DE102021001590A1 - Thermal treatment of a card body - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers (10) für eine Chipkarte (30), aufweisend einen metallischen Grundkörper (11) aus einer Stahllegierung, wobei der Grundkörper (11) bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzt wird, so dass bei der Herstellung des Grundkörpers (11) entstandene Gitterverbindungen gelöst werden.The invention relates to a method for the thermal treatment of a card body (10) for a chip card (30), having a metallic base body (11) made of a steel alloy, the base body (11) being heated to just below the melting point of the steel alloy, so that the production of the base body (11) resulting lattice connections are solved.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers für eine Chipkarte, einen Kartenkörper für eine Chipkarte sowie eine Chipkarte umfassend einen Kartenkörper.The invention relates to a method for the thermal treatment of a card body for a chip card, a card body for a chip card and a chip card comprising a card body.

Es werden Kartenkörper mit einem metallischen Kern in Form einer metallischen Kernschicht oder eines metallischen Kernelements betrachtet, sowie Karten mit Dual Interface (DI)-Funktionalität, bei denen der Kartenkörper zum Teil oder vollständig aus Metall besteht. Die Energiekopplung von DI-Systemen mit einem Zwei-Spulensystem (wie z.B. hergestellt durch SPS) erfolgt üblicherweise durch Metallaufbauten mit einem Schlitz, durch den der Magnet-/Stromfluß in den Metallflächen umgeleitet wird. Auf diese Weise verhindert der Schlitz einen Kurzschlussstrom. Alternativ kann auch eine Ferritfolie auf der Karte eingesetzt werden, so dass auf einen Schlitz verzichtet werden kann. Jedoch schirmt die Ferritfolie die Karte einseitig ab, so dass sie nur noch von der der Ferritfolie abgewandten Seite betrieben werden kann.Card bodies with a metallic core in the form of a metallic core layer or a metallic core element are considered, as well as cards with dual interface (DI) functionality, where the card body consists partially or entirely of metal. The power coupling of DI systems with a two-coil system (e.g. manufactured by SPS) is usually done by metal structures with a slot through which the magnetic/current flow is redirected in the metal surfaces. In this way, the slot prevents short-circuit current. Alternatively, a ferrite foil can also be used on the card so that a slot can be dispensed with. However, the ferrite foil shields the card on one side so that it can only be operated from the side facing away from the ferrite foil.

Das Chipmodul wird in eine Kavität oder Modulöffnung des Kartenkörpers eingesetzt.The chip module is inserted into a cavity or module opening in the card body.

Die Funktionsweise einer solchen Karte besteht darin, dass ein Chipmodul verwendet wird, das selbst eine Spule enthält (Coil On Module). Diese Spule koppelt auf den metallischen Kartenkörper.How such a card works is that it uses a chip module that itself contains a coil (Coil On Module). This coil couples to the metallic card body.

Je nach verwendetem Metall bildet sich mehr oder weniger starke Wirbelströme aus. Die Wirbelströme selbst nehmen einen Teil der vom Leser abgegebenen Energie auf. Diese Energie steht dann nicht mehr für die Chipkartencontroller zur Verfügung. In räumlichen oder flächenhaften Metallstücken unterliegt die Stromrichtung von Wirbelströmen turbulenten Veränderungen. Auch wenn die Wirbelströme keine raumfeste Richtung besitzen, trifft auf sie das Lenzsche Gesetz zu, wonach Wirbelströme der Ursache ihrer Entstehung entgegenwirken. Zudem unterliegt die Chipkarte noch dem Skin-Effekt.Depending on the metal used, more or less strong eddy currents form. The eddy currents themselves absorb some of the energy emitted by the reader. This energy is then no longer available for the chip card controller. In spatial or planar pieces of metal, the flow direction of eddy currents is subject to turbulent changes. Even if the eddy currents do not have a spatially fixed direction, Lenz's law applies to them, according to which eddy currents counteract the cause of their formation. In addition, the chip card is still subject to the skin effect.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Energieeinkopplung in den Kartenkörper und die Chipkarte zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to improve the coupling of energy into the card body and the chip card.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers für eine Chipkarte, einen Kartenkörper für eine Chipkarte oder eine Chipkarte umfassend einen Kartenkörper gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method for the thermal treatment of a card body for a chip card, a card body for a chip card or a chip card comprising a card body according to the independent patent claims. Configurations and developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers für eine Chipkarte, aufweisend einen metallischen Grundkörper aus einer Stahllegierung, sieht vor, dass der Grundkörper bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzt wird, so dass bei der Herstellung des Grundkörpers entstandene Gitterverbindungen oder Gitterstrukturen gelöst werden. Die Stahllegierung kann zum Beispiel eine Edelstahllegierung sein.A method according to the invention for the thermal treatment of a card body for a chip card, having a metallic base body made of a steel alloy, provides that the base body is heated to just below the melting point of the steel alloy, so that lattice connections or lattice structures created during the production of the base body are released. For example, the steel alloy may be a stainless steel alloy.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei der Herstellung des Grundkörpers zum Beispiel durch mechanische Verformung, etwa infolge von Walzvorgängen, entstandene Gitterverbindungen durch Erhitzen, auch Ausglühen genannt, wieder zu lösen. Der Grundkörper wird zum Beispiel soweit erwärmt, bis die Verfärbung sichtbar ist. Anders ausgedrückt wird eine Temperatur kurz vor dem Schmelzpunkt des Metalls erreicht. Es kann ein Weißglühen erreicht werden. Die Gitterstrukturen verursachen maßgeblich die Wirbelströme und somit die Energieverluste. Durch die Auflösung der durch mechanische Verformung entstandenen Gitterstrukturen werden Wirbelströme verringert, wodurch die Energieeffizienz und damit die Leistungsfähigkeit der Chipkarte steigt.A basic idea of the present invention is to loosen lattice connections created during the production of the base body, for example by mechanical deformation, for example as a result of rolling processes, by heating, also called annealing. For example, the base body is heated until the discoloration is visible. In other words, a temperature just before the melting point of the metal is reached. A white glow can be achieved. The lattice structures mainly cause the eddy currents and thus the energy losses. By dissolving the lattice structures created by mechanical deformation, eddy currents are reduced, which increases the energy efficiency and thus the performance of the chip card.

Gemäß der Erfindung wird eine Temperatur kurz vor dem oder an dem Schmelzpunkt des Metalls erreicht. Dies kann zum Beispiel bei Edelstahl eine Temperatur von 1.020° bis 1.030° C sein. Der Schmelzpunkt von Edelstahl ist nicht einheitlich und beginnt je nach Legierung bei etwa 1.300° C. Es hat sich gezeigt, dass ein Erhitzen des Grundkörpers auf eine Temperatur von 70 % bis 90 %, vorzugsweise von 75 % bis 85 %, der Schmelzpunkttemperatur der Legierung des Grundkörpers die durch mechanische Verformung entstandenen Gitterverbindungen oder Gitterstrukturen derart auflöst, dass eine Reduzierung von Wirbelströmen stattfindet.According to the invention, a temperature is reached just before or at the melting point of the metal. In the case of stainless steel, for example, this can be a temperature of 1,020° to 1,030°C. The melting point of stainless steel is not uniform and starts at around 1,300° C, depending on the alloy. It has been shown that heating the base body to a temperature of 70% to 90%, preferably 75% to 85%, of the melting point temperature of the alloy of the base body dissolves the lattice connections or lattice structures created by mechanical deformation in such a way that eddy currents are reduced.

Das hier vorgeschlagene Verfahren hat somit den Vorteil, dass die Energieeinkopplung in die Metallkarte wesentlich verbessert ist, so dass die Performance in der Chipkarte steigt. Durch die Reduzierung der Wirbelströme wird zum einen ein schneller Aufbau der magnetischen Feldstärke an einer Spule des Chipmoduls ermöglicht, was einen schnelleren Start des Chips oder des Prozessors erlaubt. Zum anderen wird eine höhere magnetische Feldstärke an einer Spule des Chipmoduls ermöglicht, was einen schnelleren Betrieb infolge einer höheren Betriebsfrequenz des Chips oder des Prozessors erlaubt.The method proposed here therefore has the advantage that the coupling of energy into the metal card is significantly improved, so that the performance in the chip card increases. Reducing the eddy currents enables the magnetic field strength to build up more quickly on a coil of the chip module, which allows the chip or the processor to start up more quickly. On the other hand, a higher magnetic field strength is made possible on a coil of the chip module, which allows faster operation due to a higher operating frequency of the chip or the processor.

Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einem Induktionsverfahren erhitzt wird. Induktive Wärmebehandlungsprozesse können umweltfreundlicher, einfacher durchzuführen und kostengünstiger als konventionelle Wärmebehandlungsverfahren sein.Provision can be made for the base body to be heated using an induction process. Inductive heat treatment processes can be more environmentally friendly, easier to carry out and less expensive than conventional heat treatment processes.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einer Stickstoffflamme erhitzt wird. Durch die Verwendung von Stickstoff kann eine Korrosion des Metalls bei dem Erhitzen vermieden werden.Provision can also be made for the base body to be heated with a nitrogen flame. By using nitrogen, corrosion of the metal during heating can be avoided.

Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper lediglich in einem Umgebungsbereich einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung erhitzt wird, der einen Abstand zu der Modulöffnung von bis zu ein oder zwei Seitenlängen der Modulöffnung aufweist. Es hat sich gezeigt, dass ein Erhitzen in der Modulöffnung und in einem Umgebungsbereich der Modulöffnung für eine Reduzierung der unerwünschten Wirbelstromeffekte ausreichend ist. Durch das selektive Erhitzen kann Energie eingespart werden.Provision can be made for the base body to be heated only in an area surrounding an existing module opening or one that is to be removed later, which is at a distance from the module opening of up to one or two side lengths of the module opening. It has been shown that heating in the module opening and in an area surrounding the module opening is sufficient to reduce the undesired eddy current effects. Energy can be saved through selective heating.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Grundkörper lediglich in einem Bereich eines bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Schlitzes in der metallischen Schicht zwischen einem Rand der metallischen Schicht und einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung erhitzt wird. Es hat sich gezeigt, dass ein Erhitzen im Bereich des Schlitzes und/oder in der Modulöffnung sowie in einem Umgebungsbereich der Modulöffnung für eine Reduzierung der unerwünschten Wirbelstromeffekte ausreichend ist. Durch das selektive Erhitzen kann Energie eingespart werden.Provision can also be made for the base body to be heated only in a region of a slot that is already present or that is to be removed later in the metallic layer between an edge of the metallic layer and a module opening that is already present or to be removed later. It has been shown that heating in the area of the slot and/or in the module opening and in an area surrounding the module opening is sufficient to reduce the undesired eddy current effects. Energy can be saved through selective heating.

Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper erhitzt wird, bevor er aus einem Metallbogen entnommen wird. Bei einem Erhitzen der einzelnen Grundkörper, wenn diese noch Teil eines Metallbogens oder einer Metallplatte sind, kann ein Materialverzug verringert werden. Die einzelnen Grundkörper des Metallbogens können gleichzeitig oder nacheinander erhitzt werden.Provision can be made for the base body to be heated before it is removed from a metal sheet. When the individual base bodies are heated when they are still part of a metal sheet or a metal plate, material distortion can be reduced. The individual base bodies of the metal sheet can be heated simultaneously or one after the other.

Ein erfindungsgemäßer Kartenkörper für eine Chipkarte aufweisend einen metallischen Grundkörper aus einer Stahllegierung, wobei ein bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzter Grundkörper vorgesehen ist, bei dem bei der Herstellung des Grundkörpers entstandene Gitterverbindungen gelöst sind.A card body according to the invention for a chip card having a metallic base body made of a steel alloy, with a base body heated to just below the melting point of the steel alloy being provided, in which grid connections created during the production of the base body are loosened.

Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.The same advantages and modifications as previously described apply.

Es kann vorgesehen sein, dass in dem Grundkörper eine Modulöffnung zum Aufnehmen eines Chipmoduls vorgesehen ist und dass der Grundkörper lediglich im Bereich der Modulöffnung erhitzt wurde. Durch das selektive Erhitzen kann Energie eingespart werden. Das Erhitzen im Bereich der Modulöffnung kann vor oder nach dem Erstellen der Modulöffnung vorgenommen werden.It can be provided that a module opening for accommodating a chip module is provided in the base body and that the base body is only heated in the region of the module opening. Energy can be saved through selective heating. The heating in the area of the module opening can be carried out before or after creating the module opening.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass in dem Grundkörper eine Modulöffnung zum Aufnehmen eines Chipmoduls vorgesehen ist, dass ein Schlitz in dem Grundkörper zwischen einem Rand des Grundkörpers und der Modulöffnung vorgesehen ist und dass der Grundkörper lediglich in einem Bereich des Schlitzes oder in einem Bereich des Schlitzes und der Modulöffnung erhitzt wurde. Durch das selektive Erhitzen kann Energie eingespart werden. Das Erhitzen im Bereich des Schlitzes und/oder der Modulöffnung kann vor oder nach dem Erstellen des Schlitzes und/oder der Modulöffnung vorgenommen werden.It can also be provided that a module opening for receiving a chip module is provided in the base body, that a slot is provided in the base body between an edge of the base body and the module opening, and that the base body is only in a region of the slot or in a region of the Slot and the module opening was heated. Energy can be saved through selective heating. The heating in the area of the slot and/or the module opening can be carried out before or after the slot and/or the module opening is created.

Es kann vorgesehen sein, dass jeweils eine Kunststoffdeckschicht auf zwei Hauptflächen des Grundkörpers vorgesehen ist. Die Kunststoffdeckschichten schützen die metallische Schicht und bieten optische Gestaltungsmöglichkeiten.Provision can be made for a plastic cover layer to be provided on each of two main surfaces of the base body. The plastic cover layers protect the metallic layer and offer visual design options.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass in dem Grundkörper eine Modulöffnung zum Aufnehmen eines Chipmoduls vorgesehen ist. Diese Modulöffnung kann ebenfalls, teilweise oder vollständig, in den Kunststoffdeckschichten ausgebildet sein. Die Modulöffnung kann ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein.It can also be provided that a module opening for receiving a chip module is provided in the base body. This module opening can also be formed partially or completely in the plastic cover layers. The module opening can be a through hole or a blind hole.

Eine erfindungsgemäße Chipkarte umfasst einen Kartenkörper wie zuvor beschrieben, mit oder ohne Kunststoffdeckschichten und ein zumindest teilweise in die Modulöffnung des Kartenkörpers eingebettetes Chipmodul. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.A chip card according to the invention comprises a card body as described above, with or without plastic cover layers, and a chip module that is at least partially embedded in the module opening of the card body. The same advantages and modifications as previously described apply.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen

  • 1: eine Draufsicht eines Kartenkörpers für eine Chipkarte;
  • 2: eine Schnittdarstellung des Kartenkörpers aus 1 gemäß der Linie I-I;
  • 3: eine Schnittdarstellung einer Chipkarte mit Kartenkörper und Chipmodul; und
  • 4: ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers.
The present invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings. show in it
  • 1 : a plan view of a card body for a chip card;
  • 2 : a sectional view of the map body 1 according to line II;
  • 3 : a sectional view of a chip card with card body and chip module; and
  • 4 : a flowchart of a method for the thermal treatment of a card body.

1 zeigt einen Kartenkörper 10 für eine Chipkarte. Der Kartenkörper 10 hat einen metallischen Grundkörper 11 mit zwei gegenüberliegenden Hauptflächen, von denen eine Hauptfläche 12 in 1 sichtbar ist. Die andere, gegenüberliegende Hauptfläche 13 ist in 2 dargestellt. Die beiden Hauptflächen 12,13 verlaufen parallel zueinander und sind durch eine umlaufende Umfangsfläche 14 verbunden. 1 shows a card body 10 for a chip card. The card body 10 has a metallic base body 11 with two opposing main surfaces, one of which has a main surface 12 in 1 is visible. The other, opposite main surface 13 is in 2 shown. The two Main surfaces 12, 13 run parallel to one another and are connected by a circumferential surface 14 running around.

Der metallische Grundkörper 11 hat eine rechteckige Form in einer x-y-Ebene, in der die Umfangsfläche 14 mit zwei in x-Richtung verlaufenden Längsflächen 15 und zwei in y-Richtung verlaufenden Stirnflächen 16 liegt. Die Dicke des Grundkörpers 11 erstreckt sich in z-Richtung.The metallic base body 11 has a rectangular shape in an x-y plane, in which the peripheral surface 14 is located with two longitudinal surfaces 15 running in the x direction and two end surfaces 16 running in the y direction. The thickness of the base body 11 extends in the z-direction.

Der metallische Grundkörper 11 kann zum Beispiel in Form eines Kerns oder einer Schicht aus einer Stahllegierung oder Edelstahllegierung wie V2A 1.43.01 beispielsweise mit einer Dicke von 400 µm vorliegen. Die Dicke des Grundkörpers 11 kann zum Beispiel zwischen 50 µm und 920 µm betragen.The metallic base body 11 can be in the form of a core or a layer made of a steel alloy or high-grade steel alloy such as V2A 1.43.01, for example with a thickness of 400 μm. The thickness of the base body 11 can be between 50 μm and 920 μm, for example.

Eine Modulöffnung 17 für ein Chipmodul ist in der Hauptfläche 12 des Kartenkörpers 10 ausgenommen. Die Modulöffnung 17 erstreckt sich hier durch den gesamten metallischen Grundkörper 11, kann aber auch als Sacklochöffnung ausgebildet sein. Sie kann auch erst später erzeugt werden. Die Modulöffnung 17 wird beispielsweise mittels eines Laserarbeitsganges oder Fräsarbeitsganges erstellt.A module opening 17 for a chip module is made in the main surface 12 of the card body 10 . The module opening 17 extends here through the entire metallic base body 11, but can also be designed as a blind hole opening. It can also be created later. The module opening 17 is created, for example, by means of a laser operation or a milling operation.

Für die Herstellung der Kartenkörper 10 kann die beschriebene metallische Legierung zum Beispiel zu einem Rohbogen oder einer Platte ausgewalzt werden. Aus dieser Platte werden dann die einzelnen Kartenkörper 10 oder Grundkörper 11 aus dem Bogen zum Beispiel mittels Laser oder Wasserschneiden ausgeschnitten, ausgefräst oder gestanzt.For the production of the card body 10, the metallic alloy described can be rolled out, for example, to form a raw sheet or a plate. The individual card bodies 10 or base bodies 11 are then cut, milled or punched out of the sheet from this plate, for example by means of a laser or water cutting.

Vorzugsweise vor dem Zerteilen der Platte werden die einzelnen Kartenkörper 10 oder Grundkörper 11 bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzt, so dass bei der Herstellung des Grundkörpers 11 beziehungsweise der Platte mit dem oder den Grundkörpern 11 entstandene Gitterverbindungen gelöst werden.Preferably before the plate is divided, the individual card bodies 10 or base bodies 11 are heated to just below the melting point of the steel alloy, so that grid connections created during the production of the base body 11 or the plate with the base body or bodies 11 are released.

Der Grundkörper 11 kann lediglich in einem Umgebungsbereich 11a einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung 17 erhitzt werden. Der Umgebungsbereich 11a kann dabei einen Abstand zu der Modulöffnung 17 von bis zu ein oder zwei Seitenlängen der Modulöffnung 17 aufweisen.The base body 11 can only be heated in an area 11a surrounding a module opening 17 that is already present or that is to be removed later. The surrounding area 11a can be at a distance from the module opening 17 of up to one or two side lengths of the module opening 17 .

Alternativ oder in Kombination kann der Grundkörper 11 lediglich in einem Bereich eines vorhandenen oder später auszunehmenden Schlitzes 18 zwischen einem Rand oder einer Umfangsfläche 14 des Grundkörpers 11 und einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung 17 erhitzt werden. Diese gezielte lokale Erhitzung spart Zeit und Energie und reduziert Einflüsse auf den Grundkörper 11.Alternatively or in combination, the base body 11 can only be heated in a region of an existing slot 18 or a slot 18 that is to be removed later between an edge or a peripheral surface 14 of the base body 11 and a module opening 17 that is already present or to be removed later. This targeted local heating saves time and energy and reduces influences on the base body 11.

Da Erhitzen kann zum Beispiel mit einem Induktionsverfahren oder mit einer Stickstoffflamme durchgeführt werden. Weitere Details zu der thermischen Behandlung sind im Zusammenhang mit 4 erläutert.The heating can be carried out, for example, with an induction method or with a nitrogen flame. Further details on the thermal treatment are in connection with 4 explained.

In dem metallischen Grundkörper 11 ist ein Schlitz 18 vorgesehen, der sich von der Umfangsfläche 14 oder mit anderen Worten von einer Außenkante des metallischen Grundkörpers 11 zu der Modulöffnung 17 erstreckt. Somit verbindet der Schlitz 18 die Modulöffnung 17 mit der Umfangsfläche 14. Der Schlitz 18 verläuft in y-Richtung, das heißt parallel zu der Längsfläche 15. Der Schlitz 18 hat zum Beispiel eine Breite zwischen 30 µm und 100 µm, bevorzugt zwischen 50 µm und 80 µm.A slot 18 is provided in the metal base body 11 and extends from the peripheral surface 14 or, in other words, from an outer edge of the metal base body 11 to the module opening 17 . The slot 18 thus connects the module opening 17 to the peripheral surface 14. The slot 18 runs in the y-direction, ie parallel to the longitudinal surface 15. The slot 18 has a width, for example, between 30 μm and 100 μm, preferably between 50 μm and 80 microns.

In 1 ist der Schlitz 18 auf einer linken Seite dargestellt. Der Schlitz 18 kann auch an einer rechten, oberen oder unteren Seite des Grundkörpers 11 angeordnet sein. Der Schlitz 18 dient zur Vermeidung von Kurzschlussströmen beziehungsweise Wirbelströmen.In 1 the slot 18 is shown on a left side. The slot 18 can also be arranged on a right, upper or lower side of the base body 11 . The slot 18 serves to avoid short-circuit currents or eddy currents.

2 zeigt eine Schnittdarstellung des Kartenkörpers 10 gemäß der Linie I-I aus 1. Erkennbar ist, dass der Schlitz 18 den Grundkörper 11 in der Dicke oder Höhe, das heißt der z-Richtung, vollständig durchtrennt. Der Schlitz 18 verbindet somit die beiden Hauptflächen 12,13. Der Schlitz 18 reicht in y-Richtung bis zur Modulöffnung 17. 2 shows a sectional view of the card body 10 along the line II 1 . It can be seen that the slot 18 completely severs the base body 11 in thickness or height, ie in the z-direction. The slot 18 thus connects the two main surfaces 12,13. The slot 18 extends in the y-direction to the module opening 17.

3 zeigt eine Schnittdarstellung einer Chipkarte 30 mit einem Kartenkörper 10 wie zuvor beschrieben und einem Chipmodul 31. 3 shows a sectional view of a chip card 30 with a card body 10 as described above and a chip module 31.

Der Kartenkörper 10 umfasst den Grundkörper 11 zum Beispiel in Form einer metallischen Schicht in Form eines Kerns oder einer Schicht aus einer Edelstahllegierung mit einer Dicke von 400 µm.The card body 10 includes the base body 11, for example in the form of a metallic layer in the form of a core or a layer made of a high-grade steel alloy with a thickness of 400 μm.

Eine Hauptfläche 12 oder Oberfläche des Grundkörpers 11 ist mit einer Kunststoffschicht 19 bedeckt oder laminiert. Eine gegenüberliegende zweite Hauptfläche 13 oder Oberfläche des Grundkörpers 11 ist mit einer weiteren Kunststoffschicht 20 bedeckt oder laminiert. Die beiden Kunststoffschichten 19, 20 können zum Beispiel aus PET, PC, PVC oder PP bestehen und eine Dicke von z. B. 200 µm haben. Die Dicke des gesamten Kartenkörpers 10 sollte die maximale Dicke eines Chipkartenkörpers gemäß ISO 7810 nicht übersteigen.A main surface 12 or surface of the base body 11 is covered or laminated with a plastic layer 19 . An opposite second main surface 13 or surface of the base body 11 is covered or laminated with a further plastic layer 20 . The two plastic layers 19, 20 can consist, for example, of PET, PC, PVC or PP and have a thickness of z. B. have 200 microns. The thickness of the entire card body 10 should not exceed the maximum thickness of a chip card body according to ISO 7810.

Die Modulöffnung 17 ist in der Hauptseite oder Oberfläche des Kartenkörpers 10 ausgenommen. Die Modulöffnung 17 erstreckt sich durch die gesamte Kunststoffschicht 19, den gesamten metallischen Grundkörper 11 sowie einen Teil der Kunststoffschicht 20. Die Modulöffnung 17 wird beispielsweise mittels eines Laserarbeitsganges oder Fräsarbeitsganges erstellt.The module opening 17 is recessed in the main face or surface of the card body 10 . The module opening 17 extends through the entire plastic layer 19, the entire metallic base body 11 and part of the plastic layer 20. The module opening 17 is example wise created by means of a laser operation or milling operation.

Das Chipmodul 31 ist in der Modulöffnung 17 angeordnet und dort zum Beispiel verklebt. Das Chipmodul 31 umfasst eine Kontaktflächenstruktur 32, die eine Spule 33 trägt. Die Kontaktflächenstruktur 32 liegt in einem Randbereich der Modulöffnung 17 auf der Kunststoffschicht 19 auf.The chip module 31 is arranged in the module opening 17 and glued there, for example. The chip module 31 includes a contact surface structure 32 which carries a coil 33 . The contact surface structure 32 rests on the plastic layer 19 in an edge region of the module opening 17 .

Das Chipmodul 31 umfasst ferner einen Chip 34, der zum Beispiel in einer Vergussmasse an einer Unterseite der Kontaktflächenstruktur 32 befestigt ist. Über die Spule 33 wird der Chip 34 mit Energie und/oder Signalen versorgt. So kann ein aus dem metallischen Grundkörper 11 austretendes elektromagnetisches Feld in die Spule 33 eingekoppelt werden.The chip module 31 also includes a chip 34 which is attached to an underside of the contact surface structure 32 in a potting compound, for example. The chip 34 is supplied with energy and/or signals via the coil 33 . In this way, an electromagnetic field emerging from the metallic base body 11 can be coupled into the coil 33 .

Die hier vorgeschlagene thermische Behandlung der Stahllegierung oder Edelstahllegierung der metallischen Grundkörpers 11 ermöglicht eine Steigerung der von der Spule 33 aufgenommenen Energie, da die durch Wirbelströme erzeugten Energieverluste reduziert werden.The thermal treatment of the steel alloy or high-grade steel alloy of the metal base body 11 proposed here enables the energy absorbed by the coil 33 to be increased, since the energy losses generated by eddy currents are reduced.

Durch die Reduzierung der Wirbelströme wird zum einen ein schneller Aufbau der magnetischen Feldstärke an der Spule 33 des Chipmoduls 31 ermöglicht, was einen schnelleren Start des Prozessors oder des Chips 34 erlaubt. Zum anderen wird eine höhere magnetische Feldstärke an einer Spule 33 des Chipmoduls 31 ermöglicht, was einen schnelleren Betrieb infolge einer höheren Betriebsfrequenz des Prozessors oder des Chips 34 erlaubt.The reduction in the eddy currents enables the magnetic field strength to build up more quickly at the coil 33 of the chip module 31, which allows the processor or the chip 34 to start more quickly. On the other hand, a higher magnetic field strength is made possible at a coil 33 of the chip module 31, which allows faster operation as a result of a higher operating frequency of the processor or the chip 34.

4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers 10. 4 shows a flowchart of a method for the thermal treatment of a card body 10.

In einem Schritt 100 wird der Grundkörper 11 bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzt, so dass bei der Herstellung des Grundkörpers 11 entstandene Gitterverbindungen gelöst werden. Der Grundkörper 11 kann einzeln vorliegen oder noch Bestandteil eines Metallbogens oder einer Metallplatte sein, in der mehrere später herauszutrennende Grundkörper angeordnet sind.In a step 100, the base body 11 is heated to just below the melting point of the steel alloy, so that lattice connections created during the production of the base body 11 are released. The base body 11 can be present individually or can also be part of a metal sheet or a metal plate in which several base bodies, which are to be separated later, are arranged.

Bei dem Erhitzen wird eine Temperatur kurz vor dem Schmelzpunkt des Metalls erreicht. Dies kann zum Beispiel bei Edelstahl eine Temperatur von 1.020° bis 1.030° C sein. Der Schmelzpunkt von Edelstahl ist nicht einheitlich, beginnt je nach Legierung bei etwa 1.300° C. Es hat sich gezeigt, dass ein Erhitzen des Grundkörpers auf eine Temperatur von 70 % bis 90 %, vorzugsweise von 75 % bis 85 %, der Schmelzpunkttemperatur der Legierung des Grundkörpers 11 die durch mechanische Verformung entstandenen Gitterverbindungen oder Gitterstrukturen derart auflöst, dass eine Reduzierung von Wirbelströmen stattfindet.When heated, a temperature just before the melting point of the metal is reached. In the case of stainless steel, for example, this can be a temperature of 1,020° to 1,030°C. The melting point of stainless steel is not uniform, depending on the alloy it starts at around 1,300° C. It has been shown that heating the base body to a temperature of 70% to 90%, preferably 75% to 85%, of the melting point temperature of the alloy of the base body 11 dissolves the lattice connections or lattice structures created by mechanical deformation in such a way that there is a reduction in eddy currents.

Vorzugsweise wird der Grundkörper 11 lediglich in einem Umgebungsbereich 11a einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung 17 erhitzt. Der Umgebungsbereich 11a kann dabei einen Abstand zu der Modulöffnung 17 von bis zu ein oder zwei Seitenlängen der Modulöffnung 17 aufweisen.The base body 11 is preferably only heated in a region 11a surrounding a module opening 17 that is already present or that is to be removed later. The surrounding area 11a can be at a distance from the module opening 17 of up to one or two side lengths of the module opening 17 .

Alternativ oder in Kombination kann der Grundkörper 11 lediglich in einem Bereich eines vorhandenen oder später auszunehmenden Schlitzes 18 zwischen einem Rand oder einer Umfangsfläche 14 des Grundkörpers 11 und einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung 17 erhitzt werden.Alternatively or in combination, the base body 11 can only be heated in a region of an existing slot 18 or a slot 18 that is to be removed later between an edge or a peripheral surface 14 of the base body 11 and a module opening 17 that is already present or to be removed later.

Nach dem Erhitzen wird der Grundkörper 11 abgekühlt und anschließende weiterverarbeitet. Falls noch nicht vorhanden, wird ein Schlitz 18 eingebracht. Dann wird der Grundkörper 11 mit zwei Kunststoffdeckschichten 18,19 laminiert und es wird die Modulöffnung 17 in den Grundkörper 11 eingebracht.After heating, the base body 11 is cooled and then further processed. If not already present, a slot 18 is introduced. Then the base body 11 is laminated with two plastic covering layers 18 , 19 and the module opening 17 is made in the base body 11 .

Damit kann die Herstellung des Grundkörper 11 oder des Kartenkörpers 10 abgeschlossen sein.The manufacture of the base body 11 or the card body 10 can thus be completed.

Zur Herstellung einer Chipkarte 3 aus einem Kartenkörper 10 wird ein Chipmodul 31 in die Modulöffnung 17 des Kartenkörpers 10 eingebracht und dort befestigt, zum Beispiel verklebt.To produce a chip card 3 from a card body 10, a chip module 31 is introduced into the module opening 17 of the card body 10 and fixed there, for example glued.

Claims (12)

Verfahren zur thermischen Behandlung eines Kartenkörpers (10) für eine Chipkarte (30), umfassend einen metallischen Grundkörper (11) aus einer Stahllegierung, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzt wird, so dass bei der Herstellung des Grundkörpers (11) entstandene Gitterverbindungen gelöst werden.Method for the thermal treatment of a card body (10) for a chip card (30), comprising a metallic base body (11) made of a steel alloy, characterized in that the base body (11) is heated to just below the melting point of the steel alloy, so that during the Production of the base body (11) resulting lattice connections are solved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) mit einem Induktionsverfahren erhitzt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the base body (11) is heated with an induction process. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) mit einer Stickstoffflamme erhitzt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the base body (11) is heated with a nitrogen flame. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) lediglich in einem Umgebungsbereich (11a) einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung (17) erhitzt wird, wobei der Umgebungsbereich (11a) einen Abstand zu der Modulöffnung (17) von bis zu ein oder zwei Seitenlängen der Modulöffnung (17) aufweist.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the base body (11) is heated only in a surrounding area (11a) of an already existing or later to be removed module opening (17), the surrounding area (11a) being at a distance from the Module opening (17) of up to one or two side lengths of the module opening (17). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) lediglich in einem Bereich eines vorhandenen oder später auszunehmenden Schlitzes (18) zwischen einem Rand des Grundkörpers (11) und einer bereits vorhandenen oder später auszunehmenden Modulöffnung (17) erhitzt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the base body (11) is only heated in a region of an existing slot (18) or one that is to be removed later between an edge of the base body (11) and a module opening (17) that is already present or to be removed later. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) erhitzt wird, bevor er aus einem Metallbogen mit mehreren Grundkörpern (11) entnommen wird.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the base body (11) is heated before it is removed from a metal sheet with a plurality of base bodies (11). Kartenkörper (10) für eine Chipkarte (30), umfassend einen metallischen Grundkörper (11) aus einer Stahllegierung, wobei ein bis kurz unter den Schmelzpunkt der Stahllegierung erhitzter Grundkörper (11) vorgesehen ist, bei dem bei der Herstellung des Grundkörpers (11) entstandene Gitterverbindungen gelöst sind.Card body (10) for a chip card (30), comprising a metallic base body (11) made of a steel alloy, with a base body (11) heated to just below the melting point of the steel alloy being provided, in which the production of the base body (11) produced Grid connections are released. Kartenkörper (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (11) eine Modulöffnung (17) zum Aufnehmen eines Chipmoduls (31) vorgesehen ist und dass der Grundkörper (11) lediglich im Bereich der Modulöffnung (17) erhitzt wurde.Card body (10) according to claim 7 , characterized in that in the base body (11) a module opening (17) for receiving a chip module (31) is provided and that the base body (11) was heated only in the region of the module opening (17). Kartenkörper (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (11) eine Modulöffnung (17) zum Aufnehmen eines Chipmoduls (31) vorgesehen ist, dass ein Schlitz (18) in dem Grundkörper (11) zwischen einem Rand des Grundkörpers (11) und der Modulöffnung (17) vorgesehen ist und dass der Grundkörper (11) lediglich in einem Bereich des Schlitzes (18) oder in einem Bereich des Schlitzes (18) und der Modulöffnung (17) erhitzt wurde.Card body (10) according to claim 7 or 8th , characterized in that in the base body (11) a module opening (17) for receiving a chip module (31) is provided, that a slot (18) in the base body (11) between an edge of the base body (11) and the module opening ( 17) is provided and that the base body (11) was heated only in a region of the slot (18) or in a region of the slot (18) and the module opening (17). Kartenkörper (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Kunststoffdeckschicht (18, 19) auf zwei Hauptflächen (12, 13) des Grundkörpers (11) vorgesehen ist.Card body (10) according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that in each case a plastic cover layer (18, 19) is provided on two main surfaces (12, 13) of the base body (11). Kartenkörper (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (11) eine Modulöffnung (17) zum Aufnehmen eines Chipmoduls (31) vorgesehen ist.Card body (10) according to one of Claims 7 until 10 , characterized in that in the base body (11) a module opening (17) for receiving a chip module (31) is provided. Chipkarte (30), umfassend einen Kartenkörper (10) nach Anspruch 11 und ein zumindest teilweise in die Modulöffnung (17) des Kartenkörpers (10, 11) eingebettetes Chipmodul (31).Smart card (30) comprising a card body (10). claim 11 and a chip module (31) embedded at least partially in the module opening (17) of the card body (10, 11).
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