DE10114231A1

DE10114231A1 - Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für einen IC-Baustein

Info

Publication number: DE10114231A1
Application number: DE2001114231
Authority: DE
Inventors: Carsten Senge
Original assignee: Orga Kartensysteme GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für ein zum Einbau in eine Datenträgerkarte vorgesehenen IC-Baustein vorgestellt, bei der zunächst eine mit Ausstanzungen versehene nicht leitende Trägerfolie einseitig mit einer Kupferschicht versehen wird, danach die Außenseite der Kupferschicht und der Kupferschicht abgewandte Seite der Trägerfolie mit einer Fotoresistbeschichtung versehen wird, anschließend die Kupferschicht bedeckende Fotoresistbeschichtung belichtet, entwickelt und gewachsen wird, die Kupferschicht danach in einem Ätzprozess an den nicht mit der Fotoresistbeschichtung versehenen Bereichen entfernt wird, und abschließend die Fotoresistbeschichtung auf der Kupferschichtseite und der der Kupferschicht abgewandten Seite entfernt wird, wobei erfindungswesentlich die Fotoresistbeschichtung der der Kupferschicht abgewandten Trägerfolie mittels eines fließfähigen Fotoresists erfolgt, welches gewährleistet, dass das Fotoresistmaterial in Ausnehmungen der Trägerfolie eindringen und diese vollständig ausfüllen kann. DOLLAR A Auf diese Weise ist erstmals die Herstellung freistehender Kupferflächen mit einer vollständigen Ni-Au-Beschichtung, ohne dass eine Hinterätzung der Kupferfläche stattfindet, möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für einen zum Einbau in eine Datenträgerkarte vorgesehenen IC-Baustein mit den im gattungsbildenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmalen.

Im Stand der Technik sind Trägerelemente für die Halterung und Kontaktierung von in Datenträgerkarten einsetzbaren IC-Bausteinen üblicherweise während des Herstellungsvorganges in Form eines Filmbandes aus nicht leitendem Kunststoff konfektioniert, auf dem die IC-Bausteine positioniert und elektrisch verdrahtet werden. Das Filmband weist zu diesen Zweck eine seitlich angeordnete Perforierung, die auch als Traktorlochung bezeichnet wird, auf, mit Hilfe der das Filmband während des Fertigungsprozesses transportiert und positioniert wird. Die Vereinzelung der Trägerelemente erfolgt nach abgeschlossener Bestückung und elektrischer Kontaktierung des IC-Bausteins mit Kontaktflächen und evtl. vorhandenen Leiterbahnen auf dem Trägerelement. Leiterbahnen und/oder Kontaktflächen bestehen aus einer Kupferschicht, wobei die Kontaktflächen sowohl zur Verbindung mit innerhalb der Datenträgerkarte vorhandenen Spulenwindungen zum kontaktlosen Austausch von Dateninformationen als auch zum kontaktbehafteten Datenaustausch mittels externer Lesegeräte dienen können. Sind die Kontaktflächen für beide Einsatzzwecke vorgesehen, spricht man von Dual- Interface-Modulen.

Das Herstellungsverfahren für derartige Trägerelemente sieht im Wesentlichen vor, dass auf dem mit Ausstanzungen versehenen, aus nicht leitendem Material herge stellten Kunststoffband als Trägerfolie einseitig eine Kupferschicht - vorzugsweise durch Klebetechnik - aufgebracht wird. Sowohl die Außenseite dieser Kupferschicht als auch die der Kupferschicht abgewandte Seite der Trägerfolie wird anschließend mit einer Fotoresistbeschichtung versehen, wobei diese Beschichtung als Folie auf die Flachseiten aufgebracht wird. Die Fotoresistbeschichtungen der beiden Seiten werden anschließend belichtet, wobei an der kupferbeschichteten Seite eine Strukturierung entsprechend der auszubildenden Kontaktflächen und Leiterbahnen erfolgt. Anschließend wird die Fotoresistbeschichtung entwickelt und einem Waschprozess unterzogen, wobei die Fotoresistbeschichtung nur an den Stellen verbleibt, die für die Kontaktflächen und/oder Leiterbahnen vorgesehen sind sowie auf der der Kupferseite abgewandten Rückseite der Trägerfolie.

Der anschließende Ätzprozess, dem die Kupferschicht danach unterzogen wird, beseitigt die auf dem Trägerelement vorhandene Kupferschicht in den nicht benötig ten Bereichen. Anschließend wird das mit den ausgeätzten Kontaktflächen versehene Trägerelement einem weiteren Waschprozess unterzogen, im Rahmen dessen sowohl die auf den Kupferflächen verbliebene Fotoresistbeschichtung als auch die auf der rückseitigen Oberfläche des Trägerelementes vorhandene Fotoresistbeschichtung entfernt wird. Es entsteht somit ein zweischichtiger Aufbau des Trägerelementes aus einer tragenden, vorzugsweise aus einem Epoxy-Glasfasermaterial bestehenden Trägerschicht und einer die Kontaktflächen und Leiterbahnen umfassende Kupfer schicht.

In einem abschließenden Arbeitsgang kann danach die Kupferschicht mit einer Ni- Au-Auflage oder einer Ni-Au-Pt-Auflage, auch Plating genannt, versehen werden, um auf diese Weise einer Korrosion der Kupferoberfläche vorzubeugen.

Das geschilderte Verfahren hat sich prinzipiell zur Herstellung von Trägerelementen bewährt, besitzt jedoch den Nachteil, dass mit seiner Hilfe keine teilweise freistehen den Kupferflächen erzeugt werden können, da diese zwangsläufig während des Ätz vorganges in einem nicht vertretbaren Ausmaß unterhalb der schützenden Foto resistschicht durch zusätzliche Wegätzung beschädigt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das oben geschilderte aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass auch einzelne in Kavitäten des Trägerelementes hineinragende und somit freistehende Kupferflächen erzeugt werden können, wobei insbesondere eine preisgünstige Herstellung der Trägerelemente gewährleistet werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fotoresistbeschich tung der der Kupferschicht abgewandten Trägerfolienseite mittels eines fließfähigen Fotoresists erfolgt. Die Fließfähigkeit des Beschichtungmaterials bewirkt, dass dieses im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Folienbeschichtungen in Ausnehmungen der Trägerfolie für das Trägerelement (Wedge-Töpfe, Traktor lochung u. dgl.) hineinlaufen und diese vollständig ausfüllen kann. Einseitig in die Ausnehmungen der Trägerfolie hineinragende bzw. überstehende Kupferbereiche sind somit sowohl von der Unter- als auch der Oberseite beim anschließenden Ätz vorgang geschützt, so dass die aus dem Stand der Technik bislang bekannten Hinter ätzungen nicht mehr auftreten können.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das fließfähige Fotoresistmaterial mittels eines Siebdruckvorganges, beispiels weise durch entsprechende Rakelbewegungen, an der der Kupferbeschichtung abge wandten Seite der Trägerfolie aufgebracht werden.

Im Folgenden wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand verschie dener Querschnittsdarstellungen durch ein Trägerelement dargelegt.

Die Fig. 1 stellt hierbei ein bis zum erfindungsgemäßen Verfahrensschritt gemäß dem Stand der Technik hergestelltes Trägerelement dar.

Die Fig. 2 zeigt das Trägerelement der Fig. 1 nach Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrensschrittes und die Fig. 3 verdeutlicht die abschließenden Verfahrensabläufe bis zur Beendigung des Herstellungsvorganges für das Träger element.

In den Fig. 4a und 4b sind abschließend zwei Trägerelemente dargestellt, wobei die Fig. 4a ein nach dem Stand der Technik hergestelltes Trägerelement zeigt, und die Fig. 4b ein Trägerelement nach Abschluss des erfindungsgemäßen Herstel lungsverfahrens.

Das in der Fig. 1 während seiner Herstellung dargestellte Trägerelement besteht im Wesentlichen aus einer Trägerfolie 1, die vorzugsweise aus einem Epoxy-Glasfaser material besteht. In die Trägerfolie 1 ist eine Ausnehmung 2 mittels eines Stanzvor ganges eingebracht worden. Danach wurde die Trägerfolie 1 einseitig mit einer Klebeschicht 3 versehen, die der Verbindung der Trägerfolie 1 mit einer darauf angeordneten Kupferschicht 4 dient. Sowohl das Aufbringen der Klebeschicht 3 als auch der Kupferschicht 4 erfolgt üblicherweise im Rahmen eines Laminierprozesses. Anschließend wird auf die der Trägerfolie 1 abgewandte obere Seite der Kupfer schicht 4 eine Fotoresistbeschichtung 5 in Form einer weiteren Folie auflaminiert.

Die bislang geschilderten Verfahrensschritte bis zum Zwischenstadium des Träger elementes der Fig. 1 stellen übliche Verfahrensschritte aus dem Stand der Technik dar.

In der Fig. 2 ist gezeigt, dass nach dem Aufbringen der Fotoresistbeschichtung 5 auf die gegenüberliegende Seite des Trägerelementes eine weitere Fotoresist beschichtung 6 aufgebracht wird, welche im Gegensatz zu derjenigen an der oberen Seite der Kupferschicht 4 keinen folienartigen Aufbau aufweist, sondern erfindungs gemäß mittels eines fließfähigen Fotoresistmaterials erfolgt. Durch Fließfähigkeit des Fotoresistmaterials ist gewährleistet, dass die einseitig offene Ausnehmung 2 inner halb der Trägerfolie 1 vollständig mit dem Fotoresistmaterial ausgefüllt werden kann. Die Beschichtung der Trägerfolie 1 mit dem gleichzeitigen Ausfüllen der Ausnehmung 2 kann entsprechend einer vorteilhaften Herstellung mittels eines Sieb druckverfahrens durchgeführt werden.

Natürlich ist es darüber hinaus denkbar, auch die Fotoresistbeschichtung der Kupfer seite mittels des fließfähigen Fotoresistmaterials vorzunehmen.

Die weitere Abfolge der Herstellungsschritte bis zum fertigen Trägerelement sieht entsprechend der Fig. 3 einen anschließenden Belichtungsprozess der Fotoresist beschichtung 5 oberhalb der Kupferschicht 4 vor. Die Belichtung erfolgt dergestalt, dass diejenigen für die Kontaktflächen und Leiterbahnen des fertigen Trägerelemen tes vorgesehenen Bereiche durch geeignete Mittel auf der Fotoresistbeschichtung belichtet werden.

Der anschließende Verfahrensschritt sieht eine Entfernung der Fotoresistbeschich tung 5 in den nicht belichteten Bereichen vor. Das Entfernen der Fotoresist beschichtung führt zu einer ungeschützten Oberfläche der Kupferschicht in den nicht für Kontaktflächen oder Leiterbahnen vorgesehenen Bereichen, so dass in dem nach folgenden Ätzprozess die Kupferschicht in diesen Bereichen durch Wegätzung entfernt werden kann. Es entsteht somit ein struktureller Aufbau des Trägerelementes entsprechend der Fig. 3. Aus dieser Figur ist ersehbar, dass sowohl die obere Foto resistbeschichtung 5 als auch die innerhalb der Ausnehmung 2 befindliche Fotore sistbeschichtung 6 eine Beschädigung der während de Ätzvorganges entstehenden Kontaktfläche 7 verhindern.

Wäre eine derartige Füllung der Ausnehmung 2 durch die Fotoresistbeschichtung 6 nicht gegeben, so würde sich nach dem Ätzvorgang eine Querschnittsgestaltung der Kontaktfläche 7 entsprechend der Fig. 4a ergeben. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass die teilweise in den Grundriss der Ausnehmung 2 hinreinragende Kontaktfläche 7 in Folge des mangelhaften Schutzes seiner der Trägerfolie zugewandten Unterseite im Querschnitt wesentlich geschwächt ist. Eine in ihrem Querschnitt derart verklei nerte Kontaktfläche kann nicht mehr zu einer elektrischen Verbindung mit einem auf dem Trägerelement anzuordnenden Chipmodul herangezogen werden.

Aus der Darstellung der Fig. 4b wird deutlich, dass im Gegensatz zur Fig. 4a durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Wegätzen der der Trägerfolie 1 zuge wandten Unterseite der Kontaktfläche 7 vermieden wird, da diese Unterseite eben falls durch das in die Ausnehmung 2 eingedrungene Fotoresistmaterial geschützt wird. In einem abschließenden Verfahrensschritt kann die fertig ausgeätzte Kontakt fläche mit einer Nickel-Gold-Schutzschicht 8 zur Vermeidung von Korrosionsschäden versehen werden. Alternativ zur Nickel-Gold-Schutzschicht 8 kann bei spielsweise eine Nickel-Gold-Platin-Schutzschicht auf die Kontaktfläche aufgebracht werden.

Bezugszeichenliste

1

Trägerfolie

2

Ausnehmung

3

Klebeschicht

4

Kupferschicht

5

Fotoresistbeschichtung

6

Fotoresistbeschichtung

7

Kontaktfläche

7

8

Ni-Au-Beschichtung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für einen zum Einbau in eine Datenträgerkarte vorgesehene IC-Baustein, bei der
eine mit Ausstanzungen (2) versehene nichtleitende Trägerfolie (1) einseitig mit einer Kupferschicht (4) versehen wird,
danach die Außenseite der Kupferschicht (4) und die der Kupfer schicht (4) abgewandte Seite der Trägerfolie mit einer Foto resistbeschichtung (5, 6) versehen wird,
anschließend die die Kupferschicht (4) bedeckende Fotoresistbeschichtung (5) belichtet und entwickelt wird,
die Kupferschicht (4) in einen Ätzprozess an den nicht mit der Foto resistbeschichtung (5) versehenen Bereichen entfernt wird und
abschließend die Fotoresistbeschichtung (5) auf der Kupferschicht seite und der der Kupferschicht (4) abgewandten Seite entfernt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fotoresistbeschichtung (6) der der Kupferschicht (4) abgewandten Trägerfolie (1) mittels eines fließfähigen Fotoresists erfolgt, wobei die Fotoresistbeschichtung (5) in die Ausstanzungen (2) der Trägerfolie (21) eindringt und die Grundfläche der Ausstanzungen vollständig bedeckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fließfähige Fotoresist mittels eines Siebdruckvorganges auf die Trägerfolie aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fließfähige Fotoresist mittels eines Rakelvorganges auf die Trägerfolie aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fließfähige Fotoresist durch einen Sprühvorgang auf die Trägerfolie aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Ätzprozess verbliebene Kupferschicht (4) in einem späteren Verfahrensschritt zumindest partiell mit einer elektrisch leitenden Schutzschicht (8) versehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schutzschicht eine Nickel-Gold-Schicht oder eine Nickel-Gold-Platin-Schicht ist.