DE19728993C1 - Chipkarte und Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte mit einer eingebetteten Antenne - Google Patents

Chipkarte und Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte mit einer eingebetteten Antenne

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Description

Die Erfindung betrifft eine Chipkarte mit einer Antenne für eine kontaktlose Datenübertragung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen.
Chipkarten sind kartenförmige Datenträger, die zum Speichern der Daten einen integrierten Halbleiterchip aufweisen. Kon­ taktbehaftete Chipkarten weisen an ihrer Oberfläche Kontakte­ lemente auf, die mit Anschlüssen der integrierten Schaltung verbunden sind und einer externen Kontaktierung dieser durch ein Lesegerät dienen. Kontaktlose Chipkarten weisen statt der Kontaktflächen wenigstens eine als Antenne wirkende Spule auf, die sich in ihrem Kartenkörper befindet und einer induk­ tiven Datenübertragung zwischen dem Chip und der Umgebung der Karte sorgt. Zu diesem Zweck ist die Antenne ebenfalls mit Anschlüssen des Chips verbunden. Weiterhin sind sogenannte Kombikarten bekannt, bei denen sowohl Kontaktflächen für die kontaktbehaftete Datenübertragung als auch eine Antenne für die kontaktlose Datenübertragung vorhanden sind. Bei allen genannten Kartentypen kann die elektrische Verbindung zwi­ schen dem Chip und den Kontaktflächen einerseits sowie der Antenne andererseits über dünne Leitungsdrähte, die sogenann­ ten Bonddrähte, erfolgen.
Ein verbreitetes Montageverfahren für Chipkarten ist das so­ genannte Implantierverfahren, bei dem ein Chipmodul (bestehend aus einem Trägerelement, das die externen Kontakt­ flächen aufweist, und dem Chip) in die Kavität eines Karten­ körpers eingesetzt wird. Dabei sind die elektrischen Verbin­ dungen zwischen dem Chip und den Kontaktflächen bereits über das Chipmodul hergestellt. Will man bei einer Kombicard das Implantierverfahren anwenden, besteht das Problem darin, die elektrische Verbindung zwischen dem Chip und der Antenne her­ zustellen. Die Antenne ist in der Regel in den Kartenkörper einlaminiert oder von diesem umspritzt, so daß zur Herstel­ lung der elektrischen Verbindung zunächst Kontaktstellen der Antenne, beispielsweise durch Fräsen, freigelegt werden müs­ sen. Erst dann kann die elektrische Verbindung durch einen Bonddraht mit dem Chipmodul beziehungsweise mit dem Chip her­ gestellt werden.
In der US 5,598,032 A ist eine hybride Chipkarte beschrieben zur Durchführung sowohl einer kontaktbehafteten als auch ei­ ner kontaktfreien Handhabung. Dabei besteht elektrischer Kon­ takt zwischen in der Oberfläche der Karte angeordneten Kon­ taktflächen und Kontaktflächen einer in der Karte befindli­ chen Antenne. Dieser Kontakt wird beispielsweise durch eine Metallzunge hergestellt.
Die WO 97/05570 betrifft einen kartenförmigen Datenträger für kontaktlose Anwendungen. Dabei sind Kontaktflächen einer in der Karte eingebetteten Antenne über längliche Modulkontakte und Bonddrähte mit Anschlußflächen einer integrierten Schal­ tung verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Chipkarte und ein entsprechendes Verfahren anzugeben, bei der eine elektri­ sche Verbindung zwischen Chip und Antenne auf einfache Weise hergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Chipkarte gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein durch eine der Kontaktflächen getrie­ bener Stift aus einem elektrisch leitendem Material vorgese­ hen, dessen eines Ende mit der Kontaktfläche kontaktiert ist und dessen anderes Ende kraftschlüssig mit der Antenne ver­ bunden ist, so daß es mit dieser kontaktiert ist. Auf diese Weise ist eine elektrische Verbindung zwischen der Kontakt­ fläche und der Antenne hergestellt. Die elektrische Verbin­ dung zwischen Kontaktfläche und den Anschlüssen des Chips ist dagegen wie heute üblich über Bonddrähte realisiert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Chip­ karte,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des durch die Kontaktfläche getriebenen Stiftes,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Antenne und
Fig. 4 eine Querschnittdarstellung des Kontaktbereichs zwischen Stift und Antenne.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Chipkarte 1 mit einem Kartenkörper 10, der eine Kavität 11 aufweist, in welche ein Chipmodul 12 eingesetzt ist. Das Chipmodul 12 weist einen Chip 13 auf, der auf ein Trägerelement aufgebracht ist, wel­ ches eine isolierende Schicht 14 sowie eine leitfähige Schicht aufweist, die zu Kontaktflächen 3 vereinzelt ist. Der Chip 13 ist mit den Kontaktflächen 3 über Bonddrähte 15 elek­ trisch verbunden. Üblicherweise sind Chip 13 und Bonddrähte 15 von einer in Fig. 1 nicht dargestellten Abdeckmasse, häu­ fig einem Duroplasten, abgedeckt. Das Chipmodul 12 ist mit dem thermoplastischen Material des Kartenkörpers 10 durch Kleben verbunden. Weiterhin weist die Chipkarte 1 eine Anten­ ne 2 innerhalb ihres Kartenkörpers 10 auf. Die Antenne 2 kann beispielsweise durch Laminieren des Kartenkörpers oder durch Umspritzen mit dem Material des Kartenkörpers von diesem um­ geben werden.
Um eine elektrische Verbindung zwischen einer der Kontaktflä­ chen 3 und der Antenne 2, und damit zwischen dem Chip 13 und der Antenne 2, herzustellen, ist bei der Chipkarte 1 in Fig. 1 ein elektrisch leitfähiger Stift 4 senkrecht von oben durch die rechteste der Kontaktflächen 3 in den Kartenkörper hin­ eingedrückt worden. Seine Länge ist so bemessen, daß er nach der Bildung eines Kraftschlusses mit der Antenne 2 an seinem unteren Ende, welches zur Unterstützung des Kraftschlusses zackenförmige Ausformungen 8 aufweist, mit seinem oberen Ende nicht mehr über die Kontaktfläche 3 hinausragt.
Fig. 2 ist eine Detailansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der Erfindung zu entnehmen. Dargestellt ist die Kon­ taktfläche 3, durch welche der Stift 4 getrieben worden ist. Zur Fixierung des Stiftes 4 in der Chipkarte 1 ist das obere Ende des Stiftes 4 nietförmig gestaltet und durch einen leit­ fähigen Kleber 5 mit der Kontaktfläche 3 verbunden. Außer der Fixierung dient der Kleber 5 somit auch einer guten elektri­ schen Kontaktierung zwischen Stift 4 und Kontaktfläche 3. Zu­ sätzlich zur Fixierung des Stiftes 4 mittels des Klebstoffes 5 weist der Stift 4 als Widerhaken wirkende Ausformungen 6 auf, die ein Verhaken des Stiftes mit dem Material des Kar­ tenkörpers 10 bewirken. Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann auch nur der Klebstoff 5 oder nur die Widerha­ ken 6 vorgesehen sein.
Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht die Antenne 2, die bei­ spielsweise als gewickelte Spule realisiert sein kann. Sie weist an ihren beiden Enden je eine flächig ausgebildete Kon­ taktfläche 7 auf. Auf jeder der Kontaktflächen 7 der Antenne 2 setzt bei diesem Ausführungsbeispiel je ein Stift 4 auf, der durch je eine Kontaktfläche 3 der Chipkarte 1 getrieben worden ist. Im allgemeinen sind immer zwei Anschlüsse der An­ tenne 2 zu kontaktieren. In Fig. 1 wurde der Einfachheit halber jedoch nur ein Stift 4 dargestellt. Die Kontaktflächen 7 der Antenne 2 in Fig. 3 weisen größere Abmessungen auf als der Durchmesser der Stifte 4. Dies hat den Vorteil, daß Tole­ ranzen bei der Plazierung des jeweiligen Stiftes 4 zugelassen sind.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht der Antenne 2 und des unteren Teiles des Stiftes 4. Der untere Teil 9 ist so ausgebildet, daß er den runden Querschnitt der Antenne 2 teilweise umgibt. Auf diese Weise wird ein guter elektrischer Kontakt und ein guter Kraftschluß zwischen dem Stift 4 und der Antenne 2 hergestellt. In Fig. 4 ist der Zu­ stand dargestellt, in dem der Stift 4 noch nicht ganz mit der Antenne 2 kontaktiert ist. Nachdem der Stift 4 vollständig in die Karte 1 hineingetrieben worden ist, berühren sich beide, und vorzugsweise dringt der Stift 4 teilweise in das Material der Antenne 2 ein.
Das Hineintreiben beziehungsweise Durchschießen der Chipkarte 1 mit dem Stift 4, der vorzugsweise aus Aluminium gefertigt ist, stellt kein Problem dar, da der Kartenkörper 10 norma­ lerweise aus nachgiebigem thermoplastischen Material herge­ stellt ist. Die Antenne 2 kann gedruckt, geätzt oder gewic­ kelt sein.

Claims (8)

1. Chipkarte (1) mit einer in einem Kartenkörper (10) ange­ ordneten Antenne (2)für eine kontaktlose Datenübertragung und mit an einer Oberfläche des Kartenkörpers (10) angeordne­ ten Kontaktflächen (3) für eine kontaktbehaftete Datenüber­ tragung, die wenigstens einen Stift (4) aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, der durch eine der Kontaktflächen getrieben ist und dessen eines Ende mit der Kontakt­ fläche (3) kontaktiert ist, und dessen anderes Ende mit der Antenne (2) kontaktiert und kraftschlüssig verbunden ist.
2. Chipkarte nach Anspruch 1, bei der das mit der Kontaktfläche (3) kontaktierte Ende des Stiftes durch Verkleben (5) in der Chipkarte (1) fixiert ist.
3. Chipkarte nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stift (4) mit als Widerhaken wirkenden Ausformun­ gen (6) versehen ist, die seine Fixierung in der Chipkarte (1) bewirken.
4. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Antenne (2) wenigstens eine Kontaktfläche (7) aufweist, auf der der Stift (4) aufsetzt, die größere Abmes­ sungen aufweist als der Durchmesser der Stiftes.
5. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das mit der Antenne (2) kontaktierte Ende des Stiftes (4) zackenförmige Ausformungen (8) aufweist, die die kraft­ schlüssige Verbindung zwischen ihm und der Antenne (2) begün­ stigt.
6. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das mit der Antenne (2) kontaktierte Ende des Stiftes (4) so ausgebildet ist, daß es einen Teil der Antenne (2) we­ nigstens teilweise umschließt.
7. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte (1) mit einer eingebetteten, einer kontaktlosen Datenübertragung dienenden Antenne (2) und an ihrer Oberfläche angeordneten Kon­ taktflächen (3) für eine kontaktbehaftete Datenübertragung, bei dem durch wenigstens eine der Kontaktflächen (3) ein Stift (4) aus einer, elektrisch leitenden Material soweit in die Chipkarte (1) getrieben wird, daß sein eines Ende mit der Kontaktfläche (3) kontaktiert wird und sein anderes Ende kraftschlüssig mit der Antenne (2) verbunden wird, so daß es mit dieser kontaktiert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem zuvor ein Kartenkörper (10) mit einer Kavität (11) hergestellt wird, wobei die An­ tenne (2) in den Kartenkörper (10) eingebettet wird, und bei dem in die Kavität (11) ein Chipmodul (12) eingesetzt wird, das die Kontaktflächen (3) aufweist, so daß die wenig­ stens eine Kontaktfläche (3), durch die der Stift (4) getrie­ ben werden soll, oberhalb der Antenne (2) angeordnet wird.
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