DE19844966A1 - Semiconductor element for chip card module - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauteil, einen Chipkar tenmodul, welcher dieses Halbleiterbauteil umfaßt, sowie in einem weiteren Aspekt eine Chipkarte, in welcher der erfin dungsgemäße Chipkartenmodul enthalten ist.The invention relates to a semiconductor component, a chip kar tenmodul, which includes this semiconductor device, and in a further aspect a chip card in which the inventions chip card module according to the invention is included.
Ein Ziel der Hersteller von Halbleiterbauteilen ist es, diese Bauteile immer leistungsfähiger, kostengünstiger und kleiner zu machen. Letzterer Punkt spielt beispielsweise bei der Her stellung von Chipkarten eine wichtige Rolle.One goal of semiconductor device manufacturers is to make them Components are becoming more powerful, cheaper and smaller close. The latter point plays for example with the Her position of chip cards plays an important role.
Eine Chipkarte besteht üblicherweise aus einem Kunststoffträ ger, in welchen ein Chipkartenmodul eingesetzt ist, der Kon taktflächen aufweist, welche von Kartenlesegeräten abgegrif fen werden können. Sowohl für die Karte selbst als auch für den Chipkartenmodul gelten bestimmte Normvorschriften, die von den Herstellern eingehalten werden müssen. Beispielsweise richtet sich die Ausgestaltung der Kontaktflächen nach dem ISO-Standard 7816. Auch die Dicke der Karte ist vorgeschrie ben.A chip card usually consists of a plastic card ger, in which a chip card module is inserted, the Kon has tact areas which are tapped by card readers can be opened. Both for the card itself and for Certain standard regulations apply to the chip card module must be observed by the manufacturers. For example the design of the contact surfaces depends on the ISO standard 7816. The thickness of the card is also specified ben.
Die Herstellung der Chipkarte läuft üblicherweise so, daß ei ne Kavität in den Kartenträger eingefräst wird, in welche der Chipmodul implantiert wird. Je dicker der Chipkartenmodul ist, desto tiefer muß die Kavität sein und desto geringer ist die Wandstärke des Kartenträgers, die benachbart zur Kavität erhalten bleibt. Eine sehr dünne Wandstärke des Kartenträgers in diesem Bereich führt nicht nur zu einem Verlust der opti schen Güte der Karte, da sich einerseits die Karte in diesem Bereich wellt und andererseits beim Bedrucken der Karte in diesem gewellten Bereich nur eine verminderte Qualität er reicht werden kann. Dicke Chipkartenmodule führen auch zu ei ner verringerten Taktzeit und zu einem Verlust der mechani schen Robustheit der Karte. The production of the chip card usually runs so that egg ne cavity is milled into the card carrier, in which the Chip module is implanted. The thicker the chip card module the deeper the cavity must be and the smaller it is the wall thickness of the card carrier, which is adjacent to the cavity preserved. A very thin wall thickness of the card carrier in this area not only leads to a loss of opti goodness of the card, since on the one hand the card is in this Area undulates and on the other hand when printing the card in this corrugated area only a diminished quality can be enough. Thick chip card modules also lead to egg ner reduced cycle time and a loss of mechani robustness of the card.
Es ist deshalb erwünscht, Chipkartenmodule und Halbleiterbau teile für Chipkartenmodule zur Verfügung zu haben, welche möglichst dünn sind, damit eine verbesserte Taktzeit erreicht werden kann. Die dünneren Module können zudem in eine fla chere Kavität in den Kartenkörper implantiert werden, so daß der Halbleiterchip im Chipkartenmodul näher an der Karten mitte entlang der neutralen Faser der Karte zu liegen kommt. Der Modul ist deshalb mechanisch besser geschützt, beispiels weise bei Biegebeanspruchung der Karte, und die Karte deshalb insgesamt länger haltbar.It is therefore desirable to use smart card modules and semiconductor devices to have parts available for chip card modules are as thin as possible so that an improved cycle time is achieved can be. The thinner modules can also be used in a fla chere cavity are implanted in the card body, so that the semiconductor chip in the chip card module closer to the cards comes to rest in the middle of the neutral fiber of the card. The module is therefore better protected mechanically, for example wise when bending the card, and therefore the card altogether more durable.
In Chipkartenmodulen können grundsätzlich auch Halbleiterbau teile verwendet werden, bei welchen der Halbleiterchip von einem Gehäuse umgeben ist. Beispielsweise können Die-Size- Packages verwendet werden, bei welchen die auf einer Gehäuse oberfläche des Packages freiliegenden Außenanschlüsse elek trisch leitend mit den ISO-Kontaktflächen verbunden sind. Die Verwendung von derartigen Halbleiterbauteilen hat den Vor teil, daß der Halbleiterchip durch das Gehäuse gut vor Be schädigungen geschützt ist. Allerdings ist eine Reduzierung der Bauteilhöhe von Chipkartenmodulen, die ein Halbleiterbau element mit einem von einem Gehäuse umschlossenen Halbleiter chip verwenden, weiterhin wünschenswert.In principle, semiconductor construction can also be used in chip card modules parts are used in which the semiconductor chip from is surrounded by a housing. For example, die-size Packages are used, in which the on a housing surface of the package exposed external connections elec tric conductive are connected to the ISO contact surfaces. The The use of such semiconductor components has the intention part that the semiconductor chip through the housing well before loading damage is protected. However, there is a reduction the component height of chip card modules that a semiconductor construction element with a semiconductor enclosed by a housing use chip, still desirable.
Halbleiterbauelemente mit einem von einem Gehäuse umschlosse nen Chip werden üblicherweise so hergestellt, daß ein Halb leiterchip auf einem metallischen Anschlußrahmen befestigt wird, in welchem einzelne Anschlüsse ausgebildet sind. Die Kontaktierung des Halbleiterchips zu den Anschlüssen erfolgt entweder mit Hilfe von Bonddrähten oder durch Flip-Chip-Tech nik. Der Anschlußrahmen wird in eine Gußform gesetzt, die mit Kunststoffmasse ausgefüllt wird, so daß der Halbleiterchip und die elektrisch leitenden Kontaktierungen zu den Anschlüs sen von der Masse abgedeckt werden. Semiconductor components with one enclosed by a housing NEN chip are usually made so that a half conductor chip attached to a metal lead frame in which individual connections are formed. The The semiconductor chip is contacted to the connections either with the help of bond wires or through flip-chip tech nik. The lead frame is placed in a mold that with Plastic mass is filled so that the semiconductor chip and the electrically conductive contacts to the connections must be covered by the crowd.
Erfolgt die Kontaktierung von Halbleiterchip und Anschlüssen mit Bonddrähten, wird der Halbleiterchip auf einem Bereich des Anschlußrahmens befestigt, welcher üblicherweise als In sel bezeichnet wird und welcher von den Anschlüssen umgeben ist. Die Mindesthöhe eines derartigen Halbleiterbauteils setzt sich zusammen aus der Dicke des Anschlußrahmens plus der Dicke der Klebstoffschicht zum Befestigen des Halbleiter chips auf der Insel plus der Dicke des Halbleiterchips plus der Bogenhöhe der Bonddrähte oberhalb des Halbleiterchips.The semiconductor chip and connections are contacted with bond wires, the semiconductor chip is on one area attached to the lead frame, which is usually called In sel is called and which is surrounded by the connections is. The minimum height of such a semiconductor device is made up of the thickness of the lead frame plus the thickness of the adhesive layer for attaching the semiconductor chips on the island plus the thickness of the semiconductor chip plus the arc height of the bond wires above the semiconductor chip.
Die Gesamthöhe eines solchen Halbleiterbauteils läßt sich durch Verwendung spezieller Herstellungsverfahren etwas redu zieren. Beispielsweise kann der Klebstoff zum Befestigen des Halbleiterchips auf der Insel erwärmt werden, so daß er dünn flüssiger wird und die Höhe der Klebstoffschicht sich ent sprechend reduziert. Andererseits können spezielle Loop-Ver fahren verwendet werden, die dazu führen, daß die Bogenhöhe der Bonddrähte möglichst niedrig ausfällt. Es können weiter hin möglichst dünne Anschlußrahmen verwendet werden, wobei hier jedoch durch die Verarbeitbarkeit und eine erforderliche Mindeststabilität des fertigen Halbleiterbauteils enge Gren zen gesetzt sind. Auch durch spezielle Mould-Verfahren bei der Gehäuseherstellung sowie durch Abschleifen der Abdeck masse kann die Gesamthöhe des Halbleiterbauteils verringert werden. Insgesamt sind die Möglichkeiten einer Höhenreduktion der Halbleiterbauteile jedoch vergleichsweise gering, insbe sondere wenn die eingesetzten Maßnahmen nicht zu einer Ver ringerung der mechanischen Robustheit der Bauteile führen sollen.The total height of such a semiconductor device can be somewhat reduced by using special manufacturing processes adorn. For example, the adhesive for attaching the Semiconductor chips on the island are heated so that it is thin becomes more fluid and the height of the adhesive layer ent speaking reduced. On the other hand, special loop ver drive are used, which cause the bow height the bond wires are as low as possible. It can continue towards the thinnest possible lead frames are used, whereby here, however, by the processability and a necessary Minimum stability of the finished semiconductor component is tight zen are set. Also through special mold processes the manufacture of the housing and by grinding the cover mass can reduce the overall height of the semiconductor device become. Overall, the possibilities of a height reduction of the semiconductor components, however, is comparatively small, especially especially if the measures used do not lead to a Ver lead to a reduction in the mechanical robustness of the components should.
Gleiches gilt grundsätzlich für die in Flip-Chip-Technik her gestellten Halbleiterbauteile. Deren Mindesthöhe definiert sich durch die Dicke des Halbleiterchips, die Höhe der Lot masse, mit welcher Halbleiterchip und Anschlußrahmen kontak tiert sind, sowie der Dicke des Anschlußrahmens. The same applies in principle to those using flip-chip technology provided semiconductor components. Their minimum height is defined themselves by the thickness of the semiconductor chip, the height of the solder mass with which semiconductor chip and lead frame contact are tiert, and the thickness of the lead frame.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halbleiterbauteil anzugeben, in welchem ein Halbleiterchip und ein metallischer Anschlußrahmen elektrisch leitend miteinander kontaktiert und der Halbleiterchip von einem Gehäuse umschlossen ist, welches eine möglichst geringe Bauteilhöhe aufweist. Das Halbleiter bauteil sollte einfach und unter Verwendung herkömmlicher Me thoden herstellbar sein. Es sollte sich insbesondere zur Ver wendung in einem Chipkartenmodul eignen und durch die eigene geringe Höhe zu einer Dickenreduzierung des Chipkartenmoduls führen. Mit Hilfe dieses dünnen Chipkartenmoduls sollte wei terhin eine Chipkarte von hoher optischer Güte, guter Takt zeit und großer mechanischer Robustheit erhältlich sein.The object of the invention is a semiconductor component specify in which a semiconductor chip and a metallic Lead frames contacted and electrically conductive the semiconductor chip is enclosed by a housing, which has the lowest possible component height. The semiconductor component should be simple and using conventional me methods can be produced. In particular, it should refer to ver suitable in a chip card module and by your own low height to reduce the thickness of the chip card module to lead. With the help of this thin chip card module, white furthermore a chip card of high optical quality, good clock time and great mechanical robustness.
Die Lösung dieser Aufgaben gelingt mit dem Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 1, welches nach dem Verfahren gemäß Anspruch 5 herstellbar ist, sowie dem Chipkartenmodul gemäß Anspruch 7 und der Chipkarte gemäß Anspruch 11. Weitere Ausbildungsfor men und Verfahrensvarianten ergeben sich aus den Unteransprü chen.The semiconductor component solves these tasks according to claim 1, which according to the method of claim 5 can be produced, and the chip card module according to claim 7 and the chip card according to claim 11. Further training for Men and procedural variants result from the subclaims chen.
Die Erfindung betrifft also in ihrem ersten Aspekt ein Halb leiterbauteil, in welchem in einem Gehäuse ein Halbleiterchip und ein metallischer Anschlußrahmen angeordnet sind. Die ein zelnen Anschlüsse des Anschlußrahmens sind nach außen aus dem Gehäuse herausgeführt und mittels Bonddrähten mit dem Halb leiterchip elektrisch leitend kontaktiert. Erfindungsgemäß ist der Halbleiterchip in einer Durchgangsöffnung des An schlußrahmens angeordnet.The invention therefore relates to a half in its first aspect conductor component in which a semiconductor chip in a housing and a metallic lead frame are arranged. The one individual connections of the lead frame are to the outside from the Housing brought out and by means of bond wires with the half conductor chip electrically contacted. According to the invention is the semiconductor chip in a through opening of the An final frame arranged.
Im Unterschied zu herkömmlichen Chipbauteilen wird der Halb leiterchip erfindungsgemäß also nicht auf dem metallischen Anschlußrahmen angeordnet, sondern in einer Durchgangsöffnung des Anschlußrahmens, welche zur Aufnahme des Halbleiterchips vorgesehen ist. Beispielsweise kann ein Anschlußrahmen, der in dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauteil verwendet wird, grundsätzlich wie ein herkömmlicher Anschlußrahmen (Leadframe) aufgebaut sein, wobei die Insel zur Aufnahme des Halbleiterchips jedoch fehlt und statt dessen eine Ausnehmung vorhanden ist. Bevor der Halbleiterchip im erfindungsgemäßen Bauteil bei der Gehäuseherstellung also mit Kunststoff umge ben wird, wird er am Anschlußrahmen ausschließlich durch die Bonddrähte, über die er mit den einzelnen Anschlüssen kontak tiert ist, festgehalten. Ein stabiles Halbleiterbauteil wird erst während des Mould-Verfahrens durch Abdecken der Bond drähte und des Halbleiterchips mit der Kunststoffmasse erhal ten. Dann jedoch ergibt sich ein sehr stabiles Halbleiterbau teil mit einer äußerst geringen Bauteilhöhe, welche durch die Dicke des Chips plus die Bogenhöhe der Bonddrähte oberhalb des Chips bestimmt wird. Gegenüber herkömmlichen Halbleiter bauteilen, bei welchen der Halbleiterchip auf eine Chipinsel geklebt wird, reduziert sich die Gesamtbauteilhöhe um die Dicke des Anschlußrahmens sowie die Dicke der Klebeschicht.In contrast to conventional chip components, the half According to the invention, the conductor chip is therefore not on the metallic one Connection frame arranged, but in a through hole of the lead frame, which is used to hold the semiconductor chip is provided. For example, a lead frame that is used in the semiconductor component according to the invention, basically like a conventional lead frame (Leadframe) be built, the island to accommodate the However, semiconductor chips are missing and a recess instead is available. Before the semiconductor chip in the invention Component in the case of housing manufacture with plastic ben, he is on the lead frame exclusively by the Bond wires over which he contacts the individual connections is held. It becomes a stable semiconductor component only during the mold process by covering the bond wires and the semiconductor chip with the plastic mass Then, however, a very stable semiconductor construction results part with an extremely low component height, which by the Thickness of the chip plus the bow height of the bond wires above of the chip is determined. Compared to conventional semiconductors components in which the semiconductor chip on a chip island is glued, the total component height is reduced by Thickness of the lead frame and the thickness of the adhesive layer.
Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für jede Art von Ge häusetyp. Es können beispielsweise solche Gehäuse verwendet werden, in denen die Anschlüsse seitlich aus dem Gehäuse nach außen geführt sind (Dual-In-Line-Packages (DIL), Quat-Flat- Packages (QFP) usw.), oder solche Gehäuse, in denen die Au ßenanschlüsse des Halbleiterbauteils auf einer der Gehäuseo berflächen liegen wie im Falle von Die-Size-Packages (DSP) oder Chip-Size-Packages (CSP). Derartige Die-Size-Packages sind beispielsweise in der WO-A-96/02071 beschrieben.The invention is suitable in principle for any type of Ge house type. Such housings can be used, for example in which the connections are laterally out of the housing outside (dual-in-line packages (DIL), quat-flat Packages (QFP) etc.), or such packages in which the Au External connections of the semiconductor component on one of the housings as in the case of die-size packages (DSP) or chip-size packages (CSP). Such die-size packages are described, for example, in WO-A-96/02071.
Besonders flache Halbleiterbauteile können erhalten werden, wenn zusätzlich zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung die ein gangs erwähnten Maßnahmen und Verfahren angewendet werden. Die Verwendung besonders dünner Anschlußrahmen, die Anwendung spezieller Mould-Verfahren, das Abschleifen der Gehäuseober flächen zur Dickenreduzierung und die Verwendung spezieller Loop-Verfahren, um die Bogenhöhe der Bonddrähte zu reduzie ren, können in Zusammenhang mit der Erfindung also ebenfalls verwendet werden. Particularly flat semiconductor components can be obtained if in addition to the design according to the invention Measures and procedures mentioned above are applied. The use of particularly thin lead frames, the application special mold process, grinding the top of the housing areas for thickness reduction and the use of special Loop process to reduce the bow height of the bond wires ren, can also in connection with the invention be used.
Der modifizierte Anschlußrahmen, wie er im erfindungsgemäßen Halbleiterbauteil verwendet wird, kann grundsätzlich auf her kömmliche Weise aus den üblichen Materialien hergestellt sein. Aus Kostengründen ist die Herstellung durch Stanz- oder Ätzverfahren bevorzugt.The modified lead frame, as in the invention Semiconductor component used can basically be forth Conventional way made from the usual materials his. For cost reasons, the production is by punching or Etching process preferred.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlußrahmen in dem Bereich, in welchem die Kontakte zum Halbleiterchip ausgeführt werden, zusätzlich ausgestaltet. Beispielsweise kann der Anschlußrahmen in dem Bereich, in welchem die Bonddrähte befestigt sind, eine Kröpfung aufwei sen. Der Anschlußrahmen ist also im Bereich der Anschlüsse in Richtung auf den Halbleiterchip hin abgewinkelt. In Zusammen hang mit der Tieferlegung des Inselbereiches in herkömmlichen Anschlußrahmen wird diese Maßnahme üblicherweise als Downset bezeichnet.In a preferred embodiment of the invention, the Connection frame in the area in which the contacts to the Semiconductor chip are executed, additionally designed. For example, the lead frame in the area in to which the bond wires are attached has a crank sen. The lead frame is in the area of the connections in Angled towards the semiconductor chip. In together hang with lowering the island area in conventional This frame is usually used as a downset designated.
Der Downset, hier also das Abwinkeln der dem Halbleiterchip benachbarten Endbereiche der Anschlüsse, ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Dicke des Anschlußrahmens geringer ist als die Dicke des zu kontaktierenden Halbleiterchips. Durch das Abwinkeln der Endbereiche der Anschlüsse wird ein getreppter Bereich erhalten, auf dessen unterer Stufe das ei ne Ende eines Bonddrahtes befestigt wird, mit dessen anderem Ende der Halbleiterchip kontaktiert wird. Die Höhe des ge stuften Bereichs entspricht beispielsweise im wesentlichen der Gesamthöhe von Chipdicke plus Bogenhöhe der Bonddrähte oberhalb des Halbleiterchips. Eine solche Anordnung eignet sich vor allem für Halbleiterbauteile, bei denen die Außenan schlüsse auf einer der Gehäuseoberflächen liegen.The downset, here the angling of the semiconductor chip adjacent end regions of the connections, in particular then expedient if the thickness of the lead frame is smaller is the thickness of the semiconductor chip to be contacted. By bending the end areas of the connections, a stepped area received, at the lower level the egg ne end of a bond wire is attached, with the other End of the semiconductor chip is contacted. The amount of ge stepped area essentially corresponds, for example the total height of the chip thickness plus the arc height of the bond wires above the semiconductor chip. Such an arrangement is suitable especially for semiconductor components, where the outside conclusions lie on one of the housing surfaces.
Zusätzlich zu der Maßnahme, den Anschlußrahmen abzuwinkeln, oder alternativ dazu kann der Kontaktbereich der Anschlüsse, in welchem die Bonddrähte befestigt sind, gegenüber der Dicke des Anschlußrahmens in einem benachbarten Bereich verdünnt sein. Diese Verdünnung kann beispielsweise durch Prägen des Anschlußrahmens erreicht werden. Es können jedoch auch andere in der Metallbearbeitung übliche Maßnahmen angewendet werden, um die Verdünnung in diesem Bereich zu erzielen.In addition to the measure of angling the lead frame, or alternatively the contact area of the connections, in which the bond wires are attached, compared to the thickness of the lead frame in a neighboring area his. This dilution can be done, for example, by embossing the Lead frames can be reached. However, others can common measures are used in metalworking, to achieve the dilution in this area.
Die Maßnahme, die Kontaktbereiche der Anschlüsse zu verdün nen, eignet sich besonders für Fälle, in denen sehr dünne Halbleiterchips verwendet werden, deren Dicke geringer ist als die Dicke des Anschlußrahmens. Ohne eine Verdünnung der Kontaktbereiche ergäbe sich hier die Gesamthöhe des Halblei terbauteils durch die ursprüngliche Dicke des Anschlußrahmens plus der Bogenhöhe der Bonddrähte, welche auf dem Anschluß rahmen befestigt werden. Wird dagegen der Anschlußrahmen in den Kontaktbereichen in seiner Dicke um wenigstens diese Bo genhöhe der Bonddrähte verringert, wird die Gesamtdicke des Halbleiterbauteils im wesentlichen durch die ursprüngliche Dicke des Anschlußrahmens bestimmt. So können außerordentlich dünne Halbleiterbauteile erhalten werden.The measure of thinning the contact areas of the connections NEN, is particularly suitable for cases in which very thin Semiconductor chips are used, the thickness of which is smaller than the thickness of the lead frame. Without thinning the Contact areas would result in the total height of the half lead terbompss by the original thickness of the lead frame plus the arc height of the bond wires that are on the connector frames are attached. However, if the lead frame in the contact areas in thickness by at least this Bo height of the bond wires is reduced, the total thickness of the Semiconductor device essentially by the original Thickness of the lead frame determined. So can be extraordinary thin semiconductor components can be obtained.
Die erfindungsgemäßen Halbleiterbauteile können unter Verwen
dung herkömmlicher Verfahren mit herkömmlichen Werkzeugen und
Maschinen hergestellt werden. Um die Zwischenstufe des erfin
dungsgemäßen Halbleiterbauteils, bei welcher der Halbleiter
chip nur an den Bonddrähten in der Durchgangsöffnung des An
schlußrahmens hängt, zu stabilisieren, empfiehlt sich jedoch
folgendes Vorgehen:
Zunächst wird ein metallisches Anschlußrahmenband auf einen
Träger aufgesetzt. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um
eine Trägerfolie aus Kunststoff oder eine Trägerplatte, wel
che das Anschlußrahmenband großflächig und insbesondere in
den Bereichen, welche die Durchgangsöffnungen zur Aufnahme
der Halbleiterchips aufweisen, unterlegen. Anschließend wer
den die Halbleiterchips in die jeweils zur Aufnahme der Chips
vorgesehenen Durchgangsöffnungen der metallischen Anschluß
rahmen auf den Träger aufgesetzt. Downset und/oder Verdünnung
der Kontaktbereiche der Anschlüsse wurden bereits zuvor im
Anschlußrahmenband ausgeführt.
The semiconductor components according to the invention can be manufactured using conventional methods with conventional tools and machines. In order to stabilize the intermediate stage of the semiconductor component according to the invention, in which the semiconductor chip only hangs on the bonding wires in the through opening of the connection frame, the following procedure is recommended:
First, a metal lead frame tape is placed on a carrier. Preferably, this is a carrier film made of plastic or a carrier plate, which che underside the lead frame tape over a large area and in particular in the areas which have the through openings for receiving the semiconductor chips. Then who placed the semiconductor chips in the respective openings for receiving the chips through the metallic lead frame placed on the carrier. Downset and / or thinning of the contact areas of the connections have already been carried out in the lead frame band.
Die Herstellung der elektrisch leitenden Kontakte zwischen Halbleiterchip und Anschlüssen der Anschlußrahmen mittels Bonddrähten kann auf an sich bekannte Art und Weise erfolgen. Auch das anschließende Umgeben von Halbleiterchip und Bond drähten mit einem Gehäuse erfolgt auf übliche Weise und muß daher nicht näher erläutert werden. Schließlich werden die fertigen Halbleiterbauteile vereinzelt, was ebenfalls nach grundsätzlich bekannten Verfahren erfolgen kann.The production of the electrically conductive contacts between Semiconductor chip and connections of the lead frames by means of Bond wires can be made in a manner known per se. The subsequent surrounding of the semiconductor chip and bond Wiring with a housing is done in the usual way and must therefore not be explained in more detail. Eventually they will manufacture semiconductor components sporadically, which also after basically known methods can take place.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Chip kartenmodul, in welchem ein Halbleiterchip mit einer Vielzahl von Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden ist und der ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil umfaßt. Aufgrund der äußerst geringen Bauteilhöhe des erfindungsgemäßen Halblei terbauteils besitzt auch der erfindungsgemäße Chipkartenmodul eine sehr geringe Dicke.In a further aspect, the invention relates to a chip card module in which a semiconductor chip with a variety of contact surfaces is electrically connected and the comprises a semiconductor device according to the invention. Due to the extremely low component height of the semi-lead according to the invention The chip card module according to the invention also has a component a very small thickness.
In einer Ausbildungsform der Erfindung ist der Chipkartenmo dul so gestaltet, daß die Außenanschlüsse des Halbleiterbau teils als Kontaktflächen des Chipkartenmoduls ausgebildet sind. Dies ist durch entsprechende Ausgestaltung des An schlußrahmens möglich, der bei der Herstellung des erfin dungsgemäßen Halbleiterbauteils verwendet wird. Die Kontakt flächen, die zweckmäßig ISO-Standard entsprechen, können auf an sich bekannte Weise mit einer oder mehreren Schutzschich ten beschichtet sein.In one embodiment of the invention, the chip card mo dul designed so that the external connections of the semiconductor partly designed as contact surfaces of the chip card module are. This is due to the corresponding design of the contractor final frame possible, which is in the manufacture of the invent The semiconductor component according to the invention is used. The contact areas that suitably correspond to the ISO standard can be in a manner known per se with one or more protective layers ten be coated.
In einer alternativen Ausführungsform werden die Kontaktflä chen des erfindungsgemäßen Chipkartenmoduls gesondert von dem Halbleiterbauteil hergestellt und entweder beim Hersteller des Halbleiterbauteils oder beim Hersteller der Chipkarte mit dem Halbleiterbauteil verbunden. Diese Variante hat den Vor teil, daß die Ausgestaltung der Kontaktflächen unabhängig von der Ausbildung des Halbleiterbauteils variiert werden kann. Zur Herstellung der elektrisch leitenden Kontakte zwischen den Kontaktflächen und den Außenanschlüssen des Halbleiter bauteils wird zweckmäßig ein Lot oder ein elektrisch leitfä higer Kunststoff verwendet.In an alternative embodiment, the contact surfaces Chen of the chip card module according to the invention separately from the Semiconductor component manufactured and either by the manufacturer of the semiconductor component or with the manufacturer of the chip card connected to the semiconductor device. This variant has the front part that the design of the contact surfaces regardless of the formation of the semiconductor device can be varied. To make the electrically conductive contacts between the contact surfaces and the external connections of the semiconductor component is appropriately a solder or an electrically conductive higer plastic used.
Die erfindungsgemäßen Chipkartenmodule können auf an sich be kannte Weise in einen Kartenträger eingebaut werden, indem sie in eine in den Kartenträger gefräste Kavität eingeklebt werden. Aufgrund der geringen Bauteilhöhe der erfindungsgemä ßen Chipkartenmodule kann diese Kavität sehr flach sein. Die Restwanddicke der Karte im Bereich der Kavität ist entspre chend groß, so daß Wellungen des Kartenträgers in diesem Be reich praktisch nicht mehr beobachtet werden. Die optische Güte der Karte ist entsprechend hoch, und der Halbleiterchip ist in der Karte gut gegen mechanische Beanspruchungen ge schützt.The chip card modules according to the invention can be per se known way to be installed in a card carrier by they are glued into a cavity milled into the card carrier become. Due to the low component height of the This cavity can be very flat with chip card modules. The The remaining wall thickness of the card in the area of the cavity is corresponding chend large, so that corrugations of the card carrier in this loading practically no longer observed. The optical The quality of the card is correspondingly high, and the semiconductor chip is good against mechanical stress in the map protects.
Die Erfindung soll nachfolgend am Beispiel einiger Zeichnun gen näher erläutert werden. Darin zeigen schematisch:In the following, the invention will be based on the example of some drawings gene are explained in more detail. It shows schematically:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil im Querschnitt; Fig. 1 shows an inventive semiconductor device in cross section;
Fig. 2 ein weiteres erfindungsgemäßes Halbleiterbau teil im Querschnitt und Fig. 2 shows another semiconductor device according to the invention in cross section and
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Chipkartenmodul im Querschnitt. Fig. 3 shows a chip card module according to the invention in cross section.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil am Bei spiel eines Die-Size-Packages (DSP) Das DSP 1 umfaßt einen Halbleiterchip 3 und einen metallischen Anschlußrahmen 4, welche in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Der metallische Anschlußrahmen 4 weist mehrere Anschlüsse 5 auf, die jeweils über Bonddrähte 6 mit dem Halbleiterchip 3 kontaktiert sind. Der Halbleiterchip 3 ist in einer Durchgangsöffnung 7 im An schlußrahmen zwischen den einzelnen Anschlüssen 5 angeordnet. Vor der Herstellung des Gehäuses 2 ist er nur über die Bond drähte 6 am Anschlußrahmen 4 befestigt. In dem Bereich, in welchem die Kontaktierungen zwischen Halbleiterchip und An schlüssen ausgeführt werden, weisen die Anschlüsse eine Kröp fung 8 auf. Die Stufenhöhe ist dabei so gewählt, daß die Ge samthöhe des getreppten Bereichs im wesentlichen der Gesamt bauteilhöhe entspricht. Die Endbereiche der Anschlüsse 5 ver laufen an der Gehäuseoberseite des Halbleiterbauteils 1 und bilden die Außenanschlüsse dieses Bauteils. Fig. 1 shows a semiconductor device according to the invention on the example of a die-size package (DSP) The DSP 1 comprises a semiconductor chip 3 and a metallic lead frame 4 , which are arranged in a housing 2 . The metallic connection frame 4 has a plurality of connections 5 , each of which is contacted with the semiconductor chip 3 via bonding wires 6 . The semiconductor chip 3 is arranged in a through opening 7 in the connection frame between the individual connections 5 . Before the manufacture of the housing 2, it is attached to the lead frame 4 only via the bond wires 6 . In the area in which the contacts between the semiconductor chip and connections are made, the connections have a crank 8 . The step height is chosen so that the total height of the stepped area corresponds essentially to the total component height. The end regions of the connections 5 run on the top of the housing of the semiconductor component 1 and form the external connections of this component.
Bei einer Chipdicke von 100 µm, einer Bogenhöhe der Bond drähte von 100 µm (von der Chipoberseite zum höchsten Punkt des Bonddrahtbogens gemessen) und einer Schichtdicke der Ab deckmasse von 20 µm oberhalb der Bonddrahtbögen ergibt sich eine Gesamtdicke des erfindungsgemäßen Halbleiterbauteils von 220 µm.With a chip thickness of 100 µm, an arc height of the bond 100 µm wires (from the top of the chip to the highest point of the bond wire bow) and a layer thickness of Ab Coverage of 20 µm above the bond wire arches results a total thickness of the semiconductor device according to the invention of 220 µm.
Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Halbleiterbau teils ist in Fig. 2 gezeigt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile wie in Fig. 1.Another variant of a semiconductor device according to the invention is shown in part in FIG. 2. The same reference numerals designate the same parts as in FIG. 1.
Im Halbleiterbauteil gemäß Fig. 2 wurde ein besonders dünner Chip verwendet, dessen Dicke geringer ist als die Dicke d2 des Anschlußrahmens 4. In diesem Fall ist es zweckmäßig, um eine möglichst geringe Bauteilhöhe realisieren zu können, diejenigen Bereiche der Anschlüsse, in welchen die Bonddrähte befestigt werden sollen, gegenüber der ursprünglichen Dicke des Anschlußrahmens zu verringern. Entsprechend wurde die An schlußrahmenvorstufe, die bei der Herstellung des Halbleiter bauteils verwendet wurde, durch Prägung so gestaltet, daß in den Kontaktbereichen der Anschlüsse 5 eine Dicke d1 vorhanden ist, welche geringer ist als die Dicke d2 in den benachbarten Bereichen des Anschlußrahmens.A particularly thin chip was used in the semiconductor component according to FIG. 2, the thickness of which is less than the thickness d2 of the lead frame 4 . In this case, in order to be able to achieve the lowest possible component height, it is expedient to reduce those areas of the connections in which the bonding wires are to be fastened compared to the original thickness of the connection frame. Correspondingly, the connection frame preamplifier, which was used in the manufacture of the semiconductor component, was designed by embossing in such a way that a thickness d1 is present in the contact regions of the connections 5 , which is less than the thickness d2 in the adjacent regions of the connection frame.
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Chipkartenmodul, der un ter Verwendung des in Fig. 2 dargestellten Halbleiterbauteils 1 hergestellt wurde. Auf das Halbleiterbauteil 1 sind ISO- Kontaktflächen 10 aufgesetzt, welche jeweils mit den An schlüssen 5 des Halbleiterbauteils elektrisch leitend kontak tiert sind. Im gezeigten Fall erfolgte die Kontaktierung mit Hilfe eines Lotes 11. FIG. 3 shows a chip card module according to the invention, which was produced using the semiconductor component 1 shown in FIG. 2. On the semiconductor device 1 ISO contact surfaces 10 are placed, which are each electrically connected to the connections 5 of the semiconductor device. In the case shown, contact was made using a solder 11 .
Claims (11)
- a) Aufsetzen eines metallischen Anschlußrahmenbandes auf ei nen Träger,
- b) Aufsetzen von Halbleiterchips auf den Träger in die je weils zur Aufnahme der Halbleiterchips vorgesehenen Durch gangsöffnungen der metallischen Anschlußrahmen des An schlußrahmenbandes,
- c) Herstellen der elektrisch leitfähigen Kontakte zwischen Halbleiterchip und den Anschlüssen der Anschlußrahmen mit tels Bonddrähten,
- d) Umschließen von Halbleiterchip und Bonddrähten mit einem Gehäuse sowie
- e) Vereinzeln der Halbleiterbauteile.
- a) placing a metal lead frame tape on a carrier,
- b) placement of semiconductor chips on the carrier in each case provided for receiving the semiconductor chips through passage openings of the metallic lead frames of the connection frame tape,
- c) Establishing the electrically conductive contacts between the semiconductor chip and the connections of the lead frames using bonding wires,
- d) enclosing the semiconductor chip and bonding wires with a housing as well
- e) separating the semiconductor components.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1998144966 DE19844966A1 (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Semiconductor element for chip card module |
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| Country | Link |
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