DE19533983A1 - Chipkarte mit Antennenwicklung - Google Patents
Chipkarte mit AntennenwicklungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Chipkarte mit einer Antennen
wicklung, auf einer innenliegenden Antennenträgerfolie,
die eine Chipaufnahmeausnehmung mit einem darin
eingelagerten Chip aufweist, das über eine Chipträgerfolie
jeweils über Leiterbahnen mit Antennenwicklungs
anschlüssen verbunden ist, wobei diese gesamte Anordnung
zwischen Innen- und Deckschichten eingeschlossen ist.
Eine derartige kontaktlose Chipkarte mit einer
Antennenspule und deren Herstellungsverfahren ist aus der
DE 43 37 921 A1 vorbekannt. Bei dieser ist der Chip auf
der Chipträgerfolie mit einem symmetrisch zu diesem
beidseits sich erstreckenden Chipgehäuse aufgebracht, und
die Chipanschlüsse erstrecken sich aus dem Chipgehäuse auf
der Chipträgerfolie nach außen und in Durchkontak
tierungen hinein, mit denen sie an die Antennenanschlüsse
angeschlossen sind. Die Antennenträgerfolie weist eine
Aussparung zur Aufnahme des Chipgehäuses auf, und es ist
eine zweite Folie mit einer Aussparung symmetrisch zu der
Antennenträgerfolie in der Chipkarte angeordnet. Diese
beiden das Chipgehäuse aufnehmenden Innenfolien und
letzteres selbst sowie die Antenne und die Chipträgerfolie
sind zusammen beidseitig jeweils mit mehreren Kunststoff
schichten belegt und zwischen diesen eingeschlossen. Die
Einbettung des Chips in ein doppelseitiges Gehäuse sowie
die Herstellung der Durchkontaktierung des Antennenan
schlusses und die schrittweise Beschichtung der Innen
folien- mit den Zwischen- und den Außenfolienschichten
sind verhältnismäßig aufwendig und geben der Karte eine
beschränkte Dichtigkeit und Verbindungsfestigkeit.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine wesentliche einfachere
Konstruktion und ein einfacheres Herstellverfahren der
Chipkarte zu offenbaren, bei dem eine hochwertige
Versiegelung und Verbindung sämtlicher Kartenelemente
erbracht wird.
Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gegeben, daß die
Innenschichten um mindestens 20°K niedrigerschmelzend als
die Deckschichten, die Antennenträgerfolie und die Chip
trägerfolie sind und daß die Deckschichten jeweils mit der
benachbarten Innenschicht als Verbundmaterialien zusammen
gesetzt sind und diese Verbundmaterialien sämtliche
übrigen genannten Bauteile durch Einwirkung einer Verpreß
temperatur, die zwischen den Erweichungstemperaturen der
genannten niedrig- und der genannten hochschmelzenden
Schichten liegt, vakuumverpreßt eingeschlossen halten.
Das neuartige Verfahren ist im Anspruch 12 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Chipkarte sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Einbindung des Chips, des Chipträgers und des
Antennenträgers mit der Antenne in das doppelschichtige
Material, dessen Innenschichten unter Vakuum-, Temperatur- und
Druckeinwirkung aufschmilzt, ist derart abdichtend,
daß ein getrenntes Chipgehäuse zu erübrigen ist. Es ist
nur ein einziger Arbeitsgang notwendig, um diese
Verpressung durchzuführen, und die feste Verbindung der
Doppelschichtmaterialien erbringt eine völlig glatte
Oberfläche der fertigen Chipkarte ohne Erhöhungen an den
Stellen, an denen die Antenne, der Chipträger und der Chip
eingebettet sind. Die Verbindung des Chips mit dem
Chipträger erfolgt in üblicher Weise durch Bonddrähte
durch Öffnungen in dem Chipträger hindurch zu den darauf
befindlichen Leiterbahnen. Diese Leiterbahnen werden durch
weitere Öffnungen hindurch mit den Antennenanschlüssen
verschweißt. Auf diese Weise kann die in Kontaktchipkarten
übliche Technik der Chipaufbringung und -kontaktierung auf
den Chipträger verwandt werden. Auch die einfache
Schutzbeschichtung des Chips auf dem Chipträger mittels
eines Kunststofftropfens kann für eine ungefährdete
Handhabung vor dem Einbau in üblicher Weise beibehalten
werden.
Die Verbundschichten werden zweckmäßig aus solchen
Materialien hergestellt, die einen ausreichend hohen
Schmelzpunktunterschied aufweisen, damit die Verpressungs
temperatur mit üblichen Thermostaten und bei relativ
kurzen Preßzeiten zum Aufschmelzen der Innenschichten
eingebracht werden kann. Es empfiehlt sich eine
Temperaturdifferenz der beiden Schmelztemperaturen von
mindestens 20°K, vorzugsweise mindestens 40°K und mehr.
Als besonders preisgünstig hat sich Polyvinylchlorid, d. h.
PVC, mit einer Erweichungstemperatur von ca. 85°C als
geeignet für die Innenschichten des Verbundmaterials
erwiesen. Deren Dicke ist mit 200 µm zweckmäßig
dimensioniert. Die Deckschichten des Verbundmaterials
bestehen vorteilhaft aus Polyester, d. h. PET, oder
glasfaserverstärktem Epoxydharz, d. h. FR4, oder aus
Acrylnitril-Butadien-Styrol, d. h. ABS. Die Deckschichten
sind beispielsweise 50 µm dick.
Der Antennenträger ist ebenfalls aus hochschmelzendem
Material gleich oder ähnlich wie die Deckschicht
hergestellt. Auf ihm ist die Antennenwicklung durch Ätzen
einer Kupferfolie erzeugt oder in Form einer Wicklung
aufgeklebt. Das Chip findet in einer Ausnehmung des
Antennenträgers Platz, und die dünne Chipträgerfolie
erstreckt sich über den Antennenträger hinaus und weist
Durchbrüche an den Stellen auf, an denen sich die
Antennenanschlüsse befinden. Auf diese Weise lassen sich
die Leiterbahnen auf den Chipträgern durch die Durchbrüche
im Antennenträger hindurch mit den Antennenanschlüssen
verschweißen.
Der Antennenträger hat zweckmäßig eine Dicke zwischen 50
und 125 µm. Die Chipträgerfolie hat eine Stärke von ca.
50 µm und die darauf befindlichen Leiterbahnen eine Dicke
von etwa 35 µm. Da die niedrig schmelzenden Innenschichten
je eine Dicke von 200 µm haben finden die Bauteile darin
beim Verpressen ausreichend Platz, ohne daß die
Deckschicht außen aufgewölbt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltung ist in Fig. 1 dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen teilweise geöffneten Ausschnitt einer
Chipkarte.
Fig. 1 zeigt in der Mitte des Kartenaufbaus eine
hochschmelzende Antennenträgerfolie HM, auf der die
Antennenwicklung SA aufgebracht ist, die an den
Antennenanschlüssen A1, A2 endet. Selbstverständlich
können auch mehrere Antennenwicklungen vorgesehen sein.
Die Antennenträgerfolie HM weist einen Ausschnitt CA auf,
der der Aufnahme des Chips C dient. Dieses ist an eine
Chipträgerfolie HCT, die hochschmelzende Eigenschaften
aufweist, befestigt. Die unsichtbaren Chipanschlüsse sind
über Chipbondungen durch Öffnungen in der Chipträgerfolie
HCT mit darauf befindlichen Leiterbahnen L1, L2 in
üblicher Weise verbunden. Diese Leiterbahnen L1, L2
erstrecken sich über Ausschnitte oder Öffnungen TO1, TO2
der Chipträgerfolie HCT und sind so angeordnet, daß sie
über den Antennenanschlüssen A1, A2 positioniert sind, mit
denen sie durch Antennenbondungen AB verbunden sind.
Das Chip C ist mit einem Schutztropfen CC aus Kunststoff
in bekannter Weise überzogen. Die gesamte vorbeschriebene
Anordnung ist zu beiden Seiten von Verbundschichten DF1,
DF2 eingeschlossen.
Die Verbundschichten bestehen innenliegend aus
innenschichten NI1, NI2 aus niedrigschmelzendem Material,
z. B. PVC, von etwa 200 µm Dicke. Die äußeren Deckschichten
HD1, HD2 bestehen aus hochschmelzendem Material von etwa
50 µm Dicke. Das Verbundmaterial kann auch aus Material
des gleichen Grundtyps aber mit verschiedenen Schmelz
temperaturen hergestellt sein. So kann beispielsweise
Hart- und Weich-PVC aufeinandergeschichtet extrudiert
sein.
Die neutrale Deckschicht läßt sich zu beiden Seiten in
bekannter Weise mit einer dünnen Druckfolie überziehen
oder unmittelbar bedrucken.
Bei der Herstellung der neuartigen Karte werden sämtliche
Innenbauteile in einer automatisierten Strangfertigung
zusammengefügt, und die Vakuumverpressung des Innenauf
baues mit den Verbundfolien erfolgt parallel für viele
Nutzen und im Stapel unter Zwischenfügung von Metallplat
ten in ähnlicher Weise wie Vielschichtleiterplatten
hergestellt werden; d. h. unter ausreichend langer Druck-,
Temperatur- und Vakuumeinwirkung, so daß die
Innenschichten NI1, NI2 aufschmelzen.
Die Antennenträgerfolie HM mit der Antenne A, deren
Antennenanschlüsse A1, A2 an jeweils vorgegebenen
Positionen zu Bezugskanten der Chipaufnahmeausnehmung CA
angeordnet sind, die wiederum in definierter Position zu
den Chipkartenbezugskanten angeordnet ist, kann insbeson
dere von auf die Herstellung der Antennenwicklungen und/oder
der Ätzung von Antennenwicklungen und anderen
gedruckten Schaltungen spezialisierten Herstellern
vorzugsweise in einer Vielzahl in Strangform
aneinanderhängend als eigenständiges Handels gut den
Chipkartenherstellern zugeliefert werden.
Auch die Chipträgerfolie HCT, die mit den Leiterbahnen L1,
L2 und den Öffnungen TO1, TO2 unter deren Bondstellen BA,
die passend zu den Antennenanschlüssen A1, A2 und der
Chipaufnahmeausnehmung CA angeordnet sind, kann von einem
spezialisierten Hersteller mit und ohne Chip C,
insbesondere mit einem Schutztropfen CC versehen,
vorzugsweise in vielfacher Form als Strangware in den
Handel gebracht werden.
Durch diese vorbeschriebenen Spezialzulieferteile werden
die Konfektionäre von Chipkarten in die Lage versetzt, mit
nur geringen Neuinvestitionen die neuartige Chipkarte
herzustellen.
Claims (17)
1. Chipkarte mit einer Antennenwicklung (A), auf einer
innenliegenden Antennenträgerfolie (HM), die eine
Chipaufnahmeausnehmung (CA) mit einem darin eingelagerten
Chip (C) aufweist, das über eine Chipträgerfolie (HCT)
jeweils über Leiterbahnen (L1, L2) mit Antennenwicklungs
anschlüssen (A1, A2) verbunden ist, wobei diese gesamte
Anordnung zwischen Innen- und Deckschichten (NI1, NI2;
HD1, HD2) eingeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschichten (NI1, NI2)
um mindestens 20°K niedrigerschmelzend als die
Deckschichten (HD1, HD2), die Antennenträgerfolie (HM) und
die Chipträgerfolie (HCT) sind und daß die Deckschichten
(HD1, HD2) jeweils mit der benachbarten Innenschicht (NI1,
NI2) als Verbundmaterialien (DF1, DF2) zusammengesetzt
sind und diese Verbundmaterialien (DF1, DF2) sämtliche
übrigen genannten Bauteile durch Einwirkung einer Verpreß
temperatur, die zwischen den Erweichungstemperaturen der
genannten niedrig- und der genannten hochschmelzenden
Schichten liegt, vakuumverpreßt eingeschlossen halten.
2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Deckschichten (HD1, HD2) mit eine
bedruckten Folie beschichtet oder bedruckt sind.
3. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (C) auf die
Chipträgerfolie (HCT) aufgekittet ist und durch erste
Öffnungen darin mittels Chipbondverbindungen mit den
Leiterbahnen (L1, L2) verbunden sind und die
Antennenanschlüsse (A1, A2) durch zweite Öffnungen (TO1,
TO2) in der Chipträgerfolie (HCT) mit den Leiterbahnen
(L1, L2) verschweißt oder verlötet sind.
4. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Chip (C) auf der
Chipträgerfolie (HTC) mit einem Schutztropfen (CC) aus
hochisolierendem Kunststoff überzogen ist.
5. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz der Erweichungstemperaturen der niedrig- und
der hochschmelzenden Schichten (NI1, NI2; HD1, HD2;
HM, HCT) mindestens 40°K beträgt und die Verpreßtem
peratur ca. 120-130°C beträgt und/oder etwa mittig
zwischen den genannten Erweichungstemperaturen liegt.
6. Chipkarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die niedrigschmelzenden Innenschichten (NI1, NI2) aus
Polyvinylchlorid (PVC) mit einer Erweichungstemperatur von
etwa 85°C besteht.
7. Chipkarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die hochschmelzenden Deckschichten (HD1, HD2) und die
Antennenträgerfolie (HM) aus Polyester, sogen. PET, dem
Polyalkylenterephthalate, mit einer Erweichungstemperatur
von über 200°C oder glasfaserverstärktem Epoxidharz,
sogen. FR4, oder Acrylnitil-Butadien-Styrol, sogen. ABS,
bestehen.
8. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenwicklung (A) durch
Ätzen einer Metallkaschierung auf der Antennenträger
schicht (HM) erzeugt ist oder als Drahtwicklung darauf
aufgekittet ist.
9. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigschmelzenden
Innenschichten (NI1, NI2) etwa 200 µm dick sind.
10. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (HD1, HD2)
etwa 50 µm dick sind.
11. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenträgerfolie (HTF)
etwa 125 µm dick ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte nach
einem der vorstehenden Ansprüchen, bei dem ein Chip (C)
auf einem Chipträger (HCT) und mit diesem auf einem
Antennenträger (HM) mit einer Antennenspule (A) in einer
Chipaufnahmeausnehmung (CA) angeordnet und mit der Anten
nenspule (A) verbunden wird und wobei die so gebildete
Baugruppe beidseitig mit Folienschichten (HD1, NI1; HD2,
NI2) abgedeckt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschichten (HD1, NI1;
HD2, NI2) als Verbundschichten jeweils aus einer
hochschmelzenden Deckschicht (HD1, HD2) und einer
niedrigschmelzenden Innenschicht (NI1, NI2) vorgefertigt
werden und diese auf die genannte Baugruppe unter
Einwirkung eines Druckes und einer Verpreßtemperatur, die
zwischen den Erweichungstemperaturen der beiden
verschiedenschmelzenden Schichten (HD1, HD2; NI1, NI2)
liegt, so lange unter Vakuum gepreßt werden, bis die
innenschichten (NI1, NI2) vollständig erweicht sind,
worauf eine Abkühlung vorgenommen wird.
13. Antennenträgerfolie (HM) mit einer Antenne (A) mit
Antennenanschlüssen (A1, A2) in bestimmter Zuordnung zu
einer Chipaufnahmeausnehmung (CA), die eine bestimmte
Zuordnung zu den Bezugskanten der Chipkarte aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenträgerfolie (HM)
aus einem hochschmelzenden Kunststoff, insbesondere
Polyester, glasfaserverstärktem Epoxidharz oder
Acrylnitril-Butadien-Styrol, besteht.
14. Antennenträgerfolie nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß sie mit mehreren zu einem Strang
verbunden vorgefertigt ist.
15. Antennenträgerfolie nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (A) ein
aufgekitteter Drahtwickel ist.
16. Chipträgerfolie (HTC), die Leiterbahnen (L1, L2)
passend angeordnet für Antennenanschlüsse (A1, A2) und mit
einer Kontaktierung eines aufgebrachten oder noch
aufzubringenden Chips (C), dadurch gekennzeichnet, daß
unter den Leiterbahnen (L1, L2) in den Positionen der
Antennenanschlüsse (A1, A2) randseitige Öffnungen (TO1,
TO2) eingebracht sind und die Chipträgerfolie aus
hochschmelzendem Kunststoff besteht, insbesondere
Polyester, glasfaserverstärktem Epoxidharz oder
Acrylnitril-Butadien-Styrol, besteht.
17. Chipträgerfolie (HTC) nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß sie mit einer Vielzahl dergleichen in
einem Strang angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19549431A DE19549431A1 (de) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | Chipträgerfolie für eine Chipkarte mit Antennenwicklung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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DE19533983C2 DE19533983C2 (de) | 1997-09-25 |
Family
ID=7781782
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1995133983 Expired - Fee Related DE19533983C2 (de) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | Chipkarte mit Antennenwicklung |
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