DE10107072B4

DE10107072B4 - Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte

Info

Publication number: DE10107072B4
Application number: DE10107072A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Michalk; Hans-Joachim Filzhuth
Original assignee: HID Global GmbH
Current assignee: HID Global GmbH
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: DE10107072A1; DE20105170U1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Chipkarten, bei dem jeweils ein Chip (2) und eine Drahtspule (3) an einem gemeinsamen Substrat (1) angebracht und unter Bildung einer Transpondereinheit elektrisch miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst an einem Trägermaterialbogen (8) eine Vielzahl von Drahtspulen (3) und an einem vom Trägermaterialbogen (8) separaten Substratbogen (7) eine entsprechende Anzahl von Chips (2) angebracht werden, der Trägermaterialbogen auf einer Seite des Substratbogens (7) positioniert wird und dann die beiden Bögen (7, 8) unter gleichzeitiger Bildung mehrerer Chipkarteninlays mit einer untenliegenden Substratseite und einer obenliegenden Trägermaterialseite zusammengefügt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, bei dem jeweils ein Chip und eine Drahtspule an einem gemeinsamen Substrat angebracht und unter Bildung einer Transporteinheit elektrisch miteinander verbunden werden.
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 kontakt- oder berührungsloser Chipkarten werden der Chip und die Antennenspule unter Bildung eines sogenannten Chipkarteninlays 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 beschreiben die EP 0 753 180 B1 und die DE 196 19 771 A1 Verfahren, bei denen 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 allerdings mit dem Nachteil einer geringen Produktionsgeschwindigkeit verbunden, da die Drahtspulen nacheinander auf den etwa 20 bis 30 Substraten, die jeweils in einem Substratbogen zusammen gefaßt sind, verlegt werden müssen.
Daneben ist aus der WO 91/16718 bekannt, die Drahtspulen als sogenannte Wickelspulen vorzufertigen und diese Vorprodukte 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 positionieren und zu fixieren.
Ferner ist in der DE 198 46 237 A1 ein Verfahren der eingangs genannten Art beschrieben, bei welchem die Drahtspule nicht unmittelbar auf dem Substrat verlegt, sondern in einem separaten Arbeitsgang hergestellt und an einem flächigen Träger angebracht wird. Dieser flächige Träger mit daran angebrachter Spule ist formstabil und kann daher mit geringem Handlungsaufwand transportiert und an dem Substrat positioniert werden. Nachteilig ist allerdings, daß das Verfahren aufwendig ist.
Aus der DE 199 42 932 A1 ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung von Chipkarten der eingangs genannten Art vorbekannt, bei dem jeweils ein Chip und eine Drahtspule an einem gemeinsamen Substrat angebracht und unter Bildung einer Transpondereinheit elektrisch miteinander ver bunden werden. Dabei wird für jede herzustellende Chipkarte ein Bogen vorbereitet, der mindestens die doppelte Fläche der herzustellenden Chipkarte besitzt, und dieser Doppel-Bogen wird mittig durch eine Falzlinie unterteilt, so dass der Doppel-Bogen entlang der Falzlinie unter Bildung eines Chipkarteninlays zusammgeklappt werden kann. Die DE 199 42 932 A1 belehrt einen Fachmann konkret dahingehend, den Chip und die Spule gemeinsam auf der gleichen Hälfte des Doppel-Bogens anzubringen und anschließend den Doppel-Bogen unter Bildung eines Chipkarteninlays zusammenzufalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte bzw. eines Chipkarteninlays der eingangs genannten Art anzugeben, das eine vereinfachte Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zunächst an einem Trägermaterialbogen eine Vielzahl von Drahtspulen und an einem vom Trägermaterialbogen separaten Substratbogen eine entsprechende Anzahl von Chips angebracht werden, der Trägermaterialbogen auf einer Seite des Substratsbogens positioniert wird und dann die beiden Bögen unter gleichzeitiger Bildung mehrerer Chipkarteninlays mit einer untenliegenden Substratseite und einer obenliegenden Trägermaterialseite zusammengefügt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, in paralleler Herstellungsweise eine Vielzahl von Chipkarteninlays gleichzeitig fertigzustellen, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Chipkarteninlay nur aus einer Lage des Substratbogens mit einem darauf angebrachten Trägerbogen. Damit kann der Trägermaterialbogen deutlich dünner als der Substratbogen ausgebildet sein mit der Folge, dass das fertiggestellte Inlay eine vergleichsweise geringe Dicke besitzen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Trägermaterialbogen und der Substratbogen aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können. Dies ist beispielsweise bei den Karteninlays, welche nach dem Verfahren gemäß der DE 199 42 932 A1 hergestellt sind, nicht der Fall.
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 zweckmäßigerweise in der Weise erfolgt, daß der Spulendraht vollständig von dem Trägermaterial umgeben ist. Hierdurch wird einerseits eine elektrische Isolation des Spulendrahts erreicht und zum anderen der Spulendraht auch gegen Verschmutzungen geschützt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem flächigen Träger ein dem Chip zugeordnetes 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 flache Bauhöhe des Chipkarteninlays und eine im wesentlichen ebene Oberfläche erreicht. Hierbei kann die Drahtspule derart an dem flächigen Träger angebracht werden, daß ihre Anschlußbereiche in das Fenster des Trägers hineinragen und die elektrische Kontaktierung zwischen den Anschlußenden der Drahtspule und entsprechenden Anschlußfahnen 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 außerhalb des Fensterbereiches zwischen Träger und Substrat kontaktieren.
Die Drahtspule ist vorzugsweise aus einem mit Silber beschichteten Kupferdraht hergestellt, wodurch hohe Übertragungsreichweiten erzielt werden können.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Chipkarteninlay gemäß der vorliegenden Erfindung in Draufsicht,
2 in geschnittener Seitenansicht ein Chipkarteninlay von 1 in schematischer Darstellung und
3 schematisch das Zusammenfügen von Träger und Substrat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In der Zeichnung ist ein Chipkarteninlay gemäß der vorliegenden 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 dargestellten 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 Thermokompressionsverfahren in das Substrat 1 einzubetten. Im übrigen sind unter dem Begriff Chip nicht nur die Halbleiterbauteile 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 Trä ger 4 ein Fenster 5 eingestanzt ist, in welches einerseits der Chip 2 mit seinen Anschlußfahnen 2a, 2b eingreift 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 hineingedrückt 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 Anbringung 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 hineinragt und seine Anschlußfahnen 2a, 2b in Kontakt mit den Anschlußenden 3a, 3b der Drahtspule 3 kommen und mit diesen durch einen leitenden Klebstoff 6 verbunden werden können. Dieser Vorgang stellt sich vergleichsweise einfach dar, da das Vorprodukt bestehend aus Träger 4 und Drahtspule 3 formstabil und daher leicht zu transportieren und zu handeln ist.
In erfindungsgemäßer Weise werden die Vorprodukte bestehend aus Substrat 1 und Chip 2 einerseits und Träger 4 mit eingebetteter Drahtspule 3 andererseits nicht einzeln hergestellt. Vielmehr werden, wie in 3 angedeutet ist, einerseits Bögen 7 mit einer Vielzahl von Substraten 1 und daran angeordneten Chips 2 sowie Trägermaterialbögen 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 Chipkarteninlays zusammengefügt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Chipkarten, bei dem jeweils ein Chip (2) und eine Drahtspule (3) an einem gemeinsamen Substrat (1) angebracht und unter Bildung einer Transpondereinheit elektrisch miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst an einem Trägermaterialbogen (8) eine Vielzahl von Drahtspulen (3) und an einem vom Trägermaterialbogen (8) separaten Substratbogen (7) eine entsprechende Anzahl von Chips (2) angebracht werden, der Trägermaterialbogen auf einer Seite des Substratbogens (7) positioniert wird und dann die beiden Bögen (7, 8) unter gleichzeitiger Bildung mehrerer Chipkarteninlays mit einer untenliegenden Substratseite und einer obenliegenden Trägermaterialseite zusammengefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (3) zumindest auf einem Teil ihrer Länge in das Material des flächigen Trägers (4) insbesondere mittels Thermokompression und/oder Ultraschalleinwirkung in das Material des Trägers (4) eingebettet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspulen (3) zumindest auf einem Teil ihrer Länge derart in den Träger (4) eingebettet werden, daß der Spulendraht vollständig von dem Trägermaterial umgeben ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der Drahtspulen (3) jeweils durch unmittelbare Verlegung eines Spulendrahts auf dem Trägermaterialbogen (8) und anschließende oder gleichzeitige Einbettung des Spulendrahts in dem Trägermaterialbogen (8) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den flächigen Trägermaterialbogen (8) den Chips (2) zugeordnete Fenster (5) eingebracht werden und der Trägermaterialbogen (8) so auf dem Substratbogen (7) angebracht wird, daß die Chips (2) zumindest teilweise in den Fenstern (5) positioniert sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspulen (3) derart an dem flächigen Träger (4) angebracht werden, daß ihre Anschlußbereiche (3a, 3b) in die Fenster (5) hineinragen und die elektrische Kontaktierung zwischen den Anschlußbereichen (3a, 3b) der Drahtspulen (3) und entsprechenden Anschlußfahnen (2a, 2b) der Chips (2) bei der Anbrin gung des Trägermaterialbogens (8) an dem Substratbogen (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspulen (3) an dem flächigen Träger (4) derart angebracht werden, daß Ihre Anschlußbereiche (3a, 3b) die Anschlußfahnen (2a, 2b) des Chips (2) bei der Anbringung des Trägermaterialbogens (8) an dem Substratbogen (7) außerhalb der Fensterbereiche zwischen Trägermaterialbogen (8) und Substratbogen (7) kontaktieren.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbereiche (3a, 3b) der Drahtspulen (3) an den Anschlußfahnen (2a, 2b) der Chips (2) festgeklebt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspulen (3) aus einem silberbeschichteten Kupferdraht hergestellt werden.