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Die Erfindung betrifft ein Chipkartenmodul, eine Chipkarte, und ein Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls.
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Im Allgemeinen kann sich für Chipkarten in Abhängigkeit von den spezifischen Ausführungen ein breites Anwendungsfeld ergeben. Chipkarten, oder auch Smartcards oder Integrated Circuit Cards (ICC), können ein integriertes Chipmodul aufweisen. Im täglichen Gebrauch können Chipkarten, dementsprechend mechanischen Belastungen ausgesetzt sein, so dass diese vorzugsweise robust gegenüber mechanischen Belastungen sein sollten. Vor allem ein Chipmodul (oder ein Chip), welches in einem Chipkartengehäuse angeordnet sein kann, kann bei auftretenden mechanischen Belastungen zerstört oder beschädigt werden, so dass die Funktionsfähigkeit der Chipkarte beispielsweise beeinträchtigt oder unterdrückt sein kann.
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Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, dass ein Chipkartenmodul auf der Basis eines flexiblen Trägers und eines flexiblen Chips bereitgestellt wird, so dass das Chipkartenmodul in einer Chipkarte zum Einsatz kommen kann, wobei das Chipkartenmodul robust gegenüber äußeren mechanischen Belastungen sein kann, und wobei das Chipkartenmodul ferner ein Anzeigemodul oder ein flexibles Anzeigemodul aufweisen kann.
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Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden, dass eine Chipkarte bereitgestellt wird, welche mehrere Funktionalitäten gleichzeitig bedienen kann, wobei die Chipkarte beispielsweise eine flexible Chipanordnung aufweisen kann, welche eine erste Funktionalität der Chipkarte bereitstellt, beispielsweise eine persönliche Identifizierung mittels eines RFID-Chips (Radiofrequenz-Identifizierung, engl. radio-frequency identification), und eine zweite Funktionalität bereitstellt, beispielsweise das Betreiben eines in die Chipkarte integrierten Anzeigemoduls mittels eines Treiberchips.
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Ferner kann ein flexibles Chipkartenmodul bereitgestellt werden, aufweisend eine flexible Chipanordnung und ein flexibles Anzeigemodul, beispielsweise ein flexibles OLED-Display (Anzeigemodul basierend auf organischen Leuchtdioden), wobei die Chipanordnung das Anzeigemodul ansteuert und gleichzeitig eine weitere Funktionalität bereitstellt, beispielsweise RFID. Ein solches flexibles Chipkartenmodul kann beispielsweise in eine Chipkarte integriert sein oder werden, wobei die Chipkarte eine verbesserte Lebensdauer aufweisen kann, da das flexible Chipkartenmodul einer mechanischen Belastung besser standhalten kann.
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Ferner kann ein Chipkartenmodul oder ein flexibles Chipkartenmodul bereitgestellt werden, welches eine Chipanordnung aufweist, wobei die Chipanordnung beispielsweise von einer Sicherheitsschicht abgedeckt (oder verdeckt) sein kann, wobei das Chipkartenmodul mit einem Anzeigemodul (beispielsweise galvanisch, anders ausgedrückt elektrisch leitend) verbunden ist, und mit einer Antennenstruktur verbunden ist, so dass das Chipkartenmodul mehrere Funktionalitäten (z. B. RFID, Speichern von Daten, und/oder Betreiben des Anzeigemoduls) bereitstellen kann. Die elektrische Leitungsführung kann dabei derart eingerichtet sein, dass funktionale Sicherheitsfeatures (z. B. strukturierte Zwischenlagen) in das Chipkartenmodul integriert sein können oder werden können, um beispielsweise die Chipanordnung vor externen Analysen oder Angriffen zu schützen und gleichzeitig auf die Komponenten (Anzeigemodul und/oder Antenne) abgestimmte Interfaces und/oder Kontakte bereitzustellen. Dadurch kann sich beispielsweise die Komplexität der Montageprozesse zum Herstellen der Chipkarte reduzieren.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chipkartenmodul Folgendes aufweisen: einen Träger; eine über einer ersten Seite des Trägers angeordnete Chipanordnung; eine über einer zweiten Seite des Trägers angeordnete Antenne, wobei die zweite Seite des Trägers der ersten Seite des Trägers gegenüberliegt; wobei die Antenne elektrisch leitfähig mit der Chipanordnung verbunden ist zum Übertragen elektrischer Signale; ein über der ersten Seite des Trägers angeordnetes Anzeigemodul; und mindestens eine auf der ersten Seite des Trägers angeordnete elektrische Leitungsstruktur, welche die Chipanordnung und das Anzeigemodul elektrisch leitend miteinander verbindet.
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Ferner kann die Chipanordnung eine Mehrzahl von Chips aufweisen. Somit können beispielsweise mehrere Funktionalitäten für eine Chipkarte oder ein Chipkartenmodul bereitgestellt sein oder werden.
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Ferner kann mindestens ein erster Chip der Mehrzahl von Chips mit mindestens einem zweiten Chip der Mehrzahl von Chips elektrisch leitend verbunden sein. Mit anderen Worten kann die Chipanordnung eine Mehrzahl von Chips aufweisen, die miteinander interagieren können. Dies kann beispielsweise den Sicherheitsaspekt einer Chipkarte oder eines Chipkartenmoduls mit beispielsweise gespeicherten vertraulichen Informationen erhöhen, da beispielsweise ein Sicherheitschip in die Chipanordnung integriert sein kann oder werden kann, wobei ferner die gesamte Chipanordnung mittels zusätzlicher funktionaler Sicherheitsfeatures (z. B. strukturierte Zwischenschichten) geschützt sein kann oder werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chipkartenmodul ferner mindestens eine auf der ersten Seite des Trägers angeordnete zusätzliche elektrische Leitungsstruktur aufweisen, welche den mindestens einen ersten Chip der Mehrzahl von Chips mit dem mindestens einen zweiten Chip der Mehrzahl von Chips elektrisch leitend verbinden kann.
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Ferner kann die Chipanordnung mindestens einen Treiberchip aufweisen, welcher eingerichtet ist zum Ansteuern des Anzeigemoduls. Da der Treiberchip in die Chipanordnung integriert sein kann, kann dies zur Manipulationssicherheit des Chipkartenmoduls beitragen.
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Ferner kann die Chipanordnung einen Speicherchip aufweisen, zum Speichern von Daten. Da der Speicherchip in die Chipanordnung integriert sein kann, kann dies zur Manipulationssicherheit des Chipkartenmoduls beitragen.
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Ferner kann die Chipanordnung einen RF-Chip (Radiofrequenz-Chip, engl. radio-frequency chip) oder einen RFIC (Radiofrequenz-Integrierter-Schaltkreis, engl. radio-frequency integrated circuit), aufweisen, welcher beispielsweise mit der Antenne gekoppelt sein kann, zum kontaktlosen Übertragen von Signalen und/oder Daten, beispielsweise zwischen der Chipanordnung und einem externen Sendegerät und/oder Empfangsgerät.
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Ferner kann die Chipanordnung genau einen Chip aufweisen. Ferner kann die Chipanordnung ein Ein-Chip-System aufweisen (SoC engl. System-on-a-Chip). Somit können beispielsweise mehrere Funktionalitäten mittels eines Chips bereitgestellt sein oder werden.
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Ferner kann die Chipanordnung einen Sicherheitschip aufweisen, welcher eingerichtet ist zum Bereitstellen mindestens eines kryptographischen Dienstes. Dabei kann ein kryptographischer Dienst beispielsweise zumindest einen von Folgenden aufweisen: kryptographische Hash-Funktion; Authentifikation; Digitale Signatur; Verschlüsselung (symmetrisch oder asymmetrisch); oder dergleichen.
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Ferner kann ein Chip oder können mehrere Chips der Chipanordnung eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 70 μm aufweisen. Ferner kann ein Chip oder die mehreren Chips der Chipanordnung eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 100 μm aufweisen. Ferner kann ein Chip oder die mehreren Chips der Chipanordnung eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 200 μm aufweisen. Ferner können alle Chips der Chipanordnung die gleiche Dicke aufweisen. Ferner kann die gesamte Chipanordnung flexibel sein, beispielsweise aufgrund des Materials (z. B. im Wesentlichen Silizium) und der geringen Dicke der in der Chipanordnung integrierten Chips.
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Ferner kann der Träger eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 100 μm aufweisen. Ferner kann der Träger eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 70 μm aufweisen. Ferner kann der Träger aus einem Polymer-Material oder einem Kunststoff bestehen. Ferner kann der Träger flexibel sein, beispielsweise aufgrund des Materials (z. B. Polyimid, Epoxid) und der geringen Dicke des Trägers. Beispielsweise kann der Träger eine flexible Leitplatte (PCB) sein.
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Weiterhin kann die elektrische Leitungsstruktur mindestens eine elektrisch leitende Lötkugel und mindestens eine elektrische Leiterbahn aufweisen, wobei sich die mindestens eine elektrische Leiterbahn auf der ersten Seite des Trägers parallel zu der ersten Seite des Trägers erstrecken kann, und wobei die mindestens eine Lötkugel die mindestens eine Leiterbahn mit mindestens einem Kontaktpad des Anzeigemoduls elektrisch leitend verbinden kann. Anstelle oder zusätzlich zu der mindestens einen Lötkugel kann mindestens ein so genannter Stud-Bump vorgesehen sein oder eine oder mehrere andere geeignete Lötstrukturen.
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Ferner kann die elektrische Leitungsstruktur mindestens einen elektrisch leitenden Pin aufweisen und mindestens eine elektrische Leiterbahn aufweisen, wobei sich die mindestens eine elektrische Leiterbahn auf der ersten Seite des Trägers parallel zu der ersten Seite des Trägers erstrecken kann, und wobei der mindestens eine Pin die mindestens eine Leiterbahn mit mindestens einem Kontaktpad des Anzeigemoduls elektrisch leitend verbinden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chipkartenmodul ferner mindestens eine strukturierte Sicherheitsschicht aufweisen, welche oberhalb und/oder unterhalb der Chipanordnung angeordnet sein kann. Die strukturierte Sicherheitsschicht kann beispielsweise eine Analyse der Chipanordnung und/oder der Chips der Chipanordnung erschweren oder verhindern, beispielsweise eine Analyse mittels optischer Geräte und/oder optischer Analyseverfahren. Dies kann beispielsweise die Manipulationssicherheit der Chipkarte und/oder des Chipkartenmoduls erhöhen. Dabei kann beispielsweise ein Teil der elektrischen Leitungsführung zwischen der Chipanordnung und dem Anzeigemodul durch die strukturierte Sicherheitsschicht hindurch führen, wobei das Chipkartenmodul und die elektrische Leitungsführung derart eingerichtet und angeordnet sein können, dass die elektrisch Verbindung zwischen dem Anzeigemodul und der Chipanordnung die Manipulationssicherheit nicht reduziert. Mit anderen Worten kann die strukturierte Sicherheitsschicht die Chipanordnung entsprechend abdecken und gleichzeitig kann eine elektrische Leitungsführung zwischen der Chipanordnung und der Anzeigeeinheit bereitgestellt sein.
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Ferner kann mindestens ein Chip der Chipanordnung zumindest teilweise von einer Formmasse umgeben sein oder in eine Deckschicht eingebettet sein. Ferner kann mindestens ein Chip der Chipanordnung vollständig von einer Formmasse umgeben sein. Ferner können mehrere Chips der Chipanordnung zumindest teilweise von einer Formmasse umgeben sein. Ferner können mehrere Chips der Chipanordnung vollständig von einer Formmasse umgeben sein. Ferner können alle Chips der Chipanordnung zumindest teilweise von einer Formmasse umgeben sein. Ferner können alle Chips der Chipanordnung vollständig von einer Formmasse umgeben sein.
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Ferner kann die Formmasse oder die Deckschicht eine oder mehrere Aussparungen aufweisen, beispielsweise zum Bereitstellen elektrischer Kontakte durch die Formmasse oder Deckschicht hindurch.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul ein Elektronisches-Papier-Display aufweisen oder sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul ein Leuchtdioden-Display aufweisen oder sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul ein Leuchtdioden-Display basierend auf organischen Leuchtdioden (ein OLED-Display) aufweisen oder sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul ein Flüssigkristall-Display aufweisen oder sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Chipkarte Folgendes aufweisen: ein Chipkartenmodul, wie hierin beschrieben; und ein Chipkartenkörper, wobei das Chipkartenmodul mit dem Chipkartenkörper verbunden ist.
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Ferner kann das Chipkartenmodul mittels eines Klebers oder eines haftenden (klebenden) Polymers mit dem Chipkartenkörper verbunden sein.
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Ferner kann das Chipkartenmodul derart mit dem Chipkartenkörper verbunden und eingerichtet sein, dass das Anzeigemodul zu einer Seite des Chipkartenkörpers hin freiliegt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Chipkarte ferner eine Chipkartenkörperantenne aufweisen, welche in dem Chipkartenkörper angeordnet und/oder derart eingerichtet sein kann, dass die Chipkartenkörperantenne mit der Antenne des Chipkartenmoduls induktiv gekoppelt ist oder induktiv koppelt. Ferner kann die Chipkartenkörperantenne eine Boosterantenne für die Antenne des Chipkartenmoduls sein. Ferner können die Boosterantenne und die Antenne des Chipkartenmoduls derart eingerichtet sein, dass ein kontaktloser Datentransfer zwischen dem Chipkartenmodul und einem externen Gerät erfolgen kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chipmodul zumindest Folgendes aufweisen: einen flexiblen Träger; eine auf einer ersten Seite des Trägers angeordnete (beispielsweise flexible) Chipanordnung aufweisend eine Mehrzahl von (beispielsweise flexiblen) Chips; eine auf einer zweiten Seite des Trägers angeordnete Kontaktstruktur, wobei die zweite Seite des Trägers der ersten Seite des Trägers gegenüberliegt, wobei die Kontaktstruktur elektrisch leitfähig mit mindestens einem Chip der Mehrzahl von Chips verbunden ist; mindestens eine auf der ersten Seite des Trägers angeordnete elektrische Leitungsstruktur, welche mindestens zwei Chips der Mehrzahl von Chips elektrisch leitend miteinander verbindet; und ein über der ersten Seite des Trägers angeordnetes (beispielsweise flexibles) Anzeigeelement, wobei das Anzeigeelement mittels der elektrischen Leitungsstruktur mit mindestens einem Chip der Mehrzahl von Chips elektrisch leitend verbunden ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kombination eines flexiblen Displays mit einer flexiblen Chipanordnung auf einem flexiblen Träger eine optimale mechanische Stabilität und Widerstandsfähigkeit der Anordnung gegen mechanische Belastungen ermöglichen. Ferner kann auch die Datenübertragung zu externen Geräten mittels eines kontaktlosen Interfaces bereitgestellt sein, beispielsweise mittels einer flexiblen Antennenstruktur auf dem flexiblen Träger, so dass das Chipkartenmodul und/oder die Chipkarte zumindest eins von Folgendem aufweisen kann: eine verlängert Lebensdauer im täglichen Gebrauch, eine verbesserte Haltbarkeit, einen verbesserten Schutz vor Beschädigung bei mechanischer Belastung.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chipkartenmodul oder Chipmodul aus flexiblen Komponenten aufgebaut sein, beispielsweise dünnen flexiblen Chips, ein flexibles Anzeigeelement (z. B. eine OLED-Struktur), einen flexiblen Träger für die Chips und das Anzeigeelement (z. B. einen dünnen Polymer oder Kunststoff Träger). Ein solches Chipkartenmodul oder Chipmodul kann eine höhere Flexibilität als herkömmliche Chipkartenmodule aufweisen, so dass das Chipkartenmodul oder Chipmodul einer mechanischen Belastung, beispielsweise einer Punktbelastung oder Biegebelastung, besser widerstehen kann.
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Ferner kann das Chipmodul eine auf der zweiten Seite des flexiblen Trägers angeordnete Antenne aufweisen, wobei die Antenne mit der Kontaktstruktur elektrisch leitend verbunden ist. Die Antenne kann beispielsweise eine dünne strukturierte Metallschicht sein, welche auf der Seite des flexiblen Trägers gegenüber der Chipanordnung angeordnet sein kann, so dass die Antennenstruktur auf dem Träger ebenfalls flexibel ist.
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Ferner kann das Anzeigemodul derart eingerichtet sein und relativ zur Chipanordnung angeordnet sein, dass die Chipanordnung verstärkt und/oder geschützt sein kann.
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Ferner kann die elektrische Leitungsstruktur auf der ersten Seite des Trägers (oder des flexiblen Trägers) eine Vielzahl von Kotaktstrukturen (oder Kontaktpads) aufweisen, beispielsweise seitlich versetzt zur Chipanordnung, wobei die elektrische Leitungsstruktur derart eingerichtet sein kann, dass die jeweiligen Positionen der Kotaktstrukturen auf dem Träger zu einer Anzeigemodulkontaktstruktur des Anzeigemoduls passend sein können. Mit anderen Worten kann das Anzeigemodul beispielsweise eine Kontaktpadstruktur aufweisen, und das Chipkartenmodul (oder das Chipmodul) kann eine an die Kontaktpadstruktur des Anzeigemoduls angepasste elektrische Leitungsstruktur aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipmodul ferner mindestens eine über der ersten Seite des Trägers angeordnete Sicherheitsschicht aufweisen, zum Verhindern einer optischen Analyse der Chipanordnung.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipmodul ferner mindestens eine über der zweiten Seite des Trägers angeordnete Sicherheitsschicht aufweisen, zum Verhindern einer optischen Analyse der Chipanordnung.
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Ferner kann die Chipanordnung eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 100 μm aufweisen. Ferner kann jeder Chip der Mehrzahl von Chips eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 100 μm aufweisen.
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Ferner kann der flexible Träger ein Polymermaterial und/oder ein Laminatmaterial aufweisen.
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Ferner kann der flexible Träger eine Dicke in einem Bereich von kleiner als ungefähr 100 μm aufweisen. Ferner kann der flexible Träger beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 40 μm bis 60 μm aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls Folgendes aufweisen: ein Bilden einer elektrischen Leitungsstruktur auf einer ersten Seite eines Trägers derart eingerichtet, eine Chipanordnung und ein Anzeigemodul elektrisch leitend zu verbinden; ein Bilden einer Chipanordnung über der ersten Seite des Trägers; das Bilden eines Anzeigemoduls über der ersten Seite des Trägers, wobei das Anzeigemodul mittels der elektrischen Leitungsstruktur mit der Chipanordnung elektrisch leitend verbunden ist; und ein Bilden einer Antenne über einer zweiten der ersten Seite des Trägers gegenüberliegenden Seite des Trägers, wobei die Antenne elektrisch leitfähig mit der Chipanordnung verbunden ist zum Übertragen elektrischer Signale.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen
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1A bis 1E jeweils in einer schematischen Ansicht ein Chipkartenmodul, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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2A bis 2C jeweils in einer schematischen Ansicht eine Chipkarte, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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3 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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4A bis 4C jeweils in einer schematischen Ansicht Detaildarstellungen eines Chipkartenmoduls, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
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5 eine schematische Ansicht einer Chipkarte, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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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 „eben”, „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.
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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.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden im Folgenden ein Chipkartenmodul, eine Chipkarte, und ein Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls beschrieben. Das hierin beschriebene Chipkartenmodul (oder Chipmodul), oder die hierin beschriebene Chipkarte kann beispielsweise gegenüber einer mechanische Belastung unempfindlicher oder widerstandsfähiger sein als ein herkömmliches Chipkartenmodul (oder Chipmodul) oder eine herkömmliche Chipkarte, da gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen beispielsweise flexible Materialien und/oder flexible Bauteile verwendet werden, um das Chipkartenmodul oder das Chipmodul bereitzustellen. Ein Chipkartenmodul kann beispielsweise einen flexiblen Träger aufweisen, auf dem ein flexibler Chip oder mehrere flexible Chips angeordnet und/oder befestigt ist/sind, so dass dieses flexible (oder biegsame, oder verformbare) Chipkartenmodul eine mechanische Belastung kompensieren kann, ohne beispielsweise zu brechen oder beschädigt zu werden.
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Als eine mechanische Belastung kann hierin beispielsweise zumindest Folgendes verstanden werden: ein mechanischer Druck, eine mechanische Spannung, eine Torsionsspannung, eine Biegespannung, eine Deformation, eine Dehnung, eine Biegung, eine Zugspannung, eine Druckspannung, eine elastische Verformung, eine punktförmige Belastung oder Kraft, und Ähnliches.
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Eine Steifigkeit kann hierin als der Widerstand eines Teils oder einer Komponente des Chipkartenmoduls gegen eine elastische Verformung, z. B. aufgrund einer Kraft oder eines Drehmoments, verstanden werden. Die Steifigkeit eines Teils oder einer Komponente des Chipkartenmoduls kann beispielsweise von dem beteiligten Material sowie der Geometrie abhängen. Die Nachgiebigkeit (oder Flexibilität) kann hierin als der Kehrwert der Steifigkeit betrachtet werden. Eine flexible Komponente (Chip, Träger, Display, usw.) des Chipkartenmoduls kann demzufolge eine geringe Steifigkeit und eine hohe Flexibilität aufweisen.
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Ferner kann ein flexibler Körper oder eine flexible Komponente, wie sie hierin beschrieben ist, eine reversible (oder elastische) Verformung des Körpers oder der Komponente ermöglichen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger zum Bereitstellen eines Chipkartenmoduls aus einem flexiblen Material gebildet sein und/oder eine entsprechende Dicke aufweisen, so dass der Träger flexibel ist. Der Träger kann beispielsweise eine Dicke von kleiner oder gleich 100 μm aufweisen und aus eine Polymermaterial oder Epoxidmaterial bestehen, so dass der Träger flexibel oder biegsam sein kann.
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Ein Chip, welcher beispielsweise auf dem flexiblen Träger angeordnet und Bestandteil der Chipanordnung sein kann, kann eine Dicke von kleiner oder gleich 100 μm aufweisen und beispielsweise im Wesentlichen aus Silizium bestehen oder Silizium aufweisen. Ein solcher dünner oder ultra-dünner Siliziumchip kann flexibel (z. B. biegsam oder reversibel verformbar sein), so dass der Chip einer mechanischen Belastung widerstehen kann, beispielsweise ohne zu brechen.
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Ein Chipkartenmodul (ein Chip, ein Chipmodul, oder eine Chipanordnung) kann beispielsweise eine oder mehrere Metallisierungsstrukturen (Metallisierungen oder Metallisierungsschichten) aufweisen, beinhaltend beispielsweise eine elektrische Leitungsstruktur und eine dielektrische Schichtstruktur, welche die elektrische Funktionalität der Chipanordnung und/oder des Chipkartenmoduls ermöglichen und/oder bereitstellen können.
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Daher kann ein Chipkartenmodul, dessen mechanischen Eigenschaften von den mechanischen Eigenschaften einer Chipanordnung und der Dicke der Chips in der Chipanordnung beeinflusst werden, mit abnehmender Dicke der Chips eine höhere mechanische Flexibilität aufweisen und somit einer höheren mechanischen Belastung widerstehen ohne zu brechen. Ein Siliziumchip kann beispielsweise spröde sein und zum Brechen neigen, wenn die Dicke des Chips eine bestimmte Dicke überschreitet, beispielsweise eine Dicke von ungefähr 100 μm.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Chipkartenmodul bereitgestellt, welches eine hohe Widerstandskraft gegenüber einer mechanischen Belastung aufweist und welches ein Anzeigemodul aufweist, das derart eingerichtet ist, dass die Manipulationssicherheit der Chipanordnung des Chipkartenmoduls nicht beeinträchtigt wird.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Chipkartenmodul bereitgestellt, welches eine Chipanordnung mit mehreren Chips bereitstellen kann, und welches eine hohe Widerstandskraft gegenüber einer mechanischen Belastung aufweisen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Chipkartenmodul bereitgestellt, welches eine Chipanordnung mit mehreren Chips bereitstellen kann, und welches eine hohe Widerstandskraft gegenüber einer mechanischen Belastung aufweisen kann und welches ein Anzeigemodul aufweisen kann, das derart eingerichtet ist, dass die Manipulationssicherheit der Chipanordnung nicht beeinträchtigt wird.
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1A zeigt eine schematische Querschnittsansicht oder Seitenansicht eines Chipkartenmoduls 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul 100 einen Träger 102, eine Chipanordnung 104, eine Antenne 106 (oder Antennenstruktur 106), ein Anzeigemodul 108 und beispielsweise eine elektrische Leitungsführung aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Antenne 106 über einer zweiten Seite 102b des Trägers 102 angeordnete sein. Die zweite Seite 102b des Trägers 102 kann der ersten Seite 102a des Trägers 102 gegenüberliegen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 mindestens eines der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: ein Polymer, ein Kunststoff, Polyimid, ein Laminat, ein Verbundstoff (faserverstärktes Polymer), oder ein anderes geeignetes Trägermaterial, wie beispielsweise flexible Leiterplatten, oder beispielsweise Träger aus einer Mehrzahl von Polyimidschichten. Der Träger 102 kann beispielsweise ein Material aufweisen oder daraus bestehen, welches eine ausreichend hohe mechanische Reißfestigkeit aufweisen kann (beispielsweise Polyimid, oder ein Glas-Epoxid-System, wie beispielsweise FR4). Der Träger 102 kann beispielsweise eine Folie sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf einer ersten Seite 102a des Trägers 102 eine Chipanordnung 104 angeordnet sein. Die Chipanordnung 104 kann beispielsweise einen Chip oder eine Mehrzahl von Chips aufweisen, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Chips, oder mehr als zehn Chips. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipanordnung 104 mindestens einen Chip aus der folgenden Gruppe von Chips aufweisen: einen Logikchip, einen RF-Chip, einen RFID-Chip, einen Speicherchip, einen Mikroprozessorchip, einen SoC, einen Sicherheitschip, einen Transponder-Chip und/oder einen Treiberchip für ein Anzeigemodul.
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Die Chipanordnung 104 kann beispielsweise mehrere Chips aufweisen, wobei diese unterschiedliche Funktionalitäten bereitstellen können, beispielsweise persönliche Identifikation, Sicherheitsfunktionen, wie z. B. Verschlüsselung, Anzeigefunktionen mittels einer in das Chipkartenmodul 100 integrierten Anzeige 108, Speicherfunktionen, oder Datenübertragungsfunktionen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipanordnung 104 somit verschiedene Ankontaktierungen oder Ankontaktiermöglichkeiten aufweisen, so dass beispielsweise die entsprechenden Komponenten mit der Chipanordnung 104 elektrisch leitend verbunden sein können. Beispielsweise kann die Chipanordnung 104 verschiedene Schnittstellen bereitstellen, beispielsweise mittels einer an die Chipanordnung 104 gekoppelte Antenne 106 kann eine Schnittstelle zum kontaktlosen Übertragen von Daten bereitgestellt sein, wobei gleichzeitig eine Kontaktstruktur 110a eine kontaktbasierte Schnittstelle bereitstellen kann, so dass beispielsweise ein Anzeigemodul 108 mit der Chipanordnung 104 gekoppelt werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul eine erste elektrische Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 aufweisen. Die erste elektrische Leitungsstruktur 110a kann beispielsweise eine Metallisierungsschicht 110a oder eine elektrische Leitungsführungsstruktur 110a sein. Die Metallisierungsschicht 110a oder die elektrische Leitungsführungsstruktur 100a kann beispielsweise eine strukturierte Metallschicht aufweisen, beispielsweise eine strukturierte Kupferschicht oder eine strukturierte Aluminiumschicht. Ferner kann die Metallisierungsschicht 110a oder die elektrische Leitungsführungsstruktur 100a ein dielektrisches Material aufweisen, beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material (z. B. ein elektrisch isolierendes Polymermaterial).
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Ferner kann eine elektrische Leitungsstruktur (beispielsweise die erste elektrische Leitungsstruktur 110a) eine strukturierte Schicht aufweisen oder daraus bestehen, beispielsweise eine strukturierte Kupferschicht, welche beispielsweise mittels Kupfer-Ätztechnologie gebildet wurde. Ferner kann die elektrische Leitungsstruktur 110a eine strukturierte Aluminiumschicht aufweisen, welche beispielsweise mittels Aluminium-Ätztechnologie gebildet wurde.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul 100 eine Durchkontaktierung 110b oder mehrere Durchkontaktierungen 110b aufweisen, welche beispielsweise die erste elektrische Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite des Trägers 102 mit einer optionalen zweiten elektrische Leitungsstruktur 110c auf der zweiten Seite 102b des Trägers 102 elektrisch leitend verbinden kann. Ferner kann die zweite elektrische Leitungsstruktur 110c auf der zweiten Seite 102b des Trägers 102 mit einer Antenne 106 oder Antennenstruktur 106 auf der zweiten Seite 102b des Trägers 102 elektrisch leitend verbunden sein.
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Ferner kann das Chipkartenmodul 100 eine Durchkontaktierung 110b oder mehrere Durchkontaktierungen 110b aufweisen, welche beispielsweise die erste elektrische Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite des Trägers 102 mit einer Antenne 106 oder Antennenstruktur 106 auf der zweiten Seite 102b des Trägers 102 elektrisch leitend verbinden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipanordnung 104 mittels der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102, der Durchkontaktierung 110b (Via 110b), und optional der zweiten elektrischen Leitungsstruktur 110c auf der zweiten Seite 102b des Trägers mit der Antenne 106 oder der Antennenstruktur 106 elektrisch leitend verbunden sein. Ferner kann, wie in 1A dargestellt ist, die ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a zwischen der Chipanordnung 104 und dem Träger 102 angeordnet sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens ein Chip der Chipanordnung 104 mittels der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102, der Durchkontaktierung 110b (Via 110b), und optional der zweiten elektrischen Leitungsstruktur 110c auf der zweiten Seite 102b des Trägers mit der Antenne 106 oder der Antennenstruktur 106 elektrisch leitend verbunden sein. Somit kann mindestens ein Chip der Chipanordnung 104 mittels der Antenne 106 oder der Antennenstruktur 106 Daten zu einer Peripherie übertragen oder Daten von einer Peripherie empfangen. Eine Peripherie kann beispielsweise ein externes RF-Lesegerät oder ein externes RFID-Lesegerät sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Antenne 106 oder die Antennenstruktur 106 mindestens eins der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: ein Metall, ein metallisches Material, eine Legierung, einer intermetallische Verbindung, Kupfer, Aluminium, Titan, Titannitrid, Wolfram, dotiertes Silizium (Polysilizium), Gold, Silber, Nickel, Zink, eine Aluminium Silizium Legierung. Ferner kann die Antenne 106 oder die Antennenstruktur 106 eine strukturierte Schicht aufweisen oder daraus bestehen, beispielsweise eine strukturierte Kupferschicht, welche beispielsweise mittels Kupfer-Ätztechnologie gebildet wurde. Ferner kann die Antenne 106 oder die Antennenstruktur 106 eine strukturierte Aluminiumschicht aufweisen, welche beispielsweise mittels Aluminium-Ätztechnologie gebildet wurde.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 ein Anzeigemodul 108 angeordnet sein. Das Anzeigemodul 108 kann beispielsweise oberhalb der Chipanordnung 104 angeordnet sein. Ferner kann die erste elektrische Leitungsstruktur 110a, 110d auf der ersten Seite des Trägers 102 derart angeordnet und eingerichtet sein, dass die Chipanordnung (oder zumindest ein Chip der Chipanordnung 104) und das Anzeigemodul 108 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ferner kann die mindestens eine elektrische Leitungsstruktur auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 eine Lötkugel (einen sogenannten Ball oder Solderball) aufweisen. Mit anderen Worten kann auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 eine Lötkugel 110d oder ein Pin 110d bereitgestellt sein, so dass die Chipanordnung 104 elektrisch leitend mit dem Anzeigemodul 108 verbunden sein kann oder werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul 104 eine erste elektrische Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 und eine entsprechende Kontaktstrukturanordnung 110d (z. B. ein BGA (engl. Ball-Grid-Array) oder ein PGA (engl. Pin-Grid-Array)) aufweisen, wobei die erste elektrische Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 und die Kontaktstrukturanordnung 110d derart eingerichtet und relativ zu dem Anzeigemodul 108 angeordnet sein können, dass das Anzeigemodul 108 mit mindestens einem Chip der Chipanordnung 104 elektrisch leitend verbunden ist, so dass das Anzeigemodul 108 mittels des mindestens einen Chip der Chipanordnung (z. B. ein Treiberchip) betrieben und/oder angesteuert werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstrukturanordnung 110d (oder eine Mehrzahl von Lötkugeln 110d oder eine Mehrzahl von Pins 110d) derart eingerichtet und angeordnet sein, dass diese passend zu einer Kontaktanordnung 108c (oder Kontaktpadanordnung 108c) des Anzeigemoduls 108 sein kann, so dass das Anzeigemodul 108 mittels der Kontaktanordnung 108c des Anzeigemoduls 108 direkt mit der Kontaktstrukturanordnung 110d elektrisch leitend verbunden werden kann.
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Ferner kann die Kontaktanordnung 108c (oder Kontaktpadanordnung 108c) des Anzeigemoduls 108 auf der Seite 108b des Anzeigemoduls 108 angeordnet und eingerichtet sein, wobei die Seite 108b des Anzeigemoduls 108 in Richtung der Chipanordnung 104 bzw. in Richtung des Trägers 102 zeigt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstrukturanordnung 110d (oder eine Mehrzahl von Lötkugeln 110d oder eine Mehrzahl von Pins 110d) derart eingerichtet und angeordnet sein, dass diese einen seitlichen Versatz (entlang einer Richtung parallel zur Oberfläche 102a des Trägers 102, z. B. entlang der Richtung 101, wie in 1A veranschaulicht ist) zur Chipanordnung 104 aufweisen. Somit kann das Anzeigemodul 108 beispielsweise mit der Chipanordnung 104 elektrisch gekoppelt sein, wobei gleichzeitig auf der Oberfläche der Chipanordnung 104 freier Platz sein kann, um beispielsweise eine strukturierte Sicherheitsschicht aufzubringen, so dass die Chipanordnung 104 vor einer optischen Analyse geschützt sein kann oder werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke eines Chips, der Chipanordnung 104 oder des Trägers eine räumliche Ausdehnung entlang der Richtung 103 sein, beispielsweise senkrecht zur Oberfläche 102a des Trägers 102.
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Wie in 1B in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht dargestellt ist, kann die Chipanordnung 104 von einer Formmasse 112 oder Gussmasse 112 (z. B. ein sogenanntes Molding-Material) umgeben sein. Die Formmasse 112 kann beispielsweise ein Epoxidharz aufweisen oder daraus bestehen. Ferner kann die Formmasse 112 beispielsweise vorimprägnierte Fasern (Prepreg) und ein Epoxidmaterial aufweisen. Ferner kann die Chipanordnung 104 von einer Deckschicht 112 oder einem Bereich 112 umgeben sein, aufweisend kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffe (engl. carbon-fiber-reinforced carbon (CFRC), reinforced carbon-carbon (RCC), carbon fiber carbon composite (CFC)).
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Ferner kann die Deckschicht 112 mindestens eine Aussparung 112a aufweisen, wobei das Chipkartenmodul 100 derart eingerichtet sein kann, dass mindestens eine Lötkugel 110d in der mindestens einen Aussparung 112a angeordnet ist, so dass das Anzeigemodul 108 durch die Deckschicht 112 hindurch mit der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 elektrisch leitend verbunden ist und somit mit der Chipanordnung 104 elektrisch leitend verbunden ist.
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Ferner kann die Deckschicht 112 mehrere Aussparungen 112a aufweisen, wobei diese derart eingerichtet sein können, dass die Kontaktstrukturanordnung 110d (z. B. die (Löt)-Kugel-Gitter-Anordnung (BGA) oder die Kontaktstift-Gitter-Anordnung (PGA)) innerhalb der Aussparungen 112a angeordnet und eingerichtet ist, so dass beispielsweise das Anzeigemodul 108 durch die Deckschicht 112 hindurch mit der ersten. elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite des Trägers 102 elektrisch, leitend verbunden ist und/oder mit der Chipanordnung 104 elektrisch leitend verbunden ist. Dafür kann das Anzeigemodul 108 eine Kontaktanordnung 108c auf der Seite 108b aufweisen, welche zum Träger 102 gerichtet ist, wobei die Kontaktanordnung 108c des Anzeigemoduls 108 zur Kontaktstrukturanordnung 110d auf dem Anzeigemodul 108 passend sein kann.
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Wie in 1C in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht dargestellt ist, kann die Chipanordnung 104 einen Chip 104a aufweisen, welcher mittels Lötkugelkontakten 114 (mittels eines BGA oder PGA) mit der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 elektrisch leitend verbunden sein kann. Dabei kann beispielsweise ein Spalt 116 zwischen dem Chip 104a und der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 entstehen, welcher beispielsweise in einem Unterfüllprozess (engl. underfill process) mit einem Unterfüllmaterial (engl. underfill material) gefüllt werden kann, beispielsweise mit einem Epoxidmaterial oder mit dem gleichen Material, aus dem die Deckschicht 112 besteht.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chip 104a oder können mehrere Chips der Chipanordnung 104 mittels Klebens oder Lötens mit der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite des Trägers 102 elektrisch leitend verbunden sein oder werden.
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Wie in 1D in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht dargestellt ist, kann die Chipanordnung 104 mehrere Chips 104a, 104b aufweisen. Ferner kann die Chipanordnung 104 beispielsweise zwei Chips aufweisen, wobei ein erster Chip 104a mit der Antenne 106 elektrisch gekoppelt sein kann, beispielsweise um eine erste Funktionalität bereitzustellen, und wobei ein zweiter Chip 104b mit dem Anzeigemodul 108 elektrisch gekoppelt sein kann, beispielsweise um eine zweite Funktionalität bereitzustellen. Demnach kann beispielsweise der erste Chip 104a ein RF-Chip oder ein RFID-Chip sein, und der zweite Chip 104b kann beispielsweise ein Treiberchip für das Anzeigemodul 108 sein.
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In analoger Weise kann die Chipanordnung 104 auch mehr als zwei Chips aufweisen, wie vorangehend beschrieben.
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Wie in 1E dargestellt ist, kann das Chipkartenmodul 100 ferner eine strukturierte Sicherheitsschicht 118 aufweisen, beispielsweise eine optische Sicherheitsschicht, welche auf dem Prinzip der optischen Beugung beruhen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturierte Sicherheitsschicht 118 eine Metallisierung aufweisen. Die Metallisierungsschicht kann Strukturen aufweisen, in der Größenordnung der Wellenlänge des Lichts optischer Analysegeräte, beispielsweise im Nanometerbereich. Ferner kann die Metallisierungsschicht inhomogen verteilte Metallisierungsstrukturelemente aufweisen, z. B. teilweise metallische Schichten und/oder Schichtstapel mit metallischen Bereichen in unterschiedlichen Ebenen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturierte Sicherheitsschicht 118 zwischen der Chipanordnung 104 und dem Anzeigemodul 108 angeordnet und eingerichtet sein. Zum Zwecke der Manipulationssicherheit der Chipanordnung 104 kann es also notwendig sein, die Kontaktierung 110d des Anzeigemoduls 108 seitlich versetzt zur Chipanordnung 104 bereitzustellen.
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Ferner kann der Träger 102 des Chipkartenmoduls 100 eine Sicherheitsschicht 120 und/oder ein Abschirmschicht 120 aufweisen. Die Sicherheitsschicht und/oder die Abschirmschicht 120 können beispielsweise verhindern, dass die Chipanordnung 104 manipuliert und/oder analysiert werden kann. Zum Zwecke der Manipulationssicherheit der Chipanordnung 104 kann es also notwendig sein, die Kontaktierung 110b (mittels der Durchkontaktierung) der Antenne 106 seitlich versetzt zur Chipanordnung 104 bereitzustellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Abschirmschicht 120 die Chipanordnung 104 vor elektromagnetischer Strahlung abschirmen, wobei die Abschirmschicht 120 beispielsweise eine Metallschicht sein kann oder aufweisen kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 eine Vielschichtleiterplatine (engl. multilayer printed circuit board (PCB)) sein. Mit anderen Worten kann der Träger 102 aus einer Mehrzahl von Trägerschichten bestehen oder eine Mehrzahl von Trägerschichten aufweisen. Ferner kann eine Trägerschicht der Mehrzahl von Trägerschichten eine Sicherheitsschicht sein. Ferner kann eine Trägerschicht der Mehrzahl von Trägerschichten eine Abschirmschicht sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipanordnung 104 ferner eine Energiequelle aufweisen, beispielsweise eine Batterie (Dünnschichtbatterie). Ferner kann die Chipanordnung 104 einen Energiespeicher aufweisen, beispielsweise einen Kondensator oder eine Kondensatorstruktur. Ferner kann die Chipanordnung 104 eine Komponente aufweisen, welche beispielsweise Energie zum Betreiben des Anzeigemoduls 108 bereitstellt, beispielsweise eine drahtlose Energieübertragung.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul 100 ferner eine weitere Antenne oder Antennenstruktur aufweisen, beispielsweise auf der ersten Seite 102a des Trägers 102, wobei die Chipanordnung 104 beispielsweise von der weiteren Antenne umgeben sein kann und mit der weiteren Antenne elektrisch gekoppelt sein kann. Ferner kann eine Antenne 106 an einen Chip der Chipanordnung angeschlossen sein, beispielsweise elektrisch leitend oder induktiv gekoppelt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipanordnung 104 mehrere Chips aufweisen, wobei diese gestapelt (anders ausgedrückt einen Chipstapel bildend) eingeordnet und eingerichtet sein können.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Chips 104a, 104b der Chipanordnung 104 nebeneinander angeordnet sein, in sogenannter Flip-Chip-Montage (in umgedrehter Montage des Chips).
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Ferner kann die Chipanordnung 104 eine Mehrzahl von Chips aufweisen, wobei ein Chip der Mehrzahl von Chips beispielsweise ein Sicherheitschip sein kann. Der Sicherheitschip kann beispielsweise die gegenseitige Kontrolle einer Mehrzahl von Chips ermöglichen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chip der Chipanordnung 104 oder können mehrere Chips der Chipanordnung 104 derart eingerichtet sein, dass Chipkontakte auf der Rückseite des Chips oder der Chips angeordnet sein können, so dass der/die Chip/Chips beispielsweise mit der Rückseite auf dem Träger 102 bzw. auf der ersten elektrischen Leitungsstruktur 110a montiert werden kann/können.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul 108 eine Dicke im Bereich von 50 μm bis 500 μm aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul 108 ein sogenanntes E-Ink(elektronische Tinte)-Display sein, auch als elektronisches Papier (kurz E-Papier) bezeichnet. Das E-Papier-Display kann beispielsweise als passive (nichtleuchtende) Anzeige eingerichtet sein oder als aktive (leuchtende) Anzeige, beispielsweise in Kombination mit einer Hintergrundbeleuchtung.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul 108 ein LED-Display (Leuchtdioden-Anzeige) sein, also eine auf Leuchtdioden (LED) basierende Anzeigevorrichtung. Das LED-Anzeigemodul 108 kann beispielsweise eine Vielzahl von einzelnen LEDs aufweisen, welche mittels eines Treiberchips angesteuert werden, so dass Daten und/oder Informationen angezeigt bzw. dargestellt werden können. In analoger Weise kann das Anzeigemodul 108 ein OLED-Display sein (Organische-Leuchtdioden-Anzeige).
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul 108 ein Flüssigkeitskristall-Display (LCD) sein.
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2A zeigt eine schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht einer Chipkarte 200 aufweisend ein Chipkartenmodul 100 und einen Chipkartenkörper 202, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipkarte 200 eine genormte Chipkarte gemäß ISO 7810 sein, und damit eine entsprechende äußere Form aufweisen. Beispielsweise kann die Chipkarte ein ID 1 Dokument gemäß ISO 7810 mit den Außenmaßen 85,6 mm × 53,98 mm sein. Ferner kann die Chipkarte beispielsweise die Datenseite eines Passes (beispielsweise eines Reisepasses oder auch eines Personalausweises oder eines Führerscheins oder dergleichen) sein (ID 3 gemäß ISO 7810, ICAO 9303). Dementsprechend kann der Chipkartenkörper 202, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, eine entsprechende äußere Form aufweisen.
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Ferner können beispielsweise die Maße und die Form des Chipkartenkörpers 202 beliebig gewählt oder beliebig angepasst sein.
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Ferner kann die Chipkarte 200 derart eingerichtet sein, dass die Oberseite 108a des Anzeigemoduls 108, also die Seite 108a des Anzeigemoduls 108, auf der die Daten oder Informationen dargestellt werden können (auf der das Bild angezeigt wird oder das Bild sichtbar ist), vom Chipkartenkörper 202 weg zeigt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul 100 mit dem Chipkartenkörper 202 verbunden werden, beispielsweise verklebt, so dass eine funktionsfähig Chipkarte 200 gebildet wird.
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Wie in 2B veranschaulicht ist kann der Chipkartenkörper 202 eine Aussparung 204 zum Aufnehmen des Chipkartenmoduls 100 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Größe der Aussparung, z. B. entlang der seitlichen Richtung 101 parallel zur Oberfläche 102a des Trägers 102 und/oder entlang der Richtung 103, senkrecht zur Oberfläche 102a des Trägers 102, im Wesentlichen der Größe des Chipkartenmoduls 100 entsprechen, so dass das Chipkartenmodul 100 in die Aussparung 204 eingebracht werden kann.
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Ferner kann das Chipkartenmodul 100 mittels eines Klebstoffs in die Aussparung 204 eingeklebt werden, so dass die Aussparung 204 beispielsweise vollständig oder zumindest teilweise gefüllt sein kann.
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Ferner kann das Chipkartenmodul 100 derart mit dem Chipkartenkörper 202 verbunden sein, dass die Oberfläche 108a des Anzeigemoduls 108 bündig mit der Oberfläche des Chipkartenkörpers 202 abschließt. Ferner kann das Anzeigemodul 108 zu einer Seite des Chipkartenkörpers hin freiliegen.
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Ferner kann der Chipkartenkörper 202 eine Chipkartenantenne oder Chipkartenkörperantenne aufweisen, wobei die Chipkartenantenne oder Chipkartenkörperantenne mit der Antenne 106 des Chipkartenmoduls 100 induktiv gekoppelt ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul 100 mittels einer Klebeschicht auf und/oder in dem Chipkartenkörper 202 befestigt oder angeklebt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul mittels der Vorderseite oder der Rückseite an dem Chipkartenkörper 202 befestigt sein.
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Wie in 2C veranschaulicht ist, kann der Chipkartenkörper 202 aus mehreren Lagen oder Schichten 202a, 202b, 202c bestehen. Dabei kann beispielsweise die erste Schicht 202a das Anzeigemodul 108 einbetten, die zweite Schicht 202b kann den Träger 102, die Antenne 106 und die Chipanordnung 104 einbetten, und die dritte Schicht 202c kann das Chipkartenmodul von einer Seite her abdecken.
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Ferner kann die Chipkarte 200 bestehend aus dem Chipkartenmodul 100 und dem Chipkartenkörper 202 eine Antenne 206 aufweisen, beispielsweise eine Boosterantenne 206, welche induktiv mit der Antenne 106 des Chipkartenmoduls 100 gekoppelt sein kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Chipkartenkörperantenne 206 zwischen der zweiten Schicht 202b und der dritten Schicht 202c des Chipkartenkörpers 202 angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Antenne 106 des Chipkartenmoduls 100 und die Chipkartenkörperantenne 206 des Chipkartenkörpers 202 jeweils spiralförmig angeordnet sein, so dass beispielsweise die Induktivitäten der Antennen 106, 206 erhöht sein können. Ferner können die Antenne 106 des Chipkartenmoduls 100 und die Chipkartenkörperantenne 206 des Chipkartenkörpers 202 derart eingerichtet sein, dass diese in Resonanz zueinander koppeln.
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3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Herstellen eines Chipkartenmoduls 100. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 zum Herstellen eines Chipkartenmoduls 100 Folgendes aufweisen: in 310, das Bilden einer elektrischen Leitungsstruktur 110a auf einer ersten Seite 102a eines Trägers 102 derart eingerichtet, eine Chipanordnung 104 und ein Anzeigemodul 108 elektrisch leitend zu verbinden; in 320, das Bilden einer Chipanordnung 104 über der ersten Seite 102a des Trägers 102; in 330, das Bilden eines Anzeigemoduls 108 über der ersten Seite 102a des Trägers 102, wobei das Anzeigemodul 108 mittels der elektrischen Leitungsstruktur 110a mit der Chipanordnung 104 elektrisch leitend verbunden ist; und, in 340, das Bilden einer Antenne 108 über einer zweiten der ersten Seite 102a des Trägers 102 gegenüberliegenden Seite 102b des Trägers 102, wobei die Antenne 106 elektrisch leitfähig mit der Chipanordnung 104 verbunden ist zum Übertragen elektrischer Signale.
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Ferner kann das Bilden einer Chipanordnung 104 über der ersten Seite 102a des Trägers 102 das das Bilden einer Chipanordnung 104 über der elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 aufweisen.
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Ferner kann das Bilden eines Anzeigemoduls 108 über der ersten Seite 102a des Trägers 102, das das Bilden eines Anzeigemoduls 108 über der Chipanordnung 104 auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 aufweisen.
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Ferner kann das Bilden eines Anzeigemoduls 108 über der ersten Seite 102a des Trägers 102 das Befestigen eines Anzeigemoduls 108 über der ersten Seite 102a des Trägers 102 aufweisen.
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Ferner kann das Bilden der elektrischen Leitungsstruktur 110a und/oder das Bilden der Antenne 106 mittels einer Kupfer-Ätz-Technologie oder einer Aluminium-Ätz-Technologie realisiert werden. Ferner kann das Bilden der elektrischen Leitungsstruktur 110a und/oder das Bilden der Antenne 106 das Strukturieren einer zuvor aufgebrachten Metallschicht aufweisen.
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Ferner kann das Verfahren 300 das Bilden einer Deckschicht 112 über der Chipanordnung 104 aufweisen, beispielsweise kann ein dielektrisches oder elektrisch nichtleitendes Material aufgebracht und/oder strukturiert werden.
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Ferner kann das Bilden einer Chipanordnung 104 das Befestigen eines oder mehrerer Chips auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 aufweisen, so dass Anschlusskontakte des Chips oder der mehreren Chips mit der elektrischen Leitungsstruktur 110a elektrisch leitend verbunden sind.
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Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen des Chipkartenmoduls 100 und Details zu der Chipkarte 200 und der Chipanordnung 104 beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1A bis 1E, und 2A bis 2c beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf das in den 1A bis 1E beschriebene Chipkartenmodul 100, und auf die in den 2A bis 2c beschriebene Chipkarte 200 übertragen werden oder mit der beschriebenen Chipkarte 200 oder dem beschriebenen Chipkartenmodul 100 kombiniert werden.
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4A zeigt eine schematische Ansicht einer Chipanordnung 104, beispielsweise angeordnet auf einem Träger 102, wobei die Chipanordnung 104 eine Vielzahl von Chips aufweisen kann, beispielsweise drei Chips 104a, 104b, 104c. Ferner kann mindestens ein Chip der Vielzahl von Chips mit einem anderen Chip der Vielzahl von Chips elektrisch leitend verbunden sein, beispielsweise mittels einer elektrischen Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102. Somit können die Chips 104a, 104b, 104c beispielsweise miteinander in Verbindung stehen, wobei ein Chip der Vielzahl von Chips beispielsweise ein Sicherheitschip sein kann, so dass die Manipulationssicherheit der Chipanordnung 104 erhöht sein kann. Wie bereits beschrieben kann ein Chip der Vielzahl von Chips ein Treiberchip für ein Anzeigemodul 108 sein, so dass beispielsweise ein LED-Display oder eine OLED-Display oder ein anderes Display, mittels der Chipanordnung 104 betrieben werden kann. Beispielsweise können auch auf einem Chip der Chipanordnung 104 gespeicherte Daten/Informationen mittels des Anzeigemoduls 108 angezeigt werden.
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Zum Verbinden der Chipanordnung 104 können beispielsweise Kontakte 110d (beispielsweise eine Vielzahl von Lötkugeln oder Pins) auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 bereitgestellt sein oder werden; und ferner können Kontakte 110c mittels Durchkontaktierungen 110b auf der zweiten Seite des Trägers 102 gegenüber der ersten Seite 102a des Trägers 102 bereitgestellt sein oder werden.
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Dabei können die Kontakte 110d (beispielsweise eine Vielzahl von Lötkugeln oder Pins) auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 derart eingerichtet sein, dass diese zu einer Kontaktpad Anordnung 108c eines Anzeigemoduls 108 passend sind, d. h. dass die Positionen und die Anordnung der Kontakte 110d auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 den Positionen und der Anordnung der Kontaktpads 108c des Anzeigemoduls 108 entsprechen, so dass das Anzeigemodul 108 auf dem Träger 102 montiert werden kann und die Kontaktpads 108c des Anzeigemoduls 108 mit den Kontakten 110d (beispielsweise eine Vielzahl von Lötkugeln oder Pins) auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 verbunden sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann somit mindestens eine Ankontaktierung 110d des Chipkartenmoduls 100 entsprechend an das zu entsprechende Anzeigemodul 108 angepasst sein oder werden. Dies kann beispielsweise die Montage des Anzeigemoduls 108 auf dem Träger oder in der Chipkarte erleichtern. Mit anderen Worten kann die Leitungsstruktur 110a eine gewisse freie Wahl für die Positionen der Kontakte 110d auf dem Träger 102 ermöglichen, wobei das Chipkartenmodul 100, wie bereits beschrieben, ein flexibles Chipkartenmodul 100 ist und wobei die Chipanordnung 104 des Chipkartenmoduls 100 in einer Einheit gebildet ist, welche beispielsweise mittels zusätzlicher Sicherheitsschichten 118, 120 oberhalb und unterhalb der Chipanordnung 104 vor einer Manipulation und/oder Analyse geschützt sein kann.
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Ferner kann das Chipkartenmodul 100 derart eingerichtet sein, dass eine weitere Ankontaktierung 110c auf der zweiten Seite des Trägers 102 bereitgestellt ist, welche beispielsweise mit einer Antenne 106 auf der zweiten Seite des Trägers 102 elektrisch leitend verbunden sein kann.
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Dies ist beispielsweise in 4B in einer schematischen Ansicht des Chipkartenmoduls 100 veranschaulicht, wobei das Chipkartenmodul 100 eine Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102, eine Chipanordnung 104, und eine Antenne 106 aufweisen kann. Die Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 kann dabei zum einen die elektrische Verbindung der Chipanordnung 104 zur Antenne 106 auf der zweiten Seite 102b des Trägers 102 bereitstellen (mittels der Durchkontaktierungen 110b), und zum anderen die elektrische Verbindung der Chipanordnung 104 zu einem Anzeigemodul 108 (mittels der Lötkugeln 110d). Die Lötkugeln 110d können beispielsweise in den Aussparungen 112a der Deckschicht 112 angeordnet sein, wie zuvor beschrieben. Die Deckschicht 112 und der Träger 102 zu zur Veranschaulichung in 4B transparent dargestellt.
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Ferner zeigt 4C ein Chipkartenmodul mit einem Anzeigemodul 108 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul 108 auf der Seite 108b, welche in Richtung des Trägers 102 bzw. zum Inneren des Chipkartenkörpers 202 zeigt, einen elektrischen Anzeigemodulkontakt 108c (ein Kotaktpad 108c) oder eine Mehrzahl von elektrischen Anzeigemodulkontakten 108c (Kontaktpads) aufweisen. Ferner kann die erste Leitungsstruktur 110a auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 derart eingerichtet sein, dass die Chipanordnung 104 mittels der Lötkugeln 110d (oder mittels einer anderen geeigneten Kontaktstruktur 110d) elektrisch zu den Anzeigemodulkontakten 108c verbunden werden kann oder sein kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das hierin beschriebene Chipkartenmodul 100 und die hierin beschriebe Chipkarte 200 gemäß der ISO-Norm 7816 eingerichtet sein. Das Herstellen des Chipkartenmoduls 100 sowie der Chipkarte 200 kann. typische Prozesse der Leiterplattentechnologie aufweisen, unter anderem beispielsweise Bohren, Beschichten oder Metallisieren, Durchkontaktieren, Fotolack-Beschichten, Laminieren, Strukturieren, Belichten, Entwickeln, Ätzen, Löten, Kleben und Ähnliches
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird hierin eine Möglichkeit des Kontaktierens eines Displays 108 an einem ultradünnen Package (beinhaltend den Träger 102, die Chipanordnung 104, die Antenne 106, und die Deckschicht 112) beschrieben.
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Wie in 5 veranschaulicht ist, kann ein Chipkartenmodul 100 in ein mehrlagiges Chipkartengehäuse 202 eingebettet sein, wie vorangehend beschrieben, und eine Chipkarte 200 bilden. Ferner kann beispielsweise ein erster Chipkontakt 114a des Chips 104a (oder eines Chips 104a der Chipanordnung 104) elektrisch leitend mit der Antenne 106 verbunden sein, beispielsweise mittels der Durchkontaktierung 110b. Ferner kann ein zweiter Chipkontakt 114b des Chips 104a (oder eines Chips 104a der Chipanordnung 104) elektrisch leitend mit dem Anzeigemodul 108 verbunden sein, beispielsweise mittels des Lotkontakts 110d.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Chip 104a oder ein Chip 104a der Chipanordnung 104 mittels eine Klebers 512 oder klebenden Materials 512 an dem Träger 102 befestig sein, wobei der elektrische Kontakt zur Leitungsstruktur auf der ersten Seite 102a des Trägers 102 mittels der Chipkontakt 114a, 114b erfolgen kann, beispielsweise mittels Lotkugeln. Ferner kann der Chip 104a oder ein Chip 104a der Chipanordnung 104 zumindest teilweise von einer Formmasse 112 oder einer Deckschicht 112 umgeben sein.
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Eine Radiofrequenz (RF), oder auch Funkfrequenz, kann beispielsweise eine Frequenz einer elektromagnetischen Welle aus dem Radiofrequenzband sein, beispielsweise zwischen einigen Kilohertz bis zu einigen hundert Gigahertz, z. B. in einem Bereich von ungefähr 3 kHz bis ungefähr 300 GHz.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine dünnes und trotzdem robustes und kostengünstiges Chipkartenmodul bereitgestellt, welches mehrere Chips beinhalten kann (ein sogenanntes Multi-Chip-Package) und/oder mindestens zwei verschiedene Ankontaktiermöglichkeiten (z. B. Lotkontakt 110d und Spule 106) aufweisen kann, beispielsweise berührend elektrisch leitend über Kontakte und/oder Pins und/oder berührungslos elektro-magnetisch gekoppelt mittels einer integrierten Spule (Antenne) durch eine elektro-magnetische Kopplung mit einer Booster Antenne.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Chipkartenmodul 100 in Chipkarten mit verschiedenen Formfaktoren zum Einsatz kommen, beispielsweise in ID1 oder ID3 formatigen Dokumenten (z. B. in einem ePass), oder in mobilen Applikationen (Handys, Tablets, Smartphones, eBooks, und Ähnlichem).
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Da das Chipkartenmodul 100 beispielsweise mindestens zwei verschiedene Ankontaktiermöglichkeiten aufweisen kann, kann das Chipkartenmodul 100 somit mehrere Funktionalitäten gleichzeitig bedienen, z. B. den Anschluss eines Displays 108 über die berührende Kontaktierung (beispielsweise das Lot-Depot 110d) und Ansprechen einer Booster Antenne 206 über die berührungslose Kontaktierung 106.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Komplexität des Aufbaus des Chipkartenmoduls mittels Verwendens eines monolithischen Moduls reduziert sein oder werden. Ferner kann dieses Modul auf externe Komponenten abgestimmte Interfaces und/oder Kontakte aufweisen, so dass sich die Komplexität der Montageprozesse beim Chipkartenmodul-Hersteller reduzieren kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipkartenmodul einen Chip oder mehrere (verschiedenen) Chips in einem dünnen und trotzdem robusten und kostengünstigen Modul für Chipkarten-Applikationen aufweisen, welches über mindestens zwei verschieden Kontakt-Interfaces (110c, 110d) verfügen kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen bietet die hierin beschriebene Chipkarte einen relativ unkomplizierten und billigen Inlay-Aufbau (Chipkartenmodul-Aufbau). Das Chipkartenmodul kann beispielsweise einen geringen Flächenbedarf oder Platzbedarf aufweisen. Ferner kann ein für den Inlay Hersteller vereinfachter Montageprozess ermöglicht werden. Des Weiteren kann das Chipkartenmodul 100 und die Chipkarte 200 einen Vorteil bezüglich des Sicherheitsaspekts bieten, da keine Einzelbausteine verwendet werden, welche deutlich leichter manipuliert werden können, als das hierin beschriebene in sich geschlossene und aufeinander abgestimmte Chipkartenmodul 100, in dem optional Sicherheitsfeatures (beispielsweise strukturierte Zwischenlagen) mit eingebracht werden können oder sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO 7810 [0102]
- ISO 7810 [0102]
- ISO 7810, ICAO 9303 [0102]
- ISO-Norm 7816 [0128]