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Die
Erfindung beschreibt eine kontaktlose Chip-Karte mit drucktechnisch
hergestellter Transponderspule auf einer Innenlage zur direkten
Kontaktierung eines IC-Elementes und dessen Herstellverfahren.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind kontaktose Identifikationskarten
mit Transponder-Spulen und sogenannten ungehausten Chips, das heißt IC-Elemente
ohne Gehäuse,
die direkt in einen Kartenkörper
eingesetzt werden.
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Kontaktbehaftete
Identifikationskarten unterliegen üblicherweise den ISO 7810 bzw.
ISO 7816-1 ff Normen und es muß eine
Kartendicke im Bereich 0,8 mm eingehalten werden. Identifikationskarten
zur kontaktlosen Transaktion werden entsprechend den ISO/IEC DIN
10536 Normen und neueren in Ausarbeitung befindlichen Normen für die unterschiedlichsten
Anwendungen einer Standardisierung unterworfen. Bei kontaktlosen
Chip-Karten stellt die Kartendicke keinen wesentlichen Funktionsparameter
dar. Vielmehr würde
eine dünnere
Karte gewisse Vorteile bieten und würde insbesondere eine Brieftasche mehrere
dünne Karten
aufnehmen können,
ohne unangenehm dick zu werden.
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Identifikationsvorgänge mittels
sogenannter Hand-gehaltener, berührungsloser
Identifikationkarten werden in immer stärkerem Ausmaß im öffentlichen
Personen- und Nahverkehr
bzw. ganz allgemein zur komfortablen und raschen Identifikation bzw.
Zutrittskontrolle und oftmals der vollautomatischen Abbuchung entsprechender
Werteinheiten oder Geldbeträge
verwendet.
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Derartige
kontaktlose Chip-Karten und Verfahren zur Herstellung sind bereits
seit längerer
Zeit bekannt. Beispielsweise werden in den Offenlegungsschrifen
WO 97/05571 (PCT/IB96/00694-Prancz) bzw. WO 97/05569 (CT/IB96/00690-Prancz)
bzw. WO 97/05570 (PCT/IB96/00691-Prancz) bzw. der Gebrauchsmusterschrift
GM22/95 (AT 001 470 U1-Prancz) bereits Übertragungseinrichtungen bzw. Transponderspulen
Basis drucktechnischer Herstellung genannt, die in einen ID-Kartenkörper eingebaut werden
bzw. durch Lamination eingebaut sind und bei denen anschließend eine Öffnung für die Aufnahme
eines Chip-Moduls bzw. eines IC-Elementes mit Trägerelement gefertigt wird.
Diese angeführten
Verfahren sind jedoch nicht für
IC-Elemente ohne Trägerelement
geeignet und können
auch nur kontaktlose Chip-Karten mit einer Dicke hergestellt werden,
die zumindest die Dicke der Chip-Module aufweisen.
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In
der WO 98/24057 (PCT/FR97/02100-Solaic, Thevenot u. Billebaud) wird
ein Verfahren beschrieben, bei dem die inneren Windungen der Transponderspule
zwischen den Anschluß-Kontaktflächen des
IC-Elementes hindurchgeführt
werden und derart den Einbau bzw. die Kontaktierung eines IC-Elementes
ohne Trägerelement
ermöglicht
und zusätzlich
keine Überkreuzungsdrucke
und/oder Isolationsdrucke benötigt.
Dieses Verfahren stellt hohe Anforderungen an die Feinheit des Druckes
bzw. der Exaktheit der Positionierung des IC-Elementes, so daß bei einer
Massenfertigung hohe Kosten entstehen und die Verfügbarkeit
bzw. Beanspruchbarkeit einer derartigen kontaktlosen Chip-Karte
nicht ausreichend hoch ist.
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In
der WO 98/26372 (PCT/FR97/0261-Schlumberger, Catte) wird bereits ein
Verfahren beschrieben, bei dem IC-Elemente ohne Trägerelement
mit den Enden einer Transponderspule verbunden werden können und
eine derartige Innenlage in einen ID-Kartenkörper integrierbar ist. Auch
hier müssen
die innenliegenden Leiterbahnen der Transponderspule zwischen den
beiden Anschlußflächen-Elementen des IC's hindurchgeführt werden
und müssen
deshalb in diesem Bereich die Leiterbahnen sehr schmal sein. Weiters
werden bei diesem Verfahren die IC- Elemente vor dem Laminationsprozeß eingebaut
und stellt der Laminationsprozeß durch
die hohe Laminatonstemperatur und den hohen Laminationsdruck eine
starke Belastung für den
IC und vor allem für
die beiden Anschlußstellen dar.
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In
der
EP0 824 301 A2 (Hitachi,
Shirai et al.) werden bereits Verfahren zur Herstellung dünner kontaktloser
Chip-Karten genannt, bei denen IC-Elemente ohne Trägerelement
verwendet werden können
und bereits IC-Elemente mit einer Dicke kleiner gleich 50 Mikrometer
genannt werden. Alle darin beschriebenen Produkte und Verfahren
beruhen dabei auf der Verwendung von Isolationsdruckschichten, welche
in der Leiterplattenindustrie und Mikroelektronikindustrie zum Stand
der Technik zu zählen
sind, jedoch im Bereich der ID-Kartenindustrie zu zusätzlichen
Kosten durch den zusätzlichen
Isolationsdruck und/oder Einschränkungen
in den verwendbaren Folienmaterialien führen würden und weiters Probleme beim
Laminatonsvorgang verursachen können
und überdies
durch den örtlichen
Druckpastenaufbau zu örtlichen Überhöhungen und
damit beim Laminationsvorgang zu möglichen Verzerrungen in der
grafischen Gestaltung der außenliegenden
Seiten führen würden.
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In
der WO 97/34255 (PCT/DE97/00409-Siemens, Fries u. Janczek) wird
eine Chipkarte zur kontaktlosen Übertragung
von elektrischen Signalen und dessen Herstellverfahren genannt,
bei dem ebenfalls bereits IC-Elemente ohne Trägerelement verwendet werden.
Hier müssen
jedoch die innenliegenden Leiterbahnen der Transponderspule zwischen
den IC-Anschlußflächen hindurchgeführt werden
und es werden in diesem Verfahren ätztechnisch hergestellte Transponderspulen
angegeben, was die für
diese Technologie notwendige Leiterbahnen-Geometrien ermöglicht,
jedoch sehr teuer in der Herstellung sind.
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In
der WO 98/16901 (PCT/EP97/05624-Zakel, Azdasht u. Lange) wird ein
Verfahren zur Herstellung einer kontaktosen Chipkarte genannt, bei
dem ebenfalls bereits ein IC ohne Trägerelement Verwendung findet.
Auch wenn bei diesem Verfahren die Transponderspule mittels Siebdruckens
einer leitfähigen
Paste erfolgt, so wird hier der Chip bzw. IC vorher in ein isolierendes
Chipkarten-Substratmaterial derart eingebracht, daß die Oberfläche des
Chips mit seinen beiden Anschlußflächen auf
der gleichen Ebene, in der eine durch die Form definierte Oberfläche des
Chipkarten-Substrats liegt, angeordnet wird und derart mittels leitfähiger Paste
im Siebdruck die Transponderspule inklusive der Kontaktierung der beiden
Anschlußflächen auf
dem Chip erfolgen kann. Auch hier werden durch die geringe Größe der IC's die innen liegenden
Leiterbahnen der Transponderspule mit extrem dünnen Leiterbahnbreiten und
Leiterbahnabständen
auszuführen
sein und zusätzlich müssen die
Chips bzw. IC's
extrem bündig
in das Chipkarten- Substratmaterial
eingebracht sein und darf insbesondere kein zu großer Spalt
und/oder kein zu großer
Wulst entstehen, da ansonsten kein gesicherter elektrischer Kontakt
hergestellt werden. Erfahrungsgemäß verursachen derartige Anordnungen Funktionsprobleme
beim Verbiegen, da ja die elektrisch leitfähigen Siebdruckpasten keine
große
Elastizität
aufweisen, ohne daß der
elektrische Kontakt hochohmig wird und damit die Funktion der kontaktlosen Übertragung
nicht mehr gewährleistet.
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Mit
der
DE 195 39 181
A1 wird ein Chipkartenmodul sowie entsprechendes Herstellungsverfahren
offenbart, welches eine mit einer Fensteröffnung sowie Durchbrüchen versehene
nichtleitende Trägerschicht
verwendet, die auf einer Seite mit einzelnen leitenden Anschlussflächen versehen
ist und einen in die Fensteröffnung
eingebrachten IC-Baustein, welcher mit seinen Anschlusskontakten
an den Anschlussflächen
elektrisch verbunden ist, wobei jede der elektrischen Verbindungen
jeweils durch einen Durchbruch geführt ist, so dass die elektrischen
Verbindungen zumindest von den Anschlusskontakten des IC-Bausteins
bis zu den Durchbrüchen
vollständig
im Siebdruckverfahren hergestellt ist.
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Diese
Erfindung weist den Nachteil auf, dass die elektrischen Verbindungen
der Anschlusskontakte mit den Anschlussflächen relativ dick sind und dementsprechend
eine dickere Chipkarte ergeben, wodurch die Herstellkosten erhöht werden.
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Bei
der Implantation eines Chipmodules, das heißt eines IC-Elementes mit Trägerelement,
stehen erhöhte
Kosten von etwa 10 bis 20% gegenüber
einem IC-Element
ohne Trägerelement
gegenüber. Üblicherweise
weisen Chipmodule eine Dicke von typisch 300 bis 600 Mikrometern
auf und sind daher für die
Herstellung einer dünnen,
kontaktlosen Chip-Karte nicht geeignet. IC-Elemente ohne Trägerelement weisen
hingegen eine Dicke von 350 bis 50 Mikrometern auf und es werden
bei der direkten Einsetzung und Kontaktierung zu einer Transponderspule
im Kartenkörper
sehr dünne,
kontaktlose Chip-Karten erzielt.
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Die
Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine sehr kostengünstige,
möglichst
dünne,
kontaktlose Chip-Karte mittels eines Herstellprozesses bereitzustellen,
wobei der Herstellprozess
- – für dünne Karten geeignet ist,
- – für IC-Elemente
ohne Trägerelement
(Gehäuse) geeignet
ist,
- – für große Serien
geeignet ist,
- – nur
geprüfte
IC-Elemente in geprüften
grafisch gestalteten Kartenkörpern
einsetzt,
- – den
bereits vorhandenen Maschinenpark eines ID-Kartenherstellers optimal
nutzt,
- – höchsten Qualitätsansprüchen genügt,
- – damit
zu minimalen Kosten pro Chip-Karte führt.
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Zur
Lösung
der vorstehend angeführten
Aufgaben dient die technische Lehre der Ansprüche 1 und 5.
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Wesentliche
Merkmale hierbei sind, daß die kontaktlose
Chip-Karte mit drucktechnisch hergestellter Transponderspule auf
einem Trägermaterial zur
direkten Kontaktierung eines IC-Elementes ohne Chipgehäuse auf
der einen Seite dieses Trägermaterials
mindestens eine Transponderspule und auf der anderen Seite mindestens
zwei Druckelemente mittels elektrisch leitfähiger Polymerpasten derart
aufgedruckt hat, und daß je
ein Ende der Transponderspule mit mindestens einem Druckelement überlappt und
die Druckelemente die Kontaktflächen
für die IC- Kontaktflächen bilden
und zu den Enden der Transpoderspule dadurch elektrisch leitend
verbunden sind, daß dort
das Trägermaterial
kleine Durchkontaktierungen aufweist.
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Es
werden auf sogenannten Innenlagen in bereits bekannter Art und Weise
elektrisch leitfähige Polymerpasten
mittels Siebdruck, bevorzugt mittels Zylindersiebdruck-Maschinen,
aufgetragen und derart die sogenannten Transponderspulen hergestellt.
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Bei
einer üblichen Übertragungs-
und Versorgungs- Frequenz von beispielsweise 13,56 MHz werden dabei
typisch 3 bis 6 Windungen mit einer Leiterbahnbreite von typisch
1,0 bis 2,5 mm Breite und typisch 0,2 bis 1,0 mm Leiterbahnabstand
gedruckt.
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Als
elektrisch leitfähige
Polymerpaste kann beispielsweise eine Paste 5029 der Firma Du Pont Photopolymer & Electronic Materials,
Bristol BS16 1QD – U.K.,
verwendet werden und weist eine derartige Paste einen Flächenwiderstand
von typisch 15 bis 25 Milli-Ohm pro Quadrat vor der Lamination und 4
bis 8 Milli-Ohm pro Quadrat nach der Lamination auf. Damit können Transponderspulenwiderstände von
typisch 5 Ohm nach der Lamination erreicht werden.
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Es
ist nun verständlich,
daß bei
Verwendung eines IC-Elementes mit Trägerelement, die Anschlußflächen derart
gestaltet werden können,
daß zwischen
diesen Anschlußflächen die
innenliegenden Leiterbahnen der Transponderspule hindurchgeführt werden
können.
Es ist weiters verständlich,
daß bei
Verwendung eines beispielsweise 1,4 × 1,4 mm oder auch eines größeren 2 × 3 mm IC-Elementes ohne
Trägerelement
die innenliegenden Leiterbahnen ohne wesentliche Leiterbahnbreiten-Reduktion nicht
mehr zwischen den IC-Anschlußflächen hindurchgeführt werden
können.
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Auch
wenn mittels Siebdrucktechnik auf kleine geometrisch begrenzte Flächen Leiterbahnen
mit bis zu 150 Mikrometer-Breite und 150 bis 200 Mikrometer-Abstand
gedruckt werden können,
so stellt ein derartiges Druck-Verfahren an einen ID-Karten Mehrfachdruck
im beispielsweise 24-er und/oder 48-er und/oder 60-er Nutzen mit
Bogenabmessungen von typisch 300 × 500 mm und/oder 500 × 700 mm,
sehr hohe Anforderungen und werden dann weiters alle nachfolgenden
Prozesse auf die sehr hohe Positionstoleranz auszurichten sein und
wird überdies
der elektrische Widerstand durch diese im IC-Bereich notwendige
Leiterbahnverjüngung
erhöht
werden.
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Um
diese Nachteile zu umgehen, sind nun eine Reihe von Technolgien
und Verfahren bekannt.
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Zielsetzung
bei all diesen Ausführungsformen
ist die Ausbildung von zwei Kontaktflächen für die direkte Kontaktierung
eines IC-Elementes ohne Trägerelement
derart, daß die
beiden Kontaktflächen einen
gleichbleibend definierten Abstand aufweisen und groß genug
sind, so daß beim
Einsetzen eines IC-Elementes eine gesicherte Kontaktierung erfolgen kann.
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Bei
flexiblen Leiterplatten hat sich eine Technik durchgesetzt, die
hierfür
eine Überkeuzung
vorsieht. Dabei werden eine oder auch mehrere Isolationsdrucke über einen
für die Überkreuzung
vorgesehenen Bereich gedruckt und anschließend werden in einem Arbeitsschritt
die beiden Anschlußflächen für das IC-Element
gedruckt.
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Es
hat sich nun bei der Entwicklung dieser dünnen kontaktlosen Chip-Karte
herausgestellt, daß mit
diesem Verfahren während
der Lamination, also einem Hochschmelzprozeß, sehr hohe Anforderungen
an die Isolationsschicht gestellt werden und überdies die Gesamtdicke in
diesem Überkreuzungsbereich
sehr störend
auf den Kartenaufbau wirkt, sehr starke optisch sichtbare Verzerrungen
in der grafischen Oberflächengestaltung
bewirkt und überdies
kostenmäßig durch
den oder die zusätzlichen Isolationdrucke
nicht besonders attraktiv ist.
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Erfindungsgemäß wurde
festgestellt, daß die beiden
Anschlußelemente
sehr einfach auf der jeweiligen Rückseite der mit der Transponderspule
bedruckten Innenlage drucktechnisch herstellbar sind und daß dabei
die sogenannte Durchkontaktierung sehr einfach mittels sogenannter
Durchsteigelöcher erzielt
werden kann. Da weiters üblicherweise
als Innenlagen für
ID-Karten 80 bis 200 Mikrometer dicke und meist weiß-opaque
Kunststoff-Folien verwendet werden und bei einer bevorzugt verwendeten
100 Mikrometer dicken Innenlage nur ein Loch mit 50 bis 200 Mikrometer
Durchmesser genügt,
um bei einem beidseitigen Polymerpasten-Siebdruck eine elektrisch leitende Durchlochkontaktierung
zu erreichen, können
Innenlagen mit entsprechenden Löchern
zur einfachen und kostengünstigen
Durchkontaktierung verwendet werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wurde festgestellt, daß die elektrisch
leitfähige
Verbindung zwischen den Transponderspulenenden und den auf der Rückseite
befindlichen Anschlußflächen für das IC-Element
noch nicht durch den Polymerpastendruck erfolgen muß, sondern
erst nach der Lamination bzw. während
der Lamination erfolgt. Insbesondere kann der Laminationsprozeß die Durchkontaktierung
zusätzlich
absichern und derart die Prozeßsicherheit
des gesamten Verfahrens erhöhen.
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In
einer zusätzlichen
Herstellvariante wurde erkannt, daß die Durchkontaktierung auch
ohne vor dem beidseitigem Polymerpasten-Druck hergestellte Duchsteigelöcher erfolgen
kann und es wurde erkannt, daß mittels
heißer
und/oder kalter Nadeln und/oder Prägeelemente durch Zusammenpressen im
Bereich der Überlappungen
ebenfalls eine elektrisch leitfähige
Durchkontaktierung erzielt werden kann und daß wiederum die Durchkontaktierung durch
die nachfolgende Lamination verbessert werden kann und damit zu
einem niederohmigerem Kontakt zwischen den Enden der Transponderspule
und den beiden Anschlußelementen
für das
IC-Element führen.
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Erfindungsgemäß werden
nun eine oder mehrere Innenlagen mit jeweils einer oberen und einer
unteren transparenten Lage zu einem Laminatbogen durch Lamination
in beispielsweise einer Heiz-Kühl-Transferpresse
zusammengefügt,
wobei eine Innenlage in der angeführten Art und Weise mittels
Polymerpastendruck gestaltet ist und vor oder nach dem Einzelkarten-Stanzvorgang
durch mechanische und/oder Laser-technische Bearbeitung mit einer Öffnung für die Aufnahme
des IC-Elementes bearbeitet
wird.
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Erfindungsgemäß wurde
weiters festgestellt, daß bei
Einbringen der Öffnung
für die
Aufnahme des IC-Elementes in Einzelkarten, also in bereits aus dem Mehrfachnutzen
gestanzten Einzelkarten, die Taktzeiten kaum unter 1,5 bis 2,0 Sekunden
gebracht werden können.
Dadurch wird bei einer Einzelkartenabarbeitung beispielsweise eine
Stundenleistung von 2.000 Einzelkarten erreicht, was für eine Großserien-Kartenfertigung
viel zu wenig ist und speziell für derartige
dünne kontaktlose
Chip-Karten die Anschaffung mehrerer Einzelkarten-Implantierautomaten
erforderlich machen würde.
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Weiters
ist bekannt, daß speziell
bei dünner werdenden
Einzelkarten die Abarbeitung aus dem Stapel und/oder Magazin und
die Zuführung
zu den einzelnen Bearbeitungsstationen immer kritischer wird und
zu häufigem
Stillstand wegen Doppelkarten-Zufuhr und/oder nicht ordnungsgemäßem Transport
der dünnen
Einzelkarte führt.
All diese Probleme sind aus der Bearbeitung von Standard-ISO-Karten mit 0,76 mm
Kartendicke bereits bekannt und es kann eine Taktzeit mit kaufmännisch vertretbarem Fertigungsmaschinen-Aufwand
kaum unter 1,5 bis 2,0 Sekunden getrieben werden.
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Eine
mögliche
Lösung
dieser vorstehend angeführten
Problematik wurde nun darin gefunden, daß die Einbringung der Öffnung für die Aufnahme des
IC-Elementes im fertig laminierten Mehrfachnutzen, also beispielweise
im 24- oder 48- oder auch 60-Nutzen
realisiert wird und dann auch die Einbringung der IC- Elemente und
der optional anschließenden
Schritte im Mehrfachnutzen erfolgen und anschließend die Mehrfachnutzen einer
Kartenstanze zugeführt
werden und die einzelnen dünnen
kontaktlosen Chip-Karten in Magazine abgestapelt werden. Es ist
nun leicht verständlich,
daß dünne Mehrfachnutzen
einer Bearbeitungslinie sehr sicher und effizient zugeführt werden
können
und dabei Taktzeiten von einigen wenigen Sekunden, typisch 3 bis
10 Sekunden erreicht werden können
und in dieser Bearbeitungslinie der Mehrfachnutzen parallel derart
bearbeitet wird, daß gleichzeitig
mehrere Öffnungen
für die
Aufnahme der IC-Elemente gefertigt werden und daß parallel arbeitende Implantierstationen
die IC-Elemente einsetzen. Damit können mehrere 5.000 bis 30.000
dünne kontaktlose
Chip-Karten pro Stunde gefertigt werden und sind damit auch Aufträge von mehreren
Millionen dünner
kontaktloser Chip-Karten in wenigen Wochen realisierbar.
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In
einer typischen Ausführungsform
werden dünne
Druckbögen
mit typisch 80 bis 350 Mikrometer Dicke und der Körperfarbe
weiß bzw.
weiß opaque und
mit entsprechender Oberflächenrauhigkeit
und Formaten für
Mehrfachnutzen, typischerweise 20 oder 24 bzw. 48 bzw. 60 Karten
pro Druckbogen mit Abmessungen von beispielsweise 30 × 50 cm
oder 50 × 70
cm mit den in der Kreditkartenproduktion üblichen Offsetdrucken und Siebdrucken
kundenspezifisch gestaltet und falls notwendig mit entsprechenden
thermisch aktivierbaren Klebebeschichtungen, bevorzugt im Siebdruck,
versehen.
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Ein
bevorzugtes Herstellverfahren zur Herstellung dieser kontaktlosen
Chip-Karte führt
folgende Schritte durch:
- a) Grafische Gestaltung
einer oder beider Seiten eines Trägermaterials mittels Druckverfahren
im Mehrfachnutzen,
- b) Anbringen mindestens zweier Durchkontaktierungen pro Chip-Karte
mit einem Durchmesser von 50 bis 200 Mikrometer im Druck-Bereich
der Überlappungen
der Enden der Transponderspule und der beiden Druckelemente,
- c) Drucktechnische Herstellung der Transponderspule auf einer
Seite des Trägermaterials
mittels elektrisch leitfähiger
Polymerpasten,
- d) Drucktechnische Herstellung der elektrisch leitfähigen Druckelemente
auf der Rückseite
des Trägermaterials
derart, daß eine
elektrische Verbindung durch die Durchkontaktierungen entsteht,
- e) Lamination von mehreren Laminatbögen, wobei jeweils die außenliegenden
Laminatbögen transparent
ausgeführt
werden und durch die Lamination die elektrische Verbindung durch
die beiden Durchkontaktierungen erhalten bleiben,
- f) Ausstanzen der Einzelkarten und Qualitätskontrolle der einzelnen ID-Karte,
- g) Herstellen der Öffnung
für den
IC mittels Fräsen
und/oder Laserbearbeitung derart, daß dabei die beiden Anschluß-Kontaktflächen für den IC freigelegt
werden,
- h) Auftragen eines oder mehrerer elektrisch leitfähiger Polymer-Kleber-Punkte
bzw. anisotrop elektrisch leitfähiger
Polymer-Kleber-Punkte mittels Dispensen,
- i) Einsetzen des IC's,
- j) Thermisch beschleunigte Aushärtung der elektrisch leitfähigen Kontakte
unter Druck,
- k) Funktionstest und Programmierung des IC's.
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1a zeigt
einen Bereich der erfindungsgemäßen kontaktlosen
Chip-Karte in einer Schnittdarstellung;
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1b zeigt
in einer Draufsicht einen Bereich der erfindungsgemäßen kontaktlosen
Chip-Karte gemäß 1a;
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2a zeigt
einen Bereich einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen kontaktlosen
Chip-Karte in einer Schnittdarstellung;
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2b zeigt
in einer Draufsicht einen Bereich einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen kontaktlosen
Chip-Karte gemäß 2a;
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3 zeigt
den Schichtaufbau der erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit drei vertikalen Schichten im Schnitt, wobei die Schichten getrennt
voneinander dargestellt sind;
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4 zeigt
den Schichtaufbau der erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit vier vertikalen Schichten im Schnitt, wobei die Schichten getrennt
voneinander dargestellt sind;
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5 zeigt
den Schichtaufbau der erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit fünf
vertikalen Schichten im Schnitt, wobei die Schichten getrennt voneinander
dargestellt sind;
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6a zeigt
den Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit fünf
vertikalen Schichten gemäß 5 im
Schnitt im laminierten Zustand mit darüber befindlichem Werkzeug für das Einbringen
der Öffnung
für den
IC;
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6b zeigt
die erfindungsgemäße kontaktlose
Chip-Karte gemäß 6a in
Draufsicht mit zylinderförmiger Öffnung für den IC;
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6c zeigt
die erfindungsgemäße kontaktlose
Chip-Karte gemäß 6a in
Draufsicht mit schlitzförmiger Öffnung für den IC;
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6d zeigt
die Öffnung
für den
IC gemäß 6b im
Schnitt;
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6e zeigt
die Öffnung
für den
IC gemäß 6c im
Schnitt;
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7 zeigt
die erfindungsgemäße kontaktlose
Chip-Karte gemäß 6a mit
eingegossenem IC.
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Der
Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht
nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination
der einzelnen Patentansprüche
untereinander.
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Alle
in den Unterlagen, einschließlich
der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als
erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination
gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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1 zeigt einen Bereich der erfindungsgemäßen kontaktlosen
Chip-Karte in einer Schnittdarstellung, wobei die kontaktlose Chip-Karte
mit drucktechnisch auf einem Trägermaterial 1 hergestellter Transponderspule 3 zur
direkten Kontaktierung eines IC-Elementes 8 ohne Trägergehäuse vorgesehen
ist und auf der einen Seite dieses Trägermaterials 1 eine Transponderspule 3 und
auf der anderen Seite zwei Druckelemente 9, 10 mittels
elektrisch leitfähiger
Polymerpasten derart aufgedruckt sind, daß je ein Ende der Transponderspule 3 mit
mindestens einem Druckelement 9, 10 überlappt
und welche Druckelemente 9, 10 die Kontaktflächen für die IC-Kontaktfächen 6, 7 bilden
und zu den Enden der Transponderspule 3 dadurch elektrisch
leitend verbunden sind, daß dort
das Trägermaterial 1 kleine
Durchkontaktierungen 4, 5 aufweist.
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1b zeigt
in einer Draufsicht einen Bereich der erfindungsgemäßen kontaktlosen
Chip-Karte gemäß 1a,
wobei hier die Spulenwindungen 2 der Transponderspule 3 zu
sehen sind und die Enden der Transponderspule 3 mit den
Druckelementen 9 bzw. 10 durch die Durchkontaktierungen 4 bzw. 5 elektrisch
leitend in Verbindung stehen. Die Durchkontaktierungen 4 bzw. 5 sind
hier im wesentlichen auf einer Linie parallel zur Außenkante
der Chip-Karte angeordnet oder auch parallel bzw. senkrecht zu den
Leiterbahnen der Transponderspule 3.
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Die 2a und 2b entsprechen
den 1a und 1b und
sämtliche
Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Bauteile. Der Unterschied liegt
in der Anordnung der Enden der Transponderspule 3 bzw.
der Durchkontaktierungen 4, 5 und der Druckelemente 9, 10.
Die Durchkontaktierungen 4, 5 bzw. die Druckelemente 9, 10 liegen
nicht auf einer Linie, welche parallel zur Außenkante der Chip-Karte angeordnet
oder auch parallel bzw. senkrecht zu den Leiterbahnen der Transponderspule 3 ist.
Diese liegen an einer Ecke der rechteckförmig verlaufenden Transpondespule 3,
wodurch der benötigte
Platzbedarf für
die elektrischen Teile der kontaktlosen Chip-Karte etwas geringer
ausfallen kann, wie bei der Ausführungsform
von 1.
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3 zeigt
den Schichtaufbau der erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit drei vertikalen Schichten im Schnitt, wobei die Schichten getrennt
voneinander dargestellt sind. Die mittlere Lage mit dem Trägermaterial 1 trägt die Transponderspule 3 und
zwei Druckelemente 9, 10, wobei beide Seiten des
Trägermaterials
mit einem üblichen
Druckverfahren grafisch gestaltet sind und dadurch die Druckschichten 13 aufweisen.
Oberhalb und unterhalb des Trägermaterials 1 ist
eine Laminatschicht 12 auflaminiert, welche transparent
ausgebildet sind und hier ebenfalls eine mit üblichen drucktechnischen Verfahren
aufgebrachte Druckschichten 13 besitzen, die sich zwischen
Laminatschicht 12 und der mittleren Schicht befinden. In
der oberen Laminatschicht 12 mit Druckschicht 13 ist
die Öffnung 11 für die Aufnahme
des IC 8 vorgesehen, ebenso wie in der mittleren Schicht.
In der mittleren Schicht ist die Öffnung 11 für die Aufnahme
des IC 8 derart eingebracht, daß der IC 8 bei der
Implantation die Druckelemente 9, 10, erreichen
kann und eine elektrisch leitende Verbindung mit diesen eingeht.
Die Druckelemente 9, 10 sind über die beiden Durchkontaktierungen 4, 5 mit
der Oberseite der mittleren Schicht elektrisch leidend Verbunden.
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4 zeigt
den Schichtaufbau der erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit vier vertikalen Schichten im Schnitt, wobei die Schichten getrennt
voneinander dargestellt sind. Im Unterschied zu 3 zeigt
die 4 die Chip-Karte mit vier vertikalen Schichten,
wobei die beiden äußeren Laminatschichten 12 mit
Druckschichten 13 und Öffnung 11 gleich
aufgebaut sind, jedoch die mittlere Schicht auf ihrer Oberseite
nicht lediglich den Transponder 3 und eine Druckschicht 13 aufgebracht
hat, sondern statt dessen eine zusätzliche Laminatschicht 12 als vierte
Schicht, welche den Transponder 3, eine Druckschicht 13 und
eine Öffnung 11 für die Aufnahme
des IC 8 trägt.
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5 zeigt
den Schichtaufbau der erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit fünf
vertikalen Schichten im Schnitt, wobei die Schichten getrennt voneinander
dargestellt sind. Im Unterschied zu 4 mit der
Chip-Karte mit vier vertikalen Schichten zeigt die 5 nun
fünf vertikalen
Schichten, wobei statt der Druckschicht 13 auf der Unterseite
der mittleren Schicht eine zusätzliche,
fünfte
Laminatschicht 12 mit Druckschicht 13 aufgebracht
ist. Die übrigen
Schichten sind gleich aufgebaut wie die Schichten in 4.
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6a zeigt
den Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen kontaktlosen Chip-Karte
mit fünf
vertikalen Schichten gemäß 5 im
Schnitt im laminierten Zustand mit darüber befindlichem Werkzeug für das Einbringen
der Öffnung 11 für den IC 8.
Es ist hier also eine bereits fertig laminierte kontaktlosen Chip-Karte
mit fünf
vertikalen Schichten dargestellt, wobei die Öffnungen 11 in den
beiden oberen Schichten 1 und 12 und dem Trägermaterial 1 mit
den Durchkontaktierungen 4, 5 und den Druckelementen 9, 10 vertikal
zueinander fluchtend laminiert werden, erst nach der Laminierung
mittels der darüber
schematisiert dargestellten Fräser
eingebracht werden oder mittels dieser Fräser geeignet nachbearbeitet werden.
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6b zeigt
die bereits ausgestanzte, erfindungsgemäße kontaktlose Chip-Karte gemäß 6a in
Draufsicht mit zylinderförmiger Öffnung 11 für den IC 8.
Hier wurde ein Sacklochbohrer, ein zylinderförmiger Stirnfräser, oder
ein Laser für
die Öffnung 11 verwendet. 6d zeigt
die Öffnung
für den IC
gemäß 6b im
Schnitt.
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6c zeigt
die bereits ausgestanzte, erfindungsgemäße kontaktlose Chip-Karte gemäß 6a in
Draufsicht mit schlitzförmiger Öffnung 11 für den IC 8.
Hier wurde ein Walzenfräser,
oder ein Laser für
die Öffnung 11 verwendet. 6e zeigt
die Öffnung
für den
IC gemäß 6c im
Schnitt.
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7 zeigt
die erfindungsgemäße kontaktlose
Chip-Karte gemäß 6a mit
bereits eingegossenem IC 8. Die Kontaktflächen 6 und 7 sind
mit den Druckelementen 9 und 10 über entsprechende
Löt- oder
Schweißelemente
elektrisch leitend verbunden bzw. über elektrisch leitfähige Polymerpasten-Dispenserpunkte 14 bzw.
anisotrop elektrisch leitfähige Polymerpasten-Dispenserpunkte 14,
wobei die Druckelemente 9 und 10 ihrerseits wiederum
mit den Durchkontaktierungen 4 und 5 elektrisch
leitend in Verbindung stehen. Die Vergußmasse ist aus einem Material,
welches rasch aushärtet
und eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit
besitzt.
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- 1
- Trägermaterial
- 2
- Spulenwindungen
- 3
- Transponderspule
- 4
- Durchkontaktierung
- 5
- Durchkontaktierung
- 6
- IC-Kontaktfläche
- 7
- IC-Kontaktfläche
- 8
- IC
- 9
- Druckelement
- 10
- Druckelement
- 11
- Öffnung für IC
- 12
- äußere Schicht
- 13
- Druckschicht
- 14
- Dispenserpunkte