DE10107072A1

DE10107072A1 - Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte

Info

Publication number: DE10107072A1
Application number: DE2001107072
Authority: DE
Inventors: Manfred Michalk; Hans-Joachim Filzhuth
Original assignee: Cubit Electronics GmbH
Current assignee: HID Global GmbH
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: DE10107072B4; DE20105170U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, bei dem ein Chip (2) und eine Drahtspule (3) an einem gemeinsamen Substrat (1) angebracht und unter Bildung einer Transpondereinheit elektrisch miteinander verbunden werden. Das Verfahren ist dadurch gekennnzeichnet, daß die Drahtspule (3) auf einen flächigen Träger (4) aufgebracht und der flächige Träger (4) mit der Drahtspule (3) an dem Substrat (1) befestigt wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner eine Chipkarte mit einer an einem Substrat (1) angebrachten Transpondereinheit, die zumindest einen Chip (2) und eine Drahtspule (3) aufweist, deren Anschlußbereiche (3a, 3b) mit den Anschlußfahnen (5a, 5b) des Chips elektrisch verbunden sind, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Drahtspule (3) in einen flächigen Träger (4) aus insbesondere PVC angebracht und der flächige Träger (4) an einer Substratseite (1) befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung einer Chipkarte, bei dem ein Chip und eine Drahtspule an einem gemeinsamen Substrat angebracht und unter Bildung einer Transpondereinheit elektrisch mitein ander verbunden werden. Des weiteren betrifft die Erfin dung eine nach diesem Verfahren hergestellte Chipkarte bzw. ein sogenanntes Chipkarteninlay als Zwischenprodukt bei der Chipkartenherstellung.

Bei kontakt- oder berührungslos arbeitenden Chipkarten erfolgt die Energieversorgung des Halbleiterchips über einen Antennenspule, über welche auch der Datentransfer vorgenommen wird. Im Rahmen der Herstellung solcher kon takt- oder berührungsloser Chipkarten werden der Chip und die Antennenspule unter Bildung eines sogenannten Chip karteninlays an einem gemeinsamen Substrat angebracht und elektrisch miteinander verbunden. Zur Herstellung dieser Chipkarteninlays sind dabei unterschiedliche Verfahren bekannt, insbesondere was die Herstellung und Anbringung der Antennenspule angeht.

So beschreibt die EP 0 753 180 B1 ein Verfahren, bei dem die Herstellung der Spule erfolgt, indem der Spulendraht unmittelbar auf dem Substrat verlegt und beispielsweise durch Thermokompression oder Ultraschalleinwirkung mit dem Substrat verbunden wird. Dieses Verfahren ist aller dings mit dem Nachteil einer geringen Produktionsge schwindigkeit verbunden, da die Drahtspulen nacheinander auf den etwa 20 bis 30 Substraten, die jeweils in einem Substratbogen zusammen gefaßt sind, verlegt werden müs sen.

Daneben ist aus der WO 91/16718 bekannt, die Drahtspulen als sogenannte Wickelspulen vorzufertigen und diese Vor produkte dann an dem Substrat anzubringen. Die Verwendung solcher Wickelspulen macht allerdings ein aufwendiges Spulenhandling bei der Zuführung und der Applikation der Spulen erforderlich, um sie exakt auf dem Substrat zu po sitionieren und zu fixieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver fahren zur Herstellung einer Chipkarte bzw. eines Chip karteninlays der eingangs genannten Art anzugeben, das eine vereinfachte Herstellung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drahtspule auf einen flächigen Träger aufgebracht und der flächige Träger mit der Drahtspule an dem Substrat befe stigt wird. Erfindungsgemäß wird die Drahtspule somit nicht wie bei dem aus der EP 0 753 180 B1 bekannten Ver fahren unmittelbar auf dem Substrat verlegt, sondern in einem separaten Arbeitsgang hergestellt und an einem flä chigen Träger, beispielsweise einer PVC-Folie, ange bracht. Dieser flächige Träger mit eingebrachter Spule ist formstabil und kann daher mit geringem Handlingsauf wand transportiert und auf dem Substrat positioniert und an diesem angebracht werden, wodurch die Substratherstel lung vereinfacht wird.

Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch eine Herstellungsvariante, bei dem auf einem Träger materialbogen eine Vielzahl von Drahtspulen angebracht werden, auf einem Substratbogen eine entsprechende Anzahl von Chips angebracht werden und die beiden Bögen dann un ter gleichzeitiger Bildung mehrerer Chipkarteninlays zu sammengefügt werden. Mit dieser Variante können in paral leler Herstellungsweise eine Vielzahl von Chipkartenin lays gleichzeitig fertig gestellt werden, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden können.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drahtspule im Direktverlegeverfahren auf dem flächigen Träger verlegt und mit diesem zumindest bereichsweise verbunden wird. Dabei kann die Drahtspule auch in das Material des flächigen Trägers beispielsweise mittels Thermokompression und/oder Ultraschalleinwirkung eingebettet werden, wobei die Einbettung zweckmäßigerwei se in der Weise erfolgt, daß der Spulendraht vollständig von dem Trägermaterial umgeben ist. Hierdurch wird einer seits eine elektrische Isolation des Spulendrahts er reicht und zum anderen der Spulendraht auch gegen Ver schmutzungen geschützt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß in dem flächigen Träger ein dem Chip zuge ordnetes Fenster eingebracht, beispielsweise eingestanzt wird, und der flächige Träger dann so auf dem Substrat angebracht wird, daß der Chip zumindest im wesentlichen in dem Fenster positioniert ist. Hierdurch wird eine fla che Bauhöhe des Chipkarteninlays und eine im wesentlichen ebene Oberfläche erreicht. Hierbei kann die Drahtspule derart an dem flächigen Träger angebracht werden, daß ih re Anschlußbereiche in das Fenster des Trägers hineinra gen und die elektrische Kontaktierung zwischen den An schlußenden der Drahtspule und entsprechenden Anschluß fahnen des Chips bei der Anbringung des Trägers an dem Substrat erfolgt. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Drahtspule an dem flächigen Träger derart angebracht wird, daß Ihre Anschlußbereiche die Anschlußfahnen des Chips bei der Anbringung des Trägers an dem Substrat au ßerhalb des Fensterbereiches zwischen Träger und Substrat kontaktieren.

Die Drahtspule ist vorzugsweise aus einem mit Silber be schichteten Kupferdraht hergestellt, wodurch hohe Über tragungsreichweiten erzielt werden können.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Chipkarteninlay gemäß der vorliegenden Er findung in Draufsicht,

Fig. 2 in geschnittener Seitenansicht ein Chipkarten inlay von Fig. 1 in schematischer Darstellung und

Fig. 3 schematisch das Zusammenfügen von Träger und Substrat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

In der Zeichnung ist ein Chipkarteninlay gemäß der vor liegenden Erfindung dargestellt. Dieses Chipkarteninlay besitzt ein flaches Substrat 1 aus einem flexiblen, nicht leitenden Material wie beispielsweise PVC, auf dem ein Chip 2 und eine Drahtspule 3 befestigt sind. In der dar gestellten Ausführungsform ist der Chip auf der ebenen Oberfläche des Substrats 1 angebracht, es ist aber auch möglich, den Chip 2 in eine Ausnehmung des Substrats 1 einzusetzen oder den Chip 2 beispielsweise im Thermokom pressionsverfahren in das Substrat 1 einzubetten. Im üb rigen sind unter dem Begriff Chip nicht nur die Halblei terbauteile selbst, sondern auch sogenannte Chipmodule zu verstehen, d. h. in eine Kunststoffmasse eingebettete Halbleiterchips mit den Anschlußfahnen 2a, 2b.

Die Drahtspule 3 ist erfindungsgemäß im wesentlichen vollständig in einen flächigen Träger 4 in Form einer PVC-Folie eingebettet, die auf dem Substrat 2 befestigt ist. In der Zeichnung gut erkennbar ist, daß in den Träger 4 ein Fenster 5 eingestanzt ist, in welches einer seits der Chip 2 mit seinen Anschlußfahnen 2a, 2b ein greift und andererseits die Anschlußenden 3a, 3b der Drahtspule 3 hineinragen und mit den Anschlußfahnen 2a, 2b verbunden, hier verklebt sind.

Die Herstellung dieses Chipkarteninlays erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise:
Zunächst wird auf dem Substrat 1 der Chip 2 angebracht. Parallel hierzu wird die Drahtspule 3 in den Träger 4 eingebettet, indem der Spulendraht unmittelbar auf dem Träger 4 verlegt und unter Wärme- und Druckeinwirkung in das thermoplastische PVC-Material des Trägers 4 hineinge drückt wird. Die Verlegung der Drahtspule 3 erfolgt dabei in der Weise, daß die elektrischen Anschlußenden 3a, 3b in das Fenster 5 hineinragen und bei der späteren Anbrin gung des Trägers 4 an dem Substrat 1 die Anschlußfahnen 2a, 2b des Chips 2 kontaktieren. Anschließend wird der flächige Träger 4 mit der Drahtspule 3 auf dem Substrat 1 so positioniert, daß der Chip 2 in das Fenster 5 hinein ragt und seine Anschlußfahnen 2a, 2b in Kontakt mit den Anschlußenden 3a, 3b der Drahtspule 3 kommen und mit die sen durch einen leitenden Klebstoff 6 verbunden werden können. Dieser Vorgang stellt sich vergleichsweise ein fach dar, da das Vorprodukt bestehend aus Träger 4 und Drahtspule 3 formstabil und daher leicht zu transportie ren und zu handeln ist.

In erfindungsgemäßer Weise werden die Vorprodukte beste hend aus Substrat 1 und Chip 2 einerseits und Träger 4 mit eingebetteter Drahtspule 3 andererseits nicht einzeln hergestellt. Vielmehr werden, wie in Fig. 3 angedeutet ist, einerseits Bögen 7 mit einer Vielzahl von Substraten 1 und daran angeordneten Chips 2 sowie Trägermaterialbö gen 8, die eine entsprechende Anzahl von Trägern 4 mit eingestanztem Fenster 5 und eingebetteter Drahtspule 3 umfassen, angefertigt, und diese Bögen 7, 8 werden dann unter gleichzeitiger Bildung einer Vielzahl von Chipkar teninlays zusammengefügt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, bei dem ein Chip (2) und eine Drahtspule (3) an einem gemein samen Substrat (1) angebracht und unter Bildung einer Transpondereinheit elektrisch miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (3) auf einen flächigen Träger (4) aufgebracht und der flächige Träger (4) mit der Drahtspule (3) an dem Substrat (1) befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Trägermaterialbogen (8) eine Vielzahl von Drahtspulen (3) angebracht werden, auf einem Substratbogen (7) eine entsprechende Anzahl von Chips (2) angebracht werden und die beiden Bögen unter gleichzeitiger Bildung mehrerer Chipkarteninlays zu sammengefügt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Drahtspule (3) zumindest auf einem Teil ihrer Länge in das Material des flächigen Trä gers (4) insbesondere mittels Thermokompression und/oder Ultraschalleinwirkung in das Material des Trägers (4) eingebettet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (3) zumindest auf einem Teil ihrer Länge derart in den Träger (4) eingebettet wird, daß der Spulendraht vollständig von dem Trägermaterial umgeben ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausbildung der Drahtspule (3) durch unmittelbare Verlegung eines Spulendrahts auf dem Träger (4) und anschließende oder gleichzeitige Einbettung des Spulendrahts in dem Träger (4) er folgt.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß in den flächigen Träger (4) ein dem Chip (2) zugeordnetes Fenster (5) einge bracht wird und der flächige Träger (4) so auf dem Substrat (1) angebracht wird, daß der Chip (2) zumin dest teilweise in dem Fenster (5) positioniert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (3) derart an dem flächigen Träger (4) angebracht wird, daß ihre Anschlußbereiche (3a, 3b) in das Fenster (5) hineinragen und die elektri sche Kontaktierung zwischen den Anschlußbereichen (3a, 3b) der Drahtspule (3) und entsprechenden An schlußfahnen (2a, 2b) des Chips (2) bei der Anbrin gung des Trägers (4) an dem Substrat (1) erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (3) an dem flächigen Träger (4) derart angebracht wird, daß Ihre Anschlußbereiche (3a, 3b) die Anschlußfahnen (2a, 2b) des Chips (2) bei der Anbringung des Trägers (4) an dem Substrat (1) außerhalb des Fensterbereiches zwischen Träger (4) und Substrat (1) kontaktieren.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anschlußbereiche (3a, 3b) der Drahtspule (3) an den Anschlußfahnen (2a, 2b) des Chips (2) festgeklebt werden.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (3) aus einem silberbeschichteten Kupferdraht hergestellt wird.

11. Chipkarte mit einer an einem Substrat (1) angebrach ten Transpondereinheit, die zumindest einen Chip (2) und eine Drahtspule (3) aufweist, deren Anschlußbe reiche (3a, 3b) mit den Anschlußfahnen (5a, 5b) des Chips elektrisch verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Drahtspule (3) in einen flächigen Träger (4) aus insbesondere PVC angebracht und der flächige Träger (4) an einer Substratseite (1) befe stigt ist.