CN1241145C - 芯片卡 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片卡，在该芯片卡的卡片载体上提供数据处理电路以及在该数据处理电路和外部数据处理站之间非接触数据传输用的连接组件。根据本发明，在处于至少一个模块载体中的区域内提供数据处理电路和连接组件，而卡片载体具有容纳模块载体的一个区域。因此有可能在模块载体置入卡片载体内之前，先根据规定的功能检验已制成的模块载体。

Description

芯片卡
技术领域
本发明涉及具有卡片载体的芯片卡，在卡片载体上提供一数据处理电路以及用于在数据处理电路和外部数据处理站之间无接触传输数据的一连接组件。
背景技术
这样一种芯片卡和一种外部数据处理站组成一数据系统，该数据系统用于现金购物的结帐，监控个人流通或者在对电话网络存取时的简单的计费管理。为此，用户保存一芯片卡，在芯片卡上提供由微处理器构成的数据处理电路。为了在数据处理电路和外部数据站之间传输数据，在非接触传输法中由外部数据处理站产生的交变场受芯片卡调制。这时，例如在连接组件内提供的芯片卡线圈以随时间变化的方式加电容或电阻负载，使其电磁特性改变。这反过来影响在外部数据处理站内的站线圈。由这种反馈作用，能够推导在数据处理电路内储存的数据。
这样一种芯片卡是作为制作得如此之大的塑料卡形成的，以致于它能够可靠整齐地装进例如钱包内。在制造这样一种芯片卡时，首先将集成电路安置到合成材料卡片载体上。此后，沿着芯片卡的外缘安置与集成电路相应接头相连接的发送/接收线圈。这样一种芯片卡例如可从DE4410732A1获悉。这样一种芯片卡具有的缺点是制造烦琐昂贵。如果芯片卡不能正确工作，则有毛病的芯片卡被废弃。
DE4437732 A1给出了安装到数据载体内的电子模块，其中电子模块具有在模块载体上安置的与用于非接触数据交换的线圈导电连接的集成电路。
发明内容
本发明的任务是提供一种始终可靠工作的一种所述类型的芯片卡以及提供一种保证可靠和低成本制造该种芯片卡的方法。
本任务通过以下技术方案解决。
根据本发明的用于嵌入具有传输装置的芯片卡内的模块载体，该传输装置具有至少一个发送/接收线圈，该发送/接收线圈具有多个区域，该多个区域相对于所述模块载体的主延伸方向被设置在至少两个彼此相叠的不同平面上、尤其在模块载体的内部和表面上，其特征在于：该传输装置被构成为使得当信号发送使用的频率时，所述发送/接收线圈的区域彼此保持为谐振相位角。
根据本发明的用于嵌入具有传输装置的芯片卡内的模块载体，该传输装置具有至少一个发送/接收线圈，该发送/接收线圈具有多个区域，该多个区域相对于所述模块载体的主延伸方向被设置在至少两个不同平面上，其特征在于：该传输装置被构成为使得当信号发送使用的频率时，所述发送/接收线圈的区域彼此同步地操作。
根据本发明的具有卡片载体的芯片卡，在卡片载体上提供数据处理电路以及用于在数据处理电路和外部数据处理站之间非接触数据传输的连接组件，其中在处于至少一个模块载体中的区域内设置数据处理电路和连接组件，并且其中所述卡片载体具有用于容纳一个模块载体或多个模块载体的区域，其特征在于：设置根据上述第一个或/和第二个技术方案的模块载体。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述芯片卡被构成为使得所述一个和多个模块载体可以牢固地与所述卡片载体连接。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述用于容纳所述模块载体的区域具有凹槽的形式。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述连接组件具有至少一个发送/接收线圈。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述发送/接收线圈相对于所述模块载体的主延伸方向被安排在两个不同平面上。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述发送/接收线圈的一个区域被设置在所述模块载体的一个表面上。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述发送/接收线圈的一个区域被设置在所述模块载体的内部。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，在所述模块载体表面的发送/接收线圈的区域和在所述模块载体内部的发送/接收线圈的区域通过接触区彼此连接。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，在所述模块载体表面和在所述模块载体内部的发送/接收线圈的区域是串联连接的。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述模块载体具有至少一个具有线圈磁芯形式的区域。
在根据本发明的具有卡片载体的芯片卡中，所述模块载体由合成材料制成，该材料中充填有导磁材料。
根据本发明，在至少一个模块载体的区域内安置数据处理电路和连接组件，卡片载体具有容纳一个或多个模块载体的区域。
本发明以下述主导思想为依据，在所述类型芯片卡中的缺点来自只是在制成芯片卡以后才许可检验集成电路是否能与发送/接收线圈正确地协同工作。根据本发明，对于芯片卡的功能的基本部分，即：与卡片载体分开在模块载体上制造功能组件，并且恰在卡片载体和模块载体最终装配时彼此连接。因此首先根据其功能检验功能组件是可能的。如果确认按此数据处理电路不能与连接组件正确协同工作，则可以废弃此功能组件，而不必同时废弃本身可用的卡片载体。此外加速制造功能组件是可能的，因为只要求少许地方的模块载体可配备较小和更快的制造设备。
根据本发明，模块载体与芯片卡是可以牢固地连接的，其中在卡片载体上提供的容纳模块载体的区域也能够作为凹槽形成。在合适地形成模块载体和凹槽时能够保证：在模块载体嵌入容纳区时已经产生只需再固定的形状合适的连接。
当连接组件具有至少一个发送/接收线圈时，产生本发明的一种特别有利的芯片卡，该发送/接收线圈相对于模块载体的主延伸方向也能够安排在两不同平面内。这时特别规定：发送/接收线圈的一个区域安排在模块载体的一个表面上，而另一区域可以安排在模块载体内的一个层内。这可以通过双层金属化特别简单地实现，其中尤其考虑模块载体的夹层式结构。这时发送/接收线圈的区域平行安置在模块载体的表面和内部。其中这些单个区域通过接触区彼此连接。这可以通过各发送/接收线圈区域的接头区域内的贯通接触区特别简单实现。发送/接收线圈的这些单个区域优先是串联的，因为那时将产生一个可以高效率地影响外部交变场的发送/接收线圈。当常常作为数据处理电路一部分的传输设备如此形成，以致于发送/接收线圈的波段可保持在谐振相位内时，则这时产生发送/接收线圈特别高的效率。这能够例如通过适当接入电容和/或电感来实现，其中优先是如此实现的，以致于发送/接收线圈的波段的谐振频率总是一致。
与上述实施例不同或作为其补充，传输设备也能够如此形成，以致于发送/接收线圈的波段是彼此可以同步运行的。这能够以有利方式这样实现，使得从发送/接收线圈出发的交变场产生增强。这对于发送信号的有源卡是具有意义的。通过应用相位相交技术能够在发送/接收线圈的波段内实现脉冲波前沿位置同步，更确切地说，这样使得由发送/接收线圈产生的交变场得到增强。因此在无源卡的情况下在芯片卡和外部数据处理站之间实现特别高的耦合系数。
当模块载体具有至少一个充当发送/接收线圈的线圈磁芯而形成的区域时，则可进一步改善芯片卡和外部数据处理站之间的数据传输品质。这时模块载体可以由合成材料构成，导磁材料例如铁氧体填充其内。当导磁材料以大量铁氧体颗粒存在时，则为了相互绝缘的目的，它们被束缚在模块载体内提供的合成材料物质内。如此制成的线圈磁芯用于实现高场增强系数。通过这种电介质能够实现5000量级的相对导磁率，因此能够实现高磁通密度。
用于制造根据本发明的具有卡片载体的芯片卡的模块载体的方法，具有以下步骤：
-设置具有一个用于模块载体的容纳区的卡片载体，
-将所述模块载体嵌入所述容纳区内，和
-将所述模块载体和所述卡片载体连接。
这时，第一线圈区域和第二线圈区域的接头区的连接工艺步骤通过贯通接触区来实现，这可以用已知的制造方法以简单方式达到。
集成电路的安置工艺步骤或者用倒装芯片技术或者用传统的键合技术实现。在传统的键合技术中作为连接剂可使用有导电能力的粘接剂或已知焊料。恰恰在键合技术中规定：无论是连接组件或数据处理电路能选用可加固的覆盖材料涂复，更确切地说尤其在模块载体制造之后。为此所用的覆盖材料可以特别是热固化或紫外光固化的。
通过本发明的方法，芯片卡能够特别简单和低成本制造。
制造具有双层发送/接收线圈的本发明芯片卡和/或制造本发明模块载体的方法，显然也可以用于制造具有单线圈层的芯片卡和/或模块载体。此外，能包含特别根据前述的具有单个或组合的专门特征的方法步骤也是可能的。
附图说明
本发明依靠附图内的实施例详细说明。
图1在平面图内给出具有数据处理电路和发送/接收线圈的模块载体，
图2在平面图内给出卡片载体，
图3在平面图内给出具有图1模块载体和图2卡片载体的本发明的芯片卡，
图4在正视图内给出图1的模块载体，
图5在平面图内给出用于制造图1模块载体的连续带。
具体实施方式
图1给出本发明芯片卡的模块载体1。该模块载体1配备具有基本上矩形截面的由合成材料制成的底板2。这时底板2的角呈圆角，正如图1明显看到的那样。在底板2的上侧，借助金属化提供发送/接收线圈3，其中发送/接收线圈的线匝从底板2中央提供的第一接触区4出发，围绕第一接触区4基本上呈螺旋状一直伸展到第二接触片5为止。
正如人们在图4最佳看到的那样，借助绝缘粘接层6在第一接触区1上安置集成电路7。该集成电路7具有与第一接触区4连接的第一连接导线8，以及与第二接触片5连接的第二连接导线9。在图4所示的视图内在集成电路7和第二接触片5之间的区域是从模块载体1中拆出表示，以便在附图内可简单表示模块载体1。
正如人们在图4也可很子看到的那样，处于第一接触区4内和处于第二接触片5内的模块载体1用可热固化或紫外光固化的物质的覆盖层10所涂复。
图2给出具有基本上矩形外形的卡片载体11，该卡片载体具有容纳图1模块载体1的矩形凹槽12。卡片载体11由合成材料板制成，它基本上具有如模块载体1的底板2相同的厚度。因此凹槽12是如此成形的，以致于模块载体1能形状适配地嵌入凹槽12内。
图3给出本发明的芯片卡13，它由根据图1和4的模块载体和根据图2的卡片载体装配而成。正如人们在该视图特别清楚所看到的那样，模块载体1如此嵌入到凹槽12内，以致于产生形状适配的连接。在这种状态下模块载体1附加地经粘接与卡片载体相连接。
无论是底板2或卡片载体11可由合成材料如玻璃纤维加强的环氧树脂，PVC，PET，PC和/或ABS制造。发送/接收线圈3可用腐蚀技术，卷绕技术，布线技术或印刷技术置于底板2上。
正如人们在图5特别清楚看到的那样，本发明的模块载体1用连续带法制造，其中连续带14由两侧分别有输送孔15的合成材料提供。建立于提供输送孔15的基础上，通过在制造本发明的模块载体1时应用的机器可特别简单移动连续带14。
在实现制造具有其上提供模块载体1的连续带14之后，对其各个进行检验，接着通过冲裁法从连续带14中取出。在这里未描述的另一个方法步骤内，对其功能已检验过的模块载体1被嵌入已准备好的卡片载体11内，并因此制造完成本发明的芯片卡。
具有半导体芯片7的发送/接收线圈3与本发明的模块载体组合在单一模块1内，该模块1是可以简单方式在批量生产中制造的。只是在最后的工艺步骤内本发明的模块载体1才嵌入到卡片载体11内。这时半导体芯片7能够或者按照传统的引线压焊技术或者用倒装芯片技术固定在本发明的模块载体2上。

Claims (11)

1.用于嵌入具有传输装置的芯片卡内的模块载体，该传输装置具有至少一个发送/接收线圈(3)，该发送/接收线圈具有多个区域，该多个区域相对于所述模块载体的主延伸方向被设置在位于所述模块载体之内和位于所述模块载体的表面上的至少两个彼此相叠的不同平面上，
其特征在于：
该传输装置被构成为具有信号发送所使用的频率时，处于所述模块载体内部的和位于所述模块载体的表面上的区域彼此保持为谐振相位角。
2.用于嵌入具有传输装置的芯片卡内的模块载体，该传输装置具有至少一个发送/接收线圈(3)，该发送/接收线圈具有多个区域，该多个区域相对于所述模块载体的主延伸方向被设置在位于所述模块载体之内和位于所述模块载体的表面上的至少两个不同平面上，
其特征在于：
该传输装置被构成为具有信号发送所使用的频率时，处于所述模块载体内部的和位于所述模块载体的表面上的区域彼此同步地操作。
3.具有卡片载体的芯片卡，在卡片载体上提供数据处理电路以及用于在数据处理电路和外部数据处理站之间非接触数据传输的连接组件，其中数据处理电路(7)和连接组件位于模块载体(1)的至少一个区域内，并且其中所述卡片载体(11)具有用于容纳一个模块载体(1)或多个模块载体的区域(12)，
其特征在于：
所述连接组件包括至少一个发送/接收线圈(3)，该发送/接收线圈具有多个区域，该多个区域相对于所述模块载体的主延伸方向被设置在位于所述模块载体之内和位于所述模块载体的表面上的至少两个彼此相叠的不同平面上，并且，传输装置被构成为处于所述模块载体的内部和位于所述模块载体的表面上的区域彼此保持为谐振相位角或彼此同步地操作。
4.根据权利要求3所述的芯片卡，其特征在于：所述芯片卡被构成为使得所述一个和多个模块载体(1)可以牢固地与所述卡片载体(11)连接。
5.根据权利要求3或4所述的芯片卡，其特征在于：所述用于容纳所述模块载体(1)的区域具有凹槽(12)的形式。
6.根据权利要求3所述的芯片卡，其特征在于：所述发送/接收线圈的一个区域被设置在所述模块载体的内部。
7.根据权利要求3所述的芯片卡，其特征在于：在所述模块载体表面的发送/接收线圈的区域和在所述模块载体内部的发送/接收线圈的区域通过接触区彼此连接。
8.根据权利要求7所述的芯片卡，其特征在于：在所述模块载体表面和在所述模块载体内部的发送/接收线圈的区域是串联连接的。
9.根据权利要求3所述的芯片卡，其特征在于：位于所述模块载体的多个平面内的发送/接收线圈的多个区域中的至少一个区域具有线圈磁芯形式。
10.根据权利要求9所述的芯片卡，其特征在于：所述模块载体由合成材料制成，该材料中充填有导磁材料，以形成所述发送/接收线圈的位于所述模块载体的一个平面内的区域。
11.用于制造芯片卡的模块载体的方法，具有以下步骤：
-设置具有一个用于模块载体(1)的容纳区的卡片载体(11)，
-将所述模块载体(1)嵌入所述容纳区内，和
-将所述模块载体(1)和所述卡片载体(11)连接，
其中，所述模块载体用于嵌入具有传输装置的芯片卡内，该传输装置具有至少一个发送/接收线圈(3)，该发送/接收线圈具有多个区域，该多个区域相对于所述模块载体的主延伸方向被设置在位于所述模块载体之内和位于所述模块载体的表面上的至少两个彼此相叠的不同平面上，其中，该传输装置被构成为具有信号发送所使用的频率时，处于所述模块载体内部的和位于所述模块载体的表面上的区域彼此保持为谐振相位角或彼此同步地操作。
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