DE19915050A1 - Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte und Chipkarte, erhalten unter Verwendung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, betreffend insbesondere die Ausbildung eines Hohlraumes, der den Chip aufnimmt, sowie die Montage desselben. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird der Hohlraum (12) in solch einer Weise ausgebildet, daß er an einer Fläche (13) der Karte mündet, wobei zumindest der Boden des Hohlraumes zum Freilegen von reliefartig erscheinenden Anschlußklötzen (26, 26a) ausgehöhlt bzw. bearbeitet wird, und zwar an vorbestimmten Orten entsprechend Anschlußzonen des Chips, wobei letzterer durch eine sogenannte Flip-Chip-Technik montiert wird. DOLLAR A Bestimmte Anschlußklötze können mit einer Antenne verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft generell ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, umfassend einen Hohlraum, der den Chip bzw. die Mikroschaltung aufnimmt, welcher an einer Anordnung von leitenden bzw. leitfähigen Elementen montiert und mit diesen verbunden ist, wobei er "umgedreht" vorliegt, hin zu dem Boden des Hohlraumes, wo Anschluß­ klötze ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Ausbildung solcher Anschlußklötze. Das erfindungsgemäße Verfahren ist von besonderem Interesse für die Bildung einer Karte, in welcher der Chip bzw. die Mikroschaltung elektrisch mit äußeren bzw. externen Anschlußbereichen, welche an einer Fläche der Karte ausgebildet sind, und/oder mit einer Antenne verbunden ist, mittels welcher die Informationen mittels elektromagnetischer Strahlung ausgetauscht werden können. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen neuartigen Chipkartentyp, erhalten unter Verwendung des Verfahrens. In dem Bereich der Herstellung von Chipkarten ist es üblich, die Mikroschaltung bzw. den Chip in einem Hohlraum zu montieren, welcher an einem Teil der Dicke der Karte aus Kunststoffmaterial ausgebildet ist, welche einen Stützkörper bildet. Der Hohlraum ist bezüglich einer Fläche der Karte offen bzw. mündet zu dieser. An dieser Fläche und rund um diesen Hohlraum herum ist es üblich, äußere bzw. externe Anschlußbereiche auszubilden, welche es ermöglichen, elektrische Verbindungen zwischen einer Vorrichtung, die zum Benutzen mit der Karte vorgesehen ist, herzustellen, wobei die Mikroschaltung bzw. der Chip in dem Hohlraum aufgenommen ist. Der Chip umfaßt eine ebene Fläche, die "aktive" Fläche genannt wird, von wo sich Anschlußzonen erstrecken. Eine bekannte Technik besteht darin, die externen Anschlußbereiche mit Anschlußpunkten zu verbinden, welche an dem Boden des Hohlraumes und beabstandet voneinander ausgebildet sind, und zwar in einer Weise vergleichbar zu Anschlußzonen, entsprechend einer symmetrischen sogenannten Spiegelkonfiguration, so daß der Chip in dem Hohlraum montiert und elektrisch verbunden werden kann, bedingt durch dessen einfache Positionierung, wobei die Anschlußzonen den Anschlußpunkten gegenüber stehen. Die externen Anschlußbereiche sind mit den Anschlußpunkten über leitende Fortsätze (üblicherweise metallischer Art) verbunden, welche sich an den Seiten und dem Boden des Hohlraumes erstrecken.

Die Montage kann beispielhaft unter Zuhilfenahme eines anisotrop leitenden bzw. leitfähigen Klebstoffes erfolgen, welcher an und für sich bekannt ist, das heißt die Eigenschaft aufweisend, daß die elektrische Leitfähigkeit lediglich entsprechend einer bevorzugten Richtung zwischen den Zonen und Anschlußpunkten gewährleistet wird, wenn diese bei einer ausreichend geringen Entfernung beabstandet sind. Der Klebstoff ist im Gegensatz hierzu isolierend entsprechend den anderen Richtungen und außerhalb dieser bevorzugten Orte.

Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Chipkarte, welche sich durch die Ausbildung der wechselseitigen Verbindungen zwischen den Anschlußzonen der Mikroschaltung bzw. des Chips und dem Leiternetz auszeichnet, den Informationsaustausch mit zugeordneten Geräten erlaubend.

Insbesondere betrifft die Erfindung somit ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, umfassend die Schritte:

• - Ausbilden eines Hohlraumes in einem Teil der Dicke einer Karte, die einen Stützkörper bildet, wobei der Hohlraum an einer Fläche der Karte mündet, und Ausbilden eines Leiternetzes, welches mit dem Chip bzw. der Mikroschaltung verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß:
• - zumindest der Boden des Hohlraumes in solch einer Weise bearbeitet bzw. ausgehöhlt wird, daß Anschlußklötze reliefartig an vorbestimmten Orten erscheinen, entsprechend Anschlußzonen des Chips, und daß
• - der Mikrochip in dem Hohlraum in einem an und für sich bekannten, einem sogenannten Flip-Chip-Schritt, befestigt und verbunden wird, elektrische Verbindungen zwischen den Anschlußzonen und den Anschlußklötzen bildend.

In dem Fall, in welchem die Karte externe Anschlußbereiche umfassen muß, zeichnet sich das Verfahren des weiteren dadurch aus, daß vor der Bearbeitung bzw. dem Aushöhlen des Bodens des Hohlraumes ein leitfähiger Niederschlag gebildet wird, sich zumindest teilweise über die Fläche wie auch über die Seiten und den Boden des Hohlraumes erstreckend.

In einem solchen wie oben angegebenen Verfahren kann jeder prinzipielle Schritt unter Verwendung mehrerer Techniken erfolgen. Somit kann der Hohlraum, ausgebildet in einem ersten Schritt, in der Dicke der Karte erhalten werden mittels Feilen bzw. Fräsen, und zwar unter Verwendung eines Werkzeuges, welches in der Lage ist, das Kunststoffmaterial zu fräsen bzw. auszuschaben bzw. auszuhöhlen. Der Hohlraum kann ebenfalls durch Formen bzw. Gießen zum Zeitpunkt der Herstellung der Karte erhalten werden. Schließlich können auch andere bekannte Techniken verwendet werden (Schneiden, Gravieren, Fräsen, etc.).

Die Anwendung des leitenden bzw. leitfähigen Niederschlages bzw. der leitenden bzw. leitfähigen Fällung kann mittels Heißprägens eines metallischen Blattes bzw. einer Schicht erhalten werden, die mit einem Film bzw. einer Schicht aus thermisch aktivierbarem Klebstoff an einer der Flächen versehen ist. Dieses Prägen kann in einem Stanzen bestehen, zumindest teilweise die Konfiguration der Leiter definierend, welche sich an der Fläche der Karte (die externen Anschlußbereiche), an den Seiten des Hohlraumes und am Boden desselben erstrecken. Zu diesem Zweck kann man ein Werkzeug verwenden, welches reliefartige Zonen aufweist, die in der Lage sind, lokal den Klebstoff zu aktivieren, wobei es gleichzeitig möglich ist, Teile des metallischen Blattes, welche nicht an dem Kunststoffmaterial anhaften, auszuschneiden und zu eliminieren. Dasselbe Heißprägeverfahren kann verwendet werden zum Niederschlagen bzw. Fällen einer gleichförmigen Schicht aus leitendem bzw. leitfähigem Material, sich zumindest über die Fläche der Karte erstreckend, und zwar um den Hohlraum herum, sowie über die Seiten und den Boden des Hohlraumes. Die Abgrenzung der Leiter bzw. leitenden Abschnitte wird dann nachträglich erhalten, gleichzeitig zu dem Verfahren, welches darin besteht, den Boden des Hohlraumes nachzubearbeiten bzw. nachträglich auszuhöhlen bzw. zu fräsen. Der leitende bzw. leitfähige Niederschlag bzw. die leitende Fällung kann ebenfalls mittels einer leitenden bzw. leitfähigen Tinte erhalten werden, die mittels Siebdruckverfahren oder mittels Stempel- bzw. Walzentechnik (frz.: tampographie) aufgebracht werden kann. Das Aufbringen bzw. Niederschlagen bzw. Fällen wird von einer autokatalytischen Metallisation gefolgt. Schließlich kann man den leitenden Niederschlag auch ausgehend von Laserhologrammen mittels Lithogravur erhalten. Solche Techniken sind z. B. in der unter der Nummer 0,688,051 veröffentlichten europäischen Patentanmeldung in größerem Detail beschrieben. Weitere üblicherweise verwendete Verfahren zum Fällen bzw. Niederschlagen von leitenden bzw. leitfähigen Schichten an Stützkörpern aus Kunststoffmaterial können ebenfalls in Betracht kommen, insbesondere eine Technik, bei welcher leitfähiges bzw. leitendes Material pulverisiert wird.

Der Schritt des Schabens bzw. Aushöhlens bzw. Bearbeitens von zumindest dem Boden des Hohlraumes kann ebenfalls mittels Feilen bzw. Fräsen erfolgen. Es wird jedoch generell ein Bearbeitungsverfahren bevorzugt, welches einen Ultraviolettlaser verwendet, beispielhaft betrieben bei Wellenlängen in der Nachbarschaft von 355 um. Ein solcher Laserstrahl ermöglicht gleichzeitig, das Kunststoffmaterial und das Metall zum Nach­ bearbeiten bzw. Nachaushöhlen des Bodens des Hohlraumes zu eliminieren. Vorteihafter­ weise kann man diesen Schritt ebenfalls dazu verwenden, die leitenden bzw. leitfähigen Elemente voneinander zu isolieren, wenn der vorangehend gebildete leitende bzw. leitfähige Niederschlag ein gleichförmiger Niederschlag war, oder auch dazu, in präziserer Weise die Ränder dieser leitenden Elemente zu begrenzen. In diesem Fall wird der Laser zum leichten Bearbeiten bzw. Aushöhlen der Ränder des Hohlraumes und der Fläche der Karte verwendet, an welcher die externen Anschlußbereiche ausgebildet sind, wobei die geringe Dicke praktisch der Dicke des leitenden bzw. leitfähigen Niederschlages entspricht. Am Boden des Hohlraumes wird jedoch die Wirkung des Lasers verstärkt und führt zu einer Aushöhlung des Kunststoffmaterials in der Tiefe.

Schließlich erfolgt die Montage des Chips selbst mittels der sogenannten Flip-Chip-Technik, und zwar bevorzugt wie oben angegeben über eine Verklebung unter Verwendung eines anisotrop leitenden bzw. leitfähigen Klebstoffes. In diesem Fall kann man die unter dem Chip bzw. der Mikroschaltung verbleibenden Hohlräume durch einen Überschuß desselben anisotropen Klebstoffes füllen. Somit werden die mechanischen Spannungen, die an der Karte bewirkt werden können, nur bei relativ geringem Ausmaß auf den Chip bzw. die Mikroschaltung selbst übertragen, da dieser praktisch nicht in Kontakt mit dem Kunststoffmaterial steht. Die anisotrope Klebstoffmasse unter dem Chip sichert eine gewisse mechanische Entkopplung, so daß der Chip bezüglich an der Karte bewirkter Kräfte bzw. Spannungen geschützt ist, insbesondere beliebiger Arten an Biegungen und anderer Verformungen. Somit wird das Risiko minimiert, daß der Chip, bedingt durch solche Spannungen bzw. Belastungen, brechen könnte.

Es ist jedoch zu erwähnen, daß anstelle des anisotropen Klebstoffes ebenfalls ein isolierender Klebstoff verwendet werden kann, wobei man lokal, bezüglich der Anwendung zwischen den Anschlußzonen und den Anschlußklötzen, einen direkten Kontakt zwischen den Anschlußzonen und den Anschlußklötzen gewahrleisten oder einen leitenden bzw. leitfähigen Klebstoff verwenden muß. Schließlich kann man auch ein Schweiß- bzw. Lötverfahren verwenden, so daß die Anschlußklötze mit den Anschluß­ zonen der Mikroschaltung bzw. des Chips verbunden bzw. geschaltet sind. Diese Schritte können immer nach der Bildung von zusätzlichen Höckern bzw. Vorkragungen an den Anschlußzonen des Chips erfolgen, obwohl dies mit der oben beschriebenen Konfiguration nicht nötig ist.

Aus dem Vorangegangenen ergibt sich, daß ein wichtiger Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens darin besteht, den Boden des Hohlraumes in solch einer Weise zu bearbeiten bzw. auszuhöhlen, daß reliefartige Anschlußklötze erscheinen. Dieser Schritt führt dazu, Kunststoffmaterial bei einer nennenswerten Tiefe am Boden des Hohlraumes zu eliminieren.

Das Verfahren ist unter anderem insbesondere zum Bilden einer Karte ausgelegt, in welcher die Mikroschaltung bzw. der Chip mit einer Antenne verbunden ist, die durch die Karte gestützt wird, so daß ein Informationsaustausch mit einer zugeordneten Vorrichtung auf elektromagnetischem Wege erfolgen kann. Eine solche Antenne kann sowohl gemeinsam als auch isoliert bezüglich einer Struktur von externen Anschlußbereichen vorliegen, wie weiter oben beschrieben. In diesem Fall wird das Verfahren in folgender Weise vervollständigt:
Vor dem Bilden des Hohlraumes wird eine ebene Antenne an einer ersten Bahn bzw. Schicht gebildet. Anschließend wird ein leitfähiger Höcker bzw. eine leitfähige Vorkragung an dem oder jedem Anschlußende der Antenne gebildet, wobei die erste Schicht von einer zweiten Schicht aus Kunststoffmaterial bedeckt wird. Die zwei Schichten bzw. Blätter bzw. Bahnen werden z. B. heiß laminiert, wobei die Karte aus Kunststoffmaterial aus diesen Schichten resultiert.

In der zweiten Schicht wird an einem Ort ein Hohlraum gebildet bzw. ausgehöhlt, und zwar bis zu solch einer Tiefe, daß die leitenden Vorsprünge bzw. Höcker am Boden des Hohlraumes erscheinen, um anschließend zum Zeitpunkt des Schrittes der Bearbeitung des Bodens des Hohlraumes einen oder mehrere reliefartige Anschlußklötze zu bilden, wobei diese Klötze insbesondere dazu bestimmt sind, eine Verbindung zwischen der Antenne und dem Chip bzw. der Mikroschaltung bereitzustellen.

Demzufolge sind die somit gebildeten Klötze, eventuell aus leitendem bzw. leitfähigem Harz, an vorbestimmten Orten der Karte vor der Ausbildung des Hohlraumes angeordnet, um sich später gegenüberliegend entsprechenden Anschlußzonen des Chips bzw. der Mikroschaltung zu befinden. Für die angedachten Anwendungen ist es nötig, zwei solche Klötze bereitzustellen, entsprechend den zwei Enden der Antenne, welche eine Spule bildet, wobei die zwei Klötze gegenüberstehend den Orten vorgesehen sind, die den zwei Anschlußzonen des Chips bzw. der Mikroschaltung entsprechen. Sie werden anschließend elektrisch verbunden bzw. geschaltet mit diesen Zonen, eventuell wie vorangehend beschrieben, unter Verwendung eines anisotrop leitenden bzw. leitfähigen Klebstoffes.

Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Karte sowohl eine implantierte Antenne in der oben beschriebenen Weise als auch eine gewisse Anzahl an externen Anschlußbereichen, um den Hohlraum herum ausgebildet, für eine Ausnutzung bzw. Verwendung mittels direkter elektrischer Kontakte. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens resultiert somit, daß die Höcker bzw. Vorkragungen aus leitendem Material, die Verbindung mit der Antenne sichernd, ebenfalls bedeckt sind mit einem leitfähigen bzw. leitenden Niederschlag, bevorzugt metallischer Art, und zwar an der Schnittstelle mit der integrierten Schaltung. Diese leitenden bzw. leitfähigen Niederschläge bzw. Fällungen können jedoch ebenfalls fehlen, wenn die Karte nicht mit externen Anschlußbereichen versehen ist (sogenannte kontaktlose Karte). In diesem Fall kann der Schritt des Bildens des leitfähigen Niederschlages entfallen, wobei die Ausbildung des Leiternetzes auf die Ausbildung des oder der leitenden Vorkragungen bzw. Höcker beschränkt ist, die die Antenne verlängern.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Chipkarte, umfassend eine Plakette aus Kunststoffmaterial, versehen mit einem Hohlraum, der in einem Teil der Dicke aus­ gebildet ist und einen Chip bzw. eine Mikroschaltung aufnimmt, wobei der/die letztere in solch einer Weise montiert ist, daß dessen/deren Anschlußzonen gegenüberliegend dem Boden des Hohlraumes vorliegen und diese elektrisch mit reliefartigen Anschlußklötzen verbunden sind, wobei zumindest einige der Klötze mit einem leitfähigen Niederschlag bzw. Überzug bedeckt sind, beispielhaft metallischer Art, sich an den Seiten des Hohlraumes und über eine Fläche der Karte erstreckend, um die externen Anschluß­ bereiche zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein solcher Klotz, mit einem externen Anschlußbereich verbunden, einen Sockel aus Kunststoffmaterial umfaßt, einstückig ausgebildet mit einer Seite des Hohlraumes. Der Sockel resultiert aus dem Verfahren der Bearbeitung bzw. der Aushöhlung des Bodens des Hohlraumes.

Diese Chipkarte kann unter anderem eine Antenne umfassen, eingeführt zwischen zwei die Plakette bildenden Schichten, wobei zumindest eine vorangehend beschriebene Klötze mittels eines Vorsprunges bzw. einer Vorkragung bzw. eines Höckers aus leitendem bzw. leitfähigem Material gebildet wird, sich gegenüberliegend einer Anschlußzone des Chips bzw. der Mikroschaltung erstreckend, und zwar ausgehend von einem Anschlußende der Antenne.

Die Vorkragung aus leitendem bzw. leitfähigem Material kann mit einem unterschiedlichen leitenden bzw. leitfähigen Niederschlag bzw. einer leitenden Fällung, z. B. metallischer Art, überlagert sein. Schließlich betrifft die Erfindung ebenfalls eine Chipkarte, umfassend eine Plakette aus Kunststoffmaterial, die mit einem Hohlraum versehen ist, ausgebildet in einem Teil der Dicke, und einen Chip bzw. eine Mikro­ schaltung aufnehmend, wobei der letztere/die letztere in solch einer Weise montiert ist, daß dessen/deren Anschlußzonen hin zu dem Boden des Hohlraumes angeordnet sind, und zwar gegenüberstehend den reliefartigen Anschlußklötzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter anderem eine Antenne umfaßt, eingeführt zwischen zwei die Plakette bildenden Schichten, und daß zumindest ein vorangehend beschriebener Klotz einen Höcker bzw. eine Vorkragung aus leitendem bzw. leitfähigem Material umfaßt, sich gegenüberstehend einer Anschlußzone des Chips erstreckend, und zwar ausgehend von einem Anschlußende der Antenne.

Weitere Vorteile der Erfindung und die Erfindung selbst werden deutlich beim Lesen der folgenden lediglich beispielhaft erfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gilt:

Fig. 1 bis 4 stellen die wesentlichen Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Chipkarte gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 5 bis 9 stellen ein alternatives Verfahren entsprechend der Erfindung dar, vorgesehen zur Herstellung einer Karte, die eine Antenne in ihrer Dicke enthält.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 1 bis 4 sind die prinzipiellen Schritte, teilweise im Schnitt, dargestellt, die die Bildung einer Chipkarte, mit externen Anschlußbereichen, jedoch ohne Antenne, ermöglichen.

Der erste dargestellte Schritt (Fig. 1) besteht darin, einen Hohlraum 12 in einem Teil der Dicke der Karte 11 aus Kunststoffmaterial zu bilden, wobei die Karte 11 einen Stütz­ körper bildet. Wie dargestellt, mündet der Hohlraum an einer Fläche 13 der Karte, wobei es sich jedoch nicht um eine Durchgangsöffnung handelt, sondern vielmehr ein ebener Boden 14 vorgesehen ist. Die Dicke des Hohlraumes ist ausreichend, um eine Mikroschaltung bzw. einen Chip aufzunehmen. Der Hohlraum 12 kann erhalten werden durch Senken bzw. Fräsen eines Werkzeuges, welches ausgelegt ist, das Kunststoff­ material auszuhöhlen. Der Hohlraum kann ebenfalls erhalten werden mittels Formens bzw. Formgießens zum Zeitpunkt der Herstellung der Karte. Der Hohlraum kann ebenfalls aus dem Zusammenbau von zwei Blättern bzw. Schichten (Laminat) resultieren, wobei eine Schicht ein Fenster bzw. eine Durchtrittsöffnung umfaßt, während die andere eine solche Öffnung nicht umfaßt.

Fig. 2 stellt die Ausbildung eines leitfähigen Niederschlages 16 bzw. einer leitenden bzw. leitfähigen Fällung 16 dar, beispielhaft eine Metallisation, die sich über zumindest einen Teil der Fläche 13 erstreckt, an welcher der Hohlraum mündet, wie auch an den Seiten 18 und dem Boden 14 des Hohlraumes. Diese Metallisation bereitet die Ausbildung der leitenden bzw. leitfähigen Elemente vor, die elektrisch mit Anschlußzonen des Chips bzw. der Mikroschaltung verbunden sind. Sie kann eine gleichförmige bzw. einstückige Schicht aus leitendem bzw. leitfähigem Material sein, sich über zumindest die Fläche herum um den Hohlraum erstreckend, wie auch an den Seiten 18 und dem Boden 14 desselben, wobei jedoch der leitende bzw. leitfähige Niederschlag bzw. die leitende bzw. leitfähige Fällung zumindest einen Rohling der Ausbildung an Leitern bzw. Leitkörpern bilden kann, umfassend die externen Anschlußbereiche 20, die sich an der Fläche 13 erstrecken, sowie Leiter 22, die elektrische Verbindungen zwischen diesen externen Anschluß­ bereichen und zumindest einen metallisierten Abschnitt am Boden des Hohlraumes ausbilden. In der Tat kann in diesem Stadium der Boden des Hohlraumes in jedem Fall praktisch vollständig metallisiert sein. Sowohl in dem einen als auch dem anderen Fall kann zum Erhalten des leitenden oder metallisierten Niederschlages eine der oben aufgeführten Techniken verwendet werden.

Der in Fig. 3 dargestellte Verfahrensschritt umfaßt das Bearbeiten bzw. Aushöhlen bzw. Ausschaben von zumindest dem Boden 12 des Hohlraumes, und zwar in solch einer Weise, daß Anschlußklötze 26 reliefartig an vorbestimmten Orten erscheinen, entsprechend den Anschlußzonen 28 des Chips bzw. der Mikroschaltung (siehe Fig. 4). Diese Anschlußklötze definieren ein von dem Rest unabhängiges, nennenswertes Relief, wobei das Kunststoffmaterial, welches die Karte bildet, wie dargestellt, in der Tiefe bearbeitet wird (mit Bezug auf den Boden 12).

Selbstverständlich ist diese Bearbeitung selektiv, so daß die sich am Gipfel bzw. Scheitel der so definierten Klötze erstreckenden leitenden bzw. leitfähigen Abschnitte beibehalten werden.

Wenn der vorangegangene Schritt in einer Fällung bzw. einem Niederschlag einer Schicht aus leitendem gleichförmigen Material bestand, können zum Individualisieren bzw. voneinander Trennen der externen Anschlußbereiche 20 und der Leiter 22, welche sich an den Seiten und am Gipfel bzw. Scheitel bzw. an der Spitze der Klötze erstrecken, dieselben Bearbeitungsmittel verwendet werden. Selbstverständlich sollte die Intensität bzw. das Ausmaß der Bearbeitung, unabhängig von dem gewählten Mittel, geringer bzw. schwächer bzw. kürzer erfolgen, als wenn es sich um die Behandlung des Bodens des Hohlraumes handelt, so daß lediglich die unerwünschten Abschnitte des leitenden bzw. leitfähigen Niederschlages eliminiert werden, wobei das darunterliegende Kunststoff­ material lediglich wenig oder gar nicht bearbeitet bzw. angegriffen wird.

Wie vorangehend erwähnt, besteht eine bevorzugte Technik zum Bilden der Klötze und zum eventuellen Definieren der Konfiguration der Leiter in einer Laserstrahlbehandlung. Trotz alledem ist auch ein Feilen bzw. Fräsen bzw. Senken verwendbar.

Fig. 4 stellt die Montage des Chips bzw. der Mikroschaltung 32 entsprechend einer sogenannten Flip-Chip-Technik dar, das heißt mit der aktiven Fläche hin zu dem Boden des Hohlraumes gerichtet, und zwar in solch einer Weise, daß die Anschlußzonen 28 den Scheiteln bzw. Gipfeln bzw. Spitzen der vorangehend definierten Anschlußkötze 26 gegenüberstehen. Vorteilhafterweise erfolgt hier die Montage und das elektrische Anschließen bzw. die elektrischen Verbindungen zwischen dem Chip und der Leiterausgestaltung durch einfaches Verkleben des Chips bzw. der Mikroschaltung 32 mittels eines anisotrop leitenden bzw. leitfähigen Klebstoffes 34. In diesem Fall ist, wie dargestellt, die Dicke des Klebstoffes zwischen den Anschlußklötzen 26 und den Anschlußzonen 28 verglichen mit anderen Orten sehr gering, wodurch es ermöglicht wird, daß ein Klebstoff dieser Art sehr große Unterschiede bezüglich des Widerstandswertes zwischen den Kontaktschnittstellen und anderen Bereichen aufweist, wo der Klebstoff nennenswerte Volumina einnimmt und somit die Eigenschaften einer Isolierung aufweist. Es ist ausreichend, diesen anisotropen Klebstoff im Überschuß vorzusehen, um die verbleibenden Hohlräume unter der Mikroschaltung bzw. dem Chip zu füllen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wodurch es nicht mehr erforderlich ist, ein anderes isolierendes Material unter den Chip einzuspritzen. Des weiteren isoliert die Klebstoffmasse 34 den Chip 32 und schützt ihn vor Biegespannungen, denen die Karte während der Verwendung unterliegt. Der Hohlraum wird anschließend durch ein Schutzharz 36 gefüllt.

Die Fig. 5 bis 9 stellen ein alternatives Verfahren dar, anwendbar, wenn die Chipkarte 11 mit einer Antenne 40 ausgestattet ist. In den Zeichnungen erkennt man lediglich zwei Endäste der Antenne 40. In dem zuvor erwähnten Fall wird die Karte 11 aus der Anordnung zweier Blätter bzw. Schichten 11a, 11b gebildet, die in Bezug zueinander gebracht werden. Es wird eine ebene Antenne, die eine Art Spule bildet, an einer ersten Schicht 11a gebildet. Die Antenne kann durch beliebige bekannte Techniken gebildet sein, insbesondere mittels Fällung bzw. Niederschlag von leitendem bzw. leitfähigem Material (oder auch eines metallischen Films). In dem dargestellten Beispiel umfaßt die Antenne 40 zwei Anschlußenden, die dazu bestimmt sind, elektrisch mit zwei Anschluß­ zonen 28a verbunden zu werden, die an dem Chip bzw. der Mikroschaltung 32a vorgesehen sind. Selbstverständlich sind die Anschlußenden an vorbestimmten Orten an der Karte angeordnet und bei einer Entfernung entsprechend jener, welche die Anschlußzonen 28a des Chips bzw. der Mikroschaltung trennt, beabstandet. Es wird ein leitender bzw. leitfähiger Höcker bzw. eine leitende bzw. eine leitfähige Vorkragung 41 an jedem Anschlußende der Antenne 40 ausgebildet. Anschließend wird das erste Blatt bzw. die erste Schicht 11a mit einer zweiten Schicht 11b bedeckt. Die zwei Schichten werden mit Bezug zueinander über ihre Kontaktflächen mittels beliebiger bekannter Maßnahmen verbunden, z. B. mittels Heißlaminierung. Dies ist die in Fig. 5 dargestellte Situation. Es ist zu erwähnen, daß in diesem Zwischenstadium geringfügige Unregelmäßigkeiten, bedingt durch die Vorkragungen bzw. Höcker an der Fläche der zweiten Schicht erscheinen. Dies ist jedoch bezüglich der Qualität und der Ästhetik der fertiggestellten Karte ohne Folgen, da die die Unregelmäßigkeiten enthaltende Zone zum Zeitpunkt der Ausbildung des Hohlraumes bearbeitet bzw. zerstört wird.

Fig. 6 stellt die Ausbildung des Hohlraumes 12 dar, im vorliegenden Fall mittels Fräsen. Gemäß einem wichtigen Gesichtspunkt wird dieser Hohlraum in der zweiten Schicht 11b ausgehöhlt bzw. ausgebildet, an solch einem Ort und bis zu solch einer Tiefe, daß die leitenden Höcker bzw. Vorkragungen 41 am Boden 14 des Hohlraumes erscheinen. Diese werden später zum Zeitpunkt des Schrittes der Nachbearbeitung bzw. des Nachaushöhlens des Bodens des Hohlraumes reliefartige Anschlußklötze 26a bilden, wobei die Klötze insbesondere zum Verbinden bzw. Anschluß zwischen der Antenne 40 und dem Chip bzw. der Mikroschaltung 32a ausgelegt sind.

Fig. 7 stellt die Ausbildung eines leitenden bzw. leitfähigen Niederschlages bzw. einer leitenden bzw. leitfähigen Fällung 16 dar, die dazu bestimmt ist, anschließend einen Teil des Leiternetzes zu bilden, welches mit dem Chip bzw. der Mikroschaltung verbunden werden kann. Der andere Teil des Leiternetzes wird selbstverständlich durch die zwei bereits gebildeten Höcker bzw. Vorkragungen 41 gebildet. Der leitfähige Niederschlag wird unter denselben Bedingungen gebildet, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 3 definiert wurden. Dieselben Varianten sind möglich, nämlich ein gleichförmiger leitender Niederschlag oder auch im Gegensatz hierzu zumindest der Rohling einer Leiter­ ausgestaltung. Der in Fig. 7 dargestellte Schritt ist lediglich erforderlich, wenn die Karte mit externen Anschlußbereichen ausgestattet werden soll; er kann somit entfallen, wenn die Karte nur eine Antenne umfaßt.

Fig. 8 stellt denselben Schritt wie Fig. 3 dar; es handelt sich um dieselbe Art von Bearbeitung von zumindest dem Boden des Hohlraumes, zur Ausbildung der Anschlußklötze 26. Der einzige Unterschied besteht darin, daß diese Bearbeitung ebenfalls die Höcker bzw. Vorkragungen 41 ausspart, wobei sie dennoch freigelegt werden, so daß sie ebenfalls in Anschlußklötze 26a umgewandelt werden. Wie vorangehend erwähnt, verwendet man bevorzugt einen Laserstrahl für dieses Verfahren.

Unter Betrachtung der Fig. 3 und 8 wird erkannt werden, daß ein wesentliches Merkmal der Verwendung des Verfahrens die Tatsache ist, daß die lateralen Anschlußklötze 26, das heißt jene, welche mit den externen Anschlußbereichen 20 verbunden sind, jeweils einen Sockel aus Kunststoffmaterial 46 umfassen, welcher einstückig mit einer Seite des Hohlraums ausgebildet ist. Im Gegensatz hierzu erheben sich die Anschlußklötze der Antenne vom Boden des Hohlraumes, ohne zwangsweise mit den Seiten verbunden zu sein. In dem dargestellten Beispiel sind sämtliche Anschluß­ klötze mit einem leitenden Niederschlag z. B. metallischer Art bedeckt, wobei die Lateralanschlußklötze sich über metallische Spuren bzw. Leiter entlang der Wandungen des Hohlraumes bis hin zu den externen Anschlußbereichen 20 verlängern.

Der in Fig. 9 gezeigte Schritt ist bezüglich des vorangehend beschriebenen Verfahrens vergleichbar mit jenem von Fig. 4. Der Chip 32a wird entsprechend einer sogenannten Flip-Chip-Technik am Boden des Hohlraumes montiert, vorliegend mit einem anisotropen leitenden Klebstoff bzw. mit einem anisotrop leitenden Klebstoff 34, der die elektrischen Verbindungen zwischen dem Anschluß 28, 28a einerseits und den Anschlußklötzen 26, 26a der externen Anschlußbereiche und jener der Antenne andererseits bildet. Der Hohlraum wird anschließend mit einem Schutzharz gefüllt.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, umfassend die Schritte:

• - Ausbilden eines Hohlraumes (12) in einem Teil der Dicke einer stützkörperbildenden Karte, wobei der Hohlraum an einer Fläche (13) der Karte mündet, und Ausbilden eines Leiternetzes, welches mit dem Chip verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß:
• - zumindest der Boden (14) des Hohlraumes in solch einer Weise ausgehöhlt wird, daß Anschlußklötze (26, 26a) reliefartig an vorbestimmten Orten, entsprechend Anschlußzonen (28, 28a) des Chips, erscheinen und daß
• - der Chip (32, 32a) in dem Hohlraum in einem an und für sich bekannten sogenannten Flip-Chip-Montageschritt befestigt und angeschlossen wird, wobei elektrische Ver­ bindungen zwischen den Anschlußzonen und den Anschlußklötzen erstellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aushöhlen des Bodens des Hohlraumes ein leitfähiger Niederschlag (16) gebildet wird, der sich zumindest teilweise über die Fläche (13) sowie über die Seiten und den Boden des Hohlraumes (12) erstreckt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens des leitenden Niederschlages (16) das Fällen oder Definieren einer Leiter­ konfiguration an der Fläche (13) um den Hohlraum herum und an den Seiten (18) desselben umfaßt, wobei die Leiterkonfiguration externe Anschlußbereiche (20) umfaßt, die sich an der Fläche (13) erstrecken, sowie Leiterspuren (22), die elektrische Verbindungen zwischen den externen Anschlußbereichen und zumindest einem metallisierten Abschnitt des Bodens des Hohlraumes herstellen, und daß der Schritt des Aushöhlens den Boden (14) des Hohlraumes betrifft, um die Anschluß­ klötze reliefartig zu erzeugen und zu begrenzen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens des leitenden Niederschlages das Fällen einer Schicht aus gleichförmigem leitenden Material (12) umfaßt, sich über zumindest die Fläche um den Hohlraum herum, sowie an den Seiten und dem Boden des Hohlraumes erstreckend und daß der zuvor genannte Schritt des Aushöhlens bezüglich des Bodens (14) und der Seiten des Hohlraumes sowie der Fläche (13) erfolgt und eine Leiterkonfiguration definiert, umfassend externe Anschlußbereiche (20), die sich an der Fläche erstrecken, und Leiterspuren (22), die elektrische Verbindungen zwischen den externen Anschluß­ bereichen und den vorangehend erwähnten reliefartigen Anschlußklötzen herstellen.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an und für sich bekannter Weise der Chip (32, 32a) mittels eines anisotrop leitenden Klebstoffes (34) befestigt und verbunden wird, und daß die verbleibenden Hohlräume unter dem Chip durch einen Überschuß dieses anisotropen Klebstoffes gefüllt werden.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Montage des Chips der Hohlraum durch ein Schutzharz (36) gefüllt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausbilden des Hohlraumes eine ebene Antenne (40) an einer ersten Schicht (11a) gebildet wird, daß leitende Vorkragungen an dem oder jedem Anschlußende der Antenne gebildet werden, daß die erste Schicht mit einer zweiten Schicht (11b) bedeckt wird, und daß der Hohlraum (12) in der zweiten Schicht an solch einem Ort und bis zu solch einer Tiefe ausgebildet wird, daß die leitenden Vorkragungen am Boden des Hohlraumes erscheinen, um anschließend zum Zeit­ punkt des Schrittes, umfassend Aushöhlen des Bodens des Hohlraumes, einen oder mehrere zuvor erwähnte reliefartige Anschlußklötze zu bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum mittels Fräsen oder Senken gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bearbeitens bzw. des Aushöhlens des Bodens (14) des Hohl­ raumes (12) durch die Bearbeitung des Bodens mittels Laser erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung mittels Laser unter anderem zur Ausbildung von zumindest der Endbegrenzung der leitenden Elemente (20, 22) verwendet wird, die sich an der Fläche sowie an den Seiten und dem Boden des Hohlraumes erstrecken.

11. Chipkarte, umfassend eine Plakette aus Kunststoffmaterial, die mit einem Hohlraum (12) versehen ist, ausgebildet in einem Teil ihrer Dicke und einen Chip (32, 32a) aufnehmend, wobei letzterer in solch einer Weise montiert ist, daß seine Anschlußzonen hin zu dem Boden des Hohlraumes gerichtet sind, und zwar gegenüberstehend reliefartigen Anschlußklötzen (26), wobei zumindest einige der Klötze mit einem leitenden Niederschlag z. B. metallischer Art bedeckt sind, sich über die Seiten des Hohlraumes und über eine Fläche (13) der Karte erstreckend, um externe Anschlußbereiche zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein solcher mit einem externen Anschlußbereich verbundener Klotz einen Sockel aus Kunststoff­ material (46) umfaßt, einstückig ausgebildet mit einer Seite des Hohlraumes.

12. Chipkarte, umfassend eine Plakette aus Kunststoffmaterial, die mit einem Hohlraum (12) versehen ist, ausgebildet in einem Teil ihrer Dicke und einen Chip (32, 32a) aufnehmend, wobei letzterer in solch einer Weise montiert ist, daß seine Anschluß­ zonen hin zu dem Boden des Hohlraumes gerichtet sind, und zwar gegenüberstehend reliefartigen Anschlußklötzen (26), dadurch gekennzeichnet, daß sie unter anderem eine Antenne (40) umfaßt, eingeführt zwischen zwei die Plakette bildenden Schichten, und daß zumindest ein Klotz eine Vorkragung aus leitendem Material (41) umfaßt, sich gegenüberstehend einer Anschlußzone (28a) des Chips erstreckend, und zwar ausgehend von einem Anschlußende der Antenne.

13. Chipkarte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter anderem eine Antenne (40) umfaßt, eingeführt zwischen zwei die Plakette bildenden Schichten, und daß zumindest ein Klotz eine Vorkragung aus leitendem Material (41) umfaßt, sich gegenüberstehend einer Anschlußzone (28a) des Chips, ausgehend von einem Anschlußende der Antenne erstreckend.

14. Chipkarte nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkragung aus leitendem Material (41) mit einem unterschiedlichen leitenden Niederschlag, insbesondere metallischer Art, überlagert ist.