载体1的内部。因此卡式数据载体1的两个主面6、7可以用作广告区。由于数据载体市场流通量可能是数亿个,因此它们表面尽可能用作广告区或是识别印记区。
一方面,为了兼容生采用智能卡的横向尺寸(IS07812/7816;国际标准化组织)是适当的。另一方面对于本发明的卡式数据载体没有必要去适应现存标准的外形尺寸。卡式数据载体1的厚度不管怎样都比智能卡的厚度厚。这可归因于存储器芯片4的结构高度。要估计数据载体1的总厚度或高度,计算中必须包括用于存储器芯片4的机械和电连接以及用于相应的塑料衬底的其它元件的高度。数据载体1的总厚度可能是例如2或3毫米。由于存储器芯片4的平面结构,所以不能保证卡式数据载体具有类似于智能卡的那种柔韧性。
卡式数据载体1的进一步可能应用是,例如用于便携式计算机、视频或是其它图象显示装置。
Claims (1)
1.主要由塑料组成的卡式数据载体,具有至少一个存储容量至少为1兆比特的半导体存储器元件(4),和用于在数据处理***与该数据载体的半导体存储器元件之间传输数据的电触点(2),其中,在数据载体上用于连接半导体存储器元件到电触点的导电线路(3)用一个单个的引线框架来实现,其上的电触点部分为与引线框架整体形成的结构,并且其中引线框架由CuSn6、CuSn8或FeNi42Cr5组成。
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