DE102013102718A1

DE102013102718A1 - Chipkartenmodulanordnung

Info

Publication number: DE102013102718A1
Application number: DE201310102718
Authority: DE
Inventors: Frank Püschner; Jürgen Högerl; Peter Scherl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-18
Also published as: CN104063738B; CN104063738A; US9633303B2; US20140263663A1

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipkartenmodulanordnung bereitgestellt, welche einen Träger, in welchem eine Vertiefung ausgebildet ist, ein Chipkartenmodul, welches in der Vertiefung angeordnet ist, und eine Chipkartenantenne aufweist, wobei die Chipkartenantenne kontaktlos mit dem Chipkartenmodul koppelbar ist.

Description

Heutzutage handelt es sich bei den meisten Chipkarten um solche, die mit einem Leser kontaktbasiert kommunizieren. Das heißt, auf der Chipkarte ist ein Kontaktfeld angeordnet, welches eine Schnittstelle zu entsprechenden Kontakten im Leser darstellt. Zusätzlich können Chipkarten jedoch auch zur kontaktlosen (drahtlosen) Kommunikation eingerichtet sein. Dazu kann in der Chipkarte eine Chipkartenantenne bereitgestellt werden, so dass damit und mittels des vom Leser erzeugten magnetischen Feldes die Kommunikation drahtlos erfolgen kann.
Sowohl die Chipkartenantenne als auch das Chipkartenmodul, welches die Elektronik der Chipkarte beherbergt, können innerhalb der Chipkarte angeordnet sein. Die Chipkartenantenne ist dann meist über entsprechende Kontakte elektrisch mit dem Chipkartenmodul gekoppelt.
Eine Schwachstelle bei der Herstellung der beschriebenen Chipkarten ist die Kontaktstelle zwischen der Chipkartenantenne und dem Chipkartenmodul, also die Anbindung des Chipkartenantennendrahtes an das Chipkartenmodul. Bei einer herkömmlichen Kontaktiermethode, dem so genannten Thermokompressionsschweißen, wird der Antennendraht an das Chipkartenmodul mittels Druck und Temperatur geschweißt. Dabei wird das Chipkartenmodul hohen thermischen als auch mechanischen Belastungen ausgesetzt. Probleme, beispielsweise in Form von Ausfällen beim Anwender, können dann beispielsweise durch Delamination des Vergussmassekörpers (welcher die Oberfläche des Chipkartenmoduls bedeckt und den Chip schützt) vom Chipkartenmodul oder durch mangelnde Haftung des Antennendrahtes am Chipkartenmodul entstehen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipkartenmodulanordnung bereitgestellt, welche einen Träger, in welchem eine Vertiefung ausgebildet ist, ein Chipkartenmodul, welches in der Vertiefung angeordnet ist, und eine Chipkartenantenne aufweist, wobei die Chipkartenantenne kontaktlos mit dem Chipkartenmodul gekoppelt ist.
Bei dem Chipkartenmodul kann es sich um einen Bestandteil von Chipkarten (auch Smartcards genannt) handeln, beispielsweise von Chipkarten gemäß einem Chipkarten-Standard wie beispielsweise dem Chipkarten-Standard ISO/IEC 7810 und ISO/IEC 7816.
Bei dem Träger der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann es sich um einen Kernträger einer Chipkarte handeln, welcher das Chipkartenmodul trägt. Ein in dem Träger der Chipkartenmodulanordnung eingebettetes Chipkartenmodul kann einen Chip aufweisen, also einen integrierten Schaltkreis, welcher Logik- sowie Speicherschaltkreise (oder -blöcke) enthalten kann und so den Funktionsumfang der Chipkarte bestimmt. Die Verdrahtungsstruktur stellt dabei die elektrische Verbindungsinfrastruktur dar für die Komponenten/Bauteile, welche sich auf dem Chipkartenmodul befinden (wie etwa Spulen oder Kondensatoren). Im Allgemeinen kann eine Chipkarte kontaktbasiert oder kontaktlos mit Lesegeräten kommunizieren oder aber auch als Dual-Interface (Doppelschnittstelle) Chipkarte eingerichtet sein, also sowohl Mittel zur kontaktbasierten als auch zur kontaktlosen Kommunikation aufweisen. Ein Chipkartenmodul einer üblichen kontaktbasierten Chipkarte ist normalerweise mit einem Kontaktfeld gekoppelt, welches an der Oberfläche der Chipkarte freiliegt und von Kontakten einer Lesevorrichtung kontaktiert werden kann. Ein Chipkartenmodul einer kontaktlosen Chipkarte kann eine Chipkartenmodulantenne aufweisen, beispielsweise eine Spule in Form von Leiterbahnwindungen. Die gemeinsame Anordnung der Spule und des Chips auf einem Chipkartenmodul wird auch als COM (Coil an Module – Spule auf Modul) bezeichnet. Um eine drahtlose Kommunikation über größere Distanzen zu ermöglichen, welche auf Grund der relativ geringen Größe der Chipkartenmodulantenne schwer realisierbar ist, kann in der Chipkarte eine Chipkartenantenne bereitgestellt werden, an welche die Chipkartenmodulantenne induktiv koppeln kann.
Bei der Chipkartenantenne handelt es sich üblicherweise um eine großformatige Antenne in Form von Leiterbahnwindungen, welche in der Chipkarte eingebettet vorliegen kann und sich prinzipiell innerhalb dieser über den gesamten Bereich der Chipkarte erstrecken kann. Die Chipkartenantenne stellt dann die externe drahtlose (d. h. kontaktlose) Kommunikationsschnittstelle zu einem Lesegerät bereit. Bei der Verwendung der Chipkartenantenne im Zusammenspiel mit einer auf dem Chipkartenmodul angeordneten Chipkartenmodulantenne wird die Chipkartenantenne auch als eine Booster-Antenne (Verstärker-Antenne) bezeichnet. Eine Dual-Interface Chipkarte kann dann als eine Vereinigung einer kontaktbasierten und einer kontaktlosen Chipkarte verstanden werden und weist entsprechend beide Kommunikationsschnittstellen auf.
Durch die induktive Kopplung der Chipkartenmodulantenne mit der Chipkartenantenne besteht bei der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen nicht das oben dargestellte Problem der anfälligen Kontaktstelle zwischen der Chipkartenantenne und dem Chipkartenmodul. Anders ausgedrückt muss die Chipkartenantenne nicht mehr mit dem Chipkartenmodul galvanisch verkoppelt werden, was ansonsten beispielsweise durch Anschweißen erfolgen könnte. Dadurch kann die Chipkartenmodulantenne gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, welche in einer Chipkarte bereitgestellt/einlaminiert sein kann, mechanischen Beanspruchungen besser standhalten. Durch den Wegfall dieser sonst im Herstellungsverfahren erforderlichen Ausbildung der Ankontaktierung kann ein Prozessschritt eingespart werden und das Herstellungsverfahren der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann kostengünstiger gestaltet werden. Zudem kann das Chipkartenmodul geschont werden, da es nicht den oben beschriebenen Belastungen ausgesetzt wird, welche während des üblichen Ankontaktierprozesses auftreten. Dadurch, dass keine Leiterbahnen zwischen dem Chipkartenmodul und der Chipkartenantenne ausgebildet werden müssen, kann das Chipkartenmodul in der Vertiefung des Trägers mit einem Vergussmaterial bedeckt/vergossen werden. Auf diese Weise lässt sich ein robustes, in sich verkapseltes Chipkartenmodul herstellen. Zusätzlich ist dann die Lage der Booster-Antenne von der Lage des Trägers, welcher das Chipkartenmodul beherbergt, dahingehend unabhängig, dass weitere Materialschichten zwischen diesen beiden ausgebildet sein können.
Bei der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Chipkartenmodulantenne beispielsweise auf einer oberen Fläche oder auf einer unteren Fläche des Trägers ausgebildet werden. Bei einer solchen Ausführungsform kann so eine zusätzliche Trägerlage für die Chipkartenantenne eingespart werden. Alternativ kann jedoch die Chipkartenantenne auf einer Chipkartenantennenträgerschicht oder einer anderen Chipkartenmaterialschicht ausgebildet werden und auch von dem Träger durch weitere Chipkartenmaterialschichten getrennt sein. Mit anderen Worten kann die Lage des Trägers und die Lage der Chipkartenantenne bezogen aufeinander in einem üblichen Chipkartenstapel, welcher eine Chipkarte ausbildet, beliebig sein, da eine galvanische Verbindung zwischen der Chipkartenantenne und dem Chipkartenmodul aufgrund der induktiven Kopplung nicht nötig ist. Mit anderen Worten brauchen in einem solchen Fall keine aufwendigen und kostspieligen Durchführungen durch die anderen Materialschichten ausgebildet werden, welche die Booster-Antenne von dem Träger trennen. Auf diese Weise lässt sich ein Freiheitsgrad hinsichtlich der Lage der Chipkartenantenne bezüglich der Lage des Chipkartenmoduls gewinnen, so dass zwischen diesen beiden weitere Chipkartenmaterialschichten problemlos bereitgestellt sein können.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipkartenmodulanordnung bereitgestellt, welche einen Träger, in welchem eine Vertiefung ausgebildet sein kann; ein Chipkartenmodul, welches in der Vertiefung angeordnet sein kann, und eine Chipkartenantenne aufweisen kann, wobei die Chipkartenantenne kontaktlos mit dem Chipkartenmodul koppelbar ist (gekoppelt werden kann).
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann der Träger ein nicht leitfähiges Trägermaterial aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann das Chipkartenmodul einen Chipkartenmodulträger und einen Chip aufweisen, welcher auf einer oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers angeordnet ist und einen integrierten Schaltkreis aufweist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann das Chipkartenmodul ferner eine Spule aufweisen, welche mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können Windungen der Spule auf der oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers angeordnet sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können Windungen der Spule an einer unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers angeordnet sein, welche der oberen Fläche gegenüber liegt.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können Windungen der Spule sowohl auf der oberen Fläche als an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers ausgebildet sind.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann das Chipkartenmodul derart in der Vertiefung angeordnet sein, dass eine obere Fläche des Chipkartenmoduls dem Boden der Vertiefung zugewendet ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann das Chipkartenmodul derart in der Vertiefung angeordnet sein, dass eine untere Fläche des Chipkartenmoduls einem Boden der Vertiefung zugewendet ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann die Vertiefung derart mit einem Material aufgefüllt sein, dass der Träger eine ebene obere Fläche aufweist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann das Chipkartenmodul mittels eines Haftmittels an den Boden des Trägers befestigt sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann die Bodenfläche der Vertiefung der Grundfläche des Chipkartenmoduls entsprechen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann die Bodenfläche der Vertiefung größer sein als die Grundfläche des Chipkartenmoduls.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann die Chipkartenantenne Windungen aufweisen, welche an einer Fläche der Chipkartenmodulanordnung ausgebildet sind.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können die Windungen der Chipkartenantenne auf der Fläche der Chipkartenmodulanordnung angeordnet sein, zu welcher die Vertiefung hin geöffnet ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können die Windungen der Chipkartenantenne an der Fläche der Chipkartenmodulanordnung angeordnet sein, welche der Öffnung der Vertiefung gegenüberliegt.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Chipkartenmodulanordnung ferner einen Chipkartenantennen-Träger aufweisen, wobei Windungen der Chipkartenantenne an einer Oberfläche des Chipkartenantennen-Trägers ausgebildet sind.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann der Chipkartenantennen-Träger an dem Träger ausgebildet sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können eine Grundfläche des Chipkartenantennen-Trägers und eine Grundfläche des Trägers gleich sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung kann zwischen dem Chipkartenantennen-Träger und dem Träger mindestens eine Materialschicht angeordnet sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung können Windungen der Chipkartenantenne von der Mitte der Chipkartenmodulanordnung in radialer Richtung zu den Rändern der Chipkartenmodulanordnung hin betrachtet außerhalb des Bereiches des Chipkartenmoduls verlaufen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipkarte bereitgestellt, welche die die Chipkartenmodulanordnung aufweist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Chipkarte eine Kontaktanordnung aufweisen, welche an einer Oberfläche der Chipkarte bereitgestellt ist und mit dem Chipkartenmodul elektrisch gekoppelt ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Chipkarte eingerichtet sein mittels der Kontaktanordnung mit einer Lesevorrichtung zu kommunizieren.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Chipkarte eingerichtet sein mittels der Chipkartenantenne kontaktlos mit einer Lesevorrichtung zu kommunizieren.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Chipkarte als eine Dual-Schnittstelle-Chipkarte eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Chipkartenmodulanordnung bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweisen kann: Bereitstellen eines Trägers; Ausbilden einer Vertiefung in dem Träger; Anordnen eines Chipkartenmoduls in der Vertiefung; und Ausbilden einer Chipkartenantenne, welche kontaktlos mit dem Chipkartenmodul gekoppelt ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Chipkartenmodul derart in der Vertiefung angeordnet werden, dass eine obere Fläche des Chipkartenmoduls einem Boden der Vertiefung zugewendet ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Chipkartenmodul derart in der Vertiefung angeordnet werden, dass eine untere Fläche des Chipkartenmoduls dem Boden der Vertiefung zugewendet ist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Auffüllen der Vertiefung mit einem Material aufweisen derart, dass der Träger eine ebene obere Fläche aufweist.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren Abscheiden eines Haftmittels zwischen das Chipkartenmodul und den Boden der Vertiefung aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens können Windungen der Chipkartenantenne an einer Fläche der Chipkartenmodulanordnung ausgebildet werden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Bereitstellen eines Chipkartenantennen-Trägers und Anordnen von Windungen der Chipkartenantenne an einer Oberfläche des Chipkartenantennen-Trägers aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Anordnen des Chipkartenantennen-Trägers an die Chipkartenmodulanordnung aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Ausbilden von mindestens einer Materialschicht zwischen dem Chipkartenantennen-Träger und dem Träger aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die mindestens eine Materialschicht die gleiche Grundfläche aufweisen wie der Träger und/oder der Chipkartenantennen-Träger.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Chipkarte bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweisen kann: Bereitstellen einer Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen und Anordnen von mindestens einer Chipkartenschicht auf und/oder unter der Chipkartenmodulanordnung.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die mindestens eine Chipkartenschicht eine Abdeckschicht der Chipkarte aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die mindestens eine Chipkartenschicht eine Schicht aufweisen, welche einen Schaltkreis aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 eine übliche Anordnung aufweisend ein Chipkartenmodul sowie dazugehörige Trägerschichten in einer Querschnittansicht;
2 einen schematischen Aufbau der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3A bis 3G verschiedene Ausführungsbeispiele der Chipkartenmodulanordnung, jeweils in einer Querschnittansicht dargestellt;
4 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Chipkarte, welche die Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweist;
5A und 5B einen Aufbau einer Chipkarte gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer Querschnittansicht;
6 ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
7 ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Chipkarte gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
In 1 ist eine herkömmliche Anordnung 100 aufweisend ein Chipkartenmodul sowie dazugehörige Trägerschichten in einer Querschnittansicht dargestellt. Die Anordnung 100 weist eine obere Trägerschicht 102 (Substratschicht) und eine untere Trägerschicht 104 auf. Das Chipkartenmodul, welches einen Chip 106 und einen Chipkartenmodulträger 108 aufweist, ist in der oberen Substratschicht 102 eingebettet. Zwischen der oberen Substratschicht 102 und der unteren Substratschicht 104 ist eine Chipkartenantenne 110 angeordnet. In diesem Beispiel weist die Chipkartenantenne 110 im Querschnitt vier Leiterbahnen auf. Die Chipkartenantenne 110 ist mittels Kontaktstellen 112 galvanisch mit dem Chipkartenmodulträger 108 verbunden, auf welchem eine Verdrahtungsschicht bereitgestellt sein kann, so dass letztendlich der Chip 106 mit der Chipkartenantenne 110 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass die in der Anordnung 100 dargestellte Chipkartenantenne 110 nicht als Booster-Antenne angesehen werden kann, da sie die einzige Antenne der Anordnung 100 darstellt und nicht als Verstärkerantenne fungiert. Die Anordnung 100 kann beispielsweise Teil einer üblichen Chipkarte sein.
Beim Tragen der dazugehörigen Chipkarte beispielsweise in der Hosentasche oder im Portemonnaie kann diese starken mechanischen Belastungen, beispielsweise Verbiegungen, ausgesetzt sein. Dadurch können sich beispielsweise die Kontaktstellen 110 von dem Chipkartenmodulträger 108 lösen, so dass die Chipkarte unbrauchbar wird.
Eine Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist in 2 in einer strukturellen Draufsicht dargestellt. Die Chipkartenmodulanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist einen Träger 202 auf, in welchem eine Vertiefung 208 ausgebildet ist. Ferner weist die Chipkartenmodulanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Chipkartenmodul 206, welches in der Vertiefung 208 angeordnet ist, und eine Chipkartenantenne 204 auf, wobei die Chipkartenantenne 204 kontaktlos mit dem Chipkartenmodul 206 gekoppelt (koppelbar) ist.
Die Chipkartenmodulanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Grundfläche aufweisen, welche die Grundfläche einer dazugehörigen Chipkarte definiert. Die Vertiefung 208 kann von der Grundfläche des Chipkartenmoduls 206 entsprechen oder etwas größer ausgebildet sein. Anders gesprochen kann das Chipkartenmodul 206 passend in die Vertiefung 208 eingesetzt werden. Es kann zusätzlich auf dem Boden der Vertiefung 208 befestigt werden, beispielsweise mit einem Haftmittel, falls die Vertiefung 208 größer ausgebildet ist, oder es kann mit einer Vergussmasse in der Vertiefung vergossen sein und dadurch ebenfalls in der Vertiefung fixiert sein. Die geometrische Form der Vertiefung 208 kann dabei im Wesentlichen der geometrischen Form des Chipkartenmoduls 206 entsprechen und beispielsweise quadratisch, rechteckig oder rund ausgebildet sein oder eine andere geeignete Form aufweisen. Die Vertiefung 208 kann innerhalb eines Bereiches angeordnet sein, welcher von Leiterbahnen der Chipkartenantenne 204 eingeschlossen ist. Das Chipkartenmodul 206 kann in der Draufsicht auf die Chipkartenmodulanordnung 200 beispielsweise mit einer seiner Kanten an nur einer Kante der Chipkartenmodulantenne 206 anliegend angeordnet sein oder es kann mit zwei seiner Kanten an eine Ecke der Chipkartenmodulantenne 206 anliegend angeordnet sein. Es kann aber auch ein spezieller Kopplungsbereich bereitgestellt sein, in dem das Chipkartenmodul 206 angeordnet ist. Der spezielle Kopplungsbereich kann vollständig von Leiterbahnwindungen der Chipkartenantenne 204 umgeben sein und beispielsweise in Form einer Auskopplung der Leiterbahnwindungen der Chipkartenantenne 204 von ihrem normalen Verlauf vorliegen. Es sei angemerkt, dass es sich bei der Chipkartenantenne 204 der Chipkartenmodulanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen um eine Booster-Antenne handelt, welche induktiv an eine auf dem Chipkartenmodul 206 bereitgestellte Chipkartenmodulantenne (nicht in 2 dargestellt) koppeln kann, um so die Stärke und/oder Reichweite der drahtlosen Kommunikation zu verbessern. Eine auf dem Chipkartenmodul 206 angeordnete Chipkartenmodulantenne kann als drahtloser Ersatz der sonst galvanischen Kopplung zwischen dem Chipkartenmodul 206 und der Chipkartenantenne 204 angesehen werden.
Der Träger 202 kann beispielsweis eine Dicke in einem Bereich von etwa 25 µm bis etwa 50 µm aufweisen. Der Träger 202 kann beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC), Polyester, Polycarbonat, Polyimid (PI) oder FR4 (mit Epoxidharz getränkte Glasfasermatte) aufweisen oder aus diesen bestehen. Die Grundfläche des Trägers 202 kann im Wesentlichen der Chipkarte entsprechen, in welcher die Chipkartenmodulanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen eingebettet sein kann. Ein Freiraum in der Vertiefung 208, welcher nicht von dem Chipkartenmodul 206 eingenommen wird, kann mit einem Füllmaterial versiegelt/gefüllt sein, beispielsweise mit PSA (Pressure Sensitive Adhesive – drucksensitiver Klebstoff; Klebeschicht auf einem Träger, welche unter mechanischer Belastung anfängt zu kleben), flüssigem Polycarbonat, Kunststoff wie z. B. Epoxidharz oder thermoplastischen Materialien.
Nachfolgend werden in den 3A bis 3G in Querschnittansichten verschiedene Ausführungsbeispiele der Chipkartenmodulanordnung dargestellt. Die gewählten Ausführungsbeispiele stellen nur einen Ausschnitt der gesamten Bandbreite an möglichen Ausführungsbeispielen dar. Die verschiedenen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele zu schaffen, welche dem Grundgedanken der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen unterliegen. Wegen der grundlegenden Ähnlichkeit der verschiedenen Ausführungsbeispiele untereinander sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht in jedem Ausführungsbeispiel erneut beschrieben.
In 3A ist ein Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung dargestellt. Die Chipkartenmodulanordnung 300 weist einen Träger 302 auf, in welchem eine Vertiefung 303 ausgebildet ist. Bei der Vertiefung 303 (Kavität) kann es sich beispielsweise um ein Sackloch handeln, dessen Tiefe 312 beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 300 µm liegen kann, beispielsweise eine Tiefe 312 von ungefähr 200 µm aufweisen kann. Die Bodenfläche der Vertiefung 303 kann beispielsweise der Grundfläche des Chipkartenmoduls entsprechen, so dass das Chipkartenmodul in die Vertiefung 303 gepresst ist, so dass zwischen den Rändern des Chipkartenmoduls und den Wänden der Vertiefung kein Spalt vorhanden ist. Unter dem Chipkartenmodul ist hierbei im Wesentlichen die Anordnung des Chips 304 auf dem Chipkartenmodulträger 306 zu verstehen samt weiterer auf dem Chipkartenmodulträger 306 angeordneter Komponenten. Auf dem Chipkartenmodul 306 ist ferner die Chipkartenmodulantenne ausgebildet, welche Leiterbahnwindungen 308 aufweisen kann, welche beispielsweise in einem Bereich um den Chip 304 auf einer Oberfläche des Chipkartenmodulträgers 306 angeordnet sind. Die Tiefe der Vertiefung (angedeutet durch den Pfeil 312) kann der Bauteilehöhe des Chipkartenmoduls entsprechen, welche im Wesentlichen durch die Dicke des Chipkartenmodulträgers 306 und die Dicke des Chips 304 bestimmt sein kann. Wie in 3A ferner dargestellt, ist auf einer Fläche, in diesem Fall der oberen Fläche des Trägers 302, die Chipkartenmodulantenne 310 angeordnet. Die Chipkartenmodulantenne 310 in diesem Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 300 weist vier Leiterbahnwindungen auf, welche ringförmig um die Vertiefung 303 verlaufen, in welcher das Chipkartenmodul angeordnet ist. Die im Querschnitt gezeigten Leiterbahnwindungen der Chipkartenmodulantenne 310 können in Bezug auf deren in 2 dargestellte Position lateral auf der oberen Fläche des Trägers 302 verschoben werden, so dass die Vertiefung 303 nicht im mittigen Bereich einer Fläche liegen muss, welche von den Leiterbahnwindungen der Chipkartenantenne 310 umschlossen wird. Auch kann der Abstand zwischen der innersten Leiterbahnwindung der Chipkartenantenne 310 und der Projektion der Vertiefung 303 auf die obere Fläche des Trägers zu rechten Seite und zur linken Seite unterschiedlich ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Chipkartenmodulantenne 308 und die Chipkartenantenne 310 auf derselben Seite des Trägers 302 ausgebildet.
In einer nicht dargestellten Abwandlung der in 3A dargestellten Ausführungsform kann die Chipkartenantenne 310 auf der unteren Fläche (Booten) des Trägers 302 angeordnet sein.
In 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung dargestellt. Die Chipkartenmodulanordnung 320 unterscheidet sich von der in 3A dargestellten Chipkartenmodulanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Chipkartenmodulantenne 308, welche auf einer oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 ausgebildet ist, auf welcher auch der Chip 304 angeordnet ist, zusätzlich auch auf der unteren Fläche (Bodenfläche) des Chipkartenmodulträgers 306 weitere Leiterbahnwindungen 322 aufweisen kann (samt einer nicht in der Figur dargestellten Verdrahtung, welche den Chip 304 elektrisch mit beiden Chipkartenmodulantennenteilen koppelt). Somit kann die Chipkartenmodulantenne in dem in 3B gezeigten Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 320 obere Leiterbahnwindungen 308 (angeordnet auf derselben Seite des Chipkartenmodulträgers 306 wie der Chip 304) und untere Leiterbahnwindungen 322 (angeordnet auf der dem Chip 304 entgegengesetzten Seite des Chipkartenmodulträgers 306) aufweisen. Eine solche Ausführungsform kann sich beispielsweise anbieten, wenn nicht genügend Platz auf der oberen Fläche des Chipkartenträgers 306 vorhanden ist, um eine genügend große Chipkartenmodulantenne bereitzustellen oder wenn generell die Grundfläche des Chipkartenmoduls kleiner ausgebildet werden soll. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Chipkartenantenne 310 auf der oberen Fläche des Trägers 302 oder an der unteren Fläche des Trägers 302 angeordnet sein.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Chipkartenmodulanordnung kann die Chipkartenmodulantenne Leiterbahnwindungen aufweisen, welche nur an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 angeordnet sind, also bezugnehmend auf 3B nur untere Leiterbahnwindungen 322 aufweist.
In 3C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung dargestellt. Die Chipkartenmodulanordnung 330 ist der in 3A gezeigten Chipkartenmodulanordnung 300 ähnlich, jedoch ist hier die Chipkartenantenne 310 auf einem Chipkartenantennen-Träger 332 ausgebildet. Der Chipkartenantennen-Träger 322 ist auf der oberen Fläche des Trägers 302 angeordnet. Alternativ kann jedoch der Chipkartenantennen-Träger 332 samt der Chipkartenantenne 310 auf der unteren Fläche des Trägers 302 angeordnet sein. In dem in 3C dargestellten Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 330 ist die Vertiefung 303 so ausgebildet, dass das Chipkartenmodul nicht aus der Vertiefung über die obere Fläche des Chipkartenantennen-Trägers 332 hinausragt. Anders ausgedrückt entspricht die Bauteilhöhe des Chipkartenmoduls der Summe der Dicke des Chipkartenantennen-Trägers 332 und der Tiefe 312 der Vertiefung 303.
In 3D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Die in 3D gezeigte Ausführungsform der Chipkartenmodulanordnung 340 kann als Kombination der in 3B und in 3C gezeigten Ausführungsbeispiele der Chipkartenmodulanordnung gesehen werden, also der Kombination des Chipkartenantennen-Trägers 322 mit einem Chipkartenmodul, bei dem die Chipkartenmodulantenne 308 auch untere Leiterbahnwindungen 322 an der Bodenfläche des Chipkartenmodulträgers 306 aufweist. Der Teil der Chipkartenmodulantenne 308, welcher auf der oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 ausgebildet ist, kann mittels in den Chipkartenmodulträger 306 ausgebildeten Durchführungen (nicht in 3D dargestellt) mit den Leiterbahnwindungen 322 an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 elektrisch gekoppelt sein.
In 3E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt.
Die in 3E gezeigte Ausführungsform der Chipkartenmodulanordnung 350 entspricht im Wesentlichen der in 3B gezeigten Chipkartenmodul Anordnung 320 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Zusätzlich ist jedoch bei der Chipkartenmodulanordnung 350 in 3E die Bodenfläche des Chipkartenmodulträgers 306 mit einem Haftmittel 352 mit dem Boden der Vertiefung 303 verbunden. Bei dem Haftmittel kann es sich beispielsweise um ein Adhäsiv handeln, etwa einen Kleber oder Epoxidharz. Generell kann auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung zwischen der Bodenfläche des Chipkartenmodulträgers 306 und dem Boden der Vertiefung ein Haftmittel angeordnet sein, um das Chipkartenmodul 306 zusätzlich mit dem Träger 302 zu verbinden oder an diesem zu fixieren. Zusätzlich ist in 3E dargestellt, dass das Volumen der Vertiefung 303, welches nicht körperlich von dem Chipkartenmodul eingenommen wird, mit einem Füllmaterial 352 (Vergussmaterial) aufgefüllt ist, bei welchen es sich beispielsweise um Epoxidharz oder einen anderen Kunststoff handeln kann. Mit dem Vergussmaterial 352 kann zum einen das Chipkartenmodul in der Vertiefung 303 vergossen werden und so eine in sich verkapselte Einheit hergestellt werden. Zum anderen kann mit dem Vergussmaterial 352 der Freiraum in der Vertiefung 303 so aufgefüllt werden, dass eine durchgehend ebene Fläche des Trägers 302 wiederhergestellt werden kann. Es sei angemerkt, dass die Lage und/oder die Funktion des Haftmittels 342 und des Füllmaterials 354 vertauscht sein kann. Das heißt, das Haftmittel 352 kann den Freiraum zwischen dem Chipkartenmodulträger 306 und der Oberkante der Vertiefung 303 füllen, welche von der übrigen oberen Fläche des Trägers 302 definiert, und das Vergussmaterial 354 kann den Freiraum (oder die Freiräume) zwischen dem Boden der Vertiefung 303 und der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 füllen. Alternativ kann auch nur das Haftmittel 352 oder das Vergussmaterial 354 für die Freiräume verwendet werden.
In 3F ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung dargestellt. Bei dieser Chipkartenmodulanordnung 360 ist die Grundfläche der Vertiefung 303 größer als die Grundfläche des Chipkartenmoduls, so dass das Chipkartenmodul nicht in die Vertiefung eingepresst werden braucht. Anders ausgedrückt steht mindestens eine Seite (Kante) der Chipkartenmodulanordnung nicht in Kontakt mit einer Seitenwand der Vertiefung 303. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu beiden Seiten des Chipkartenmoduls jeweils ein Spalt zu den Seitenwänden der Vertiefung 303 hin vorhanden. Das nicht von dem Chipkartenmodul eingenommene Volumen ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Haftmittel 352 (Adhäsiv) und/oder einem Füllmaterial in Form eines Kunststoffs gefüllt. In Analogie zu dem Ausführungsbeispiel in 3E ist auch hier eine durchgehend ebene obere Fläche des Trägers 302 durch das Auffüllen der Vertiefung 303 vorhanden. Es sei angemerkt, dass sich dieses Ausführungsbeispiel genauso gut mit einem Chipkartenmodul realisieren lässt, bei dem die Chipkartenmodulantenne 308 nur auf der oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 ausgebildet ist und keine weiteren Windungen 322 an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 ausgebildet sind.
In 3G ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 370 dargestellt. Bei den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen der Chipkartenmodulanordnung war der Chip 304 stets auf der Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 angeordnet, welche zur Öffnung der Vertiefung 303 hin zugewendet ist. In der in 3G dargestellten Ausführungsform der Chipkartenmodulanordnung 370 kann der Chipkartenmodulträger 306 über Kopf in der Vertiefung 303 angeordnet sein oder der Chip 304 kann alternativ (statt auf der oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers 306) an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 306 angebracht sein. Das heißt, der Chip 304 ist zwischen dem Boden der Vertiefung 303 und dem Chipkartenmodulträger 306 angeordnet. Die Chipkartenmodulantenne weist sowohl obere Leiterbahnwindungen wie auch untere Leiterbahnwindungen auf. Der freie Raum zwischen der dem Boden der Vertiefung 303 und der diesem zugewandten Fläche des Chipkartenmoduls 306 ist mit dem Haftmittel 352 gefüllt. Das Volumen oberhalb des Chipkartenmodulträgers 306 ist derart mit dem Vergussmaterial 354 aufgefüllt, dass eine Ebene obere Fläche des Trägers 302 bereitgestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 370 ist die Chipkartenantenne 310 an der unteren Fläche des Trägers 302 ausgebildet und somit weist der Chip 304 bezogen auf den Chipkartenmodulträger 306 zur unteren Fläche des Trägers 302 hin. In Analogie zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 350 kann die Lage/Rolle des Haftmittels 352 und des Vergussmaterial 354 vertauscht sein. Alternativ kann auch nur das Haftmittel 352 oder das Vergussmaterial 354 für die Freiräume verwendet werden.
In 4 ist ein schematischer Aufbau einer beispielhaften Chipkarte 400 dargestellt, welche die Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweist. Die Chipkartenmodulanordnung entspricht der in 2 dargestellten Chipkartenmodulanordnung und kann beispielsweise nach außen hin mit einer oder mehreren Abdeckschichten/Kaschierschichten 402 versiegelt sein. Anders ausgedrückt kann die Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen einer oder mehreren Schichten in einem Chipkartenschichtstapel entsprechen, wobei es sich bei der jeweils untersten und obersten Schicht des gesamten Chipkartenschichtstapels um eine Abdeckschicht/Kaschierschicht 402 handeln kann, welche die Oberflächen darstellen, mit welchen ein potentieller Verwender der Chipkarte in Kontakt kommt. In der Darstellung in 4 ist (sind) die Abdeckschicht(en) 402 nur der Übersichtlichkeit halber größer dargestellt als der Träger 202 der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Üblicherweise kann die Grundfläche des Trägers 202 mit der (den) Grundfläche(en) der Kaschierschicht(en) 402 übereinstimmen.
Ein Aufbau einer beispielhaften Ausführungsform einer Chipkarte 500 ist in 5A in einer Querschnittansicht dargestellt. Die Chipkarte 500 kann als ein Chipkartenschichtstapel aufgefasst werden. Bei den beiden äußersten Schichten 518, 520 kann es sich um Abdeckschichten/Kaschierschichten handeln, welche die Haptik und Optik der Chipkarte 500 bestimmen und zudem die Kernschichten im Inneren der Chipkarte 500 schützten sollen. Bei der in 5A dargestellten beispielhaften Chipkarte 500 ist zwischen der ersten Abdeckschicht 518 und der zweiten Abdeckschicht 520 die Chipkartenmodulanordnung 526 angeordnet, so dass in dieser vereinfachten Ausführungsform die Chipkarte 500 sozusagen drei funktionale Schichten (Lagen) aufweist. Die Chipkartenmodulanordnung 526 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann jedoch stellvertretend als eine beliebige, zweckmäßig an den Funktionsumfang der Chipkarte angepasste Chipkartenmaterialschichtabfolge betrachtet werden, so dass die Chipkarte 500 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen mehr Schichten als die hier beschriebenen aufweisen kann. Moderne Chipkarten können heutzutage eine Übereinanderanordnung von etwa zehn, zwölf oder mehr Schichten aufweisen. Die Proportionen der in 5A dargestellten Teile/Komponenten zueinander entsprechen nicht notwendigerweise tatsächlichen Abmessungen von Teilen/Komponenten und deren Proportionen zueinander bei tatsächlich gefertigten Chipkarten. Die Darstellung in 5A dient vielmehr der Erläuterung des Aufbaus der Chipkarte 500 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Bei der in 5A dargestellten beispielhaften Chipkarte 500 kann die erste Abdeckschicht 518 eine obere Abdeckschicht sein und die zweite Abdeckschicht 520 kann eine untere Abdeckschicht sein. Dazwischen kann der Träger angeordnet sein, welcher in diesem Ausführungsbeispiel eine erste Trägermateriallage 502 und eine zweite Trägermateriallage 503 aufweist. Die Bodenfläche der Vertiefung/Öffnung in der ersten Trägermateriallage 503 ist derart ausgebildet, dass sie der Grundfläche des Trägers 506 des Chipkartenmoduls entspricht. Die zweite Trägermateriallage 503, welche an der ersten Trägermateriallage 502 ausgebildet ist, weist eine Vertiefung/Öffnung auf, welche einen kleineren Umfang aufweist als die in der ersten Trägermateriallager 502 ausgebildete Vertiefung. Die Vertiefungen/Öffnungen in den beiden Trägermateriallagen 502, 503 bilden gemeinsam einen Hohlraum (eine Kavität), in welchem das Chipkartenmodul angeordnet ist. Dabei ist die Seitenwand durch die unterschiedlichen Grundflächen der beiden Öffnungen stufig ausgebildet. Das Chipkartenmodul gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann im Wesentlichen die in den 3A bis 3G dargestellten Komponenten aufweisen und einem der dort dargestellten Chipkartenmodule entsprechen. Auf einer Fläche des Chipkartenmodulträgers 506, beispielsweise der unteren Fläche, kann der Chip 504 angeordnet sein. An der oberen und an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 506 kann eine Verdrahtungsstruktur 514 angeordnet sein, welche eine elektrische Verbindung zwischen der Chipkartenmodulantenne 508, 522 und dem Chip 504 bereitstellt. Der Chip 504 kann dabei mittels Metall-Lotkugeln (bumps) mit der Verdrahtungsstruktur 514 in elektrischem Kontakt stehen und der Bereich zwischen der Fläche des Chipkartenmodulträgers 506 und der Unterseite des Chips 704 kann optional mit einer Unterfüllung (underfill) ausgefüllt sein. Der Teil der Verdrahtungsstruktur 514 auf der oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers 506 und der Teil der Verdrahtungsstruktur 514 auf der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers 506 können mittels elektrisch leitfähiger Durchführungen 516, welche durch den elektrisch nicht leitfähigen Chipkartenmodulträger 506 hindurch verlaufen, miteinander elektrisch verbunden sein. In diesem Ausführungsbeispiel der Chipkartenmodulanordnung 526 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Chipkartenmodulantenne 508, 522 in einem äußeren Bereich des Chipkartenmoduls angeordnet und weist obere Leiterbahnwindungen 522 und untere Leiterbahnwindungen 508 auf. Die Chipkartenmodulantenne 508, 522 ist mittels der Verdrahtungsschicht 514 mit dem Chip 504 elektrisch verbunden. Die erste Trägermaterialschicht 502 und die zweite Trägermaterialschicht 503 haben die Aufgabe eine Kavität für das Chip-Package, also im Wesentlichen für den Chipkartenmodulträger 506 samt darauf angeordneten Chip 504 und Leiterbahnen und/oder weiteren Elementen zu formen. Der in 5A dargestellte Chip 504 und die erste Trägermaterialschicht 502 bilden eine Stufe, welche durch die zweite Materialschicht 503 ausgeglichen wird. Ferner ist unter und/oder um den Chip 504 ein sogenannter Underfill (Unterfüller – ein elastischer, temperaturbeständiger Kunststoff) angeordnet, welcher den Chip 504 mechanisch mit dem Träger 506 verbindet. Durch Schrumpfen des Underfill während des Herstellungsprozesses können zudem die Bumps 528 (Kontaktierhügel) an entsprechende Kontaktflächen gedrückt werden.
Die Chipkartenantenne 510 der Chipkarte 500 ist in der in 5A gezeigten Ausführungsform zwischen der zweiten Trägermateriallage 503 und der zweiten Abdeckschicht 520 angeordnet. Die Leiterbahnwindungen der Chipkartenantenne 510 verlaufen – von dem Chip 504 radial zu den Seitenkanten der Chipkarte 500 hin betrachtet (welche von den Seitenkanten der ersten Abdeckschicht 518, der ersten Trägermateriallage 502, der zweiten Trägermateriallage 503 und der zweiten Abdeckschicht 520 gebildet werden) – in einem äußeren Bereich der Chipkarte 500 ringförmig im Wesentlichen um das Chipkartenmodul herum. Aufgrund der induktiven Kopplung zwischen der Chipkartenmodulantenne 508, 522 und der Chipkartenantenne 510 (welche als eine Booster-Antenne fungiert), welche galvanische Verbindungen zwischen der Chipkartenantenne 510 und dem Chipkartenmodul entbehrlich macht, kann die Chipkartenantenne 510 je nach verfügbarem Platz innerhalb der Chipkarte 500 an einer anderen Stelle angeordnet werden. Beispielsweise kann die Chipkartenantenne 510 auf einer Chipkartenantennenträgerschicht angeordnet sein und/oder durch weitere Chipkartenmaterialschichten von der Chipkartenmodulanordnung 526 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen getrennt sein. Prinzipiell kann die Chipkartenantenne 510 zwischen zwei beliebigen Chipkartenmaterialschichten innerhalb der Chipkarte 500 angeordnet sein. Anders ausgedrückt kann die Chipkartenantenne 510 in der Darstellung in 5A innerhalb der Chipkarte 500 weiter nach unten oder weiter nach oben versetzt angeordnet sein. Es ist nicht erforderlich, dass die Chipkartenantenne 510 unmittelbar an einer Oberfläche der Chipkartenmodulanordnung 526 ausgebildet ist. Die Chipkarte 500 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ermöglicht somit Ausgestaltungen, bei denen sich die Chipkartenantenne 510 in eine weiter von der Chipkartenmodulanordnung 526 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen liegenden Position befindet. Dieses kann beispielsweise der Fall sein bei einer sicherheitsrelevanten Chipkartenmaterialschicht, welche unmittelbar an der Chipkartenmodulanordnung 526 ausgebildet ist. Eine solche sicherheitsrelevante Chipkartenmaterialschicht kann beispielsweise ein Hologramm und/oder einen Schaltkreis aufweisen, welcher eine sicherheitsrelevante Funktionalität bereitstellt und mit dem Chipkartenmodul in der Chipkartenmodulanordnung 526 galvanisch verbunden sein sollte.
Die erste Abdeckschicht 518 und die zweite Abdeckschicht 520 können jeweils eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 200 µm bis ungefähr 400 µm aufweisen, beispielsweise eine Dicke von ungefähr 300 µm aufweisen. Die Chipkartenmodulanordnung 526 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 300 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 150 µm bis ungefähr 250 µm, beispielsweise eine Dicke von ungefähr 200 µm aufweisen. Demzufolge kann die gesamte Dicke der in 5A dargestellten Chipkarte beispielsweise ungefähr 500 µm bis ungefähr 800 µm betragen. Dieses sind jedoch nur beispielhafte Maße, welche sich je nach verwendetem Material für die jeweiligen Chipkartenmaterialschichten und in Abhängigkeit von der Anzahl der einzelnen Chipkartenmaterialschichten verändern können.
In 5B ist in einer Querschnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Chipkarte 550 dargestellt. Der Aufbau der beispielhaften Chipkarte 550 in 5B ist an den Aufbau der Chipkarte 500 in 5A angelehnt. Demzufolge tragen die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen und werden nicht erneut beschrieben.
Im Unterschied zu der in 5A dargestellten Chipkarte 500 ist in diesen Ausführungsbeispielen der Träger 502 (oder auch Trägerschicht 502) der Chipkartenmodulanordnung 526 der in 5B dargestellten Chipkarte 550 einlagig ausgebildet. Die Chipkartenmodulanordnung 526 ist bereits durch eine Ausgleichsschicht in eine rechteckige Form gebracht, so dass die erste Materialschicht 502 und die zweite Materialschicht 503 aus 5A zu einem Träger 502 zusammengefasst sind. Die Grundfläche der Vertiefung in dem Träger 502 entspricht der Grundfläche des Chipkartenmoduls, welches von der Grundfläche des Chipkartenmodulträgers 506 bestimmt wird. Das nicht vom Chipkartenmodul eingenommene Volumen der im Träger 502 der Chipkartenmodulanordnung 526 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ausgebildeten Vertiefung kann mit einem Füllmaterial 526 gefüllt, beispielsweise einem Adhäsiv wie PSA oder Epoxidharz.
Durch das Auffüllen der Vertiefung mit einem Füllmaterial, welches bereits bezüglich der in den 3A bis 3G dargestellten Ausführungsbeispiele der Chipkartenmodulanordnung beschrieben worden ist, können Höhenunterschiede zwischen der Oberfläche des Bereiches im Träger 502 an der Position der Vertiefung und der die Vertiefung umgebenden Fläche des Trägers 502 vermieden werden. Solchen Höhenunterschiede können als visuelle Unebenheiten auf einer der Oberflächen der Chipkarte wahrgenommen und als störend empfunden werden. Durch das Auffüllen der Vertiefung (des Sachlochs) mit dem Füllmaterial 526 können durch Ausbilden einer durchgehend ebenen Fläche des Chipkartenmodulträgers 502 ebendiese visuellen Unebenheiten vermieden werden.
In 6 ist ein Ablaufdiagramm 600 dargestellt, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Das Verfahren kann damit beginnen, dass in 602 der Träger 202 bereitgestellt wird. Dann kann in 604 eine Vertiefung 208 in dem Träger 202 ausgebildet werden und in 606 kann ein Chipkartenmodul 206 in der Vertiefung 208 angeordnet werden. Schließlich kann in 608 die Chipkartenantenne 204 ausgebildet werden, welche kontaktlos mit dem Chipkartenmodul 206 koppelbar ist (koppeln kann).
In 7 ist ein Ablaufdiagramm 700 dargestellt, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Chipkarte gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Das Verfahren kann in 702 ein Bereitstellen der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweisen. In 704 kann das Verfahren ein Ausbilden einer Chipkarte auf Basis der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweisen. Das Ausbilden der Chipkarte kann beispielsweise ein Anordnen von mindestens einer Chipkartenschicht auf und/oder unter der Chipkartenmodulanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweisen, welche beispielsweise als eine Abdeckschichten fungiert und die Chipkartenmodulanordnung versiegelt, um diese vor äußeren Einflüssen bei der Verwendung der Chipkarte zu schützen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO/IEC 7810 [0005]
ISO/IEC 7816 [0005]

Claims

Chipkartenmodulanordnung, aufweisend: • einen Träger, in welchem eine Vertiefung ausgebildet ist; • ein Chipkartenmodul, welches in der Vertiefung angeordnet ist; und • eine Chipkartenantenne, wobei die Chipkartenantenne kontaktlos mit dem Chipkartenmodul koppelbar ist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Chipkartenmodul aufweist: einen Chipkartenmodulträger; und einen Chip, welcher auf einer oberen Fläche des Chipkartenmodulträgers angeordnet ist und einen integrierten Schaltkreis aufweist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Chipkartenmodul ferner aufweist: eine Spule, welche mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 3, wobei Windungen der Spule auf der oberen Fläche und/oder an der unteren Fläche des Chipkartenmodulträgers ausgebildet sind.
Chipkartenmodulanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vertiefung derart mit einem Material aufgefüllt ist, dass der Träger eine ebene obere Fläche aufweist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Chipkartenantenne Windungen aufweist, welche an einer Fläche der Chipkartenmodulanordnung ausgebildet sind.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 6, wobei die Windungen der Chipkartenantenne auf der Fläche der Chipkartenmodulanordnung angeordnet sind, zu welcher die Vertiefung hin geöffnet ist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 6, wobei die Windungen der Chipkartenantenne an der Fläche der Chipkartenmodulanordnung angeordnet sind, welche der Öffnung der Vertiefung gegenüberliegt.
Chipkartenmodulanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: einen Chipkartenantennen-Träger, wobei Windungen der Chipkartenantenne an einer Oberfläche des Chipkartenantennen-Trägers ausgebildet sind.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 9, wobei der Chipkartenantennen-Träger an dem Träger ausgebildet ist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei zwischen dem Chipkartenantennen-Träger und dem Träger mindestens eine Materialschicht angeordnet ist.
Chipkartenmodulanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei Windungen der Chipkartenantenne von der Mitte der Chipkartenmodulanordnung in radialer Richtung zu den Rändern der Chipkartenmodulanordnung hin betrachtet außerhalb des Bereiches des Chipkartenmoduls verlaufen.
Chipkarte, aufweisend eine Chipkartenmodulanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
Chipkarte gemäß Anspruch 13, ferner aufweisend: eine Kontaktanordnung, welche an einer Oberfläche der Chipkarte bereitgestellt ist und mit dem Chipkartenmodul elektrisch gekoppelt ist.
Chipkarte gemäß Anspruch 14, wobei die Chipkarte eingerichtet ist, mittels der Kontaktanordnung mit einer Lesevorrichtung zu kommunizieren.
Chipkarte gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Chipkarte eingerichtet ist mittels der Chipkartenantenne kontaktlos mit einer Lesevorrichtung zu kommunizieren.
Chipkarte gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Chipkarte als eine Dual-Schnittstelle-Chipkarte eingerichtet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Chipkartenmodulanordnung, aufweisend: • Bereitstellen eines Trägers; • Ausbilden einer Vertiefung in dem Träger; • Anordnen eines Chipkartenmoduls in der Vertiefung; und • Ausbilden einer Chipkartenantenne, welche kontaktlos mit dem Chipkartenmodul gekoppelt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Chipkartenmodul derart in der Vertiefung angeordnet wird, dass eine obere Fläche des Chipkartenmoduls einem Boden der Vertiefung zugewendet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Chipkartenmodul derart in der Vertiefung angeordnet wird, dass eine untere Fläche des Chipkartenmoduls dem Boden der Vertiefung zugewendet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, ferner aufweisend: Auffüllen der Vertiefung mit einem Material derart, dass der Träger eine ebene obere Fläche aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei Windungen der Chipkartenantenne an einer Fläche der Chipkartenmodulanordnung ausgebildet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, ferner aufweisend: • Ausbilden eines Chipkartenantennen-Trägers; und • Anordnen von Windungen der Chipkartenantenne an einer Oberfläche des Chipkartenantennen-Trägers.
Verfahren gemäß Anspruch 23, ferner aufweisend: Ausbilden von mindestens einer Materialschicht zwischen dem Chipkartenantennen-Träger und dem Träger.
Verfahren zum Herstellen einer Chipkarte, aufweisend: • Bereitstellen einer Chipkartenmodulanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21; und • Anordnen von mindestens einer Chipkartenschicht auf und/oder unter der Chipkartenmodulanordnung.