专利名称：电子数据存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有绝缘材料主体和固定在该主体上的半导体器件类型的电子数据存储介质以及实现该存储介质的方法。
电子数据存储介质是包括通常由塑料材料制成的主体的便携物，在该塑料材料中固定有由电子电路形成的半导体器件，该电子电路能存储数据并通常处理该数据。所述半导体器件电连接到外部电接触焊点上，从而使半导体器件与插入该存储介质的读写装置的电路之间实现电连接。
读写装置与由读取器控制的多种装置相连，这些装置可以是售票器、付款终端、固定电话或GSM型移动电话。术语电子记忆卡或银行卡用于指代在付款终端或固定电话中使用的存储介质，这些卡具有平行六面体主体和缩小的厚度，其尺寸由标准限定。对于移动电话，所谓SIM卡可以是多种类型的主体形状，该主体形状适合于与移动电话相连的读取器。
本发明涉及如上所述的多种类型的电子数据存储介质。
背景技术：
为了制造上述类型的电子数据存储介质，最常用的技术如下在第一步，制出具有所需外部形状、并包括一凹部的数据存储介质。在第二步，制出电子模块，该模块由固定在支承件上的半导体器件构成，该支承件自身限定出连接到半导体器件上的外部电接触焊点。最后，将电子模块固定在电子数据存储介质的主体上的凹部中。
这些不同的步骤，尤其是电子模块的实现相对复杂，并且由此产生相对高的成本，然而电子数据存储介质的制造的全局制造成本必需尽可能地低，从而使该成本不会对使用所述电子数据存储介质可获得的服务产生大的影响。
而且，所述电子模块“相对较大”，并且难以固定在所述电子数据存储介质的主体上的凹部中。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种电子数据存储介质，该存储介质能在提供相同的品质的同时，低成本地制造。
为了达到上述目的，根据本发明，所述电子数据存储介质包括由绝缘塑料材料制成的主体，该主体具有两个主平行侧面；半导体器件；多个外部电接触焊点，该电接触焊点与主体的第一主侧面齐平。其特征在于-所述主体包括在第一主侧面上开口的凹部，所述半导体器件固定在该凹部中，-所述存储介质还包括·多个导电元件，每个导电元件具有与第一主侧面齐平以形成外部接触焊点的第一端部、布置在所述主体中的第二端部、以及嵌在主体中的中间部分；以及·多个连接元件，用于将半导体器件的端子电连接到导电元件的第二端部；所述凹部没有被所述半导体器件占据的体积由绝缘材料填充。
可以看出，在如上所述的电子数据存储介质中，导电元件用于形成外部电接触焊点，并且在半导体器件和外部接触焊点之间的一些电连接组件局部嵌在数据存储介质的塑料主体中，从而使其相对于数据存储介质的主体固定和定位，该主体包括可将半导体器件单独容易地固定在其中的凹部。在装配电连接元件之后，用诸如环氧树脂的塑料材料填充所述凹部，以便获得电子数据存储介质的最终形状。
根据优选实施例，电数据存储装置的特征在于，每个导电元件具有冲切零件(blanked part)的形状，所述部分的两端近似平行，并且中间部分倾斜，并且具有非直线的形状，所述凹部相对于主体的主侧面的部分偏离，所述主体的主侧面包含形成外部电接触焊点的导电元件的第一端部。
根据该优选实施例，用于容纳半导体器件的凹部相对于外部电接触焊点的位置偏离。因此能使用大半导体器件，同时使所有外部电接触焊点的结构是尤其按照涉及银行卡或固定电话卡的ISO标准设置的结构。
本发明的另一目的是提供一种实现电子数据存储介质的方法，该方法降低了制造成本，同时生产出与用现有技术的实现方法具有相同特征的电子数据存储介质。
根据本发明，为了实现该目的，制造一种包括主体、半导体器件、外部电接触焊点及在所述半导体器件和所述外部接触焊点之间的电连接元件的电子数据存储介质的方法的特征在于，所述方法包括以下步骤-设置模具，所述模具的型腔为要制造的主体的形状，所述型腔具有一个主侧平面，所述模具具有突伸到所述主侧面中的型芯；-在所述型腔中排布多个导电元件，每个导电元件具有贴靠所述主侧面以形成外部接触焊点的第一端部、贴靠所述型芯的第二端部、及中间部分；-将热的热塑性塑料材料在压力下注入所述空腔中，以便使所述材料填充空腔中未被所述导电元件占据的整个体积；-将这样制出的部件脱模，从而获得带有凹部的数据存储介质的主体，导电元件的第一端部与主侧面齐平，导电元件的第二端部与所述凹部的侧壁齐平，导电元件的中间部分嵌在热塑性塑料材料中；-将所述半导体器件固定在所述凹部中；-将导电元件的第二端部电连接到半导体器件的端子上；以及-用绝缘材料填充所述凹部未被所述半导体器件占据的体积。
通过阅读下文中对作为非限制性示例的本发明几个实施例的说明，本发明的其它特征和优点将会变得明了。所述说明参照附图进行。
图1是可用于制造数据存储介质的注模的垂直横截面图；图2a至2c是存储装置的垂直横截面图，示出了该存储装置不同的制造步骤；图3是完成后的数据存储介质的局部平面图；图4是数据存储介质的第一实施例的平面图；图5是数据存储介质的第二实施例的平面图；及图6是数据存储介质的第三实施例的局部垂直横截面图。
具体实施例方式
首先参照图1至3，我们将要描述电子数据存储介质的优选实施方式。
图1示出了一种注塑模具的垂直横截面图，所述注塑模具可用于制造数据存储介质的主体。模具10由限定出一个空洞或型腔的下部固定部分12和上部移动部分14形成。型腔16具有数据存储装置的主体的外部形状，并且具有两个主要的平面的平行侧面18和20、以及由模具的所述部分12和14限定的外侧边缘22。所述模具还具有为用来制造数据存储介质的塑料材料提供的注入喷嘴24。在模具型腔16的主侧面20中装有型芯26，该型芯26突伸入主侧面20中，从而在由模制获得的主体中形成凹部。
在将塑料材料通过喷嘴24注入之前，将诸如26、27的导电元件定位，从而形成存储介质的外部电连接焊点、以及半导体器件与外部接触焊点之间的连接的一部分。在该实施例中，导电元件26和27包括例如通过折叠金属条获得的第一端部a、第二端部b和中间部分c。端部a和b平行，而中间部分c倾斜。模具10包括使导电元件26和28的端部a压靠空腔16的主壁20的未示出的装置，以及用于使第二端部b压靠型芯26的端部侧26a的装置。这些支承装置可以是真空系统或电磁系统。需要指出的是，导电元件27和28的中间部分c远离型芯26的侧壁26b。还设置有保持导电元件27和28在模具型腔中的位置的装置。
热塑性材料通过喷嘴24注入到模具型腔16中。该材料在很热并在压力下注入。所诸如的材料例如可以是ABS或其他类似的材料。如果使用ABS，诸如温度优选地270和290℃之间，而模具和型芯优选地保持在10和50℃之间的温度。
在模制材料固化之后，脱模如此制造的部分。这在图2a中示出。它由形成数据存储基质的主体的模制部分30构成，它当然具有模具型腔16的形状，并带有由型芯26形成的凹部32。由于导电元件27和28的中间部分c嵌入塑料材料中，因此导电元件27和28特别地紧固到主体30上。然而，导电材料的第一端部a与数据存储介质的主侧面30a平齐，而第二端部b与凹部的底面32a平齐。在图2b所示的下一步骤中，半导体器件34通过任何适当的措施固定到凹部32的底面32a上，半导体器件在其上侧34a包括端子。半导体器件的端子36和导电元件27、28的端部b之间的电连接可以由焊接的导线，如38建立。
为了进行这个步骤，也可以使用“倒装芯片(flip-chip)”技术，该技术包括在半导体芯片的每个端子上形成凸块。这些凸块直接固定到导电元件28的端部上。这避免了使用导线。在这种情况下，可以看到带有端子36的半导体芯片的侧面34a转向凹部32的底面32a。优选地，一层绝缘材料首先施加到导电凸块之间的芯片的侧面34a上，该层具有与凸块大约相同的厚度。
在图2c所示的最后步骤中，凹部32中未被半导体器件34占据的容积填充有绝缘塑料材料40，该材料例如为环氧树脂。这种材料的上侧40a有可能在表面上机加工，以便其上侧与数据存储介质主体上侧30a平齐。
图3示出数据存储介质的部分主体30的平面图。该图示出了导电元件27和28的端部a。优选地，所述导电元件27和28以四个导电元件的两平行排布置。这些端部a形成了数据存储介质的外部电连接焊点42和44。该图还示出了填充凹部32的塑料材料的上侧40a。
图4是平面图，示出了如果存储介质形成可改变尺寸的SIM卡时的电子数据存储介质的实施例。如上所述通过模制得到的存储介质50的主体具有第一部分52和第二部分54，所述第一部分52包含半导体器件34，这两个部分通过由相同塑料材料制成的折断区(snap offarea)56连接。为了保证数据存储介质的主体的机械强度，在注模过程中，可以将诸如56和58的金属栅格插入模具型腔中。模具的两个部分的内侧预成形以获得用于限定折断区56的中空部分。
优选地，通过模制得到的卡主体具有ISO型卡的尺寸，即尺寸近似为8.5mm×55mm的矩形形状。从这样获得的卡，通过在模制过程中规划出预先挖空凹槽(blanking slot)或通过在模制步骤之后挖空(blanking)卡主体，可得到如图4和5所示形状的卡。
在图4中示出的实施例中，外部电连接焊点42和44布置在包含半导体器件34的凹部32的每一侧上。这种排布只在半导体器件34具有相对缩小的尺寸时适用，以便将连接元件装配在半导体器件和外部接触焊点之间，如图2所示。这是现今用于银行卡或固定电话卡的结构。
图5示出能使用较大尺寸的半导体器件60的实施例。
根据该实施例，在主体64中制出以放置半导体60的凹部62相对于主体的区域66偏移，与外部接触焊点68和70齐平。为了获得这种偏移，放置在模具中的导电元件72和74具有特殊的形状。每个导电元件72或74具有第一端部a’、第二端部b’和中间部分c’。第一端部a’和第二端部b’与图2或4的端部a和b相同。但中间部分c’从导电片上冲切(blank)而成，以便产生非直线形状(U形状)，而获得凹部62与由导电元件72和74的端部a’形成的外部接触焊点68和70之间的偏移。我们还可考虑到，导电元件72和74的中间部分c’垂直于端部a’和b’。
利用这样的布置，标准规定的两排外部接触焊点68和70之间的间隔e可以得以关注，同时在导电元件的第二端部b’之间产生间隔为e’，该间隔e’与半导体器件60的尺寸相兼容。
图6示出卡主体的第三实施例。在模制操作中，为型腔设计特定的空间，以便实现平行于卡主体一边缘的卡主体82的突起80。该突起形成了凸夹持部分(male clipping part)，例如为楔形的形状。于是可将卡主体82固定在卡主体的延伸部分84上，以便这样获得的卡主体具有更大的尺寸。所述延伸部分84包括例如也为楔形的凹槽86，从而机械地夹在凸出部分80上。
权利要求
1.一种电子数据存储介质，包括由绝缘塑料材料制成的主体，该主体具有两个平行的主侧面；半导体器件；多个外部电接触焊点，其与主体的第一主侧面齐平。其特征在于-所述主体包括在第一主侧面上开口的凹部，所述半导体器件固定在该凹部中，-所述存储介质还包括·多个导电元件，每个导电元件具有与第一主侧面齐平以形成外部接触焊点的第一端部、布置在所述主体中的第二端部、及嵌在主体中的中间部分；和·多个连接元件，用于将半导体器件的端子电连接到导电元件的第二端部；所述凹部没有被所述半导体器件占据的容积由绝缘材料填充。
2.如权利要求1所述的电子数据存储介质，其中，每个导电元件具有折叠导电条的形状，所述两个端部近似平行，并且中间部分倾斜，所述凹部布置在形成外部接触焊点的各导电元件第二端部之间。
3.如权利要求1所述的电子数据存储介质，其中，每个导电元件具有冲切零件(blanked part)的形状，所述两个端部近似平行且中间部分倾斜，并且与所述端部具有非直线的形状，所述凹部相对于主体的主侧面的一部分偏离，所述主体的主侧面包含形成外部电接触焊点的导电元件的第一端部。
4.如权利要求1所述的电子数据存储介质，其中，所述主体具有正平行六面体形状，带有两个平行的主侧面和边缘。
5.如权利要求4所述的电子数据存储介质，其中，所述主体具有对齐的中空部分(hollow)，该中空部分将包含所述半导体器件和所述外部接触焊点的第一主体部分与第二部分分隔开，所述中空部分使所述两个主体部分能够分离。
6.如权利要求4所述的电子数据存储介质，其中，所述主体具有靠近其边缘的元件，用于夹在另一部分上。
7.一种制造包括主体、半导体器件、外部电接触焊点及在所述半导体器件和所述外部接触焊点之间的电连接元件的电子数据存储介质的方法，所述方法包括-设置模具，所述模具的型腔为要制造的主体的形状，所述空腔具有一个主侧平面，所述模具具有突伸到所述主侧面中的型芯；-在所述空腔中排布多个导电元件，每个导电元件具有贴靠所述主侧面以形成外部接触焊点的第一端部、贴靠所述型芯的第二端部、及中间部分；-将热的热塑性塑料材料在压力下注入所述空腔中，以便使所述材料填充空腔中未被所述导电元件占据的整个体积；-将这样制出的部件脱模，从而获得带有凹部的数据存储介质的主体，导电元件的第一端部与主侧面齐平，导电元件的第二端部与所述凹部的侧壁齐平，导电元件的中间部分埋在热塑性塑料材料中；-将所述半导体器件固定在所述凹部中；-将导电元件的第二端部电连接到半导体器件的末端；以及-用绝缘材料填充所述凹部中未被所述半导体器件占据的体积。
全文摘要
本发明涉及一种电子数据存储介质，该存储介质包括由绝缘塑料材料制成的主体(30)，该主体具有两个主平行侧面；半导体器件(34)；多个外部电接触焊点，与主体的第一主侧面(30a)齐平。所述主体(30)包括在第一主侧面(30a)上开口的凹部(32)。所述存储介质还包括多个导电元件(28)，每个导电元件具有与第一主侧面齐平以形成外部接触焊点的第一端部(a)、布置在所述主体中的第二端部(b)、及嵌在主体中的中间部分(c)；和多个连接元件(38)，用于将半导体器件的末端电连接到导电元件的第二端部。
文档编号G06K19/077GK1554070SQ01821799
公开日2004年12月8日 申请日期2001年11月19日 优先权日2000年11月28日
发明者帕斯卡尔·比尔鲍德, 伊维斯·赖格诺克斯, 赖格诺克斯, 帕斯卡尔 比尔鲍德 申请人:施蓝姆伯格系统公司