DE102004011702A1 - Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte und kontaktlose Chipkarte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte und kontaktlose Chipkarte Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kontaktlose Chipkarte und ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte, bei dem ein Aussparungen (6) aufweisender Kunststoffträger (1) bereitgestellt wird, auf dem eine Antennenspule (5) auf einer Oberseite (4) des Kunststoffträgers (1) und ein eine integrierte Schaltung aufweisendes Bauelement (3) auf einer der Oberseite (4) gegenüberliegenden Rückseite (2) des Kunststoffträgers (1) angeordnet wird, eine elektrische Verbindung zwischen der Spule (5) und dem Bauelement (3) hergestellt wird, der Kunststoffträger (1) in eine Spritzgussform (9) eingebracht wird und ein Kartenkörper (8) im Spritzgießverfahren an die Rückseite (2) des Kunststoffträgers (1) angegossen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte und eine kontaktlose Chipkarte.
  • Eine Herstellung kontaktloser Chipkarten genormten Formats erfolgt beispielsweise im Laminierverfahren, bei dem eine Antennenspule und zumindest ein Halbleiterchip auf einer Trägerfolie angeordnet sind, die in einem, durch Laminieren mehrerer Folien, ausgebildeten Kartenkörper integriert sind.
  • Eine weitere Vorgehensweise sieht die Anordnung des Halbleiterchips und einer Antennenspule auf einer Trägerschicht vor, auf die der Kartenkörper durch ein Moldverfahren aufgebracht wird, so dass der Kartenkörper den Halbleiterchip und die Antennenspule vollständig bedeckt.
  • In der DE 197 32 353 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte angegeben, bei dem ein flächiger, in einer Spritzgusstechnik hergestellter, mit einer Aussparung versehener Kartenkörper hergestellt wird, eine elektrisch leitfähige Spule auf der Oberfläche der Aussparung angeordnet wird und ein Chip in der Aussparung ausgerichtet und mit Anschlüssen der Spule elektrisch leitend verbunden wird. Die Aussparungen werden anschließend mit einer Vergussmasse ausgegossen.
  • Das in der DE 101 56 803 A1 zur Herstellung eines kontaktlosen Datenträgers vorgeschlagene Verfahren sieht die Verwen dung eines Werkstückträgers als Teilwerkzeug eines Spritzgießwerkzeugs vor, auf welches die Spule platziert wird und beidseitig umgossen wird.
  • In der WO 97/23843 A1 wird zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte eine Spule auf einer Trägerfolie aufgebracht und die Trägerfolie in eine Spritzgussform eingebracht. Mit der Spule zu kontaktierende integrierte Schaltungsmittel werden über der Trägerfolie positioniert und mit der Spule verbunden. Ein Kartenkörper wird anschließend an die Trägerfolie angegossen.
  • Die DE 196 37 306 C1 schlägt ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte vor, bei dem eine eine Spule aufweisende Trägerfolie mit einer Deckschicht bedeckt wird, die der Spule gegenüberliegende Seite der Trägerfolie mit einer Kartenschicht bedeckt wird, das Gebilde in eine Spritzgussform eingebracht und mit einem Kunststoffmaterial eingespritzt wird.
  • Die oben genannten Verfahren weisen mehrere Nachteile auf. Die Herstellung einer Chipkarte mittels eines Laminierprozesses ist sehr aufwendig und kostenintensiv. Die gemäß dem Stand der Technik vorzunehmende Positionierung der Spule auf einer Trägerschicht führt bei einem Moldverfahren dazu, dass die Spule stets vollständig umgossen wird. Durch den sich beim Einspritzen der Moldmasse in die Gussform ergebenden Druck besteht jederzeit die Möglichkeit, dass sich die Windungen der Antennenspule von der Trägerschicht lösen.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kontaktlose Chipkarte anzugeben und ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte derart weiterzubilden, dass die Chipkarte einfach und kos tengünstig herstellbar ist und dass eine Beschädigung der in der hergestellten Chipkarte integrierten Antennenspule ausschließt.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Chipkarte gemäß Anspruch 6. Bevorzugte Verfahrensvarianten und Ausgestaltungen der Chipkarte sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Demnach sieht das Verfahren zur Herstellung der Chipkarte die Bereitstellung eines Aussparungen aufweisenden Kunststoffträgers vor, auf dem auf einer Oberseite eine elektrisch leitfähige Spule angeordnet ist. Ein auf der Rückseite des Kunststoffträgers angeordnetes integrierte Schaltungen aufweisendes Bauelement, zum Beispiel ein Halbleiterchip, wird mittels in den Aussparungen des Kunststoffträgers angeordnete Durchkontaktierungen mit der Spule verbunden. Zur Herstellung des Kartenkörpers wird der Kunststoffträger in eine Spritzgussform eingebracht und mittels eines Moldverfahrens der Kartenkörper an die Rückseite des Kunststoffträgers angegossen.
  • Unter einem Moldverfahren soll im Sinne der Erfindung und wie im Stand der Technik üblich ein Verfahren zur Herstellung eines Kartenkörpers verstanden werden, welches sich einer Gehäuseform bedient, deren Hohlraum mit einem Kunststoff ausgefüllt wird. Form und Größe des Kartenkörpers werden durch die Ausbildung des Hohlraums bestimmt. Bei der Anwendung des Moldverfahrens, welches zur Herstellung der erfindungsgemäßen Chipkarte verwendet wird, können die üblichen Moldwerkzeuge und Apparaturen verwendet werden. Es können alle herkömmlich bei Moldverfahren eingesetzten Duroplaste oder Thermoplaste eingesetzt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass hierbei die Oberseite des Kunststoffträgers mit der auf ihr angeordneten Antennenspule eine der Oberflächen bzw. eine Außenseite der fertiggestellten Chipkarte bildet, während der Halbleiterchip innerhalb der Chipkarte angeordnet ist. Somit wird die Antennenspule beim Einspritzen der Moldmasse in die Gussform von der Moldmasse nicht bedeckt, so dass sich Windungen der Antennenspule auch nicht durch den sich beim Einspritzen ergebenden Druck von dem Träger lösen können. Es können beim Herstellen des Kartenkörpers ausschließlich Herstellungsschritte und Werkzeuge eingesetzt werden, die ohnehin bei einem Modul- und/oder Kartenhersteller gebräuchlich sind. Des weiteren entfallen aufwendige und teure Verfahrensschritte, die mittels Laminierprozessen vorzunehmen sind. Aufgrund der Anordnung der Spule auf der dem Chip gegenüberliegenden Seite des Kunststoffträgers können problemlos auch mehrere Chips auf dem Träger angeordnet werden. Die Antenne auf der Kartenoberfläche kann nach der Fertigstellung der Chipkarte beim herkömmlichen Bedrucken mit einer Deckschicht abgedeckt und eingeebnet werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Bauelement dergestalt auf dem Kunststoffträger angeordnet, dass beim Einbringen des Kunststoffträger in die Spritzgießform das Bauelement auf einer einen Einspritzkanal aufweisende Seite der Spritzgießform gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das auf dem Träger angeordnete Bauelement durch den sich beim Einspritzen der Moldmasse ergebenden Druck nicht beschädigt wird.
  • Die erfindungsgemäße kontaktlose Chipkarte bestehend aus einem Kartenkörper und einem im Kartenkörper angeordneten Kunststoffträger, einer auf dem Kunststoffträger angeordneten Spule und einem eine integrierte Schaltung aufweisenden Bauelement, welches mit der Spule elektrisch leitend verbunden ist, ist dergestalt ausgebildet, dass die Spule auf einer dem Bauelement gegenüberliegenden Oberseite des Kunststoffträgers angeordnet ist. Die Positionierung der Spule auf der Oberseite des Kunststoffträgers hat den Vorteil, dass die Chipkarte in einem kostengünstigen Spritzgussverfahren herstellbar ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Chipkarte sieht vor, dass die die Spule aufweisende Oberseite des Kunststoffträgers zur Einebnung und Abdeckung der Spule mit einer Deckschicht versehen wird.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Kunststoffträgers und einer Spritzgussform, in die der Kunststoffträger zur Herstellung eines Kartenkörpers eingebracht ist und
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte.
  • 1 soll das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte erläutern. Als Ausgangsmaterial im erfindungsgemäßen Verfahren dient ein Kunststoffträger 1, auf dem auf einer Rückseite 2 ein Halbleiterchip 3 mit hier nicht dargestellten Kontaktflächen angeordnet ist. Auf der dem Halbleiterchip 3 gegenüberliegenden Oberseite 4 des Kunststoffträgers 1 ist eine Antennenspule 5 aufgebracht. Die Antennenspule 5 ist über im Kunststoffträger 1 angeordnete Aus sparungen 6 mittels Durchkontaktierungen 7 mit dem Halbleiterchip 3 elektrisch leitend verbunden.
  • Zur Herstellung eines Kartenkörpers 8 ist der Kunststoffträger 1 in eine Spritzgussform 9 eingebracht, deren Formraum der Form des auszubildenden Kartenkörpers 8 entsprechend ausgebildet ist. Hierbei ist der Kunststoffträger 1 in der Spritzgussform 9 so ausgerichtet, dass der Formraum der Spritzgussform 9 nur die Rückseite 2 des Trägers 1 einschließt. Die Spritzgussform 9 weist auf einer Seite 10 einen Anspritzkanal 11 auf, durch den ein flüssiges Kunststoffmaterial in den Formraum eingespritzt wird. Das Moldverfahren kann auf im Stand der Technik übliche Weise durchgeführt werden, wobei auch die üblichen Thermoplaste oder Duroplaste als Werkstoffe zur Herstellung des Kartenkörpers 8 verwendet werden können.
  • Damit durch den beim Einspritzen entstehenden Druck der auf dem Kunststoffträger 1 angeordnete Halbleiterchip 3 nicht beschädigt wird, ist dieser an der dem Einspritzkanal 11 gegenüberliegenden Seite 12 der Spritzgussform 9 auf dem Kunststoffträger 1 angeordnet. Nach dem Umgießen des Kunststoffträgers 1 bzw. des Halbleiterchips 3 und erfolgter Aushärtung des Kartenkörpers 8 wird die so hergestellte Chipkarte 13 aus der Spritzgussform 9 entfernt. Die Oberseite 4 des Trägers 1 bildet eine Außenseite der Chipkarte 13, auf der die Spule 5 sichtbar ist. Zum Einebnen bzw. Abdecken der Antennenspule 5 wird diese Außenseite in einem anschließenden Prozessschritt mit einer hier nicht sichtbaren überzogen. Diese Deckschicht ist mit üblichen Maßnahmen bedruckbar.
  • Die 2 zeigt die erfindungsgemäße Chipkarte 13, die mit dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Der auf dem Kunststoffträger 1 angeordnete Halbleiterchip 3 ist nunmehr vollständig im Kartenkörper 8 eingebettet. Die aus der Oberseite 4 des Trägers 1 gebildete Außenseite der Chipkarte 13 ist mit einer Deckschicht 14 versehen, so dass die Antennenspule 5 von dieser abgedeckt ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von kontaktlosen Chipkarten im einem kostengünstigen Spritzgussverfahren.
    • 1
    Kunststoffträger
    2
    Rückseite
    3
    Bauelement
    4
    Oberseite
    5
    Antennenspule
    6
    Aussparung
    7
    Durchkontaktierung
    8
    Kartenkörper
    9
    Spritzgussform
    10
    Seite
    11
    Einspritzkanal
    12
    Seite
    13
    Chipkarte
    14
    Deckschicht

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte (13), das die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen eines Aussparungen (6) aufweisenden Kunststoffträgers (1), – Anordnen einer Antennenspule (5) auf einer Oberseite (4) des Kunststoffträgers (1), – Anordnen eines integrierte Schaltungen aufweisenden Bauelementes (3) auf einer der Oberseite (4) gegenüberliegenden Rückseite (2) des Kunststoffträgers (1), – Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Spule (5) und dem Bauelement (3), – Einbringen des Kunststoffträgers (1) in eine Spritzgussform (9) und – Angießen eines Kartenkörpers (8) im Spritzgießverfahren an die Rückseite (2) des Kunststoffträgers (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (5) mit Anschlusskontakten des Bauelementes (3) mittels in den Aussparungen (6) geführten metallischen Durchkontaktierungen (7) elektrisch leitend verbunden wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdecken und Einebenen der auf der Oberseite (4) des Kunststoffträgers (1) angeordneten Spule (5) mittels einer Deckschicht (14) gleichzeitig mit einem Bedrucken dieser Oberseite (4) und oder der Deckschicht (14) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (3) dergestalt auf dem Kunststoffträger (1) angeordnet wird, dass beim Einbringen des Kunststoffträgers (1) in die Spritzgießform (9) das Bauelement (3) auf einer einen Einspritzkanal (11) aufweisende Seite (10) der Spritzgießform (9) gegenüberliegenden Seite (12) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Chipkarte (13) im Endlos-Verfahren erfolgt.
  6. Kontaktlose Chipkarte (13) bestehend aus einem Kartenkörper (8) und einem im Kartenkörper (8) angeordneten Kunststoffträger (1), einer auf dem Kunststoffträger (1) angeordneten Spule (5) und einem eine integrierte Schaltung aufweisenden Bauelement (3), welches mit der Spule (5) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (5) auf einer dem Bauelement (3) gegenüberliegenden Oberseite (4) des Kunststoffträgers (1) angeordnet ist.
  7. Kontaktlose Chipkarte (13) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Spule abdeckende Deckschicht (14) eine Außenseite der Chipkarte (13) bildet.
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