EP4288903A1 - Method for producing a chip card, card body for a chip card, and chip card - Google Patents

Method for producing a chip card, card body for a chip card, and chip card

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Publication number
EP4288903A1
EP4288903A1 EP22709178.2A EP22709178A EP4288903A1 EP 4288903 A1 EP4288903 A1 EP 4288903A1 EP 22709178 A EP22709178 A EP 22709178A EP 4288903 A1 EP4288903 A1 EP 4288903A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chip
chip module
card
cavity
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22709178.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Baldischweiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient ePayments GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient ePayments GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient ePayments GmbH filed Critical Giesecke and Devrient ePayments GmbH
Publication of EP4288903A1 publication Critical patent/EP4288903A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a chip card, a card body for a chip card and a chip card.
  • Card-shaped data carriers in particular chip cards, are used in many areas, for example for carrying out cashless payment transactions, as identification documents or as proof of access authorizations.
  • a chip card has a card body and an integrated circuit embedded in the card body, for example in the form of a chip module with a chip. The chip module is inserted into a cavity or module opening in the card body.
  • chip modules or chip cards with an integrated coil that enable contactless or non-contact communication are considered.
  • chip card controllers with RFID functionality can be used.
  • the coil forms an oscillating circuit on the chip module with an additional capacitor.
  • Card bodies with a metal core in the form of a metal core layer or a metal core element can also be considered, as well as cards with dual interface (DI) functionality, where the card body consists partly or entirely of metal.
  • DI dual interface
  • Such a card works by using a chip module that itself contains a coil (Coil On Module). This coil couples to the metallic card body.
  • Chip card controllers with a capacity of 78 pF are used in order to keep mismatching of the oscillating circuit as small as possible. Nevertheless, there is often a mismatch in the oscillating circuit.
  • the overall system is capacitive and generates apparent power. This means that the energy consumed by the field is not fully fed to the chip card controller.
  • the soldering process or the reflow method can be used as the standard process for the assembly of components.
  • the components for this production process are inexpensive.
  • the disadvantage of this method is that the production of a chip mode must take place in several stages. Either the tape is fitted with the components first and the chip and the potting compound are applied in a second step, or the process steps are carried out in reverse order.
  • a bonding method can also be used for the components.
  • these components are more expensive.
  • the bonding process is more expensive, but offers the advantage that everything can be carried out in one process step.
  • the components are placed from the chip module onto the module during the assembly process. Additional bonding wires are required and the actual production step takes longer.
  • Another problem is the bond wires themselves, which can snap when the mode is flexed. In this case, the oscillating circuit can fail completely if the wires tear off the component.
  • a method according to the invention for producing a chip card the chip card comprising a card body and a chip module arranged therein, provides for the following steps:
  • a basic idea of the present invention is that at least one additional electronic component, such as a discrete component such as a capacitor, is arranged in at least one component opening that is matched thereto.
  • This component can be used, for example, to adapt the power of the resonant circuit of the chip module or to optimize other signaling and/or supply technology.
  • the component opening is preferably formed separately from the cavity.
  • the component opening and the cavity can be produced in one work step, for example by means of a milling process or a laser processing step.
  • the overlapping area corresponds to the area of the layout of the card body or the chip card in which the chip module is arranged.
  • the at least one component opening is made in this area before the chip module is arranged there.
  • the overlapping area can also only comprise an outer edge of the area covered by the chip module, for example the area of the turns of the coil of the chip module.
  • the method proposed here has the advantage that the soldering method can also be carried out during chip embedding, ie the insertion of the chip module into the card body. This enables a single-stage production process, which means that the two-stage production process that would otherwise be required can be omitted.
  • the card body provided can comprise a metallic layer, for example made of a high-grade steel alloy, with the metallic layer being able to be covered on both main surfaces with a covering layer made of plastic such as PET, PC, PVC or PP. Furthermore, the card body provided can comprise a slot in the metallic layer running from the card edge to the cavity. This slot prevents short circuits and reduces eddy currents.
  • solder can be applied to two opposite walls of the at least one component opening. This can be done with a 2-needle injection, for example. The component is then inserted with its two electrical connections on the two walls.
  • a silicone for example, can be used as the adhesive.
  • solder is heated by one or more heat stamps and then cooled.
  • various work steps such as preheating, activating solder, activating adhesive and cooling down once or several times can be provided.
  • a method according to the invention for producing a chip card the chip card comprising a card body and a chip module arranged therein, provides for the following steps:
  • This method is also based on the basic idea that at least one additional electronic component, for example a discrete component such as a capacitor, is arranged in at least one component opening that is matched to it.
  • a discrete component such as a capacitor
  • the solder material such as solder paste and the soldering process are eliminated. Otherwise, the same advantages and modifications as previously described apply.
  • a chip of the chip module which is cast in a casting compound, can be introduced into the blind hole.
  • a blind hole can be dispensed with.
  • a card body according to the invention for a chip card comprises a cavity set up to accommodate a chip module and at least one component opening in a main surface of the card body, each set up to accommodate one or more electronic components, the at least one component opening being arranged in an overlapping area that is designed such that it is covered by the chip module that can be arranged later on the card body.
  • the overlapping area and the cavity can have identical dimensions.
  • the at least one component opening is formed in the cavity.
  • a blind hole designed to accommodate a part of the chip module is cut out in the cavity and that the overlapping area is arranged between the blind hole and an edge of the cavity.
  • a chip of the chip module which is cast in a casting compound, can be introduced into a blind hole. With a flip-chip assembly of the chip module, a blind hole can be dispensed with.
  • each component opening can be precisely matched to the respective component or component.
  • the depth of the component opening can be dimensioned in such a way that the component used comes into electrical contact with a conductor of the chip module.
  • a chip card according to the invention comprises a card body as described above, a chip module arranged on the chip card and at least one electronic component which is arranged in the at least one component opening.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a chip card with card body and chip module
  • FIG. 5 a flowchart of a second method for producing a chip card.
  • 1 shows a card body 10 for a chip card.
  • the card body 10 has a metallic layer 11 whose main surfaces are each covered with a plastic layer 12 and 13 (FIG. 2).
  • the card body 10 has two opposite major faces, one major face 14 of which is visible in FIG.
  • the main surface 14 is delimited by an encircling peripheral surface 15 or a rim.
  • the metallic layer 11 can be present, for example, in the form of a core or a layer made of a high-grade steel alloy, for example with a thickness of 400 ⁇ m.
  • the thickness of the card body 10 can be between 50 ⁇ m and 920 ⁇ m, for example.
  • a module opening or cavity 16 for a chip module is made in the main surface 14 of the card body 10 .
  • the cavity 16 comprises a central blind hole 16a and a peripheral edge area or overlapping area 16b.
  • the overlapping area 16b corresponds to the area of the layout of the card body 10 or the chip card in which the chip module is arranged
  • a slot 17 is provided in the metallic layer 11 and extends from the peripheral surface 15 or, in other words, from an outer edge of the card body 10 to the cavity 16 .
  • the slot 17 thus connects the cavity 16 with the peripheral surface 15.
  • Fig. 1 the slot 17 is shown on a left-hand side.
  • the slot 17 can also be arranged on a right, upper or lower side of the card body 10 .
  • the slot 17 serves to avoid short-circuit currents or eddy currents.
  • At least one component opening 18 in the main surface 14 of the card body 10 is made in the overlapping region 16b.
  • there are two Component openings 18 are provided, but more, for example 3 to 5 component openings 18 are also possible.
  • the component opening 18 is specially designed to accommodate one or more electronic components.
  • This component can be used, for example, to adapt the power of the resonant circuit of the chip module or to optimize other signaling and/or supply technology.
  • the component can be a capacitor, for example.
  • components with the size 0402 (0.6 x 0.3 mm) can be used.
  • the component opening 18 is formed independently of the blind hole 16a both in the spatial arrangement and in the function.
  • the at least one component opening 18 is formed in a bottom surface of the cavity 16, here in the overlapping area 16b.
  • the overlapping area and the cavity can have identical dimensions.
  • Fig. 2 shows a sectional view of a chip card 20 with a chip module 21 and a card body 10.
  • the cavity 16 is only a part of the depth of the plastic layer 12 excepted.
  • the overlapping area 16b is formed in the plastic layer 12 .
  • the blind hole 16a extends through the entire plastic layer 12, the entire metallic layer 11 and part of the plastic layer 13.
  • the cavity 16 and the blind hole 16a are created, for example, by means of a laser operation or a milling operation.
  • the component opening, not shown here, can also be created in this operation.
  • the chip module 21 is arranged in the cavity 16 and the blind hole 16a and glued there, for example.
  • the chip module 21 includes a contact surface structure 22, carrying a coil 23.
  • the coil 23 can be arranged on a module tape, not shown here.
  • the contact surface structure 22 rests on the plastic layer 12 in the overlapping area 16b of the cavity 16 .
  • the coil 23 can have approximately 12 to 16 turns, which run concentrically around the chip 24 here.
  • the width of a turn can be 50 pm to 70 pm and the distance between two turns can be 100 pm.
  • the windings can have a copper thickness of up to about 30 ⁇ m. A maximum of 2.5 pH can be reached with such a coil.
  • a multi-layer coil can be provided for a higher inductance. This can be implemented with additional windings on the top of the chip module or with a multilayer circuit board. In the case of the multilayer board, a further coil or further turns of a coil is placed in an intermediate layer of the multilayer board.
  • the limitation of the limited space in the chip module can be lifted and a higher inductance can be made available.
  • the chip module 21 also includes a chip 24, for example in the form of an integrated circuit, which is attached to an underside of the contact surface structure 22 in a potting compound, for example.
  • the chip 24 is supplied with energy and/or signals via the coil 23 .
  • An electromagnetic field emerging from the metallic layer 11 can thus be coupled into the coil 23 .
  • the chip 24 can be or contain a chip card controller with RFID functionality.
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of the chip module 21 of the chip card 20.
  • the chip module 21 of the chip card 20.
  • the 21 comprises the chip 24 in the form of an integrated circuit, for example.
  • the chips 24 can, for example, be soldered onto the chip module 21 or applied to the chip module 21 by flip-chip assembly.
  • the chip 24 contains a card controller for the chip card 20.
  • the chip 24 usually contains a processor for executing control functions for the chip card 20 and for communication and for executing arithmetic operations, for example for security functions.
  • the chip 24 contains a memory area for storing and/or making data available.
  • the chip 24 also contains a capacitor 25 with a capacitance of 78 pF, for example.
  • the coil 23 is connected in parallel to the chip 24 and has a maximum inductance of 3.5 pH in the case of the coil 23 shown in FIG. 2 in one plane. With a two-level coil, the inductance can be greater than 3.5 pH.
  • the coil 23 and the internal capacitor 25 of the chip 24 form an oscillating circuit.
  • the chip module 21 can communicate with a reader that is external to the chip card 20 .
  • the power of the chip module 21 has been adapted to an external reading device.
  • the aim is to adapt the coil 23 to the chip 24 in such a way that the quality of the oscillating circuit is increased and that apparent and reactive power are minimized.
  • the resonance frequency of the oscillating circuit is adapted to the resonance frequency of the reader.
  • This example assumes an RFID reader with a resonant frequency of 13.56 MHz.
  • the inductance can be designed as large as possible, even beyond 2.6 pH. This is important for the energy input into the chip module 21 or the chip 24 as well as for the quality.
  • the coil 23 is connected between two contact points or terminals 26 and 27 .
  • the connections 26 and 27 can be connections of the chip 24, contact points on a circuit board or theoretical nodes.
  • the coil 23 is connected in parallel to the terminals 26 and 27.
  • a component 28 external to the chip 24 is provided here in the form of a first power adjustment capacitor, which is arranged in series with the coil 23 .
  • the first and further power adjustment capacitors can compensate for the apparent power. For example, one to five, in particular two to three, power adjustment capacitors can be provided.
  • a capacitor value between 10 pF and 200 pF is provided.
  • the power adjustment capacitor 28 can be connected to the module tape as an external component either via a soldering process or a bonding process. If the required capacitor value is less than 20 pF, this can also be formed on the chip module 21 via unused module pads, for example C4, C5 and/or C7. Above all, this is possible when a multilayer tape is used.
  • the chip module 21 or the oscillating circuit can be adapted together with the power adjustment capacitor 28 to a resonant frequency of the oscillating circuit between 13 MHz and 14 MHz and preferably 13.56 MHz, so that the resonant frequency of the oscillating circuit matches the resonant frequency of the reading device.
  • the effects of the metallic layer 11 on the resonant circuit, in particular the coil 23, are taken into account.
  • the two power adjustment capacitors or devices 28 and 29 allow fine tuning or tuning of the tank circuit.
  • the target frequency is set and, on the other hand, the reactive or apparent power is set as low as possible via the power adjustment capacitors or components 28 and 29 inserted in the resonant circuit.
  • the two capacitances should be selected in such a way that the Q factor is as high as possible, so that the resonant circuit only has weak damping. This can be done using a Smith chart, for example.
  • the two power matching capacitors or devices 28 and 29 are located in the device openings 18 .
  • the two components 28 and 29 can each be arranged in their own component opening 18, as shown in FIG. It is also possible for the two components 28 and 29 to be arranged in a common component opening 18 .
  • the component openings 18 are positioned in the card body 10 such that these positions are congruent with the positions on the module tape where the external components are soldered or electrically connected.
  • Fig. 4 shows a flow chart of a first method for producing a chip card 20.
  • the card body 10 is provided.
  • the card body can comprise a central metallic layer 11, the main sides of which are each laminated with a plastic layer 12, 13.
  • the slot 17 can already be removed in the metallic layer 11 .
  • cavity 16 is removed to accommodate chip module 21.
  • Cavity 16 can include a blind hole 16a.
  • the cavity 16 can be removed or created using a milling device or a laser cutting machine.
  • a third step 120 at least one component opening 18 is cut out for one or more electronic components 28 and 29 in a covering area 16b.
  • the overlapping area 16b can lie in the cavity 16, so that the component opening 18 is formed in a bottom surface of the cavity 16.
  • FIG. The overlapping area 16b is covered by the chip module 21 arranged later.
  • the second and third step 110, 120 can be carried out in one work step, also called the production step milling.
  • the component openings 18, are milled into the card body 10 in the region of the cavity 16. This position is congruent with the position on the module tape where the external components 28 and 29 are to be soldered.
  • solder is applied to the electronic component(s) 28, 29, into the at least one component opening 18 and/or an underside of the chip module 21. All options allow an electrically conductive connection between the electronic components 28, 29 and the chip module 21.
  • a reflow soldering process such as the T-Connect process with a solder paste can be used to achieve a soldering between two elements.
  • the external component 28, 29 can now be provided with the soldering paste before placement.
  • the soldering paste can be introduced into the existing cavity 16 on the sides with a 2-needle injection. It is also possible to order the external component 28, 29 with the soldering paste already applied.
  • the chip module can also be applied with the soldering paste, for example using a stamp (standard procedure for scraping).
  • a fifth step 140 the electronic component(s) 28, 29 is/are placed in the at least one component opening 18.
  • the electronic components 28, 29 in the form of the additional capacitors can be delivered on a roll. This means that a gripper or vacuum sucker gets the components individually and can place them anywhere, for example directly in the component openings 18. This can also be done with vacuum tweezers.
  • the one or more electronic components 28, 29 can be pre-fixed to the chip module 21 with an elastic adhesive such as silicone. Then the electronic components 28, 29 are used together with the chip module 21, so that the steps of placing 140 and introducing 150 are carried out simultaneously.
  • the chip module 21 is introduced into the cavity 16. This can be done with a stamp, for example.
  • the chip module 21 is now located in the overlapping area 16b and covers the electronic components 28, 29 which are located in the component opening or openings 18.
  • FIG. in a seventh step 160 the solder is heated.
  • the solder can be heated by one or more heat stamps and then cooled.
  • the component 28, 29 is now soldered to the chip module 21 with the heat stamp by means of the soldering paste. Since the soldering paste contracts during the melting process, the component 28, 29 is pulled against the printed circuit board.
  • various work steps such as preheating, activating solder, activating adhesive and cooling down once or several times can be provided.
  • FIG. 5 shows a flow chart of a second method for producing a chip card 20.
  • an electrically conductive adhesive is used instead of solder.
  • the soldering paste and the soldering process are omitted.
  • the card body 10 is provided.
  • the card body can comprise a central metallic layer 11, the main sides of which are each laminated with a plastic layer 12, 13.
  • the slot 17 can already be removed in the metallic layer 11 .
  • cavity 16 is removed to accommodate chip module 21.
  • Cavity 16 can include a blind hole 16a.
  • the cavity 16 can be removed or created using a milling device or a laser cutting machine.
  • a third step 220 at least one component opening 18 is cut out for one or more electronic components 28 and 29 in a covering area 16b.
  • the overlapping area 16b can lie in the cavity 16, so that the component opening 18 is formed in a bottom area of the cavity 16.
  • FIG. The overlapping area 16b is covered by the chip module 21 arranged later.
  • the second and third step 110, 120 can be carried out in one work step, also called the production step milling. In order to obtain the placement at the correct position under the chip module 21, two additional indentations, the component openings 18, are milled into the card body 10 in the area of the cavity 16. This position is congruent with the position on the module tape where the external components 28 and 29 are to be soldered.
  • electrically conductive adhesive is applied to the electronic component(s) 28, 29, into the at least one component opening 18 and/or an underside of the chip module 21. All options allow an electrically conductive connection between the electronic components - elements 28, 29 and the chip module 21.
  • a connection with a conductive adhesive in particular with silicone adhesives, is elastic and therefore more mechanically resilient.
  • Conductive adhesives consist of an adhesive such as a resin and electrically conductive fillers.
  • Well-suited fillers include, for example, silver (conductive silver adhesive), gold, palladium, nickel and platinum.
  • a fifth step 240 the electronic component(s) 28, 29 is/are placed in the at least one component opening 18.
  • the electronic components 28, 29 in the form of the additional capacitors can be delivered on a roll. This means that a gripper or vacuum sucker gets the components individually and can place them anywhere, for example directly in the component openings 18. This can also be done with vacuum tweezers.
  • the one or more electronic components 28, 29 can be pre-fixed to the chip module 21 with an elastic adhesive such as silicone. Then the electronic components 28, 29 are used together with the chip module 21, so that the steps of placing 240 and bringing in 250 are performed simultaneously.
  • a sixth step 250 the chip module 21 is introduced into the cavity 16. This can be done with a stamp, for example.
  • the chip module 21 is now located in the overlapping area 16b and covers the electronic components 28, 29 which are located in the component opening or openings 18.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a chip card (20), said chip card (20) comprising a card body (10) and a chip module (21) arranged thereon. The method has the steps of providing (100) a card body (10); producing (110) a cavity (16) for receiving the chip module (21); producing (120) at least one component opening (18) for each of one or more electronic components (28, 29) in an overlap region (16b), which is covered by the chip module (20) arranged later; applying (130) soldering material onto the electronic component(s) (28, 29), into the at least one component opening (18), and/or onto a lower face of the chip module (21); placing (140) the electronic component(s) (28, 29) in the at least one component opening (18); introducing (150) the chip module (21) into the cavity (16); and heating (160) the soldering material.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, Kartenkörper für eine Chipkarte und Chipkarte Process for producing a chip card, card body for a chip card and chip card
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, einen Karten- körper für eine Chipkarte sowie eine Chipkarte. The invention relates to a method for producing a chip card, a card body for a chip card and a chip card.
Kartenförmige Datenträger, insbesondere Chipkarten, werden in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise zur Durchführung von Transaktionen des bargeldlosen Zahlungsverkehrs, als Ausweisdokumente oder zum Nachweis von Zugangsberech- tigungen. Eine Chipkarte weist einen Kartenkörper und einen in den Kartenkörper eingebetteten integrierten Schaltkreis zum Beispiel in Form eines Chipmoduls mit ei- nem Chip auf. Das Chipmodul wird in eine Kavität oder Modulöffnung des Karten- körpers eingesetzt. Card-shaped data carriers, in particular chip cards, are used in many areas, for example for carrying out cashless payment transactions, as identification documents or as proof of access authorizations. A chip card has a card body and an integrated circuit embedded in the card body, for example in the form of a chip module with a chip. The chip module is inserted into a cavity or module opening in the card body.
Im Folgenden werden Chipmodule oder Chipkarten mit integrierter Spule betrach- tet, welche eine berührungslose oder kontaktlose Kommunikation ermöglichen. Bei- spielsweise können Chipkartencontroller mit RFID-Funktionalität eingesetzt werden. Die Spule bildet mit einem zusätzlichen Kondensator einen Schwingkreis auf dem Chipmodul. In the following, chip modules or chip cards with an integrated coil that enable contactless or non-contact communication are considered. For example, chip card controllers with RFID functionality can be used. The coil forms an oscillating circuit on the chip module with an additional capacitor.
Es können zudem Kartenkörper mit einem metallischen Kern in Form einer metalli- schen Kernschicht oder eines metallischen Kernelements betrachtet werden, sowie Karten mit Dual-Interface-(DI)-Funktionalität, bei denen der Kartenkörper zum Teil oder vollständig aus Metall besteht. Die Funktionsweise einer solchen Karte besteht darin, dass ein Chipmodul verwendet wird, das selbst eine Spule enthält (Coil On Modul). Diese Spule koppelt auf den metallischen Kartenkörper. Card bodies with a metal core in the form of a metal core layer or a metal core element can also be considered, as well as cards with dual interface (DI) functionality, where the card body consists partly or entirely of metal. Such a card works by using a chip module that itself contains a coil (Coil On Module). This coil couples to the metallic card body.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Kommunikation mit den Lesegeräten, insbe- sondere nach dem RFID Standard, oftmals schlecht ist. Es werden Chipkartencontroller mit einer Kapazität von 78 pF eingesetzt, um eine Fehlanpassung des Schwingkreises so klein wie möglich zu halten. Dennoch liegt oft- mals eine Fehlanpassung des Schwingkreises vor. Das Gesamtsystem ist kapazitiv und erzeugt eine Scheinleistung. Dies bedeutet, dass vom Feld aufgenommene Ener- gie dem Chipkartencontroller nicht vollständig zugeführt wird. Practice has shown that communication with the readers, especially according to the RFID standard, is often poor. Chip card controllers with a capacity of 78 pF are used in order to keep mismatching of the oscillating circuit as small as possible. Nevertheless, there is often a mismatch in the oscillating circuit. The overall system is capacitive and generates apparent power. This means that the energy consumed by the field is not fully fed to the chip card controller.
Für die Montage von Bauelementen kann als Standardprozess der Lötprozess oder das Reflow- Verfahren verwendet werden. Die Bauteile für diesen Produktionspro- zess sind kostengünstig. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Produktion eines Chipmodus mehrstufig erfolgen muss. Entweder wird das Tape zuerst mit den Bau- elementen bestückt und in einem zweiten Schritt werden der Chip und die Verguss- masse aufgebracht, oder die Prozessschritte werden in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt. The soldering process or the reflow method can be used as the standard process for the assembly of components. The components for this production process are inexpensive. The disadvantage of this method is that the production of a chip mode must take place in several stages. Either the tape is fitted with the components first and the chip and the potting compound are applied in a second step, or the process steps are carried out in reverse order.
Alternativ zu diesem Verfahren kann auch ein Bondingverfahren für die Bauteile ein- gesetzt werden. Diese Bauteile sind jedoch kostenintensiver. Das Bondingverfahren ist teurer, bietet aber den Vorteil, dass alles in einem Prozessschritt durchgeführt werden kann. In dem Bondingverfahren werden die Bauteile im Bestückungsprozess vom Chipmodul auf das Modul platziert. Es werden zusätzliche Bonddrähte nötig und der eigentliche Produktionsschritt dauert länger. Ein weiteres Problem besteht in den Bonddrähten selbst, die durch das Biegen des Modus reißen können. In die- sem Fall kann es zum Totalausfall des Schwingkreises kommen, wenn die Drähte am Bauteil abreißen. As an alternative to this method, a bonding method can also be used for the components. However, these components are more expensive. The bonding process is more expensive, but offers the advantage that everything can be carried out in one process step. In the bonding process, the components are placed from the chip module onto the module during the assembly process. Additional bonding wires are required and the actual production step takes longer. Another problem is the bond wires themselves, which can snap when the mode is flexed. In this case, the oscillating circuit can fail completely if the wires tear off the component.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Kommunikation zwischen Chipmodul oder Chipkarte und den Lesegeräten zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, einen Kar- tenkörper für eine Chipkarte oder eine Chipkarte gemäß den unabhängigen Pa- tentansprüchen gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. It is therefore the object of the present invention to simplify communication between the chip module or chip card and the readers. This object is achieved by a method for producing a chip card, a card body for a chip card or a chip card according to the independent patent claims. Configurations and developments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, wobei die Chip- karte einen Kartenkörper und ein darin angeordnetes Chipmodul umfasst, sieht die folgenden Schritte vor: A method according to the invention for producing a chip card, the chip card comprising a card body and a chip module arranged therein, provides for the following steps:
- Bereitstellen eines Kartenkörpers; - Providing a card body;
- Ausnehmen einer Kavität zur Aufnahme des Chipmoduls; - Removing a cavity for accommodating the chip module;
- Ausnehmen von mindestens einer Bauelementöffnung für jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente in einem Überdeckungsbereich, der von dem später angeordneten Chipmodul überdeckt wird; - removing at least one component opening for one or more electronic components in a covering area which is covered by the chip module arranged later;
- Aufbringen von Lotmittel auf das oder die elektronischen Bauelemente, in die mindestens eine Bauelementöffnung und/oder eine Unterseite des Chipmo- duls; - Application of solder to the electronic component or components, into the at least one component opening and/or an underside of the chip module;
- Platzieren des oder der elektronischen Bauelemente in der mindestens einen Bauelementöffnung; - Placing the electronic component or components in the at least one component opening;
- Einbringen des Chipmoduls in die Kavität; und - Introducing the chip module into the cavity; and
- Erwärmen des Lotmittels. - Heating the solder.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass zumindest ein zusätzliches elektronisches Bauelement, wie zum Beispiel ein diskretes Bauelement wie ein Kondensator, in mindestens einer darauf abgestimmten Bauelementöffnung angeordnet wird. Mit diesem Bauelement können zum Beispiel eine Leistungsanpas- sung des Schwingkreises des Chipmoduls oder weitere signal technische und/ oder versorgungstechnische Optimierungen vorgenommen werden. Die Bauelementöff- nung ist vorzugsweise von der Kavität getrennt ausgebildet. Die Bauelementöffnung und die Kavität können in einem Arbeitsschritt hergestellt werden, zum Beispiel mit- tels eines Fräsvorganges oder eines Laserbearbeitungsschrittes. Der Überdeckungsbereich entspricht dem Bereich des Layouts des Kartenkörpers o- der der Chipkarte, in dem das Chipmodul angeordnet wird. In diesem Bereich wird die mindestens eine Bauelementöffnung ausgenommen, bevor das Chipmodul dort angeordnet wird. Der Überdeckungsbereich kann auch lediglich einen äußeren Rand des von dem Chipmodul bedeckten Bereichs umfassen, zum Beispiel den Bereich der Windungen der Spule des Chipmoduls. A basic idea of the present invention is that at least one additional electronic component, such as a discrete component such as a capacitor, is arranged in at least one component opening that is matched thereto. This component can be used, for example, to adapt the power of the resonant circuit of the chip module or to optimize other signaling and/or supply technology. The component opening is preferably formed separately from the cavity. The component opening and the cavity can be produced in one work step, for example by means of a milling process or a laser processing step. The overlapping area corresponds to the area of the layout of the card body or the chip card in which the chip module is arranged. The at least one component opening is made in this area before the chip module is arranged there. The overlapping area can also only comprise an outer edge of the area covered by the chip module, for example the area of the turns of the coil of the chip module.
Das hier vorgeschlagene Verfahren hat den Vorteil, dass das Lötverfahren auch wäh- rend des Chip-Embedding, das heißt des Einsetzens des Chipmoduls in den Karten- körper, durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht einen einstufigen Produktions- prozess, wodurch der sonst erforderliche zweistufige Produktionsprozess entfallen kann. The method proposed here has the advantage that the soldering method can also be carried out during chip embedding, ie the insertion of the chip module into the card body. This enables a single-stage production process, which means that the two-stage production process that would otherwise be required can be omitted.
Der bereitgestellte Kartenkörper kann eine metallische Schicht zum Beispiel aus einer Edelstahllegierung umfassen, wobei die metallische Schicht auf beiden Hauptflächen mit jeweils einer Deckschicht aus Kunststoff wie PET, PC, PVC oder PP bedeckt sein kann. Des Weiteren kann der bereitgestellte Kartenkörper einen vom Kartenrand zu der Kavität verlaufenden Schlitz in der metallischen Schicht umfassen. Dieser Schlitz verhindert Kurzschlüsse und verringert Wirbelströme. The card body provided can comprise a metallic layer, for example made of a high-grade steel alloy, with the metallic layer being able to be covered on both main surfaces with a covering layer made of plastic such as PET, PC, PVC or PP. Furthermore, the card body provided can comprise a slot in the metallic layer running from the card edge to the cavity. This slot prevents short circuits and reduces eddy currents.
Es kann vorgesehen sein, dass das Lotmittel an zwei gegenüberliegenden Wänden der mindestens einen Bauelementöffnung aufgebracht wird. Dies kann zum Beispiel mit einer 2-Nadel-Injektion durchgeführt werden. Das Bauelement wird dann mit seinen beiden elektrischen Anschlüssen an den beiden Wänden eingesetzt. Provision can be made for the solder to be applied to two opposite walls of the at least one component opening. This can be done with a 2-needle injection, for example. The component is then inserted with its two electrical connections on the two walls.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das oder die elektronischen Bauelemente mit einem elastischen Klebemittel an dem Chipmodul vorfixiert wird und dass die Schritte des Platzierens und des Einbringens gleichzeitig vorgenommen werden. Dies kann den eigentlichen Fertigungsprozess weiter vereinfachen, da das Vorfixie- ren zeitunkritisch vorbereitet werden kann. Als Klebemittel kann zum Beispiel ein Silikon verwendet werden. Provision can furthermore be made for the electronic component or components to be pre-fixed to the chip module with an elastic adhesive and for the steps of placing and introducing to be carried out simultaneously. This can further simplify the actual production process, since the pre-fixing can be prepared in a non-time-critical manner. A silicone, for example, can be used as the adhesive.
Es kann vorgesehen sein, dass das Lotmittel durch einen oder mehrere Hitzestempel erwärmt und anschließend abgekühlt wird. Zum Beispiel können verschiedene Ar- beitsschritte wie Vorwärmen, Lotmittel aktivieren, Kleber aktivieren und ein- oder mehrmaliges Abkühlen vorgesehen sein. It can be provided that the solder is heated by one or more heat stamps and then cooled. For example, various work steps such as preheating, activating solder, activating adhesive and cooling down once or several times can be provided.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, wobei die Chip- karte einen Kartenkörper und ein darin angeordnetes Chipmodul umfasst, sieht die folgenden Schritte vor: A method according to the invention for producing a chip card, the chip card comprising a card body and a chip module arranged therein, provides for the following steps:
- Bereitstellen eines Kartenkörpers; - Providing a card body;
- Ausnehmen einer Kavität zur Aufnahme des Chipmoduls; - Removing a cavity for accommodating the chip module;
- Ausnehmen von mindestens einer Bauelementöffnung für jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente in einem Überdeckungsbereich, der von dem später angeordneten Chipmodul überdeckt wird; - removing at least one component opening for one or more electronic components in a covering area which is covered by the chip module arranged later;
- Aufbringen von elektrisch leitfähigem Kleber auf das oder die elektronischen Bauelemente, in die mindestens eine Bauelementöffnung und/ oder eine Un- terseite des Chipmoduls; - Application of electrically conductive adhesive to the one or more electronic components, in the at least one component opening and / or an underside of the chip module;
- Platzieren des oder der elektronischen Bauelemente in der mindestens einen Bauelementöffnung; und - Placing the electronic component or components in the at least one component opening; and
- Einbringen des Chipmoduls in die Kavität. - Inserting the chip module into the cavity.
Auch dieses Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, dass zumindest ein zusätzli- ches elektronisches Bauelement, wie zum Beispiel ein diskretes Bauelement wie ein Kondensator, in mindestens eine darauf abgestimmte Bauelementöffnung angeord- net wird. Bei diesem Verfahren entfallen das Lotmittel wie eine Lötpaste sowie der Lötvorgang. Ansonsten gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben. Es kann vorgesehen sein, dass vor dem Platzieren des oder der elektronischen Bau- elemente ein elastisches Mittel in die Bauelementöffnung eingebracht wird. Durch eine geringe Menge eines elastischen Mittels wie einem kleinen Tropfen Silikon wird das Bauelement weich gelagert und erzeugt somit einen guten Anpressdruck an den Kleber als auch an das Modul. This method is also based on the basic idea that at least one additional electronic component, for example a discrete component such as a capacitor, is arranged in at least one component opening that is matched to it. With this method, the solder material such as solder paste and the soldering process are eliminated. Otherwise, the same advantages and modifications as previously described apply. Provision can be made for an elastic means to be introduced into the component opening before the electronic component or components are placed. With a small quantity of an elastic agent such as a small drop of silicone, the component is placed softly and thus generates good contact pressure on the adhesive and on the module.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass in der Kavität zur Aufnahme eines Teils des Chipmoduls ein Sackloch ausgenommen wird und dass das Chipmodul in die Kavi- tät und das Sackloch eingebracht wird. In dem Sackloch kann zum Beispiel ein Chip des Chipmoduls, der in eine Vergussmasse eingegossen ist, eingebracht werden. Bei einer Flip-Chip-Montage des Chipmoduls kann auf ein Sackloch verzichtet werden. Provision can also be made for a blind hole to be made in the cavity to accommodate part of the chip module and for the chip module to be introduced into the cavity and the blind hole. For example, a chip of the chip module, which is cast in a casting compound, can be introduced into the blind hole. With a flip-chip assembly of the chip module, a blind hole can be dispensed with.
Ein erfindungsgemäßer Kartenkörper für eine Chipkarte umfasst eine Kavität einge- richtet zur Aufnahme eines Chipmoduls und mindestens eine Bauelementöffnung in einer Hauptfläche des Kartenkörpers jeweils eingerichtet zur Aufnahme eines oder mehrerer elektronischer Bauelemente, wobei die mindestens eine Bauelementöff- nung in einem Überdeckungsbereich angeordnet ist, der derart ausgestaltet ist, dass er von dem später an dem Kartenkörper anordenbaren Chipmodul überdeckt wird. A card body according to the invention for a chip card comprises a cavity set up to accommodate a chip module and at least one component opening in a main surface of the card body, each set up to accommodate one or more electronic components, the at least one component opening being arranged in an overlapping area that is designed such that it is covered by the chip module that can be arranged later on the card body.
Der Überdeckungsbereich und die Kavität können identische Abmessungen haben. In diesem Fall wird die mindestens eine Bauelementöffnung in der Kavität ausgebil- det. Darüber hinaus gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor be- schrieben. The overlapping area and the cavity can have identical dimensions. In this case, the at least one component opening is formed in the cavity. In addition, the same advantages and modifications apply as previously described.
Es kann vorgesehen sein, dass in der Kavität ein zur Aufnahme eines Teils des Chipmoduls eingerichtetes Sackloch ausgenommen ist und dass der Überdeckungs- bereich zwischen dem Sackloch und einem Rand der Kavität angeordnet ist. In dem Sackloch kann zum Beispiel ein Chip des Chipmoduls, der in eine Vergussmasse ein- gegossen ist, eingebracht werden. Bei einer Flip-Chip-Montage des Chipmoduls kann auf ein Sackloch verzichtet werden. It can be provided that a blind hole designed to accommodate a part of the chip module is cut out in the cavity and that the overlapping area is arranged between the blind hole and an edge of the cavity. In which For example, a chip of the chip module, which is cast in a casting compound, can be introduced into a blind hole. With a flip-chip assembly of the chip module, a blind hole can be dispensed with.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die mindestens eine Bauelementöffnung von dem Sackloch getrennt ausgebildet ist. Auf diese Weise kann jede Bauelementöff- nung genau an das jeweilige Bauelement oder Bauteil angepasst sein. Die Tiefe der Bauelementöffnung kann derart bemessen sein, dass das eingesetzte Bauelement mit einem Leiter des Chipmoduls in elektrischen Kontakt gelangt. Provision can also be made for the at least one component opening to be formed separately from the blind hole. In this way, each component opening can be precisely matched to the respective component or component. The depth of the component opening can be dimensioned in such a way that the component used comes into electrical contact with a conductor of the chip module.
Eine erfindungsgemäße Chipkarte umfasst einen Kartenkörper wie zuvor beschrie- ben, ein an der Chipkarte angeordnetes Chipmodul und mindestens ein elektroni- sches Bauelement, das in der mindestens einen Bauelementöffnung angeordnet ist. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben. A chip card according to the invention comprises a card body as described above, a chip module arranged on the chip card and at least one electronic component which is arranged in the at least one component opening. The same advantages and modifications as previously described apply.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeich- nungen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen The present invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings. show in it
Fig. 1: eine Draufsicht eines Kartenkörpers für eine Chipkarte; 1: a plan view of a card body for a chip card;
Fig. 2: eine Schnittdarstellung einer Chipkarte mit Kartenkörper und Chipmodul; 2 shows a sectional view of a chip card with card body and chip module;
Fig. 3: ein Ersatzschaltbild eines Chipmoduls der Chipkarte; 3: an equivalent circuit diagram of a chip module of the chip card;
Fig. 4: ein Flussdiagramm eines ersten Verfahrens zur Herstellung einer Chip- karte; und 4: a flowchart of a first method for producing a chip card; and
Fig. 5: ein Flussdiagramm eines zweiten Verfahrens zur Herstellung einer Chip- karte. Fig. 1 zeigt einen Kartenkörper 10 für eine Chipkarte. Der Kartenkörper 10 hat eine metallische Schicht 11 deren Hauptflächen jeweils mit einer Kunststoffschicht 12 und 13 (Fig. 2) bedeckt sind. 5: a flowchart of a second method for producing a chip card. 1 shows a card body 10 for a chip card. The card body 10 has a metallic layer 11 whose main surfaces are each covered with a plastic layer 12 and 13 (FIG. 2).
Der Kartenkörper 10 hat zwei gegenüberliegende Hauptflächen, von denen eine Hauptfläche 14 in Fig. 1 sichtbar ist. Die Hauptfläche 14 ist durch eine umlaufende Umfangsfläche 15 oder einen Rand begrenzt. Die metallische Schicht 11 kann zum Beispiel in Form eines Kerns oder einer Schicht aus einer Edelstahllegierung bei- spielsweise mit einer Dicke von 400 pm vorliegen. Die Dicke des Kartenkörpers 10 kann zum Beispiel zwischen 50 pm und 920 pm betragen. The card body 10 has two opposite major faces, one major face 14 of which is visible in FIG. The main surface 14 is delimited by an encircling peripheral surface 15 or a rim. The metallic layer 11 can be present, for example, in the form of a core or a layer made of a high-grade steel alloy, for example with a thickness of 400 μm. The thickness of the card body 10 can be between 50 μm and 920 μm, for example.
Eine Modulöffnung oder Kavität 16 für ein Chipmodul ist in der Hauptfläche 14 des Kartenkörpers 10 ausgenommen. Die Kavität 16 umfasst ein mittiges Sackloch 16a und einen umlaufenden Randbereich oder Überdeckungsbereich 16b. Der Überde- ckungsbereich 16b entspricht dem Bereich des Layouts des Kartenkörpers 10 oder der Chipkarte, in dem das Chipmodul angeordnet wird A module opening or cavity 16 for a chip module is made in the main surface 14 of the card body 10 . The cavity 16 comprises a central blind hole 16a and a peripheral edge area or overlapping area 16b. The overlapping area 16b corresponds to the area of the layout of the card body 10 or the chip card in which the chip module is arranged
In der metallischen Schicht 11 ist ein Schlitz 17 vorgesehen, der sich von der Um- fangsfläche 15 oder mit anderen Worten von einer Außenkante des Kartenkörpers 10 zu der Kavität 16 erstreckt. Somit verbindet der Schlitz 17 die Kavität 16 mit der Um- fangsfläche 15. A slot 17 is provided in the metallic layer 11 and extends from the peripheral surface 15 or, in other words, from an outer edge of the card body 10 to the cavity 16 . The slot 17 thus connects the cavity 16 with the peripheral surface 15.
In Fig. 1 ist der Schlitz 17 auf einer linken Seite dargestellt. Der Schlitz 17 kann auch an einer rechten, oberen oder unteren Seite des Kartenkörpers 10 angeordnet sein.In Fig. 1 the slot 17 is shown on a left-hand side. The slot 17 can also be arranged on a right, upper or lower side of the card body 10 .
Der Schlitz 17 dient zur Vermeidung von Kurzschlussströmen beziehungsweise Wir- belströmen. The slot 17 serves to avoid short-circuit currents or eddy currents.
In dem Überdeckungsbereich 16b ist mindestens eine Bauelementöffnung 18 in der Hauptfläche 14 des Kartenkörpers 10 ausgenommen. In diesem Beispiel sind zwei Bauelementöffnungen 18 vorgesehen, es sind auch mehr zum Beispiel 3 bis 5 Bauele- mentöffnungen 18 möglich. At least one component opening 18 in the main surface 14 of the card body 10 is made in the overlapping region 16b. In this example there are two Component openings 18 are provided, but more, for example 3 to 5 component openings 18 are also possible.
Die Bauelementöffnung 18 ist eigens ausgebildet zur Aufnahme eines oder mehrerer elektronischer Bauelemente. Mit diesem Bauelement können zum Beispiel eine Leis- tungsanpassung des Schwingkreises des Chipmoduls oder weitere signaltechnische und/ oder versorgungstechnische Optimierungen vorgenommen werden. Das Bau- element kann zum Beispiel ein Kondensator sein. Es können zum Beispiel Bauele- mente mit der Größe 0402 (0,6 x 0,3 mm) verwendet werden. The component opening 18 is specially designed to accommodate one or more electronic components. This component can be used, for example, to adapt the power of the resonant circuit of the chip module or to optimize other signaling and/or supply technology. The component can be a capacitor, for example. For example, components with the size 0402 (0.6 x 0.3 mm) can be used.
Die Bauelementöffnung 18 ist sowohl in der räumlichen Anordnung als auch in der Funktion von dem Sackloch 16a unabhängig ausgebildet. Die mindestens eine Bau- elementöffnung 18 in einer Bodenfläche der Kavität 16, hier in dem Überdeckungsbe- reich 16b ausgebildet. Der Überdeckungsbereich und die Kavität können identische Abmessungen haben. The component opening 18 is formed independently of the blind hole 16a both in the spatial arrangement and in the function. The at least one component opening 18 is formed in a bottom surface of the cavity 16, here in the overlapping area 16b. The overlapping area and the cavity can have identical dimensions.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Chipkarte 20 mit einem Chipmodul 21 und einem Kartenkörper 10. Fig. 2 shows a sectional view of a chip card 20 with a chip module 21 and a card body 10.
Die Kavität 16 ist nur zu einem Teil der Tiefe der Kunststoff schicht 12 ausgenommen. Der Überdeckungsbereich 16b ist in der Kunststoffschicht 12 ausgebildet. Das Sack- loch 16a erstreckt sich durch die gesamte Kunststoffschicht 12, die gesamte metalli- schen Schicht 11 sowie einen Teil der Kunststoffschicht 13. Die Kavität 16 und das Sackloch 16a werden beispielsweise mittels eines Laserarbeitsganges oder Fräsar- beitsganges erstellt. In diesem Arbeitsgang kann auch die hier nicht dargestellte Bau- elementöffnung erstellt werden. The cavity 16 is only a part of the depth of the plastic layer 12 excepted. The overlapping area 16b is formed in the plastic layer 12 . The blind hole 16a extends through the entire plastic layer 12, the entire metallic layer 11 and part of the plastic layer 13. The cavity 16 and the blind hole 16a are created, for example, by means of a laser operation or a milling operation. The component opening, not shown here, can also be created in this operation.
Das Chipmodul 21 ist in der Kavität 16 und dem Sackloch 16a angeordnet und dort zum Beispiel verklebt. Das Chipmodul 21 umfasst eine Kontaktflächenstruktur 22, die eine Spule 23 trägt. Die Spule 23 kann auf einem hier nicht dargestellten Modul- tape angeordnet sein. Die Kontaktflächenstruktur 22 liegt in dem Überdeckungsbe- reich 16b der Kavität 16 auf der Kunststoffschicht 12 auf. The chip module 21 is arranged in the cavity 16 and the blind hole 16a and glued there, for example. The chip module 21 includes a contact surface structure 22, carrying a coil 23. The coil 23 can be arranged on a module tape, not shown here. The contact surface structure 22 rests on the plastic layer 12 in the overlapping area 16b of the cavity 16 .
Die Spule 23 kann etwa 12 bis 16 Windungen aufweisen, die hier konzentrisch um den Chip 24 verlaufen. Die Breite einer Windung kann 50 pm bis 70 pm betragen und der Abstand zwischen zwei Windungen kann 100 pm betragen. Die Windungen kön- nen Kupferdicken bis zu etwa 30 pm haben. Mit einer derartigen Spule können maxi- mal 2.5 pH erreicht werden. The coil 23 can have approximately 12 to 16 turns, which run concentrically around the chip 24 here. The width of a turn can be 50 pm to 70 pm and the distance between two turns can be 100 pm. The windings can have a copper thickness of up to about 30 μm. A maximum of 2.5 pH can be reached with such a coil.
Für eine höhere Induktivität kann eine mehrlagige Spule vorgesehen werden. Dies kann durch zusätzliche Windungen an der Oberseite des Chipmoduls oder mittels einer Multilayer-Platine realisiert werden. In dem Fall der Multilayer-Platine ist eine weitere Spule oder weitere Windungen einer Spule in einer Zwischenlage der Mul- tilayer-Platine eingebracht. A multi-layer coil can be provided for a higher inductance. This can be implemented with additional windings on the top of the chip module or with a multilayer circuit board. In the case of the multilayer board, a further coil or further turns of a coil is placed in an intermediate layer of the multilayer board.
Durch die Hinzunahme einer zweiten Wicklungsebene kann die Limitierung des be- grenzten Platzes des Chipmoduls aufgehoben werden und es kann eine höhere In- duktivität zur Verfügung gestellt werden. By adding a second winding level, the limitation of the limited space in the chip module can be lifted and a higher inductance can be made available.
Das Chipmodul 21 umfasst ferner einen Chip 24 zum Beispiel in Form einer inte- grierten Schaltung, der zum Beispiel in einer Vergussmasse an einer Unterseite der Kontaktflächenstruktur 22 befestigt ist. Über die Spule 23 wird der Chip 24 mit Ener- gie und/oder Signalen versorgt. So kann ein aus der metallischen Schicht 11 austre- tendes elektromagnetisches Feld in die Spule 23 eingekoppelt werden. Beispielsweise kann der Chip 24 ein Chipkartencontroller mit RFID-Funktionalität sein oder diesen enthalten. The chip module 21 also includes a chip 24, for example in the form of an integrated circuit, which is attached to an underside of the contact surface structure 22 in a potting compound, for example. The chip 24 is supplied with energy and/or signals via the coil 23 . An electromagnetic field emerging from the metallic layer 11 can thus be coupled into the coil 23 . For example, the chip 24 can be or contain a chip card controller with RFID functionality.
Fig. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild des Chipmoduls 21 der Chipkarte 20. Das Chipmodul3 shows an equivalent circuit diagram of the chip module 21 of the chip card 20. The chip module
21 umfasst den Chip 24 zum Beispiel in Form einer integrierten Schaltung. Der Chip 24 kann zum Beispiel auf das Chipmodul 21 aufgelötet sein oder per Flip-Chip-Mon- tage auf das Chipmodul 21 aufgebracht worden sein. Der Chip 24 enthält einen Kar- tencontroller für die Chipkarte 20. Der Chip 24 enthält üblicherweise einen Prozessor zum Ausfuhren von Steuerungsfunktionen für die Chipkarte 20 und für die Kommu- nikation und zum Ausführen von Rechenoperationen zum Beispiel für Sicherheits- funktionen. Zudem enthält der Chip 24 einen Speicherbereich zum Ablegen und/ o- der Verfügbarmachen von Daten. 21 comprises the chip 24 in the form of an integrated circuit, for example. the chips 24 can, for example, be soldered onto the chip module 21 or applied to the chip module 21 by flip-chip assembly. The chip 24 contains a card controller for the chip card 20. The chip 24 usually contains a processor for executing control functions for the chip card 20 and for communication and for executing arithmetic operations, for example for security functions. In addition, the chip 24 contains a memory area for storing and/or making data available.
Der Chip 24 enthält ferner einen Kondensator 25 mit einer Kapazität von zum Bei- spiel 78 pF. Die Spule 23 ist parallel zu dem Chip 24 geschaltet und hat eine maxi- male Induktivität von 3,5 pH im Falle der in Fig. 2 dargestellten Spule 23 in einer Ebene. Bei einer Spule mit zwei Ebenen kann die Induktivität größer als 3,5 pH sein. The chip 24 also contains a capacitor 25 with a capacitance of 78 pF, for example. The coil 23 is connected in parallel to the chip 24 and has a maximum inductance of 3.5 pH in the case of the coil 23 shown in FIG. 2 in one plane. With a two-level coil, the inductance can be greater than 3.5 pH.
Die Spule 23 und der interne Kondensator 25 des Chips 24 bilden einen Schwing- kreis. Mit Hilfe dieses Schwingkreises kann das Chipmodul 21 mit einem zur Chip- karte 20 externen Lesegerät kommunizieren. The coil 23 and the internal capacitor 25 of the chip 24 form an oscillating circuit. With the help of this oscillating circuit, the chip module 21 can communicate with a reader that is external to the chip card 20 .
Hier ist eine Leistungsanpassung des Chipmoduls 21 an ein externes Lesegerät er- folgt. Ziel ist es, die Spule 23 so an den Chip 24 anzupassen, dass zum einen die Güte des Schwingkreises erhöht wird und dass Schein- und Blindleistung minimiert wer- den. Zudem wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises an die Resonanzfre- quenz des Lesegeräts angepasst. Here the power of the chip module 21 has been adapted to an external reading device. The aim is to adapt the coil 23 to the chip 24 in such a way that the quality of the oscillating circuit is increased and that apparent and reactive power are minimized. In addition, the resonance frequency of the oscillating circuit is adapted to the resonance frequency of the reader.
In diesem Beispiel wird von einem RFID-Lesegerät ausgegangen, das eine Resonanz- frequenz von 13,56 MHz hat. This example assumes an RFID reader with a resonant frequency of 13.56 MHz.
Im Zuge der Leistungsanpassung kann die Induktivität so groß wie möglich ausge- legt werden, auch über 2,6 pH hinaus. Dies ist für die Energieeinbringung in das Chipmodul 21 oder den Chip 24 als auch für die Güte wichtig. Die Spule 23 ist zwischen zwei Kontaktpunkten oder Anschlüssen 26 und 27 ange- schlossen. Die Anschlüsse 26 und 27 können Anschlüsse des Chips 24, Kontakt- punkte auf einer Platine oder theoretische Knotenpunkte sein. Die Spule 23 ist paral- lel zu den Anschlüssen 26 und 27 geschaltet. In the course of power adjustment, the inductance can be designed as large as possible, even beyond 2.6 pH. This is important for the energy input into the chip module 21 or the chip 24 as well as for the quality. The coil 23 is connected between two contact points or terminals 26 and 27 . The connections 26 and 27 can be connections of the chip 24, contact points on a circuit board or theoretical nodes. The coil 23 is connected in parallel to the terminals 26 and 27.
Weiter wird im Zuge der Leistungsanpassung ein zum Chip 24 externes Bauelement 28 hier in Form eines ersten Leistungsanpassungskondensator vorgesehen, der seriell zu der Spule 23 angeordnet ist. Der erste und weitere Leistungsanpassungskonden- satoren können die Scheinleistung kompensieren. Es können zum Beispiel ein bis fünf, insbesondere zwei bis drei Leistungsanpassungskondensatoren vorgesehen sein. Furthermore, in the course of the power adjustment, a component 28 external to the chip 24 is provided here in the form of a first power adjustment capacitor, which is arranged in series with the coil 23 . The first and further power adjustment capacitors can compensate for the apparent power. For example, one to five, in particular two to three, power adjustment capacitors can be provided.
Je nach Induktivität der Spule 23 ist ein Kondensatorwert zwischen 10 pF und 200 pF vorgesehen. Der Leistungsanpassungskondensator 28 kann als externes Bauteil ent- weder über einen Lötprozess oder einen Bondprozess auf das Modultape angeschlos- sen werden. Ist der benötigte Kondensatorwert geringer als 20 pF, kann dieser auch auf dem Chipmodul 21 über nicht verwendete Modulpads zum Beispiel C4, C5 und/ oder C7 ausgebildet sein. Dies ist vor allen Dingen dann möglich, wenn ein Multilay er-Tape eingesetzt wird. Depending on the inductance of the coil 23, a capacitor value between 10 pF and 200 pF is provided. The power adjustment capacitor 28 can be connected to the module tape as an external component either via a soldering process or a bonding process. If the required capacitor value is less than 20 pF, this can also be formed on the chip module 21 via unused module pads, for example C4, C5 and/or C7. Above all, this is possible when a multilayer tape is used.
Die Anpassung des Chipmoduls 21 oder des Schwingkreises zusammen mit dem Leistungsanpassungskondensator 28 kann auf eine Resonanzfrequenz des Schwing- kreises zwischen 13 MHz und 14 MHz und vorzugsweise 13,56 MHz erfolgen, so dass die Resonanzfrequenz des Schwingkreises mit der Resonanzfrequenz Lesege- räts übereinstimmt. Dabei werden die Auswirkungen der metallischen Schicht 11 auf den Schwingkreis, insbesondere die Spule 23 berücksichtigt. The chip module 21 or the oscillating circuit can be adapted together with the power adjustment capacitor 28 to a resonant frequency of the oscillating circuit between 13 MHz and 14 MHz and preferably 13.56 MHz, so that the resonant frequency of the oscillating circuit matches the resonant frequency of the reading device. The effects of the metallic layer 11 on the resonant circuit, in particular the coil 23, are taken into account.
Während der erste Leistungsanpassungskondensator 28 seriell zu der Spule 23 ange- ordnet ist, ist ein zweiter Leistungsanpassungskondensator 29 parallel zu dem Chip 24 oder zu den Anschlüssen 26 und 27 angeordnet. Je nach Induktivität der Spule werden Kondensatorwerte zwischen 10 und 200pF benötigt. While the first power matching capacitor 28 is placed in series with the inductor 23, a second power matching capacitor 29 is in parallel with the chip 24 or to the terminals 26 and 27. Depending on the inductance of the coil, capacitor values between 10 and 200pF are required.
Die zwei Leistungsanpassungskondensatoren oder Bauelemente 28 und 29 erlauben eine feine Einstellung oder Anpassung des Schwingkreises. The two power adjustment capacitors or devices 28 and 29 allow fine tuning or tuning of the tank circuit.
Über die in den Schwingkreis eingefügten Leistungsanpassungskondensatoren oder Bauelemente 28 und 29 wird zum einen die Zielfrequenz eingestellt und zum ande- ren die Blind- oder Scheinleistung so gering wie möglich eingestellt. Zudem sollten die beiden Kapazitäten so gewählt werden, dass der Q-Faktor so hoch wie möglich ist, so dass der Schwingkreis nur eine schwache Dämpfung hat. Dies kann zum Bei- spiel mittels eines Smith Diagramms erfolgen. On the one hand, the target frequency is set and, on the other hand, the reactive or apparent power is set as low as possible via the power adjustment capacitors or components 28 and 29 inserted in the resonant circuit. In addition, the two capacitances should be selected in such a way that the Q factor is as high as possible, so that the resonant circuit only has weak damping. This can be done using a Smith chart, for example.
Dies führt zu einem höheren Energieeintrag, was einen schnelleren Start des Prozes- sors oder des Chips 24 und einen schnelleren Betrieb infolge einer höheren Betriebs- frequenz des Prozessors oder des Chips 24 erlaubt. This results in a higher power input, allowing for faster processor or chip 24 startup and operation due to a higher processor or chip 24 operating frequency.
Die beiden Leistungsanpassungskondensatoren oder Bauelemente 28 und 29 sind in den Bauelementöffnungen 18 angeordnet. Die beiden Bauelemente 28 und 29 können jeweils in einer eigenen Bauelementöffnung 18 wie in Fig. 1 dargestellt angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass die beiden Bauelemente 28 und 29 in einer gemein- samen Bauelementöffnung 18 angeordnet sind. The two power matching capacitors or devices 28 and 29 are located in the device openings 18 . The two components 28 and 29 can each be arranged in their own component opening 18, as shown in FIG. It is also possible for the two components 28 and 29 to be arranged in a common component opening 18 .
Die Bauelementöffnungen 18 sind in dem Kartenkörper 10 derart positioniert, dass diese Positionen deckungsgleich mit den Positionen auf dem Modultape sind, wo die externen Bauteile angelötet oder elektrisch verbunden werden. The component openings 18 are positioned in the card body 10 such that these positions are congruent with the positions on the module tape where the external components are soldered or electrically connected.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Verfahrens zur Herstellung einer Chip- karte 20. In einem ersten Schritt 100 erfolgt ein Bereitstellen des Kartenkörpers 10. Der Karten- körper kann eine zentrale metallische Schicht 11 umfassen, deren Hauptseiten jeweils mit einer Kunststoffschicht 12, 13 laminiert sind. In der metallischen Schicht 11 kann bereits der Schlitz 17 ausgenommen sein. Fig. 4 shows a flow chart of a first method for producing a chip card 20. In a first step 100, the card body 10 is provided. The card body can comprise a central metallic layer 11, the main sides of which are each laminated with a plastic layer 12, 13. The slot 17 can already be removed in the metallic layer 11 .
In einem zweiten Schritt 110 erfolgt ein Ausnehmen der Kavität 16 zur Aufnahme des Chipmoduls 21. Die Kavität 16 kann ein Sackloch 16a umfassen. Das Ausnehmen oder Erstellen der Kavität 16 kann mittels eines Fräsgeräts oder einer Laserschneid- maschine erfolgen. In a second step 110, cavity 16 is removed to accommodate chip module 21. Cavity 16 can include a blind hole 16a. The cavity 16 can be removed or created using a milling device or a laser cutting machine.
In einem dritten Schritt 120 erfolgt ein Ausnehmen von mindestens einer Bauelemen- töffnung 18 für jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente 28 und 29 in ei- nem Überdeckungsbereich 16b. Der Überdeckungsbereich 16b kann in der Kavität 16 liegen, so dass die Bauelementöffnung 18 in einer Bodenfläche der Kavität 16 ausge- bildet wird. Der Überdeckungsbereich 16b wird der von dem später angeordneten Chipmodul 21 überdeckt. Der zweite und dritte Schritt 110, 120 können in einem Ar- beitsschritt, auch Produktionsschritt Milling genannt, durchgeführt werden. In a third step 120, at least one component opening 18 is cut out for one or more electronic components 28 and 29 in a covering area 16b. The overlapping area 16b can lie in the cavity 16, so that the component opening 18 is formed in a bottom surface of the cavity 16. FIG. The overlapping area 16b is covered by the chip module 21 arranged later. The second and third step 110, 120 can be carried out in one work step, also called the production step milling.
Um die Platzierung an der richtigen Position unter dem Chipmodul 21 zu erhalten, werden im Bereich der Kavität 16 hier zwei zusätzliche Vertiefungen, die Bauele- mentöffnungen 18, in den Kartenkörper 10 gefräst. Diese Position sind deckungs- gleich mit der Position auf dem Modultape, wo die externen Bauelemente 28 und 29 angelötet werden sollen. In order to obtain the placement at the correct position under the chip module 21, two additional indentations, the component openings 18, are milled into the card body 10 in the region of the cavity 16. This position is congruent with the position on the module tape where the external components 28 and 29 are to be soldered.
In einem vierten Schritt 130 erfolgt ein Aufbringen von Lotmittel auf das oder die elektronischen Bauelemente 28, 29, in die mindestens eine Bauelementöffnung 18 und/ oder eine Unterseite des Chipmoduls 21. Alle Möglichkeiten erlauben eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektronischen Bauelementen 28, 29 und dem Chipmodul 21. Es kann ein Reflow-Lötverfahren wie das T-Connect Verfahren mit einer Lötpaste verwendet werden, um eine Lötung zwischen zwei Elementen zu erreichen. Hier im Embedding-Prozess kann nun das externe Bauelement 28, 29 vor der Platzierung mit der Lötpaste versehen werden. Ebenso kann zum Beispiel mit einer 2 Nadel Injektion die Lötpaste in die vorhandene Kavität 16 an den Seiten eingebracht werden. Auch ist es möglich, das externe Bauelement 28, 29 bereits mit applizierter Lötpaste zu be- stellen. Alternativ kann auch das Chipmodul mit der Lötpaste zum Beispiel über ei- nen Stempel aufgebracht werden (Standardverfahren zu Rackeln). In a fourth step 130, solder is applied to the electronic component(s) 28, 29, into the at least one component opening 18 and/or an underside of the chip module 21. All options allow an electrically conductive connection between the electronic components 28, 29 and the chip module 21. A reflow soldering process such as the T-Connect process with a solder paste can be used to achieve a soldering between two elements. Here in the embedding process, the external component 28, 29 can now be provided with the soldering paste before placement. Likewise, for example, the soldering paste can be introduced into the existing cavity 16 on the sides with a 2-needle injection. It is also possible to order the external component 28, 29 with the soldering paste already applied. Alternatively, the chip module can also be applied with the soldering paste, for example using a stamp (standard procedure for scraping).
In einem fünften Schritt 140 erfolgt ein Platzieren des oder der elektronischen Bauele- mente 28, 29 in der mindestens einen Bauelementöffnung 18. Die elektronischen Bau- elemente 28, 29 in Form der zusätzlichen Kondensatoren können auf einer Rolle an- geliefert werden. Dies bedeutet, dass ein Greifer oder Unterdrucksauger die Bauteile vereinzelt bekommt und diese an einem beliebigen Platz platzieren kann, zum Bei- spiel direkt in die Bauelementöffnungen 18. Dies kann auch mit einer Vakuumpin- zette erfolgen. In a fifth step 140, the electronic component(s) 28, 29 is/are placed in the at least one component opening 18. The electronic components 28, 29 in the form of the additional capacitors can be delivered on a roll. This means that a gripper or vacuum sucker gets the components individually and can place them anywhere, for example directly in the component openings 18. This can also be done with vacuum tweezers.
Das oder die elektronischen Bauelemente 28, 29 können mit einem elastischen Klebe- mittel wie einem Silikon an dem Chipmodul 21 vorfixiert werden. Dann werden die elektronischen Bauelemente 28, 29 gemeinsam mit dem Chipmodul 21 eingesetzt, so dass die Schritte Platzieren 140 und Einbringen 150 gleichzeitig vorgenommen wer- den. The one or more electronic components 28, 29 can be pre-fixed to the chip module 21 with an elastic adhesive such as silicone. Then the electronic components 28, 29 are used together with the chip module 21, so that the steps of placing 140 and introducing 150 are carried out simultaneously.
In einem sechsten Schritt 150 erfolgt ein Einbringen des Chipmoduls 21 in die Kavität 16. Dies kann zum Beispiel mit einem Stempel geschehen. Das Chipmodul 21 befin- det sich nun in dem Überdeckungsbereich 16b und verdeckt die elektronischen Bau- elemente 28, 29, die sich in dem oder den Bauelementöffnungen 18 befinden. In einem siebten Schritt 160 erfolgt ein Erwärmen des Lotmittels. Das Lotmittel kann durch einen oder mehrere Hitzestempel erwärmt und anschließend abgekühlt wer- den. Mit dem Hitzestempel wird nun das Bauelement 28, 29 mittels der Lötpaste an das Chipmodul 21 gelötet. Da die Lötpaste sich bei dem Schmelzvorgang zusam- menzieht, wird das Bauelement 28, 29 an die Leiterplatte gezogen. Zum Beispiel kön- nen verschiedene Arbeitsschritte wie Vorwärmen, Lotmittel aktivieren, Kleber akti- vieren und ein- oder mehrmaliges Abkühlen vorgesehen sein. In a sixth step 150, the chip module 21 is introduced into the cavity 16. This can be done with a stamp, for example. The chip module 21 is now located in the overlapping area 16b and covers the electronic components 28, 29 which are located in the component opening or openings 18. FIG. In a seventh step 160, the solder is heated. The solder can be heated by one or more heat stamps and then cooled. The component 28, 29 is now soldered to the chip module 21 with the heat stamp by means of the soldering paste. Since the soldering paste contracts during the melting process, the component 28, 29 is pulled against the printed circuit board. For example, various work steps such as preheating, activating solder, activating adhesive and cooling down once or several times can be provided.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines zweiten Verfahrens zur Herstellung einer Chip- karte 20. In dem zweiten Verfahren wird statt Lotmittel ein elektrisch leitfähiger Kle- ber verwendet. In diesem Fall entfällt die Lötpaste und auch der Lötvorgang. 5 shows a flow chart of a second method for producing a chip card 20. In the second method, an electrically conductive adhesive is used instead of solder. In this case, the soldering paste and the soldering process are omitted.
In einem ersten Schritt 200 erfolgt ein Bereitstellen des Kartenkörpers 10. Der Karten- körper kann eine zentrale metallische Schicht 11 umfassen, deren Hauptseiten jeweils mit einer Kunststoffschicht 12, 13 laminiert sind. In der metallischen Schicht 11 kann bereits der Schlitz 17 ausgenommen sein. In a first step 200, the card body 10 is provided. The card body can comprise a central metallic layer 11, the main sides of which are each laminated with a plastic layer 12, 13. The slot 17 can already be removed in the metallic layer 11 .
In einem zweiten Schritt 210 erfolgt ein Ausnehmen der Kavität 16 zur Aufnahme des Chipmoduls 21. Die Kavität 16 kann ein Sackloch 16a umfassen. Das Ausnehmen oder Erstellen der Kavität 16 kann mittels eines Fräsgeräts oder einer Laserschneid- maschine erfolgen. In a second step 210, cavity 16 is removed to accommodate chip module 21. Cavity 16 can include a blind hole 16a. The cavity 16 can be removed or created using a milling device or a laser cutting machine.
In einem dritten Schritt 220 erfolgt ein Ausnehmen von mindestens einer Bauelemen- töffnung 18 für jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente 28 und 29 in ei- nem Überdeckungsbereich 16b. Der Überdeckungsbereich 16b kann in der Kavität 16 liegen, so dass die Bauelementöffnung 18 in einer Bodenfläche der Kavität 16 ausge- bildet wird. Der Überdeckungsbereich 16b wird der von dem später angeordneten Chipmodul 21 überdeckt. Der zweite und dritte Schritt 110, 120 können in einem Ar- beitsschritt, auch Produktionsschritt Milling genannt, durchgeführt werden. Um die Platzierung an der richtigen Position unter dem Chipmodul 21 zu erhalten, werden im Bereich der Kavität 16 hier zwei zusätzliche Vertiefungen, die Bauele- mentöffnungen 18, in den Kartenkörper 10 gefräst. Diese Position sind deckungs- gleich mit der Position auf dem Modultape, wo die externen Bauelemente 28 und 29 angelötet werden sollen. In a third step 220, at least one component opening 18 is cut out for one or more electronic components 28 and 29 in a covering area 16b. The overlapping area 16b can lie in the cavity 16, so that the component opening 18 is formed in a bottom area of the cavity 16. FIG. The overlapping area 16b is covered by the chip module 21 arranged later. The second and third step 110, 120 can be carried out in one work step, also called the production step milling. In order to obtain the placement at the correct position under the chip module 21, two additional indentations, the component openings 18, are milled into the card body 10 in the area of the cavity 16. This position is congruent with the position on the module tape where the external components 28 and 29 are to be soldered.
In einem vierten Schritt 230 erfolgt ein Aufbringen von elektrisch leitfähigem Kleber auf das oder die elektronischen Bauelemente 28, 29, in die mindestens eine Bauele- mentöffnung 18 und/oder eine Unterseite des Chipmoduls 21. Alle Möglichkeiten erlauben eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektronischen Bauele- menten 28, 29 und dem Chipmodul 21. In a fourth step 230, electrically conductive adhesive is applied to the electronic component(s) 28, 29, into the at least one component opening 18 and/or an underside of the chip module 21. All options allow an electrically conductive connection between the electronic components - elements 28, 29 and the chip module 21.
Eine Verbindung mit einem leitfähigem Kleber insbesondere mit Silikonklebern ist elastisch und dadurch mechanisch belastbarer. Leitfähige Kleber bestehen aus einem Klebmittel wie einem Harz und elektrisch leitfähigen Füllstoffen. Zu den gut geeig- neten Füllstoffen zählen zum Beispiel Silber (Silberleitkleber), Gold, Palladium, Ni- ckel und Platin. A connection with a conductive adhesive, in particular with silicone adhesives, is elastic and therefore more mechanically resilient. Conductive adhesives consist of an adhesive such as a resin and electrically conductive fillers. Well-suited fillers include, for example, silver (conductive silver adhesive), gold, palladium, nickel and platinum.
In einem fünften Schritt 240 erfolgt ein Platzieren des oder der elektronischen Bauele- mente 28, 29 in der mindestens einen Bauelementöffnung 18. Die elektronischen Bau- elemente 28, 29 in Form der zusätzlichen Kondensatoren können auf einer Rolle an- geliefert werden. Dies bedeutet, dass ein Greifer oder Unterdrucksauger die Bauteile vereinzelt bekommt und diese an einem beliebigen Platz platzieren kann, zum Bei- spiel direkt in die Bauelementöffnungen 18. Dies kann auch mit einer Vakuumpin- zette erfolgen. In a fifth step 240, the electronic component(s) 28, 29 is/are placed in the at least one component opening 18. The electronic components 28, 29 in the form of the additional capacitors can be delivered on a roll. This means that a gripper or vacuum sucker gets the components individually and can place them anywhere, for example directly in the component openings 18. This can also be done with vacuum tweezers.
Das oder die elektronischen Bauelemente 28, 29 können mit einem elastischen Klebe- mittel wie einem Silikon an dem Chipmodul 21 vorfixiert werden. Dann werden die elektronischen Bauelemente 28, 29 gemeinsam mit dem Chipmodul 21 eingesetzt, so dass die Schritte Platzieren 240 und Einbringen 250 gleichzeitig vorgenommen wer- den. The one or more electronic components 28, 29 can be pre-fixed to the chip module 21 with an elastic adhesive such as silicone. Then the electronic components 28, 29 are used together with the chip module 21, so that the steps of placing 240 and bringing in 250 are performed simultaneously.
In einem sechsten Schritt 250 erfolgt ein Einbringen des Chipmoduls 21 in die Kavität 16. Dies kann zum Beispiel mit einem Stempel geschehen. Das Chipmodul 21 befin- det sich nun in dem Überdeckungsbereich 16b und verdeckt die elektronischen Bau- elemente 28, 29, die sich in dem oder den Bauelementöffnungen 18 befinden. In a sixth step 250, the chip module 21 is introduced into the cavity 16. This can be done with a stamp, for example. The chip module 21 is now located in the overlapping area 16b and covers the electronic components 28, 29 which are located in the component opening or openings 18. FIG.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P atentClaims
1. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte (20), wobei die Chipkarte (20) ei- nen Kartenkörper (10) und ein daran angeordnetes Chipmodul (21) umfasst, mit den Schritten: 1. A method for producing a chip card (20), the chip card (20) comprising a card body (10) and a chip module (21) arranged thereon, with the steps:
- Bereitstellen (100) eines Kartenkörpers (10); - Providing (100) a card body (10);
Ausnehmen (110) einer Kavität (16) zur Aufnahme des Chipmoduls (20); removing (110) a cavity (16) for receiving the chip module (20);
- Ausnehmen (120) von mindestens einer Bauelementöffnung (18) für jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente (28, 29) in einem Überdeckungs- bereich (16b), wird; - Recessing (120) of at least one component opening (18) for one or more electronic components (28, 29) in a covering area (16b);
- Aufbringen (130) von Lotmittel auf das oder die elektronischen Bauelemente (28, 29), in die mindestens eine Bauelementöffnung (18) und/ oder eine Unter- seite des Chipmoduls (21); - Application (130) of solder to the one or more electronic components (28, 29), in the at least one component opening (18) and/or an underside of the chip module (21);
- Platzieren (140) des oder der elektronischen Bauelemente (28, 29) in der min- destens einen Bauelementöffnung (18); - Placing (140) of the electronic component or components (28, 29) in the at least one component opening (18);
- Einbringen (150) des Chipmoduls (21) in die Kavität (16); und - Introducing (150) the chip module (21) into the cavity (16); and
- Erwärmen (160) des Lotmittels. - Heating (160) the solder.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmittel an zwei gegenüberliegenden Wänden der mindestens einen Bauelementöffnung (18; 28) aufgebracht wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the solder is applied to two opposite walls of the at least one component opening (18; 28).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die elektronischen Bauelemente (28, 29) mit einem elastischen Klebemittel an dem Chipmodul (21) vorfixiert wird und dass die Schritte Platzieren (140) und Einbringen (150) gleichzeitig vorgenommen werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the one or more electronic components (28, 29) is pre-fixed to the chip module (21) with an elastic adhesive and that the steps of placing (140) and introducing (150) are carried out simultaneously will.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmittel durch einen oder mehrere Hitzestempel erwärmt und anschließend ab- gekühlt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the solder is heated by one or more heat stamps and then cooled off.
5. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte (20), wobei die Chipkarte (20) ei- nen Kartenkörper (10) und ein daran angebrachtes Chipmodul (21) umfasst, mit den Schritten: 5. A method for producing a chip card (20), the chip card (20) comprising a card body (10) and a chip module (21) attached thereto, with the steps:
- Bereitstellen (200) eines Kartenkörpers (10); - Providing (200) a card body (10);
- Ausnehmen (210) einer Kavität (16) zur Aufnahme des Chipmoduls (21);- Removing (210) a cavity (16) for receiving the chip module (21);
- Ausnehmen (220) von mindestens einer Bauelementöffnung (18) für jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente (28, 29) in einem Überdeckungs- bereich (16b), der von dem später angeordneten Chipmodul (20) überdeckt wird; - Recessing (220) of at least one component opening (18) for one or more electronic components (28, 29) in a covering area (16b), which is covered by the later arranged chip module (20);
- Aufbringen (230) von elektrisch leitfähigem Kleber auf das oder die elektroni- schen Bauelemente (28, 29), in die mindestens eine Bauelementöffnung (18) und/ oder eine Unterseite des Chipmoduls (21); - Application (230) of electrically conductive adhesive to the one or more electronic components (28, 29), in the at least one component opening (18) and/or an underside of the chip module (21);
- Platzieren (240) des oder der elektronischen Bauelemente (28, 29) in der min- destens einen Bauelementöffnung (18); und - Placing (240) of the electronic component or components (28, 29) in the at least one component opening (18); and
- Einbringen (250) des Chipmoduls (21) in die Kavität (16). - Introducing (250) the chip module (21) into the cavity (16).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Platzie- ren (240) des oder der elektronischen Bauelemente (28, 29) ein elastisches Mittel in die mindestens eine Bauelementöffnung (18) eingebracht wird. 6. The method as claimed in claim 5, characterized in that before the placement (240) of the electronic component or components (28, 29) an elastic means is introduced into the at least one component opening (18).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kavität (16) zur Aufnahme eines Teils des Chipmoduls (21) ein Sackloch (16a) ausgenommen wird und dass das Chipmodul (21) in die Kavität (16) und das Sack- loch (16a) eingebracht wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a blind hole (16a) is made in the cavity (16) to accommodate part of the chip module (21) and that the chip module (21) is inserted into the cavity (16) and the blind hole (16a) is introduced.
8. Kartenkörper (10) für eine Chipkarte (20), mit einer Kavität (16) eingerichtet zur Aufnahme eines Chipmoduls (21) und mit mindestens einer Bauelementöffnung (18) in einer Hauptfläche (14) des Kartenkörpers (10) jeweils eingerichtet zur Auf- nähme eines oder mehrerer elektronischer Bauelemente (28, 29), wobei die mindes- tens eine Bauelementöffnung (18) in einem Überdeckungsbereich (16b) angeordnet ist, der derart ausgestaltet ist, dass er von dem später an dem Kartenkörper (10) anordenbaren Chipmodul (21) überdeckt wird. 8. Card body (10) for a chip card (20), with a cavity (16) set up to accommodate a chip module (21) and with at least one component opening (18) in a main surface (14) of the card body (10), each set up for - take one or more electronic components (28, 29), wherein the at least one component opening (18) is arranged in a covering area (16b) which is designed in such a way that it can be arranged later on the card body (10) by the chip module ( 21) is covered.
9. Kartenkörper (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ka- vität (16) ein zur Aufnahme eines Teils des Chipmoduls (21) eingerichtetes Sackloch (16a) ausgenommen ist und dass der Überdeckungsbereich (16b) zwischen dem Sackloch (16a) und einem Rand der Kavität (16) angeordnet ist. 9. Card body (10) according to claim 8, characterized in that in the cavity (16) for receiving a part of the chip module (21) equipped blind hole (16a) is recessed and that the overlapping area (16b) between the blind hole ( 16a) and an edge of the cavity (16) is arranged.
10. Kartenkörper (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bauelementöffnung (18) von dem Sackloch (16a) getrennt ausgebil- det ist. 10. Card body (10) according to claim 8 or 9, characterized in that the at least one component opening (18) is formed separately from the blind hole (16a).
11. Chipkarte (20) mit einem Kartenkörper (10) nach einem der Ansprüche 8 bis11. Smart card (20) with a card body (10) according to any one of claims 8 to
10, einem an der Chipkarte (20) angeordneten Chipmodul (21) und mindestens ei- nem elektronischen Bauelement (28, 29), das in der mindestens einen Bauelementöff- nung (18) angeordnet ist. 10, a chip module (21) arranged on the chip card (20) and at least one electronic component (28, 29) which is arranged in the at least one component opening (18).
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