DE102004010013A1 - Contacting chip module outside of card body, with sections of conductor exposed and raised out of card body, by spot welding - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren eines Chipmoduls mit einer auf oder in einem Kartengrundkörper verlegten Leiterbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for contacting a chip module with one installed on or in a card base body Conductor track according to the preamble of claim 1.
Chipkarten mit in den Kartengrundkörper verlegten Antennen-Leiterbahnen gehören zum Stand der Technik. Diese Chipkarten werden beispielsweise zur berührungslosen Datenübertragung zwischen einem Leseterminal und einer für Identifikationszwecke verwendeten Karte verwendet. Im allgemeinen enthalten derartige Karten ein in einer Kavität eines vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgeführten Kartengrundkörpers fixiertes Chipmodul, wobei die verlegte Leiterbahn als Antenneneinrichtung genutzt wird. Chipmodul und Leiterbahn sind miteinander elektrisch kontaktiert. Die Kontaktierung wird üblicherweise so ausgeführt, dass das Chipmodul in die Kavität des Kartengrundkörpers eingesetzt und und hierbei oder anschließend mit der Leiterbahn verbunden wird.Chip cards with laid in the basic card body Antenna tracks belong to the state of the art. These chip cards are used, for example contactless Data transfer between a reading terminal and one for Card used for identification purposes. In general such cards contain one in a cavity, preferably one of one Plastic Card base body fixed chip module, the installed conductor track as an antenna device is being used. Chip module and conductor track are electrical with each other contacted. The contacting is usually carried out in such a way that the chip module into the cavity of the map body used and and here or subsequently connected to the conductor track becomes.
Für diese Kontaktierung werden unterschiedliche Kontaktierungsverfahren angewendet. So kann beispielsweise die Verbindung mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs verwirklicht werden. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr der Oxidation freiliegender Abschnitte der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Leiterbahn, die mit Kontaktierproblemen zwischen Chipmodul und Leiterbahn einhergehen kann. Weiterhin erweisen sich derartige Leitkleberverbindungen oft als nicht hinreichend widerstandsfähig gegenüber Biegebelastungen. So kommt es relativ häufig zu einem Bruch der Klebverbindung oder zu einem Ablösen der Klebestelle von dem Chipmodul oder dem entsprechenden Abschnitt der Leiterbahn.For these contacts are different contact methods applied. For example, the connection can be made electrically conductive Adhesive can be realized. With this procedure there is the Risk of oxidation of exposed sections, preferably made of copper existing conductor track with contacting problems between the chip module and trace can go along. Such conductive adhesive connections have also proven to be often as insufficiently resistant to bending loads. So come it relatively often to break the adhesive bond or to detach the Glue point from the chip module or the corresponding section of the Trace.
Bei einer Kontaktierung zwischen Leiterbahn und Chipmodul mittels einer Lötverbindung stellt sich die Prozessüberwachung während des Lötvorgangs, insbesondere die Gewährleistung einer ausreichenden Erwärmung der Lötstellen, als problematisch heraus. So werden unter Umständen „kalte" Lötstellen erzeugt, die einen nur ungenügenden elektrischen Kontakt zwischen Chipmodul und Leiterbahn herstellen und oft nach einer gewissen Zeit versagen. Bei einer Überhitzung der Lötstelle kann das umgebende Material des Kartengrundkörpers schmelzen und die Chipkarte unbrauchbar werden.When contacting between The conductor track and chip module by means of a soldered connection arises process monitoring while the soldering process, in particular the warranty sufficient warming the solder joints, out as problematic. So under certain circumstances "cold" solder joints generates an insufficient Establish electrical contact between the chip module and the conductor track and often fail after a period of time. In the event of overheating the solder joint can melt the surrounding material of the card body and the chip card become unusable.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem in einfacher Weise eine elektrisch sichere, in dem Prozessverlauf des Kontaktierungsvorgangs gut zu überwachende, mechanisch stabile und den Kartengrundkörper nicht negativ beeinflussende Verbindung zwischen Chipmodul und Leiterbahn verwirklicht werden kann.It is therefore an object of the invention specify a method with which an electrical safe, well-monitored in the process of the contacting process, mechanically stable and not negatively influencing the basic card body Connection between chip module and conductor track can be realized can.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Kontaktieren eines Chipmoduls gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausführungsformen des Verfahrens enthalten.This task is done with a procedure for contacting a chip module according to the features of the claim 1 solved, being the subclaims expedient embodiments of the procedure included.
Erfindungsgemäß wird das Chipmodul außerhalb des Kartengrundkörpers mit aus dem Kartengrundkörper freigelegten und abgehobenen Abschnitten der Leiterbahn kontaktiert.According to the invention, the chip module is outside of the map body with from the map body exposed and lifted sections of the conductor track contacted.
Im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik gebräuchlichen Kontaktierungsverfahren, bei denen zuerst das Chipmodul in den Kartengrundkörper eingesetzt und dann mit der Leiterbahn kontaktiert wird, werden erfindungsgemäß Abschnitte oder Enden der Leiterbahn freigelegt und aus dem Kartengrundkörper herausgezogen, sodass sich diese Abschnitte außerhalb der Kartengrundkörpers befinden. Mit diesen außerhalb liegenden Abschnitten wird das Chipmodul kontaktiert. Somit findet das elektrische Kontaktieren vollständig außerhalb des Kartengrundkörpers statt und lässt somit den Kartengrundkörper unverändert.In contrast to those according to the status of technology Contacting method in which the chip module is first inserted into the card base and then contacted with the conductor track, sections or Ends of the conductor exposed and pulled out of the basic card body, so these sections are outside the map body are located. With these outside lying sections, the chip module is contacted. Thus takes place the electrical contact takes place completely outside the main body of the card and lets thus the basic map body unchanged.
Insbesondere wird die Kontaktierung durch folgende Verfahrensschritte ausgeführt. Zunächst wird die Leiterbahn im Bereich des zu befestigenden Chipmoduls in Form eines herausziehbaren Kontaktierungsabschnittes, insbesondere einer Drahtschlaufe, in dem Kartengrundkörper verlegt. Nachfolgend wird der Kontaktierungsabschnitt freigelegt. Der Kontaktierungsabschnitt wird hierfür mit einer mechanischen Greifvorrichtung erfasst und herausgezogen. Schließlich wird das Chipmodul mit dem herausgezogenen Kontaktierungsabschnitt verbunden.In particular, the contacting carried out by the following process steps. First, the conductor track in the Area of the chip module to be attached in the form of a pull-out Contacting section, in particular a wire loop, in the map body laid. The contacting section is subsequently exposed. For this purpose, the contacting section is provided with a mechanical gripping device captured and pulled out. Finally, the chip module with connected to the pulled-out contacting section.
Vorteilhafterweise kann in Verbindung oder im unmittelbaren Anschluss zum Kontaktierungsvorgang ein Funktionstest erfolgen, wobei nach Abschluss des Funktionstests das kontaktierte Chipmodul in die Kavität des Kartengrundkörpers eingesetzt und fixiert wird. Durch diese Ausgestaltung des Kontaktierungsverfahrens wird erreicht, dass die Funktionsfähigkeit der Kontaktierung überprüft wird, bevor das Chipmodul unlösbar mit dem Kartengrundkörper verbunden ist und die gesamte Chipkarte im Ergebnis einer möglicherweise fehlgeschlagenen Kontaktierung verworfen werden muss.Can advantageously be connected or a function test immediately after the contacting process take place, after contacting the functional test Chip module in the cavity of the map body is used and fixed. This configuration of the contacting process it is achieved that the functionality of the contact is checked, before the chip module unsolvable connected to the map body and the entire chip card may result in one failed contacting must be discarded.
Die außerhalb des Kartengrundkörpers erfolgende Kontaktierung ermöglicht es insbesondere, das Chipmodul und den Kontaktierungsabschnitt unter Verwendung einer Schweißverbindung zu kontaktieren. In Verbindung damit wird auch eine Abisolierung des Kontaktierungsabschnittes ausgeführt. Das Schweißverfahren eignet sich besonders gut für eine sehr feste und dauerhafte Kontaktierung der üblicherweise aus Kupfer bestehenden Kontaktierungsabschnitte mit den im wesentlichen aus Kupfer, Nickel oder Gold bestehenden Kontakten der Chipmodule. Die beim Schweißvorgang entstehende Wärmeentwicklung schädigt den Kartengrundkörper nicht und ist demzufolge unproblematisch.The one that occurs outside the map body Contacting made possible it in particular, the chip module and the contacting section below Use a welded joint to contact. In connection with this there is also stripping of the contacting section. The welding process is particularly suitable for a very firm and permanent contact of the usual contacting sections consisting of copper with the essentially contacts of the chip modules made of copper, nickel or gold. The one during the welding process developing heat damages not the map body and is therefore unproblematic.
Eine Vorrichtung zum Ausführen des Kontaktierungsverfahrens ist durch eine einen freiliegend auf einem Kartengrundkörper angeordneten Kontaktie rungsabschnitt erfassende mechanische Greifvorrichtung in Verbindung mit einer ein Chipmodul haltenden Positioniervorrichtung und eine Kontaktierungseinrichtung für ein Kontaktieren von Kontaktierungsabschnitt und Chipmodul gekennzeichnet.A device for executing the contacting method is connected to a chip module by a mechanical gripping device which detects an exposed contacting section arranged on a card body tendency positioning device and a contacting device for contacting the contacting section and chip module.
Die Kontaktierung zwischen Leiterbahn und Chipmodul wird somit vollständig mechanisch und selbsttätig ausgeführt, wobei das Chipmodul durch die Positioniervorrichtung präzise lageeinstellbar ist.The contact between conductor track and chip module is thus complete mechanical and automatic executed the chip module being precisely position-adjustable by the positioning device is.
Der Kontaktierungsabschnitt wird vorzugsweise in Form einer Drahtschlaufe ausgeführt. Diese Drahtschlaufe läßt sich besonders einfach mechanisch ergreifen und handhaben.The contacting section will preferably carried out in the form of a wire loop. This wire loop can be easy to grip and handle mechanically.
Die mechanische Greifvorrichtung ist zweckmäßigerweise in Form einer Hakeneinrichtung ausgebildet. Diese weist eine Reihe von Haken zum Herausziehen und zur zweckmäßigen Positionierung der Drahtschlaufe für die Kontaktierung auf. Die Hakenvorrichtung ergreift somit die Drahtschlaufe und hält sie bis zum Abschluss der Kontaktierung in der erforderlichen Position.The mechanical gripping device is convenient formed in the form of a hook device. This shows a number of hooks for pulling out and for convenient positioning of the wire loop for the Contacting. The hook device thus grips the wire loop and holds until the contact is made in the required position.
Die Kontaktierungseinrichtung kann vorzugsweise als eine Punktschweißeinrichtung ausgebildet sein. Mit einer derartigen Einrichtung ist eine genaue und saubere Kontaktierung einzelner Stellen der Drahtschlaufe mit dem Chipmodul oder den Kontaktbereichen des Chipmoduls möglich.The contacting device can preferably be designed as a spot welding device. With such a device is an accurate and clean contact individual points of the wire loop with the chip module or the contact areas of the chip module possible.
Ebenso ist die Verwendung einer Löteinrichtung als Kontaktierungseinrichtung möglich.Likewise, the use of a soldering device possible as a contacting device.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend
anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
Zur Verdeutlichung dienen die
Eine beispielhafte Ausführungsform
eines Chipkartenrohlings ist in
So kann beispielsweise der Kartengrundkörper
Im Unterschied zur übrigen Leiterbahn
In der unteren Darstellung aus
Die
Wie aus
Wie in
Wie aus
Eine das Chipmodul
Anschließend bewegt sich die Kontaktierungsvorrichtung
Alternativ kann die Kontaktierungseinrichtung
Die Einheit aus Hakeneinrichtung
Ebenso können Testspannungen zwischen dem
Halteteller
Im Anschluss daran wird das kontaktierte Chipmodul
Die Positioniereinrichtung
Der Kartengrundkörper
Es ist anzumerken, dass das anhand von Ausführungsbeispielen beschriebene Kontaktierungsverfahren in Verbindung mit den hier dargestellten Vorrichtungen im Rahmen fachmännischen Handelns und unter Verwendung von Hinzufügungen, Erweiterungen und Weglassungen verändert werden kann, ohne den Bereich des erfindungsgemäßen Grundgedankens zu verlassen. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.It should be noted that this is based on of embodiments Contacting procedure described in connection with the here shown devices in the context of professional action and under Use of additions, Extensions and omissions can be changed without the Field of the basic idea of the invention to leave. Other embodiments result from the subclaims.
- 1010
- KartengrundkörperCard base
- 2020
- Drahtschlaufewire loop
- 3030
- Leiterbahnconductor path
- 4040
- Kavitätcavity
- 5050
- Hakeneinrichtunghook device
- 5151
- Hakenhook
- 5252
- Hakenösehook eye
- 6060
- Chipmodulchip module
- 7070
- Positioniereinrichtungpositioning
- 7171
- Schiebebolzensliding bolts
- 7272
- Haltetellerretaining plate
- 8080
- Kontaktiereinrichtungcontacting
- 8181
- PunktschweißkontaktSpot welding Contact
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