DE19735171A1

DE19735171A1 - Halbleitermodul

Info

Publication number: DE19735171A1
Application number: DE19735171A
Authority: DE
Inventors: Thies Janczek; Erik Heinemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-01-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleitermodul.

Bei heutigen Chipkarten werden die Halbleiterchips mittels eines zumeist mittels eines aus einem nichtleitenden, flexi blen Substrats gebildeten Halbleitermodul in die üblicherwei se aus Kunststoff bestehende Karte eingebracht.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 19 62 326 ist ein derar tiges Halbleitermodul insbesondere zum Einbau in Chipkarten beschrieben. Dieses Halbleitermodul besteht aus einem einen Chip tragenden Substrat aus Kunststoff, wobei auf der den Halbleiterchip nicht tragenden Seite des Substrats eine lei tende Folie auflaminiert ist, die in Kontaktflächen struktu riert ist. Weiterhin weist das Substrat Durchgangsöffnungen auf, durch die die auflaminierte leitende Folie von der Substratseite her kontaktierbar ist. Dabei ist für jede Kon taktfläche, die in der leitenden Folie durch Strukturierung ausgebildet ist, eine dahinter liegende Durchgangsöffnung im Substrat vorgesehen. Der Halbleiterchip weist auf der dem Substrat abgewandten Seite Kontaktflächen bzw. Kontaktpads auf, die mittels Draht-Bondtechnik mit einer zugeordneten Kontaktfläche der leitenden Folie durch die entsprechende Durchgangsöffnung leitend verbunden sind.

Ein derartiger Aufbau weist den Nachteil auf, daß er für das Zwischenprodukt, Halbleitermodul, verhältnismäßig viele Her stellungsschritte benötigt und damit unerwünscht zeitaufwen dig und teuer ist. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu grunde, ein Halbleitermodul vorzusehen, daß einfach und ko stengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Es ist vorgesehen, daß das Halbleitermodul aus einem Träger besteht, der aus einem elektrisch isolierenden Flachmaterial hergestellt ist, auf dem elektrisch leitende Bereiche mittels Drucktechnik ausgebildet sind. Weiterhin ist ein Halbleiter chip vorgesehen, der Kontaktflächen aufweist, die auf Kon taktabschnitten der leitenden Bereiche haftend aufliegen. Ein derartiges Halbleitermodul ist mit minimaler Anzahl an Ver fahrensschritten und somit sehr kostengünstig herstellbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben. Durch das Ausbilden der leitenden Bereiche als mit leitenden Teilen angereicher tes Epoxy-Material und Vorsehen von Durchgangsöffnungen im Träger, ist eine Umverdrahtung der Kontaktflächen zur dem Halbleiterchip abgewandten Seite des Trägers hin einfach mög lich, wobei durch das Aushärten des Epoxy-Materials mit ein fachen Mitteln eine feste Verbindung zwischen dem Träger und dem Halbleiterchip über die leitenden Bereiche ausbildbar ist. Durch das Aufbringen einer Abdeckschicht ist es möglich, zumindest einen chemischen Schutz des aktiven Bereichs des Halbleiterchips vorzusehen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Das erfindungsgemäße Halbleitermodul in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittan sicht dargestellt,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht, und

Fig. 3 und 4 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel mit unterschiedlicher Gestaltung der Abdeck schicht.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Halbleitermoduls dargestellt. Ein elektrisch isolie render Träger 4, der aus einem Flachmaterial besteht, weist Durchgangsöffnungen 6 auf. Auf dem Träger sind leitende Be reiche 2 mittels Drucktechnik aufgetragen. Diese leitenden Bereiche 2 sind aus einem mit elektrisch leitenden Teilen an gereicherten Epoxy-Material gebildet. Wie in Fig. 2 aus einer Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform von unten zu sehen ist, sind die leitenden Bereiche 2 in Form von Leiterbahnen auf dem Träger 4 ausgebildet. Sie sind von den Durchgangsöffnungen 6 jeweils kommend in einen Bereich ge führt, in dem sie unter einen Halbleiterchip 1 enden. Durch das Auftragen der leitenden Bereiche 2 mittels Drucktechnik werden die Durchgangsöffnung 6, an denen die leitenden Berei che jeweils beginnen, ebenfalls mit dem selben Material aus gefüllt, so daß von der unten liegenden Oberfläche des Trä gers 4 eine Durchkontaktierung zu dem Halbleiterchip 1 ausge bildet wird. Der Halbleiterchip 1 wird mit Kontaktflächen, die an seiner Oberfläche ausgebildet sind, auf Endbereiche der leitenden Bereiche 2 aufgesetzt, wobei diese Endbereiche wie in Fig. 1 dargestellt ist für eine genaue Kontaktierung Aufwölbungen aufweisen. Durch Aushärten der leitenden Berei che 2 kommt es zu einer mechanisch festen Verbindung zwischen dem Halbleiterchip 1 und dem Träger 4. Gleichzeitig ist eine Kontaktierung von Oberflächen der ausgefüllten Durchgangsöff nung zu Kontaktflächen des Halbleiterchips 1 ausgebildet. Nicht dargestellt aber auch ausführbar sind Anordnungen mit mehreren Halbleiterchips, wobei ebenfalls mittels Drucktech nik aufgetragene Leiterbahnen zwischen den Halbleiterchips, leitende Bereiche zwischen einzelnen Kontaktflächen der Halb leiterchips und auch leitende Bereiche zwischen mehreren Lei terbahnen 2 ausgebildet werden können.

Weiterhin ist gemäß Fig. 1 eine Abdeckung der zuvor beschrie benen Anordnung ganzflächig vorgesehen. Hierfür sind bei spielsweise "Hot Melt", Epoxy- oder Acrylatkleber mit ausrei chender Flexibilität vorgesehen. Die in Fig. 1 und 2 darge stellte Anordnung wird in der Massenherstellung auf einem Nutzen vielfach ausgebildet und anschließend beispielsweise durch Ausstanzen vereinzelt. Ein derartiges Halbleitermodul läßt sich durch Einfärben der Trägerfolie, des Leitmaterials und/oder des Klebers leicht werbewirksam optisch gestalten, so daß ein derart hergestelltes Halbleitermodul leicht beim Einbau in eine Chipkarte der optischen Aufmachung der Chip karte anpaßbar ist.

Weiterhin ist durch die Verwendung eines Druckverfahrens für die Ausbildung des leitenden Bereiches 2 deren Struktur sehr schnell veränderten Anforderungen anpaßbar.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß das Einsetzen des Halbleitermoduls vom Verbraucher erfolgt. Dabei ist sowohl der Einsatz von "Hot Melt"-Klebern aber auch von UV härtenden Klebern denkbar. Die Verwendung von sogenannten Dauerklebern bietet die Möglichkeit, das Modul nach Bedarf in eine Chip karte einzusetzen und wieder zu entfernen. Dies hat den Vor teil, daß bei Karten aus sehr hochwertigem Material (beispielsweise Silber, Gold oder Platin) das Halbleitermodul auswechselbar und somit die Karte weiterverwendbar ist.

Generell besteht die Möglichkeit, das zuvor beschriebene Mo dul auch in anderer Umgebung als einer typischen Chipkarte einzusetzen.

In Fig. 3 und 4 sind weitere Ausgestaltungen der Abdeckung 5 dargestellt. Dabei ist die Grundstruktur bestehend aus dem Träger 4, den leitenden Bereichen 3 mit den Kontaktierungsen den 3 in den Durchgangsöffnungen 6 und dem Halbleiterchip 1 wie in Fig. 1 geblieben.

Gemäß rechter Seite in Fig. 3 ist eine derartige Anordnung auch ohne Abdeckung anwendbar. Diese Anordnung ist beispiels weise dann vorstellbar, wenn das Halbleitermodul nur als sehr kurzfristiges Zwischenprodukt besteht. Das bedeutet, daß mehr oder weniger sofort nach dem zusammensetzen der Anordnung, wie sie auf der rechten Seite von Fig. 3 dargestellt ist, wird diese Anordnung dann beispielsweise direkt mittels eines Klebers oder kleberlos mit Hochfrequenzschweißen in eine Um gebung, wie die Chipkarte beispielsweise eingesetzt.

Entsprechend der linken Seite von Fig. 3 ist die Abdeckung 5 nur teilweise in unterschiedlicher Dicke ähnlich wie auf der linken Seite von Fig. 4 ausgebildet. Schließlich ist eben falls eine Anordnung denkbar, wie sie in Fig. 4 auf der rech ten Seite dargestellt ist, wobei die Abdeckung 5 bis zur Oberfläche der Rückseite des Halbleiterchips 1 ausgebildet ist, jedoch sich nicht über die ganze Fläche des Trägers 4 erstreckt. Eine derartige teilweise Abdeckung ist schließlich noch entsprechend Fig. 1 möglich, bei der der ganze Halblei terchip 1 abgedeckt ist. Dabei erstreckt sich jedoch die Ab deckung nicht wie in Fig. 1 parallel über den Träger 4 ganz flächig.

Schließlich ist noch eine Ausgestaltung in der Form vorgese hen, daß die leitenden Bereiche nicht als Außenkontakte aus gebildet sind, sondern daß sie mit weiteren Elementen wie beispielsweise einer Induktionsspule beim Einbau in einer Chipkarte ausgebildet sind. Dabei ist es unabhängig, ob der Übergang zwischen den leitenden Bereichen 2 bzw. 3 mit einer solchen Induktionsspule auf der Seite, auf der der Halblei terchip 1 angeordnet ist verbunden wird oder auf der gegen überliegenden Seite.

Claims

1. Halbleitermodul mit:

- einem Träger (4) aus einem elektrisch isolierenden Flach material, das zwei gegenüberliegende Hauptflächen auf weist,
- elektrisch leitenden Bereichen (2), die auf einer der Hauptflächen mittels Drucktechnik ausgebildet sind,
- zumindest einem Halbleiterchip (1), der an einer Oberflä che Kontaktflächen aufweist, wobei der Halbleiterchip mit den Kontaktflächen auf Kontaktabschnitten der leitenden Bereiche (2) haftend aufliegen.

2. Halbleitermodul nach Anspruch 1, wobei der Träger (4) Durchgangsöffnungen (6) aufweist, in die ein Kontaktbereich (3) der leitenden Bereiche (2) hindurchgeführt ist.

3. Halbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elek trisch leitenden Bereiche (2) aus einem Epoxy-Material beste hen, das mit elektrisch leitenden Teilen angereichert ist.

4. Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitenden Bereiche (2) mittels Druck technik aufgetragen sind.

5. Halbleitermodul nach Anspruch 3, wobei durch Aushärten des Epoxy-Materials eine feste Verbindung zwischen dem Halblei terchip (1) und dem Träger (4) ausgebildet ist.

6. Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckschicht (5) den Halbleiterchip (1) seitlich bis zur den leitenden Bereichen (2) abgewandten Rückseite des Halbleiterchips (1) abdeckt.

7. Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Abdeckschicht (5) vorgesehen ist, die zumindest die leitenden Bereiche (2) auf dem Träger (4) und den Halb leiterchip (1) seitlich abdeckt.

8. Halbleitermodul nach Anspruch 7, wobei die Abdeckschicht (5) zusätzlich den Halbleiterchip (1) vollständig abdeckt.

9. Halbleitermodul nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Abdeck schicht (5) den Träger (4) vollständig abdeckt.