METHOD OF PRODUCING CONTACT ELEMENTS MOUNTED ON THE CONNECTION SURFACES OF AN INTEGRATED COMPONENT

Abstract: 1. A method of manufacturing contact elements provided on connection surfaces of an integrated circuit element to be arranged more particularly within an information card, which contact elements serve for contacting with conductor tracks carried by a foil and are first manufactured with a spherical surface and are then flattened to the same height, characterized in that the individual contact elements are first preformed by spherical melting of the end of a wire formed from a conductive material, are then connected to the connection surfaces under high pressure and flattened to a given height and are finally severed from the wire.

Description: ¯1lnformationskarte mit integriertem BausteiMH Die BrfSndungbetrifft eine Informationskarte mit wenigstens einem in ihrem Innern angeordneten integrierten Baustein, dessen Anschlussflächen über aufgesetzte Kontaktelemente mit den Anschlussstellen der von einer Folie getragenen Leiterbahnen verbunden sind. Integrierte Bausteine mit aufgesetzten Kontaktelementen sind allgemein bekannt, beispielsweise aus dem Buch "Ein- führung in die Mikroelektronik" von Andreas Lewicki, R. Oldenburg-Verlag, Miinchen-Wien 1966, Seiten 290-294. Die Kontaktelemente können dabei z.B. aus Kugeln einer Silberlegierung bestehen, die an die Anschlussflächen des integrierten Bausteins anlegiert sind. Sie können aber auch aus auf die Anschlussflächen aufgedampften Kontakten bestehen. Integrierte Bausteine mit derartigen erhabenen Kontaktelementen besitzen den Vorteil, dass über diese nicht nur eine elektrische, sondern auch eine feste mechanische Verbindung des integrierten Bausteins mit den Leiterbahnen erfolgt. Zudem gestatten sie, die aus integriertem Baustein und Leiterbahnen bestehende Anordnung relativ flach zu gestalten. Nachteilig ist allerdings, dass das Aufbringen der Kontakt¯ elemente auf die Anschlussflächen des integrierten Bausteines relativ komplizierte und aufwendige Arbeitsvorgänge erfor dert. Wie aus der bereits genannten Literaturstelle auf Seite 286 ferner hervorgeht, können die Anschlussflächen eines integrierten Bausteins mit den Anschlussstellen von Leiterbahnen auch über Drähte nach dem sog. "Nagelkopf-Verfahren" verbunden sein. Eine derartige Kontaktierung ist relativ einfach herstellbar, besitzt jedoch den Nachteil, dass die aus integriertem Baustein und Leiterbahnen bestehende Anordnung eine verhältnismässig grosse Bauhöhe besitzt. Wie aus der US-PS 37 O2 464 hervorgeht, kommt es aber gerade bei aus integrierten Bausteinen und Leiterbahnen (bzw- Leiterbahnfolien) bestehende Anordnungen, die in das Innere von Informationskarten eingesetzt werden sollen, darauf an, deren Bauhöhe zu minimieren, da die Dicke einer Informationskarte nicht die genormte Grösse von O, 670 mm übersteigen darf. Aus den Fig. 1 bis 3, insbesondere Fig. 2, geht dazu hervor, dass auch hier der integrierte Baustein mit erhabenen Kontaktelementen versehen ist. Uber deren Herstellung bzw. Anbringung ist allerdings nichts weiter ausgeführt. Aufgabe der erfindung ist es, eine Informationakarte mit wenigstens einem in ihrem Innern angeordneten integrierten Baustein zu schaffen, der in vereinfachter Weise mit erhabenen Kontaktelementen verbindbar ist, wobei die Bauhöhe der aus intergiertem Baustein und Leiterbahnen bestehenden Anordnung möglichst gering gehalten ist. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Kontaktelemente durch Anschmelzen erzeugte, kugelförmige, wenigstens durch Aufpressen auf die Anschlussflächen mit diesen verbundene und durch das Aufpressen auf gleiche Höhe abgeplattete Drahtenden sind. Das Aufpressen der Draht enden auf die AnsckluBflächen eines integrierten Bausteins kann beispielsweise mat Hilfe des ¯Nagelkopf-Verfahrens" erfolgen. Nach Herstellung einer festen mechanischen Verbindung zwischen den Anschlussflächen und den Draht enden werden die Drähte von den Draht enden getrennt, so dass ein integrierter Baustein mit erhabenen (aufgesetzten) Kontaktelementen vorliegt. Dieser integrierte Baustein kann dann nach dem sog. "flip- chip"-Verfahren mit seinen Kontaktelementen auf bereits vorbereitete Anschlussstellen von Leiterbahnen gesetzt und mit diesen verlötet bzw. mittels eines leitfähigen Klebers verklebt werden. Gegenüber den Kontaktelementen, die durch Legieren oder Aufdampfen auf die Anschlussflächen aufgebracht sind, können die Draht enden darstellenden Kontaktelemente erheblich einfacher mit den Anschlussflächen verbunden werden, was ggf. unter Einwirkung von zusätzlicher Wärme oder Ultraschall erfolgt. Hierdurch ergibt sich die Nöglich- keit, dass beliebige, von verschiedenen Herstellern bereits auf dem Markt erhältliche integrierte Bausteine mit derart einfachen Kontaktelementen nachträglich versehen werden können. Die aus mit derartigen Kontaktelementen versehenen integrierten Bausteinen und Leiterbahnen (bzw. Leiterbxhnfolien) bestehenden Anordnungen weisen nur eine geringe Bauhöhe auf und eignen sich daher in besonderer Weise zum Einsatz in Informationskarten, z.B. Ausweis-, Scheck-, Zugangskontrollkarten etc. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht auf ein Kontaktelement eies inte- grierten Bausteins, und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer lnformations- karte mit einem solchen integrierten Baustein. In der Fig. 1 ist ein Randbereich eines integrierten Bausteins 1 dargestellt, auf dessen einer Seite sich eine Anschlussfläche 2 befindet, über die der integrierte Baustein 1 beispielsweise mit Information oder Energie versorgt wird. Auf diese Anschlussfläche 2 ist ein Kontaktelement 3 derart aufgesetzt, das es mit dem integrierten Baustein elektrisch und mechanisch fest verbunden ist-. Das sKontakt- element 3 ist dadurch erzeugt, dass beispielsweise ein durch eine Kapillare geführter Golddraht an seinem Ende kugelförmig angeschmolzen wird, und dass dann mit Hilfe der Kapillare diese so erzeugte Kugel auf die Kontaktfläche 2 unter hohem Druck aufgepresst wird, so dass eine feste mechanische Verbindung zwischen der Anschlussfläche 2 und dem Kontaktelement 3 zustandekommt. Die Verbindung kann unter Einwirkung von Wärme (Thermokompression) oder Ultraschall in ihrer Festigkeit ggf. weiter erhöht werden. Nach Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen der An schlussfläche 2 und dem Kontaktelement 3 wird der Golddraht von dem nunmehr deformierten Kontaktelement 3 getrennt, was beispielsweise durch Scherung mit Hilfe der Kapillare er- folgen kann. Die Kontaktelemente 3 sind ferner so ausgebildet, dass sie alle die gleiche Höhe besitzen. Hierdurch wird erreicht, dass sie in einfacher Weise mit Anschluss- stellen von Leiterbahnen verbunden werden können, die auf einer ebenen Trägerfläche angeordnet sind. Die Verbindung zwischen den Kontaktelementen 3 und den Anschlussstellen der Leiterbahnen kann z.B. mittels eines Metalllotes oder mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebers erfolgen. Die Auflageflächen 4 der Kontaktelemente 3 können dazu derart mit einem leitfähigen Kleber benetztben@tzt werden, indem sie kurzzeitig auf eine mit einer dünnen Klebeschicht bestrichenen, ebenen Platte gedrückt werden.' Selbstverständlich lassen sich zur Herstellung der Kontaktelemente auch Drähte aus einem anderen geeigneten, elektrisch leitfähigen Material verwenden. In der Fig. 2 ist der Einsatz eines integrierten Bausteins 1 nach der Neuerung in einer Informationskarte 5, z.B. einer Ausweis-, Zugangskontroll-, Scheck-Karte etc., gezeigt. Dabei ist der integrierte Baustein 1 über seine Kontaktelemente 3 mit den Anschlussstellen von Leiterbahnen (nicht dargestellt) verbunden, die auf einer flexiblen Kunststoff- folie 6 aufgebracht sind. Die Kunststoffolie 6 kann z.B. beidseitig kupferkaschiert, durchmetallisiert und mit entsprechenden Kontakten 7 zur Aussenwelt versehen sein. Die Kunststoffolie 6 kann auch mehrlagig ausgeführt sein, sofern dies aus Systemgründen notwendig ist. Zur Erhöhung der Festigkeit des integrierten Bausteins 1 auf der Kunststoffolie 6 ist dieser von einer isolierenden und aushärtenden Kunststoff- bzw. Vergussmasse 8 umhüllt. Die Kunststoffmasse 8 bzw. der integrierte Baustein 1 wird nach Aushärtung der Kunststoffmasse 8 so weit abgeschliffen, dass das System Kunststoffolie 6 - integrierter Baustein 1 eine Gesamthöhe von ca. 350'um besitzt. Zur Bildung der Informationskarte 5 wird dieses System zwischen zwei weiteren Kunststoffolien 9 und 10 (z.B. PVC Folien) eingepresst. Dabei können die Form der Folien 9 und 10 sowie die Plazierung des integrierten Bausteins 1 so gewählt werden, dass die für Plastikkarten festgelegten Prägezonen freigehalten werden. Selbstverständlich können auch mehrere integrierte Bausteine 1 auf der flexiblen Folie 6 innerhalb der Informationskarte 5 untergebracht sein. Die Gesamtdicke der so erzeugten Kart-et5 liegt bei ca. 0,760 cm. Ihre sonstigen Abmessungen können z.B. denjenigen der heute üblichen Scheck-Karten entsprechen.

Claims: PATENTANSPRUCE: 1. Informationskarte mit wenigstens einem in ihrem Innern angeordneten integrierten Baustein, dessen Anschlussflächen über aufgesetzte Kontaktelemente mit den An- schlussstellen der von einer Folie (6) getragenen Leiterbahnen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (3) durch Anschmelzen erzeugte, kugelförmige, wenigstens durch Aufpressen auf die Anschlussflächen (2) mit diesen verbundene und durch das Aufpressen auf gleiche Höhe abgeplattete Draht enden sind. 2. Informationskarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (3) zusätzlich unter Einwirkung von Wärme oder Ultraschall mit den Anschlussflächen (2) verbunden sind. 3. Informationskarte nach Anspruch 1 oder Z, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtenden vom Draht durch Abscheren getrennt sind. 4. Informationskarte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (3) und die Anschlussstellen (2) der Leiterbahnen durch einen leitfähigen Kleber oder durch ein Metalllot miteinander verbunden sind. 5. Informationskarte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den Anschlussstellen der Leiterbahnen verbundene integrierte Baustein (i) von einer Vergussmasse (8) umhüfit ist. 6. Informationskarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllte integrierte Baustein (1) auf eine gewünschte Bauhöhe abgeschliffen ist.

Inventors: FUNK, WALTER, WIJBURG, MATHEUS ADRIANUS THERESIAS
Applicants: N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN, PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH
Application year: 1982
Main classification: G06K19
IPC codes: H01L23, G06Q40, B42D15, H01L21, G06K19