EP0698248A1

EP0698248A1 - Kontaktiersystem für chipkarten, sowie leser dafür

Info

Publication number: EP0698248A1
Application number: EP94918328A
Authority: EP
Inventors: Manfred Reichardt
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1996-02-28
Also published as: JPH08511114A; DE4417088A1; WO1994027243A1; US5726432A; DE4417088C2

Abstract

Kontaktiersystem für Chipkarten (11), wobei eine flexible Leiterplatte (14, 59) als Kontaktelement verwendet wird.

Description

Kontak iersvstem für Chipkarten, sowie Leser dafür

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontatktiersystem ins¬ besondere für ein Chip enthaltende Karten, z. B. Chipkar¬ ten oder SIM-Karten.

Chipkartenkontaktiersysteme (die auch einfach als

Chipkartenleser bezeichnet werden) sind vielfach bekannt und es sei hier nur auf US-PS 4,795,897, EP 0 234 654, FR 86 02 401 hingewiesen. Die vorliegende Erfindung bezweckt insbesondere ein Kontaktiersystem vorzusehen, welches auserordentlich preisgünstig ist und welches ferner zur Realisierung besonders flacher Baugruppen geeignet ist, wie sie im Mobilfunkbereich erforderlich sind. Weiterhin soll es durch die Erfindung möglich sein, bei Sandwich- Konstruktionen größere Abstandstoleranzen zu überbrücken.

Besonders auch im PCN-Mobilfunkbereich hat sich ein schnell wachsender Bedarf nach Kontaktiereinrichtungen für Chipkarten oder dergleichen ergeben. Dies bedeutet, daß der Wunsch nach kostengünstig herstellbaren Kontak- tiersystemen steigt, so daß die Gerätekosten insgesamt günstig bleiben können.

Während technisch abgemagerte CCAD über1icherweise, wie der klassische Direktsteckverbinder aufgebaut sind, besitzen die dabei verwendeten Werkstoffe und Herstell¬ verfahren Grenzen hinsichtlich der Kosten.

Die vorliegende Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt vor, eine flexible Leiterplatte zur Realisierung der Kontaktelemente eines Lesers, z. B. eines Chipkarten¬ lesers zu verwenden. Da die flexible Leiterplatte im gan¬ zen als eine Folie erscheint, kann der so entstehende Le- ser auch als "Foliensteckverbinder" bezeichnet werden. Im Kontaktbereich ist die Deckfolie der Leiterplatte unterbrochen. Die Cu-Leiterbahn ist dabei vorzugsweise als Kuppe verformt und mit einem geeigneten Edelmetal be- schichtet. Die Kontaktkraft wird von einem vorzugsweise einstückigen Federelement aufgebracht. Diese Kraft wird erst beaufschlagt, wenn die Karte in Leseposition ist.

Im einzelnen ergibt sich durch die erfindungsgemäßen Maß- nahmen folgendes:

Kontaktwiderstände durch Kontaktfedern entfallen.

Bei Verwendung doppelseitig mit Metall beschichteter Ba- sisfolien ist der Chip flächig geschirmt.

Anschlußseitig kann, wie üblich, kontaktiert werden. In SMT-Baugruppen muß nur der Foliensteckverbinder der Löt¬ wärme ausgesetzt werden.

Poliflexfolien können auch direkt eingelötet werden.

Das Prinzip kann gemäß einem weiteren Aspekt der Erfin¬ dung auch bei Lesern mit Quereinschub verwendet werden.

Leser mit beliebiger Steckrichtung sind gemäß einem zweiten und dritten Aspekt der Erfindung realisierbar. Die flexible Leiterplatte weist dazu vorzugsweise vier Kontaktfelder auf, je zwei auf der Ober- und Unterseite der Karte. Dieses Merkmal beansprucht außerdem nur die kontaktlose Karte. Ferner ist eine minimale Bauhöhe realisierbar.

Durch besondere Ausgestaltung des Andruck-Federelements ist ein größerer Höhenausgleich realisierbar. Dieses

Merkmal ist besonders entscheidend, wenn die Kontaktier¬ einheit durch zwei Baugruppen gebildet wird, deren Ab- stand mit größeren Toleranzen behaftet ist. Beispiel: An¬ ordnung des Lesers zwischen Telefongehäuse und dessen Batteriepack.

Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei¬ bung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig.l eine schematische Schnitt- bzw. Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Kontaktier¬ systems gemäß einem ersten Aspekt der Erfin¬ dung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht des Kontaktiersy¬ stems gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Einzelheit des Kontatkiersystems der Figu- ren 1 und 2;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine flexible Leiterplatte zur Realisierung eines zweiten Aspekts der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die gefaltete Leiterplatte der Fig. 4 zur Bildung eines Uni- versalchipkartenlesers gemäß dem zweiten Aspekt;

Fig. 6 eine Draufsicht ähnlich Fig. 4 auf eine flexi¬ ble Leiterplatte, die gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung gestaltet ist;

Fig. 7 eine Seitenansicht der beiden in Fig. 6 gezeig¬ ten Leiterplattenhälften, die jetzt aufeinan- derliegen zur Bildung eines Universalchipkar- tenlesers;

Fig. 8 den Verlauf der Leiterbahnen in einer flexiblen Leiterplatte wie sie gemäß den Fig. 6 und 7 eingesetzt wird;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Chipkartenleser gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung, wobei die Schnittlinie in etwa entlang der Längs-Mit- tellinie in Fig. 11 verläuft;

Fig. 10 einen Schnitt ähnlich Fig. 9, aber in einer Karten-Lesestellung;

Fig. 11 eine schematische Draufsicht auf den Chipkar¬ tenleser gemäß Fig. 9 und 10;

Fig. 12 eine Draufsicht auf ein Federelement wie es bei einem Chipkartenleser gemäß Fig. 9 bis 20 ver¬ wendet wird;

Fig. 13 einen Schnitt durch einen Schlitten in etwa entlang der Längs-Mittellinie der Fig. 14;

Fig. 14 eine Draufsicht auf einen Schlitten des in Fig. 9 gezeigten Chipkartenlesers;

Fig. 15 einen Schnitt im wesentlichen längs Linie A-B in Fig. 16;

Fig. 16 eine Draufsicht auf ein Basisteil des Chipkar¬ tenlesers gemäß Fig. 9;

Fig. 17 eine schematische Seitenansicht des in Fig. 18 gezeigten Flexprints; Fig. 18 eine Draufsicht auf den Flexprint gemäß Fig. 17;

Fig. 19 eine schematische Ansicht eines Teils einer Deckfolie des Flexprints;

Fig. 20 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Basisfolie des Flexprints gemäß Fig. 18;

Fig. 21 einen schematischen Längsschnitt durch einen

Chipkartenleser gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung;

Fig. 22 eine Schnittansicht ähnlich wie in Fig. 21, wo- bei aber hier die Chipkarte in ihrer Lesestel¬ lung dargestellt ist;

Fig. 23 eine Draufsicht auf den Chipkartenleser gemäß

Fig. 21;

Fig. 24 einen schematischen Schnitt quer zur Längsachse des Chipkartenlesers der Fig. 23;

Fig. 25 einen Schnitt längs Linie C-D in Fig. 26;

Fig. 26 eine Draufsicht auf eine Andrückplatte des Chipkartenlesers der Fig. 21;

Fig. 27 eine Seitenansicht der Andrückplatte gemäß Fig. 26;

Fig. 28 einen Schnitt längs Linie A-B in Fig. 26;

Fig. 29 eine Seitenansicht eines Federelements der Fig. 30; Fig. 30 eine Draufsicht auf das Federelement der Fig. 29;

Fig. 31 eine schematische Schnittansicht längs Linie C- D in Fig. 32;

Fig. 32 eine Draufsicht auf den Rahmen des Chipkar¬ tenlesers der Fig. 21;

Fig. 33 einen schematischen Schnitt längs Linie A-B in

Fig. 32;

Fig. 34 einen Längsschnitt durch einen Chipkartenleser mit integrierter Folientastatur gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung.

In den Figuren 1 bis 3 ist schematisch ein Teil eines er¬ findungsgemäßen Kontaktiersystems 12 gezeigt, wie es in einem Chipkartenleser 10, beispielsweise wie der in Fig. 5 gezeigten Art zum Lesen einer Chipkarte 11 eingesetzt werden kann. Die Chipkarte 11 ist in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt, wohl aber in den Fig. 3 und 5.

Das erfindungsgemäße Kontaktiersystem 12 weist eine fle- xible Leiterplatte (auch Flexprint genannt) 14 auf, die durch ein vorzugsweise einstückiges Federelement 16 federnd belastet werden kann. Vorzugsweise ist das Federlement 16 ein Federblech, welches die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Gestalt besitzt. Das Federlement 16 bildet Federarme 17 und Federkuppen 18. Die Federkuppen 18 arbeiten in der insbesondere in Fig. 3 gezeigten Art und Weise mit flexiblen Leiterplatte 14 zusammen. Die Federkuppen 18 drücken also die Leiterbandkuppe 20 in Richtung auf die Chipkarte 11 und bei in Lesestellung eingesetzter Chipkarte auf die Kartenkontakte 100 (Fig. 3) der Chipkarte 11. Im einzelnen zeigt Fig. 3, daß die flexible Leiterplatte 14 vorzugsweise aus drei Schichten oder Folien besteht, und zwar aus einer Basisfolie 23, einer Kupferfolie 24 und einer Deckfolie 25. Die Deckfolie 25 ist also dort wo die Leiterbandkuppe 20 gebildet werden soll mit einer

Ausnehmung 30 versehen. Unten wird anhand der Fig. 18-20 eine andere Ausbildung einer flexiblen Leiterplatte erläutert.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung einer flexiblen Lei¬ terplatte 14 gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei hier die Anordnung derart getroffen ist, daß mehrere Kontaktfelder 31, 32, 33 und 34 gebildet werden, die jeweils Kontaktbereiche besitzen, die von 1 bis 8 nu- meriert sind. Diese Kontaktbereiche 1 bis 8 können durch ein oder mehrere Federelemente 16 zur Bildung der in Fig. 3 gezeigten Kontaktkuppen 20 verformt werden. Die Anord¬ nung der Kontaktbereiche 1 bis 8 jedes der Kontaktfelder 31-34 entspricht der Anordnung der Kartenkontakte 100 auf der Chipkarte 11. Zur Bildung des in Fig. 5 gezeigten Chipkartenlesers 10 erfolgt eine Faltung längs der Faltlinie 41. Auf die Darstellung der erforderlichen Fe¬ derelemente 16 wurde hier verzichtet.

Die Anordnung der Kontaktfelder 31-34 auf der flexiblen Leiterplatte 14 ist derart vorgesehen, daß die Chipkarte 11 (wie in Fig. 5 gezeigt) , praktisch in jeder beliebigen Position von rechts her in Fig. 5 in den Chipkartenleser 10 eingesetzt werden kann und stets die erforderlichen Kontaktverbindungen findet. Man kann sagen, daß jedes der Kontaktfelder 1 bis 8 und die zugehörige Leiterbahn des Flexprint 14 ein Kontaktelement des Chipkartenlesers 10 bilden.

Durch die Linien 40 in Fig. 4 ist angedeutet, daß die flexible Leiterplatte 14 aus mehreren kontinuierlichen Stücken bestehen kann, die dann beispielsweise zerschnit- ten werden. Mit 41• ist eine Faltlinie 41 bezeichnet, nachdem die Fig. 5 gezeigte Konstruktion realisiert ist. In der flexiblen Leiterplatte 14 sind in geeigneter Weise Verbindungen in Form von Leiterbahnen 50, 51, 52 usw. vorgesehen, die die Kontaktbereiche 1 bis 8 der verschie¬ denen Kontaktfelder 31-34 in entsprechender Weise verbin¬ den und auch in entsprechender Weise die (nicht gezeigte) Herausführung aus dem Leser 10 vorsehen.

Erfindungsgemäß wird also die Federkraft vorzugsweise durch ein einstückiges, metallisches Federelement 16 auf¬ gebracht. Dieses Federelement 16 ist relativ flach ausgebildet, ist also eine Art Blattfeder, was die Konstruktion von sehr flachen Chipkartenlesern gestattet. Ferner kann durch diese Konstruktion der Chipkartenleser sehr kostengünstig hergestellt werden, wobei insbesondere vier räumlich unterschiedliche Kontaktanordnungen vorgesehen sein können, die das Einführen der Karte in jeder Richtung erlauben. Vorzugsweise ist es erfindungs- gemäß möglich den Flexprint oder die flexible Leiter¬ platte doppelseitig zu beschichten und damit den Chip ganzflächig zu schirmen.

In den Fig. 6 bis 8 ist ein dritter Aspekt der Erfindung dargestellt, und zwar erkennt man hier, daß im Gegensatz zur Darstellung gemäß den Fig. 4 und 5 eine flexible Lei¬ terplatte (flex print) 14 nicht sozusagen längsgefaltet, sondern quergefaltet ist. Die flexible Leiterplatte 14 gemäß Fig. 6 weist den Kontaktfeldern 31 bis 34 gemäß Fig. 4 entsprechende Kontaktfelder 45 bis 48 auf. Jedes der Kontaktfelder 45 bis 48 besitzt vorzugsweise acht Kontaktbereiche 1 bis 8, ähnlich wie dies in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Fig. 8 zeigt diese Kontaktbereiche 1 bis 8. Die Kontaktbereiche 1 bis 8 der verschiedenen Kontaktfelder 45 bis 48 sind in geeigneter, beispielswei¬ se in Fig. 8 gezeigter Weise durch im Flex-Print ausge¬ bildete Leiterbahnen 50 verbunden. Entsprechend nach au- ßen gehende Anschlüsse sind mit 53 und 54 bezeichnet. An den Anschlüssen 53 und 54 wird die Auswertelektronik für die in der Chipkarte 11 enthaltene Information ange¬ schlossen.

Fig. 7 veranschaulicht wie aus der flexiblen Leiterplatte 14 durch Falten längs der Faltlinie 44 und entlang des Bogens 49 ein Chipkartenleser 43 entsteht, der insbeson¬ dere für eine quer einzusetzende Chipkarte unabhängig von deren Position eine Kontaktierung der Kartenkontakte 100 der Chipkarte 11 ermöglicht.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 5 ist ebenso wie beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 bis 8 ebenfalls ein Federelement 16 gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehen, um einwandfrei arbeitende Kontaktele¬ mente zu erhalten. Jedes der Kontaktelemente des Chipkar¬ tenlesers 10 wie auch des Chipkartenlesers 43 wird praktisch gebildet durch jeweils eine Leiterbahn und je- weils einen der Kontaktbereiche 1 bis 8, wobei dieser seinerseits vorzugsweise durch Federmittel vorzugsweise ein Federelement 16 in der in Fig. 3 gezeigten Weise ver¬ formt ist, um so eine Kontaktkuppe 20 zu bilden.

Die Fig. 9 bis 20 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel bzw. einem vierten Aspekt der Erfindung, und zwar den Einsatz einer flexiblen Leiterplatte (flex print) 59 in einem Kartenleser 56 mit einem beweglichen Schlitten 58. Hier werden Federmittel 95 eingesetzt, die direkt oder indirekt auf die Leiterplatte 59 einwirken.

Im einzelnen zeigen die Fig. 9 bis 20 den Chipkartenleser 56 bestehend aus einem Basisteil 57 mit einem absenkbaren gleitend darin angeordneten Schlitten 58.

Für die Führung des Schlittens 58 im Basisteil 57 sind am Basisteil 57 Führungsmittel 60 (Fig. 15) und Führungsmit- tel 75 (Fig. 14) am Schlitten 58 vorgesehen. Diese Führungsmittel 60 und 75 stehen vorzugsweise formschlüs¬ sig miteinander in Eingriff und gewährleisten die Bewegung des Schlittens 58 aus der in Fig. 9 gezeigten Einsetzposition, in die in Fig. 10 gezeigte Chipkarten- Leseposition.

Die am Basisteil 57 vorgesehenen Führungsmittel 60 haben vorzugsweise die Form von - vergleiche Fig. 16 - gegen- überliegend angeordneten Ausnehmungen, die mit Zapfen 76 bis 79 am Schlitten 58 in Eingriff stehen. Das Basisteil 57 besitzt eine Bodenwand 63, in der in etwa mittig, aber seitlich versetzt ein Schlitz 64 aausgebildet ist, der zur Aufnahme eines Arms 80 des Schlittens 58 dient. Fer- ner bildet die Bodenwand 63 eine Kartenbremse 65 in der Form eines federnden Armes, der die in die Lesestellung eingesetzte Chipkarte dort jedenfalls während des Lese¬ vorgangs festhalten soll. An der Bodenwand 63 ist ferner eine Verankerung 66 ausgebildet. Ferner wird eine Rückwand 67 gebildet, die beispielsweise als Anschlag für die Chipkarte in deren Lesestellung verwendet werden kann.

Der Schlitten 58 weist - vergleiche insbesondere Fig. 14 - einen Rahmen 70 auf, und zwar mit einem ersten Längs¬ seitenteil 71, einem zweiten Längsseitenteil 72, einem ersten Querseitenteil 73 und einem zweiten Querseitenteil 74. Die die Führungsmittel 75 des Schlittens bildenden Zapfen 76 bis 79 und der vom Schlitten 58 aus vorzugs- weise nach unten ragende Arm 80 wurden bereits erwähnt. Arm 80 dient zur Verbindung mit einer Feder 96, die mit ihrem anderen Ende an der Verankerung 66 befestigt ist. Die Feder 96 spannt den Schlitten 58 in die in Fig. 9 ge¬ zeigte Karteneinsetzposition vor. Bei Bewegung des Schlittens 58 aus der in Fig. 9 gezeigten Position in die in Fig. 10 gezeigte Leseposition durch Einsetzen einer Chipkarte 11 wird die Feder 96 gespannt und hat somit die Tendenz, den Schlitten 58 in die in Fig. 9 gezeigte Einsetzposition zurückzuführen. Beispielsweise durch die Reibkraft der Bremse 95 wird dies so lange verhindern, bis die Karte 11 wieder aus einem Führungsschlitz 61 im Basisteil 7 herausgezogen wird.

Wie man im einzelnen in den Fig. 13 und 14 erkennt, wird eine Öffnung 91 im Schlitten 58 von vorzugsweise ein¬ stückig aus Kunststoff zusammen mit dem Rahmen 30 ausge- bildeten Stegen 81 bis 84 überspannt. Jeder der Stege 81 bis 84 besitzt vorzugsweise mittig eine Erhebung 85, die zur Zusammenarbeit mit noch näher zu beschreibenden Federmitteln 95 dienen. An den Stegen 81 bis 84 sind ent¬ gegengesetzt zu den jeweiligen Erhebungen 85 verlaufende Nasen 86 und 87 vorzugsweise symmetrisch bezüglich der jeweiligen Erhebung 85 angeordnet. Die Nasen 86 und 87 dienen zur Berührung der Leiterplatte 59, um die bereits erwähnten Kontaktkuppen 20 auszubilden. Im Schlitten 58 ist eine Ausnehmung 88 vorgesehen, die Federhalte- rungsmittel bildet. Vorzugsweise sind zu diesem Zweck

Vorsprünge 89 und 90 vorhanden, welche die Federmittel 95 haltern.

Der Schlitten 58 bildet ferner vorzugsweise zusammen mit diesem durch Spritzguß hergestellte Befestigungsmittel 92 für die flexible Leiterplatte 14 bzw. den Flex-Print. Diese Befestigungsmittel 92 weisen im einzelnen zwei in Fig. 14 nach oben ragende Stifte 93 sowie zwei Arme 94 auf, welche zusammen mit der Oberfläche des Schlittens 58 einen Aufnahmeschlitz für die flexible Leiterplatte 59 bilden. Entgegengesetzt zu den Befestigungsmitteln 92 sind am Schlitten 58 ferner Befestigungsmittel 97 vorgesehen, die zum Einhängen einer Öffnung 100 der flexiblen Leiterplatte 59 dienen. Stifte 93' und 94' die- nen zur Aufnahme von Öffnungen 113 der Leiterplatte 59. Die Federmittel 95 sind vorzugsweise in der Form einer Blattfeder 99 ausgebildet, die vier Stege 101, 102, 103 und 104 aufweist, die mit den entsprechenden Stegen 84, 83, 82 und 81 zusammenarbeiten. Querstege 105 verbinden die Stege 101 bis 104 an den Querseiten. Die Blattfeder 99 ist vorzugsweise im ganzen eben ausgebildet.

Die Blattfeder 99 wird in die Ausnehmung 88 eingesetzt, und zwar vorzugsweise derart, daß eine Kraft auf die Er- hebungen 85 ausgeübt wird, so daß die Nasen 86, 87 aus der in Fig. 13 gezeigten Ruhestellung nach unten gedrückt werden, um dann ihrerseits gegen die flexible Leiter¬ platte 59 zu drücken, vorzugsweise dort, wo sich die Kon¬ taktbereiche 1 bis 8 befinden.

Die Fig. 17 bis 20 veranschaulichen im einzelnen eine be¬ vorzugte flexible Leiterplatte 59 (Flexprint) . Die flexible Leiterplatte 59 ist mit mehreren Leiterbahnen

111 ausgebildet, die vorzugsweise dort, wo die Kontaktbe- reiche 1 bis 8 angeordnet sind, Leiterbahnerweiterungen

112 besitzt. Im Bereich dieser Leiterbahnerweiterungen 112 sind zur Bildung von Kontakten, die mit denen einer Chipkarte in Eingriff kommen sollen, vorzugsweise Kontaktstellen 120 von vorzugsweise kreisrundem Quer- schnitt gebildet, was im eizelnen noch erläutert werden soll. Die Leiterbahnen 111 enden in Anschlüssen 115, an die eine AuswertSchaltung angeschlossen sein kann.

Die Fig. 19 und 20 zeigen, daß die Leiterplatte 59 vor- zugsweise aus einer Deckfolie 122 und einer Basisfolie

126 besteht. Die Deckfolie 122 ihrerseits besteht aus ei¬ ner Polyimidschicht 123, einer Kleberschicht 124 und ei¬ ner Schutzfolie 125. Die Basisfolie 126 besteht aus einer Kupferschicht 127, einer Kleberschicht 128 und einer Po- lyimidschicht 129. Der Aufbau dieser Leiterplatte 59 un¬ terschiedet sich auch in der Terminologie etwas von der oben in Fig. 3 gezeigten Leiterplatte 14. Im Bereich der Kontakstellen 120 ist die Deckfolie 122 nicht vorhanden, so daß die Kupferschicht 127 unmittelbar zutage tritt. Dies ist schematisch auch in der Aus- Schnittsdarstellung der Fig. 17 gezeigt, wo man eine Un¬ terbrechung der Deckfolie 122 sieht und wo die Kupfer¬ schicht 127 schematisch durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Vorzugsweise kann die Kupferschicht 127 im Bereich der Kontaktstellen 120 dicker ausgebildet sein und es ist ferner möglich, insbesondere in diesem Bereich, eine Gold- oder Silberschicht vorzusehen. Vorzugsweise wird die flexible Leiterplatte 59 in der in Fig. 17 dargestellten Art und Weise beispielsweise durch Prägen so verformt, daß sich eine Kontaktkuppe 20 bildet, und zwar ohne daß dazu auf die Kraft beispielsweise des Federelements 133 vertraut werden müßte, um die Kontakt¬ kuppe 20 zu bilden. Das Federe1ement, zum Beispiel das Federelement 133, hat dann immer noch die Aufgabe der be¬ reits vorgeformten Kontaktkuppe 20, die nötige Elastizi- tat zu verleihen, um eine sichere Kontaktgabe mit den Kartenkontakten oder Chipkarte zu erreichen.

Die Befestigung der flexiblen Leiterplatte 59 am Schlit¬ ten 58 ergibt sich für den Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung. Das in Fig. 18 links dargestellte Ende der flexiblen Leiterplatte 59 wird sozusagen an der Unter¬ seite des Schlittens 58 in den Arm 80 mittels der Öffnung 100 eingehängt und die Öffnungen 113 der Leiterplatte 59 sitzen um die Stifte 93', 94' herum. Sodann verläuft die Leiterplatte 59 über die Nasen 86 und 87 hinweg und ist um das in Fig. 13 rechts gelegene Ende des Schlittens 58 herum gelegt, um an der Oberseite des Schlittens 58 zwischen den Armen 94 und der Oberseite des Schlittens 58 sowie den Stiften 93 gehalten zu sein, welch letztere in die Öffnungen 114 der Leiterplatte 59 ragen. Von dort aus verläuft die Leiterplatte 59, wie in Fig. 9 gezeigt, weg zu der mit dem Chipkartenleser zu verbindenden Auswert- Schaltung. Dadurch daß die Leiterplatte 59 stramm um die Unterseite des Schlittens 56 herum verläuft, und dadurch daß die Stege 81 bis 84 durch die Federmittel 95 gespannt sind, drücken die Nasen 86, 87 von innen her gegen die Kontaktkupppen 20, so daß diese in der Lesestellung gemäß Fig. 10 federnd auf den entsprechenden Kartenkontakten aufsitzen.

Die Fig. 21 bis 33 zeigen einen fünften Aspekt bzw. ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, gemäß welchem ein Chipkartenleser 130 vorgesehen wird, der statische Rahmen- oder Gehäusemittel 140 sowie Kontaktandrückmittel 141 aufweist, die vorzugsweise senkrecht zur Chipkarte 11 bewegbar sind. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Federmittel 142 vorgesehen, die insbeson¬ dere mit einer flexiblen Leiterplatte 14 zusammenarbei¬ ten.

Die Rahmen oder Gehäusemittel 140 weisen vorzugsweise ei- nen Rahmen 131 und einen Deckel 134 auf. Der Deckel 134 ist am Rahmen 131 befestigt. Die Federmittel 142 sind vorzugsweise in der Form eines Federelements 133 (Fig. 29, 30) ausgebildet, welches vorzugsweise einstückig und vorzugsweise aus Metall besteht. Das Federelement 133 be- sitzt einen Federrahmen 164, von dem aus kammartig und aufeinanderzuweisend Federarme 166, 167 wegragen. Die Fe¬ derarme 166, 167 sind vorzugsweise wie in Fig. 29 gezeigt mit Kuppen 169 ausgestattet, die zur Anlage an einen Flex Print 14 vorgesehen sind. Der Federrahmen 64 bildet ferner auf seinen beiden entgegengesetzt liegenden Seiten jeweils eine im ganzen U-förmige kuppenartige Rinne 168 oder aber auch individuelle Kuppen.

Der im einzelnen in den Fig. 31 bis 33 gezeigte Rahmen 131 bildet zwei gegenüberliegende Führungswände 135 für die Seitenkanten der Chipkarte und eine Führungsfläche 136 (Fig. 24) sozusagen auf der Oberseite des Rahmens 131. Ferner sind vorzugsweise einstückig mit dem Rahmen 131 zwei beabstandete Stege 138 und 139 vorgesehen, die zur Halterung einer flexiblen Leiterplatte 59 oder 14 und insbesondere zu deren Einspannung dienen.

In den Fig. 25 bis 28 ist die Andruckplatte 132 im ein¬ zelnen dargestellt. Sie weist an ihrem in Fig. 26 linken Ende (zwei) Anschläge 150, 151 auf, die vorzugsweise in Fig. 26 nach oben ragen und mit der beim Einsetzen einer Chipkarte vorderen Kante derselben zusammenwirken, um ei¬ ne Verschiebung der Andrückplatte 132 aus der in Fig. 21 gezeigten Position in die in Fig. 22 gezeigte (Lese)Position zu bewirken. Man erkennt, daß bei dieser Verschiebung die Andrückplatte 32 einen Teil des Feder- elements 133 senkrecht zur Karte in den Fig. 21, 22 nach oben drückt und dadurch bewirkt, daß die Kontaktstellen 120 der Kontaktelemente des Chipkartenlesers 130 die auf der Chipkarte 11 vorhandenen Kartenkontakte 20 kontaktie¬ ren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden bevor- zugterweise die Kontaktelemente des Chipkartenlesers 130 durch die flexible Leiterplatte 14 gebildet, die zu diesem Zweck ähnlich wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt, Leiterbahnen 111 und Kontaktkuppen 20 besitzt. Diese Kon¬ taktkuppen 20 werden mit ihren Kontaktstellen 120 beim Übergang von der Position gemäß Fig. 21 in die Position gemäß Fig. 22 gegen die Kartenkontakte 20 gedrückt.

Obowhl die Kontaktelemente des Chipkartenlesers 130 hier durch eine flexible Leiterplatte 14 realisiert sind, ist es erfindungsgemäß auch möglich, einen im wesentlichen senkrecht zur die Kartenkontakte tragenden Oberfläche der Chipkarte verlaufende Bewegung für die Kontaktelemente vorzusehen, wenn die Kontaktierung der Chipkartenkon¬ takte vorgenommen werden soll.

Im einzelnen ist die Andruckplatte 132 an ihren beiden Längsseiten mit Führungsleisten 152 ausgestattet, die in eine in Fig. 33 gezeigte Führung 153 im Rahmen 131 eingesetzt werden können. Auf der Oberseite oder Auflage¬ fläche 55 für das Federelement 133 besitzt die Andruck¬ platte 132 Anhebemittel 162, welche bei der Verschiebung der Andrückplatte 132 das Federelement 133 jedenfalls teilweise anheben. Durch das Anheben des Federelements 133 bzw. von dessen Federrahmen 164 drücken die Federarme 166 und 167 mit ihren Kuppen 169 gegen die flexible Leiterplatte 14 im Gebiet der Kontaktbereiche 1 bis 8, so daß diese mit den Kartenkontakten der Chipkarte 11 in si¬ chere Kontaktberührung gelangen.

Erfindungsgemäß werden die Anhebmittel 162 vorzugsweise durch eine Vertiefung 157 und eine entgegengesetzt dazu angeordnete Vertiefung 160 in der Andrückplatte 132 ge¬ bildet. Schrägflächen 158 bzw. 159 ermöglichen eine si¬ chere Hinaufbewegung und Führung der Rinnen oder Kuppen 168 so daß diese auf der Oberseite, d. h. den Auflageflä¬ chen 155 bzw. 156 der Andrückplatte 132 liegen.

Im dargestellten Auführungsbeispiel ist die Leiterplatte mit gegenüberliegenden Anschlüssen (vergleiche Fig. 21) 172, 173 ausgestattet.

Fig. 34 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung, und zwar einen Chipkartenleser 180, der eine flexible Leiterplatte oder Flex-Print 182 zusammen mit einer Tastatur 181 verwendet. In einem Gehäuse 190 ist ein Einführschlitz 191 für eine Chipkarte ausgebildet. In einer Kammer 196 des Gehäuses 190 ist ein Federelement 193 gehalten, welches Arme 194 aufweist, die mit dem Flex-Print 82 in der zuvor beschriebenen Art und Weise in Berührung stehen, um Kontaktelemente mit Kontaktkuppen 20 zu bilden.

Der Flex-Print 182 ist über die Kammer 196 hinaus um ei¬ nen Flex-Printteil 183 und insbesondere einen parallel dazu geführten Flex-Printteil 184 verlängert, um schließ¬ lich in einem Flex-Printteil 185 zu enden, der so ausgelegt ist, daß die Tastatur 181 als Folientastatur gebildet wird. Die Tastatur 181 besitzt Tasten 186, so daß sich insgesamt eine mit dem Chipkartenleser 180 integrierte Tastatur ergibt.

Claims

Patentansprüche

1. Kontaktiersystem für Chipkarten gekennzeichnet durch die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte als Kon- taktelement.

2. Kontaktiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Deckfolie der flexiblen Leiter¬ platte im Kontaktbereich unterbrochen ist.

Kontaktiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Kupferleiterbahn der Leiterplatte als Kuppe verformt und vorzugsweise mit einem Edel¬ metall beschichtet ist.

4. Kontaktiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kontaktkraft von einem einstücki¬ gen Federelement aufgebracht wird, wobei vorzugs¬ weise diese Kraft erst beaufschlagt wird, wenn die Karte sich in Leseposition befindet.

5. Kontaktelement insbesondere zur Verwendung in einem Chipkartenleser, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement mittels einer flexiblen Leiterplatte gebildet wird, wobei mindestens eine der Leiterbah¬ nen der flexiblen Leiterplatte mit seiner Kontakt¬ schicht freigelegt ist, und daß dieser freigelegte Teil durch Federmittel auf der zum freigelegten Teil entgegengesetzt liegenden Seite unterstützt ist.

6. Universalchipkartenleser bzw. Universal-SIM-Karten- leser, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung einer flexiblen Leiterplatte mehrere vorzugsweise vier Kontaktfelder (31-34) realisiert werden, der- art, daß durch Faltung der flexiblen Leiterplatte erreicht wird, daß eine Chipkarte bzw. eine SIM- Karte in jeder beliebigen Richtung in den Chipkar¬ tenleser einsetzbar ist.

7. Universalchipkartenleser bzw. Universal-SIM-Karten- leser, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Lei¬ terplatte in Querrichtung gefaltet wird.

8. Universalchipkartenleser bzw. Universal-SIM-Karten- leser, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Lei- terplatte in Längsrichtung gefaltet wird.

9. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, welche auf die durch die Leiterplatte gebilde- ten Kontaktstellen (120) eine Federkraft ausüben.

10. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der Kontakt¬ felder (31-34) der flexiblen Leiterplatte eine ein- zige Metallfeder vorgesehen ist.

11. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfeder mittel¬ bar gegen die Leiterplatte drückt.

12. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte um ei¬ nen Schlitten herumgeführt ist, der in einem Rahmen des Chipkartenlesers zu eine Lesestellung hin ab- senkbar geführt ist.

13. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten Stege (81- 84) aufweist, die von einem Federelement (133) zur flexiblen Leiterplatte hin vorgespannt sind.

14. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiter¬ platte im Bereich ihrer Kontaktstellen (120) Kuppen (20) bildet.

15. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Kon¬ taktstellen (120) freiliegende Metallschicht ver¬ stärkt ist.

16. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Kon¬ taktstellen (120) freiliegende Metallschicht mit ei¬ ner weiteren Schicht, beispielsweise einer Gold- schicht beschichtet ist.

17. Chipkartenleser dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsetzen der Chipkarte die Kontaktelemente auf die Kartenkontakte hin im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Karte bewegt werden.

18. Chipkarte insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen und eine Andruckplatte (132) vorgesehen sind, daß auf der Andruckplatte Federmittel (133) angeordnet sind, um gegen eine flexible Leiterplatte (14) der¬ art zu drücken, daß die Leiterplatte mit freiliegen¬ den Kontaktstellen (120) gegen Kartenkontakte einer Chipkarte drücken kann.

19. Chipkarte insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruck¬ platte (132) Mittel aufweist, um eine Anhebbewegung auf die Federmittel auszuüben.

20. Chipkarte insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen vorgesehen ist, der zum Einspannen der flexiblen Leiterplatte (14) dient.

21. Chipkartenleser gekennzeichnet durch eine flexible Leiterplatte, welche die Kontaktelemente des Chip¬ kartenlesers bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte eine integrierte Folientastatur auf¬ weist.