(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップカード内に組み込むための、半導体チップ（２）を備えた支持エレメントであって、導電性の材料から成る少なくとも２つの接続部（１）が設けられており、これらの接続部はそれぞれ１つの平らな主表面を有する一方で、反対側の表面はそれぞれ段部を有して、減少された厚さの区分（１ａ）を形成しており、該区分（１ａ）上に半導体チップ（２）が配置されており、該半導体チップ（２）を包囲する包囲質量体（５）が設けられており、該包囲質量体（５）が、前記主表面か、又は減少された厚さの区分（１ａ）以外の反対側の表面を露出させている形式のものにおいて、
半導体チップ（２）の、回路構造を有する作用側がチップ島を省略した接続部（１）に向けられて、該接続部の減少された厚さの区分（１ａ）に配置されており、更に、包囲質量体（５）が、主表面を露出させている場合は、半導体チップ（２）が、段部の設けられた表面に接続パッドを以て取り付けられており、包囲質量体（５）が、減少された厚さの区分（１ａ）以外の反対側の表面を露出させている場合は、半導体チップ（２）が、平らな主表面に取り付けられて、接続部（１）の段部の設けられた表面とボンディングワイヤ（４）を介して接続されていることを特徴とする、チップカード内に組み込む半導体チップのための支持エレメント。
【請求項２】
減少された厚さの区分（１ａ）以外の接続部（１）が、半導体チップ（２）の配置された側に向かって直角に折り曲げられており、接続部（１）が、半導体チップ（２）から離れる方向の別の直角の折り曲げ部を有している、請求項１記載の支持エレメント。
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にチップカードに組み込むための、少なくとも２つの接続部を有する半導体チップのための支持エレメントであって、その際この支持エレメントは、半導体チップを包囲して保護する包囲質量体を有しており、該接続部は導電性の材料から成っていて、互いに向き合う端部において減少せしめられた厚さを有しており、その際この端部の横断面は単に一方の側においてのみ段を有している形式のものに関する。半導体チップはこの減少せしめられた厚さの範囲内で接続部上に配置されていて、接続部と機械的に結合されている。
このような支持エレメントは、Patent Abstracts of JapanのJP 08-116016 Aから公知である。しかしながらこの公知の支持エレメントはチップカードに組み込むのに適していない。それは、この支持エレメントは両側に包囲質量体を備えていて、接続部に適当な形式では接近し得ないからである。
チップカードに組み込む半導体チップのための支持エレメントは多様な形式で公知になっている。ところでUS 5,134,773は、導電性材料から成っているいわゆるリードフレームの形の接触面を有する支持エレメントを開示しており、この支持エレメントにおいては、半導体チップは中央に配置されたチップ島上に接着されていて、ボンディングワイヤによって、周片に配置された接触面と電気的に接続されている。半導体チップは、半導体チップ及びボンディングワイヤを保護する包囲質量体によって包囲されており、この包囲質量体は更に接触面をその位置に保持する。接触面はチップとは逆の側から自由に接近可能でなければならないので、包囲質量体は単に片側にだけ存在している。それにもかかわらず、良好な機械的な保持を提供するために、接触面はチップとは逆の側で接触面を互いに電気的に絶縁しているスリットの範囲にアンダカット部を有しており、これらのアンダカット部は包囲質量体によって埋められ、一種のリベット結合を生ぜしめる。
このUS 5,134,773に記載されている支持エレメントは、いわゆる接点付きのチップカードのために構成されていて、換言すればチップカードの表面に位置していて外部から読み取り装置のために接近可能な接触面を有しているけれども、しかしながらカード内若しくはカードインレイ上に配置されているコイルと電気的に接続することのできる単に２つの接続部を設けることは容易に可能であり、また公知でもある。
更に、接続部を、コイル若しくはアンテナのためにも、また読み取り装置のためにも、同じように適しているような数及び構成で、設けることは、可能である。
接点なしのチップカードを積層技術で製作する場合、換言すれば、その上に支持エレメントが組み付けられているところのコイル支持フォイルを少なくとも２つのカバーフォイルと溶接する場合、積層される、異物と見なされる支持エレメントを幾何学的に可能な限り小さく構成して、温度及び圧力の下で軟化するカバーフォイルが支持エレメントの回りを申し分なく流れ得るようにし、落ちくぼみ箇所及び圧力像の埋没のない質的に高価なカードを、換言すれば要するに後からの圧力のための平らな表面を達成することが重要である。
接点なしで使用するためのチップカードの典型的な構造は以下の組み合わせである:コイル支持フォイルはほぼ２００μの厚さを有し、２つのコアフォイルはそれぞれほぼ１００μの厚さを有し、両側の２つの圧力フォイルはそれぞれほぼ１５０μの厚さを有し、２つの力保護フォイルはそれぞれほぼ５０μの厚さを有している。これらを合わせると、ＩＳＯ規格７８１６によるほぼ８００μの厚さが生じる。このことから、４００μよりもわずかな支持エレメントの高さ並びにカード平面内での可及的に小さい膨張が必要になる。
US 5,134,773から公知の支持エレメントを実現する場合、チップをチップ島上に組み付けるため及びボンディングワイヤのループ高さのために、支持エレメントの高さが４００μよりも大きくなる。
本発明の課題は、わずかな高さを有し、破損し難く、簡単に製作することのできる支持エレメントを提示することである。
この課題は請求項１による支持エレメントによって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
半導体チップの組み付けの間並びにチップ及び接続導体の包囲の間における保持枠、いわゆるリードフレームの構成部分である接続部は、わずかな厚さの区分を有していて、この区分における横断面は単に一方の側だけに段を有している。わずかな厚さの区分は本発明によれば、型押しによって製作される。この場合、厚さは規定の接続部厚さの５０％に減少させれば、大抵の場合充分である。
換言すれば、接続部の一方の主表面は平らであるのに対し、逆の側の表面は段を有している。半導体チップはこの区分の範囲に配置されている。この場合半導体チップは段の側にも、また逆の側にも、配置することができる。有利には、チップが接続部の段側に配置されている場合、チップはその作用側を接続部から離れる方向に向けて取り付けられている。チップが段側とは逆の側に配置されている場合には、チップがその作用側を接続部に向けられて取り付けられていると、有利である。それは、その場合ボンディングワイヤがわずかな厚さの区分の範囲において接続部と接続することができ、ボンディングワイヤのループ高さがもはや重要でないからである。これら両方の場合において所望の高さ節減が生ぜしめられる。
最大限可能な高さ節減は、いわゆるフリップクリップ組み付けによって達成可能であり、その場合半導体チップは、有利には隆起部いわゆるバンプを備えているその接続パッドを直接に接続部上にろう接又は接着される。これによってボンディングワイヤを省略することができる。
チップ島を省略することは、単に支持エレメントの厚さがわずかになるという利点だけでなしに、包囲質量体が接続部に一層良好に固着されるという利点ももたらす。なぜなら包囲質量体がチップを両方の側から包囲することができ、チップから接続部への良好な結合が生じるからである。チップ島を省略することによって、切り欠き作用力ももはや生ぜず、その結果一層良好な破損強度特性が得られる。
支持エレメントの所望のわずかな高さに基づいて、接続部表面の一方が露出せしめられ、接点形成に役立てられる。チップカード若しくは積層チップカード内への最善の組み付けのために、接続部の間にある包囲質量体が接続部の表面と同一面を形成していると、有利である。
接続部は包囲質量体の寸法を越えて突出して、そこでアンテナ接続部のための接触片を形成することができる。このことは、アンテナコイルが支持フォイル上に取り付けられている組み立てのために有利である。支持フォイルは有利には切り欠き又は凹所を有しており、この切り欠き又は凹所内に包囲質量体が位置するのに対し、接続部若しくはこの場合接触片はコイル支持フォイル上のコイル接続部上に位置する。
しかしながら、接続部を単に包囲質量体の範囲にだけ設けることも同様に可能であり、このことは、このような支持エレメントを既に積層され、もちろん切り欠きを有しているカード内に後から挿入することもできるという利点を有している。有利にはアンテナコイルの端部はこの切り欠き内に位置せしめられており、これによって簡単な形式で支持エレメント接続部と、例えば接着又はろう接によって、あるいはまた、ばね作用を有する接続部材によって、接触結合することができる。
しかし、縁を越えて突出する接触片の代わりにこのような接触面を有している支持エレメントは、コイル支持フォイル上に直接に取り付けることもできる。この場合には、カード積層体の相応するコアフォイルは切り欠きを有しているようにする。
接触片は有利には幅を広げられた端部を有することができ、これによって巻かれたコイルの接続部と一層良好に接続することができる。
包囲質量体と接続部との特に良好な固着は、接続部が直角にチップに向かって曲げられており、このため曲げられた範囲が包囲質量体内に位置している場合に、達成される。接続片が更に直角に、有利には他方の方向に曲げられていると、なお更に良好な固着が生ぜしめられる。更に、この形式で別の接触面が生じ、これを代替的な組み立てのために利用することができる。
本発明は以下において図面に示した実施例に基づいて具体的に説明する。
図１から図６は本発明による支持エレメントの種々の実施例の横断面図を示す。
図７はコイル支持フォイル上に組み付けるための接触片を有する支持エレメントを示す。
図８はコイル支持フォイル上に、あるいは直接にチップカード内に、組み付けるための接触面を有する支持エレメントを示す。
図１は、図７に示したような本発明による支持エレメントの横断面を示す。２つの接続部１が支持エレメントの互いに逆の側の縁部に沿って配置されている。接続部は一面では半導体チップ２のための支持面として役立ち、他面では半導体チップへの外部からの接続に役立つ。この目的のために、接続部は半導体チップ２にボンディングワイヤ４を介して接続されている。半導体チップ２は接続部１に接着剤３を介して機械的に結合されている。半導体チップ２及びボンディングワイヤ４は包囲質量体５によって鋳くるまれ又は射出包囲されている。包囲質量体５は有利には、市場で普通入手可能な黒色の質量体と異なってチップカードの層を透かして見えないような明るい色を有している。
図７に示すように、接続部１は有利には支持エレメントの対角線方向で向き合った角に配置されており、これによって組み立て中に半導体チップ２のための一様なバランスされた支持体を提供する。接続部１は組み立てのために、接続部を保持する枠、いわゆるリードフレームと結合されており、チップを組み立て、射出包囲若しくは鋳くるんだ後に、リードフレームから打ち抜かれる。図示の例では単に２つの接続部１が設けられている。それは、この支持エレメントはなかんずく接点なしのチップカードに適しているからである。しかしながら、ＩＳＯ規格７８１６に応じて複数の接続部を接触面として設け、この形式で接点付きのチップカードのための支持エレメントにすることは、簡単に可能である。重要なことは、チップ島が存在していないようにすることである。これによって一面では切り欠き作用力が回避され、かつ他面では包囲質量体５がチップ２全体を包囲することができ、これによって接続部１が支持エレメントに一層良好に付着するようにすることができる。なぜなら接続部は大部分接着結合部３によって保持され、包囲質量体５と接続部１との間の付着力だけによって保持されるのではないからである。
接続部１のなお一層良好な固着は、接続部が図２に示すように折り曲げられる場合に、達成される。接続部１の第１の区分１ｃはほぼ直角にチップ２に向かって曲げられている。更に第２の区分１ｄをやはりほぼ直角に別の方向に曲げることができる。これによって外部から接近可能な別の接触面が形成され、したがってこのような支持エレメントはいわゆるコンビカードのためにも適している。それは、支持エレメントは一方の側からコイルと接続させ、かつ他方の側から読み取り装置と接続させることができるからである。しかしながらこのためには２つよりも多い接続部が必要である。もちろん単に２つの接続部だけを曲げることで充分である。
チップ島がないことのほかに、本発明による支持エレメントの主要件は接続部１の区分１ａにあり、この区分１ａは規定の厚さよりもわずかな厚さを有しており、しかしながらその際横断面の段は接続部１の単に一方の側だけにある。これによって、半導体チップ２をわずかな厚さのこの区分の範囲に配置すれば、支持エレメントの全高は接続部厚さのほぼ半分だけ減少させることができる。この区分１ａは小さくすることができるので、接続部１の機械的な特性が損なわれることはない。
図１及び２においては、半導体チップ２は接続部１の横断面段の側に配置されており、その際半導体チップ２の作用側、つまり内蔵されている回路を有している側は接続部１から離れる方向に向けられている。図３及び４は変化形を示し、この場合には半導体チップ２は接続部の横断面段とは逆の側に配置されており、その際作用側は接続部１の方に向けられている。この場合ボンディングワイヤ４は、本発明による形式で、わずかな厚さの区分上に導かれており、したがってボンディングワイヤのループ高さによって支持エレメントの付加的な高さが生ぜしめられることはない。更なる高さ節減は、図４に示すように、チップ背面が包囲質量体５を備えていない場合に達成することができる。このことが可能であるのは、半導体チップ２の作用側が接続部の方に向けられているからである。
図５及び６は別の組み立て変化形を示し、この場合には半導体チップ２はいわゆるフリップチップ技術で接続部１に接続されている。この場合チップ２の接続パッドはわずかな厚さの接続部区分１ａに直接に接続されている。接続パッドはあらかじめ導電性の隆起部６，いわゆるパンプ又はろう突起を備えることができる。図５に示した支持エレメントは最もわずかな高さを有しており、この場合半導体チップ２はフリップチップ技術でわずかな厚さの接続部区分１ａの範囲に組み付けられており、チップ背面は包囲質量体によって覆われていない。
図７はアンテナコイル８のための支持フォイル７内への本発明による支持エレメントの可能な取り付け変化形を示す。支持エレメントは接触片を備えた接続部１，つまり包囲質量体５の縁部から突出している接続部１を有している。接触片は幅を広げられた端部１ｂを有しており、これによってコイル接続部１０と一層良好な接触が可能になる。組み立ての際に、包囲質量体５は支持フォイル７の切り欠き９内に挿入され、その際接触片１はコイル接続部１０との接触せしめられる。この組み立て変化形は、積層されたカード内への支持エレメントの特に平らな取り付けを可能にする。
図８に示した変化形においては、接続部１は接触面（接触面は図示されていない。それは支持エレメントの下側に位置しているからである。）として構成されている。図示のように、包囲質量体５の縁部を越えて突出している接続部区分は、例えば既にリードフレームからの打ち抜きの際に、取り除かれている。支持エレメントはコイル支持フォイル７上に載置され、コイル接続部１０と接触結合される。平らなチップカード表面を得るために、チップカード積層体の上側のコアフォイルは切り欠きを有していなければならない。
支持エレメントのこの実施例はもちろん、既に積層されているか、あるいはまた鋳くるまれているカード１１内に後から挿入することもできる。カードはこのために切り欠き１２を有している。切り欠き１２内にはコイル接続部１０が見え、これらのコイル接続部は、この有利な位置によって、支持エレメント接続部１との簡単な接触結合を可能にする。
チップカード１１内への支持エレメントのこの後からの取り付けは、簡単な形式で、いわゆるコンビカードの製作を可能にする。コンビカードは一面では読み取り装置との接触結合のための、チップカード１１の一方の表面に位置している接触面を有しており、かつ他面ではコイル８を有している。このために図２に示した支持エレメントが特に適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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