WO1996002042A1 - Supporting component for use in chip cards or other data medium boards - Google Patents

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WO1996002042A1
WO1996002042A1 PCT/EP1995/002154 EP9502154W WO9602042A1 WO 1996002042 A1 WO1996002042 A1 WO 1996002042A1 EP 9502154 W EP9502154 W EP 9502154W WO 9602042 A1 WO9602042 A1 WO 9602042A1
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carrier element
contact surfaces
chip
component
contact
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PCT/EP1995/002154
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Frank Druschke
Roland Diemer
Gerhard Elsner
Wolfgang Schmid
Reinhold Braun
Harald Gruber
Wolfgang Beck
Rainer Kratzert
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International Business Machines Corporation
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    • H01L2224/16237Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01322Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases

Definitions

  • the invention relates to the establishment of an electrical connection between an IC component (chip) and a carrier element which is provided for installation in chip cards or other data carrier cards.
  • the chip cards used recently for information processing usually consist of a single or multi-layer insulated carrier element which e.g. carries the integrated semiconductor circuit (chip) in a recess. After contacting, the chip is cast with a casting resin to protect the chip from environmental influences.
  • connection points of the chip are connected to the contact surfaces of the carrier element via fine gold wires.
  • United States Patent US-A-4,474,292 discloses tape automated bonding (TAB) as a way of making contact between the chip and the contact surfaces of the carrier element.
  • TAB tape automated bonding
  • the wiring pattern contains contact fingers, which are guided in the form of a so-called contact spider from the outside towards the inside of the chip.
  • the chip is then applied, for example by ultrasonic welding, to the ends of these contact fingers of the circuit.
  • the teaching of this document forms the preamble of claim 1.
  • the respective contact surfaces can only be localized along the outer sides of the contact surface of the chip on the carrier element. This means that higher integration densities with a correspondingly large number of required connections cannot be achieved or can only be achieved with great difficulty.
  • Find carrier element that enables high integrations of the chip with a correspondingly high number of contacts for communication of the chip with its surroundings. It is a further object of the invention to find a contacting option which makes contacting possible over the entire contact surface of the chip.
  • the objects are achieved in that the "Controlled Collapse Chip Connection” (C4) technique, known as such, is used to establish the electrical connection between the IC component and the carrier element.
  • C4 Controlled Collapse Chip Connection
  • This C4 technique is e.g. known from
  • LFMiller Controlled Collapse Reflow Chip Joining, IBM J.Res.Develop.13, No.3, 239-250 (1969) and was developed to mount up to 120 chips on a multilayer ceramic carrier (MLC).
  • MLC multilayer ceramic carrier
  • C4 technology the wiring lengths between the chips become very short, which in turn leads to shorter signal delays.
  • a correspondingly high chip packaging density cannot be achieved with "wire bonding" or TAB technology.
  • the compact design of the contacts means that the C4 technology enables more favorable heat dissipation via the contacts into the substrate.
  • the above-mentioned tasks of the C4 technology play only a subordinate role both for producing high chip packaging densities and for dissipating heat.
  • the process according to the invention enables the use of the C4 technology to distribute the contact areas, both on the chip and on the carrier element, over the entire contact area of the chip on the carrier element and can be correspondingly realize any integration densities of the chips.
  • the possibility of contacting according to the invention also enables the respective contact surfaces to be sharply delimited on the region imaged by the projection of the chip, perpendicular to the contact surface of the chip on the carrier element, on the carrier element. On the one hand, this reduces the risk of the electromagnetic interference of the contact surfaces and corresponding feeds with one another, especially since the overall contact surfaces can also be made smaller than in the prior art. On the other hand, the necessary further wiring to the contact side of the carrier element to the outside world is eliminated, in particular if so-called vias are exclusively used in the carrier element.
  • the sharp delimitation of the respective contact areas on the respective projection area of the chip enables a higher area compression of several chips next to one another on the carrier element.
  • several small chips can be combined in the area, which in turn has a favorable effect on the mechanical durability of the overall arrangement.
  • the mechanical durability of chip cards plays an essential role, since these are mobile everyday objects.
  • the process according to the invention results in mechanically more favorable contacting of the chip on the carrier element than is known from the prior art.
  • the contacting process according to the invention results in the contact areas on and on the chip describe the carrier element in approximately the same area. This in turn results in essentially uniform distributions of the current densities along the contacts, which likewise leads to more favorable electromagnetic behavior.
  • the carrier element has a non-conductive layer and a conductive layer, and the IC module can be inserted into a recess in the non-conductive layer.
  • plated-through holes are introduced into the non-conductive layer, on which the IC module is then placed.
  • the vias can be recessed relative to a contact surface of the chip on the carrier element. All of these embodiments enable the production of carrier elements which are as flat as possible and assembled with chips, as is required for use in chip cards.
  • La shows an inventive method for contacting a chip on a carrier element
  • 1c shows the process of potting the chip soldered on the contact level
  • 2 shows the type of chip mounting on a flexible carrier element
  • Figure 3a shows the process of applying the
  • 3b shows the solder balls formed on the contact surfaces by a heat process as lead / tin alloys
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the
  • FIG. 1 a shows a method according to the invention for contacting a chip 2 on a carrier element 4.
  • the carrier element 4 consists of a contact plane 8, which is applied flat on an insulator 6, the insulator 6 having a recess 10 into which the Chip 2 is to be introduced.
  • the insulator 6 is preferably made of fiber-reinforced polyimide.
  • the carrier element 4 is inserted into a so-called chip card, on which data can be stored and processed.
  • the contact plane 8 of the carrier element 4 then serves to contact the chip 2 with the outside world, e.g. a smart card reader, according to the applications of the smart card.
  • solder balls 14 are applied to contact surfaces 16-24 on the side of the chip 2 to be contacted.
  • the solder balls 14 can also be placed on those corresponding to the contact surfaces 16-24.
  • Contact surfaces 26-34 are applied to the contact plane 8 of the carrier element 4.
  • a combined application of the solder balls 14 is also possible both on contact surfaces of the chip 2 and on the contact plane 8.
  • Fig. Lb shows the process of contacting the chip 2 with the contact plane 8.
  • the chip 2 is roughly aligned approximately on the contact plane 8, so that the contact surfaces of the chip 2 and the contact plane 8 to be contacted essentially opposite each other and each Include solder balls 14. Furthermore, at least as much heat is supplied by a soldering process until the solder balls 14 melt and a galvanic contact is established between the corresponding contact surfaces of the chip 2 and the contact plane 8. Due to the effect of equalizing and minimizing the total sum of the surface tensions of the solder balls, provided the geometry of the contact areas is essentially the same, the chip 2 adjusts itself independently on the contact plane 8.
  • the contact surfaces to be contacted on the chip 2 and on the carrier element 4 are oriented in such a way that the respective contact surfaces of the chip 2 and the carrier element 4 are essentially centered. This ensures a simple and highly precise alignment process of the chip 2 on the carrier element 4, which can also automatically compensate for smaller inaccuracies in the contact geometries.
  • the area between the contact surfaces to be contacted on the chip 2 and on the carrier element 4 form the contacts between the chip 2 and the carrier element 4.
  • a slight pulling apart of the chip 2 and the contact plane 8 perpendicular to the contact surface of the chip 2 on the contact plane 8, without the contact surfaces being detached from one another, can increase the mechanical strength of the resulting soldered connection.
  • the latter is encased in an appropriate casting compound 36 in a process following the soldering process.
  • the potting compound 36 must have such a viscosity that the chip 2 can be cast in and is thereby permanently fixed.
  • 1c shows the process of potting the chip 2 soldered on the contact plane 8. The potting is carried out in such a way that the chip 2 lying in the recess 10 is completely embedded in the insulator 6 of the carrier element 4.
  • Figs. La-c embodiment shown it is also possible not to mount the chip 2 in a recess 10 or an opening of the insulator 6, but directly on the surface of the carrier element 4. 2 shows this type of chip mounting on the flexible carrier element 4.
  • the insulator 6 has so-called plated-through holes 38-40 for producing conductive connections between contacts on an upper side 42 and a lower side 44 of the insulator 6.
  • a further contact plane 52 corresponding to the contact plane 8 can be applied to the insulator 6 on the underside 44.
  • the plated-through holes 38-40 now allow removal of those connected to the chip 2 on the surface 42.
  • FIG. 3a now shows the process of applying the soldered connection as individual components to the contact surfaces 16-24 of the side of the chip 2 to be contacted for an exemplary embodiment.
  • a lead / tin metallurgy is vacuum coated onto those not covered by a mask 60. Brought contact surfaces 16-24.
  • the solder balls 14 form as lead / tin alloys on the contact surfaces 16-24 due to the heat energy from the cylindrical lead and tin deposits (FIG. 3b).
  • the chip can then be assembled and soldered analogously to the method described above.
  • the melting temperature of the eutectic is Composition about 183 ° C.
  • other desired melting temperatures can be set according to the lead-tin ratio.
  • materials for the insulator 6 are, in particular, polyimides or polycyanate esters or BT resins (bismaleimide triazine), which can also be fiber-reinforced.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention, which enables a reduction in the total height of the connection between chip 2 and insulator 6.
  • the plated-through holes 38-40 are in this case made smaller than the thickness of the insulator 6 between the upper side 42 and the lower side 44.
  • the plated-through holes 38-40 have further contact surfaces 60-64 on the side opposite the contact surfaces 46-50. These contact surfaces 60-64 are now approximately aligned with the underside 44 of the insulator 6, so that the contact surfaces 46-50 are no longer approximately aligned with the upper side 42 as in FIG. 2, but are recessed between the upper side 42 and the underside 44 lie.
  • the solder balls 14 can now be dimensioned such that after the chip 2 and the insulator 6 of the carrier element 4 have been joined together, the chip 2 lies approximately on the insulator 6 or at least the total height of the chip 2 and carrier element 4 is reduced.
  • the contact surfaces 16-24 can also be deepened relative to the contact surface of the contact side of the chip 2.
  • the chip 2 would have to have a correspondingly designed shape of the connection side with the contact surfaces 16-24.

Abstract

The proposal is the use of the prior art C4 technique to produce an electrical connection between an IC unit (2) and a substrate component (4) designed for inclusion in chip cards or other data medium boards. This results in facilities for contact between the IC unit (2) and the substrate component (4) permitting a high degree of integration of the IC unit (2) and a correspondingly large number of contacts between the IC unit (2) and its environment, makes contact possible over the entire surface of the IC unit (2) and, for the same requirements for contact between the IC unit (2) and the substrate (4), lower structural heights of the connection between said IC unit (2) and the substrate (4).

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
TRÄGERELEMENT ZUM EINBAU IN CHIPKARTEN ODER ANDEREN DATENTRÄGERKARTENCARRIER ELEMENT FOR INSTALLATION IN CHIP CARDS OR OTHER DATA CARRIER CARDS
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem IC-Baustein (Chip) und einem Trägerelement, das für den Einbau in Chipkarten oder anderen Datenträgerkarten vorgesehen ist.The invention relates to the establishment of an electrical connection between an IC component (chip) and a carrier element which is provided for installation in chip cards or other data carrier cards.
Stand der TechnikState of the art
Die in jüngster Zeit für die Informationsverarbeitung eingesetzten Chipkarten (z.B.: Multifunktionelle Chipkarten oder Telefonkarten) bestehen üblicherweise aus einem ein- oder mehrlagigen isolierten Trägerelement, das z.B. in einer Aussparung den integrierten Halbleiter- Schaltkreis (Chip) trägt. Nach der Kontaktierung wird der Chip mit einem Gießharz vergossen, um den Chip vor Umgebungseinflüssen zu schützen.The chip cards used recently for information processing (e.g. multifunctional chip cards or telephone cards) usually consist of a single or multi-layer insulated carrier element which e.g. carries the integrated semiconductor circuit (chip) in a recess. After contacting, the chip is cast with a casting resin to protect the chip from environmental influences.
Die Verdrahtung des Chips mit den Außenkontakten kann gemäß der Lehre der Patentschrift DE-C-3029667 über eine Kontaktierungstechnik, dem sogenannten "wire bonding", durchgeführt werden. Dazu werden die Anschlußpunkte des Chips über feine Golddrähte mit den Kontaktflächen des Trägerelements verbunden.The wiring of the chip with the external contacts can be carried out according to the teaching of the patent specification DE-C-3029667 via a contacting technique, the so-called "wire bonding". For this purpose, the connection points of the chip are connected to the contact surfaces of the carrier element via fine gold wires.
Aus dem United States Patent US-A-4,474,292 ist als Kontaktierungsmöglichkeit zwischen dem Chip und den Kontaktflächen des Trägerelements das Tape Automated Bonding (TAB) bekannt. Dabei handelt es sich um das Verdrahten von Chips auf einem Kunststoffträger (Dielektrikum), vorzugsweise in Massenartikeln, wobei die Verdrahtungsmuster auf einem Endlosträgerband aufgebracht sind. Für die Kontaktierung des Chips mit der jeweiligen Verdrahtung, enthalten die Verdrahtungsmuster Kontaktfinger, die in Form einer sogenannten Kontaktspinne von außen in Richtung des Chipinneren geführt werden. Der Chip wird dann, z.B. durch Ultraschallverschweißung, an den Enden dieser Kontaktfinger des Schaltkreises aufgebracht. Die Lehre dieser Schrift bildet den Oberbegriff des Anpruchs 1.United States Patent US-A-4,474,292 discloses tape automated bonding (TAB) as a way of making contact between the chip and the contact surfaces of the carrier element. This involves wiring chips on a plastic carrier (dielectric), preferably in bulk articles, the wiring patterns being applied to an endless carrier tape. For contacting the chip with the respective Wiring, the wiring pattern contains contact fingers, which are guided in the form of a so-called contact spider from the outside towards the inside of the chip. The chip is then applied, for example by ultrasonic welding, to the ends of these contact fingers of the circuit. The teaching of this document forms the preamble of claim 1.
Bei den Kontaktierungsmöglichkeiten von Trägerelementen für Chipkarten gemäß dem Stand der Technik wie TAB oder "wire bonding" können die jeweiligen Kontaktflächen verfahrensbedingt nur entlang den Außenseiten der Auflagefläche des Chips auf dem Trägerelement lokalisiert werden. Damit lassen sich höhere Integrationsdichten mit entsprechend vielen geforderten Anschlüssen nicht oder nur sehr schwierig realisieren.In the case of the contacting options for carrier elements for chip cards according to the prior art, such as TAB or "wire bonding", the respective contact surfaces can only be localized along the outer sides of the contact surface of the chip on the carrier element. This means that higher integration densities with a correspondingly large number of required connections cannot be achieved or can only be achieved with great difficulty.
Beiden Kontaktierungsmethoden gemäß dem Stand der Technik ist weiterhin gemein, daß die Kontakte des Trägerelements zwingend flächig von außen in Richtung des Chips geführt werden müssen. Deshalb lassen sie sich für zukünftige Entwicklungen zu hochintegrierten Chipkarten nicht beliebig ausdehnen, da dann nicht mehr alle Anschlüsse an der Chip-Peripherie untergebracht werden können. Auch führt ein höherer Informationsbedarf zu erweiterten lateralen Abmessungen der Chips, die jedoch durch die Kontaktierung begrenzt ist.Both contacting methods according to the state of the art also have in common that the contacts of the carrier element must be guided across the surface in the direction of the chip. For this reason, they cannot be expanded at will for future developments towards highly integrated chip cards, because then not all connections can be accommodated on the chip periphery. A higher need for information also leads to expanded lateral dimensions of the chips, but this is limited by the contacting.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eineIt is therefore an object of the invention
Kontaktierungsmöglichkeit zwischen dem Chip und demPossibility of contact between the chip and the
Trägerelement zu finden, die hohe Integrationen des Chips mit einer entsprechend hohen Anzahl von Kontaktierungen zur Kommunikation des Chips mit seiner Umgebung ermöglicht. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung eine Kontaktierungsmöglichkeit zu finden, die eine Kontaktierung über die gesamte Auflagefläche des Chips ausführbar macht.Find carrier element that enables high integrations of the chip with a correspondingly high number of contacts for communication of the chip with its surroundings. It is a further object of the invention to find a contacting option which makes contacting possible over the entire contact surface of the chip.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung eine Kontaktierungsmöglichkeit zu finden, die sich nicht einschränkend auf die lateralen Abmessungen des Chips auswirkt, und eine geringere Fläche für den Ansatz der mechanischen Beanspruchung aufweist.It is a further object of the invention to find a contacting possibility which has no restrictive effect on the lateral dimensions of the chip and which has a smaller area for the application of the mechanical stress.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung eine Kontaktierungsmöglichkeit zu finden, die bei gleichbleibenden Voraussetzungen für die Kontaktierung des Chips mit dem Trägerelement geringere Bauhöhen der Verbindung des Chips mit dem Trägerelement ermöglicht.It is also an object of the invention to find a contacting possibility which, with the same conditions for contacting the chip with the carrier element, enables lower overall heights of the connection of the chip with the carrier element.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung neben den bekannten Kontaktierungsmöglichkeiten von Chips auf den Trägerelementen zum Einbau in Chipkarten eine weitere Kontaktierungsmöglichkeit zu finden, die sich wie die bekannten Verfahren einfach und kostengünstig durchführen läßt.It is also an object of the invention to find, in addition to the known contacting options for chips on the carrier elements for installation in chip cards, a further contacting option which, like the known methods, can be carried out simply and inexpensively.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung eine mechanisch günstigere Kontaktierungsmöglichkeit von Chips auf den Trägerelementen zum Einbau in Chipkarten zu finden.It is also an object of the invention to find a mechanically more favorable possibility of contacting chips on the carrier elements for installation in chip cards.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem IC-Baustein und dem Trägerelement die als solche bekannte "Controlled Collapse Chip Connection" (C4) - Technik verwendet wird.According to the invention, the objects are achieved in that the "Controlled Collapse Chip Connection" (C4) technique, known as such, is used to establish the electrical connection between the IC component and the carrier element.
Diese C4-Technik ist z.B. bekannt ausThis C4 technique is e.g. known from
L.F.Miller,"Controlled Collapse Reflow Chip Joining", IBM J.Res.Develop.13, No.3, 239-250(1969) und wurde entwickelt, um auf einem Vielschichtkeramikträger (MLC) bis zu 120 Chips zu montieren. Mit der C4-Technologie erreicht man, daß die Verdrahtungslängen zwischen den Chips sehr kurz werden, was wiederum zu geringeren Signallaufzeiten fuehrt. Eine entsprechend hohe Chippackungsdichte läßt sich mit der "wire bonding" oder TAB-Technik nicht erreichen. Darüber hinaus ermöglicht die C4-Technik durch die kompaktere Form der Kontaktierungen eine günstigere Wärmeabfuhr über die Kontakte ins Substrat hinein.LFMiller, Controlled Collapse Reflow Chip Joining, IBM J.Res.Develop.13, No.3, 239-250 (1969) and was developed to mount up to 120 chips on a multilayer ceramic carrier (MLC). With C4 technology, the wiring lengths between the chips become very short, which in turn leads to shorter signal delays. A correspondingly high chip packaging density cannot be achieved with "wire bonding" or TAB technology. In addition, the compact design of the contacts means that the C4 technology enables more favorable heat dissipation via the contacts into the substrate.
Für die erfindungsgemäße Verwendung der C4-Technik für die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem IC-Baustein und dem Trägerelement spielen jedoch die oben erwähnten Aufgabenstellungen der C4-Technik sowohl zur Herstellung hoher Chippackungsdichten als auch zur Wärmeabfuhr nur eine untergeordnete Rolle.For the use according to the invention of the C4 technology for the production of the electrical connection between the IC component and the carrier element, however, the above-mentioned tasks of the C4 technology play only a subordinate role both for producing high chip packaging densities and for dissipating heat.
Im Gegensatz zu den Kontaktierungsmöglichkeiten gemäß dem Stand der Technik ermöglicht der erfindungsgemäße Prozeß durch die Verwendung der C4-Technik eine Verteilung der Kontaktflächen, sowohl auf dem Chip als auch auf dem Trägerelement, über die gesamte Auflagefläche des Chips auf dem Trägerelement und es lassen sich dementsprechend beliebige Integrationsdichten der Chips realisieren.In contrast to the contacting options according to the prior art, the process according to the invention enables the use of the C4 technology to distribute the contact areas, both on the chip and on the carrier element, over the entire contact area of the chip on the carrier element and can be correspondingly realize any integration densities of the chips.
Durch die Verwendung der C4-Technik wird weiterhin die Beschränkung der Kontakte auf den Außenbereich der Chips aufgehoben. Dadurch resultiert die Möglichkeit, bei gleichem geforderten Anschlußmuster an der Kontaktseite des Trägerelements zur Außenwelt, die lateralen Abmessungen des Chips über dieses Anschlußmuster hinaus auszudehnen. Im Gegensatz dazu müssen bei den Kontaktierungsmethoden gemäß dem Stand der Technik die lateralen Abmessungen des Chips verfahrensbedingt innerhalb des Anschlußmusters bleiben.The use of the C4 technology also removes the limitation of the contacts to the outside of the chips. This results in the possibility, with the same required connection pattern on the contact side of the carrier element to the outside world, of extending the lateral dimensions of the chip beyond this connection pattern. In contrast, in the contacting methods according to the prior art, the lateral dimensions of the chip have to be caused by the process stay within the connection pattern.
Die erfindungsgemäße Kontaktierungsmöglichkeit ermöglicht auch eine scharfe Begrenzung der jeweiligen Kontaktflächen auf den durch die Projektion des Chips, senkrecht zur Auflagefläche des Chips auf dem Trägerelement, auf das Trägerelement abgebildeten Bereich. Dies reduziert zum einen die Gefahr der gegenseitigen elektromagnetischen Beeinflussung der Kontaktflächen und entsprechenden Zuführungen untereinander, zumal auch die Kontaktflächen insgesamt kleiner ausgeführt werden können als beim Stand der Technik. Zum anderen entfällt, insbesondere wenn ausschließlich sogenannte Durchkontaktierungen im Trägerelement verwendet werden, die notwendige weitere Verdrahtung zur Kontaktseite des Trägerelements zur Außenwelt hin.The possibility of contacting according to the invention also enables the respective contact surfaces to be sharply delimited on the region imaged by the projection of the chip, perpendicular to the contact surface of the chip on the carrier element, on the carrier element. On the one hand, this reduces the risk of the electromagnetic interference of the contact surfaces and corresponding feeds with one another, especially since the overall contact surfaces can also be made smaller than in the prior art. On the other hand, the necessary further wiring to the contact side of the carrier element to the outside world is eliminated, in particular if so-called vias are exclusively used in the carrier element.
Desweiteren ermöglicht die scharfe Begrenzung der jeweiligen Kontaktflächen auf den jeweiligen Projektionsbereich des Chips eine höhere Flächenverdichtung mehrerer Chips nebeneinander auf dem Trägerelement. So lassen sich dadurch auch mehrere kleine Chips in der Fläche kombinieren, was sich wiederum günstig auf die mechanische Beanspuchbarkeit des Gesamtarrangenments auswirkt. Hierzu sei erwähnt, daß gerade die mechanische Beanspuchbarkeit bei Chipkarten eine wesentliche Rolle spielt, da es sich hierbei um mobile Gebrauchsgegenstände des täglichen Bedarfs handelt. Insgesamt resultiert der erfindungsgemäße Prozess in einer mechanisch günstigeren Kontaktierung des Chips auf dem Trägerelement, als durch den Stand der Technik bekannt.Furthermore, the sharp delimitation of the respective contact areas on the respective projection area of the chip enables a higher area compression of several chips next to one another on the carrier element. In this way, several small chips can be combined in the area, which in turn has a favorable effect on the mechanical durability of the overall arrangement. In this regard, it should be mentioned that the mechanical durability of chip cards plays an essential role, since these are mobile everyday objects. Overall, the process according to the invention results in mechanically more favorable contacting of the chip on the carrier element than is known from the prior art.
Aus dem erfindungsgemäßen Prozess des Kontaktierens resultiert, daß die Kontaktflächen auf dem Chip und auf dem Trägerelement in etwa die gleiche Fläche beschreiben. Daraus resultieren wiederum im wesentlichen gleichmäßige Verteilungen der Stromdichten entlang der Kontakte, was ebenfalls zu einem günstigeren elektromagnetischen Verhalten führt.The contacting process according to the invention results in the contact areas on and on the chip describe the carrier element in approximately the same area. This in turn results in essentially uniform distributions of the current densities along the contacts, which likewise leads to more favorable electromagnetic behavior.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Trägerelement eine nicht-leitende Schicht und eine leitende Schicht auf, und der IC-Baustein kann in eine Aussparung in der nicht-leitenden Schicht eingesetzt werden. Bei einer anderen Ausführungsform sind Durchkontaktierungen in die nicht-leitende Schicht eingebracht, auf welche der IC-Baustein dann gesetzt wird. Dabei können die Durchkontaktierungen vertieft gegenüber einer Auflagefläche des Chips auf dem Trägerelement sein. All diese Ausführungsformen ermöglichen die Herstellung von möglichst flachen, mit Chips assemblierten Trägerelementen, wie dies für den Einsatz in Chipkarten gefordert ist.In a further embodiment of the invention, the carrier element has a non-conductive layer and a conductive layer, and the IC module can be inserted into a recess in the non-conductive layer. In another embodiment, plated-through holes are introduced into the non-conductive layer, on which the IC module is then placed. The vias can be recessed relative to a contact surface of the chip on the carrier element. All of these embodiments enable the production of carrier elements which are as flat as possible and assembled with chips, as is required for use in chip cards.
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind im folgendenTo explain the invention in more detail, the following are
Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Embodiments described with reference to the drawings.
Fig. la zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kontaktierung eines Chips auf ein Trägerelement,La shows an inventive method for contacting a chip on a carrier element,
Fig. lb zeigt den Vorgang des Kontaktierens des Chips mit der Kontaktebene,1b shows the process of contacting the chip with the contact plane,
Fig. lc zeigt den Vorgang des Vergießens des auf der Kontaktebene aufgelöteten Chips, Fig. 2 zeigt die Art der Chip-Montage auf einem flexiblen Trägerelement,1c shows the process of potting the chip soldered on the contact level, 2 shows the type of chip mounting on a flexible carrier element,
Fig. 3a zeigt den Prozess des Auftragens derFigure 3a shows the process of applying the
Lötverbindung als Einzelkomponenten auf die Kontaktflächen der zu kontaktierenden Seite des Chips,Solder connection as individual components on the contact surfaces of the side of the chip to be contacted,
Fig. 3b zeigt die auf den Kontaktflächen durch einen Wärmeprozeß gebildeten Lötkugeln als Blei/Zinn-Legierungen,3b shows the solder balls formed on the contact surfaces by a heat process as lead / tin alloys,
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform derFig. 4 shows a further embodiment of the
Erfindung, die eine Reduktion der Gesamthöhe der Verbindung aus Chip und Isolator ermöglicht.Invention that enables a reduction in the total height of the connection between chip and insulator.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Fig. la zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kontaktierung eines Chips 2 auf ein Trägerelement 4. Das Trägerelement 4 besteht aus einer, auf einen Isolator 6 plan aufgebrachten, Kontaktebene 8, wobei der Isolator 6 eine Aussparung 10 aufweist, in die der Chip 2 eingebracht werden soll. Der Isolator 6 besteht vorzugsweise aus faserverstärktem Polyimid. Das Trägerelement 4 wird in einem weiteren, nicht zur Erfindung gehörenden Schritt in eine sogenannte Chipkarte eingefügt, auf der Daten gespeichert und bearbeitet werden können. Die Kontaktebene 8 des Trägerelements 4 dient dann zur Kontaktierung des Chips 2 mit der Außenwelt, z.B. einem Chipkartenlesegerät, entsprechend der Anwendungen der Chipkarte.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 a shows a method according to the invention for contacting a chip 2 on a carrier element 4. The carrier element 4 consists of a contact plane 8, which is applied flat on an insulator 6, the insulator 6 having a recess 10 into which the Chip 2 is to be introduced. The insulator 6 is preferably made of fiber-reinforced polyimide. In a further step, which is not part of the invention, the carrier element 4 is inserted into a so-called chip card, on which data can be stored and processed. The contact plane 8 of the carrier element 4 then serves to contact the chip 2 with the outside world, e.g. a smart card reader, according to the applications of the smart card.
Durch einen, im folgenden zu erläuternden, Prozess werden auf der zu kontaktierenden Seite des Chips 2 sogenannte Lötkugeln 14 auf Kontaktflächen 16-24 aufgebracht. Alternativ dazu können die Lötkugeln 14 auch auf die, den Kontaktflächen 16-24 entsprechenden. Kontaktflächen 26-34 auf der Kontaktebene 8 des Trägerelements 4 aufgebracht werden. Ebenfalls ist ein kombiniertes Auftragen der Lötkugeln 14 sowohl auf Kontaktflächen des Chips 2 als auch auf der Kontaktebene 8 möglich.Through a process to be explained below, so-called solder balls 14 are applied to contact surfaces 16-24 on the side of the chip 2 to be contacted. As an alternative to this, the solder balls 14 can also be placed on those corresponding to the contact surfaces 16-24. Contact surfaces 26-34 are applied to the contact plane 8 of the carrier element 4. A combined application of the solder balls 14 is also possible both on contact surfaces of the chip 2 and on the contact plane 8.
Fig. lb zeigt den Vorgang des Kontaktierens des Chips 2 mit der Kontaktebene 8. Zuerst wird der Chip 2 grob in etwa auf der Kontaktebene 8 ausgericht, so daß die zu kontaktierenden Kontaktflächen des Chips 2 und der Kontaktebene 8 im wesentlichen einander gegenüberliegen und jeweils die Lötkugeln 14 einschließen. Im weiteren wird durch einen Lötprozeß zumindest soviel Wärme zugeführt, bis die Lötkugeln 14 schmelzen und ein galvanischer Kontakt zwischen den entsprechenden Kontaktflächen des Chips 2 und der Kontaktebene 8 hergestellt ist. Durch den Effekt des Ausgleichens und Minimierens der Gesamtsumme der Oberflächenspannungen der Lötkugeln justiert sich, bei einer im wesentlichen Übereinstimmung der Geometrie der Kontaktflächen vorausgesetzt, der Chip 2 selbstständig auf der Kontaktebene 8 aus. Die zu kontaktierenden Kontaktflächen auf dem Chip 2 und auf dem Trägerelement 4 richten sich dadurch so aus, daß die jeweiligen Kontaktflächen des Chips 2 und des Trägerelements 4 sich im wesentlichen zentriert gegenüberstehen. Dies gewährleistet einen einfachen und hochgenauen Ausrichtungsprozeß des Chips 2 auf dem Trägerelement 4, der zudem noch selbstätig kleinere Ungenauigkeiten der Kontaktgeometrien ausgleichen kann. Der Bereich zwischen den jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen auf dem Chip 2 und auf dem Trägerelement 4 bilden die Kontaktierungen zwischen dem Chip 2 und dem Trägerlement 4. Während dem sich anschließenden Abkühlungsschritt kann durch ein geringfügiges Auseinanderziehen von Chip 2 und Kontaktebene 8 senkrecht zur Auflagefläche des Chips 2 auf der Kontaktebene 8, ohne daß die Kontaktflächen wieder voneinander gelöst werden, eine Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit der entstandenen Lötverbindung erzielt werden.Fig. Lb shows the process of contacting the chip 2 with the contact plane 8. First, the chip 2 is roughly aligned approximately on the contact plane 8, so that the contact surfaces of the chip 2 and the contact plane 8 to be contacted essentially opposite each other and each Include solder balls 14. Furthermore, at least as much heat is supplied by a soldering process until the solder balls 14 melt and a galvanic contact is established between the corresponding contact surfaces of the chip 2 and the contact plane 8. Due to the effect of equalizing and minimizing the total sum of the surface tensions of the solder balls, provided the geometry of the contact areas is essentially the same, the chip 2 adjusts itself independently on the contact plane 8. The contact surfaces to be contacted on the chip 2 and on the carrier element 4 are oriented in such a way that the respective contact surfaces of the chip 2 and the carrier element 4 are essentially centered. This ensures a simple and highly precise alignment process of the chip 2 on the carrier element 4, which can also automatically compensate for smaller inaccuracies in the contact geometries. The area between the contact surfaces to be contacted on the chip 2 and on the carrier element 4 form the contacts between the chip 2 and the carrier element 4. During the subsequent cooling step, a slight pulling apart of the chip 2 and the contact plane 8 perpendicular to the contact surface of the chip 2 on the contact plane 8, without the contact surfaces being detached from one another, can increase the mechanical strength of the resulting soldered connection.
Zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit des Gesamtarrangements, bestehend aus dem auf der Kontaktebene 8 aufgelöteten Chip 2, insbesondere der Kontakte, wird diese in einem dem Lötvorgangs sich anschließenden Prozeß mit einer entsprechenden Vergußmasse 36 ummantelt. Die Vergußmasse 36 muß dabei eine solche Viskosität aufweisen, daß der Chip 2 eingegossen werden kann und dadurch dauerhaft fixiert wird. Fig. lc zeigt den Vorgang des Vergießens des auf der Kontaktebene 8 aufgelöteten Chips 2. Dabei wird das Vergießen so ausgeführt, daß der in der Aussparung 10 liegende Chip 2 vollständig in dem Isolator 6 des Trägerelements 4 eingebettet ist.In order to increase the mechanical strength of the overall arrangement, consisting of the chip 2 soldered on the contact plane 8, in particular the contacts, the latter is encased in an appropriate casting compound 36 in a process following the soldering process. The potting compound 36 must have such a viscosity that the chip 2 can be cast in and is thereby permanently fixed. 1c shows the process of potting the chip 2 soldered on the contact plane 8. The potting is carried out in such a way that the chip 2 lying in the recess 10 is completely embedded in the insulator 6 of the carrier element 4.
Alternativ zu der in den Figs. la-c gezeigten Ausführungsform, ist es ebenso möglich, den Chip 2 nicht in einer Aussparung 10 oder einem Durchbruch des Isolators 6, sondern direkt auf der Oberfläche des Trägerelements 4 zu montieren. Fig. 2 zeigt diese Art der Chip-Montage auf dem flexiblen Trägerelement 4. Der Isolator 6 weist sogenannte Durchkontaktierungen 38-40, zur Herstellung von leitenden Verbindungen zwischen Kontakten an einer Oberseite 42 und einer Unterseite 44 des Isolators 6, auf. An der Unterseite 44 kann, je nach Anwendung, eine weitere Kontaktebene 52 entsprechend der Kontaktebene 8 an dem Isolator 6 aufgebracht sein. Die Durchkontaktierungen 38-40 erlauben nun ein Abführen der, mit dem Chip 2 an der Oberfläche 42 verbundenen. Kontaktflächen 46-50 auf die Unterseite 44 des Trägerelements 4. Von dort aus können diese beliebig weitergeführt werden.As an alternative to that shown in Figs. La-c embodiment shown, it is also possible not to mount the chip 2 in a recess 10 or an opening of the insulator 6, but directly on the surface of the carrier element 4. 2 shows this type of chip mounting on the flexible carrier element 4. The insulator 6 has so-called plated-through holes 38-40 for producing conductive connections between contacts on an upper side 42 and a lower side 44 of the insulator 6. Depending on the application, a further contact plane 52 corresponding to the contact plane 8 can be applied to the insulator 6 on the underside 44. The plated-through holes 38-40 now allow removal of those connected to the chip 2 on the surface 42. Contact surfaces 46-50 on the underside 44 of the carrier element 4. From there, these can be continued as desired.
An den Kontaktflächen 46-50 der Oberseite 42 des Isolators 6 wird analog zu dem in den Figs. la-c dargestellten Verfahren der Chip 2 aufgebracht und nach dem Verlöten mit einer Gießharzkappe 54 versiegelt. Diese Art der Chip-Montage ist besonders vorteilhaft für die Herstellung flexibler Schaltkreiskarten.At the contact surfaces 46-50 of the top 42 of the insulator 6, analog to that in FIGS. La-c shown method of chip 2 applied and sealed after soldering with a resin cap 54. This type of chip assembly is particularly advantageous for the production of flexible circuit cards.
Eine erhöhte Anzahl von Kontakten, verteilt über die gesamte Auflagefläche des Chips 2, erfordert eine entsprechende Verteilungsfunktion der Kontakte durch das Trägerelement 4. So müssen die Kontakte von der Oberfläche 42 des Trägerelements 2 entweder, wie in Fig. 2 gezeigt, einfach auf die Unterseite 44 des Trägerelements 4 hin durchkontaktiert werden, oder eventuell auch parallel zur Oberseite 42 in dem Isolator 6 nach außen hin weggeführt werden.An increased number of contacts, distributed over the entire contact surface of the chip 2, requires a corresponding distribution function of the contacts through the carrier element 4. Thus, the contacts from the surface 42 of the carrier element 2 either simply have to be on the underside, as shown in FIG. 2 44 of the carrier element 4 can be contacted, or possibly also guided outwards in the insulator 6 parallel to the upper side 42.
Fig. 3a zeigt nun den Prozess des Auftragens der Lötverbindung als Einzelkomponenten auf die Kontaktflächen 16-24 der zu kontaktierenden Seite des Chips 2 für ein Ausführungsbeispiel. Eine Blei/Zinn Metallurgie wird mit einem Vakuumbeschichtungsprozessen auf die, von einer Maske 60 nicht abgedeckten. Kontaktflächen 16-24 gebracht. In einem nachgeschalteten Wärmeprozeß, z.B. einem Reflow-Prozeß, formen sich auf Grund der Wärmeenergie aus den zylindrisch geformten Blei- und Zinnabscheidungen auf den Kontaktflächen 16-24 die Lötkugeln 14 als Blei/Zinn-Legierungen (Fig. 3b) . Der Chip läßt sich dann analog dem oben dargestellten Verfahren montieren und verlöten. Benutzt man die eutektische Zusammensetzung von Blei/Zinn (63% Sn / 37% Pb) so beträgt die Schmelztemperatur der eutektischen Zusammensetzung etwa 183°C. Über eine andere Zusammensetzung der Blei/Zinn Legierung als die eutektische lassen sich andere gewünschte Schmelztemperaturen entsprechend dem Blei-Zinn Verhältnis einstellen. Als Materialien für den Isolator 6 kommen wegen dieser Schmelztemperaturen insbesondere Polyimide oder Polycyanatester oder BT Harze (Bismaleinimid-Triazin) , die auch faserstärkt sein können, in Frage.3a now shows the process of applying the soldered connection as individual components to the contact surfaces 16-24 of the side of the chip 2 to be contacted for an exemplary embodiment. A lead / tin metallurgy is vacuum coated onto those not covered by a mask 60. Brought contact surfaces 16-24. In a subsequent heating process, for example a reflow process, the solder balls 14 form as lead / tin alloys on the contact surfaces 16-24 due to the heat energy from the cylindrical lead and tin deposits (FIG. 3b). The chip can then be assembled and soldered analogously to the method described above. If the eutectic composition of lead / tin (63% Sn / 37% Pb) is used, the melting temperature of the eutectic is Composition about 183 ° C. Using a different composition of the lead / tin alloy than the eutectic, other desired melting temperatures can be set according to the lead-tin ratio. Because of these melting temperatures, materials for the insulator 6 are, in particular, polyimides or polycyanate esters or BT resins (bismaleimide triazine), which can also be fiber-reinforced.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die eine Reduktion der Gesamthöhe der Verbindung aus Chip 2 und Isolator 6 ermöglicht. Die Durchkontaktierungen 38- 40 sind hierbei kleiner ausgeführt als die Dicke des Isolators 6 zwischen der Oberseite 42 und der Unterseite 44. Die Durchkontaktierungen 38-40 weisen an der den Kontaktflächen 46-50 gegenüberliegenden Seite weitere Kontaktflächen 60-64 auf. Diese Kontaktflächen 60-64 werden nun in etwa mit der Unterseite 44 des Isolators 6 ausgericht, so daß die Kontaktflächen 46-50 nicht mehr wie in Fig. 2 in etwa mit der Oberseite 42 ausgerichtet sind, sondern vertieft zwischen der Oberseite 42 und der Unterseite 44 liegen. Die Lötkugeln 14 lassen sich nun so bemessen, daß nach dem Aneinanderfügen von Chip 2 und Isolator 6 des Trägerelements 4 der Chip 2 in etwa auf dem Isolator 6 aufliegt oder zumindest die Gesamthöhe aus Chip 2 und Trägerelement 4 reduziert werden. Analog zu der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform lassen sich auch die Kontaktflächen 16-24 gegenüber der Auflagefläche der Kontaktseite des Chips 2 vertiefen. Dazu müßte der Chip 2 eine entsprechend ausgelegte Formgebung der Anschlußseite mit den Kontaktflächen 16-24 aufweisen. FIG. 4 shows a further embodiment of the invention, which enables a reduction in the total height of the connection between chip 2 and insulator 6. The plated-through holes 38-40 are in this case made smaller than the thickness of the insulator 6 between the upper side 42 and the lower side 44. The plated-through holes 38-40 have further contact surfaces 60-64 on the side opposite the contact surfaces 46-50. These contact surfaces 60-64 are now approximately aligned with the underside 44 of the insulator 6, so that the contact surfaces 46-50 are no longer approximately aligned with the upper side 42 as in FIG. 2, but are recessed between the upper side 42 and the underside 44 lie. The solder balls 14 can now be dimensioned such that after the chip 2 and the insulator 6 of the carrier element 4 have been joined together, the chip 2 lies approximately on the insulator 6 or at least the total height of the chip 2 and carrier element 4 is reduced. Analogously to the embodiment shown in FIG. 4, the contact surfaces 16-24 can also be deepened relative to the contact surface of the contact side of the chip 2. For this purpose, the chip 2 would have to have a correspondingly designed shape of the connection side with the contact surfaces 16-24.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. Trägerelement (4) zum Einbau in Chipkarten oder anderen Datenträgerkarten, mit1. Carrier element (4) for installation in chip cards or other data carrier cards, with
mindestens einem IC-Baustein (2) undat least one IC module (2) and
Kontaktierungen in einem Bereich zwischen jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen (16-24) auf dem jeweiligen IC-Baustein (2) und Kontaktflächen (26- 34) auf dem Trägerelement (4), die zur Herstellung von leitenden Verbindungen zwischen den Kontaktflächen (16-24) des jeweiligen IC-Bausteins (2) und den Kontaktflächen (26-34) des Trägerelements (4) dienen,Contacting in an area between the respective contact surfaces (16-24) to be contacted on the respective IC component (2) and contact surfaces (26-34) on the carrier element (4), which are used to produce conductive connections between the contact surfaces (16-24 ) of the respective IC component (2) and the contact surfaces (26-34) of the carrier element (4),
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
die Kontaktflächen (16-24) des jeweiligen IC- Bausteins (2) und die Kontaktflächen (26-34) des Trägerelements (4) in der Projektion des jeweiligen IC-Bausteins (2) liegen und in etwa die gleiche Fläche beschreiben.the contact surfaces (16-24) of the respective IC component (2) and the contact surfaces (26-34) of the carrier element (4) lie in the projection of the respective IC component (2) and describe approximately the same area.
2. Trägerelement (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (16-24) über die gesamte Projektion des jeweiligen IC-Bausteins (2) verteilbar sind.2. Carrier element (4) according to claim 1, characterized in that the contact surfaces (16-24) can be distributed over the entire projection of the respective IC component (2).
3. Trägerelement (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine, den jeweiligen IC-Baustein (2) umhüllende (54) oder in das Trägerelement (4) einbettende (36), Vergußmasse.3. Carrier element (4) according to one of the preceding claims, characterized by a, the respective IC component (2) enveloping (54) or in the carrier element (4) embedding (36), sealing compound.
4. Trägerelement (4) entsprechend einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (16-24) des IC-Bausteins (2) und die Kontaktflächen (26-34) des Trägerelements (4) einander gegenüberstehend ausgerichtet sind.4. Carrier element (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces (16-24) of the IC component (2) and the contact surfaces (26-34) of the carrier element (4) are aligned opposite one another.
5. Trägerelement (4) entsprechend einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (46-50 in Fig. 4) des IC- Bausteins (2) und/oder die Kontaktflächen (26-34) des Trägerelements (4) gegenüber einer Auflagefläche (42) des IC-Bausteins (2) auf dem Trägerelement (4) vertieft sind.5. carrier element (4) according to any one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces (46-50 in Fig. 4) of the IC component (2) and / or the contact surfaces (26-34) of the carrier element (4) opposite a support surface (42) of the IC module (2) on the support element (4) are recessed.
6. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem IC-Baustein (2) und einem Trägerelement (4), das für den Einbau in Chipkarten oder anderen Datenträgerkarten vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die als solche bekannte C4-Technik verwendet wird.6. A method for producing an electrical connection between an IC chip (2) and a carrier element (4) which is provided for installation in chip cards or other data carrier cards, characterized in that the C4 technology known as such is used.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (4) eine nicht-leitende Schicht (6) und eine leitende Schicht (8) aufweist.7. The method according to claim 6, characterized in that the carrier element (4) has a non-conductive layer (6) and a conductive layer (8).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aussparung (10) in die nicht-leitende Schicht (6) eingebracht und der IC-Baustein (2) in die Aussparung (10) eingesetzt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that a recess (10) is introduced into the non-conductive layer (6) and the IC module (2) is inserted into the recess (10).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Durchkontaktierungen (38-40) in die nicht-leitende Schicht (6) eingebracht und der IC-Baustein (2) auf die Durchkontaktierungen (38-40) gesetzt wird.9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that vias (38-40) are introduced into the non-conductive layer (6) and the IC module (2) is placed on the vias (38-40).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierungen (38-40) gegenüber einer Auflagefläche (42) des IC-Bausteins (2) auf dem Trägerelement (4) vertieft sind.10. The method according to claim 9, characterized in that the vias (38-40) compared to one Contact surface (42) of the IC module (2) on the support element (4) are recessed.
11. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem IC-Baustein (2) und einem Trägerelement (4), das für den Einbau in Chipkarten oder anderen Datenträgerkarten vorgesehen ist, mit:11. A method for establishing an electrical connection between an IC component (2) and a carrier element (4), which is intended for installation in chip cards or other data carrier cards, with:
einem ersten Schritt des Aufbringens einer lötbaren Verbindung (14) auf die Kontaktflächen (16-24) des IC-Bausteins (2) und/oder den Kontaktflächen (26-34) des Trägerelements (4) zwischen denen die Kontaktierung erfolgen soll;a first step of applying a solderable connection (14) to the contact surfaces (16-24) of the IC component (2) and / or the contact surfaces (26-34) of the carrier element (4) between which the contacting is to take place;
einem zweiten Schritt des Aufeinanderzuführens der Kontaktflächen (16-24) des IC-Bausteins (2) und der Kontaktflächen (26-34) des Trägerelements (4) zwischen denen die Kontaktierung erfolgen soll, zumindest solange, bis die lötbare Verbindung (14) mit den entsprechenden Kontaktflächen (16-24, 26-34) in Verbindung steht unda second step of bringing the contact surfaces (16-24) of the IC component (2) and the contact surfaces (26-34) of the carrier element (4) between them, at least until the solderable connection (14) is made with the contact the corresponding contact surfaces (16-24, 26-34) is connected and
einem dritten Schritt des Erwärmens der lötfähigen Verbindung, zumindest solange, bis die entsprechenden Kontaktflächen (16-24, 26-34) vollständig mit der lötfähigen Verbindung (14) benetzt sind.a third step of heating the solderable connection, at least until the corresponding contact surfaces (16-24, 26-34) are completely wetted with the solderable connection (14).
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 11 mit einem Schritt des zumindest teilweisen Vergießens oder Einbettens des mindestens einen IC- Bausteins (2) mit einer Vergußmasse (36, 54) in das Trägerelement (4). 12. The method according to any one of the preceding claims 6 to 11 with a step of at least partially casting or embedding the at least one IC module (2) with a casting compound (36, 54) in the carrier element (4).
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Country Status (2)

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DE (1) DE4424396C2 (en)
WO (1) WO1996002042A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7575173B2 (en) 2003-07-28 2009-08-18 Infineon Technologies, Ag Smart card, smart card module, and a method for production of a smart card module
US7609527B2 (en) 2003-02-26 2009-10-27 Imbera Electronics Oy Electronic module

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19541039B4 (en) * 1995-11-03 2006-03-16 Assa Abloy Identification Technology Group Ab Chip module and method for its production
DE19616424A1 (en) * 1996-04-25 1997-10-30 Manfred Dr Michalk Electrically isolating material with electronic module
DE19639902C2 (en) * 1996-06-17 2001-03-01 Elke Zakel Process for the production of contactless chip cards and contactless chip card
DE19708617C2 (en) 1997-03-03 1999-02-04 Siemens Ag Chip card module and method for its production as well as this comprehensive chip card
DE19716342C2 (en) * 1997-04-18 1999-02-25 Pav Card Gmbh Process for the production of a chip card
DE19728693C2 (en) * 1997-07-04 1999-04-29 Siemens Ag Semiconductor module
DE19735170A1 (en) * 1997-08-13 1998-09-10 Siemens Ag Chip module esp. for chip card with contacts with adjacent chips
US6651891B1 (en) 1997-11-04 2003-11-25 Elke Zakel Method for producing contactless chip cards and corresponding contactless chip card
DE10214314A1 (en) * 2002-03-28 2003-10-23 Nedcard B V Chip module with a dielectric substrate and at least one chip accommodated in a substrate cavity is provided with several electrodes which are shaped so that they almost completely cover the cavity base surface
FI20030293A (en) * 2003-02-26 2004-08-27 Imbera Electronics Oy Method for manufacturing an electronic module and an electronic module
DE102004011702B4 (en) * 2004-03-10 2006-02-16 Circle Smart Card Ag Method for producing a card body for a contactless chip card
EP1947690A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-23 Tyco Electronics AMP GmbH Circuit carrier laminate and circuit carrier for mounting a semiconductor chip of a smartcard module, and manufacturing methods thereof
EP1947691A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-23 Tyco Electronics AMP GmbH Circuit carrier laminate and circuit carrier for mounting a semiconductor chip of a smartcard module, and manufacturing methods thereof
DE202018002528U1 (en) 2018-05-18 2018-07-02 Sagross Designoffice Gmbh plug-in components

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0071311A2 (en) * 1981-07-31 1983-02-09 Philips Patentverwaltung GmbH Method of producing contact elements mounted on the connection surfaces of an integrated component
EP0207853A1 (en) * 1985-06-26 1987-01-07 Bull S.A. Method for mounting an integrated circuit on a support, resultant device and its use in an electronic microcircuit card
EP0207852A1 (en) * 1985-06-26 1987-01-07 Bull S.A. Method for mounting an integrated circuit on a support, resultant device and its use in an electronic microcircuit card
EP0367311A1 (en) * 1988-09-27 1990-05-09 Alcatel N.V. Method for mounting an electronic component and memory card using same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3151408C1 (en) * 1981-12-24 1983-06-01 GAO Gesellschaft für Automation und Organisation mbH, 8000 München ID card with an IC module
DE3917707A1 (en) * 1989-05-31 1990-12-06 Siemens Ag Electronic chip module - with contacting provided by thickened chip connection regions opposite reed contacts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0071311A2 (en) * 1981-07-31 1983-02-09 Philips Patentverwaltung GmbH Method of producing contact elements mounted on the connection surfaces of an integrated component
EP0207853A1 (en) * 1985-06-26 1987-01-07 Bull S.A. Method for mounting an integrated circuit on a support, resultant device and its use in an electronic microcircuit card
EP0207852A1 (en) * 1985-06-26 1987-01-07 Bull S.A. Method for mounting an integrated circuit on a support, resultant device and its use in an electronic microcircuit card
EP0367311A1 (en) * 1988-09-27 1990-05-09 Alcatel N.V. Method for mounting an electronic component and memory card using same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7609527B2 (en) 2003-02-26 2009-10-27 Imbera Electronics Oy Electronic module
US8817485B2 (en) 2003-02-26 2014-08-26 Ge Embedded Electronics Oy Single-layer component package
US10085345B2 (en) 2003-02-26 2018-09-25 Ge Embedded Electronics Oy Electronic module
US10765006B2 (en) 2003-02-26 2020-09-01 Imberatek, Llc Electronic module
US11071207B2 (en) 2003-02-26 2021-07-20 Imberatek, Llc Electronic module
US7575173B2 (en) 2003-07-28 2009-08-18 Infineon Technologies, Ag Smart card, smart card module, and a method for production of a smart card module

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DE4424396A1 (en) 1996-01-18
DE4424396C2 (en) 1996-12-12

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