Beschreibung
Anordnung eines flächigen Trägers mit einem Chipmodul in einer Versandtasche und Verfahren zu dessen Anordnung
Die Erfindung betrifft die Anordnung eines flächigen Trägers mit einem Chipmodul in einer Versandtasche, wobei die Versandtasche in Richtung einer ihrer Seitenkanten in einer Transportvorrichtung transportierbar ist.
Flächige Träger mit einem Chipmodul sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie werden typischerweise in einer Kartenform (z.B. in einem Kreditkartenformat) mit eingelagertem integrierten Schaltungsbaustein ausgeführt . Diese flächigen Träger werden dann als Chipkarten bezeichnet. Chipkarten der genannten Art werden im Gebrauch den unterschiedlichsten Belastungen ausgesetzt. Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten mit einem Kartenkörper und einem Chipmodul können hohe Biegebelastungen auf die Anordnung einwirken, die je nach konstruktivem Aufbau zu Ausfällen, verursacht z.B. durch einen Chipbruch oder dem Riß einer elektrischen Verbindung, führen können. Die Anfälligkeit einer derartigen Anordnung ist abhängig von der Chipgröße, von der Länge einer Bonddrahtverbindung zwischen den Kontaktpads des Halbleiterchips und den Kontaktfahnen des Chipmodules sowie von den verwendeten Materialien.
Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Chipmodul weist üblicherweise einen Träger auf, der aus Epoxidharz besteht. Auf einer ersten Hauptseite des Trägers ist ein Halbleiterchip aufgebracht, der beispielsweise mittels Kleben oder Laminie- ren mit dem Träger verbunden ist. Auf einer der ersten Hauptseite gegenüber liegenden Hauptseite des Trägers ist eine Me-
tallisierung aufgebracht. Die Metallisierung weist Kontaktfahnen auf und bildet die später von außen zugänglichen Kontakte des Chipmodules. Typischerweise weist die Metallisierung sechs oder acht voneinander elektrisch getrennte Kon- taktfahnen auf, die jeweils über Bonddrähte mit Kontaktpads des Halbleiterchips verbunden sind. Die Bonddrähte sind in der Regel durch Ausnehmungen in dem Träger hindurch geführt . Die Kontaktpads sind in zwei parallel verlaufenden Reihen auf dem Halbleiterchip angeordnet. Jede der Reihen liegt parallel und benachbart zu einer Seitenkante des Halbleiterchips. Die Bonddrähte erstrecken sich dann über diese beiden parallelen Seitenkanten zu den Kontaktfahnen. Für einen mechanischen Schutz des Halbleiterchips und der Bonddrähte ist auf der ersten Hauptseite eine Vergußmasse aufgebracht, die den Halb- leiterchip und die Bonddrähte umgibt.
Ein großer Teil der Chipkarten, z.B. Krankenversicherungskarten, Bankkarten oder Kundenkarten, werden dem Kunden per Briefversand zugeschickt. Die Chipkarte wird hierzu mittels eines Klebestreifens auf einem Träger, in der Regel einem Papier, befestigt.
Die aus dem Stand der Technik übliche Anordnung ist in Figur 3a dargestellt. Die Figur 3a zeigt einen Träger 2, z.B. ein Papier, welches beispielsweise im Format DIN A 4 vorliegen kann. Das Papier 2 weist zwei gegenüber liegende kurze Seitenkanten 10,11 und zwei gegenüber liegende lange Seitenkanten 12,13 auf. Zum Einkuvertieren des Papieres 2 wird dieses in der Regel zwei mal gefaltet . Eine übliche Faltung ist mit den Faltlinien 5,6 gekennzeichnet, wodurch das Papier 2 in drei in etwa gleich große Drittel A,B,C eingeteilt wird. In der weiteren folgenden Beschreibung soll der Bereich A das
obere Drittel des Papieres darstellen, in welchem das Adreß- feld gelegen ist.
Üblicherweise wird die Chipkarte 1 in dem untersten Bereich C befestigt, wobei sie in der rechten Hälfte des Bereiches C angeordnet wird. Die Chipkarte 1 kommt dabei dergestalt zu liegen, daß deren lange Seitenkanten 14,15 parallel zu den kurzen Seitenkanten 10,11 des Papieres 2 ausgerichtet sind. Mit 4 ist ein Bereich gekennzeichnet, in welchem die Chipkar- te 1 z.B. mittels eines beidseitigen Klebebandes oder eines Flüssigklebers auf dem Papier 2 befestigt ist.
Das Bezugszeichen 3 stellt das Chipmodul mit seinen an der Oberfläche der Chipkarte 1 liegenden Kontaktflächen dar. Nach dem Aufkleben der Chipkarte 1 sind die Kontaktflächen des
Chipmodules 3 für den Betrachter sichtbar. Entsprechend einer Norm sind die acht Kontaktflächen eines Chipmodules in zwei parallel nebeneinander angeordneten Reihen angeordnet. Die in einer Reihe nebeneinander liegenden Kontaktfahnen des Chipmo- dules 3 kommen dabei parallel zu den kurzen Seitenkanten
16,17 der Chipkarte 1 bzw. parallel zu den langen Seitenkanten 12,13 des Papieres 2 zum Liegen.
In der Figur 3b ist (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, wie der flächige Träger 1 nach dem Falten des Papieres 2 in einer
Versandtasche 7 zum Liegen kommt . Durch die gestrichelten Umrisse der Chipkarte sei dargestellt, daß nach der Faltung des Papieres 2 entlang der Faltlinien 5,6 der Bereich A mit dem Adreßfeld für den Betrachter ersichtlich ist, während die ' Chipkarte durch das Papier 1 (Bereiche A und B) verdeckt ist.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Transportrichtung der Versandtasche in der BriefSortieranlage dargestellt. Die Trans-
portrichtung 9 ist dabei parallel zu den langen Seitenkanten der Versandtasche 7 gelegen. Die Versandtasche 7, die beispielsweise für die Aufnahme eines DIN A 4-Papieres geeignet ist, kann z.B. im DIN-Format DL (Breite 220 mm, Höhe 110 mm) ausgeführt sein.
Durch die hohen Geschwindigkeiten, mit denen die Versandtaschen in der BriefSortieranlage transportiert wird und aufgrund von kleinen Biegeradien, hervorgerufen durch Umlenkrol- len in der BriefSortieranlage, kann das Chipmodell wie eingangs erwähnt, stark belastet werden.
Um die auf die Chipkarte einwirkenden Kräfte möglichst gering zu halten, wurde deshalb in der Vergangenheit versucht, die angreifenden Zug- und Druckkräfte entweder durch Erhöhung des Modulbiegewiderstandes im Halbleiterchip und im Bonddrahtbereich durch Verwendung besonders harter Abdeckungen oder durch die Verwendung von Versteifungselementen, z.B. Rahmen auf der ersten Hauptseite des Chipträgers auf die klebende Verbindung zwischen dem Chipmodul und dem kartenförmigen Körper der Chipkarte umzuleiten. Hierfür werden sog. "Hot-Melt- Kleber" zur Verbindung des Chipmodules mit dem kartenförmigen Körper verwendet, da sich diese aufgrund der elastischen Eigenschaften als besonders vorteilhaft erwiesen haben.
Nichtsdestotrotz kann es bei hohen Biegebeanspruchungen zu einer Beschädigung des Halbleiterchips oder der Bonddrahtverbindungen in dem Chipmodul kommen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine einfache Möglichkeit anzugeben, mit der Beschädigungen an dem o.g. Chipmodul bei dem Versand von Chipkarten in einer Versandtasche vermieden werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Chipmodul derart in der Versandtasche anzuordnen, daß sich Drahtverbindungen in dem Chipmodul über eine parallel zu der Transportrichtung verlau- fenden Seite des Halbleiterchips erstrecken.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Defekt an dem Chipmodul dadurch verursacht ist, daß sich die Drahtverbindungen in dem Chipmodul im Stand der Technik im wesent- liehen in Richtung der Transportrichtung der BriefSortieranlage erstrecken. Würde die Chipkarte mit dem Chipmodul über eine Umlenkrolle geleitet, so erfährt die Drahtverbindung entsprechend dem Biegeradius eine Streckung, die im ungünstigsten Fall zu einem Riß der Drahtverbindung führen kann. Wird nun das Chipmodul, d.h. die Chipkarte mit dem Chipmodul derart in der Versandtasche angeordnet, daß durch die Umlenkrolle keine Streckung der Drahtverbindung mehr stattfinden kann, so wird der Defekt einer Chipkarte wesentlich verringert. Hierzu muß das Chipmodul gegenüber der herkömmlichen Lage im wesentlichen um 90° gedreht werden. Handelt es sich bei der Chipkarte um eine kontaktbehaftete Ausführung, d.h. mit Kontaktfahnen, so sind die in einer Reihe nebeneinander gelegenen Kontaktfahnen nun parallel zur Transportrichtung der BriefSortieranlage oder Förderanlage gelegen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den untergeordneten Patentansprüchen.
Vorteilhafterweise ist der flächige Träger mit dem Chipmodul lösbar auf einem weiteren Träger, z.B. einem Papier, befestigt. Die Verbindung zwischen dem flächigen Träger und dem weiteren Träger kann mittels eines doppelseitigen Klebestreifens oder eines Flüssigklebers erfolgen. Vorteilhafterweise
ist der weitere Träger in seinen Abmaßen an die Versandtasche
(Kuvert) angepaßt. Der weitere Träger kann hierbei sowohl in seinen gesamten äußeren Abmaßen an die Abmaße der Versandtasche angepaßt sein oder aber durch eine geeignete Faltung an die Abmaße der Versandtasche angepaßt werden. Vorteilhafterweise wird der flächige Träger mit dem Chipmodul derart in der Versandtasche angeordnet, daß dieser in einem nicht von einer Stempel- oder Frankiermaschine bestempelbaren Bereich gelegen ist. Üblicherweise werden Briefe auf der oberen rech- ten Seite frankiert und gestempelt. Dies bedeutet, das Chipmodul kann entweder auf der unteren rechten Seite zum Liegen kommen oder in der linken Hälfte der Versandtasche, sofern dadurch nicht ein Adreßfeld verdeckt wird.
Ist der flächige Träger als eine mit den genormten Abmaßen ausgeführten Chipkarte ausgeführt, so kommt die Chipkarte gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung mit ihren langen Seiten rechtwinklig zu der Transportrichtung der Versandtasche zum Liegen.
Die Lage der Chipkarte auf dem weiteren Träger kann dadurch erzielt werden, daß dieser Bereich mit einer geeignet ausgebildeten Maschinen gegenüber der üblichen Lage um 90 ° gedreht auf dem weiteren Träger aufgeklebt wird. Systembedingt sind die Kuvertieranlagen häufig jedoch lediglich in der Lage die Chipkarte nur in der Standardlage (vergleiche die eingangs beschriebene Figur 3a) aufkleben zu können.
Um auch bei den konventionellen Kuvertiermaschinen die Dre- hung der Chipkarte um 90 ° zu ermöglichen, obwohl die Chipkarte in der in Figur 3a beschriebenen Weise auf den flächigen Träger aufgebracht wird, kann eine zusätzliche Faltung
des flächigen Trägers im Bereich der Chipkarte zu dem gewünschten Ergebnis führen.
Verfahren zur Anordnung des flächigen Trägers mit einem Chip- modul in einer Versandtasche sind in den Ansprüchen 7 und 8 wiedergegeben .
Das erfindungsgemäße Vorgehen gemäß Anspruch 7 umfaßt folgende Schritte :
a) Aufbringen des flächigen Trägers auf einen weiteren Träger, b) Falten des weiteren Trägers, so daß die Faltlinie den von dem flächigen Träger eingenommenen Bereich quert und c) Einkuvertieren des weiteren Trägers in die Versandtasche.
Alternativ kann das Verfahren zur Anordnung des flächigen Trägers mit einem Chipmodul die folgenden Schritte umfassen:
a) Falten des weiteren Trägers, b) Aufbringen des flächigen Trägers auf dem weiteren Träger, so daß dieser die Faltlinie zumindest teilweise quert, c) Rückfaltung des weiteren Trägers, so daß dieser seine ursprüngliche Form einnimmt und d) Einkuvertieren des weiteren Trägers in die Versandtasche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der beschriebenen Verfahren ergeben sich in den untergeordneten Ansprüchen.
Durch das zusätzliche Falten des flächigen Trägers um 45 Grad im Bereich des flächigen Trägers wird folglich erzielt, daß der flächige Träger dann um 90 Grad gedreht in der Versandtasche liegt.
Vorteilhafterweise verläuft die Faltlinie von einer Seitenkante des weiteren Trägers zu einer orthogonal liegenden Sei- tenkante. Hierdurch wird ein dreieckiger Bereich gebildet, in welchem der flächige Träger befestigt wird. Das durch die zusätzliche Faltlinie gebildete Dreieck ist vorteilhafterweise gleichschenklig, so daß die zusätzliche Faltlinie gegenüber den orthogonal liegenden Seitenkanten den gewünschten 45° Grad-Winkel einnimmt.
Der flächige Träger wird vorteilhafterweise so auf dem weiteren Träger befestigt, daß das Chipmodul den keine Faltlinien schneidenden Seitenkanten des weiteren Trägers zugewandt ist . Hierdurch ist sichergestellt, daß das Chipmodul nach der Faltung innerhalb der Versandtasche nach unten zeigt . Hierdurch kommt das Chipmodul außerhalb des Frankier- und Stempelbereiches der Versandtasche zu liegen. Die Chipkarte kann jedoch nach wie vor in dem unteren rechten Bereich des weiteren Trä- gers auf bekannte Weise angebracht werden.
Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung und deren Vorteile näher erläutert. Es zeigen:
Figuren la bis lc ein erstes Ausführungsbeispi'el des erfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Stadien des Faltvorganges,
Figur 2a und 2b ein zweites Ausführungsbeispiel des er- findungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Stadien des Faltvorganges und
Figur 3a und 3b die eingangs beschriebene Anordnung des flächigen Trägers auf dem weiteren Träger und dessen Faltvorgang.
Die Figuren la bis lc zeigen in verschiedenen Verfahrens- schritten die erfindungsgemäße Anordnung des flächigen Trägers 1 auf einem weiteren flächigen Träger 2, so daß der flächige Träger 1 am Ende in einer um 90° gedrehten Lage gegenüber dem Stand der Technik zum Liegen kommt. Wie eingangs be- reits erwähnt, sind Kuvertieranlagen derart ausgelegt, daß der flächige Träger in Form einer Chipkarte 1 auf der rechten Seite des unteren Bereiches C zum Liegen kommt. Die Befestigung des flächigen Trägers 1 auf dem weiteren Träger 2, z.B. einem Papier im DIN A 4-Format, kann mittels eines doppelsei- tigen Klebestreifens oder eines Flüssigklebers erfolgen. Um die erfindungsgemäße Lage des flächigen Trägers 1 mit dem Chipmodul 3 zu erzielen, sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zwei zusätzliche Faltvorgänge notwendig.
Wie aus der Figur la ersichtlich ist, wird vor dem Aufbringen des flächigen Trägers 1 auf dem weiteren Träger 2 der untere rechte Bereich D, welcher Teil des unteren Bereiches C ist, entlang einer Faltlinie 8 umgefaltet. Die Faltlinie 8 verläuft dabei in einem 45° Winkel bezüglich der Seitenkanten 11,12. Vorteilhafterweise schneidet die Faltlinie 8 den
Schnittpunkt der Faltlinie 5 mit der Seitenkante 12. Der Bereich D, auf welchem der flächige Träger 1 lösbar befestigt wird, ist folglich gleichschenklig ausgebildet.
Die Befestigung des flächigen Trägers 1 auf dem nach vorne
(in Richtung des Betrachters) umgefalteten Bereiches B erfolgt dabei derart, daß die langen Seitenkanten 14,15 zunächst parallel zu den kurzen Seitenkanten 10,11 des weiteren
Trägers 2 gelegen sind. Die im Falle einer kontaktbehafteten in einer Reihe gelegenen Kontaktfahnen des Chipmodules 3 liegen somit parallel zu den langen Seitenkanten des weiteren Trägers 2.
Im nächsten Schritt (Figur lb) wird der nach vorne gefaltete Bereich D entlang seiner Faltlinie 8 zurück gefaltet, so daß der weitere Träger 2 seine ursprüngliche Form einnimmt. In dieser Darstellung wird besonders gut ersichtlich, daß der Bereich D, dessen Rückseite D1 nunmehr sichtbar ist, durch die Faltlinie 8 sowie den Seitenkantenausschnitten 11' und 12' gebildet wird. Wie aus der gestrichelten Umrandung des flächigen Trägers 1 ersichtlich ist, liegt der flächige Träger 1 nunmehr auf der vom Betrachter nicht ersichtlichen Rückseite des weiteren Trägers 2.
Durch die Rückfaltung entlang der Faltlinie 8 wurde jedoch nunmehr bewirkt, daß der flächige Träger 1 mit seinen langen Seitenkanten 14,15 nunmehr parallel zu den langen Seitenkan- ten 12,13 des weiteren Trägers 2 zum Liegen kommt. Der flächige Träger 1 ist folglich um 90° in seiner Lage gedreht worden. Entsprechend wurde auch die Lage der Drahtverbindungen des Chipmodules 3 (in der Figur lb nunmehr nicht ersichtbar) um 90° gedreht. Die Drahtverbindungen des Chipmodules 3 erstrecken sich nunmehr über eine parallel zu der Transportrichtung (Bezugszeichen 9 in Figur 1c) verlaufenden Seite des Halbleiterchips. Die durch Umlenkrollen erzeugten Biegebelastungen können nunmehr nicht mehr zu einer Überstreckung der Drahtverbindungen und somit zu einer Beschädigung des Chipmodules führen.
Figur lc zeigt die Anordnung der flächigen Trägers 1 in einer nicht maßstabsgetreuen Zeichnung nach dem Falten des weiteren
Trägers 2 entlang seiner Faltlinien 5,6 und dem Einkuvertieren in eine Versandtasche 7. Aus dieser Figur wird ersichtlich, daß das Chipmodul 3 nunmehr derart gelegen ist, daß dieses nahe der unteren Seitenkante 11 des weiteren Trägers 2 gelegen ist . Entsprechend kommt das Chipmodul 3 in der Versandtasche so zum Liegen, daß es nicht in einem Frankierbzw. Stempelbereich der Versandtasche liegt. Eine Beschädigung durch das Frankieren bzw. Stempeln der Versandtasche wird somit ebenfalls vermieden.
Natürlich könnte der Bereich D in Figur la auch zur Rückseite des weiteren Trägers gefaltet werden, so daß der flächige Träger 1 nach dem Rückfalten des Bereiches D auf der Vorderseite (diejenige Seite des weiteren Trägers, die mit einer Adresse beschriftet ist) zum Liegen kommt. Nach der weiteren Faltung entlang der Faltlinie 5,6 käme der flächige Träger 1 dann "im Inneren" des weiteren Trägers 2 zum Liegen, so daß das Einkuvertieren sehr einfach möglich ist.
Die Figuren 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbei- spiel, bei dem eine einzige Faltung entlang der Faltlinie 8 ausreichend ist, um den flächigen Träger 1 in die gewünschte Lage zu bringen. Die Faltlinie 8 erstreckt sich wiederum zwischen den Seitenkanten 11,12 des weiteren Trägers 2. Auch hier wird die Faltlinie 8 vorteilhafterweise derart realisiert, daß diese den Schnittpunkt der Faltlinie 5 und der Seitenkante 12 durchschneidet. Die Faltlinie 8 nimmt gegenüber der Seitenkante 12 einen 45° Winkel ein. Der durch die Faltlinie 8, dem Seitenkantenausschnitt 11' und dem Seiten- kantenausschnitt 12' gebildete dreieckige Bereich D wird mit einem Kleber versehen und anschließend wird der flächige Träger 1 aufgebracht .
Wie aus der Figur 2a hervorgeht, wird der flächige Träger 1 dabei in Standardlage - d.h. die langen Seitenkanten 14,15 des flächigen Trägers 1 kommen parallel zu den kurzen Seitenkanten 10,11 des weiteren Trägers 2 zum Liegen - aufgebracht. Anschließend wird der Bereich D entlang der Faltlinie 8 nach hinten umgeklappt, so daß das Chipmodul 3 für den Betrachter nunmehr nicht sichtbar ist. Das Chipmodul 3 kommt nach der Umfaltung dabei nahe der Seitenkante 11 zum Liegen.
Nach dem weiteren Falten entlang der Faltlinien 5,6, so daß der Bereich A (z.B. mit dem Adressfeld) für einen Betrachter sichtbar ist, kann der weitere Träger 2 in eine Versandtasche 7 einkuvertiert werden. Das Chipmodul 3 ist nunmehr wiederum derart gelegen, daß es nicht in einem Frankier- bzw. Stempel- bereich liegt. Wiederum wurde erzielt, daß das Chipmodul derart in der Versandtasche angeordnet ist, daß sich die Drahtverbindungen in dem Chipmodul über eine parallele zu der Transportrichtung verlaufenden Seite des Halbleiterchips erstrecken.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde auf eine kontaktbehaftete Chipkarte, dessen Chipmodul Kontaktfahnen aufweist, verwiesen. Selbstverständlich ist auch denkbar, eine kontaktlose oder eine hybride Chipkarte mit dem erfindungsge- mäßen Verfahren auf einem Träger, z.B. einem Papier, anzuordnen. Als weiterer Träger 2 muß nicht ein Papier im Format DIN A 4 zum Einsatz kommen. Ebenso könnte der weitere Träger 2 von vorne herein an die Abmaße der Versandtasche 7 angepaßt sein, d.h. der weitere Träger 2 würde lediglich eine Fläche des Bereiches C aufweisen. Selbstverständlich ist auch jedes andere Papierformat denkbar,