WO1997036259A1 - Chipkartenstapel und kontaktelement für seine herstellung - Google Patents

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WO1997036259A1
WO1997036259A1 PCT/DE1997/000411 DE9700411W WO9736259A1 WO 1997036259 A1 WO1997036259 A1 WO 1997036259A1 DE 9700411 W DE9700411 W DE 9700411W WO 9736259 A1 WO9736259 A1 WO 9736259A1
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WO
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contact
chip
card
chip card
cards
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PCT/DE1997/000411
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Bromba
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07743—External electrical contacts

Definitions

  • Chip cards are, for example, the now widespread telephone cards, health insurance cards and the like. So that desired communication can take place between the chip integrated in the chip card and a reading device or the like, the chip cards each have contact points on one of their surfaces which can be brought into contact with contacting elements (of the reading device or the like).
  • contact points are not only quite complicated to manufacture, they are also relatively susceptible to damage, soiling and the like. Resulting defects and / or impairments of the contact points are frequently the cause of the relatively rare, but nevertheless not completely excluded, failures (malfunctions or unusability) of the chip cards when they are used.
  • the present invention has for its object to enable the production of a stack of chip cards (chip card stack) in a simple manner.
  • sections of the casing of the chip cards covering the conductor structure have recesses partially exposing the conductor structure, and that the exposed areas of the conductor structure are formed as contact points which can be contacted by external contacting elements.
  • the contact points in the finished state of the chip card are offset inwards relative to the outer surface of the chip card. As a result, they can only come into direct contact with objects that do not represent contacting elements, even when treatment is not carried out properly, and are consequently comparatively well protected against damage and soiling.
  • the inwardly offset contact points of the chip card in cooperation with the, in contrast, increased casing, form locking recesses into which the associated contacting elements of the reading device can snap.
  • the contact points can be brought into contact with the contacting elements particularly reliably.
  • poor contacting as a result of an inaccurate alignment between the contact points on the chip card and the contact elements of the reading device is largely ruled out.
  • This design of the chip card also makes it possible in a simple manner to fix or arrange the contact points and the recesses associated therewith in the sheathing in such a way that they can be distributed over both sides of the chip card, selected individual, several or all signal line paths of the conductor structure can be contacted from either of the two sides of the chip card;
  • the side can the conductor structure, from which this is to be made accessible through a corresponding recess, is generally chosen essentially freely.
  • the signal line paths of the conductor structure to be contacted can be contacted from both sides of the chip card at the same time that the
  • Chip card can be communicated as intended regardless of its orientation when inserted into the reader.
  • the distribution of the contact points on both sides of the chip card enables the contact points of a plurality of chip cards, preferably stacked one above the other, to be electrically connected to one another in a relatively simple manner, which opens up completely new application possibilities for chip cards.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a chip card
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of a chip card having exactly opposite contact points
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a chip card having staggered contact points
  • FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of a contact intermediate card according to the invention that can connect the contact points of two chip cards
  • FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of a card stack according to the invention consisting of several chip cards and intermediate contact cards, and
  • Figure 6 is a plan view of a carrier card with an integrated chip card.
  • the chip card described in more detail below is designated by the reference number 1 in the figures.
  • the chip card 1 has a number of contact points accessible in the chip card surface via recesses 6 (see in particular FIGS. 2 and 3) described in more detail later 2, via which a chip 3 provided in the chip card 1 (see FIGS. 2, 3 and 5) can be connected to contacting elements 10 (see FIGS. 2, 3 and 5) of a reading device or the like not shown in the figures.
  • the internal structure of the chip card 1 is explained in more detail below with reference to a longitudinal sectional view of the chip card shown in FIG.
  • the chip card 1 consists of the chip 3, a central conductor structure 4 and a casing 5 covering the chip 3 and parts of the conductor structure 4.
  • the chip 3 is a memory chip in the form of a so-called ROS chip (recor'd on silicon chip).
  • ROS chip cor'd on silicon chip
  • the chip 3 can also be any one or more other chips such as microprocessors, microcontrollers, signal processors, customer-specific circuits, etc.
  • the chip 3 is provided either on or in the conductor structure 4 described later in more detail itself or in the immediate vicinity thereof and is electrically connected to it.
  • the electrical connection is preferably accomplished in that the electrical connections of the chip 3 are electrically connected to corresponding connection points or line paths of the conductor structure 4 using a bonding method.
  • chip 3 and conductor structure 4 can be carried out essentially as in conventional chip cards or as in IC production, and therefore does not require any further explanation.
  • the conductor structure 4 is a structure which has a plurality of line paths and which is suitable for the power supply of the chip 3 and / or the transmission of electrical signals from and / or to the chip 3.
  • the line paths connect at least selected connection points of the chip 3 to the contact points 2 already mentioned, which are part of the conductor structure 4 itself or are formed thereon.
  • the conductor structure 4 is a metal frame in the form of a so-called “lead frame”.
  • the lead frame it would also be possible in principle to use a conventional (correspondingly thinly constructed) printed circuit board or any other suitable device for this purpose.
  • the casing 5 covering the chip 3 and parts of the conductor structure 4 is formed by a coating made of an electrically non-conductive plastic.
  • the chip 3 and the conductor structure 4 in the present exemplary embodiment come to lie approximately in the middle between the top and the bottom of the chip card 1.
  • this central position of the conductor structure 4 facilitates contacting the chip card on both sides, which will be described in more detail later. tert and therefore undoubtedly to be regarded as very advantageous, there is no restriction to this; the conductor structure can of course also run outside of this central location.
  • a chip card designed in this way resembles - apart from the design and the positioning of the connection or contact areas which will be explained in more detail later - both in terms of the basic structure and in terms of the manufacturability of an integrated circuit housed in a leg-free housing.
  • the thickness of the chip card described can (but does not have to be) 1 to 2 mm as usual.
  • the other dimensions can also correspond to those of a conventional chip card, for example the credit card format.
  • not insignificant advantages can be achieved if the chip card is made substantially smaller and can be integrated into a larger carrier card.
  • a carrier card containing a chip card is shown in FIG.
  • the carrier card is designated there by reference number 30.
  • the chip card 1 which in this case is preferably very small, is pressed into this carrier card 30 in such a way that its contact points to be contacted are freely accessible.
  • both the size and the material of the carrier card 30 can be individually selected independently of the facts to be taken into account in the chip card production.
  • paper or cardboard can be used as the material in order to keep the production costs low; on the other hand, in the opposite extreme case, for example, a particularly high-quality and correspondingly more expensive one Plastic is used to make the card insensitive to excessive mechanical or thermal stress.
  • other parameters such as environmental compatibility, printability, etc. can be easily taken into account.
  • chip card 1 can jump undamaged out of carrier card 30 instead of breaking or being damaged in any case as in the previously large-sized chip card design.
  • the casing 5 of the chip card 1 has a certain number of recesses or contact depressions 6 through which the contact points 2 already mentioned are exposed.
  • the contact points 2 are provided on the conductor structure 4 or are formed directly by the latter; they are designed such that they can be contacted by the external contacting elements 10 of a reading device or the like.
  • the recesses 6 with the contact points 2 exposed by these have an oval shape as shown in the figures and are arranged in a row running away from the edge of the chip card. However, there is no restriction to this.
  • the shape of the recesses 6 with the contact points 2 exposed by them and their positioning can be freely selected. In particular, as indicated by the dashed line in FIG.
  • the cutouts 6, possibly also the contact points 2 may extend to the edge of the chip card, which may result in further advantages (for example better guidance) of the contacting elements 10 when the chip card is inserted into or removed from a reading device, successive contacting along one Recess arranged different contact points when inserting the chip card in or removing the same from a reader, simple mechanical blocking of inserting a chip card that does not have the correct recess pattern into a reader etc.).
  • the chip card is particularly secure and reliable with the external contacting elements 10 of a reader or the like can be brought into contact.
  • the contact points 2 are largely protected against damage and intensive contamination due to their set-back position and their relatively small size.
  • the recesses of the casing in cooperation with the respective contact points, form separate latching depressions into which the respectively assigned (and only these) external contacting elements can individually snap. Both effects ensure that, on the one hand, the contact resistance between the contact elements to be brought into contact is low, and, on the other hand, mutual influence of adjacent contact points by short circuits or the like is largely excluded.
  • the recesses 6 have, as shown in the figures, ramp-like side walls, in order firstly to insert them into and above all to release them from the connection position in which the contact points 2 of the chip card 1 are connected to the external contacting elements 10 , to facilitate and, on the other hand, the respective contacting elements 10 when introduced into the connecting position
  • the chip card 1 shown in FIG. 2 has two exactly opposite cutouts 6 with respective contact points 2 which are not explicitly labeled in FIG.
  • a contacting element 10 of a reading device or the like projects into each of these recesses 6 in order to make electrical contact with the respective contact point 2 by pressing against it.
  • the contact points 2 contacted by the two contacting elements 10 can be contact points of the same line path or contact points of different line paths of the conductor structure 4.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the chip card according to the invention.
  • this chip card has recesses 6 on opposite sides of the chip card 1, which are offset from one another.
  • the chip card according to FIG. 3 corresponds completely to the chip card according to FIG. 2.
  • the statements made with reference to FIG. 2 therefore also apply to the chip card according to FIG. 3 with the exception of the difference mentioned to the full extent.
  • any number of contact points 2 can be distributed arbitrarily on and over the surfaces of the chip card 1.
  • the chip card according to the invention thus offers a hitherto unknown flexibility in the number of contact points 2 that can be accommodated and their distribution on the chip card 1.
  • the contact points 2 in the chip card 1 designed according to the invention can be distributed over both surfaces of the chip card 1, that is to say the chip card 1 can be contacted from opposite sides, also opens up the possibility of at least several chip cards partial connection of contact points 2 of the same one on top of the other.
  • an intermediate contact card according to the invention is inserted between two chip cards to be stacked one above the other in the present exemplary embodiment.
  • a possible embodiment of such an intermediate contact card is shown in FIG.
  • the intermediate contact card 20 shown in FIG. 4 consists of a card body 21 and connecting elements 22 and 23; the external dimensions of the intermediate contact card 20 correspond approximately to the external dimensions of the chip card 1.
  • the card body 21 consists of an electrically non-conductive plastic, but there is no restriction to this.
  • the end sections 24 of the connecting elements 22, 23 are either fixedly connected to the card body 21 (e.g. by overmolding them with the material forming the card body) or individually or jointly movably inserted in a corresponding recess in the card body 21.
  • the arched central sections 25 of the connecting elements 22, 23 each extend so far beyond the outer surface of the intermediate contact card 20 that they are able to come into resilient contact with an associated contact point 2 of an attached chip card 1.
  • the respectively assigned connecting elements must be electrically connected to one another, * this can be done in the present exemplary embodiment, where the connecting elements 22, 23 to be connected are exactly opposite one another, For example, it can be achieved that instead of separate end sections 24 for the respective connecting elements 22, 23, common end sections 24 are formed for both connecting elements, or that the end sections 24 of the connecting elements
  • the respective curvatures 25 of the connecting elements 22, 23 are designed and dimensioned in such a way that they overlap one another in accordance with the intended purpose, i.e. gap-free pressing of an intermediate contact card 20 and a chip card 1 to a certain extent can be elastically deformed and can thus exert a certain pressing force on the associated contact point 2 of the chip card 1.
  • the card body 21 of the intermediate contact card 20 therefore has, inter alia, correspondingly dimensioned recesses at the points where the connecting elements 22, 23 are provided, in order to leave the connecting elements a certain scope for movement.
  • each intermediate contact card can have any number of connecting elements, which are distributed as desired on and over the individual surfaces of the intermediate contact cards.
  • Each of the existing connecting elements can be electrically connected to one or more other arbitrary ones.
  • contact points provided on the same chip card can also be connected to one another by an intermediate contact card.
  • FIG. 5 A chip card stack according to the invention constructed from a plurality of chip cards 1 and intermediate contact cards 20 is illustrated in FIG. 5.
  • the sequence of chip cards and intermediate contact cards and other related details can be seen directly in FIG. 5 and do not require any further explanation.
  • Such a bus system makes it possible, inter alia, in a particularly simple manner to automatically determine whether and, if appropriate, where a certain chip card is located within the stack.
  • the intermediate contact cards can namely be equipped with evaluation and / or display electronics which indicate the position of a sought smart card within the stack, for example by means of an LED or the like provided in each intermediate contact card.
  • any other functions can also be provided in the circuits provided in the intermediate contact cards.
  • the chip card described is clearly superior to conventional chip cards both in terms of reliability and in terms of possible uses.

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Abstract

Beim Chipkartenstapel ist zwischen je zwei Chipkarten (1) eine Kontaktzwischenkarte (20) als Kontaktelement eingefügt, die wenigstens ein elektrisch leitendes Verbindungselement (22, 23) aufweist, über das Kontaktstellen (2) der Chipkarten, zwischen denen die jeweilige Kontaktzwischenkarte eingefügt ist, elektrisch miteinander verbunden sind.

Description

Beschreibung
Chipkartenstapel und Kontaktelement für seine Herstellung
Chipkarten sind beispielsweise die mittlerweile weit verbrei¬ teten Telefonkarten, Krankenversicherungskarten und derglei¬ chen. Damit zwischen dem in der Chipkarte integrierten Chip und einem Lesegerät oder dergleichen eine gewünschte Kommuni- kation erfolgen kann, weisen die Chipkarten jeweils an einer ihrer Oberflächen Kontaktstellen auf, die mit Kontaktierung- selementen (des Lesegerätes oder dergleichen) in Kontakt bringbar sind.
Derartige Kontaktstellen sind jedoch nicht nur ziemlich kom¬ pliziert herzustellen, sondern auch relativ anfällig für Be¬ schädigungen, Verschmutzungen und dergleichen. Daraus resul¬ tierende Mängel und/oder Beeinträchtigungen der Kontaktstel¬ len sind häufig die Ursache für die zwar relativ seltenen, aber dennoch nicht völlig auszuschließenden Ausfälle (Fehl¬ funktionen oder Unbrauchbarkeit) der Chipkarten bei deren Verwendung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Stapels von Chipkarten (Chipkartenstapel) auf einfache Weise zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit einem Kontaktelement gemäß Patentan¬ spruchs 1 sowie einen Chipkartenstapel gemäß Anspruch 6 ge- löst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es kann vorgesehen sein, daß die Leiterstruktur abdeckende Abschnitte der Ummantelung der Chipkarten die Leiterstruktur partiell freilegende Aussparungen aufweisen, und daß die freigelegten Bereiche der Leiterstuktur als durch externe Kontaktierungselemente kontaktierbare Kontaktstellen ausge¬ bildet sind.
Auf diese Weise ist erreichbar, daß die Kontaktstellen im fertigen Zustand der Chipkarte gegenüber der äußeren Oberflä¬ che der Chipkarte nach innen versetzt sind. Sie können da¬ durch selbst bei nicht pfleglicher Behandlung nur bei einem Zusammentreffen ungünstiger Umstände in direkten Kontakt mit nicht Kontaktierungselemente darstellenden Gegenständen ge¬ langen und sind folglich vergleichsweise gut gegen Beschädi¬ gungen und Verschmutzungen geschützt.
Mittelbar oder unmittelbar durch Mängel und/oder Beeinträch- tigungen der Kontaktstellen verursachte Ausfälle der Chipkar¬ ten sind dadurch auf ein Minimum reduzierbar.
Die nach innen versetzten Kontaktstellen der Chipkarte bilden im Zusammenwirken mit der demgegenüber erhöhten Ummantelung Rastvertiefungen, in welche die zugeordneten Kontaktierungse¬ lemente des Lesegerätes einrasten können. Die Kontaktstellen sind dadurch besonders zuverlässig mit den Kontaktierungsele- menten in Kontakt bringbar. Jedenfalls ist dadurch eine schlechte Kontaktierung infolge einer ungenauen Ausrichtung zwischen den Kontaktstellen der Chipkarte und den Kontaktie¬ rungselernenten des Lesegerätes weitestgehend ausgeschlossen.
Diese Gestaltung der Chipkarte ermöglicht es ferner auf ein¬ fache Weise, die Kontaktstellen und die diesen zugeordneten Aussparungen in der Ummantelung derart festzulegen bzw. anzu¬ ordnen, daß sie auf beide Seiten der Chipkarte verteilbar sind, wobei ausgewählte einzelne, mehrere oder alle Signal- leitungspfade der Leiterstruktur von jeder der beiden Seiten der Chipkarte kontaktierbar sein können; insbesondere bei ei- ner in etwa zentral im Inneren der Chipkarte, genauer gesagt in etwa zentral zwischen der Oberseite und der Unterseite der Chipkarte verlaufenden Leiterstruktur kann nämlich die Seite der Leiterstruktur, von welcher diese durch eine entsprechen¬ de Aussparung zugänglich gemacht werden soll, in der Regel im wesentlichen frei gewählt werden.
Die Möglichkeit, die Chipkarten von beiden Seiten kontaktie¬ ren zu können, ist in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft:
Zum einen kann bei gleichzeitiger Kontaktierbarkeit der zu kontaktierenden Signalleitungspfade der Leiterstruktur von beiden Seiten der Chipkarte erreicht werden, daß mit der
Chipkarte unabhängig von deren Orientierung beim Einstecken in das Lesegerät bestimmungsgemäß kommuniziert werden kann.
Unabhängig davon ermöglicht die Verteilung der Kontaktstellen auf beide Seiten der Chipkarte zum anderen, daß die Kontakt¬ stellen mehrerer, vorzugsweise übereinander gestapelter Chip¬ karten auf relativ einfache Weise elektrisch miteinander ver¬ bindbar sind, was völlig neue Einsatzmöglichkeiten für Chip¬ karten eröffnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Chipkarte,
Figur 2 eine Längsschnittansicht einer genau gegenüberliegen¬ de Kontaktstellen aufweisenden Chipkarte,
Figur 3 eine Längsschnittansicht einer versetzt gegenüberlie¬ gende Kontaktstellen aufweisenden Chipkarte,
Figur 4 eine Längsschnittansicht einer die Kontaktstellen zweier Chipkarten verbinden könnenden erfindungsge- mäßen Kontaktzwischenkarte, Figur 5 eine Längsschnittansicht eines aus mehreren Chipkar¬ ten und Kontaktzwischenkarten bestehenden erfindungs- gemäßen Kartenstapels, und
Figur 6 eine Draufsicht auf eine Trägerkarte mit integrierter Chipkarte.
Die im folgenden näher beschriebene Chipkarte ist in den Fi¬ guren mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Wie aus der in Fi- gur 1 gezeigten perspektivischen Ansicht der Chipkarte 1 er¬ sichtlich ist, weist diese eine Anzahl von über später noch genauer beschriebene Aussparungen 6 (siehe insbesondere Figu¬ ren 2 und 3) in der Chipkarten-Oberfläche zugängliche Kon¬ taktstellen 2 auf, über welche ein in der Chipkarte 1 vorge- sehener Chip 3 (siehe Figuren 2, 3 und 5) mit Kontaktierung- selementen 10 (siehe Figuren 2, 3 und 5) eines in den Figuren nicht gezeigten Lesegerätes oder dergleichen verbindbar ist. Der innere Aufbau der Chipkarte 1 wird nachfolgend unter Be¬ zugnahme auf eine in Figur 2 gezeigte Längsschnittansicht der Chipkarte näher erläutert.
Gemäß Figur 2 besteht die Chipkarte 1 aus dem Chip 3, einer zentralen Leiterstruktur 4 und einer den Chip 3 und Teile der Leiterstruktur 4 abdeckenden Ummantelung 5.
Der Chip 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Spei¬ cherchip in Form eines sogenannten ROS-Chip (recor'd on Sili¬ con chip) . Hierauf besteht jedoch keine Einschränkung. Es kann sich vielmehr auch um beliebige einzelne oder mehrere andere Chips wie Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Signal¬ prozessoren, kundenspezifische Schaltungen etc. handeln.
Der Chip 3 ist entweder auf oder in der später noch genauer beschriebenen Leiterstruktur 4 selbst oder in unmittelbarer Nähe derselben vorgesehen und mit dieser elektrisch verbun¬ den. Die elektrische Verbindung wird dabei vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, daß die elektrischen Anschlüsse des Chips 3 unter Verwendung eines Bond-Verfahrens mit entsprechenden An¬ schlußstellen bzw. Leitungspfaden der Leiterstruktur 4 elek- trisch verbunden werden.
Die mechanische und elektrische Verbindung zwischen Chip 3 und Leiterstruktur 4 kann unter anderem im wesentlichen wie bei herkömmlichen Chipkarten oder wie bei der IC-Herstellung erfolgen und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Die Leiterstruktur 4 ist, wie bereits angedeutet wurde, ein eine Vielzahl von Leitungspfaden aufweisendes Gebilde, wel¬ ches sich für die Stromversorgung des Chips 3 und/oder die Übertragung von elektrischen Signalen vom und/oder zum Chip 3 eignet. Die Leitungspfade verbinden zumindest ausgewählte An¬ schlußstellen des Chips 3 mit den bereits erwähnten Kontakt¬ stellen 2, welche Teil der Leiterstruktur 4 selbst oder auf dieser ausgebildet sind.
Die Leiterstruktur 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Metallgerippe in Form eines sogenannten "lead frame" . Al¬ lerdings besteht hierauf keine Einschränkung. Anstelle des lead frame wären grundsätzlich auch eine herkömmliche (ent- sprechend dünn ausgebildete) Leiterplatte oder eine wie auch immer geartete sonstige für diesen Zweck geeignete Vorrich¬ tung verwendbar.
Die den Chip 3 und Teile der Leiterstruktur 4 abdeckende Um- mantelung 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ei¬ ne Beschichtung aus einem elektrisch nicht leitenden Kunst¬ stoff gebildet. Durch die Ummantelung kommen der Chip 3 und die Leiterstruktur 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel un¬ gefähr in der Mitte zwischen der Oberseite und der Unterseite der Chipkarte l zu liegen. Wenngleich insbesondere diese zen¬ trale Lage der Leiterstruktur 4 eine später noch genauer be¬ schriebene beidseitige Kontaktierung der Chipkarte erleich- tert und mithin zweifellos als sehr vorteilhaft anzusehen ist, besteht hierauf keine Einschränkung; die Leiterstruktur kann selbstverständlich auch außerhalb dieser zentralen Lage verlaufen.
Eine derart ausgebildete Chipkarte ähnelt - abgesehen von der Ausbildung und der Positionierung der später noch detaillier¬ ter erläuterten Anschluß- bzw. Kontaktbereiche - sowohl be¬ züglich des grundsätzlichen Aufbaus als auch bezüglich der Herstellbarkeit einer in einem beinfreien Gehäuse unterge¬ brachten integrierten Schaltung.
Die Dicke der beschriebenen Chipkarte kann (muß aber nicht) wie üblich 1 bis 2 mm betragen. Die sonstigen Abmessungen können ebenfalls denen einer herkömmlichen Chipkarte, also beispielsweise dem Scheckkartenformat entsprechen. Es sind jedoch nicht unerhebliche Vorteile erzielbar, wenn die Chip¬ karte wesentlich kleiner und in eine größere Trägerkarte in¬ tegrierbar ausgebildet ist.
Eine eine Chipkarte enthaltende Trägerkarte ist in Figur 6 dargestellt. Die Trägerkarte ist dort mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet. In diese Trägerkarte 30 ist die in diesem Fall vorzugsweise sehr klein bemessene Chipkarte 1 eingepreßt, und zwar derart, daß deren zu kontaktierende Kontaktstellen unge¬ hindert zugänglich sind.
Die Verwendung einer derartigen Trägerkarte 30 ermöglicht auf besonders einfache und flexible Weise eine individuelle An- passung an die jeweiligen Anforderungen bzw. Gegebenheiten. D.h., sowohl die Größe als auch das Material der Trägerkarte 30 sind unabhängig von den bei der Chipkartenherstellung zu berücksichtigenden Fakten individuell auswählbar. So kann als Material im Extremfall beispielsweise Papier oder Pappe ver- wendet werden, um die Herstellungskosten niedrig zu halten,- andererseits kann im entgegengesetzten Extremfall beispiels¬ weise ein besonders hochwertiger und entsprechend teurer Kunststoff verwendet werden, um die Karte unempfindlich gegen exzessive mechanische oder thermische Belastungen zu machen. Darüber hinaus kann auch weiteren Parametern wie Umweltver- täglichkeit, Bedruckbarkeit etc. auf einfache Weise Rechnung getragen werden.
Unabhängig davon kann die Chipkarte 1 bei übermäßiger Biegung des aus Trägerkarte und Chipkarte bestehenden Systems unbe¬ schädigt aus der Trägerkarte 30 herausspringen anstatt wie bei der bisher üblichen groß bemessenen Ausbildung von Chip¬ karten zu brechen oder jedenfalls beschädigt zu werden.
Völlig unabhängig von den unter Bezugnahme auf die Figur 6 gemachten Ausführungen weist die Ummantelung 5 der Chipkarte l, wie bereits angedeutet wurde, eine gewisse Anzahl von Aus¬ sparungen bzw. Kontaktvertiefungen 6 auf, durch welche die bereits erwähnten Kontaktstellen 2 freigelegt werden. Die Kontaktstellen 2 sind, wie ebenfalls bereits erwähnt wurde, auf der Leiterstuktur 4 vorgesehen oder werden unmittelbar durch diese selbst gebildet; sie sind derart ausgebildet, daß sie durch die externen Kontaktierungselemente 10 eines Lese¬ gerätes oder dergleichen kontaktierbar sind.
Die Aussparungen 6 mit den durch diese jeweils freigelegten Kontaktstellen 2 weisen gemäß den Darstellungen in den Figu¬ ren eine ovale Form auf und sind in einer entfernt vom Rand der Chipkarte verlaufenden Reihe angeordnet. Hierauf besteht jedoch keine Einschränkung. Die Form der Aussparungen 6 mit den durch diese jeweils freigelegten Kontaktstellen 2 und de- ren Positionierung sind frei wählbar. Insbesondere ist es, wie in Figur l durch gestrichelte Linie angedeutet ist, auch möglich, daß sich die Aussparungen 6, gegebenenfalls auch die Kontaktstellen 2, bis zum Rand der Chipkarte erstrecken, wo¬ durch sich unter Umständen weitere Vorteile erzielen lassen (z.B. bessere Führung der Kontaktierungselemente 10 beim Ein¬ führen der Chipkarte in oder Entnehmen derselben aus einem Lesegerät, aufeinanderfolgendes Kontaktieren von längs einer Aussparung hintereinander angeordneten verschiedenen Kontakt¬ stellen beim Einführen der Chipkarte in oder Entnehmen der¬ selben aus einem Lesegerät, einfache mechanische Blockierbar- keit des Einsteckens einer nicht das richtige Aussparungsmu- ster aufweisenden Chipkarte in ein Lesegerät etc.) .
Dadurch, daß die Kontaktstellen 2 der Chipkarte 1 einerseits gegenüber der äußeren Oberfläche der Chipkarte nach innen zu¬ rückversetzt sind, und andererseits auch untereinander noch- mals durch jeweilige Ummantelungsabschnitte voneinander ge¬ trennt sind, ist die Chipkarte besonders sicher und zuverläs¬ sig mit den externen Kontaktierungselementen 10 eines Lesege¬ rätes oder dergleichen in Kontakt bringbar.
Ausschlaggebend sind dabei insbesondere zwei Gründe: Zum ei¬ nen sind die Kontaktstellen 2 aufgrund deren zurückversetzter Lage und deren relativ geringer Größe vor Beschädigungen und intensiven Verschmutzungen weitestgehend geschützt. Zum ande¬ ren bilden die Aussparungen der Ummantelung im Zusammenwirken mit den jeweiligen Kontaktstellen separate Rastvertiefungen, in welche die jeweils zugeordneten (und nur diese) externen Kontaktierungselemente einzeln einrasten können. Beide Effek¬ te sorgen dafür, daß einerseits der Übergangεwiderstand zwi¬ schen den in Kontakt zu bringenden Kontaktelementen gering ist, und daß andererseits eine gegenseitige Beeinflussung be¬ nachbarter Kontaktstellen durch Kurzschlüsse oder dergleichen weitestgehend ausgeschlossen ist.
Die Aussparungen 6 weisen wie in den Figuren gezeigte rampen- artig verlaufende Seitenwände auf, um einerseits das Einbrin¬ gen in die und vor allem das Lösen aus der Verbindungsstel¬ lung, in welcher die Kontaktstellen 2 der Chipkarte 1 mit den externen Kontaktierungselementen 10 verbunden sind, zu er¬ leichtern, und um andererseits die jeweiligen Kontaktierung- selemente 10 beim Einbringen in die Verbindungsstellung
"einzufangen" und zuverlässig zum Zentrum der jeweiligen Kon¬ taktstelle 2 zu führen. Die in der Figur 2 gezeigte Chipkarte 1 weist zwei exakt ge¬ genüberliegende Aussparungen 6 mit jeweiligen, in der Figur 2 nicht explizit beschrifteten Kontaktstellen 2 auf. In jede dieser Aussparungen 6 ragt ein beispielsweise durch Feder¬ kraft vorgespanntes Kontaktierungselement 10 eines Lesegerä¬ tes oder dergleichen, um unter Andrücken gegen die jeweilige Kontaktstelle 2 einen elektrischen Kontakt mit dieser herzu¬ stellen. Die durch die beiden Kontaktierungselemente 10 kon- taktierten Kontaktstellen 2 können Kontaktstellen des selben Leitungspfades oder Kontaktstellen verschiedener Leitungspfa¬ de der Leiterstruktur 4 sein.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Chipkarte dargestellt. Diese Chipkarte weist je¬ doch im Gegensatz zur Chipkarte gemäß der Figur 2 Aussparun¬ gen 6 auf gegenüberliegenden Seiten der Chipkarte 1 auf, die gegeneinander versetzt sind. Abgesehen hiervon entspricht die Chipkarte gemäß der Figur 3 vollständig der Chipkarte gemäß der Figur 2. Die in Bezug auf Figur 2 gemachten Ausführungen gelten daher mit Ausnahme des erwähnten Unterschiedes im vol¬ len Umfang auch für die Chipkarte gemäß der Figur 3.
Grundsätzlich können - teilweise abweichend von den Darstel- lungen in den Figuren - beliebig viele Kontaktstellen 2 be¬ liebig auf und über die Oberflächen der Chipkarte 1 verteilt werden. Die erfindungsgemäße Chipkarte bietet damit eine bis¬ lang nicht gekannte Flexibilität in der unterbringbaren An¬ zahl an Kontaktstellen 2 und deren Verteilung auf der Chip- karte l.
Die Tatsache, daß die Kontaktstellen 2 bei der erfindungsge¬ mäß ausgebildeten Chipkarte l auf beide Oberflächen der Chip¬ karte 1 verteilbar sind, die Chipkarte 1 also von gegenüber- liegenden Seiten kontaktiert werden kann, eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit, mehrere Chipkarten unter zumindest teilweiser Verbindung von Kontaktstellen 2 derselben überein¬ ander zu stapeln.
Zur Herstellung derartiger Verbindungen zwischen den Kontakt¬ stellen 2 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen jeweils zwei übereinander zu stapelnde Chipkarten eine erfin¬ dungsgemäße Kontaktzwischenkarte eingefügt. Eine mögliche Ausführungsform einer derartigen Kontaktzwischenkarte ist in Figur 4 dargestellt.
Die in der Figur 4 gezeigte Kontaktzwischenkarte 20 besteht aus einem Kartenkörper 21 und Verbindungselementen 22 und 23; die äußeren Abmessungen der Kontaktzwischenkarte 20 entspre¬ chen in etwa den äußeren Abmessungen der Chipkarte 1.
Der Kartenkörper 21 besteht im vorliegenden Ausführungsbei¬ spiel aus einem elektrisch nicht leitendem Kunststoff, doch besteht hierauf keine Einschränkung.
Die Verbindungseiemente 22 und 23, welche aus elektrisch lei¬ tendem Material, vorzugsweise Metall hergestellt sind, weisen jeweils zwei einander gegenüberliegende, im wesentlichen par¬ allel verlaufende Endabschnitte 24 und einen bogenartig ge¬ wölbten Mittelabschnitt 25 auf.
Die Endabschnitte 24 der Verbindungseiemente 22, 23 sind ent¬ weder fest mit dem Kartenkörper 21 verbunden (z.B. durch Um- spritzen derselben mit dem den Kartenkörper bildenden Mate¬ rial) oder einzeln oder gemeinsam beweglich in eine entspre- chende Aussparung im Kartenkörper 21 eingesetzt.
Die gewölbten Mittelabschnitte 25 der Verbindungselemente 22, 23 erstrecken sich jeweils so weit über die äußere Oberfläche der Kontaktzwischenkarte 20 hinaus, daß sie in der Lage sind, mit einer zugeordneten Kontaktstelle 2 einer aufgesetzten Chipkarte l federnd in Kontakt zu kommen. Um bestimmte Kontaktstellen der selben oder verschiedener Chipkarte elektrisch miteinander verbinden zu können, müssen die jeweils zugeordneten Verbindungselemente elektrisch mit¬ einander verbunden sein,* dies kann im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel, wo sich die zu verbindenden Verbindungseiemen¬ te 22, 23 genau gegenüber liegen, beispielsweise dadurch er¬ reicht werden, daß anstelle separater Endabschnitte 24 für die jeweiligen Verbindungselemente 22, 23 jeweils für beide Verbindungselemente gemeinsame Endabschnitte 24 ausgebildet sind oder daß die Endabschnitte 24 der Verbindungselemente
22, 23 miteinander verbunden sind oder daß die jeweiligen En¬ dabschnitte 24 derart aneinander liegen, daß sie zwar unab¬ hängig voneinander bewegbar sind, aber dabei nicht außer Kon¬ takt kommen können.
Die jeweiligen Wölbungen 25 der Verbindungselemente 22, 23 sind derart ausgebildet und bemessen, daß sie bei bestim¬ mungsgemäßem Übereinandersetzen, d.h. spaltfreiem Aneinander- pressen einer Kontaktzwischenkarte 20 und einer Chipkarte l in gewissem Umfang elastisch deformiert werden und dadurch eine gewisse Andruckkraft auf die zugeordnete Kontaktstelle 2 der Chipkarte 1 ausüben können.
Der Kartenkörper 21 der Kontaktzwischenkarte 20 weist unter anderem deshalb an den Stellen, wo die Verbindungselemente 22, 23 vorgesehen sind, entsprechend dimensionierte Ausspa¬ rungen auf, um den Verbindungselementen einen gewissen Spiel¬ raum für Bewegungen zu lassen.
Jede Kontaktzwischenkarte kann abweichend von der Darstellung in der Figur 4 beliebig viele Verbindungselemente aufweisen, die beliebig auf und über die einzelnen Oberflächen der Kon¬ taktzwischenkarten verteilt sind. Von den vorhandenen Verbin¬ dungselementen kann jedes mit einem oder mehreren beliebigen anderen elektrisch verbunden werden. Insbesondere können durch eine Kontaktzwischenkarte auch auf der selben Chipkarte vorgesehene Kontaktstellen miteinander verbunden werden. Die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei ein¬ ander zugeordneten Verbindungselementen ist nicht darauf be¬ schränkt, daß diese wie unter Bezugnahme auf Figur 4 be¬ schrieben in direktem Kontakt miteinander stehen,- es ist - insbesondere bei nicht genau gegenüberliegenden Verbindung¬ selementen - eine Vielzahl von Alternativen denkbar.
Ein aus mehreren Chipkarten 1 und Kontaktzwischenkarten 20 aufgebauter erfindungsgemäßer Chipkartenstapel ist in Figur 5 veranschaulicht. Die Aufeinanderfolge von Chipkarten und Kon¬ taktzwischenkarten und weitere damit im Zusammenhang stehende Einzelheiten sind unmittelbar der Figur 5 entnehmbar und be¬ dürfen keiner näheren Erläuterung.
Bemerkenswert an Figur 5 ist jedoch, daß zwischen dem gemäß der Darstellung in der Figur 5 oberen Kontaktierungselement 10 und dem gemäß der Darstellung in der Figur 5 unteren Kon- taktierungselement 10 eine durchgehende elektrische Verbin¬ dung besteht, was äußerst nutzbringend zum Aufbau eines Bus- Systems verwendbar ist, an welches die im Stapel enthaltenen Chipkarten angeschlossen sind.
Durch ein derartiges Bussystem ist es unter anderem auf be¬ sonders einfache Weise möglich, automatisch festzustellen, ob und gegebenenfalls wo innerhalb des Stapels sich eine be¬ stimmte Chipkarte befindet. Vorzugsweise in diesem speziellen Fall, grundsätzlich aber völlig unabhängig davon können die Kontaktzwischenkarten nämlich mit einer Auswerte- und/oder Anzeigeelektronik ausgestattet sein, die die Position einer gesuchten Chipkarte innerhalb des Stapels beispielsweise durch eine in jeder Kontaktzwischenkarte vorgesehene LED oder dergleichen anzeigt. Es versteht sich von selbst, daß in Kon¬ taktzwischenkarten vorgesehenen Schaltungen auch beliebige andere Funktionen zugedacht werden können. Die geschilderte Chipkarte ist herkömmlichen Chipkarten so¬ wohl bezüglich der Zuverlässigkeit als auch bezüglich der Einsatzmöglichkeiten deutlich überlegen.

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktelement für die Herstellung eines Chipkartensta- pelε, - das die Form einer Kontaktzwischenkarte (20) hat, die zur Herstellung des Kartenstapels zwischen zwei Chipkarten einfügbar ist, die Kontaktzwischenkarte (20) hat wenigstens ein elek¬ trisch leitendes Verbindungselement (22, 23), - wenigstens jeweils eine von Kontaktstellen (2) der Chip¬ karten, zwischen denen die Kontaktzwischenkarte einfügbar ist, sind über deren Verbindungselement elektrisch mitein¬ ander verbindbar.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1 dessen äußere Abmessungen in etwa den äußeren Abmessungen der Chipkarten entsprechen, zwischen die es einfügbar ist.
3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, das derart ausgebildet ist, daß sich damit ein die Chipkarten verbindendes Bussystem realisieren läßt.
4. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem wenigstens eines der Verbindungselemente (22, 23) zwei einander gegenüberliegende, im wesentlichen parallel verlaufende Endabschnitte (24) zur Halterung des Verbindung¬ selementes im Kontaktelement und einen bogenartig gewölbten Mittelabschnitt (25) aufweist, über den die elektrische Ver¬ bindung zu den Kontaktstellen (2) der Chipkarten (1) her- stellbar ist.
5. Kontaktelement nach Anspruch 4, bei dem der Mittelabschnitt (25) des Verbindungselements (22, 23) beim Einfügen des Kontaktelementes zwischen zwei Chipkar- ten elastisch deformierbar ist.
6. Chipkartenstapel zwischen je zwei Chipkarten (1) ist eine Kontaktzwischen¬ karte (20) eingefügt, die wenigstens ein elektrisch lei¬ tendes Verbindungselement (22, 23) aufweist, - jeweils eine von Kontaktstellen (2) der Chipkarten, zwi¬ schen denen die jeweilige Kontaktzwischenkarte eingefügt ist, sind über deren Verbindungselement elektrisch mitein¬ ander verbunden.
7. Chipkartenstapel nach Anspruch 6, bei dem die Kontaktstellen (2) der zu einem Stapel zusammen¬ gefügten Chipkarten (l) derart angeordnet und die Kontaktzwi¬ schenkarten (20) derart ausgebildet sind, daß damit ein die Chipkarten verbindendes Bussystem realisiert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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