DE102010026152A1 - Block shaped card body for manufacturing dual-interface-card, has strip line designed as bulge in area by area, and bulge part arranged in spatial region of body, where region is provided as block shaped opening to receive chip module - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kartenkörper zum Herstellen einer Chipkarte und ein Verfahren zum Herstellen einer Chipkarte.The invention relates to a card body for producing a chip card and a method for producing a chip card.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kartenkörper zum Herstellen einer Chipkarte bereitzustellen. Darüber hinaus soll ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte angegeben werden.The invention has for its object to provide an improved card body for producing a smart card. In addition, an improved method for producing a chip card is to be specified.
Die Aufgabe wird durch einen Kartenkörper zum Herstellen einer Chipkarte gelöst, umfassend eine im Kartenkörper eingebettete Antenne mit Leiterbahnen, wobei mindestens eine der Leiterbahnen bereichsweise als mindestens eine Aufwölbung ausgebildet ist und zumindest ein Teil der mindestens einen Aufwölbung in einem vorgegebenen räumlichen Bereich des Kartenkörpers angeordnet ist, der als eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Chipmoduls vorgesehen ist.The object is achieved by a card body for producing a chip card, comprising an antenna embedded in the card body with conductor tracks, wherein at least one of the conductor tracks is partially formed as at least one bulge and at least a portion of the at least one bulge in a predetermined spatial area of the card body is arranged which is provided as a recess for receiving a chip module.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Herstellen einer Chipkarte gelöst, das folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer Antenne durch Anordnen einer musterförmig strukturierten Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material auf einem Antennensubstrat, wobei die musterförmig strukturierte Schicht Leiterbahnen der Antenne ausbildet; Ausbilden mindestens einer der Leiterbahnen bereichsweise als mindestens eine Aufwölbung; Einbetten des Antennensubstrats mit der darauf angeordneten Antenne zwischen mehreren übereinander liegenden Schichten; Bilden eines Kartenkörpers durch Verbinden der mehreren übereinander liegenden Schichten und des dazwischen eingebetteten Antennensubstrats mit der durch die musterförmig strukturierte Schicht gebildeten Antenne derart, dass die mindestens eine Aufwölbung erhalten bleibt; Ausformen einer Ausnehmung in dem Kartenkörper zur Aufnahme eines Chipmoduls, das an einer Oberfläche erste Kontaktflächen aufweist, derart, dass beim Ausformen ein Teil der mindestens einen Aufwölbung entfernt wird und dadurch mindestens eine zweite Kontaktfläche ausgebildet wird, die in einer die Ausnehmung begrenzenden Oberfläche des Kartenkörpers liegt; und Anordnen des Chipmoduls in der Ausnehmung derart, dass eine elektrische Verbindung zwischen der mindestens einen zweiten Kontaktfläche und einer der ersten Kontaktflächen ausgebildet wird.The object is further achieved by a method for producing a chip card, comprising the steps of: forming an antenna by arranging a pattern-structured layer of an electrically conductive material on an antenna substrate, wherein the pattern-structured layer forms conductor tracks of the antenna; Forming at least one of the conductor tracks in regions as at least one bulge; Embedding the antenna substrate with the antenna disposed thereon between a plurality of superimposed layers; Forming a card body by bonding the plurality of superimposed layers and the antenna substrate interposed therebetween to the antenna formed by the patterned layer so as to retain the at least one protrusion; Forming a recess in the card body for receiving a chip module having on a surface first contact surfaces, such that during molding a portion of the at least one bulge is removed and thereby at least one second contact surface is formed in a recess defining surface of the card body lies; and arranging the chip module in the recess such that an electrical connection is formed between the at least one second contact surface and one of the first contact surfaces.
Einwesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass die Antennenschicht, gebildet durch die die Antenne bildende musterförmig strukturierte Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material, zunächst vollständig in das Kartenmaterial eingebaut wird, die zur elektrischen Kontaktierung eines Chipmoduls dienenden Leiterbahnabschnitte der Antenne aber bereichsweise derart als eine Aufwölbung ausgebildet sind, dass bei einem während der Herstellung der Chipkarte erfolgenden Ausformen einer Ausnehmung in dem Kartenkörper zum Einsetzen eines Chipmoduls in den Kartenkörper durch Abtragen von Kartenkörper-Material in einem vorgegebenen räumlichen Bereich des Kartenkörpers, z. B. durch Herausfräsen, Ablation durch Strahlung oder chemisches Ätzen, zumindest ein Teil der Aufwölbung ebenfalls abgetragen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Aufwölbung in denjenigen definierten Raumbereich des Kartenkörpers erstreckt, der abzutragen ist, um die Ausnehmung auszuformen. Vor dem Ausformen der Ausnehmung enthält das vorbestimmte Raumgebiet des Kartenkörpers, in dem die Ausnehmung auszuformen ist, also zumindest einen Teil der Aufwölbung. Durch das Abtragen zumindest eines Teils der Aufwölbung während der Ausbildung der Ausnehmung wird mindestens eine zweite Kontaktfläche ausgebildet, die in einer die Ausnehmung begrenzenden Oberfläche des Kartenkörpers liegt.An essential point of the invention is that the antenna layer, formed by the pattern-patterned layer of an electrically conductive material forming the antenna, is initially completely built into the card material, but the conductor track sections of the antenna serving for electrical contacting of a chip module are in some regions as a bulge are formed such that at a taking place during the manufacture of the chip card molding a recess in the card body for inserting a chip module into the card body by removing card body material in a predetermined spatial area of the card body, z. B. by milling, ablation by radiation or chemical etching, at least a portion of the bulge is also removed. This is achieved in that the bulge extends in those defined space region of the card body, which is to be removed in order to form the recess. Before the recess is formed, the predetermined spatial area of the card body, in which the recess is to be formed, thus contains at least part of the bulge. By removing at least a portion of the bulge during the formation of the recess, at least one second contact surface is formed, which lies in a surface of the card body bounding the recess.
Eine durch die mindestens eine Leiterbahn ausgebildete Aufwölbung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch als eine durch die mindestens eine Leiterbahn ausgebildete Delle, Beule, Ausbauchung oder Vorwölbung bezeichnet werden.A bulge formed by the at least one conductor track in the sense of the present invention can also be referred to as a dent, bump, bulge or bulge formed by the at least one conductor track.
Der Kartenkörper bildet einen flachen, ebenen und plattenförmigen, vorzugsweise quaderförmigen Körper, insbesondere mit Abmessungen im Bereich von 1 bis 15 cm, z. B. eine Karte gemäß
Die Antenne weist Leiterbahnen auf, die aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Material(ien) gebildet sind, entweder aus einem metallfreien Material oder einem metallhaltigen Material, z. B. einem Metall wie Kupfer, Aluminium oder Silber oder einer Metalllegierung mit wenigstens einem der Metalle Kupfer, Aluminium und/oder Silber. Die Leiterbahnen können auch aus mehreren, über- und/oder nebeneinander angeordneten Schichten aus gleichen oder verschiedenen elektrisch leitfähigen, metallfreien oder metallhaltigen Materialien gebildet sein. Die Leiterbahnen können als eine durch ein Beschichtungsverfahren ausgebildete Struktur ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die Antenne durch eines oder eine Kombination folgender Beschichtungsverfahren ausgebildet wird: ein Druckverfahren, z. B. Siebdruck oder Tiefdruck, ein Abscheide- oder Beschichtungsverfahren wie z. B. physikalische Gasphasenabscheidung, kurz PVD (= Physical Vapour Deposition), chemische Gasphasenabscheidung, kurz CVD (= Chemical Vapour Deposition), chemische Abscheidung in wässrigen Medien, z. B. elektrisches und/oder stromloses Galvanisieren, oder Aufsprühbeschichtung, z. B. thermisches Spritzen, d. h. „thermal spraying”, oder Aufsprühen einer Suspension, d. h. „slurry spraying”, oder mittels Auflaminieren oder Aufkaschieren. Es ist bevorzugt, wenn die Antenne aus einem elektrischen Leiter gebildet ist, der spulenförmig in den Kartenkörper eingebettet ist und dessen Enden im Bereich der Ausnehmung enden, wo sie mit ersten Kontaktflächen des Chipmoduls elektrisch verbindbar sind. Dabei sind zumindest die Enden des elektrischen Leiters als Leiterbahnen ausgebildet.The antenna has traces made of one or more electrically conductive material (s), either of a metal-free material or a metal-containing material, e.g. As a metal such as copper, aluminum or silver or a metal alloy with at least one of the metals copper, aluminum and / or silver. The conductor tracks may also be formed from a plurality of layers arranged above and / or next to one another from the same or different electrically conductive, metal-free or metal-containing materials. The conductor tracks may be formed as a structure formed by a coating method. It is possible that the antenna is formed by one or a combination of the following coating methods: a printing method, e.g. As screen printing or gravure printing, a deposition or coating method such. As physical vapor deposition, short PVD (= Physical Vapor Deposition), chemical vapor deposition, short CVD (= Chemical Vapor Deposition), chemical deposition in aqueous media, eg. As electrical and / or electroless plating, or spray coating, z. B. thermal spraying, d. H. "Thermal spraying", or spraying on a suspension, d. H. "Slurry spraying", or by means of lamination or laminating. It is preferred if the antenna is formed from an electrical conductor, which is embedded in a coil shape in the card body and whose ends terminate in the region of the recess, where they are electrically connectable to first contact surfaces of the chip module. In this case, at least the ends of the electrical conductor are formed as conductor tracks.
Mindestens eine Leiterbahn weist einen oder mehrere Bereiche auf, in denen die mindestens eine Leiterbahn als mindestens eine Aufwölbung ausgebildet ist, d. h. in Form mindestens einer Aufwölbung verformt ist, wobei die mindestens eine Aufwölbung nicht verformte Bereiche der mindestens einen Leiterbahn in Richtung senkrecht zu der von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene, d. h. entlang der z-Achse des kartesischen Koordinatensystems, überragt. Das Ausformen der Ausnehmung erfolgt vorzugsweise durch Abtragen von Material des Kartenkörpers in einem definierten Raumbereich. Vor der Ausbildung der aus dem Kartenkörper herauszuarbeitenden, z. B. herauszufräsenden, Ausnehmung ist die mindestens eine Leiterbahn in den verformten und in den nicht verformten Bereichen der mindestens einen Leiterbahn in den Kartenkörper integriert. Bei der Ausbildung der Ausnehmung wird Material des Kartenkörpers, und damit auch der mindestens einen Leiterbahn in einem oder mehreren verformten Bereichen, abgetragen und somit die mindestens eine Leiterbahn bereichsweise freigelegt. Das nachträgliche Herausarbeiten oder Ausformen einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Chipmoduls nach der Ausbildung des Kartenkörpers ist besonders bei Dual-Interface-Karten üblich, bei denen das Chipmodul von außen kontaktierbar sein muss.At least one track has one or more areas in which the at least one track is formed as at least one bulge, d. H. is deformed in the form of at least one bulge, wherein the at least one bulge not deformed areas of the at least one conductor track in the direction perpendicular to the plane spanned by the card body, d. H. along the z-axis of the Cartesian coordinate system, surmounted. The shaping of the recess is preferably carried out by removing material of the card body in a defined area of space. Before training out of the card body herauszuarbeitenden, z. B. herauszufräsenden, recess is integrated into the at least one conductor track in the deformed and in the non-deformed areas of the at least one conductor in the card body. In the formation of the recess material of the card body, and thus also the at least one conductor track in one or more deformed areas, removed and thus the at least one conductor track partially exposed. The subsequent working out or forming a recess for receiving a chip module after the formation of the card body is particularly common in dual-interface cards, in which the chip module must be contacted from the outside.
Bei herkömmlichen Kartenkörpern zum Herstellen von Chipkarten, in denen Leiterbahnen der Antenne keine Aufwölbung aufweisen, ist die zulässige Tiefentoleranz des Abtragungsverfahrens durch die Dicke der Leiterbahnen begrenzt, da beim Abtragungsverfahren die Leiterbahnen angefräst werden müssen, aber nicht ganz abgetragen werden dürfen. Mit Tiefentoleranz ist eine Toleranz in Richtung senkrecht zu der von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gemeint. Da die Tiefentoleranz des Abtragungsverfahrens in vielen Fällen nicht weiter verringert werden kann, müssen die Leiterbahnen daher mit einer relativ großen Dicke ausgebildet werden.In conventional card bodies for producing chip cards, in which conductor tracks of the antenna have no bulge, the permissible depth tolerance of the removal method is limited by the thickness of the conductor tracks, since during the removal process, the conductor tracks must be milled, but not completely removed. With depth tolerance is meant a tolerance in the direction perpendicular to the plane spanned by the card body. Since the depth tolerance of the ablation method can not be reduced further in many cases, the interconnects must therefore be formed with a relatively large thickness.
Bei herkömmlichen Kartenkörpern zum Herstellen von Chipkarten müssen Leiterbahnen der Antenne entweder so dick gewählt werden, dass bei einem nachfolgenden Fräsvorgang auftretende Tiefentoleranzen in jedem Fall sicher aufgefangen werden. Oder es müssen zu diesem Zweck in einem zusätzlichen Verfahrensschritt mittels eines Materialauftrags Verdickungen auf einer Kontaktfläche gebildet werden, die bei einem nachfolgenden Abfräsen freigelegt werden.In conventional card bodies for the production of chip cards, conductor tracks of the antenna must either be chosen so thick that deep tolerances occurring in a subsequent milling process are reliably absorbed in each case. Or it may be for this purpose in an additional process step by means of a material application thickening on a contact surface are formed, which are exposed in a subsequent milling.
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Kartenkörper die mindestens eine Leiterbahn bereichsweise als mindestens eine Aufwölbung ausgebildet ist, kann die Ausnehmung in dem Kartenkörper mittels eines Abtragungsverfahrens, insbesondere eines Fräsverfahrens, eines chemischen Ablationsverfahrens oder eines strahlungsbasierten Ablationsverfahrens, ausgebildet werden, dessen Tiefentoleranz größer als die Schichtdicke der mindestens einen Leiterbahn ist. Die Tiefentoleranz des Abtragungsverfahrens wird durch die mindestens eine Aufwölbung aufgefangen. Gegenüber herkömmlichen Kartenkörpern ist bei dem erfindungsgemäßen Kartenkörper somit eine erheblich geringere Schichtdicke der Leiterbahnen der Antenne ausreichend, woraus eine signifikante Materialeinsparung resultiert. Die bisher benötigte hohe Schichtdicke der Leiterbahnen wird durch Verwendung von Draht als Leiterbahn erreicht. Dabei bestimmt der Durchmesser des Drahtes im Wesentlichen die Schichtdicke der Leiterbahn. Leiterbahnen aus Draht sind jedoch nur mittels komplizierter, langsamer und aufwändiger Fertigungsmethoden zu applizieren, wobei der Draht auf ein Antennensubstrat in der vorgesehenen Antennenspulen-Struktur bzw. -Form aufgelegt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Kartenkörper können die Leiterbahnen eine flache, dünne, strukturierte Form aufweisen, wobei diese strukturierte Form, wie oben beschrieben, schichtförmig aufgebaut und hergestellt werden kann, insbesondere mit großtechnischen Fertigungsmethoden in Massenproduktion, beispielsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess. Eine aufwändige und komplizierte Applikation jeder einzelnen Antenne auf jedes einzelne Antennensubstrat entfällt.Due to the fact that, in the case of the card body according to the invention, the at least one conductor track is formed in regions as at least one bulge, the recess in the card body can be removed by means of a removal method, in particular a milling method, a chemical ablation method or a radiation-based method Ablation method to be formed, the depth tolerance is greater than the layer thickness of the at least one conductor track. The depth tolerance of the ablation process is absorbed by the at least one bulge. Compared to conventional card bodies, a considerably smaller layer thickness of the conductor tracks of the antenna is thus sufficient in the case of the card body according to the invention, resulting in a significant material saving. The previously required high layer thickness of the tracks is achieved by using wire as a conductor. The diameter of the wire essentially determines the layer thickness of the conductor track. However, wire tracks are only to be applied by means of complicated, slower and expensive production methods, wherein the wire is placed on an antenna substrate in the intended antenna coil structure or form. In the case of the card body according to the invention, the conductor tracks can have a flat, thin, structured form, wherein this structured form can be constructed and produced in layers, as described above, in particular with large-scale production methods in mass production, for example in a roll-to-roll process. A complex and complicated application of each individual antenna to each individual antenna substrate is eliminated.
Außerdem kann die mindestens eine Aufwölbung in einem einfachen und schnellen mechanischen Verformprozess ausgebildet werden. Ein dazu verwendbares mechanisches Umformwerkzeug steht beim Herstellungsprozess einer Chipkarte in der Regel ohnehin zur Verfügung, insbesondere in Form eines Werkzeugs zum Ausbilden von Durchkontaktierungen, z. B. einer Nadel, eines Stempels oder anderer Verformungswerkzeuge. Auf einen zusätzlichen Verfahrensschritt zum Ausbilden eines Materialauftrags, unter Umständen verbunden mit einem aufwändigen Klebe- oder Lötprozess, der zudem mit einer hohen Positionsgenauigkeit durchgeführt werden muss, kann somit verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Aufwölbung erfordert keine Wartezeit zum Aushärten oder Vernetzen eines Klebers oder zur Aufschmelzung/Abkühlung eines Lotes. Dadurch ergeben sich signifikante Material-, Zeit- und Kosteneinsparungen.In addition, the at least one bulge can be formed in a simple and rapid mechanical deformation process. A mechanical forming tool which can be used for this purpose is generally available anyway during the production process of a chip card, in particular in the form of a tool for forming plated-through holes, eg. As a needle, a stamp or other deformation tools. On an additional process step for forming a material application, possibly associated with a complex adhesive or soldering process, which must also be carried out with a high positional accuracy, can thus be dispensed with. The formation of the buckle according to the invention requires no waiting time for curing or crosslinking of an adhesive or for melting / cooling of a solder. This results in significant material, time and cost savings.
Außerdem kann es durch Verwendung eines Lotes und des zur Verarbeitung des Lotes nötigen Wärmeeintrags zu einer unerwünschten Verformung des möglichst einheitlich flachen und ebenen Kartenkörpers, insbesondere im Bereich der Kontaktflächen, kommen. Außerdem stellt das verwendete Lot dabei ein zusätzliches Material im Schichtaufbau des Kartenkörpers dar, wodurch es zu lokalen Haftungsproblemen im Schichtverbund des Kartenkörpers kommen kann. Innerhalb des Lebenszyklus des Kartenkörpers kann es durch hohe Temperaturbelastungen entweder durch Hitze zu einem „Reflow”, d. h. zu einem Wiederaufschmelzen des Lotes, oder durch Kälte zu einem Verspröden und Brechen des Lotes kommen. Das Wiederaufschmelzen und das Verspröden des Lotes kann ein vollständiges oder teilweises Unterbrechen des elektrisch leitenden Kontaktes zwischen den Kontaktflächen verursachen. Das Wiederaufschmelzen kann einen elektrischen Kurzschluss zwischen den Kontaktflächen verursachen. Alle diese genannten Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden.In addition, by using a solder and the heat input necessary for processing the solder, undesired deformation of the cardinal body, which is as flat as possible and flat, especially in the area of the contact surfaces, can occur. In addition, the solder used here represents an additional material in the layer structure of the card body, which can lead to local adhesion problems in the layer composite of the card body. Within the lifecycle of the card body, high temperatures may cause heat to "reflow", either through heat. H. to a remelting of the solder, or come by cold to an embrittlement and breaking of the solder. The remelting and embrittlement of the solder may cause complete or partial breakage of the electrically conductive contact between the contact surfaces. The remelting can cause an electrical short between the pads. All of these disadvantages mentioned are avoided by the present invention.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.Advantageous embodiments of the invention are designated in the subclaims.
Vorzugsweise ist der in dem Verfahren nach Anspruch 8 gebildete Kartenkörper ein Kartenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Preferably, the card body formed in the method according to claim 8 is a card body according to one of claims 1 to 7.
Die mindestens eine Leiterbahn selbst wird bereichsweise in Form einer Aufwölbung verformt, ohne dass ein Auftragen von zusätzlichem Material erfolgt. Je nach Dehnbarkeit des Materials der Leiterbahn wird die Leiterbahn in einer plastischen Verformung ohne zu zerreißen verformt oder die Leiterbahn reißt bzw. bricht während der Verformung, so dass sich in der Leiterbahn ein oder mehrere Öffnungen bilden. Da sich derartige Öffnungen in der Regel in einem Bereich bilden, in dem das verformte Material der Leiterbahn den größten Verformungskräften ausgesetzt ist, insbesondere an dem höchsten Punkt der Aufwölbung, der bei dem nachfolgenden Ausbilden der Ausnehmung des Kartenkörpers ohnehin abgetragen wird, hat dies keine negativen Auswirkungen auf das Verfahren. Dasselbe gilt bei einer gewollten Durchstanzung der Leiterbahn bei der Bildung der Aufwölbung.The at least one conductor track itself is partially deformed in the form of a bulge, without the application of additional material. Depending on the extensibility of the material of the trace, the trace is deformed in a plastic deformation without tearing or the trace breaks or breaks during deformation, so that form one or more openings in the trace. Since such openings usually form in a region in which the deformed material of the conductor track is exposed to the greatest deformation forces, in particular at the highest point of the bulge, which is removed anyway in the subsequent formation of the recess of the card body, this has no negative Effects on the procedure. The same applies to a wanted punching of the track in the formation of the bulge.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Leiterbahn als eine flache, streifenförmige Leiterbahn ausgebildet, wobei eine erste, flache Seite der Leiterbahn zu einer Oberfläche des Kartenkörpers gerichtet ist, aus der die Ausnehmung herauszuarbeiten ist, und eine zweite, flache Seite der Leiterbahn auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden Seite der Leiterbahn angeordnet ist.Preferably, the at least one conductor track is formed as a flat, strip-shaped conductor track, wherein a first, flat side of the conductor track is directed to a surface of the card body from which the recess is to be worked out, and a second, flat side of the conductor track on one of the first side opposite side of the conductor track is arranged.
Die Form der Aufwölbung ist abhängig von der Form des mechanischen Umformwerkzeugs, das als ein Präge- oder Stanzwerkzeug ausgebildet sein kann, z. B. als eine Nadel oder ein Prägestempel. Die Form der Aufwölbung ist ebenfalls abhängig davon, ob ein Gegenlager verwendet wird, und – falls ein Gegenlager verwendet wird – von der Form des Gegenlagers. Vorzugsweise hat das Gegenlager im Wesentlichen die Negativform des verwendeten Präge- oder Stanzwerkzeugs, um ein schlüssiges Ineinandergreifen zu erreichen. Es hat sich aber auch bewährt Gegenlager zu verwenden, die nicht der Negativform des verwendeten Präge- oder Stanzwerkzeugs entsprechen, um spezielle Formgebungen der Aufwölbungen zu erreichen. Die Form des Umformwerkzeugs und der Prägedruck werden so gewählt, dass die Leiterbahn bereichsweise als eine Aufwölbung in der gewünschten Form ausgebildet wird.The shape of the bulge is dependent on the shape of the mechanical forming tool, which may be formed as a stamping or punching tool, for. B. as a needle or an embossing stamp. The shape of the bulge also depends on whether an abutment is used and, if an abutment is used, on the shape of the abutment. Preferably, the anvil has substantially the negative shape of the embossing or punching tool used to achieve a coherent engagement. But it has also proven to use abutment that is not the negative shape of the embossing or Punching tool correspond to achieve special shapes of the bulges. The shape of the forming tool and the embossing pressure are chosen so that the conductor is partially formed as a bulge in the desired shape.
Es ist möglich, dass die mindestens eine Aufwölbung auf einer ersten Seite der mindestens einen Leiterbahn eine Erhöhung und auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite der mindestens einen Leiterbahn eine zu der Erhöhung korrespondierende Vertiefung ausbildet. Die mindestens eine Aufwölbung tritt je nach betrachteter Seite der Leiterbahn als eine Erhöhung oder als eine Vertiefung, jeweils in Bezug auf nicht verformte Bereiche der Leiterbahn, in Erscheinung.It is possible for the at least one bulge on a first side of the at least one interconnect to form an elevation, and a recess corresponding to the elevation to form an elevation on the second side of the at least one interconnect opposite the first side. The at least one bulge occurs depending on the considered side of the trace as an increase or as a depression, in each case with respect to non-deformed areas of the trace, in appearance.
Es ist bevorzugt, wenn die Leiterbahnen, senkrecht zu einer von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gemessen, eine Dicke von höchstens 70 μm aufweisen, vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 50 μm.It is preferred if the conductor tracks, measured perpendicular to a plane spanned by the card body, have a thickness of at most 70 μm, preferably in a range of 5 to 50 μm.
Es ist bevorzugt, wenn die Leiterbahnen, senkrecht zu der von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gemessen, höchstens eine Dicke aufweisen, die wesentlich geringer ist als eine Tiefentoleranz des Abtragungsverfahrens zur Ausbildung der Ausnehmung. Dabei wird die Tiefentoleranz ebenfalls senkrecht zu der von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gemessen. Die Tiefentoleranz herkömmlicher Abtragungsverfahren liegt bei ca. 70 μm. Werden die Leiterbahnen, senkrecht zu der von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gemessen, mit einer eine Dicke von höchstens 50 μm ausgebildet, so ist deren Dicke wesentlich geringer ist als die Tiefentoleranz herkömmlicher Abtragungsverfahrens zur Ausbildung der Ausnehmung. Damit weisen die Leiterbahnen eine signifikant geringere Schichtdicke als herkömmliche Leiterbahnen auf, die eine Dicke im Bereich von 100 bis 200 μm aufweisen, d. h. es resultiert eine erhebliche Materialeinsparung. Andererseits sind Leiterbahnen mit einer Dicke im Bereich von höchstens 70 μm mit gängigen Produktionsverfahren herstellbar und relativ robust gegen Beschädigungen.It is preferred if the conductor tracks, measured perpendicular to the plane spanned by the card body, have at most a thickness which is substantially less than a depth tolerance of the removal method for forming the recess. In this case, the depth tolerance is also measured perpendicular to the plane spanned by the card body. The depth tolerance of conventional removal methods is about 70 microns. If the conductor tracks, measured perpendicular to the plane spanned by the card body, are formed with a thickness of at most 50 μm, their thickness is substantially less than the depth tolerance of conventional removal methods for forming the recess. Thus, the interconnects have a significantly lower layer thickness than conventional interconnects having a thickness in the range of 100 to 200 microns, d. H. it results in a significant material savings. On the other hand, printed conductors with a thickness in the range of at most 70 μm can be produced with common production methods and are relatively robust against damage.
Es ist möglich, dass in der Vertiefung, die die mindestens eine Aufwölbung auf einer zweiten Seite der mindestens einen Leiterbahn ausbildet, ein zweites elektrisch leitfähiges Material angeordnet ist, das sich von einem Material, aus dem die mindestens eine Leiterbahn gebildet ist, unterscheidet. Die Vertiefung bildet somit einen Behälter des zusätzlichen, in der Vertiefung angeordneten zweiten elektrisch leitfähigen Materials, z. B. leitfähigen Klebstoff oder Lötpaste. Bei dem Ausformen der Ausnehmung in dem Kartenkörper zur Aufnahme eines Chipmoduls wird somit nicht nur Material der mindestens einen Leiterbahn freigelegt, sondern auch ein Bereich des zusätzlichen, in der Vertiefung angeordneten zweiten elektrisch leitfähigen Materials. Durch zusätzliches, in der Vertiefung angeordnetes, elektrisch leitfähiges Material ist es möglich, die mindestens eine zweite Kontaktfläche der mindestens einen Leiterbahn, die beim Herausarbeiten der Ausnehmung gebildet wird, größer auszubilden als ohne zusätzliches, in der Vertiefung angeordnetes elektrisch leitfähiges Material. Aufgrund der relativ großen mindestens einen zweiten Kontaktfläche ist es somit einfacher und sicherer möglich, die elektrische Verbindung zwischen der mindestens einen zweiten Kontaktfläche (der Leiterbahn) und der einen ersten Kontaktfläche (des Chipmoduls) auszubilden.It is possible that in the recess, which forms the at least one bulge on a second side of the at least one conductor track, a second electrically conductive material is arranged, which differs from a material of which the at least one conductor track is formed. The recess thus forms a container of the additional, arranged in the recess second electrically conductive material, for. As conductive adhesive or solder paste. When forming the recess in the card body for receiving a chip module, not only material of the at least one conductor track is thus exposed, but also a region of the additional second electrically conductive material arranged in the recess. By additional, arranged in the recess, electrically conductive material, it is possible to form the at least one second contact surface of the at least one conductor formed during the machining of the recess, larger than without additional, arranged in the recess electrically conductive material. Due to the relatively large at least one second contact surface, it is thus easier and safer possible to form the electrical connection between the at least one second contact surface (the conductor track) and the one first contact surface (of the chip module).
Wird als zusätzliches, in der Vertiefung angeordnetes elektrisch leitfähiges Material ein leitfähiger Klebstoff verwendet, so kann dieser Metallteilchen, Metallspänen oder metallbeschichteten Polymerteilchen aufweisen, vorzugsweise in einer Epoxidharz-basierten Matrix. Wird als zusätzliches, in der Vertiefung angeordnetes elektrisch leitfähiges Material eine Lötpaste verwendet, so kann diese eine Mischung aus einem Lötflussmittel und einer Lötlegierung, z. B. einer bleihaltigen Legierung oder einer bleifreien, zinnhaltigen Legierung, insbesondere einer Zinn-Silber (Sn-Ag)-, Zinn-Kupfer (Sn-Cu)- oder Zinn-Kupfer-Silber (Sn-Cu-Ag)-Legierung, aufweisen. Es ist möglich, dass der leitfähige Klebstoff oder die Lötpaste durch lokale Anwendung von Wärme, z. B. durch eine Thermode, Laserstrahlung oder induktive Wärme, ausgehärtet oder geschmolzen wird. Alternativ kann der Aushärte- oder Schmelzvorgang während eines nachfolgenden Laminierverfahrens zur Ausbildung des Kartenkörpers erfolgen.When a conductive adhesive is used as the additional electrically conductive material disposed in the recess, it may comprise metal particles, metal chips or metal-coated polymer particles, preferably in an epoxy resin-based matrix. If a soldering paste is used as an additional electrically conductive material arranged in the recess, then this can be a mixture of a soldering flux and a soldering alloy, eg. Example, a lead-containing alloy or a lead-free, tin-containing alloy, in particular a tin-silver (Sn-Ag), tin-copper (Sn-Cu) or tin-copper-silver (Sn-Cu-Ag) alloy , It is possible that the conductive adhesive or the solder paste by local application of heat, for. B. by a thermode, laser radiation or inductive heat, cured or melted. Alternatively, the curing or melting process may be performed during a subsequent lamination process to form the card body.
Das Ausformen der Ausnehmung durch Abtragen von Material des Kartenkörpers erfolgt bevorzugt mittels eines Fräswerkzeugs oder eines energiereichen Strahls wie einem Laserstrahl. Es ist somit möglich, dass die Ausnehmung in dem Kartenkörper gefräst wird. Es ist bevorzugt, wenn nach der Ausbildung der Ausnehmung die mindestens eine zweite Kontaktfläche in einer Bodenfläche der Ausnehmung liegt.The shaping of the recess by removing material of the card body is preferably carried out by means of a milling tool or a high-energy beam such as a laser beam. It is thus possible that the recess is milled in the card body. It is preferred if, after the formation of the recess, the at least one second contact surface lies in a bottom surface of the recess.
Es ist möglich, dass die mindestens eine Leiterbahn einen an die mindestens eine Aufwölbung anschließenden nicht verformten, vorzugsweise flachen Bereich aufweist, wobei die mindestens eine Aufwölbung, parallel zu den Schichten des Kartenkörpers gesehen, den nicht verformten Bereich der mindestens einen Leiterbahn um mindestens 50 μm überragt. Die mindestens eine Leiterbahn, die bereichsweise als mindestens eine Aufwölbung ausgebildet ist, umfasst ebenfalls Bereiche, in denen sie nicht als eine Aufwölbung ausgebildet ist. Diese Bereiche bilden den nicht verformten Bereich. Es ist bevorzugt, wenn der nicht verformte Bereich sich parallel zu der durch den Kartenkörper aufgespannten Ebene erstreckt.It is possible for the at least one conductor track to have a non-deformed, preferably flat region adjoining the at least one bulge, the at least one bulge, viewed parallel to the layers of the card body, the non-deformed region of the at least one printed conductor by at least 50 μm surmounted. The at least one conductor track, which is formed in regions as at least one bulge, also includes areas in which it is not formed as a bulge. These areas form the undeformed area. It is preferred if the undeformed area is up extends parallel to the plane spanned by the card body.
Es ist möglich, dass der nicht verformte Bereich als der Bereich der mindestens einen Leiterbahn definiert ist, in dem eine Oberfläche der mindestens einen Leiterbahn eine Höhenabweichung in z-Richtung von höchstens 10 μm von einer als Bezugsfläche definierten Oberfläche der mindestens einen Leiterbahn vor dem Ausbilden der Aufwölbungen aufweist.It is possible for the undeformed region to be defined as the region of the at least one interconnect in which a surface of the at least one interconnect has a z-direction height deviation of at most 10 μm from a surface of the at least one interconnect defined as a reference surface prior to forming the bulges has.
Es ist möglich, dass die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen, senkrecht zu den Schichten des Kartenkörpers gemessen, im Bereich der mindestens einen Aufwölbung höchstens so groß ist wie die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen im nicht verformten Bereich. Falls die mindestens eine Aufwölbung durch Verformen der mindestens einen Leiterbahn mittels eines Umformwerkzeugs ausgebildet wird, wird das Material der mindestens einen Leiterbahn in dem Verformungsbereich in die z-Richtung, d. h. senkrecht zu der durch den Kartenkörper aufgespannten Ebene verformt. Durch diese Verformung wird das Material der mindestens einen Leiterbahn gedehnt, wodurch sich die Schichtdicke der mindestens einen Leiterbahn in dem verformten Bereich verringert. Bei einer Verformung einer Leiterbahn ohne nachfolgende Galvanisierung ist die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen, senkrecht zu den Schichten des Kartenkörpers gemessen, im Bereich der mindestens einen Aufwölbung, d. h. im verformten Bereich, also vorzugsweise höchstens so groß wie die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen im nicht verformten Bereich, der vorzugsweise flach ist.It is possible that the maximum layer thickness of the conductor tracks, measured perpendicular to the layers of the card body, in the region of the at least one bulge is at most as large as the maximum layer thickness of the strip conductors in the undeformed region. If the at least one bulge is formed by deforming the at least one conductor track by means of a forming tool, the material of the at least one conductor track in the deformation area is moved in the z direction, i. H. deformed perpendicular to the plane spanned by the card body level. As a result of this deformation, the material of the at least one printed conductor is stretched, as a result of which the layer thickness of the at least one printed conductor in the deformed region is reduced. In a deformation of a conductor track without subsequent galvanization, the maximum layer thickness of the conductor tracks, measured perpendicular to the layers of the card body, in the region of at least one bulge, d. H. in the deformed region, ie preferably at most as large as the maximum layer thickness of the conductor tracks in the undeformed region, which is preferably flat.
Falls die mindestens eine Aufwölbung durch einen Beschichtungsprozess, z. B. durch Abscheidung einer metallischen Schicht in einem Aufdampfvorgang, auf einem bereichsweise verformten Antennensubstrat gebildet wird, wird in den verformten Bereichen des Antennensubstrats pro Oberflächeneinheit weniger Material abgelagert als in nicht verformten Bereichen des Antennensubstrats. Verantwortlich dafür ist die Oberflächenvergrößerung in den verformten Bereichen wegen eines von Null verschiedenen Tiefen-zu-Breiten-Verhältnisses der verformten Bereiche und die dadurch verringerte Dicke der Beschichtung. Das dimensionslose Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis ist ein kennzeichnendes Merkmale für die Oberflächenvergrößerung in den verformten Bereichen. Durch die Verformung bilden sich „Berge” und „Täler” aus. Als Tiefe ist hier der Abstand zwischen „Berg” und „Tal” bezeichnet, als Breite der Abstand zwischen zwei „Bergen”. Je höher nun das Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis ist, desto steiler sind die „Bergflanken” ausgebildet und desto dünner ist die auf den „Bergflanken” abgeschiedene metallische Schicht ausgebildet. Bei einem derartigen Verfahren zur Ausformung der mindestens eine Aufwölbung ist es also möglich, dass die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen, senkrecht zu den Schichten des Kartenkörpers gemessen, im Bereich der mindestens einen Aufwölbung höchstens so groß ist wie die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen im nicht verformten Bereich.If the at least one bulge by a coating process, for. B. formed by deposition of a metallic layer in a vapor deposition on a partially deformed antenna substrate, less material is deposited in the deformed areas of the antenna substrate per surface unit than in non-deformed areas of the antenna substrate. This is due to surface enlargement in the deformed regions due to a non-zero depth-to-width ratio of the deformed regions and the resulting reduced thickness of the coating. The dimensionless depth-to-width ratio is a characteristic feature of the surface enlargement in the deformed regions. Due to the deformation, "mountains" and "valleys" are formed. Depth is here the distance between "mountain" and "valley", as width the distance between two "mountains". The higher the depth-to-width ratio, the steeper the "mountain flanks" and the thinner the metallic layer deposited on the "mountain flanks". In such a method for forming the at least one bulge, it is thus possible for the maximum layer thickness of the conductor tracks, measured perpendicular to the layers of the card body, to be at most as large as the maximum layer thickness of the conductor tracks in the undeformed region in the region of the at least one bulge ,
Es ist auch möglich, dass die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen, senkrecht zu den Schichten des Kartenkörpers gemessen, im Bereich der mindestens einen Aufwölbung mindestens so groß ist wie die maximale Schichtdicke der Leiterbahnen im nicht verformten Bereich. Falls die mindestens eine Aufwölbung durch eine galvanische Verstärkung einer auf einem bereichsweise verformten Antennensubstrat angeordneten Keimschicht gebildet wird, wird in den verformten Bereichen des Antennensubstrats etwa ebensoviel Material abgelagert wie in nicht verformten Bereichen des Antennensubstrats oder in den verformten Bereichen des Antennensubstrates kommt es zu einer stärkeren Materialablagerung als in nicht verformten Bereichen des Antennensubstrats, da im Bereich der Aufwölbung, insbesondere im Bereich einer Spitze, eine höhere elektrische Feldstärke, d. h. eine größere Feldliniendichte, vorhanden ist als in nicht verformten Bereichen, und damit auch eine höhere Stromdichte. Die höhere Stromdichte hat einen beschleunigten Materialaufbau (Schichtdicke pro Zeiteinheit) zur Folge, wodurch es in den verformten Bereichen des Antennensubstrates zu einer stärkeren Materialablagerung kommt.It is also possible for the maximum layer thickness of the conductor tracks, measured perpendicular to the layers of the card body, to be at least as great in the region of the at least one bulge as the maximum layer thickness of the conductor tracks in the undeformed region. If the at least one bulge is formed by galvanic amplification of a seed layer arranged on a partially deformed antenna substrate, approximately as much material is deposited in the deformed regions of the antenna substrate as in non-deformed regions of the antenna substrate, or a stronger one in the deformed regions of the antenna substrate Material deposition than in non-deformed areas of the antenna substrate, since in the region of the bulge, in particular in the region of a tip, a higher electric field strength, d. H. a larger field line density, is present than in non-deformed areas, and thus a higher current density. The higher current density results in an accelerated material build-up (layer thickness per unit time), which leads to a greater material deposition in the deformed regions of the antenna substrate.
Es ist möglich, dass die mindestens eine Aufwölbung, vor dem Ausbilden der Ausnehmung, im Wesentlichen eine Kontur eines Kegels aufweist, dessen Grundfläche auf dem nicht verformten Bereich der Leiterbahn angeordnet ist. Diese Form wird durch die Ausbildung der Aufwölbung durch ein geeignet ausgebildetes Umformwerkzeug erreicht. Es ist möglich, dass die mindestens eine Aufwölbung, nach dem Ausbilden der Ausnehmung, im Wesentlichen eine Kontur eines Kegelstumpfs aufweist, dessen Grundfläche auf dem nicht verformten Bereich der Leiterbahn angeordnet ist und wobei die mindestens eine zweite Kontaktfläche in der Deckfläche des Kegelstumpfes liegt. Die Deckfläche des Kegelstumpfes wird gebildet, indem beim Ausbilden der Ausnehmung eine Kegelspitze der kegelförmigen Aufwölbung abgetragen wird. Es ist auch möglich, dass eine Aufwölbung einer Kontur einer Pyramide, einer Kalotte oder eines Kugelsegments aufweist. Eine Aufwölbung kann auch eine andere geometrische Form aufweisen, je nach Form des Umformwerkzeugs, wie zum Beispiel in Form eines gewellten Bleches, einer Planke oder einer Schiene.It is possible for the at least one bulge, prior to the formation of the recess, to essentially have a contour of a cone whose base surface is arranged on the undeformed region of the conductor track. This shape is achieved by the formation of the bulge by a suitably trained forming tool. After the formation of the recess, it is possible for the at least one bulge to essentially have a contour of a truncated cone whose base surface is arranged on the undeformed region of the conductor track and wherein the at least one second contact surface lies in the top surface of the truncated cone. The top surface of the truncated cone is formed by a conical tip of the conical protrusion is removed during the formation of the recess. It is also possible that a bulge has a contour of a pyramid, a calotte or a spherical segment. A bulge may also have a different geometric shape, depending on the shape of the forming tool, such as in the form of a corrugated sheet, a plank or a rail.
Es ist möglich, dass die Leiterbahnen als elektrisch leitfähige Schichten ausgebildet werden, die auf einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite eines Antennensubstrats angeordnet sind. Die Ausbildung der die Leiterbahnen bildenden elektrisch leitfähigen Schichten auf beiden Seiten des Antennensubstrats hat den Vorteil, dass dadurch eine größere zweite Kontaktfläche bereitgestellt werden kann als mit einer lediglich einseitigen Anordnung auf dem Antennensubstrat. Das Antennensubstrat kann aus einem dielektrischen Material bestehen, vorzugsweise einer flexiblen Polymerfolie mit einer Schichtdicke im Bereich von 2 bis 500 μm, vorzugsweise von 12 bis 200 μm, z. B. aus Polyethylenterephthalat (= PET), PET mit Glycol (= PET-G), Polyvinylchlorid (= PVC), Polycarbonat (= PC), Polypropylen (= PP), Teslin®, Polystyrol (= PS), Polyethylennaphthalat (= PEN) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (= ABS). Ebenfalls sind Verbundfolien aus verschiedenen Einzelfolien mit zwischen den Einzelfolien angeordneten zusätzlichen Haftvermittlerschichten möglich. Das Antennensubstrat und die darauf angeordnete Antennenschicht bilden Schichten des aus mehreren Schichten gebildeten Kartenkörpers.It is possible that the interconnects are formed as electrically conductive layers, arranged on a front side and a front side opposite back of an antenna substrate. The formation of the electrically conductive layers forming the conductor tracks on both sides of the antenna substrate has the advantage that a larger second contact area can thereby be provided than with a merely single-sided arrangement on the antenna substrate. The antenna substrate may be made of a dielectric material, preferably a flexible polymer film having a layer thickness in the range of 2 to 500 μm, preferably 12 to 200 μm, e.g. Polyethylene terephthalate (= PET), PET with glycol (= PET-G), polyvinyl chloride (= PVC), polycarbonate (= PC), polypropylene (= PP), Teslin® , polystyrene (= PS), polyethylene naphthalate (= PEN ) or acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (= ABS). Also, composite films of various individual films with arranged between the individual films additional adhesion promoter layers are possible. The antenna substrate and the antenna layer disposed thereon form layers of the card body formed of multiple layers.
Es ist möglich, dass die Leiterbahnen der Antenne in Form einer Metallisierung ausgebildet werden. Dabei kann die Metallisierung durch ein Verfahren bereitgestellt worden sein, bei dem in einer auf dem Antennensubstrat angeordneten Metallisierungsschicht durch eine Maskenbelichtung und einen nachfolgenden Abtrag, z. B. eine Abätzung, der belichteten oder unbelichteten Bereiche eine musterförmige Keimschicht in Form der Leiterbahnen erzeugt wird, der sogenannte „Seed Layer”. Es ist auch möglich, dass die musterförmige Keimschicht mittels eines Druckverfahrens, z. B. mittels Tiefdruck oder Siebdruck, unter Einsatz einer leitfähigen Druckfarbe generiert wird. In beiden Fällen kann die musterförmige Keimschicht durch eine galvanische Materialablagerung verstärkt werden, bis die Leiterbahnen eine gewünschte Schichtdicke aufweisen.It is possible that the tracks of the antenna are formed in the form of a metallization. In this case, the metallization may have been provided by a method in which in a metallization layer arranged on the antenna substrate by a mask exposure and a subsequent removal, for. B. an etching, the exposed or unexposed areas of a patterned seed layer is generated in the form of the tracks, the so-called "seed layer". It is also possible that the patterned seed layer by means of a printing process, for. B. by gravure or screen printing, using a conductive ink is generated. In both cases, the patterned seed layer can be reinforced by a galvanic material deposition until the tracks have a desired layer thickness.
Es ist bevorzugt, dass zum Ausbilden der Antenne und der mindestens einen Aufwölbung eine Keimschicht (= Seed Layer), z. B. aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material, auf dem Antennensubstrat aufgebracht, z. B. aufgedruckt, wird, das Antennensubstrat mit der darauf angeordneten Keimschicht bereichsweise entsprechend der mindestens einen Aufwölbung verformt wird, und die Keimschicht galvanisch verstärkt wird, bis die bereichsweise als mindestens eine Aufwölbung ausgebildeten Leiterbahnen in einer vorgegebenen Form, vorzugsweise mit einer definierten Mindestschichtdicke, ausgebildet sind.It is preferred that to form the antenna and the at least one bulge a seed layer (= seed layer), z. B. of electrically conductive or semiconducting material, applied to the antenna substrate, z. B. is printed, the antenna substrate with the seed layer disposed thereon is partially deformed according to the at least one bulge, and the seed layer is galvanically reinforced until the partially formed as at least one bulge tracks in a predetermined shape, preferably with a defined minimum layer thickness formed are.
Die Leiterbahnen können auch unter Verwendung eines oder mehrerer der folgenden Verfahren bzw. Prozesse hergestellt werden: Galvanische Prozesse, Strukturierung, LDS (= Laser Direct Structuring), Ablation, Kleben, Lamination, Prägen, Druck, Bedampfung, vorzugsweise über eine Maske, Sprühen.The printed conductors can also be produced using one or more of the following processes or processes: Galvanic processes, structuring, LDS (laser direct structuring), ablation, gluing, lamination, embossing, printing, vapor deposition, preferably over a mask, spraying.
Es ist möglich, dass zum Ausbilden der Antenne und der mindestens einen Aufwölbung das Antennensubstrat bereichsweise entsprechend der mindestens einen Aufwölbung verformt wird und die musterförmig strukturierte Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material auf dem bereichsweise verformten Antennensubstrat angeordnet wird.It is possible that for forming the antenna and the at least one bulge, the antenna substrate is deformed in regions corresponding to the at least one bulge and the patterned layer of the electrically conductive material is disposed on the partially deformed antenna substrate.
Es ist möglich, dass zum Ausbilden der mindestens einen Aufwölbung ein mechanisches Umformwerkzeug verwendet wird. Das Umformwerkzeug wird in das Antennensubstrat, ggf. mit einer darauf angeordneten Keimschicht oder Leiterbahn, eingedrückt, so dass mindestens eine Aufwölbung ausgebildet wird. Das Umformwerkzeug kann lediglich als eine Spitze ausgeformt sein, so dass für jede gewünschte Aufwölbung ein Umformvorgang erfolgt. Es ist möglich, dass die mindestens eine Leiterbahn mit einem Prägewerkzeug, insbesondere einem Hub- oder Rotations-Prägewerkzeug, verformt wird. Das Umformwerkzeug kann auch einen Prägestempel aufweisen, der in einem einzigen Umformvorgang eine gewünschte Anzahl von Aufwölbungen in einer gewünschten Anordnung gleichzeitig ausbildet. Die Prägewerkzeuge und/oder das Antennensubstrat können auch gekühlt oder geheizt werden, um das Verformungsprofil der Aufwölbungen zu beeinflussen.It is possible that a mechanical forming tool is used to form the at least one bulge. The forming tool is pressed into the antenna substrate, optionally with a seed layer or conductor track arranged thereon, so that at least one bulge is formed. The forming tool can only be shaped as a tip, so that a forming process takes place for each desired bulge. It is possible that the at least one conductor track is deformed with an embossing tool, in particular a lifting or rotary embossing tool. The forming tool can also have an embossing punch which simultaneously forms a desired number of bulges in a desired arrangement in a single forming operation. The embossing tools and / or the antenna substrate may also be cooled or heated to influence the deformation profile of the bulges.
Es ist möglich, dass die mindestens eine zweite Kontaktfläche an der mit ihm elektrisch verbundenen ersten Kontaktfläche des Chipmoduls unmittelbar und/oder mittels eines elektrisch leitfähigen Verbindungsmittels anliegt. Dabei ist es möglich, dass vor dem Anordnen des Chipmoduls in der Ausnehmung das Verbindungsmittel im Bereich der mindestens einen zweiten Kontaktfläche aufgebracht wird, das die elektrische Verbindung zwischen der mindestens einen zweiten Kontaktfläche und der einen ersten Kontaktfläche herstellt. Das Verbindungsmittel ist ein elektrisch leitfähiges Material, z. B. ein leitfähiger Klebstoff oder eine Lötpaste.It is possible for the at least one second contact surface to abut the first contact surface of the chip module that is electrically connected to it directly and / or by means of an electrically conductive connection means. It is possible that prior to arranging the chip module in the recess, the connecting means in the region of the at least one second contact surface is applied, which establishes the electrical connection between the at least one second contact surface and a first contact surface. The connecting means is an electrically conductive material, for. As a conductive adhesive or a solder paste.
Es ist möglich, dass auf jeder Seite des Antennensubstrats mit der darauf angeordneten Antenne eine oder mehrere Polymerschichten angeordnet sind, die jeweils eine der Schichten des Kartenkörpers bilden. Es ist bevorzugt, wenn die an die Antennenschicht angrenzenden Schichten so verformbar sind, dass die mindestens eine Aufwölbung nicht verformt wird, wenn der Kartenkörper durch Verbinden, z. B. Laminieren, der einen oder mehreren Polymerschichten gebildet wird. Da die Glastemperatur oder Erweichungstemperatur der an die Antennenschicht angrenzenden Schichten, z. B. Polymerschichten, wesentlich niedriger liegt als die Erweichungstemperatur von Metallen wie Kupfer oder Aluminium, aus denen die Leiterbahnen und damit auch die Aufwölbungen vorzugsweise ausgebildet sind, bleibt bei der Bildung des Kartenkörpers die Form der mindestens einen Aufwölbung unverändert erhalten. Vorzugsweise umfließt das Material der an die Antennenschicht angrenzenden Schichten bei der Bildung des Kartenkörpers die mindestens eine Aufwölbung, ohne sie wesentlich zu verformen. Die dabei entstehende Verformung ist entweder sehr gering oder wird schon bei der Ausbildung der Aufwölbung vorkompensiert, sodass die Funktionalität der Aufwölbung uneingeschränkt erhalten bleibt. Die Vorkompensation kann z. B. den Schritt beinhalten, die Aufwölbung entsprechend einer späteren Verformung gegenzuformen, d. h. z. B. etwas höher und/oder spitzer auszuformen als in dem fertigen Kartenkörper gewünscht, um einer späteren Abflachung entgegenzuwirken.It is possible for one or more polymer layers, each forming one of the layers of the card body, to be arranged on each side of the antenna substrate with the antenna arranged thereon. It is preferred if the layers adjacent to the antenna layer are deformable such that the at least one bulge is not deformed when the card body is connected by joining, e.g. B. laminating one or more polymer layers. Since the glass transition temperature or softening temperature of the layers adjacent to the antenna layer, e.g. B. polymer layers, is much lower than that Softening temperature of metals such as copper or aluminum, from which the conductor tracks and thus also the bulges are preferably formed, the shape of the at least one bulge remains unchanged in the formation of the card body. In the formation of the card body, the material of the layers adjoining the antenna layer preferably flows around the at least one bulge without substantially deforming it. The resulting deformation is either very low or is already precompensated in the formation of the bulge, so that the functionality of the bulge is fully retained. The precompensation can z. Example, include the step of counteracting the bulge according to a later deformation, ie, for example, to make something higher and / or sharper than desired in the finished card body, to counteract a subsequent flattening.
Es ist möglich, dass die mindestens eine zweite Kontaktfläche der mindestens einen Aufwölbung und die damit elektrisch verbundene erste Kontaktfläche des Chipmoduls, senkrecht zu der von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gesehen, überlappen.It is possible that the at least one second contact surface of the at least one bulge and the electrically connected first contact surface of the chip module, seen perpendicular to the plane spanned by the card body, overlap.
Es ist möglich, dass eine Schnittfläche der mindestens einen Aufwölbung mit einer die Ausnehmung begrenzenden Oberfläche, senkrecht zu einer von dem Kartenkörper aufgespannten Ebene gesehen, der damit elektrisch verbundenen ersten Kontaktfläche des Chipmoduls gegenüberliegt. Die zweite Kontaktfläche liegt nach dem Ausbilden der Ausnehmung in der Schnittfläche.It is possible for a sectional area of the at least one bulge with a surface bounding the recess, seen perpendicular to a plane spanned by the card body, to lie opposite the first contact area of the chip module electrically connected thereto. The second contact surface lies after the formation of the recess in the cut surface.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der beiliegenden schematischen und nicht maßstäblichen Zeichnungen erläutert. Es zeigtIn the following the invention will be explained with reference to several embodiments with the aid of the attached schematic and not to scale drawings. It shows
Der Flächenanteil der Aufwölbungen an der Fläche der Leiterbahnen, die mit den Kontaktflächen des Chipmoduls überlappt, beträgt vorzugsweise mehr als 5%. Vorzugsweise liegt dieser Wert in Bereich von 10 bis 70%. Vorzugsweise wird dieser Flächenanteil der Aufwölbungen so gewählt, dass eine absolute Kontaktfläche zwischen der Antenne und einer Kontaktfläche des Chipmoduls mehr als 0,1 mm2 pro Kontaktfläche beträgt, vorzugsweise mehr als 0,5 mm2 pro Kontaktfläche.The area fraction of the bulges on the surface of the conductor tracks that overlaps with the contact surfaces of the chip module is preferably more than 5%. Preferably, this value is in the range of 10 to 70%. Preferably, this surface portion of the bulges is selected so that an absolute contact area between the antenna and a contact surface of the chip module is more than 0.1 mm 2 per contact surface, preferably more than 0.5 mm 2 per contact surface.
Das Antennensubstrat
Der Vertikalschnitt im oberen Teil der
Schnitt II im mittleren Teil der
Schnitt III im unteren Teil der
In der Ausnehmung
Die Dimensionen der Ausnehmung
Zwei benachbarte Aufwölbungen
Die Aufwölbungen
Eine Aufwölbung
Da die Aufwölbungen
Es ist auch möglich, dass die in
In dem verformten Bereich
Die
Die vorliegende Erfindung macht es somit möglich, die Tiefe T einer Ausnehmung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Chipkartesmart card
- 22
- Antenneantenna
- 33
- Antennensubstratantenna substrate
- 44
-
Vorderseite von
3 Front of3 - 55
-
Rückseite von
3 Back of3 - 66
- Leiterbahnconductor path
- 77
-
erste Seite von
6 first page of6 - 88th
-
zweite Seite von
6 second page of6 - 99
- Kartenkörpercard body
- 10, 10'10, 10 '
-
Schicht von
9 Layer of9 - 1111
-
räumlicher Bereich, Ausnehmung von
9 spatial area, recess of9 - 1212
-
Oberfläche von
9 Surface of9 - 1313
- Chipmodulchip module
- 1414
-
Oberfläche von
13 Surface of13 - 1515
-
erste Kontaktfläche von
13 first contact surface of13 - 1616
- Aufwölbungupheaval
- 1717
- Erhöhungincrease
- 1818
- Vertiefungdeepening
- 1919
- zweite Kontaktflächesecond contact surface
- 2020
- nicht verformter Bereichundeformed area
- 2121
- zweites elektrisch leitfähiges Materialsecond electrically conductive material
- 2222
- Keimschichtseed layer
- 2525
- räumlicher Bereichspatial area
- 2626
- Seitenflächeside surface
- 2727
- Bodenflächefloor area
- 3030
- verformter Bereichdeformed area
- AA
- Abstanddistance
- BB
- Breitewidth
- D0 D 0
- Schichtdicke im nicht verformten BereichLayer thickness in the undeformed area
- DP D P
- Schichtdicke am Punkt PLayer thickness at point P
- EP E P
- Tangentialebene durch den Punkt PTangential plane through the point P
- HE H E
-
Höhe von
17 Height of17 - HV H V
-
Höhe von
18 Height of18 - PP
- PunktPoint
- SE S E
- Scheitelpunktvertex
- SV S V
- Sohlenpunktsole point
- TT
-
Tiefe von
11 Depth of11
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19610507 A [0002] DE 19610507 A [0002]
- DE 19610044 C [0003] DE 19610044 C [0003]
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- ISO 7816 [0009] ISO 7816 [0009]
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