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Die Erfindung betrifft eine Chipkarte mit einem Chipmodul und einem Kartenkörper sowie ein Peripheriemodul mit zumindest einem Peripheriebauelement zur Verbindung mit der Chipkarte.
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Chipkarten umfassen einen Kartenkörper und ein in den Kartenkörper eingesetztes Chipmodul, wobei das Chipmodul einen Halbleiterchip und eine Anzahl von mit dem Chip elektrisch verbundenen Kontaktfelder umfasst. Eine Seite der Kontaktfelder liegt dabei auf der Oberfläche der Chipkarte und dient zur externen Kontaktierung mit anderen, nicht zur Karte gehörigen Geräten, wie z. B. einem Lesegerät, um Daten aus der Chipkarte auszulesen. Heutzutage können in Chipkarten neben dem Halbleiterchip auch Peripheriebauelemente integriert sein, welche durch den Chip der Chipkarte angesteuert werden. Ein Beispiel eines solchen Peripheriebauelements ist ein in die Chipkarte integriertes Display. Zur Ansteuerung dieser Peripheriebauelemente ist eine elektrische Verbindung zwischen den Bauelementen und dem Chip des Chipmoduls erforderlich. Derzeit werden zusätzliche Peripheriebauelemente direkt mit dem Chip der Chipkarte über Bonden verbunden. Dies hat den Nachteil, dass ein Wechsel auf andere Peripheriebauelemente bzw. ein erweiterter Anschluss von weiteren Peripheriebauelementen nicht möglich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine einfache Schnittstelle zur Verbindung eines Chipmoduls einer Chipkarte mit einem Peripheriebauelement zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Chipkarte gemäß Patentanspruch 1 bzw. das Peripheriemodul gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die erfindungsgemäße Chipkarte zeichnet sich dadurch aus, dass in ihrem Kartenkörper ein oder mehrere elektrisch leitende Verbindungsabschnitte zur elektrischen Verbindung des Chipmoduls mit zumindest einem Peripheriebauelement vorgesehen sind, wobei ein jeweiliger Verbindungsabschnitt ein Kontaktfeld des Chipmoduls über einen Anschluss auf der Rückseite des Kontaktfelds elektrisch kontaktiert. Durch den Anschluss wird somit eine direkte elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Rückseite des Kontaktfelds und dem Verbindungsabschnitt geschaffen. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt diese Verbindung mittels Stoffschluss über einen elektrisch leitfähigen Kleber. Über die im Kartenkörper vorgesehenen Verbindungsabschnitte kann in einfacher Weise eine elektrische Verbindung zu einem Peripheriebauelement unter Zwischenschaltung eines Kontaktfelds des Chipmoduls und damit zum Chip erreicht werden, ohne dass separat Verbindungen zwischen einem Anschluss am Chip und dem Peripheriebauelement ausgebildet sein müssen. Hierdurch können flexibel verschiedene Peripheriebauelemente unter Verwendung entsprechender Verbindungsabschnitte an den Chip angebunden werden. Die Peripheriebauelemente können dabei Teil der Chipkarte sein bzw. in einem separaten Peripheriemodul ausgebildet sein, dass mit der Chipkarte verbindbar ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst ein jeweiliger Verbindungsabschnitt einen Metallkern und/oder einen SMD-Widerstand (SMD = Surface Mounted Device), wobei der Metallkern bzw. der SMD-Widerstand vorzugsweise aus Aluminium gebildet sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Chipkarte überlappt ein jeweiliger Verbindungsabschnitt in Draufsicht auf die Chipkarte zumindest teilweise mit demjenigen Kontaktfeld, welches der Verbindungsabschnitt elektrisch kontaktiert. Auf diese Weise kann ein besonders kompakter Aufbau einer elektrischen Verbindung hin zu einem Peripheriebauelement erreicht werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die Anzahl von Kontaktfeldern ein rechteckiges Array aus mehreren Kontaktfeldern, insbesondere ein normiertes Kontaktarray, beispielsweise gemäß ISO 7816-2. Vorzugsweise überlappt dabei zumindest ein Verbindungsabschnitt an einem Eck des Arrays mit einem Kontaktfeld. Besonders bevorzugt sind solche Überlappungen in jeder der vier Ecken des Arrays vorgesehen. Auf diese Weise werden die Verbindungsabschnitte hin zum Rand des Kartenkörpers der Chipkarte verlagert und erhöhen somit die Stabilität des Kartenkörpers.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen zumindest ein Teil der Verbindungsabschnitte und insbesondere alle Verbindungsabschnitte jeweils eine Kontaktstelle, welche z. B. an einer Kante bzw. Stirnseite des Kartenkörpers vorgesehen ist. Über diese Kontaktstelle wird ein elektrischer Kontakt zu einem Kontaktelement eines Peripheriemoduls hergestellt, wenn das Peripheriemodul mit der Chipkarte verbunden wird, wobei das Peripheriemodul vorzugsweise mit der Chipkarte verrastet wird. Das Peripheriemodul kann dabei ein oder mehrere solcher Kontaktelemente umfassen, welche elektrisch mit zumindest einem in dem Modul integrierten Peripheriebauelement verbunden sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Chipkarte zumindest zwei an gegenüberliegenden Kanten des Kartenkörpers liegende Aussparungen, in welche korrespondierende Vorsprünge des Peripheriemoduls eingreifen können, um hierdurch ein Verrasten des Peripheriemoduls mit der Chipkarte zu bewirken. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Anstecken eines Peripheriemoduls an die Chipkarte und gegebenenfalls ein Austauschen des Peripheriemoduls mit einem anderen Modul erreicht werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind eine oder mehrere der Aussparungen in Draufsicht auf die Chipkarte rechteckig ausgebildet oder weisen eine Hinterschneidung auf, um hierdurch einen besonders festen Halt zwischen Chipkarte und Peripheriemodul zu gewährleisten. In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Chipkarte weist der Kartenkörper in Draufsicht an einem Ende einen Abschnitt mit reduzierter Breite auf, der mit dem restlichen Kartenkörper über die zumindest zwei Aussparungen verbunden ist, wobei in dem Abschnitt mit reduzierter Breite zumindest ein Teil der Verbindungsabschnitte ausgebildet sind. Auf diese Weise kann ein kompaktes Ineinandergreifen zwischen Chipkarte und Peripheriemodul erreicht werden. Vorzugsweise sind dabei an der entfernt von den Aussparungen liegenden Kante des Abschnitts mit reduzierter Breite ein oder mehrere der Kontaktstellen entsprechender Verbindungsabschnitte vorgesehen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Chipkarte ist der Kartenkörper der Chipkarte im Auslieferungszustand Teil eines größeren Kartenkörpers, wobei in dem größeren Kartenkörper eine Vorstanzung vorgesehen ist, über welche ein Benutzer den Kartenkörper der Chipkarte aus dem größeren Kartenkörper herausbrechen kann. Vorzugsweise ist ferner auch eine Ausfräsung bzw. Ausstanzung in dem größeren Kartenkörper vorgesehen, durch welche eine Kante gebildet wird, an der eine oder mehrere der Kontaktstellen der Verbindungsabschnitte freigelegt werden. Ferner kann gegebenenfalls eine Ausstanzung an einer oder mehreren Kanten des größeren Kartenkörpers vorgesehen sein, durch welche insbesondere eine der oben erwähnten Aussparungen im Kartenkörper gebildet wird. Mit dieser weiteren Ausstanzung wird das Herausbrechen der Chipkarte aus dem restlichen Kartenkörper für einen Benutzer erleichtert.
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Neben der oben beschriebenen Chipkarte umfasst die Erfindung ferner ein Peripheriemodul mit zumindest einem Peripheriebauelement, welches elektrisch mit einem oder mehreren Kontaktelementen des Peripheriemoduls verbunden ist, wobei das Peripheriemodul ein Mittel zum mechanischen Verbinden mit der erfindungsgemäßen Chipkarte aufweist. Das Mittel zum mechanischen Verbinden ist dabei derart ausgestaltet, dass im Verbindungszustand zwischen Chipkarte und Peripheriemodul das oder die Kontaktelemente jeweils eine Kontaktstelle des Verbindungsabschnitts der Chipkarte kontaktieren. Auf diese Weise wird die Möglichkeit geschaffen, verschiedene Peripheriemodule mit unterschiedlichen Peripheriebauelementen in einfacher Weise über entsprechende Kontaktelemente mit Verbindungsabschnitten der Chipkarte und damit dem Chipmodul zu verbinden. Vorzugsweise umfasst das Mittel zum mechanischen Verbinden ein Verrastmittel, insbesondere in der Form von einem oder mehreren Haken, welche in entsprechende Vorsprünge in der Chipkarte eingreifen können.
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In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Peripheriemodul als Karte mit einem entsprechenden Kartenkörper ausgebildet. Vorzugsweise sind dabei an zumindest einer Kante des Kartenkörpers eine oder mehrere der Kontaktelemente vorgesehen. Auf diese Weise wird eine gute Verbindung hin zu entsprechenden Kontaktstellen der Verbindungsabschnitte erreicht. Ein an der Karte vorgesehenes Kontaktelement ist insbesondere zwischen zwei Schichten des Kartenkörpers des Peripheriemoduls angeordnet und steht an einem Ende aus dem Kartenkörper hervor, wobei das Kontaktelement gegen die Kraft eines Federmittels in den Kartenkörper gedrückt werden kann oder fest zwischen den Schichten des Kartenkörpers angeordnet ist. Das Kontaktelement kann dabei z. B. eine Beschichtung auf dem Federmittel bilden, wobei das Federmittel in diesem Fall über die Kante des Kartenkörpers hervorsteht. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass das Kontaktelement einen Metallkern, z. B. wiederum einen Aluminiumkern, umfasst, der in geeigneter Weise mit dem Federmittel wechselwirkt. Ebenso kann das Kontaktelement durch einen fest in dem Kartenkörper integrierten Aluminiumkern gebildet sein, wobei in diesem Fall der Aluminiumkern vorzugsweise eine über die Kante des Kartenkörpers hervorstehende Spitze aufweist, welche bei der Verbindung mit einer Chipkarte in einen entsprechenden Verbindungsabschnitt der Chipkarte eingedrückt wird.
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Im Falle, dass das Kontaktelement des Peripheriemoduls ein Federmittel enthält, umfasst dieses vorzugsweise einen in einer Zwischenschicht des Kartenkörpers ausgebildeten Bogen, welcher beispielsweise aus der Zwischenschicht ausgestanzt ist.
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Neben der erfindungsgemäßen Chipkarte und dem erfindungsgemäßen Peripheriemodul umfasst die Erfindung ferner ein System aus einer solchen Chipkarte und einem solchen Peripheriemodul.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Chipkarte zur Verdeutlichung der Problemstellung der Erfindung;
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2 eine Draufsicht auf eine Chipkarte gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine Schnittansicht entlang der Linie L der 2;
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4 eine Draufsicht auf eine Chipkarte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine Schnittansicht entlang der Linie L' der 4;
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6 eine Draufsicht auf eine Chipkarte gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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7 eine Draufsicht auf ein Peripheriemodul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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7A und 7B Detailansichten von in 7 gezeigter Kontaktelemente; und
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8 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Chipkarte im Auslieferungszustand.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung basierend auf einer Chipkarte in der Form einer sog. UICC-Karte beschrieben (UICC = Universal Integrated Circuit Card). Diese Karte wird in der Regel als USIM-Modul (USIM = Universal Subscriber Identity Modul) für ein Mobilfunknetz genutzt. Die in 1 gezeigte Chipkarte 1 weist dabei das bekannte ID-000-Format auf. Die Erfindung ist jedoch nicht auf UICC-Karten und auf das ID-000-Format beschränkt, sondern auch auf beliebige andere Chipkarten anwendbar.
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Die Chipkarte gemäß 1 umfasst einen Kartenkörper 2 aus Kunststoffmaterial, der in der Regel durch Laminieren von mehreren Kunststoffschichten hergestellt wird. Im linken Teil des Kartenkörpers ist ein Chipmodul 3 eingesetzt, von dem in der Darstellung der 1 nur die an der Oberfläche des Kartenkörpers 2 liegenden Kontaktfelder ersichtlich sind, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen nur einige mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet sind. Diese Kontaktfelder, welche aus einer elektrisch leitenden Kontaktfolie bestehen, bilden ein rechteckiges Array und sind mit einem entsprechenden Chip 6 des Chipmoduls 3 (siehe 4) über Bonddrähte verbunden. Sie dienen zur externen Kontaktierung von entsprechenden Pins eines Mobilfunkgeräts, um hierdurch eine Kommunikation zwischen Karte und Mobilfunkgerät und damit den Betrieb des Mobilfunkgeräts in einem Mobilfunknetz zu ermöglichen.
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In 1 ist ein Bereich 2a auf der rechten Seite der Chipkarte schraffiert angedeutet. Dieser schraffierte Bereich weist in Längsrichtung der Karte eine Länge von 8,3 mm auf. Die Höhe des schraffierten Bereichs entspricht der Breite der Chipkarte von 15 mm. Der Bereich 2a stellt eine Fläche dar, welche gegebenenfalls für zusätzliche Peripheriebauelemente bzw. Peripheriebausteine verwendbar ist, beispielsweise könnte ein NFC-Modul (NFC = Near Field Communication) oder auch ein Display in diesem Bereich integriert werden. Ein solches zusätzliches Peripheriebauelement ist zum Betrieb über das Chipmodul 3 mittels einer entsprechenden Schnittstelle, beispielsweise über eine I2C-Schnittstelle, mit dem Modul zu verbinden. Üblicherweise werden solche Peripheriebauelemente über Bonding mit einem entsprechenden Anschluss des Chips des Chipmoduls verbunden, ohne dass es eine genormte Schnittstelle zur Anbindung der Elemente an den Chip gibt.
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In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird nunmehr eine einfache Möglichkeit zur genormten Anbindung von Peripheriebauelementen an das Chipmodul 3 der Chipkarte 1 geschaffen. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Chipkarte, bei der unterhalb von vier, im rechten Bereich des Arrays liegenden Kontaktfeldern Verbindungsabschnitte 5 in dem Kartenkörper 2 ausgebildet sind, welche schraffiert angedeutet sind. Diese elektrisch leitenden Verbindungsabschnitte bestehen in der Ausführungsform der 2 jeweils aus einem weichen Aluminiumkern, der in eine vorgefräste bzw. vorgestanzte Zwischenlage des Kartenkörpers 2 eingebracht ist. Die Verbindungsabschnitte können auch als SMD-Widerstände (SMD = Surface Mounted Device) von 0 Ohm ausgestaltet sein. Die Verbindungsabschnitte dienen dabei zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Chipmodul 3 und einem (nicht gezeigten) Peripheriebauelement.
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In dem Bereich des jeweiligen Verbindungsabschnitts 5, der mit einem entsprechenden Kontaktfeld 4 überlappt, ist über einen Anschluss an der Rückseite der Kontaktfolie des Kontaktfelds 4 eine Kontaktierung des Verbindungsabschnitts 5 mit der Rückseite des Kontaktfelds 4 realisiert. Hierzu wird ein elektrisch leitfähiger Kunststoffkleber 7 auf die Oberseite der Aluminiumkerne 5 aufgebracht (5). Als Kleber kann z. B. der aus dem Stand der Technik bekannte Kleber Tra-Duct 2922 verwendet werden, der üblicherweise für ein MCM-Bonding (MCM = Multi Chip Modul) eingesetzt wird. Es wird somit durch eine Kontaktierung eines Anschlusses auf der Rückseite des Kontaktfelds 4 eine direkte elektrische und mechanische Verbindung zwischen Kontaktfeld und Verbindungsabschnitt bereitgestellt. In der Ausführungsform der 2 werden über jeweilige Verbindungsabschnitte 5 die Kontakte VCC, GND, IO1 und IO2 realisiert.
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie L der 2. Man erkennt hierbei, dass sich die einzelnen Aluminiumkerne 5 an ihren entfernt von den Kontaktfeldern liegenden Enden im Wesentlichen über die gesamte Dicke der Karte erstrecken. Die Aluminiumkerne werden üblicherweise vor der Laminierung des Kartenkörpers eingebracht und sitzen somit fest in dem Kartenkörper.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Chipkarte 1. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform der 2, wobei nunmehr jedoch die den Anschluss VCC bzw. GND bildenden Aluminiumkerne weiter außen zum Rand des Kartenkörpers 2 angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine verbesserte Stabilität der Kanten der Chipkarte 1 bzw. eine höhere Kontaktfläche erreicht werden. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 4 nur der Umriss des Kontaktfeldarrays mit den einzelnen Kontaktfeldern 4 angedeutet.
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5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie L' der 4. Man erkennt in dieser Schnittansicht den im Chipmodul 3 integrierten Chip 6, auf dessen Oberseite sich die Kontaktfelder 4 in der Form einer elektrisch leitenden Kontaktfolie befinden. Aus 5 wird die bereits oben beschriebene direkte Kontaktierung zwischen einem Verbindungsabschnitt 5 und der Rückseite der Kontaktfolie über den leitfähigen Kleber 7 ersichtlich. Der Bereich des Verbindungsabschnitts, auf dem der Kontaktkleber aufgebracht ist, wurde angefräst, wobei diese Anfräsung beim Ausfräsen des Kartenkörpers für das Chipmodul vorgesehen wird. Durch die Anfräsung wird erreicht, dass der Verbindungsabschnitt die richtige Kontakthöhe mit dem Chipmodulkörper aufweist. Zur Verbindung des Klebers mit der Rückseite der Kontaktfolie ist in dem Träger der Folie ein Anschluss vorgesehen, der die Rückseite der Folie freilegt und in den der Kleber eindringt. Der Kleber wird dabei auf die Aluminiumkerne bzw. auf dem Modulkörper beim Einbringen des Chipmoduls aufgebracht.
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Bei den in 2 bis 5 gezeigten Varianten der Chipkarte ist in dem rechten Bereich der Chipkarte kein Peripheriebauelement gezeigt. Ein solches Element ist jedoch in diesem Bereich integriert bzw. eingesetzt, wobei die Anbindung des Peripheriebauelements zum Chipmodul nunmehr über die Verbindungsabschnitte 5 erfolgt.
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6 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform, gemäß der eine Chipkarte 1 mit entsprechenden Peripheriebausteinen verbunden werden kann. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsformen bildet die Chipkarte 1 nunmehr nur noch einen Teil der Fläche des ID-000-Formats. Der Kartenkörper 2 der Chipkarte 1 umfasst dabei einen ersten Abschnitt 2b im linken Teil des Formats, der sich über die gesamte Breite des Formats (d. h. 15 mm) erstreckt. An diesen Abschnitt schließen sich zwei gegenüberliegende Aussparungen 10 an, auf die ein Kartenkörperabschnitt 2c mit einer Breite folgt, die gegenüber der Breite des ID-000-Formats reduziert ist. In dem Abschnitt 2c sind die im Vorangegangenen beschriebenen Verbindungsabschnitte 5 für die entsprechenden Anschlüsse VCC, IO1, IO2 und GND vorgesehen. Diese Verbindungsabschnitte sind in 6 gestrichelt angedeutet.
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In 6 ist die Chipkarte 1 mit einem Peripheriemodul 8 über eine Verrastung verbunden, wobei das Peripheriemodul ein entsprechendes Peripheriebauelement (nicht gezeigt) enthält. Durch die lösbare Verrastung wird die Möglichkeit geschaffen, dass die Chipkarte mit verschiedenen Arten von Peripheriemodulen und damit verschiedenen Peripheriebausteinen betrieben werden kann. Das Peripheriemodul 8 ist auch als Karte ausgebildet und weist eine Formgebung derart auf, dass in dem dargestellten zusammengesteckten Zustand zwischen Chipkarte 1 und Peripheriemodul 8 wiederum das ID-000-Format gebildet wird. Das Peripheriemodul 8 umfasst dabei zwei Schenkel 9, an deren vorderen Enden sich Haken 10' befinden, die in die entsprechenden Aussparungen 10 des Kartenkörpers 2 der Chipkarte 1 eingreifen.
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Es sind in 6 zwei Varianten von Haken 10' angedeutet. Der obere Haken stellt einen rechteckigen Haken dar, der in eine rechteckige Aussparung der Chipkarte eingreift, wohingegen der untere Haken ein Winkelhaken bzw. Widerhaken ist, der in eine Hinterschneidung 11 in der Aussparung 10 eingreift. Über das Wechselwirken der Haken mit den Aussparungen wird erreicht, dass die Kante K der Chipkarte fest an eine korrespondierende Kante des Peripheriemoduls 8 anliegt. Dabei sind an der Kante K die Querschnitte der Verbindungsabschnitte (siehe 3) freigelegt, wodurch entsprechende Kontaktstellen gebildet sind, welche wiederum durch Kontaktgegenstellen des Peripheriemoduls 8 kontaktiert werden, wie im Folgenden in Bezug auf 7 beschrieben wird.
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7 zeigt das Peripheriemodul 8 der 6 in teilweise geschnittener Darstellung. Aus 7 sind nunmehr verschiedene Ausführungsformen von Kontaktelementen abgebildet, welche entsprechende Kontaktgegenstellen zur Kontaktierung der Kontaktstellen der Verbindungsabschnitte 5 der Chipkarte 1 aus 6 bilden. Die einzelnen Varianten von Kontaktelementen sind dabei mit dem Bezugszeichen 12 bzw. 13 bzw. 14 bezeichnet und jedes dieser Kontaktelemente ist in geeigneter Weise über eine elektrische Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Peripheriebaustein in dem Peripheriemodul 8 verbunden. Die Kontaktelemente 12 und 13 stehen über die Kante K' des Peripheriemoduls 8 hervor. Nach Verrastung einer Chipkarte 1 in dem Peripheriemodul 8 wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Verbindungsabschnitt 5 und dem Kontaktelement 12 bzw. 13 über eine durch ein Federmittel 15 erzeugte Vorspannung erreicht. Das Federmittel ist dabei als ein Bogen ausgebildet, der in einer Zwischenlage des Kartenkörpers des Peripheriemoduls 8 ausgestanzt ist. Der Bogen hat keine Verbindung zum Boden bzw. zur Deckschicht des Kartenkörpers des Peripheriemoduls, um damit seine flexible Verformung zu gewährleisten.
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In dem Kontaktelement 12 steht der Bogen aus der Kante K' des Peripheriemoduls hervor, wobei die Außenseite des Bogens mit elektrisch leitendem Material 16 beschichtet ist, wodurch der Kontakt zu der entsprechenden Kontaktstelle eines Verbindungsabschnitts 5 der Chipkarte 1 hergestellt wird. Im Unterschied hierzu ist der Bogen 15 für das Kontaktelement 13 im Inneren des Kartenkörpers des Peripheriemoduls vorgesehen, wobei an der Außenseite des Bogens ein leitendes Element in der Form eines Aluminiumkerns 17 anliegt, der in einer entsprechenden Aufnahme im Kartenkörper beweglich aufgenommen ist. Der Aluminiumkern und die Aufnahme sind dabei vorzugsweise konisch ausgebildet, um ein Herausfallen des Aluminiumkerns aus der Aufnahme zu verhindern. Alternativ kann der Aluminiumkern auch auf der Rückseite gestaucht sein oder einen Haken aufweisen. Der Aluminiumkern kann in diesem Fall rund, oval oder eckig ausgebildet sein.
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7A und 7B zeigen nochmals in Detailansicht den Kontaktierungsmechanismus gemäß dem Kontaktelement 13. 7A betrifft dabei den Zustand, in dem kein Druck auf das Kontaktelement ausgeübt wird. In diesem Fall steht der Aluminiumkern 17 über die Kante K' hervor. In dem Zustand der 7B wird Druck auf den Aluminiumkern 17 ausgeübt, wie durch den Pfeil P angedeutet ist. Dieser Druck entsteht, wenn die Chipkarte 1 in dem Peripheriemodul 8 verrastet. Man erkennt, dass durch den Druck der Aluminiumkern 17 nach innen in den Kartenkörper gegen die Federkraft des Bogens 15 gedrückt wird. Durch die Federkraft des Bogens 15 wird somit eine feste Verbindung zwischen dem Aluminiumkern 17 und einer entsprechenden Kontaktstelle des Verbindungsabschnitts 5 der Chipkarte 1 erreicht. Um eine elektrische Verbindung des Aluminiumkerns 17 mit einem Peripheriebaustein in dem Peripheriemodul 8 zu erreichen, ist die Ober- und/oder Unterschicht des Kartenkörpers, zwischen denen der Aluminiumkern 17 angeordnet ist, elektrisch leitfähig ausgebildet, so dass eine Kontaktierung für eine Spannungs- bzw. Datenübertragung hin zu dem Peripheriebaustein gewährleistet ist.
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Im Unterschied zu den Ausführungsformen des Kontaktelements 12 und 13 besteht die Variante des Kontaktelements 14 aus einem fest in dem Kartenkörper integrierten Aluminiumkern 18, der über eine Spitze verfügt, welche über die Kante K' des Peripheriemoduls 8 herausragt. Beim Einsetzen der Chipkarte 1 in das Peripheriemodul 8 bohrt sich diese Spitze in das Aluminiummaterial der Kontaktstelle eines Verbindungsabschnitts 5 der Chipkarte 1 und stellt somit eine elektrisch leitende Verbindung her. Aufgrund der Verformung des Aluminiummaterials kann die Chipkarte 1 nur einmalig mit einem Peripheriemodul 8 verbunden werden.
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In 7 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht der in dem Peripheriemodul 8 integrierte Peripheriebaustein wiedergegeben. Dieser Peripheriebaustein kann in dem Peripheriemodul z. B. nach dem gleichen Prinzip eingebracht sein, wie das Chipmodul 3 in den Kartenkörper der Chipkarte 1 eingesetzt wird. Auf der Oberseite des Peripheriemoduls sind jedoch keine Kontaktfelder vorgesehen. Wie bereits erwähnt, sind bei der Verwendung von Kontaktelementen 12 oder 13 die Ober- und/oder Unterschicht des Kartenkörpers des Peripheriemoduls elektrisch leitfähig. Zum Beispiel kann auf der Unterseite des Kartenkörpers, der den Bogen 15 kontaktiert, eine leitfähige Fläche aufgebracht sein, über welche ein Kontakt der Beschichtung 16 bzw. des Aluminiumkerns 17 mit dem entsprechenden Peripheriebaustein hergestellt wird. Wird demgegenüber ein fest in dem Kartenkörper eingebauter Aluminiumkern 18 verwendet, kann dieser direkt mit dem Peripheriebaustein verbunden sein, z. B. mit Hilfe eines leitenden Klebers.
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8 zeigt eine Möglichkeit, wie die Chipkarte 1 der 6 vor erstmaliger Inbetriebnahme ausgeliefert werden kann. Im Rahmen der Herstellung der Chipkarte 1 wird zunächst ein Kartenkörper 2 basierend auf dem ID-000-Format geschaffen, wobei in geeigneter Weise die Aluminiumkerne 5 mit einer Anfräsung auf der Oberseite in dem Kartenkörper 2 ausgebildet werden und anschließend mit einem entsprechenden Chipmodul 3 über eine Klebeverbindung an der Rückseite der Kontaktfelder 4 verbunden werden. Wie bereits erwähnt, können anstatt von Aluminiumkernen gegebenenfalls auch Aluminiumkontakte basierend auf SMD-Widerständen mit 0 Ohm Widerstand in den Kartenkörper integriert werden.
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Um nunmehr die Formgebung der Chipkarte der 6 zu erreichen, sind gemäß 8 Vorstanzungen 19 vorgesehen, durch welche die seitlichen Kanten des Abschnitts 2c mit reduziertem Durchmesser sowie die Aussparungen 10 der Chipkarte gebildet werden. Die Vorstanzungen sind dabei mit einer dicken Linie angedeutet. Über diese Vorstanzungen kann ein Benutzer dann die Chipkarte 1 aus dem restlichen Kartenkörper herausbrechen. Dabei ist ferner an der Stirnseite des Abschnitts 2c eine Ausfräsung 20 vorgesehen, welche gepunktet angedeutet ist. Durch diese Ausfräsung wird eine saubere Kontaktstelle bzw. Kontaktfläche der Verbindungsabschnitte 5 zum Kontaktieren entsprechender Kontaktelemente in einem Peripheriemodul 8 erreicht. Optional besteht ferner die Möglichkeit, dass Ausstanzungen 21 im Bereich der Aussparungen 10 vorgesehen sind, wobei diese Ausstanzungen wiederum gepunktet wiedergegeben sind. Hierdurch wird ein leichteres Herausbrechen der Chipkarte aus dem restlichen Kartenkörper erreicht.
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Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird die Möglichkeit geschaffen, dass ein Chipkartenmodul via einer zusätzlichen Schnittstelle mit weiteren Peripheriebauelementen verbindbar ist, ohne die aktuelle Bauform bzw. die genormten Kontaktfelder auf der Oberseite der Chipkarte zu verändern. Die Anschlüsse für die zusätzliche Schnittstelle sind dabei auf der Rückseite der Kontaktfolie des Chipmoduls vorgesehen, wobei eine Kontaktierung zwischen der Rückseite und einem entsprechenden Verbindungsabschnitt über einen Kleber aus leitfähigem Material erfolgt. Über die Verbindungsabschnitte kann dabei beispielsweise eine I2C-Schnittstelle realisiert werden, bei der Übergangswiderstände im Bereich von 10 bis 20 Ohm unproblematisch sind. Die I2C-Schnittstelle hat zudem den Vorteil, dass eine Vielzahl von Bausteinen angeschlossen werden kann. Die Datenübertragung liegt dabei in der Regel bei maximal 400 kBit, in einzelnen Fällen bei bis zu 1 MBit. Bei einer SPI-Schnittstelle sollte der Übergangswiderstand unter 1 Ohm liegen, was mit den erfindungsgemäßen Verbindungsabschnitten durchaus realisierbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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