Способ изготовления несущего элемента для полупроводниковых чипов

 

Изобретение относится к области крепления на твердом теле полупроводниковых приборов и может быть использовано для крепления полупроводниковых чипов на несущем элементе. Несущий элемент для полупроводникового чипа (23), в частности, для монтажа в чип-карте содержит подложку (15), несущую чип (23), и пленку (10) жесткости, ламинированную на несущую чип (23) сторону подложки (15), имеющую выемку (14), размещающую чип (23) и его выводы (24), край которой снабжен рамкой (12), выполненной за одно целое с пленкой (10). Техническим результатом изобретения является упрощение способа изготовления несущего элемента для полупроводниковых чипов. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

В современных чип-картах полупроводниковые чипы помещают в выполненную обычно из пластика карту посредством несущего элемента, образованного в большинстве случаев непроводящей гибкой подложкой. На несущем элементе расположены не только полупроводниковый чип, но и контактные площадки, которыми полупроводниковый чип может контактировать со считывающим устройством. Для этого обычно медную пленку с облагороженной поверхностью ламинируют на непроводящую подложку и структурируют, например, путем травления. В непроводящей подложке перед ламинированием высекают отверстия, сквозь которые чип может быть соединен электропроводящим образом с контактными площадками посредством проводов методом проводного соединения. Полупроводниковый чип и провода закрывают затем защитной заливочной массой.

Чип-карты должны выдерживать определенные, задаваемые пользователем изгибающие нагрузки. Чип необходимо, однако, оберегать от возникающих при этом изгибающих усилий, так как он более хрупкий, чем материал карты. Это относится, в частности, к чипам площадью более 10 мм². Из ЕР 0484353 В1 известно, что для этого на гибкой подложке предусматривают рамку жесткости, имеющую значительно более высокую изгибную жесткость, чем гибкая несущая подложка.

На фиг. 4 изображена форма выполнения согласно ЕР 0484353 В1. Непроводящая гибкая несущая подложка 1 снабжена выемками 2. Металлическая пленка 3 ламинирована на подложке 1 клеем 4 и разделена на контактные площадки, изолированные друг от друга канавками 5. Полупроводниковый чип 6 приклеен к подложке 1 и посредством проводов 7 электрически соединен с контактными площадками 3. Для усиления гибкой несущей подложки 1 к ней приклеено кольцо 8 жесткости. Внутреннее пространство кольца 8 жесткости заполнено заливочной массой 9 для защиты чипа 6 и проводов 7.

Прикрепление кольца жесткости является проблематичным, поскольку заданы относительно высокие допуски положения и, кроме того, для этого необходимы специальные сложные инструменты. В частности, возникает очень сложное и трудоемкое управление процессом. Кроме того, известное кольцо жесткости ограничивает площадь, необходимую для вклеивания несущего элемента в карту.

В US 5147982 описан несущий элемент, у которого на штампованную, образующую контактные площадки металлическую решетку ламинируют полимерную пленку, содержащую отформованную за одно целое усиливающе-защитную рамку.

Задачей изобретения является создание простого способа изготовления несущего элемента.

Эта задача решается посредством способа изготовления несущего элемента по п.1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования приведены в зависимых пунктах.

Способ, согласно изобретению, имеет то преимущество, что выполняются те же или схожие операции, что и при изготовлении несущей подложки или известного несущего элемента. Это - операция высекания или ламинирования. Поскольку пленка жесткости имеет, кроме того, те же габариты, что и несущий элемент, для ламинирования могут быть использованы те же машины, что и для ламинирования образующей контактные площадки медной пленки.

Несущие элементы изготовляют обычно в виде очень длинной ленты, причем несколько несущих элементов могут располагаться даже рядом друг с другом. Лента имеет по краям перфорации, посредством которых она может транспортироваться дальше в машине. Если пленка жесткости тоже имеет эти отверстия, то она может транспортироваться и обрабатываться таким же образом, что и гибкая несущая подложка или пленка с контактными площадками.

В результате глубокой вытяжки полости возникают относительно высокие напряжения, которые, по меньшей мере, частично высвобождаются за счет механической нагрузки при намотке, размотке и перемотке бобины, на которую намотана лента, и которые могут привести, таким образом, к повреждению материала в верхней свободной части рамки. В усовершенствованном варианте изобретения в ленте вблизи участков последующих, образующихся за счет высекания несущих элементов предусмотрены разгрузочные проемы, которые могут быть выполнены в виде шлицев. Во избежание концентрации напряжений, которые могут привести к микротрещинам на краю разгрузочных проемов, кромочные переходы предпочтительным образом скруглены. Разгрузочные проемы больше не видны на несущем элементе после высекания из ленты, так что это не ухудшает внешний вид контактных площадок. За счет глубокой вытяжки без углов в рамке упругость всей ленты может быть дополнительно повышена.

Поскольку образованная в результате глубокой вытяжки и высекания рамка вдоль края выемки в пленке жесткости имеет лишь ту же толщину, что и сама медная пленка, в зоне вне этой рамки остается достаточно места для клея, с тем чтобы можно было закрепить несущий элемент в карте. Толщина пленки жесткости может быть выбрана в зависимости от желаемой общей изгибной жесткости и свойств материала используемой пленки.

Особенно предпочтительно, если дно ванны высекают не полностью, а оставляют перемычку на краю рамки, поскольку это дополнительно повышает изгибную жесткость.

Изобретение более подробно поясняется ниже на примере его выполнения с помощью чертежа, на котором изображены: фиг. 1a-1d - операции по изготовлению пленки жесткости согласно изобретению и вид сверху на готовую пленку; фиг. 2а-2с - гибкая несущая подложка, пленка жесткости и соединение этих обеих деталей; фиг.3 - сечение несущего элемента согласно изобретению; фиг.4 - несущий элемент согласно уровню техники; фиг.5 - пленка жесткости с разгрузочными проемами.

На фиг.1а изображено сечение металлической пленки жесткости, прокатанной до соответствующей толщины. На фиг.1b показаны ванны 11, полученные в процессе глубокой вытяжки. В процессе высекания удаляют днища ванн 11, так что остаются только стенки ванн 11 в виде рамок 12, которые соединены за одно целое с пленкой 10 жесткости и проходят вдоль края образованной бывшими ваннами 11 выемки в пленке. Предпочтительным образом днища ванн 11 высекают не полностью, а оставляют показанную штриховой линией перемычку 17, обеспечивающую дополнительное повышение изгибной жесткости.

На фиг.1d показан вид сверху на пленку 10 жесткости, согласно изобретению выполненную в виде длинной ленты. Вдоль обоих краев ленты выполнены перфорации 13, позволяющие транспортировать ленту дальше посредством зубчатых колес. Пленка 10 имеет выемки 14, вдоль краев которых проходят рамки 12. Штриховой линией показан разрез, изображающий фиг.1с.

На фиг.2b еще раз показана пленка 10 жесткости согласно изобретению. На фиг. 2а изображена гибкая несущая подложка 15, которая может быть выполнена из пластика, причем сегодня обычно применяют стеклонаполненную эпоксидную смолу. Также несущая подложка 15 выполнена в виде длинной ленты и имеет на своих краях перфорации 13 для дальнейшей транспортировки и точного позиционирования при дальнейшей обработке. Несущая подложка 15 имеет высечки 16, в которые может быть вставлен полупроводниковый чип (не показан) и сквозь которые этот полупроводниковый чип может быть электрически соединен с контактными площадками (не видны) на задней стороне несущей подложки 15. На фиг. 2с изображена соединенная с несущей подложкой 15 пленка 10 жесткости. Высечки 16 несущей подложки 15 находятся внутри рамки 12, соединенной за одно целое с пленкой 10 жесткости, так что полупроводниковый чип (не показан) может быть без проблем вставлен в центральную выемку и через периферийные выемки в несущей подложке 15 соединен с предусмотренными на задней стороне несущей подложки контактными площадками (не видны).

На фиг.3 изображено сечение высеченного из ленты несущего элемента. Непроводящая гибкая несущая подложка 15 имеет в этом случае только периферийные, образованные высеканием выемки 16. На ее задней стороне посредством клея 21 ламинирована металлическая пленка 20, разделенная канавками 22 на контактные площадки. На несущей подложке 15 расположен полупроводниковый чип 23, который посредством проволочных выводов 24 соединен через выемки 16 несущей подложки 15 с контактными площадками 20. На несущей полупроводниковый чип 23 передней стороне несущей подложки 15 посредством клея ламинирована пленка 10 жесткости, согласно изобретению. Зона внутри рамки 12, соединенной за одно целое с пленкой 10 жесткости, заполнена заливочной массой 25 для защиты полупроводникового чипа 23 и соединительных проводов 24.

Как видно в сравнении с фиг.4, у несущего элемента, согласно изобретению, остается больше площади в зоне края несущего элемента, с тем чтобы его можно было лучше вклеить в пластиковую карту.

На фиг. 5 изображены разгрузочные проемы 18, согласно изобретению, в пленке жесткости, лежащие вне показанных штриховой линией зон 19 последующих, полученных высеканием несущих элементов.

На фиг.3 и 4 изображен непроводящий несущий элемент 15 и 1 соответственно, который имеет образующее контактные площадки металлическое каширование 20 и 3 соответственно. В принципе, однако, можно также использовать проводящую, например металлическую, несущую подложку.

Кроме того, можно также выбрать в качестве материала пленки 10 жесткости пластик. При этом возможны и иные способы изготовления, нежели глубокая вытяжка и высекание.

Формула изобретения

1. Способ изготовления несущего элемента для полупроводникового чипа (23), в частности для монтажа в чип-карту, при котором в пленке (10) жесткости глубокой вытяжкой формуют ванну (11), дно ванны высекают с образованием в результате этого размещающей чип (23) и его выводы (24) выемки, которая имеет, таким образом, выполненное за одно целое из пленки (10) жесткости обрамление (12), и пленку (10) жесткости ламинируют на несущей чип (23) стороне гибкой подложки (15).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложка (15) представляет собой непроводящую пленку, на которой на противоположной чипу (23) стороне ламинируют проводящую, разделенную на контактные площадки пленку (20).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложка (15) представляет собой металлическую пленку.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что пленка (10) жесткости состоит из металла.

5. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что пленка (10) жесткости состоит из пластика.

6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что подложка (15) представляет собой непроводящую пленку, на которой на противоположной пленке (10) жесткости стороне ламинируют проводящую, разделенную на контактные площадки пленку (20).

7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дно ванны высекают не полностью, в результате чего несоединенный с пленкой (10) край рамки (12) снабжен перемычкой (17), проходящей приблизительно перпендикулярно рамке (12) и выполненной за одно целое с ней.

8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в пленке (10) жесткости вне последующей зоны (19) несущего элемента выполняют разгрузочные проемы (18).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5