DE4325458A1 - Trägerelement für einen IC-Baustein - Google Patents

Trägerelement für einen IC-Baustein

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Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement für einen IC- Baustein zum Einbau in einen Kartenkörper, bestehend aus einem Substrat auf dessen Oberflächen mehrere Kon­ taktflächen vorgesehen sind, die mit den entsprechenden Anschlußpunkten des in einer Aussparung des Substrats oder auf dem Substrat befestigten IC-Bausteins elektrisch leitend verbunden sind.
Ein Trägerelement der angegebenen Art ist aus den DE 30 29 667 C2, EP 493 738 A1 und EP 299 530 B1 bekannt. Bei den bekannten Trägerelementen ist die Verbindung zwischen den Anschlußpunkten des IC-Bausteins und den entspre­ chenden Kontaktflächen des Substrats in der sogenannten Drahtbondtechnik ausgeführt. Hierbei wird der IC-Baustein zunächst mit Hilfe eines Klebers mit seiner den Anschluß­ punkten abgekehrten Seite auf dem Substrat fixiert. Anschließend werden die Anschlußpunkte des IC-Bausteins in einem Bondier-Automaten durch feine Golddrähte mit den Kontaktflächen verbunden. Zum Schutz vor mechanischen Belastungen wird danach eine Gußmasse, beispielsweise ein aushärtendes Harz auf das Trägerelement derart aufge­ bracht, daß der IC-Baustein und die Golddrähte ein­ schließlich ihrer Verbindungsstellen an den Kontaktflä­ chen von der Gußmasse eingeschlossen sind. Diese bekannte Bauweise ist vergleichsweise aufwendig, da das Aufbringen, Dosieren und Formen der Vergußmasse besondere Einrichtungen erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Trägerelements der eingangs genannten Art zu ver­ einfachen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die dem IC-Baustein zugekehrten Kontaktflächen des Sub­ strats den Kontaktpunkten des IC-Bausteins gegenüberlie­ gend und/oder die Kontaktpunkte den Kontaktflächen gegen­ überliegend Erhebungen aus elektrisch leitendem Material aufweisen und daß der IC-Baustein mit seinen Kontaktpunk­ ten an den Kontaktflächen mit Hilfe eines elektrisch lei­ tenden Klebers befestigt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Trägerelement wird der IC-Bau­ stein mit seiner Kontaktseite durch eine elektrisch lei­ tende Klebeverbindung unmittelbar mit den Kontaktflächen des Substrats verbunden. Die Herstellung einer emp­ findlichen Verbindung aus Golddraht entfällt. Der IC-Bau­ stein ist durch das Verkleben mit dem Substrat sicher ge­ halten. Eine Abdeckung seiner Rückseite mit einer Guß­ masse kann daher entfallen. Durch den Wegfall der Draht­ bondierung und der Vergußmasse ergibt sich für das Träge­ relement eine geringe Bauhöhe und damit die Möglichkeit einen dickeren und damit stabileren IC-Baustein zu ver­ wenden.
Die Erhebungen auf den Kontaktflächen und/oder den Kon­ taktpunkten können erfindungsgemäß durch punktförmige Bondierungen gebildet sein. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Erhebungen durch örtliches Hochwölben des Substrats und/oder der die Kontaktflächen bildenden, elektrisch leitenden Schicht gebildet sind. Eine andere vorteilhafte Lösung zur Bil­ dung der Erhebungen kann erfindungsgemäß auch darin bestehen, daß auf die Kontaktflächen des Substrats und/oder die Kontaktpunkte des IC-Bausteins einzelne Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers aufgetragen sind.
Eine zusätzliche Befestigung des IC-Bausteins auf dem Substrat kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß der IC-Baustein zwischen den Erhebungen durch einen nicht leitenden Kleber mit dem Substrat verbunden ist. Vorzugsweise wird der nicht leitende Kleber in Form von die Kontaktpunkte und die Erhebungen voneinander tren­ nenden Streifen auf das Substrat bzw. den IC-Baustein aufgetragen. Auf diese Weise bildet der nicht leitende Kleber eine Isolierschicht, die ein Zusammenlaufen des leitenden Klebers benachbarter Kontaktpunkte und damit eine leitende Verbindung zwischen diesen verhindert.
Zur Befestigung des Trägerelements in einem Kartenkörper kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der IC-Baustein und die ihn umgebende Oberfläche des Substrats mit einer Klebeschicht überzogen sind. Eine bei der Herstellung aufwendige Aussparung der Klebeschicht im Bereich des IC- Bausteins ist bei dem erfindungsgemäßen Trägerelement nicht erforderlich. Vielmehr kann das Trägerelement sowohl mit dem Substrat als auch mit dem IC-Baustein durch die Klebeschicht in einer Ausnehmung des Kar­ tenkörpers fixiert sein. Das Substrat kann erfindungsge­ mäß aus einer elektrisch nicht leitenden Folie bestehen, die auf der dem IC-Baustein abgekehrten Oberfläche durch eine unterteilte, elektrisch leitende Schicht gebildete Kontaktflächen aufweist und die im Bereich der Kontakt­ punkte des IC-Bausteins Öffnungen hat, aus denen die auf den freiliegenden Rückseiten der Kontaktflächen gebilde­ ten Erhebungen hervorstehen. Weiterhin können zwischen den Öffnungen in der Folie Aussparungen zur Aufnahme eines nicht leitenden Klebers vorgesehen sein, durch den der IC-Baustein zwischen den Kontaktpunkten mit der elek­ trisch leitenden Schicht verbunden ist. Nach einer ande­ ren Ausgestaltung der Erfindung kann die Folie ein Fen­ ster aufweisen, in das der IC-Baustein einsetzbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dar­ gestellt ist. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein in einen Kartenkör­ per eingesetztes Trägerelement nach der Erfin­ dung und
Fig. 2 eine Draufsicht auf die zum Aufkleben auf ein Substrat vorbereitete Oberfläche eines IC-Bau­ steins.
Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Kartenkörper 1 weist eine Vertiefung 2 auf, die in ihrem mittleren Bereich wiederum mit einer Vertiefung 3 versehen ist. In der Vertiefung 2 befindet sich ein Trägerelement 4 mit einem IC-Baustein 5, der in der Vertiefung 3 angeordnet ist. Das Trägerelement 4 besteht aus 3 Schichten, einer elektrisch leitenden Schicht 6, einem Substrat 7 und einer Heißkleberschicht 8. Aus der leitenden Schicht 6 ist eine Kontaktanordnung mit Kontaktflächen 9 ausgeätzt, die einander nicht berühren. Das Substrat 7 besteht aus einer nicht leitenden Folie aus Kunststoff, beispiels­ weise aus Polyamid. Das Substrat 7 weist Öffnungen 10 auf, durch die die Unterseiten der Kontaktflächen 9 zugänglich sind. Die Öffnungen 10 und die Erhebungen 11 sind so positioniert, daß sie den Kontaktpunkten 12 des IC-Bausteins 5 unmittelbar gegenüberliegen. In den Öffnungen 10 sind auf den Kontaktflächen 9 durch Bondieren Erhebungen 11, beispielsweise aus Gold, angebracht, die dicker sind als das Substrat 7 und daher geringfügig aus den Öffnungen 10 hervorstehen.
Fig. 2 zeigt die Lage der Kontaktpunkte 12 auf der Anschlußfläche des IC-Bausteins 5. Der IC-Baustein 5 ist im Bereich der Kontaktpunkte 12 durch einzelne Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers 13 mit den Erhebungen 11 verbunden. Zusätzlich ist der IC-Baustein 5 durch einen nicht leitenden Kleber 14 im Bereich zwischen den Kontaktpunkten 12 an das Substrat 7 angeklebt. Auf diese Weise ist der IC-Baustein 5 sicher an dem Substrat 7 gehalten und seine kontaktseitige Oberfläche ist sowohl durch den aufgetragenen Kleber 12, 13 als auch durch das darüber liegende Substrat 7 geschützt. Das Aufbringen einer den IC-Baustein 5 schützenden Gußmasse ist daher entbehrlich. Statt dessen ist die freiliegende Oberfläche des IC-Bausteins 5 mit einer Heißkleberschicht 8 verse­ hen, durch die der IC-Baustein 5 mit dem Boden der Ver­ tiefung 3 des Kartenkörpers 1 verbunden ist.
Die beschriebene Ausgestaltung des Trägerelements 4 läßt sich auf folgende, besonders einfache Weise mit dem IC- Baustein 5 verbinden. Zunächst werden mit Hilfe eines Bondier-Automaten innerhalb der Öffnungen 10 auf die Un­ terseiten der Kontaktflächen 9 in genauer, den Kontakt­ punkten 12 entsprechender Lage Erhebungen 11 aufgebracht. Auf die Erhebungen 11 oder auf die Kontaktpunkte 12 des IC-Bausteins 5 wird anschließend jeweils ein Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers 13 aufgetragen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Stempels erfolgen. Gleichzeitig oder anschließend wird zwischen den Erhebun­ gen 11 bzw. den Kontaktpunkten 12 ein nicht leitender Kleber 14 in Form von Streifen, ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt aufgetragen. Nach dem Auftragen der Kleber 13, 14 wird der IC-Baustein 5 mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung in genauer Positionierung zu den Erhebungen 11 auf das Trägerelement 4 aufgesetzt und beispielsweise durch thermische Aktivierung des Klebers mit dem Trägere­ lement 4 fest verbunden. Anschließend wird auf den IC- Baustein 5 und das ihn umgebende Trägerelement 4 eine Heißkleberschicht 8 aufgetragen und das Trägerelement 4 mit dem IC-Baustein 5 in die Vertiefungen 2, 3 im Karten­ körper 1 eingeklebt. Die Heißkleberschicht 8 kann dabei auf einfache Weise mit Hilfe eines beschichteten Träger­ bands zugeführt werden, wobei es von Vorteil ist, daß im Bereich des IC-Bausteins 5 die Heißkleberschicht nicht ausgespart sein muß.
Zur Herstellung der Erhebungen 11 können nach einem ande­ ren Vorschlag auch die Kontaktflächen 9 von ihrer Ober­ seite her im Bereich der Öffnungen 10 eingedrückt werden, so daß sie mit ihrer Unterseite aus den Öffnungen hervor­ stehen. Hierdurch kann das Bondieren von Erhebungen ent­ fallen. Eine weitere Alternative sieht vor, anstelle der Erhebungen im Bereich der Öffnungen genau positionierte Tröpfchen eines leitenden Klebers aufzutragen, die sich mit den Kontaktpunkten des IC-Bausteins oder mit entspre­ chenden auf die Kontaktpunkte des IC-Bausteins aufgetra­ genen Tröpfchen beim Aufsetzen des IC-Bausteins verbin­ den.

Claims (9)

1. Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in einen Kartenkörper, bestehend aus einem Substrat, auf dessen Oberflächen mehrere Kontaktflächen vorgesehen sind, die mit den entsprechenden Anschlußpunkten des in einer Aussparung des Substrats oder auf dem Sub­ strat befestigten IC-Bausteins elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dem IC-Baustein (5) zugekehrten Kontaktflächen (9) den Kontaktpunkten (12) des IC-Bausteins (5) gegenüber­ liegend und/oder die Kontaktpunkte (12) den Kontakt­ flächen (9) gegenüberliegend Erhebungen (11) aus elektrisch leitendem Material aufweisen und daß der IC-Baustein (5) mit seinen Kontaktpunkten (12) an den Kontaktflächen (9) mit Hilfe eines elektrisch leiten­ den Klebers (13) befestigt ist.
2. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erhebungen (11) durch punktför­ mige Bondierungen auf den Kontaktflächen (9) und/oder den Kontaktpunkten (12) gebildet sind.
3. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Erhebungen (11) durch örtliches Hochwöl­ ben des Substrats und/oder der die Kontaktflächen (9) bildenden, elektrisch leitenden Schicht (6) gebildet sind.
4. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Erhebungen (11) durch einzelne auf die Kontaktflächen (9) und/oder die Kontaktpunkte (12) aufgetragene Tröpfchen eines elektrisch leitenden Klebers gebildet sind.
5. Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (5) zwischen den Erhebungen durch einen nicht leitenden Kleber (14) mit dem Substrat (7) verbunden ist.
6. Trägerelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht leitende Kleber (14) in Form von die Kontaktpunkte (12), bzw. die Erhebungen (11) von­ einander trennenden Streifen aufgetragen ist.
7. Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (5) und die ihn umgebende Oberfläche des Substrats (7) mit einer Klebeschicht (8) überzogen sind.
8. Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (7) aus einer elektrisch nicht leitenden Folie besteht, die auf der dem IC-Baustein (5) abgekehrten Oberfläche durch eine unterteilte, elektrisch leitende Schicht (6) gebildete Kontaktflächen (9) aufweist und die im Bereich der Kontaktpunkte (12) des IC-Bausteins (5) Öffnungen (10) hat, aus denen die auf den frei­ liegenden Rückseiten der Kontaktflächen (9) gebilde­ ten Erhebungen (11) hervorstehen.
9. Trägerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Öffnungen (10) Aussparungen zur Aufnahme eines nicht leitenden Klebers (14) vorgese­ hen sind, durch den der IC-Baustein (5) zwischen den Kontaktpunkten mit der elektrisch leitenden Schicht (6) verbunden ist.
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