DE19607738A1

DE19607738A1 - Anordnung zur elektrischen Verbindung einer Chipkarte mit einer gedruckten Schaltungskarte

Info

Publication number: DE19607738A1
Application number: DE1996107738
Authority: DE
Inventors: Lucas Soes; Hendrikus Petrus G Van D Steen
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektrischen Verbindung der Kontaktstellen einer Chipkarte, insbesondere einer SIM-Karte mit den Kontaktstellen einer gedruckten Schaltungskarte, insbesondere für ein tragbares, drahtloses Telefon.

SIM-Karten sind bereits bekannt. Die Abkürzung SIM steht für Subscriber Identification Module. Die SIM-Karte enthält ein Modul, welches die Kenndaten eines Teilnehmers (z. B. die Telefonnummer eines Telefonteilnehmers) auf elektronische Weise gespeichert hat.

Aus der WO 92/046 88 und WO 94/153 13 sind Anordnungen bekannt zur elektrischen Verbindung von Kontaktstellen einer Chipkarte mit den Kontaktstellen einer gedruckten Schaltungskarte. Aufgrund der Anordnung der Kontaktstellen auf der SIM- Karte ist eine Anordnung von Kontaktierungspunkten in zwei Reihen vorgegeben. Es sind Kontakte vorgesehen, die ausgehend von diesen beiden Reihen von Kontaktierungspunkten entsprechende Kontaktierungspunkte auf der gedruckten Schaltungskarte mit diesen verbinden. Die Kontakte sind in ein Gehäuse eingelagert und beispielsweise in dieses eingespritzt. Es ist bekannt, die Kontakte auf der gedruckten Schaltungsplatte anzulöten. Weiter ist es bekannt, daß das Gehäuse eine Grundplatte aufweist, die wiederum Durchbrüche aufweist, die derart angeordnet sind, daß die Anordnung mit der Anordnung von Kontaktstellen auf der zu kontaktierenden Chipkarte übereinstimmt.

Aus der US 4 735 578 ist ebenfalls eine Kontaktierungsanordnung für eine Chipkarte bekannt. Diese Kontaktierungsanordnung weist ein Gehäuse auf und U-förmig gebogene Kontakte, die auf einer Seite die Chipkarte kontaktieren und auf der anderen Seite beispielsweise mittels eines Schneid- Klemmkontaktes mit Folienleitern verbunden sein können. Während der eine Schenkel des U-förmigen Kontaktes, mit dem die Chipkarte kontaktiert, federnd ausgebildet ist, ist der andere Schenkel zwischen zwei Gehäuseteilen festgelegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur elektrischen Verbindung einer Chipkarte mit einer gedruckten Schaltungskarte anzugeben, die eine sichere Verbindung herstellt. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist die Anordnung ein Gehäuse mit einer Grundplatte auf, wobei in der Grundplatte Durchbrüche vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, daß die Anordnung mit der Anordnung von Kontaktstellen auf der zu kontaktierenden Chipkarte übereinstimmt; außerdem sind im Wesentlichen U-förmig gebogene Kontakte vorgesehen, mit je einem ersten federnden Schenkel zur Kontaktierung der Chipkarte und mit je einem zweiten federnden Schenkel zur Kontaktierung der Schaltungskarte und mit je einem mittleren Bereich zur Fixierung am Gehäuse; weiter sind die ersten federnden Schenkel im wesentlichen parallel zur Grundplatte angeordnet und greifen mit einem Kontaktbereich durch die Durchbrüche hindurch und der mittlere Bereich der Kontakte erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Grundplatte. Zur Festlegung der Kontakte ist es von besonderem Vorteil, wenn Nuten im Gehäuse vorgesehen sind, in denen der mittlere Bereich des Kontaktes angebracht ist. Zur Fixierung des mittleren Bereiches bietet es sich an, diesen mittels eines Preßsitzes in der Nut zu halten. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn auch der mittlere Bereich U-förmig ausgebildet ist wobei die Ebene in der das U liegt parallel zur Grundplatte ausgerichtet ist. Dadurch wird eine Beweglichkeit des Kontaktes an der Befestigungsstelle in der Richtung in der sich die Schenkel des Kontaktes erstrecken, erreicht. Zur Kontaktierung sowohl der Schaltungskarte als auch der Chipkarte erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche an den Schenkeln als Biegung ausgebildet sind. Ein besonderes einfaches Herstellungsverfahren der Kontakte wird dadurch erreicht, daß die Kontakte aus einem Metallblech gestanzt und anschließend gebogen werden. Das Gehäuse ist vorteilhafterweise im wesentlichen wannenartig ausgebildet, wobei die Grundplatte den Wannenboden bildet und die Nuten in einer Seitenwand angeordnet sind. Dadurch wird das Gehäuse besonders einfach herstellbar. Es ist auch möglich, daß das Gehäuse wannenartig ausgebildet ist mit einem Steg in der Wannenmitte, der auf beiden Seiten Nuten zur Befestigung der Kontakte trägt. Die wannenartige Ausbildung hat auch den Vorteil, daß wenn die Kontakte entsprechend angepaßt sind, es möglich ist, auf der Schaltungskarte Bauteile unter dem Gehäuse zwischen den Kontaktpunkten auf der Schaltungsplatte vorzusehen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Steg im wannenartigen Gehäuse entsprechend niedrig und die Seitenwände entsprechend höher ausgebildet sind.

Weiter ist an der erfindungsgemäßen Anordnung besonders vorteilhaft, daß sie mit geringfügigen Änderungen sowohl als oberflächenmontierbares Teil (SMD Surface Mounting Device) ausgeführt werden kann, das auf einer Schaltungskarte verlötet wird, als auch als Teil ausführbar ist, das auf die Schaltungsplatte gedrückt wird. Der Kontaktandruck wird bei letzterer Variante einzig und allein aufgrund der U-förmigen Ausbildung der Kontakte erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c einen Chipkartenverbinder in verschiedenen Ansichten, der mittels eines Gehäuses auf die gedruckte Schaltungskarte aufgedrückt wird,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Chipkartenverbinder,

die Fig. 3a bis 3c verschiedene Ansichten eines oberflächenmontierbaren Chipkartenverbinders,

die Fig. 4a bis 4c verschiedene Ansichten eines oberflächenmontierbaren Verbinders mit einer Aussparung für auf der Leiterplatte montierte Komponenten,

Fig. 5a bis 5c verschiedene Ansichten eines Kontaktes der in den Fig. 3a bis 3c dargestellten Anordnung und

die Fig. 6a bis 6d verschiedene Ansichten und das Layout eines Kontaktes für die in den Fig. 4a bis 4c dargestellter Anordnung.

In den Fig. 1a bis 1c ist eine Anordnung zur elektrischen Verbindung einer Chipkarte, insbesondere einer SIM-Karte dargestellt, die mittels eines Gehäuses, in dem eine gedruckte Schaltungskarte befestigt ist, auf diese gedruckte Schaltungskarte aufgedrückt wird. Die Anordnung weist selbst ein Gehäuse 1 auf mit einer Grundplatte 2. In der Grundplatte 2 sind in zwei Reihen von Durchbrüchen 3 angeordnet, derart, daß die Anordnung der Durchbrüche 3 mit der Anordnung der Kontaktstellen auf der zu kontaktierenden Chipkarte übereinstimmt. Im Gehäuse 1 sind Kontakte 4 vorgesehen, wobei zu jedem Durchbruch 3 ein unabhängiger Kontakt 4 vorgesehen ist und der Kontakt 4 den Durchbruch 3 mit einem Kontaktierungsbereich 411 durchdringt, derart, daß die Chipkarte mittels der Kontaktierungsbereiche 411 kontaktiert wird. Auf der anderen Seite des Gehäuses 1 sind entsprechende Kontaktierungsbereiche der Kontakte 4 für die gedruckte Schaltungskarte vorgesehen.

In der Fig. 2 ist schematisch der Aufbau des in den Fig. 1a bis 1c aber auch, der in den Fig. 3a bis 3c und 4a bis 4e dargestellten Anordnungen gezeigt. Das Gehäuse 1 ist wannenartig ausgestaltet und umfaßt eine Grundplatte 2, Seitenwände 7 und einen mittleren Steg 6. Die Grundplatte 2 weist wie oben bereits beschrieben Durchbrüche 3 auf. Am Steg 6 sind senkrecht zur Grundplatte verlaufende Nuten 5 angeordnet. In diesen Nuten werden die Kontakte 4 gehalten. Die Kontakte 4 sind wie folgt ausgebildet. Sie sind im wesentlichen U-förmig mit einem ersten federnden Schenkel 41 und einem zweiten federnden Schenkel 42, sowie einem mittleren Bereich 43. Der mittlere Bereich 43 ist in der Nut 5 festgelegt. Die beiden federnden Schenkel 41 und 42 weisen jeweils Kontaktierungsbereiche 411 und 421 auf. Der erste federnde Schenkel 41 ist parallel zur Grundplatte 2 angeordnet. Der mittlere Bereich 43 verläuft ungefähr senkrecht zur Grundplatte 2. Der mittlere Bereich 43 kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, daß er durch einen Preßsitz in der Nut 5 gehalten wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da besonders leicht herstellbar. Der Winkel zwischen dem zweiten Schenkel 42 und dem mittleren Bereich 43 kann je nach Anwendung unterschiedlich sein. Dies hängt erstens ab von der Höhe zwischen der Chipkarte und der zu kontaktierenden Schaltungskarte aber auch davon, ob auf der zu kontaktierenden Schaltungskarte unter dem Gehäuse 1 noch elektrische oder elektronische Komponente montiert werden sollen. In diesem Fall ist es sinnvoll eine Aussparung im Gehäuse 1 vorzusehen, wie sie in den Fig. 4a und 4b zu erkennen ist. An diese Aussparung 8 muß natürlich auch die Form der federnden Schenkel 42 angepaßt sein.

In den Fig. 4a bis 4c ist eine solche Anordnung dargestellt, in der die Aussparung 8 leicht zur erkennen ist.

Die in den Fig. 3a bis 4c gezeigten Beispiele entsprechen dem in den Fig. 1a bis 1c dargestellten Beispiel im wesentlichen. Da die hier dargestellten Anordnungen jedoch oberflächenmontierbar ausgestaltet sind, sind die Kontakte etwas anders ausgebildet, da sie mit der Schaltungsplatte verlötet werden. Die Ausbildung der Kontakte zu den Beispielen der Fig. 3a bis 3c beziehungsweise 4a bis 4c sind in den Fig. 5a bis 5c beziehungsweise 6a bis 6c dargestellt. Die Kontakte der Fig. 6a bis 6d unterscheiden sich dadurch von denen der Fig. 5a bis 5c, daß bei diesem Ausführungsbeispiel eine Aussparung vorgesehen ist und der zweite federnde Schenkel entsprechend ausgebildet sein muß. Es folgt jetzt eine Beschreibung der Kontakte, wobei diese Beschreibung auf die Fig. 5a bis 5c beziehungsweise 6a bis 6c gleichermaßen anzuwenden ist. Die Kontakte 4 sind im wesentlichen U-förmig aufgebaut, wobei der erste federnde Schenkel 41 Kontaktbereiche 411 aufweist, der zweite federnde Schenkel 42 Kontaktbereiche 421 aufweist und zwischen den federnden Schenkeln ein mittlerer Bereich 43 angeordnet ist. In Abhängigkeit von der Anwendung ist der zweite federnde Schenkel unter Umständen abgewinkelt ausgebildet. Besonders wichtig ist die Ausbildung des mittleren Bereichs 43, der zur Fixierung im Gehäuse dient. Der mittlere Bereich 43 weist zwei Arme 431 auf, die an gegenüberliegenden Seiten des mittleren Bereichs befestigt sind. Die Arme sind umgebogen, sodaß die Arme 431 mit dem mittleren Bereich 43 eine U-Form bilden. Diese U-Form wird in die Nuten des Gehäuses eingepreßt. Obwohl die seitlichen Arme starr im Gehäuse verankert sind, ist eine Bewegung des mittleren Bereiches 43 in der Richtung R wie in Fig. 6a angedeutet, in geringem Maße möglich. Diese Federwirkung trägt wesentlich zur guten Funktionsweise der Kontakte bei. In der Fig. 6d ist das Layout eines gestanzten Kontaktes dargestellt. Der Kontakt kann vorteilhaft durch Stanzen und Biegen hergestellt werden.

Claims

1. Anordnung zur elektrischen Verbindung einer Chipkarte, insbesondere einer SIM-Karte, mit einer gedruckten Schaltungskarte mit folgenden Merkmalen:

a) es ist ein Gehäuse (1) mit einer Grundplatte (2) vorgesehen,
b) in der Grundplatte (2) sind Durchbrüche (3) derart angeordnet, daß die Anordnung mit der Anordnung von Kontaktstellen auf der zu kontaktierenden Chipkarte übereinstimmt,
c) es sind im wesentlichen U-förmig gebogene Kontakte (4) vorgesehen, mit einem ersten federnden Schenkel (41) zur Kontaktierung der Chipkarte mit einem zweiten federnden Schenkel (42) zur Kontaktierung der Schaltungskarte und mit einem mittleren Bereich (43) zur Fixierung am Gehäuse (1),
d) die ersten federnden Schenkel (41) sind im wesentlichen parallel zur Grundplatte (2) angeordnet und greifen mit einem Kontaktbereich (411) durch die Durchbrüche (3) hindurch und
e) der mittlere Bereich (43) der Kontakte (4) erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Grundplatte (2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich senkrecht zur Grundplatte (2) unter dieser im Gehäuse (1) parallele Nuten (5) erstrecken, in die je ein mittlerer Bereich (43) eines Kontaktes (4) eingreift.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (43) mittels eines Preßsitzes am Gehäuse gehalten ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (43) zwei Arme (431) aufweist, die jeweils auf gleicher Höhe an gegenüberliegenden Seiten des mittleren Bereichs (43) mit einem Armende an diesem befestigt sind und die derart abgewinkelt sind, daß eine U-Form entsteht, die in einer Ebene angeordnet ist, die sich im wesentlichen parallel zur Grundplatte (2) erstreckt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (43) mit den Armen (431) der U-Form in die Nuten (5) des Gehäuses (1) eingepreßt ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche (411) als Biegung ausgebildet sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (4) aus einem Metallblech gestanzt sind und anschließend gebogen sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) wannenartig ausgebildet ist, wobei die Grundplatte (2) den Wannenboden bildet und die Nuten (5) in einer Seitenwand angeordnet sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) wannenartig ausgebildet ist, wobei die Grundplatte (2) den Wannenboden bildet und in der Wannenmitte einen Steg (6) vorgesehen ist, der auf beiden Seiten Nuten (5) trägt.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von Durchbrüchen (3) vorgesehen sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen Reihen von Durchbrüchen (3) zugeordneten Kontakte (4) mit den mittleren Bereichen (43) zueinander angeordnet sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (4) und das Gehäuse (1) derart ausgebildet sind, daß zwischen den Kontaktstellen auf der Schaltungskarte eine elektrische oder elektronische Komponente anbringbar ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (42) der Kontakte (4) abgewinkelt ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (6) gegenüber den dazu parallelen Seitenwänden (7) des wannenartigen Gehäuses (1) zurücktritt.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche der zweiten Schenkel (42) zur Verlötung auf der Leiterplatte geeignet sind.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schenkel (42) derart abgewinkelt sind, daß sie allein aufgrund ihrer Federkraft eine Kontaktierung gewährleisten.