DE19844965A1

DE19844965A1 - Chip card module for chip card e.g. for entry access

Info

Publication number: DE19844965A1
Application number: DE1998144965
Authority: DE
Inventors: Frank Pueschner; Detlef Houdeau; Erik Heinemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-13

Abstract

The chip module (8) has a semiconductor chip (2) which is not directly attached to the contact surfaces of the module, but is contained in a separate housing connected to the contact surface by connections leading out of the housing. Several connectors (3) project above the surface of the housing (6) forming a hollow into which a protective layer (11) is set. When the card is under mechanical stress, the protective layer is deformed by the stress and is crushed together in the areas above the edges of the chip, which greatly decreases the pressure on the chip. The thickness of the protective layer corresponds to the distance between the housing upper side and the contact surfaces (10). During production, the chip module is set into the card cavity (13) and is affixed with a hot melt adhesive (14). Then the protective layer is inserted onto the housing above the semiconductor chip. The contact surfaces are set into the cavity and contact with the connections (3) via an electrically conductive mass, a solder or electrically conductive adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft einen Chipkartenmodul, eine Chipkarte, welche den Chipkartenmodul umfaßt, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte.The invention relates to a chip card module, a chip card, which comprises the chip card module, and a method for Production of a chip card.

Chipkarten erfreuen sich als Informationsträger auf den ver schiedensten Gebieten wie beispielsweise dem Zahlungsverkehr, der Zugangskontrolle zu Gebäuden usw. einer zunehmenden Be liebtheit. Die Information ist in einem Halbleiterchip ge speichert, welcher sich in der Karte befindet. Sie kann mit Hilfe eines Kartenlesegerätes über an einer Kartenoberfläche befindliche Kontaktflächen abgegriffen werden. Sowohl die Ab messungen der Karte selbst als auch diejenigen der Kontakt flächen sind genormt. Üblicherweise erfolgt die Herstellung einer Chipkarte so, daß ein Kartenkörper aus Kunststoff und ein Chipkartenmodul, welcher die mit dem Halbleiterchip kon taktierten Kontaktflächen umfaßt, gesondert voneinander und in der Regel von unterschiedlichen Herstellern produziert werden. Der vorgefertigte Chipkartenmodul wird dann, in der Regel beim Kartenhersteller, in eine in den Kartenkörper ge fräste Kavität eingeklebt.Chip cards are a source of information on the ver various areas such as payments, access control to buildings etc. of an increasing occupancy loveliness. The information is in a semiconductor chip saves which is on the map. You can with Using a card reader on a card surface located contact areas can be tapped. Both the Ab measurements of the card itself as well as those of the contact areas are standardized. The production usually takes place a chip card so that a card body made of plastic and a chip card module, which con with the semiconductor chip clocked contact areas includes, separately from each other and usually produced by different manufacturers become. The prefabricated chip card module is then in the Usually at the card manufacturer, in a ge in the card body milled cavity glued in.

Ein Problem dieser vorgefertigten Chipkartenmodule besteht darin, daß der Kartenhersteller auf die Konstruktion der Kar te und insbesondere auf den Aufbau der Kontaktflächen keinen Einfluß mehr nehmen kann. Sollen beispielsweise kurzfristig andere Kontaktflächen verwendet werden, muß der Kartenher steller einen vollkommen neuen Chipkartenmodul beschaffen und einsetzen.There is a problem with these prefabricated chip card modules in that the card manufacturer on the construction of the Kar te and especially on the structure of the contact surfaces none Can take more influence. For example, at short notice other contact surfaces are used, the card must procure a completely new chip card module and deploy.

Die herkömmlichen Chipkartenmodule besitzen zudem den Nach teil, daß der Halbleiterchip gegen unbeabsichtigte oder mut willige Beschädigung oft nur unzureichend geschützt ist. Der Halbleiterchip sitzt meist unmittelbar unterhalb der Kontakt flächen und ist mit diesen direkt verbunden. Beim Biegen der Chipkarte kann der Halbleiterchip deshalb leicht brechen, oh ne daß die Beschädigung nach außen sichtbar wird.The conventional chip card modules also have the Nach part that the semiconductor chip against accidental or courage willing damage is often insufficiently protected. The Semiconductor chip usually sits directly below the contact areas and is directly connected to them. When bending the The semiconductor chip can therefore easily break the chip card, oh ne that the damage is visible to the outside.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Chip kartenmodul, eine Chipkarte sowie ein Verfahren zur Herstel lung einer Chipkarte anzugeben, welche dem Kartenhersteller einerseits eine größere Gestaltungsfreiheit bei der Herstel lung einer Chipkarte gewähren und andererseits zu einer robu sten Chipkarte führen, bei welcher der Halbleiterchip gegen über den herkömmlichen Chipkarten besser geschützt ist.The invention has for its object a chip card module, a chip card and a method of manufacture to specify a chip card, which the card manufacturer on the one hand, greater freedom of design for the manufacturer Grant a chip card and on the other hand to a robu Most chip card with which the semiconductor chip against is better protected over conventional chip cards.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Chipkartenmodul ge mäß Anspruch 1, der Chipkarte gemäß Anspruch 6 sowie dem Ver fahren zur Herstellung einer Chipkarte gemäß Anspruch 7. Zweckmäßige und bevorzugte Ausführungsformen und Verfahrens varianten ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is solved with the chip card module according to claim 1, the chip card according to claim 6 and the Ver drive to manufacture a chip card according to claim 7. Appropriate and preferred embodiments and method variants result from the subclaims.

Die Erfindung betrifft also zum einen einen Chipkartenmodul, welcher auf einer seiner Oberflächen Kontaktflächen aufweist, die mit einem Halbleiterchip elektrisch leitend kontaktiert sind. Die Kontaktierung erfolgt über Anschlüsse, die aus ei nem Gehäuse, in welchem der Halbleiterchip angeordnet ist, nach außen in Richtung auf die Kontaktflächen geführt sind. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Gehäuse und den Kontaktflä chen im Bereich oberhalb des Halbleiterchips eine Schutz schicht angeordnet.The invention therefore relates, on the one hand, to a chip card module, which has contact surfaces on one of its surfaces, which makes electrical contact with a semiconductor chip are. The contact is made via connections made of egg nem housing in which the semiconductor chip is arranged, are guided outwards in the direction of the contact surfaces. According to the invention is between the housing and the contact surface protection in the area above the semiconductor chip layered.

Erfindungsgemäß ist der Halbleiterchip im Chipkartenmodul al so nicht mehr unmittelbar auf den Kontaktflächen befestigt, sondern in einem gesonderten Gehäuse, von welchem aus die Kontaktierung zu den Kontaktflächen über die aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlüsse erfolgt. Damit wird eine Entkopp lung des Halbleiterchips und der Kontaktflächen erreicht. Diese Entkopplung bewirkt bereits an sich einen besseren Schutz des Halbleiterchips gegen äußere Einflüsse. Ein beson ders wirksamer Schutz wird jedoch dadurch erreicht, daß zwi schen dem Gehäuse und den Kontaktflächen im Bereich oberhalb des Halbleiterchips eine Schutzschicht angeordnet wird. Diese Schutzschicht ist zweckmäßig mechanisch verformbar und be steht bevorzugt aus einem elastomeren Kunststoff.According to the invention, the semiconductor chip in the chip card module al no longer attached directly to the contact surfaces, but in a separate housing, from which the Contacting the contact areas via the from the housing connections made. This is a decoupling tion of the semiconductor chip and the contact surfaces achieved. This decoupling already results in a better one Protection of the semiconductor chip against external influences. A special ders effective protection is achieved, however, that between the housing and the contact surfaces in the area above a protective layer is arranged on the semiconductor chip. This Protective layer is expediently mechanically deformable and be is preferably made of an elastomeric plastic.

Die Schutzschicht absorbiert beispielsweise Stöße, die von außen auf den Chipkartenmodul wirken, und wird deformiert, wenn die Chipkarte, in welcher sich der Chipkartenmodul be findet, gebogen wird. Die Schutzschicht wirkt also als Puffer für den Halbleiterchip und verhindert, daß auf die Karte ein wirkende mechanische Belastungen unmittelbar auf den Halblei terchip übertragen werden. Der Halbleiterchip ist deshalb im erfindungsgemäßen Chipkartenmodul und einer diesen Modul um fassenden Chipkarte erheblich besser geschützt, als dies bis her möglich war.The protective layer absorbs shocks, for example act on the outside of the chip card module and is deformed, if the chip card in which the chip card module is located finds, is bent. The protective layer thus acts as a buffer for the semiconductor chip and prevents a on the card mechanical loads acting directly on the half lead terchip be transferred. The semiconductor chip is therefore in chip card module according to the invention and this module comprehensive chip card much better protected than this up ago was possible.

Als Gehäusetypen, die in dem erfindungsgemäßen Chipkartenmo dul verwendet werden können, eignen sich grundsätzlich alle Arten von Gehäusen, in denen die Anschlüsse so aus dem Gehäu se herausgeführt werden, daß sie mit den Kontaktflächen einer Chipkarte kontaktiert werden können. Bevorzugt werden solche Gehäuse eingesetzt, die möglichst klein und flach sind. Ge eignet sind beispielsweise Die-Size-Packages (DSP), wie sie grundsätzlich in der WO-A-96/02071 beschrieben sind, und ins besondere Chip-Size-Packages (CSP). Die Gehäuse können dabei so aufgebaut sein, daß die Anschlüsse im wesentlichen mit ei ner der Gehäuseoberflächen abschließen, oder die Anschlüsse stehen zu einer Seite der Gehäuseoberfläche vor. Sind die An schlüsse seitlich entlang des Gehäuses herausgeführt, ergibt sich dann oberhalb des Gehäuses zwischen den Enden der An schlüsse eine Vertiefung, die sich ausgezeichnet zur Aufnahme der Schutzschicht eignet.As housing types that in the chip card mo dul can be used, basically all are suitable Types of housings in which the connectors are so out of the housing se be brought out that they with the contact surfaces of a Chip card can be contacted. Those are preferred Housing that are as small and flat as possible. Ge For example, die-size packages (DSP) such as these are suitable are basically described in WO-A-96/02071, and ins special chip size packages (CSP). The housing can be constructed so that the connections essentially with egg Complete the housing surfaces or the connections project to one side of the housing surface. Are the first leads out laterally along the housing, results then above the housing between the ends of the An conclude a deepening that is excellent for inclusion the protective layer is suitable.

Die Dicke der Schutzschicht wird zweckmäßig so gewählt, daß sie den Spalt zwischen der Gehäuseoberfläche und den Kontakt flächen im wesentlichen vollständig ausfüllt.The thickness of the protective layer is appropriately chosen so that the gap between the housing surface and the contact essentially completely fills areas.

Es ist einerseits möglich, die Schutzschicht separat in den Spalt zwischen Gehäuseoberseite und Kontaktflächen einzule gen. Alternativ kann die Schutzschicht an Gehäuseoberfläche und/oder Kontaktflächen befestigt sein.On the one hand, it is possible to separate the protective layer into the Gap between the top of the housing and contact surfaces Alternatively, the protective layer on the housing surface and / or contact surfaces can be attached.

Die Herstellung der elektrisch leitenden Kontakte zwischen den Anschlüssen des Chipgehäuses und den Kontaktflächen er folgt zweckmäßig entweder durch Formschluß oder, bevorzugt, mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Masse. Diese kann bei spielsweise ein Lot oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff sein.The production of the electrically conductive contacts between the connections of the chip housing and the contact areas suitably follows either by positive locking or, preferably, with the help of an electrically conductive mass. This can be done at for example a solder or an electrically conductive adhesive his.

Im Falle der Kontaktierung mit Hilfe einer elektrisch leitfä higen Masse kann die Schutzschicht als Abstandhalter zwischen Kontaktflächen und Anschlüssen dienen und die Dicke der mit der elektrisch leitfähigen Masse hergestellten Kontakte und damit die Gesamthöhe des Chipkartenmoduls einstellen. Auf diese Weise können Chipkartenmodule in gewünschter Höhe pro duziert werden, die sich gut in die Kavität eines Kartenkör pers implantieren lassen. Durch die Verwendung flacher Chipgehäuse lassen sich außerdem flache Chipkartenmodule er halten, bei welchen der Halbleiterchip in der Chipkarte im Bereich der neutralen Faser der Karte zu liegen kommt. Die Chipkarten sind deshalb optisch ansprechend und bieten dem Halbleiterchip zusätzlich einen guten Schutz gegen Beschädi gung.In the case of contacting with the help of an electrically conductive mass, the protective layer can act as a spacer between Contact surfaces and connections serve and the thickness of the with the electrically conductive mass produced contacts and adjust the total height of the chip card module. On In this way, chip card modules can be made in the desired amount can be induced, which fits well into the cavity of a card body Have a person implanted. By using flatter Flat chip card modules can also be used in chip housings hold, in which the semiconductor chip in the chip card in Area of the neutral fiber of the card comes to rest. The Chip cards are therefore visually appealing and offer that Semiconductor chip additionally good protection against damage supply.

Die erfindungsgemäßen Chipkartenmodule werden zweckmäßig un ter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstel lung einer Chipkarte in einen Kartenkörper eingesetzt. In seiner Grundvariante umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:
Zunächst wird ein Chipbaustein, in welchem ein in einem Ge häuse angeordneter Halbleiterchip mit aus dem Gehäuse heraus geführten Anschlüssen elektrisch leitend kontakiert ist, in eine Kavität des Kartenkörpers eingesetzt. Dabei zeigen die Anschlüsse in Richtung auf die Oberfläche des Kartenkörpers. The chip card modules according to the invention are expediently used using the method according to the invention for producing a chip card in a card body. In its basic variant, the method according to the invention comprises the following steps:
First of all, a chip module in which a semiconductor chip arranged in a housing is electrically conductively contacted with connections led out of the housing is inserted into a cavity of the card body. The connections point towards the surface of the card body.

Bei dem Chipbaustein kann es sich, wie erwähnt, um verschie denste Gehäusetypen handeln, von denen DSPs und CSPs bevor zugt sind. Die Kontaktierung des Halbleiterchips mit den An schlüssen innerhalb des Gehäuses kann auf übliche Art und Weise erfolgen, beispielsweise mit Hilfe von Bonddrähten oder durch Flip-Chip-Technik.As mentioned, the chip component can be different deal with most types of enclosures, of which DSPs and CSPs are coming are moving. The contacting of the semiconductor chip with the An conclusions within the housing can in the usual way and Way, for example with the help of bond wires or through flip-chip technology.

Auch bei dem Kartenkörper, der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, handelt es sich zweckmäßig um einen herkömm lichen Kartenkörper, in den die Kavität geeigneter Größe auf an sich bekannte Weise eingebracht ist. Zweckmäßig wird die Kavität in den Kartenkörper gefräst.This also applies to the card body used in the method according to the invention is used, it is conveniently a conventional Lichen card body in which the cavity is of a suitable size is introduced in a manner known per se. The is expedient Cavity milled into the card body.

Das Einsetzen des Chipbausteins in die Kavität erfolgt zweck mäßig ebenfalls auf übliche Weise, nämlich so, wie bisher die vorgefertigten Chipkartenmodule in die Kavität implantiert wurden. Beispielsweise kann der Chipbaustein also in die Ka vität eingeklebt werden, wobei die üblichen Klebstoffe ver wendet werden können.The chip module is inserted into the cavity for the purpose moderately also in the usual way, namely, as previously prefabricated chip card modules implanted in the cavity were. For example, the chip module can be in the Ka vity are glued in, the usual adhesives ver can be applied.

Nachdem der Chipbaustein in die Kavität des Kartenkörpers eingesetzt worden ist, werden in einem nächsten Schritt die Kontaktflächen im Kartenkörper befestigt. Dazu werden die Kontaktflächen in die Kavität auf den Chipbaustein aufge setzt, und die elektrisch leitenden Kontakte zwischen den Kontaktflächen und den Anschlüssen des Chipbausteins werden hergestellt.After the chip chip in the cavity of the card body has been used, in a next step the Fixed contact surfaces in the card body. To do this, the Contact areas in the cavity on the chip module sets, and the electrically conductive contacts between the Contact areas and the connections of the chip module manufactured.

Zweckmäßig erfolgt dies, wie bereits erwähnt, durch Löten oder mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. Es kann jedoch auch bereits ein Formschluß zwischen den Anschlüssen und den Kontaktflächen zur Herstellung der elektrisch leiten den Verbindungen ausreichen.As already mentioned, this is expediently carried out by soldering or by means of an electrically conductive adhesive. It can however, there is already a positive connection between the connections and the contact surfaces for producing the electrically conductive the connections are sufficient.

Für die Kontaktflächen selbst können erneut die für Kontakt flächen üblichen Materialien verwendet werden. Außerdem ent sprechen die Kontaktflächen zweckmäßig ISO-Standard. For the contact surfaces themselves, the ones for contact can be used again usual materials are used. Also ent the contact surfaces speak appropriately ISO standard.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Chipkar te zeichnet sich also dadurch aus, daß ein Chipbaustein und die Kontaktflächen in zwei unabhängigen Schritten in die Ka vität eines Kartenkörpers eingesetzt werden. Dies ermöglicht es beispielsweise einem Chipkartenhersteller, ein und densel ben Chipbaustein mit unterschiedlichen Arten von Kontaktflä chen zu kombinieren. Der Chipkartenhersteller kann also bei spielsweise einen bestimmten Typ eines Chipbausteins beziehen und ihn je nach Wunsch mit Kontaktflächen verschiedenster Layouts kombinieren. Der Spielraum des Chipkartenherstellers bei der Herstellung von Chipkarten wird deshalb erheblich vergrößert.The inventive method for producing a Chipkar te is characterized in that a chip chip and the contact areas in two independent steps into the Ka vity of a card body can be used. this makes possible it, for example, a chip card manufacturer, and densel ben chip module with different types of contact surfaces to combine. The chip card manufacturer can therefore for example, refer to a certain type of chip chip and with a variety of contact surfaces as required Combine layouts. The scope of the chip card manufacturer is therefore significant in the production of chip cards enlarged.

Die voneinander getrennten Schritte des Einsetzens eines Chipbausteins und des Einsetzens der Kontaktflächen in die Kavität eines Kartenkörpers ermöglichen es außerdem, zwischen beiden Schritten im Bereich oberhalb des Halbleiters eine Schutzschicht zum Schutz des Halbleiterchips in die Kavität einzubringen.The separate steps of inserting one Chip module and the insertion of the contact areas in the Cavity of a card body also allow between two steps in the area above the semiconductor Protective layer to protect the semiconductor chip in the cavity bring in.

Diese Schutzschicht kann entweder bereits auf dem Chipbau stein befestigt sein, bevor dieser in die Kavität eingesetzt wird, oder sie wird nach dem Einsetzen des Bausteins in die Kavität oberhalb des Halbleiterchips auf das Chipgehäuse auf gesetzt, oder aber die Schutzschicht wird an den Kontaktflä chen befestigt, bevor diese in die Kavität eingebracht wer den.This protective layer can either already be built on the chip stone must be attached before it is inserted into the cavity or after inserting the block into the Cavity above the semiconductor chip on the chip housing set, or the protective layer is attached to the contact surface Chen before they are placed in the cavity the.

Werden die elektrisch leitenden Kontakte zwischen den An schlüssen des Chipbausteins und den Kontaktflächen mit Hilfe einer Lotmasse oder eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs hergestellt, ist es bevorzugt, Lotmasse oder Klebstoff vor dem Einsetzen des Chipbausteins in die Kavität auf die An schlüsse aufzubringen. Dies kann zweckmäßig bereits beim Her steller des Chipbausteins erfolgen. Die Herstellung der Kon takte nach dem Einsetzen des Chipbausteins in die Kavität er folgt dann zweckmäßig unter Zufuhr von Wärme, wobei das Lot- oder Klebstoff-Depot aufschmilzt.Are the electrically conductive contacts between the An close the chip and the contact areas with the help a solder mass or an electrically conductive adhesive prepared, it is preferred to solder mass or adhesive before the insertion of the chip module into the cavity to come to conclusions. This can expediently already at the manufacturer of the chip module. The production of the Kon clock after inserting the chip module into the cavity then suitably follows with supply of heat, the solder or adhesive depot melts.

Diese Art der Herstellung der elektrisch leitenden Kontakte ermöglicht es außerdem, die Kontakte gleichzeitig mit dem Einkleben der Kontaktflächen in die Kavität des Kartenkörpers herzustellen, wenn hierzu ein Schmelzklebstoff (Hotmelt) ver wendet wird. Schmelzklebstoff und Lotmasse oder elektrisch leitfähiger Klebstoff schmelzen unter Zufuhr von Wärme gleichzeitig auf, und beim Einsetzen der Kontaktflächen in die Kavität werden gleichzeitig die Klebeverbindung und die elektrisch leitenden Kontakte hergestellt.This way of producing the electrically conductive contacts also allows the contacts to be used simultaneously with the Glue the contact areas into the cavity of the card body produce if a hot melt adhesive ver is applied. Hot melt adhesive and solder mass or electrical Conductive adhesive melts with the addition of heat at the same time, and when inserting the contact surfaces in the cavity becomes both the adhesive bond and the made electrically conductive contacts.

Um das Einsetzen der Kontaktflächen in die Kavität zu er leichtern, sind diese zweckmäßig auf einen Kontaktflächenträ ger aufgebracht, welcher in die Kavität einsetzbar ist. Die ser Kontaktflächenträger hält die einzelnen Kontaktflächen zusammen, so daß sie in einem Schritt in die Kavität einge setzt werden können. Zweckmäßig geschieht dies so, daß der Kontaktflächenträger vor dem Einsetzen in die Kavität aus ei nem Kontaktflächenträgerband herausgetrennt und insbesondere ausgestanzt wird.To insert the contact surfaces into the cavity lighter, these are useful on a contact surface ger applied, which can be inserted into the cavity. The This contact surface carrier holds the individual contact surfaces together so that they entered the cavity in one step can be set. This is expediently done in such a way that the Contact surface carrier made of egg before insertion into the cavity nem cut out contact surface carrier tape and in particular is punched out.

Besonders bevorzugt besteht der Kontaktflächenträger aus ei ner Klebstoffschicht und insbesondere aus einer Schicht eines Schmelzklebstoffs. Diese Klebstoffschicht hält nicht nur die einzelnen Kontaktflächen zusammen, sondern liefert gleichzei tig auch das Befestigungsmittel, mit welchem die Kontaktflä chen auf den Chipbaustein und in die Kavität eingeklebt wer den.The contact surface carrier particularly preferably consists of egg ner adhesive layer and in particular from a layer of a Hot melt adhesive. This adhesive layer not only holds the individual contact surfaces together, but delivers at the same time also the fastener with which the contact surface who are glued onto the chip module and into the cavity the.

Zweckmäßig ist der Kontaktflächenträger so strukturiert, daß die Bereiche, in denen die elektrisch leitfähigen Kontakte ausgeführt werden sollen, frei bleiben und/oder der Bereich freigelassen wird, in welchem die Schutzschicht für den Halb leiterchip über dem Gehäuse des Chipbausteins angeordnet wird. Beispielsweise können diese Ausnehmungen im Kontaktflä chenträger dadurch erhalten werden, daß sie vor der Befesti gung der Kontaktflächen in den Kontaktflächenträger einge stanzt werden.The contact surface support is expediently structured in such a way that the areas where the electrically conductive contacts to be executed, remain free and / or the area is released in which the protective layer for the half conductor chip arranged above the housing of the chip chip becomes. For example, these recesses in the contact surface Chträger be obtained in that they before the fastening tion of the contact surfaces inserted into the contact surface carrier to be punched.

Im nachfolgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Darin zeigen schematisch und jeweils im Querschnitt.In the following, the invention is intended to be illustrated are explained in more detail. In it show schematically and each in cross section.

Fig. 1a und 1b je einen Chipbaustein, wie er im erfindungsgemäßen Chipkartenmodul und im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte verwendet werden kann;FIGS . 1a and 1b each show a chip module as can be used in the chip card module according to the invention and in the method according to the invention for producing a chip card;

Fig. 2 und 3 je eine erfindungsgemäße Chipkarte, in welche ein erfindungsgemäßer Chipkartenmodul implantiert ist. Fig. 2 and 3 each have a smart card according to the invention, in which an inventive smart card module is implanted.

Fig. 4a und 4b erläutern die Wirkung der erfindungsgemäßen Schutzschicht, und FIGS. 4a and 4b illustrate the effect of the protective layer of the invention, and

Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Chipkarte mit einem erfindungsgemäßen Chipkartenmodul. Fig. 5 shows a further inventive chip card with a smart card module according to the invention.

Fig. 1a und 1b zeigen Chipbausteine (1), welche in Zusam menhang mit erfindungsgemäßen Chipkartenmodulen verwendet werden können. In beiden Fällen handelt es sich um auf her kömmliche Weise herstellbare Chipbausteine, in denen ein Halbleiterchip (2) auf einer Chipinsel (4) eines metallischen Anschlußrahmens befestigt ist. Im Bereich um die Chipinsel (4) sind mehrere Anschlüsse (3) vorhanden, die entlang der Gehäuseseiten verlaufen und deren äußere Kontaktbereiche an den Gehäuseoberseiten liegen. In diesen Kontaktbereichen sind auf die Anschlüsse (3) Depots einer elektrisch leitfähigen Masse (7) aufgetragen. Die elektrisch leitfähige Masse (7) ist beispielsweise ein Lot oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff. Halbleiterchip (2) und Anschlüsse (3) sind über Bonddrähte (5) elektrisch leitend miteinander kontaktiert und von einem Gehäuse (6) eingeschlossen. Fig. 1a and 1b show chip components (1), which in co menhang can be used with the inventive chip card modules. In both cases, there are conventional chip modules in which a semiconductor chip ( 2 ) on a chip island ( 4 ) of a metallic lead frame is attached. In the area around the chip island ( 4 ) there are several connections ( 3 ) which run along the sides of the housing and whose outer contact areas lie on the tops of the housing. Deposits of an electrically conductive compound ( 7 ) are applied to the connections ( 3 ) in these contact areas. The electrically conductive mass ( 7 ) is, for example, a solder or an electrically conductive adhesive. Semiconductor chip ( 2 ) and connections ( 3 ) are electrically conductively contacted with one another via bond wires ( 5 ) and enclosed by a housing ( 6 ).

Die beiden Chipbausteine (1) unterscheiden sich in der Aus bildung der äußeren Anschlüsse (3). In dem in Fig. 1a darge stellten Chipbauteil sind die Kontaktbereiche der Außenan schlüsse (3) gegenüber denjenigen des Gehäuses in Fig. 1b vergrößert und stehen über die Gehäuseseitenwände vor.The two chip modules ( 1 ) differ in the formation of the outer connections ( 3 ). In the chip component shown in FIG. 1a, the contact areas of the external connections ( 3 ) are enlarged relative to those of the housing in FIG. 1b and project beyond the housing side walls.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Chipkarte (9) mit einem Kartenkörper (12), in den eine Kavität (13) eingefräst ist. Die Kavität (13) ist so ausgebildet, daß sie einen erfin dungsgemäßen Chipkartenmodul (8) aufnehmen kann. Fig. 2 shows a chip card ( 9 ) according to the invention with a card body ( 12 ) into which a cavity ( 13 ) is milled. The cavity ( 13 ) is designed so that it can accommodate an inventive chip card module ( 8 ).

Dieser Chipkartenmodul (8) setzt sich aus einem Chipbaustein zusammen, der im wesentlichen dem in Fig. 1a dargestellten entspricht, sowie Kontaktflächen (10). Der im Chipkartenmodul (8) verwendete Chipbaustein unterscheidet sich von dem in Fig. 1a dargestellten insofern, als die äußeren Anschlüsse (3) über die Oberfläche des Gehäuses (6) vorstehen. Dadurch ergibt sich oberhalb des Gehäuses (6) eine Vertiefung, in welche eine Schutzschicht (11) eingesetzt ist. Die Dicke der Schutzschicht (11), die beispielsweise aus einem Elastomer besteht, entspricht im wesentlichen dem Abstand zwischen Ge häuseoberseite und Kontaktflächen (10). Die Kontaktflächen (10) sind über die elektrisch leitfähige Masse (7) mit den Anschlüssen (3) des Chipbausteins elektrisch leitend kontak tiert.This chip card module ( 8 ) is composed of a chip module, which essentially corresponds to that shown in Fig. 1a, and contact areas ( 10 ). The chip module used in the chip card module ( 8 ) differs from that shown in FIG. 1a in that the outer connections ( 3 ) protrude beyond the surface of the housing ( 6 ). This results in a recess above the housing ( 6 ), in which a protective layer ( 11 ) is inserted. The thickness of the protective layer ( 11 ), which consists for example of an elastomer, corresponds essentially to the distance between the top of the housing Ge and contact surfaces ( 10 ). The contact surfaces ( 10 ) are via the electrically conductive mass ( 7 ) with the connections ( 3 ) of the chip module electrically conductive contacts.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte wird die Chipkarte (9) hergestellt, indem zunächst der Chipbaustein (1) in die Kavität (13) des Kartenkörpers (12) implantiert wird. Der Chipbaustein (1) wird mit Schmelz klebstoff (14) in der Kavität (13) befestigt.The chip card ( 9 ) is produced by the method according to the invention for producing a chip card by first implanting the chip module ( 1 ) into the cavity ( 13 ) of the card body ( 12 ). The chip module ( 1 ) is attached with hot melt adhesive ( 14 ) in the cavity ( 13 ).

Anschließend wird die Schutzschicht (11) auf dem Gehäuse (6) oberhalb des Halbleiterchips (2) eingelegt. Darauf werden die Kontaktflächen (10) in die Kavität eingesetzt und über die elektrisch leitfähige Masse (7) mit den Anschlüssen (3) des Chipbauteils kontaktiert.The protective layer ( 11 ) is then placed on the housing ( 6 ) above the semiconductor chip ( 2 ). The contact surfaces ( 10 ) are then inserted into the cavity and contacted via the electrically conductive mass ( 7 ) with the connections ( 3 ) of the chip component.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Chipkarte (9). Fig. 3 shows another example of a chip card ( 9 ).

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile wie in Fig. 1 und 2.The same reference numerals designate the same parts as in FIGS. 1 and 2.

Der hier im Chipkartenmodul (8) verwendete Chipbaustein ent spricht im wesentlichen demjenigen, der in Fig. 1b darge stellt ist.The chip module used here in the chip card module ( 8 ) essentially speaks to the one shown in FIG. 1b.

Die Herstellung der Chipkarte (9) entspricht grundsätzlich der in Zusammenhang mit Figur (2) beschriebenen. Zunächst wird also der Chipbauteil (1) in die Kavität (13) implantiert. An schließend wird die Schutzschicht (11) auf das Gehäuse aufge legt. Die Schutzschicht ist hier dünner als im Falle der in Fig. 2 gezeigten Chipkarte, da Gehäuseoberfläche und An schlüsse (3) im wesentlichen in einer Ebene abschließen. Die Schutzschicht (11) überbrückt daher nur den Spalt, der durch die Höhe der elektrisch leitfähigen Masse (7) zur Kontaktie rung der Anschlüsse (3) mit den Kontaktflächen (10) definiert ist. Die Schutzschicht (11) legt dabei gleichzeitig die Höhe dieser elektrisch leitenden Kontaktierungen fest.The production of the chip card ( 9 ) basically corresponds to that described in connection with FIG. ( 2 ). First, the chip component ( 1 ) is implanted in the cavity ( 13 ). At closing the protective layer ( 11 ) is placed on the housing. The protective layer is thinner here than in the case of the chip card shown in FIG. 2, since the housing surface and connections ( 3 ) are essentially in one plane. The protective layer ( 11 ) therefore bridges only the gap which is defined by the height of the electrically conductive mass ( 7 ) for contacting the connections ( 3 ) with the contact surfaces ( 10 ). The protective layer ( 11 ) also defines the height of these electrically conductive contacts.

Herstellung der elektrisch leitenden Kontaktierungen (7) und das Befestigen der Kontaktflächen (10) in der Kavität (13) mit Hilfe des Schmelzklebstoffs (14) erfolgen dabei zweckmä ßig in einem Schritt unter Zufuhr von Wärme.Production of the electrically conductive contacts ( 7 ) and the attachment of the contact surfaces ( 10 ) in the cavity ( 13 ) with the aid of the hot melt adhesive ( 14 ) are advantageously carried out in one step with the supply of heat.

Fig. 4a und 4b sollen in stark vereinfachter Form die Wir kung der erfindungsgemäß im Chipkartenmodul (8) vorhandenen Schutzschicht (11) verdeutlichen. Es ist jeweils ein Aus schnitt aus einem erfindungsgemäßen Chipkartenmodul (8) dar gestellt, in dem Halbleiterchip (2), der über dem Halbleiter chip befindliche Teil des Gehäuses (6) sowie die oberhalb des Gehäuses angeordnete Schutzschicht (11) abgebildet sind. Alle übrigen Teile des Chipkartenmoduls sind weggelassen. FIGS. 4a and 4b are intended to illustrate in greatly simplified form, the effect of the invention we present in the smart card module (8) protective layer (11). There is a section from a chip card module ( 8 ) according to the invention, in which the semiconductor chip ( 2 ), the part of the housing ( 6 ) located above the semiconductor chip and the protective layer ( 11 ) arranged above the housing are shown. All other parts of the chip card module are omitted.

Fig. 4a zeigt einen Zustand ohne äußere mechanische Bean spruchung. Fig. 4b zeigt einen Zustand, in welchem eine Chip karte einer Biegebelastung ausgesetzt ist. Bei einem herkömm lichen Chipkartenmodul, in dem der Halbleiterchip direkt an den Kontaktflächen befestigt ist, wird die Biegebelastung un mittelbar auf den Chip übertragen und kann zum Durchbrechen des Chips führen. Im erfindungsgemäßen Chipkartenmodul dage gen fängt die Schutzschicht (11) einen Großteil der mechani schen Belastung ab. Die Schutzschicht (11) wird unter der Be lastung deformiert und in den Bereichen oberhalb der Kanten des Halbleiterchips (2) zusammengestaucht, wie dies durch die beiden Pfeile angedeutet wird. Der Druck auf den Halbleiter chip ist deshalb stark vermindert. Fig. 4a shows a state without external mechanical stress. Fig. 4b shows a state in which a chip card is subjected to a bending load. In a conventional chip card module in which the semiconductor chip is attached directly to the contact surfaces, the bending load is transmitted directly to the chip and can lead to the chip breaking. In the chip card module according to the invention, the protective layer ( 11 ) intercepts a large part of the mechanical stress. The protective layer ( 11 ) is deformed under the load and compressed in the areas above the edges of the semiconductor chip ( 2 ), as is indicated by the two arrows. The pressure on the semiconductor chip is therefore greatly reduced.

Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Chipkarte (9). Der in die Kavität (13) des Kartenkörpers (12) eingesetzte Chipkartenmodul (8) umfaßt einen Chipbaustein, der dem in Fig. 1b dargestellten ähnelt. Jedoch ist der Halbleiterchip (2) nicht über Bonddrähte, sondern in Flip-Chip-Technik mit tels einer elektrisch leitfähigen Masse (15) mit den An schlüssen (3) kontaktiert. Der von den Anschlüssen (3) einge schlossene Bereich innerhalb des Chipbausteins ist nur teil weise von einem Gehäuse (6) ausgefüllt. Oberhalb des Gehäuses und noch zwischen den Endbereichen der Anschlüsse (3) befin det sich die Schutzschicht (11). Fig. 5 shows a further inventive chip card (9). The chip card module ( 8 ) inserted into the cavity ( 13 ) of the card body ( 12 ) comprises a chip module which is similar to that shown in FIG. 1b. However, the semiconductor chip ( 2 ) is not connected via bond wires, but in flip-chip technology with means of an electrically conductive mass ( 15 ) to the connections ( 3 ). The area enclosed by the connections ( 3 ) within the chip module is only partially filled by a housing ( 6 ). The protective layer ( 11 ) is located above the housing and still between the end regions of the connections ( 3 ).

Die Kontaktflächen (10) sind großflächig mit einem Kontakt flächenträger (16) unterlegt. Der Kontaktflächenträger (16) besteht hier aus einem Schmelzklebstoff. In ihn sind Öffnun gen eingestanzt, welche für die elektrisch leitenden Kontak tierungen zwischen Anschlüssen (3) und Kontaktflächen (10) mit elektrisch leitfähiger Masse (7) Platz lassen. Im Unter schied zu dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel überdeckt der Schmelzklebstoff jedoch auch die Schutzschicht (11).The contact surfaces ( 10 ) are underlaid over a large area with a contact surface carrier ( 16 ). The contact surface carrier ( 16 ) consists of a hot melt adhesive. Openings are punched into it, which allow space for the electrically conductive contacts between connections ( 3 ) and contact surfaces ( 10 ) with electrically conductive material ( 7 ). In contrast to the example shown in Fig. 3, the hot melt adhesive also covers the protective layer ( 11 ).

Claims

1. Chipkartenmodul (8), welcher auf einer seiner Oberflächen Kontaktflächen (10) aufweist, die mit einem Halbleiterchip (2) elektrisch leitend kontaktiert sind, und die Kontaktie rung über Anschlüsse (3) erfolgt, die aus einem Gehäuse (6), in welchem der Halbleiterchip (2) angeordnet ist, nach außen in Richtung auf die Kontaktflächen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (6) und den Kontaktflächen (10) im Bereich oberhalb des Halbleiterchips (2) eine Schutzschicht (11) angeordnet ist.1. Chip card module ( 8 ), which has on one of its surfaces contact surfaces ( 10 ) which are electrically conductively contacted with a semiconductor chip ( 2 ), and the contacting tion via connections ( 3 ), which consists of a housing ( 6 ), in which the semiconductor chip ( 2 ) is arranged, are guided outwards in the direction of the contact areas, characterized in that a protective layer ( 11 ) is arranged between the housing ( 6 ) and the contact areas ( 10 ) in the region above the semiconductor chip ( 2 ) .

2. Chipkartenmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (11) mechanisch verformbar ist.2. Chip card module according to claim 1, characterized in that the protective layer ( 11 ) is mechanically deformable.

3. Chipkartenmodul gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (11) aus einem elastomeren Kunststoff besteht.3. Chip card module according to claim 2, characterized in that the protective layer ( 11 ) consists of an elastomeric plastic.

4. Chipkartenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Kontaktierung zwischen Anschlüs sen (3) und Kontaktflächen (10) durch Formschluß oder mittels einer elektrisch leitfähigen Masse (7) hergestellt ist.4. Chip card module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrically conductive contact between connections Sen ( 3 ) and contact surfaces ( 10 ) is made by positive locking or by means of an electrically conductive mass ( 7 ).

5. Chipkartenmodul gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Masse (7) ein Lot oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff ist.5. Chip card module according to claim 4, characterized in that the electrically conductive mass ( 7 ) is a solder or an electrically conductive adhesive.

6. Chipkarte (9), dadurch gekennzeichnet, daß die einen Chipkartenmodul (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt. 6. Chip card ( 9 ), characterized in that the one chip card module ( 8 ) according to one of claims 1 to 5.

7. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte (9), welche im Bereich einer Oberfläche eines Kartenkörpers (12) Kontaktflächen (10) aufweist, die mit einem Halbleiterchip (2) elektrisch leitend kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte umfaßt:

a) Einsetzen eines Chipbausteins (1), in welchem ein in einem Gehäuse (6) angeordneter Halbleiterchip (2) mit aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlüssen (3) elektrisch leitend kontaktiert ist, in eine Kavität (13) des Kartenkörpers (12) derart, daß die Anschlüsse (3) in Richtung auf die Oberfläche des Kartenkörpers weisen, und nachfolgend
b) Einsetzen der Kontaktflächen (10) in die Kavität (13) auf den Chipbaustein (1) und Herstellen von elektrisch leiten den Kontakten zwischen den Kontaktflächen (10) und den An schlüssen (3) des Chipbausteins (1).

7. A method for producing a chip card ( 9 ) which, in the region of a surface of a card body ( 12 ), has contact surfaces ( 10 ) which are electrically conductively contacted with a semiconductor chip ( 2 ), characterized in that it comprises the steps:

a) inserting a chip module ( 1 ), in which a semiconductor chip ( 2 ) arranged in a housing ( 6 ) is electrically conductively contacted with connections ( 3 ) led out of the housing, into a cavity ( 13 ) of the card body ( 12 ) in such a way, that the connections ( 3 ) point towards the surface of the card body, and subsequently
b) inserting the contact surfaces ( 10 ) into the cavity ( 13 ) on the chip module ( 1 ) and producing electrically conductive contacts between the contact surfaces ( 10 ) and the connections ( 3 ) of the chip module ( 1 ).

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor Schritt b) im Bereich oberhalb des Halbleiterchips (2) eine Schutzschicht (11) angebracht wird.8. The method according to claim 7, characterized in that before step b) in the region above the semiconductor chip ( 2 ) a protective layer ( 11 ) is applied.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanisch verformbare und insbesondere eine aus elastomerem Kunststoff bestehende Schutzschicht (11) ange bracht wird.9. The method according to claim 8, characterized in that a mechanically deformable and in particular an existing of elastomeric protective layer ( 11 ) is introduced.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Kontakte zwischen den Anschlüs sen (3) und den Kontaktflächen (10) durch Löten, Formschluß oder mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs herge stellt werden. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the electrically conductive contacts between the terminals Sen ( 3 ) and the contact surfaces ( 10 ) by soldering, positive locking or by means of an electrically conductive adhesive are Herge.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Lotmasse oder elektrisch leitfähiger Klebstoff auf den Anschlüssen (3) des Chipbausteins (1) aufgetragen ist und die elektrisch leitenden Kontakte unter Zufuhr von Wärme herge stellt werden.11. The method according to claim 10, characterized in that solder or electrically conductive adhesive is applied to the connections ( 3 ) of the chip module ( 1 ) and the electrically conductive contacts are supplied with heat by supplying heat.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (10) auf einem in die Kavität einsetz baren Kontaktflächenträger (16) angeordnet sind.12. The method according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the contact surfaces ( 10 ) are arranged on a insertable into the cavity contact surface carrier ( 16 ).

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktflächenträger (16) vor Schritt b) aus einem Kontaktflächenträgerband heraus getrennt und insbesondere aus gestanzt wird.13. The method according to claim 12, characterized in that the contact surface carrier ( 16 ) before step b) is separated from a contact surface carrier tape and in particular punched out.

14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktflächenträger (16) eine Klebstoffschicht ist.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the contact surface carrier ( 16 ) is an adhesive layer.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Schmelzklebstoff ist.15. The method according to claim 14, characterized, that the adhesive is a hot melt adhesive.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktflächenträger (16) die Bereiche, in denen die elektrisch leitfähigen Kontakte ausgeführt werden, freiläßt.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the contact surface carrier ( 16 ) leaves the areas in which the electrically conductive contacts are carried out.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktflächenträger (16) den Bereich, in welchem die Schutzschicht (11) angeordnet wird, freiläßt.17. The method according to any one of claims 12 to 16, characterized in that the contact surface carrier ( 16 ) leaves the area in which the protective layer ( 11 ) is arranged, free.