專(zhuān)利名稱(chēng)：芯片卡模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)芯片卡模塊，其中通過(guò)一特殊的粘結(jié)材料固定有一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體芯片和/或一個(gè)加固框。該粘結(jié)材料的特征在于其中加入有作為距離保持的具有確定尺寸的顆粒。
在芯片卡模塊中尤其重要的是含有在模塊中的半導(dǎo)體芯片一方面以盡可能小的距離粘結(jié)在底座上以保證該模塊的較小的器件高度，另一方面該粘結(jié)材料層在全部的粘結(jié)平面上必需是電絕緣的并且具有平均的厚度以避免芯片的變形，該變形能夠?qū)е聦?duì)芯片的損壞。尤其有利的是，如果該粘結(jié)層與模塊的一定形狀相適應(yīng)并且能夠吸收它們，則可以避免該半導(dǎo)體芯片的負(fù)載。通過(guò)在底座上固定的半導(dǎo)體芯片的平均距離簡(jiǎn)化了連續(xù)處理步驟的過(guò)程例如線(xiàn)連接，并且提高了安裝芯片卡的可靠性。
相應(yīng)存在一個(gè)加固框，其首先結(jié)合一個(gè)彈性的載體層進(jìn)行應(yīng)用并且一般粘結(jié)在線(xiàn)路系統(tǒng)上，并且必需與此進(jìn)行電絕緣，否則通過(guò)該粘結(jié)層該芯片卡模塊的器件高度會(huì)變得非常大。
目前已知的解決方案相對(duì)于上述的問(wèn)題具有許多缺點(diǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)在于給出一個(gè)芯片卡模塊，其中一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體芯片和/或一個(gè)加固框在上述的并且在全部的粘結(jié)平面上以基本上平均的距離在粘結(jié)材料層的盡可能小的厚度時(shí)粘結(jié)在一個(gè)底座上。對(duì)此該粘結(jié)材料層應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)吸收和補(bǔ)償芯片卡模塊的形狀，以使該半導(dǎo)體芯片和加固框的損壞可能性被降低。
此任務(wù)是通過(guò)按照權(quán)利要求1的芯片卡模塊進(jìn)行解決的。優(yōu)選的實(shí)施例位于從屬權(quán)利要求中。
本發(fā)明還涉及一個(gè)芯片卡模塊，其含有至少一個(gè)芯片載體、一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)線(xiàn)和可能情況下的加固框。至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片和/或該加固框是借助于粘結(jié)材料固定的，其中混合了作為距離保持的一定尺寸的顆粒。
加到粘結(jié)材料中的一定尺寸的顆粒構(gòu)成了該粘結(jié)材料物質(zhì)，其按照本發(fā)明可以沒(méi)有掩膜地進(jìn)行使用，直到被壓成一個(gè)確定的層厚度，該厚度基本上相應(yīng)于該顆粒的直徑。有利的是所有的顆粒具有基本上相同的尺寸。當(dāng)此顆粒平均分配到粘結(jié)材料中時(shí)，然后保證了在將半導(dǎo)體芯片或者加固框壓到底座上時(shí)，其上可以進(jìn)行黏附，在整個(gè)粘結(jié)平面上相對(duì)于底座保持一個(gè)平均的距離。
顆粒的基本上一致的尺寸并不是本發(fā)明的前提條件。另外也是有效的，即除了小尺寸的部分顆粒以外含有足夠多的顆粒，其尺寸相應(yīng)于在半導(dǎo)體芯片或者加固框和底座之間的所希望的距離，并且此顆粒平均分布在粘結(jié)材料中。
如上所述，該顆粒的尺寸相應(yīng)保證了在要安裝的器件和底座之間的所希望的距離。該顆粒有利的為球形，并且其直徑相應(yīng)于所希望的粘結(jié)層的厚度。因?yàn)樵谡辰Y(jié)材料中含有顆粒，不僅簡(jiǎn)化了以確定的高度以及與底座的平均的和小的距離對(duì)半導(dǎo)體芯片和加固框的固定，而且簡(jiǎn)化了粘結(jié)材料的配料。該配料能夠沒(méi)有粘結(jié)劑掩膜地實(shí)現(xiàn)，并且多余的粘結(jié)材料能夠在半導(dǎo)體芯片或者加固框的一側(cè)擠壓出來(lái)，否則就會(huì)構(gòu)成一個(gè)不均勻的粘結(jié)連接。
適合于制造芯片卡模塊的顆粒尺寸位于4到40μm的范圍，并且尤其是大約20μm的直徑。
該顆粒能夠是由硬的或者不變形的材料例如玻璃或者硬塑料構(gòu)成。然而該顆粒優(yōu)選的是由可變形的和尤其是可反向變形的材料可變形的塑料構(gòu)成。
在塑料中的硬顆粒具有如下缺點(diǎn)，其不能夠與芯片卡模塊的形狀相匹配，并且在這種情況下引起點(diǎn)形的壓力負(fù)載，這能夠損壞粘結(jié)的相對(duì)平面。在半導(dǎo)體芯片中此點(diǎn)形的壓力負(fù)載能夠引起芯片的裂紋或者甚至的折斷，從而整個(gè)芯片卡模塊損壞。通過(guò)使用可變形的填充材料，芯片卡模塊的變形能夠通過(guò)該顆粒進(jìn)行吸收并且該點(diǎn)形的壓力負(fù)載在相對(duì)平面上能夠降低。
塑料材料適合于作為用于填充材料顆粒的可變形或者可反向變形的材料。尤其適合的是塑料材料的空心球，其在壓力作用下能夠變形。該顆粒的可變形性有利的是不是如此地大，即在將粘結(jié)的半導(dǎo)體芯片或者加固框壓到底座上時(shí)出現(xiàn)顆粒的永久的變形并且該顆粒作為距離保持的功能不再能夠滿(mǎn)足。
為了補(bǔ)償芯片卡模塊的能夠引起損壞的變形，另外有利的是應(yīng)用了作為粘結(jié)材料的彈性的粘結(jié)材料。該彈性的粘結(jié)材料在此位置實(shí)現(xiàn)了芯片卡模塊的變形并且這通過(guò)已知的方式進(jìn)行補(bǔ)償，并且如此在半導(dǎo)體芯片或者加固框上的負(fù)載被減少。
所謂的“低壓力”粘結(jié)材料適合于作為彈性粘結(jié)材料，其在例如的熱固之后保持彈性。例如能夠是稱(chēng)為合成的橡膠或者尤其是硅粘結(jié)材料。
本發(fā)明尤其適合于應(yīng)用在具有彈性載體層的芯片卡模塊中，然而能夠應(yīng)用在具有一般由金屬組成的靜止的連接框的芯片卡模塊中。另外本發(fā)明還能夠?qū)⒓庸炭虬惭b在一個(gè)線(xiàn)路系統(tǒng)中并且提供了尤其的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)該加固框被沖壓時(shí)和含有一個(gè)沖壓棱時(shí)，其以非常小的距離安裝在線(xiàn)路系統(tǒng)中。
本發(fā)明下面借助于附圖進(jìn)行詳細(xì)的解釋。


圖1示意性和以截面圖的形式示出了本發(fā)明的芯片卡模塊，圖2示意性和以截面圖的形式示出了另一個(gè)本發(fā)明的芯片卡模塊，圖3示意性示出了具有加固框的本發(fā)明的芯片卡模塊的俯視圖，圖4示意性示出了沿圖3的A-A線(xiàn)的部分橫截面圖。
圖1以橫截面圖的方式示出了本發(fā)明的芯片卡模塊1，其中一個(gè)半導(dǎo)體芯片3位于一個(gè)載體2上，在此情況下是一個(gè)塑料載體層(所謂的Chip-On-Flex-Modul)。在該載體上另外含有一個(gè)線(xiàn)路4的系統(tǒng)，該半導(dǎo)體芯片3能夠與該系統(tǒng)以一般的方式例如導(dǎo)線(xiàn)連接進(jìn)行接觸(未示出)。該半導(dǎo)體芯片3在載體2上的安裝通過(guò)粘結(jié)材料6實(shí)現(xiàn)，其中混合了一定尺寸的按照本發(fā)明的顆粒7。該顆粒的作用一方面是在芯片和載體之間保持所希望的距離，并且另一方面在芯片整個(gè)的承載平面上保持恒定的距離。以此在芯片和載體之間的距離保持非常的小。以此通過(guò)在載體上的半導(dǎo)體芯片的確定的和準(zhǔn)確的位置簡(jiǎn)化了在芯片和導(dǎo)線(xiàn)之間的導(dǎo)線(xiàn)接觸的制造。
圖2示出了所謂的芯片在芯片上的模式，其下部分基本上相應(yīng)于圖1示出的模塊。在第一個(gè)芯片3上安裝了另一個(gè)芯片3’。此第二個(gè)芯片3’借助于確定尺寸的顆粒7填充的粘結(jié)材料6進(jìn)行固定。在所示出的情況下，在兩種粘結(jié)材料層中的顆粒是同樣大的。然而對(duì)于不同的粘結(jié)材料平面可以選擇不同的粘結(jié)材料以及具有不同大小的顆粒的粘結(jié)材料。為了避免通過(guò)芯片卡模塊的變形所產(chǎn)生的對(duì)芯片的損壞，優(yōu)選的選擇結(jié)合有可變形的顆粒，例如塑料空心球的彈性粘結(jié)材料作為粘結(jié)材料。
在圖3中示出了具有半導(dǎo)體芯片3的芯片卡模塊，其例如以上述的方式安裝在彈性的載體帶2上。在芯片的兩側(cè)延伸的導(dǎo)線(xiàn)4與該芯片相接觸(未示出)。在所示出的模塊中在兩側(cè)在載體帶的上和下部分(安裝和接觸側(cè))含有金屬化層和導(dǎo)線(xiàn)。這種模塊為了穩(wěn)定一般含有一個(gè)加固框，其在圖3中以5進(jìn)行標(biāo)出。整個(gè)框一般由導(dǎo)電的材料并且尤其是由金屬構(gòu)成。其一般地通過(guò)沖壓制造并且在一側(cè)上經(jīng)常含有一個(gè)沖壓棱(未示出)。另外避免在加固框5和相鄰的導(dǎo)線(xiàn)4之間的短接，兩者之間的距離必需大于沖壓棱的高度。另外對(duì)于芯片卡模塊的允許的整個(gè)器件高度沒(méi)有被超出。一精確保持的最小的粘結(jié)材料厚度在此是必需的。
按照本發(fā)明通過(guò)粘結(jié)材料6達(dá)到了，作為距離保持混合了一定尺寸的顆粒7。圖4示出了沿圖3的線(xiàn)A-A的橫截面的相應(yīng)的安排。粘結(jié)材料6重新是優(yōu)選的彈性粘結(jié)材料，顆粒7是優(yōu)選可變形的顆粒。
權(quán)利要求
1.芯片卡模塊(1)，其含有至少一個(gè)芯片載體(2)、一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體芯片(3，3’)、導(dǎo)線(xiàn)(4)和可能情況下的一個(gè)加固框(5)，其特征在于，一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體芯片(3，3’)和/或加固框(5)借助于一個(gè)粘結(jié)材料(6)進(jìn)行安裝，其中混合了作為距離保持的一定尺寸的顆粒(7)。
2.如權(quán)利要求1的芯片卡模塊，其特征在于，該粘結(jié)材料(6)是一彈性的粘結(jié)材料，尤其是一合成的橡膠和優(yōu)選的一硅粘結(jié)材料。
3.如權(quán)利要求1或者2的芯片卡模塊，其特征在于，該顆粒(7)含有4到40μm之間的直徑，并且尤其是大約20μm。
4.如權(quán)利要求1到3之一的芯片卡模塊，其特征在于，該顆粒(7)是由可變形的材料并且尤其是由塑料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4的芯片卡模塊，其特征在于，該顆粒(7)是塑料的空心球。
6.如權(quán)利要求1到5之一的芯片卡模塊，其特征在于，該芯片載體(2)是金屬的連接框或者一彈性的載體層。
7.如權(quán)利要求1到6之一的芯片卡模塊，其特征在于，含有兩個(gè)半導(dǎo)體芯片(3，3’)，其中在使用了混合有顆粒(7)的粘結(jié)材料(6)的情況下，一個(gè)半導(dǎo)體芯片黏附在另一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。
8.如權(quán)利要求1到7之一的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，含有一個(gè)加固框(5)，其在使用了混合有顆粒(7)的粘結(jié)材料(6)的情況下黏附在一個(gè)導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)(4)中。
9.如權(quán)利要求8的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，該加固框(5)含有一個(gè)沖壓棱，并且顆粒(7)的直徑大于此沖壓棱的高度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)半導(dǎo)體芯片,其除了導(dǎo)線(xiàn)(4)和芯片載體(2)以外含有一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體芯片(3,3’)和可能情況下的一個(gè)加固框(5)。半導(dǎo)體芯片和/或加固框借助于一粘結(jié)材料(6)進(jìn)行安裝,該粘結(jié)材料中混合了作為距離保持的一定尺寸的顆粒(7)。該粘結(jié)材料(6)優(yōu)選是一個(gè)彈性粘結(jié)材料,該顆粒(7)優(yōu)選是由變形的材料構(gòu)成。本發(fā)明的作用在于半導(dǎo)體芯片和/或加固框以確定的和平均的距離粘結(jié)在底座上。彈性的粘結(jié)材料和可變形的材料與芯片卡模塊的形狀相匹配并且如此避免了粘結(jié)的相對(duì)平面的損壞。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1244935SQ97181398
公開(kāi)日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1997年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月15日
發(fā)明者D·豪德奧, S·埃默特, H·－G·門(mén)施 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司