DE19601391A1 - Chipkartenkörper zur Herstellung einer eine Spule enthaltenden Chipkarte - Google Patents

Chipkartenkörper zur Herstellung einer eine Spule enthaltenden Chipkarte

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Chipkartenkörper zur Herstellung einer eine Spule enthaltenden Chipkarte.
Derartige Chipkarten sind beispielsweise als kontaktlose Chipkarten (Ident-Systeme) einsetzbar, bei welchen die Signalübertragung zwischen einem in der Chipkarte vorgesehe­ nen Chip und einem Chipkarten-Lese- und/oder Schreibsystem drahtlos über als Sender und/oder Empfänger wirkende Spulen erfolgt.
Herkömmliche Chipkarten dieser Art sind aus einem Chipkarten­ körper und einem in eine entsprechende Ausnehmung desselben einzusetzenden Chip-Modul zusammengesetzt.
Das Chip-Modul besteht im betrachteten Fall aus einem Trä­ gerelement, einem auf dem Trägerelement montierten Chip und einer ebenfalls auf dem Trägerelement montierten gewickelten Spule; darüber hinaus können auf dem Chip-Modul zusätzlich den Chip und/oder die Spule schützende Versteifungselemente und/oder Vergußmassen vorgesehen sein, auf welche jedoch nicht näher eingegangen werden soll.
Die für das Chip-Modul zur Verfügung stehende Größe wird durch die Größe der das Chip-Modul aufnehmenden Ausnehmung im Chipkartenkörper bestimmt. Die maximale Größe der Ausnehmung des Chipkartenkörpers ist wiederum von den gewünschten mecha­ nischen Eigenschaften der Chipkarte, insbesondere deren Sta­ bilität und Haltbarkeit abhängig.
Die Ausnehmung des Chipkartenkörpers und damit auch das darin einzusetzende Chip-Modul sind in der Regel relativ klein be­ messen. Die sich im Chip-Modul ergebende Packungsdichte von mechanisch und/oder elektrisch zu verbindenden Elementen kann daher sehr groß werden, wodurch die Herstellung derartiger Chipkarten sehr diffizil, zeitaufwendig und störanfällig ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Chipkartenkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Herstellung einer eine Spule enthaltenden Chipkarte vereinfachbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchte Merkmal gelöst.
Demnach ist vorgesehen, daß die Spule durch einen mit dem Chipkartenkörper eine Einheit bildenden Leitungspfad gebildet ist.
Durch Vorsehen dieses Merkmals kann die Spule im wesentlichen außerhalb der Ausnehmung ausgebildet werden, wodurch sich die Anzahl der in der Ausnehmung der Chipkarte unterzubringenden Elemente verringern läßt. Dies wiederum ermöglicht (bei an­ sonsten gleichbleibenden Bedingungen) eine Reduzierung der Packungsdichte der in die Ausnehmung zu implantierenden dis­ kreten Bauelemente, so daß die hohen Anforderungen bei der mechanischen und/oder elektrischen Montage gesenkt werden können.
Es wurde mithin ein Chipkartenkörper geschaffen, der eine Vereinfachung der Herstellung einer eine Spule enthaltenden Chipkarte ermöglicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine teilweise fertiggestellte, einen erfindungsgemäßen Chipkartenkörper enthaltende Chip­ karte,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der in der Fig. 1 gezeig­ ten Linie A-A, und
Fig. 3 eine Schnittansicht längs der in der Fig. 1 gezeig­ ten Linie B-B.
Der Chipkartenkörper 1 der in den Figuren gezeigten Chipkarte weist im wesentlichen die Form der fertigen Chipkarte auf. Zur Fertigstellung der Chipkarte ist es lediglich noch erfor­ derlich, die in der Fig. 1 in der Draufsicht gezeigte (obere) und die gegenüber liegende (untere) Fläche mittels einer Folie oder dergleichen abzudecken.
Der Chipkartenkörper 1 weist eine in der Fig. 1 in der Draufsicht und in den Fig. 2 und 3 im Schnitt dargestellte Ausnehmung 10 auf, ist ansonsten aber mit einer im wesentli­ chen ebenen Oberfläche ausgestattet.
Die Ausnehmung 10 weist eine im wesentlichen rechteckförmige Gestalt auf. Zwei ihrer Seitenwände, nämlich eine gemäß der Darstellung in der Fig. 1 linke Seitenwand 11 und eine rechte Seitenwand 12 der Ausnehmung 10 fallen von der Chip­ kartenoberfläche senkrecht nach unten zu einem Bodenabschnitt 13 der Ausnehmung ab. Die anderen zwei Seitenwände, nämlich eine gemäß der Darstellung in der Fig. 1 obere Seitenwand 14 und eine untere Seitenwand 15 der Ausnehmung 10 fallen, wie insbesondere in Fig. 3 gut zu erkennen ist, von der Chipkar­ tenoberfläche relativ flach nach unten zum Bodenabschnitt 13 der Ausnehmung 10 ab.
Die Tiefe der Ausnehmung 10 beträgt im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel ca. 0,4 mm, wobei der Chipkartenkörper 1 eine Gesamtdicke von ca. 0,6 mm aufweist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derart bemessene Chipkarten bzw. Chipkartenkörper beschränkt.
In der Ausnehmung 10 sind ein erster Spulenanschluß 21 und ein zweiter Spulenanschluß 22 vorgesehen.
Der erste Spulenanschluß 21 ist gemäß der Darstellung in der Fig. 1 am Bodenabschnitt 13 nahe der linken Seitenwand 11 der Ausnehmung 10 vorgesehen, und der zweite Spulenanschluß 22 ist gemäß der Darstellung in der Fig. 1 am Bodenabschnitt 13 nahe der rechten Seitenwand 11 der Ausnehmung 10 vorgese­ hen.
Ausgehend vom ersten Spulenanschluß 21 verläuft ein einen Leitungspfad bildender elektrischer Leiter 20 über den Boden­ abschnitt 13 der Ausnehmung 10 und über die obere Seitenwand 14 der Ausnehmung 10 aus der Ausnehmung 10 hinaus, läuft dann in der in der Fig. 1 gezeigten Weise im Uhrzeigersinn ent­ lang der äußeren Ränder der Chipkarte und kehrt schließlich über die untere Seitenwand 15 der Ausnehmung 10 zum Bodenab­ schnitt 13 der Ausnehmung 10 zurück, wodurch ein einer Spu­ lenwindung entsprechendes Spulenmuster gebildet ist. Durch Wiederholung bzw. Fortsetzung dieser Leiterführung läßt sich ein einer Vielzahl von Spulenwindungen entsprechendes (spiralenartig verlaufendes) Spulenmuster erzeugen. Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf dieses Weise eine fünf Windungen umfassende Spule gebildet. Der elektrische Leiter 20 endet am zweiten Spulenanschluß 22.
Das Spulenmuster einschließlich des ersten Spulenanschlusses 21 und des zweiten Spulenanschlusses 22 verläuft auf der in der Fig. 1 in der Draufsicht gezeigten Oberfläche des Chip­ kartenkörpers (einschließlich der Oberfläche der Ausnehmung 10) oder in einer in den entsprechenden Oberflächenabschnit­ ten vorgesehenen, zum Schutz und/oder zur Isolation und/oder zur unverrückbaren Positionierung des Spulenmusters dienenden Vertiefung.
Als Spule wird mithin nicht mehr eine in eine Ausnehmung ein­ zusetzende diskrete Spule, sondern eine im Chipkartenkörper integrierte bzw. eine mit dem Chipkartenkörper eine unlösbare Einheit bildende Spule verwendet, die ganz oder zumindest im wesentlichen außerhalb einer Ausnehmung vorsehbar ist.
Das Spulenmuster stellt im gezeigten Ausführungsbeispiel, wenngleich es genaugenommen dreidimensional ausgebildet ist, ein im wesentlichen flächenartiges (zweidimensionales) Ge­ bilde (Flächen- bzw. Oberflächenspule) dar.
Der elektrische Leiter 20 und die Spulenanschlüsse 21, 22 sind vorzugsweise als Leiterbahn realisiert, die durch Be­ schichten mit einem elektrisch leitendem Material gebildet wurde. Als Beschichtungsverfahren werden derzeit Druckverfah­ ren (beispielsweise Siebdruck) und/oder Galvanisierverfahren bevorzugt. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt.
Als Beschichtungsverfahren sind grundsätzlich alle Verfahren einsetzbar, durch welche unter Verwendung der gewünschten Ma­ terialien eine ein Spulenmuster aufweisende Schicht herstell­ bar ist.
Das Spulenmuster kann auch unter Verwendung eines elektrisch leitenden Drahtes hergestellt werden, der beispielsweise durch Verkleben und/oder Verschmelzen mit dem Chipkartenkör­ per verbindbar ist.
Unabhängig von der Art und Weise der Realisierung des Spulen­ musters ist zwischen die in der Ausnehmung 10 vorgesehenen Spulenanschlüsse, vorzugsweise zwischen dem ersten Spulenan­ schluß 21 und dem durch die Ausnehmung verlaufenden Spulen­ musterabschnitt ein Chip 30 vorgesehen, der dort beispiels­ weise durch Verkleben mit dem Bodenabschnitt 13 der Ausneh­ mung 10 befestigt ist.
Den Spulenanschlüssen 21, 22 zugeordnete Anschlüsse des Chips 30 sind durch Drahtbonden elektrisch mit den Spulenanschlüs­ sen 21, 22 verbunden. Anstelle des Drahtbondens können selbstverständlich auch beliebige andere Verbindungstechniken verwendet werden; so ist unter anderem beispielsweise auch eine Direktkontaktierung durch die sogenannte Bump-Technik möglich.
Die Zwischenschritte zur Herstellung eines den Chip enthal­ tenden und in den Chipkartenkörper zu implantierenden Chip-Moduls können aufgrund der Direktmontage des Chips auf dem Chipkartenkörper entfallen.
Der auf dem Chipkartenkörper montierte Chip 30 ist mit einer gegebenenfalls bei UV-Licht aushärtbaren Abdeckmasse 31 um­ gossen (sogenannte Globe-Top-Abdeckung), um den Chip 30 und dessen Verbindung mit der Spule zu schützen.
Zur Fertigstellung der Chipkarte ist der in den Fig. 1 bis 3 in diesem Zustand gezeigte Chipkartenkörper abschließend an seiner Oberseite und seiner Unterseite mit Folien oder der­ gleichen zu versehen (die Aufbringung derselben erfolgt vor­ zugsweise durch Auflaminieren). Bei Bedarf kann zusätzlich die Ausnehmung 10 mit der genannten Abdeckmasse 31 komplett aufgefüllt werden oder durch eine separate Abdeckung abge­ deckt werden.
Das Spulenmuster ist bei der in den Figuren gezeigten Ausfüh­ rungsform an einer Oberfläche des Chipkartenkörpers ausgebil­ det. Wenn der Chipkartenkörper aus mehreren Lagen aufgebaut ist, kann statt dessen selbstverständlich auch vorgesehen werden, das Spulenmuster an einer nicht mit der Chipkarten­ körper-Oberfläche zusammenfallenden Oberfläche einer beliebi­ gen Chipkartenkörperlage auszubilden. Auf diese Weise kann beispielsweise erreicht werden, daß das Spulenmuster entlang einer nicht gekrümmten Fläche verläuft, deren Höhe der Höhe des die Spulenanschlüsse 21, 22 tragenden Bodenabschnittes 13 der Vertiefung 10 entspricht; die Leiterführung über die obere Seitenwand 14 der Ausnehmung 10 und die untere Seiten­ wand 15 der Ausnehmung 10 und gegebenenfalls auch die unter anderem hierzu vorgesehenen geneigten Verläufe dieser Seiten­ wände könnten dann entfallen.
Das Spulenmuster muß auch nicht zwangsläufig an der Oberflä­ che des Chipkartenkörpers oder einer Chipkartenkörperlage oder in an diesen Oberflächen vorgesehenen Vertiefungen ver­ laufen. Es kann statt dessen auch vorgesehen werden, das Spu­ lenmuster im Inneren des Chipkartenkörpers oder einer Chip­ kartenkörperlage, d. h. in einem (mit Ausnahme der Spulenan­ schlüsse) nach allen Seiten von Chipkartenkörper- oder Chip­ kartenkörperlagen- oder sonstigem Material umgebenen (eingebetteten) Zustand vorzusehen.
Das Spulenmuster ist bei der in den Figuren gezeigten Ausfüh­ rungsform innerhalb einer einzigen (gekrümmten) Fläche des Chipkartenkörpers im wesentlichen zweidimensional ausgebil­ det. Hierauf besteht jedoch ebenfalls keine Einschränkung.
Das Spulenmuster kann vielmehr beliebig innerhalb des Chip­ kartenkörpers und auf dem Chipkartenkörper verlaufen. Insbe­ sondere ist beispielsweise auch denkbar, Abschnitte des Chip­ kartenkörpers als Spulenkörper zu verwenden, welchen der Lei­ ter 20 ähnlich wie bei einer einlagig gewickelten Spule wie­ derholt umlaufen kann.
Unabhängig von der Art der Spulenintegration in den Chipkar­ tenkörper wird dem erfindungsgemäßen Chipkartenkörper im Ge­ gensatz zu herkömmlichen Chipkartenkörpern zumindest teil­ weise die Funktion einer Leiterplatte verliehen, auf welche bestimmte Elemente (beispielsweise Chips und dergleichen) di­ rekt montiert werden können und in welche bei Bedarf be­ stimmte andere Elemente (neben den genannten Spulen bei­ spielsweise auch Widerstände, Kondensatoren, Transistoren etc.) außerhalb der Ausnehmung integriert werden können (beispielsweise unter Verwendung der Dünnfilm- oder Dickfilm­ technik); das bislang sämtliche elektrische und elektronische Bauelemente tragende Chip-Modul kann von seiner Bauelemente­ trägerfunktion befreit und ganz weggelassen oder durch eine die Ausnehmung abdeckende Abdeckung ersetzt werden.

Claims (14)

1. Chipkartenkörper zur Herstellung einer eine Spule ent­ haltenden Chipkarte, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule durch einen mit dem Chipkartenkörper (1) eine Einheit bildenden Leitungspfad (20) gebildet ist.
2. Chipkartenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipkartenkörper (1) aus mehreren Chipkartenkörper­ lagen zusammengesetzt ist.
3. Chipkartenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungspfad (20) als elektrisch leitende Spulenmuster-Beschichtung oder als elektrisch leitende Spulenmuster-Drahtanordnung auf einer oder mehreren Chipkartenkörper­ und/oder Chipkartenkörperlagen-Oberfläche (n) ausgebildet ist.
4. Chipkartenkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenmuster-Beschichtung und/oder die Spulenmuster-Drahtanordnung in abgesenkten Abschnitten der Chipkartenkör­ per- und/oder Chipkartenkörperlagen-Oberfläche (n) verlaufen.
5. Chipkartenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungspfad (20) als elektrisch leitende Spulenmuster-Beschichtung oder als elektrisch leitende Spulenmuster-Drahtanordnung ausgebildet ist, die in den Chipkartenkörper (1) oder eine Chipkartenkörperlage eingebettet ist.
6. Chipkartenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungspfadverlauf eine im wesentlichen flächen­ mäßige Ausdehnung aufweist und einen vorbestimmten Flächen­ bereich mehrfach mit verschiedenen Abständen umläuft.
7. Chipkartenkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenmuster-Beschichtung durch ein Druckverfahren und/oder ein Galvanisierungsverfahren gebildet ist.
8. Chipkartenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipkartenkörper (1) eine Ausnehmung (10) zum Einset­ zen eines Chips (30) aufweist.
9. Chipkartenkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) und Spulenanschlüsse (21, 22) der Spule relativ zueinander derart angeordnet ist, daß die Spu­ lenanschlüsse über die Ausnehmung frei zugänglich sind.
10. Chipkartenkörper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spule bildende Leitungspfad (20) teilweise über die Oberfläche der Ausnehmung (10) verläuft.
11. Chipkartenkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) derart ausgebildet ist, daß der Chip (30) in diese einklebbar ist.
12. Chipkartenkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) und die Spulenanschlüsse (21, 22) re­ lativ zueinander derart angeordnet sind, daß die Spulenan­ schlüsse auch nach Einkleben des Chips (30) in die Ausnehmung frei zugänglich sind.
13. Chipkartenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußstellen des Chips (30) mit den Spulenanschlüssen (21, 22) unter Verwendung eines Bond-Verfahrens elektrisch verbindbar sind.
14. Chipkartenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußstellen des Chips (30) mit den Spulenanschlüssen (21, 22) unter Verwendung eines Bump-Verfahrens elektrisch verbindbar sind.
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