DE102012018928A1

DE102012018928A1 - Halbleitergehäuse für Chipkarten

Info

Publication number: DE102012018928A1
Application number: DE102012018928.1A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hoegerl; Frank Püschner; Peter Scherl; Thomas Spoettl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-03-27
Also published as: US20140091450A1; CN103681521A; CN103681521B

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Halbleitergehäuse das eine Vorderseite mit einem Chip und einer ersten Metallisierung auf einem Substrat aufweist und ferner eine der Vorderseite des Substrats gegenüberliegende Rückseite mit einer zweiten Metallisierung, wobei auf der Vorderseite des Halbleitergehäuses eine erste Ausgleichsschicht aufgebracht ist.

Description

Kontaktlose Chipkarten Gehäuse werden auf einer neuen Gehäuse Plattform entwickelt. Diese Gehäuseplattform ist in der Herstellung wesentlich kostengünstiger. Die Gehäuseplattform ist auch bekannt als CoCIS. Die Abkürzung steht für Coil an Chip In Substrate. Das Gehäuse besteht dabei aus einem Substrat, beispielsweise Polyimide Tape mit einer doppelseitigen Metallisierung in durchgängiger Spulenform, welche als Antenne dient. Auf der Oberseite wird dabei ein Chip in FCOS Technologie befestigt – FCOS steht für Flip Chip On Substrate. Dieses Gehäuse wird dann beim Kartenhersteller in einer Mehrschichttechnologie vertikal und mittig in eine Chipkarte laminiert. Die Signalkopplung zwischen dem Gehäuse und der Kartenantenne erfolgt dabei kontaktlos mittels der Antenne des Gehäuses und der Antenne der Chipkarte. Ein entscheidendes Qualitätsmerkmal bei der Chipkartenherstellung ist dabei, dass die Einbauposition des Gehäuses in der Chipkarte unter anderem aus Sicherheitsrelevanten Gründen nicht sichtbar ist, und dass die Kartenoberfläche für eine spätere Nachbearbeitung (Prägeschritte, etc. ...) möglichst eben ist. Um dies zu erreichen werden heute CoCIS Gehäuse in einem zweilagigen Core Layer eingebaut. Diese bestehen vorzugsweise, zumindest teilweise, aus dem Material Polykarbonat. Dabei befindet sich in der oberen Lage eine Aussparung für den Chip, in der unteren Lage eine Aussparung für das Substrat, also den Chip Träger. Dabei ist die Gesamtdicke etwas grösser, als die Dicke des zu implementierenden Gehäuses. Während des Laminierens sollen somit die Aussparungen mit dem Gehäuse und Material der Core Layer ausgefüllt werden und somit eine ebene Kartenoberfläche entstehen. Dies ist allerdings nur bedingt der Fall. Der Kartenkörper zeichnet sich weiterhin an der Kartenoberfläche ab und somit entsteht auch keine ebene Oberfläche.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, ein Gehäuse bereitzustellen, durch das sich nach der Integration in eine Chipkarte eine ebene Oberfläche der Chipkarte bildet.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleitergehäuse des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.
In einer Ausführungsform weist das Halbleitergehäuse ein Substrat mit einer Vorderseite und mit einem Chip und einer ersten Metallisierung und eine der Vorderseite des Substrats gegenüberliegende Rückseite mit einer zweiten Metallisierung auf wobei auf der Vorderseite des Halbleitergehäuses eine erste Ausgleichsschicht aufgebracht ist. Diese Ausgleichsschicht auf der Gehäuse Vorderseite bewirkt, dass die Topographie des CoCIS Halbleitergehäuses signifikant reduziert wird und somit eine ebene und kompakte Halbleitergehäusestruktur darstellt. Dadurch kann, nachdem das Gehäuse in einer Chipkarte implementiert wurde, eine ebene Kartenoberfläche erzielt werden.
In einer Ausführungsform weist das Halbleitergehäuse eine erste Ausgleichsschicht mit einer Dicke D1 auf, wobei die Dicke D1 derart eingestellt ist, dass die Oberseite des Chips eine mit der Ausgleichschicht ebene Fläche bildet. Dies bietet den Vorteil, dass das Halbleitergehäuse eine besonders ebene und kompakte Halbleitergehäusestruktur aufweist. Somit kann, nachdem das Halbleitergehäuse in einer Chipkarte implementiert wurde, eine besonders ebene Kartenoberfläche erzielt werden. Das Halbleitergehäuse ist somit im Chipkartenkörper auf Grund von fehlenden Oberflächenunebenheiten nicht mehr sichtbar.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Halbleitergehäuse auf seiner Rückseite eine zweite Ausgleichschicht auf. Dies bietet den Vorteil, dass das später vorzuhaltende Ausgleichsvolumen für das bündige Einbetten in die Chipkarte signifikant reduziert wird, und somit kann beispielsweise statt eines 2 Lagen Core Layer's ein einlagen Core Layer verwendet werden.
In einer Ausführungsform weist das Halbleitergehäuse auf seiner Rückseite eine zweite Ausgleichschicht auf, wobei die zweite Ausgleichschicht eine Dicke D2 aufweist, die derart eingestellt ist, dass die zweite Metallisierung eine mit der zweiten Ausgleichschicht ebene Fläche bildet. Dies bietet den Vorteil, dass das später vorzuhaltende Ausgleichsvolumen für das bündige Einbetten in die Chipkarte signifikant reduziert wird, und somit kann beispielsweise statt eines 2 Lagen Core Layer's ein einlagen Core Layer verwendet werden und hiermit sind besonders ebene Kartenoberflächen von Chipkarten realisierbar.
In einer Ausführungsform weist das Halbleitergehäuse ein kontaktloses Chipkartengehäuse auf, wobei die erste und die zweite Metallisierung in durchgängiger Spulenform ausgebildet sind, und wobei der Chip in FCOS Technologie befestigt ist. Dies bietet den Vorteil, dass sich besonders kompakte, robuste und kostengünstige Halbleitergehäuse realisieren lassen.
1 zeigt ein Halbleitergehäuse in Core Layern einlaminiert. Deutlich zeichnen sich die Strukturen des Halbleitergehäuses an der Oberfläche des Kartenkörpers ab.
2 zeigt prinzipiell das Auflaminieren von Ausgleichsschichten auf beiden Seiten der Halbleitergehäuse vor der Vereinzelung, die auf einem langen Band angeordnet sind.
3 zeigt ein Halbleitergehäuse mit auflaminierten Ausgleichsschichten auf der Vorder- und Rückseite des Halbleitergehäuses.
4 zeigt ein Halbleitergehäuse mit auflaminierter Ausgleichschicht einlaminiert in einen Kartenkörper mit Antenne.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Halbleitergehäuses mit auflaminierter Ausgleichschicht einlaminiert in einen Kartenkörper.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren, näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in geeigneter Weise modifiziert und abgewandelt werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, einzelnen Merkmale und Merkmalskombinationen einer Ausführungsform mit Merkmalen und Merkmalskombinationen einer anderen Ausführungsform geeignet zu kombinieren, um zu weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen zu gelangen.
Bevor im Folgenden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente in den Figuren mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind und dass eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Ferner sind die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht. Der Schwerpunkt liegt vielmehr auf der Erläuterung des Grundprinzips.
1 zeigt ein Halbleitergehäuse 200 wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Halbleitergehäuse 200 weist einen Chip 50 auf und ist in Core Layern 100 einlaminiert, welche den Kartenkörper bilden. Deutlich zeichnen sich die Strukturen des Halbleitergehäuses 10 an der Oberfläche des Kartenkörpers 100 ab.
2 zeigt prinzipiell ein Verfahren bei dem Ausgleichsschichten 30, 40 auf die beiden Seiten eines Trägers von Halbleitergehäusen 7, welches beispielsweise ein langes Kunststoffband aus Polyamid sein kann, auflaminiert wird. Die Ausgleichsschichten 30, 40 werden in dabei erhitzt und mittels Andruckrollen auf den Träger der Halbleitergehäuse 7 und somit auf die Halbleitergehäuse 200 aufgebracht. In einem weiteren späteren Arbeitsschritt werden die Halbleitergehäuse durch schneiden, sägen oder mittels eines Lasers vereinzelt und dadurch wird eine seitliche gerade Schnittkanten 35 (in 3 gezeigt) des Halbleitergehäuses 200 gewährleistet, wie in der 3 dargestellt.
3 zeigt ein Halbleitergehäuse 200 mit auflaminierten Ausgleichsschichten 30, 40 auf der Vorder- und Rückseite des Halbleitergehäuses. Die Ausgleichsschichten können mittels eines Verfahrens wie in der 2 beschrieben auf das Halleitergehäuse 200 auflaminiert werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Halbleitergehäuse nur eine Ausgleichsschicht 30 auf der Vorderseite aufweisen. Die Dicken D1 und D2 und Materialeigenschaften der Ausgleichsschichten 30, 40 werden derart gewählt, dass auf der Vorderseite des Halbleitergehäuses idealerweise eine mit der Chip-Rückseite bündige Schicht entsteht und dass auf der Rückseite des Halbleitergehäuses 200 eine mit der zweiten Metallisierung bündige Schicht entsteht.
4 zeigt Halbleitergehäuse 200 mit auflaminierten Ausgleichschichten 30,40 einlaminiert in einen Kartenkörper 100 mit Antenne 150. Der Kartenkörper 100 wird gebildet mittels zweier Core Layer 60, 70. Dabei kann einer der Core Layer eine Aussparung aufweisen, die das Halbleitergehäuse aufnimmt. In einer weiteren Ausführungsform kann einer der Core Layer eine Aussparung aufweisen, die Seite mit dem Chip 50 des Halbleitergehäuses aufnimmt und der andere Core Layer eine Aussparung aufweisen, die die Seite des Halbleitergehäuses 200 mit der zweiten Metallisierungsebene aufweist. In einer Ausführungsform kann nur ein Core Layer eine Aussparung aufweisen, die das gesamte Halbleitergehäuse 200 im Core Layer aufnimmt. Diese Ausführungsform des Chipkartenkörpers ist idealerweise dann realisierbar, wenn eine Ausgleichsschicht 40 auf der Rückseite des Halbleitergehäuses 200 auflaminiert ist. Der Kartenkörper kann ferner eine Antenne 150 aufweisen. Die Antenne kann als kontaktlose Boosterantenne ausgebildet sein. Dadurch kann die Signalkopplung zwischen dem Halbleitergehäuse 200 und der Antenne 150 des Kartenkörpers kontaktlos erfolgen. Dadurch wird die Herstellung eines Kartenkörpers mit integriertem Halbleitergehäuse 200 wesentlich vereinfacht, da die Antenne des Kartenkörpers nicht aufwändig mit dem Halbleitergehäuse 200 kontaktiert werden muss.
5 zeigt einen Kartenkörper 100 mit integriertem Halbleitergehäuse 200 mit Chip 50 und auflaminierten Ausgleichsschichten 30, 40. Der Kartenkörper 100 weist auf Grund der auflaminierten Ausgleichschichten 30, 40 keine Strukturen 10 die auf seiner Oberfläche auf. Somit ist der Chipkartenkörper auf Grund seiner glatten Oberfläche sehr leicht weiter bearbeitbar.

Claims

Halbleitergehäuse aufweisend, eine Vorderseite mit einem Chip und einer ersten Metallisierung auf einem Substrat, eine der Vorderseite des Substrats gegenüberliegende Rückseite mit einer zweiten Metallisierung, wobei auf der Vorderseite des Halbleitergehäuses eine erste Ausgleichsschicht aufgebracht ist.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, wobei die erste Ausgleichsschicht eine Dicke D1 aufweist, die derart eingestellt ist, dass die Oberseite des Chip eine mit der Ausgleichschicht ebene Fläche bildet.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Halbleitergehäuse auf seiner Rückseite eine zweite Ausgleichschicht aufweist.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 3, wobei die zweite Ausgleichschicht eine Dicke D2 aufweist, die derart eingestellt ist, dass die zweite Metallisierung eine mit der zweiten Ausgleichschicht ebene Fläche bildet.
Halbleitergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halbleitergehäuse ein kontaktloses Chipkarten Modul ist und wobei die erste und die zweite Metallisierung in durchgängiger Spulenform ausgebildet ist, und wobei der Chip in FCOS Technologie befestigt ist.