DE102005054418B4

DE102005054418B4 - Verfahren zum Herstellen einer Kontaktzone für eine Chipkarte

Info

Publication number: DE102005054418B4
Application number: DE102005054418A
Authority: DE
Inventors: Frank Püschner; Wolfgang Schindler; Peter Stampka
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2013-05-23
Anticipated expiration: 2025-11-16
Also published as: US20070148859A1; JP2007141237A; DE102005054418A1; US7694888B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Kontaktzone für Chipkarten mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Folie mit einer ersten Oberfläche (4) und einer zweiten Oberfläche (4') wobei die erste Oberfläche (4) der zweiten Oberfläche (4') gegenüberliegt, – Strukturieren der Folie derart, dass mindestens ein Isoliergraben (2) ausgebildet wird, wobei sich der Isoliergraben (2) von der ersten Oberfläche (4) bis zur zweiten Oberfläche (4') erstreckt, – Aufbringen einer Clusterschicht (7) auf der ersten Oberfläche (4) der strukturierten Folie, – Verbinden der zweiten Oberfläche (4') mit einem Trägerelement (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Clusterschicht (7) vor dem Verbinden der Folie mit dem Trägerelement (8) auf der strukturierten Folie aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kontaktzone für eine Chipkarte.
Chipkarten sind seit langem bekannt und werden z. B. als Telefonkarten, Identifikationskarten oder dergleichen im zunehmenden Umfang eingesetzt. Es bestehen Normen, die die Abmessungen und technischen Einzelheiten solcher Chipkarten festlegen. Diese Norm ist beispielsweise die ISO 7810 sowie ISO 7816.
Derzeit werden die Chipkarten in drei Kategorien eingeteilt, den kontaktlosen Chipkarten, den kontaktbehafteten Chipkarten und den so genannten Kombikarten. Sowohl die kontaktbehafteten Chipkarten als auch die Kombikarten weisen eine Kontaktzone auf, die gemäß den zuvor erwähnten Normen Kontakte vorsehen. Diese sind mit einem in der Chipkarte integriertem Schaltkreis verbunden. Die Anordnung dieser Kontaktflächen auf der Chipkarte ist durch die genannten Normen eindeutig festgelegt. Die Kontaktzonen der Kartenkontakte bestehen derzeit aus einer geeigneten metallischen Oberfläche, die beispielsweise aus Gold, NiPdAg oder ähnlichen Materialien hergestellt sind. Die einzelnen Kontaktflächen sind durch Trennkanäle von einander isolierend getrennt.
Mit der zunehmenden Bedeutung der Chipkarten ist ebenfalls ein zunehmendes Interesse verbunden, Manipulation an diesen zu verhindern.
Aus der DE 103 25 564 A1 bzw. der WO 2004/109591 A1 ist beispielsweise ein Chipkartenmodul bekannt, das aus einem Träger besteht, der Kontaktflächen aufweist. Den Kontaktflächen gegenüberliegend auf dem Träger ist ein Halbleiterchip angeordnet, der eine integrierte Schaltung aufweist, die an einer Oberfläche des Chips Anschlusskontakte aufweist, die mit zugeordneten Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden sind. Die Kontaktflächen weisen eine erste leitende Schicht und eine zweite leitende Schicht auf, wobei in die zweite leitende Schicht Clusterelemente aus metallischen Clustern eingebettet sind. Durch die zufällige Verteilung dieser Clusterelemente ist die Chipkarte individualisierbar und durch ein Erfassen und Abspeichern der sich durch die Clusterelemente ergebenden signifikanten physikalischen Eigenschaften im Chip, das Modul als solches bereits vor dem Einbau in eine Karte authentifizierbar.
Aus der DE 19630049 ist beispielsweise ein Chipkartenmodul bekannt, bei dem die Kontaktflächen der metallischen Kontakte zumindest teilweise mit einer elektrischen leitfähigen Schicht versehen sind. Die Schicht ist in Bezug auf die Kontakte kurzschlussfrei unter Verwendung einer Schablone in einem Druck-, Sprüh-, Roll- oder Stempelvorgangs während des Herstellverfahrens aufgebracht. Die Kontaktflächen dienen so nicht nur als Funktionsflächen zur Kontaktierung, sonder insbesondere als Informationsträger entsprechend der äußeren Kontur der elektrisch leitfähigen Schicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst einfaches, im Aufwand und im zeitlichen Ablauf optimiertes Verfahren zur Herstellung von Kontaktflächen für Chipkarten bereitzustellen, das individualisierende und authentifizierende Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
Im Folgenden soll unter dem Begriff Clusterschicht eine mit Clusterelementen gebildete Schicht verstanden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Kontaktzone für Chipkarten umfasst folgende Schritte:

– Bereitstellen einer Folie mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, wobei die erste Oberfläche der zweiten Oberfläche gegenüberliegt.
– Strukturieren der Folie derart, dass mindestens ein Isoliergraben ausgebildet wird, wobei sich der Isoliergraben von der ersten Oberfläche bis zur zweiten Oberfläche erstreckt.
– Aufbringen einer Clusterschicht auf der ersten Oberfläche
– Verbinden der zweiten Oberfläche mit einem Trägerelement nach dem Aufbringen der Clusterschicht auf der ersten Oberfläche.

Kern der Erfindung ist es, dass die Clusterschicht auf die strukturierte Folie aufgebracht wird, bevor die Folie mit einem Trägerelement verbunden ist. Somit wird vermieden, dass die Clusterschicht bei ihrer Abscheidung auch auf der Trägerelement ausgebildet wird und somit die Isoliergraben überbrückt, was zu einem Kurzschluss der einzelnen Kontaktfelder in der Kontaktzone führen würde.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wenn die Folie elektrisch leitfähig ist. Dadurch kann eine besonders einfache elektrische Verbindung zwischen der Kontaktzone und einem Chip hergestellt werden, weil die Folie als Teil der elektrischen Leitung dient. Beispielsweise wird dazu ein bekanntes Kupfer-Leadframe verwendet.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die erste Oberfläche optisch spiegelnd ist. Dadurch wird einfallendes Licht an den Clusterelementen der Clusterschicht und an der ersten Oberfläche der Folie reflektiert. Aus dieser Reflexion ergibt sich ein individuelles optisches Erkennungsmerkmal für die Authentifizierung der fertigen Chipkarte.
Eine Weiterbildung ist es, wenn das Strukturieren der Folie durch Stanzen erfolgt. Dadurch lässt sich die Folie schnell, kostengünstig und zuverlässig strukturieren.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass vor dem Aufbringen der Clusterschicht eine Spiegelschicht auf die erste Oberfläche aufgebracht wird. Somit lässt sich als Folie ein Material wie z. B. Kupfer verwenden, dessen Oberfläche wesentlich weniger gute Spiegeleigenschaften aufweisen muss. Außerdem wirkt die zusätzliche Spiegelschicht stabilisierend für den Gesamtaufbau. Als Material für die Spiegelschicht kommt beispielsweise Nickel in Frage.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist es, wenn die Clusterschicht mittels Sputtern aufgebracht wird. Dadurch lässt sich schnell und kostengünstig die Clusterschicht erzeugen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand, der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1a–d: schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Herstellen einer Kontaktzone für eine Chipkarte.
In 1a ist der erste Schritt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Eine Stanze 1 stanzt durch eine Abwärtsbewegung die für die elektrische Isolation der einzelnen Kontaktfelder 3' einer Iso-Kontaktzone notwendigen Isoliergräben 2 aus einem Leadframe 3 heraus. Das Leadframe 3 ist aus einem elektrisch leitenden Metall wie z. B. Kupfer oder CuSn6 hergestellt. Es können aber auch andere Materialien verwendet werden.
In 1b ist ein weiterer Schritt des Verfahrens dargestellt. Dabei wird auf die erste Oberfläche 4 des gestanzten Leadframes 3 eine elektrisch leitfähige Spiegelschicht 5 aus z. B. Nickel-Gold aufgebracht. Die Abscheidung erfolgt beispielsweise durch Elektro-Plattierung.
Es können aber auch andere geeignete Abscheideverfahren zum Einsatz kommen.
Außerdem werden auf der zweiten Oberfläche 4' des Leadframes 3 an definierten Stellen Anschlusskontakte 6 angebracht. Dieses Anbringen der Anschlusskontakte 6 erfolgt ebenfalls durch Elektro-Plattierung und kann gleichzeitig mit der Aufbringung der Spiegelschicht 5 erfolgen. Die Anschlusskontakte 6 sind als Kontaktflächen für eine später anzubringende Verdrahtung zwischen den Kontaktfeldern 3 der Kontaktzone und einem Halbleiterchip vorgesehen.
1c zeigt einen nachfolgenden Schritt, bei dem eine Clusterschicht 7 auf die Spiegelschicht 5 aufgebracht wird. Die Aufbringung erfolgt beispielsweise durch Sputtern. Die Isoliergräben 2 werden dabei nicht überbrückt und bleiben offen.
1d zeigt einen nachfolgenden Schritt, bei dem das gestanzte Leadframe 3 mit der darauf aufgebrachten Spiegelschicht 5 und der darauf aufgebrachten Clusterschicht 7 mit einem Trägerelement 8 aus beispielsweise Epoxymaterial verbunden wird. Die Verbindung erfolgt z. B. durch Auflaminieren des Leadframes 3 mit seiner zweiten Oberfläche 4' auf das Trägerelement 8.
Das Trägerelement 8 weist Öffnungen 9 auf. Das Leadframe 3 wird derart auf dem Trägerelement 8 justiert, dass die Anschlusskontakte 6 in den Öffnungen 9 liegen. Somit kann ein nicht dargestellter Halbleiterchip an der Rückseite des Trägerelements 8 mit Hilfe von Drähten durch die Öffnungen 9 mit den Anschlusskontakten 6 verbunden werden.
Alternativ wäre auch eine Durchkontaktierung durch Füllen der Öffnungen 9 mit einem leitenden Material möglich, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Leadframe 3 und einem nicht dargestellten Halbleiterchip an der Rückseite des Trägerelements 8 herzustellen.
Bezugszeichenliste

1: Stanze
2: Isoliergraben
3: Leadframe
3': Kontaktfeld
4: erste Oberfläche
4': zweite Oberfläche
5: Spiegelschicht
6: Anschlusskontakt
7: Clusterschicht
8: Trägerelement
9: Öffnung

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Kontaktzone für Chipkarten mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Folie mit einer ersten Oberfläche (4) und einer zweiten Oberfläche (4') wobei die erste Oberfläche (4) der zweiten Oberfläche (4') gegenüberliegt, – Strukturieren der Folie derart, dass mindestens ein Isoliergraben (2) ausgebildet wird, wobei sich der Isoliergraben (2) von der ersten Oberfläche (4) bis zur zweiten Oberfläche (4') erstreckt, – Aufbringen einer Clusterschicht (7) auf der ersten Oberfläche (4) der strukturierten Folie, – Verbinden der zweiten Oberfläche (4') mit einem Trägerelement (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Clusterschicht (7) vor dem Verbinden der Folie mit dem Trägerelement (8) auf der strukturierten Folie aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Folie elektrisch leitfähig ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Oberfläche (4) optisch spiegelnd ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das strukturieren der Folie durch Stanzen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem zusätzlichen Schritt, dass vor dem Aufbringen der Clusterschicht (7) eine Spiegelschicht (5) auf die erste Oberfläche (4) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Clusterschicht (7) mittels Sputtern aufgebracht wird.