EP0976099A2

EP0976099A2 - Chipkarte

Info

Publication number: EP0976099A2
Application number: EP97920521A
Authority: EP
Inventors: David Finn; Manfred Rietzler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2000-02-02
Also published as: AU4000097A; CA2248788A1; US6142381A; DE19654902C2; JP3781196B2; WO1997035273A2; JP2000506653A; AU723495B2; WO1997035273A3; DE19654902A1

Abstract

Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zugriff auf einen in einem Chipmodul angeordneten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausnehmung (59) eines Kartenkörpers (49) angeordnet ist, daß äußere Kontaktflächen (51) des Chipmoduls an der Oberfläche (60) des Kartenkörpers (49) angeordnet sind und innere Kontaktflächen (53) des Chipmoduls zur Ausbildung einer Transpondereinheit mit Leiterenden (55, 56) einer im Kartenkörper angeordneten Spule (57) verbunden sind, wobei die Spule als Drahtspule (57) ausgebildet ist und die Ausnehmung (59) zur Aufnahme des Chipmoduls in ihrer Tiefe (t) so bemessen ist, daß im Bereich der Ausnehmung (59) angeordnete Drahtenden (55, 56) eine durch den Bearbeitungsvorgang zur Herstellung der Ausnehmung (59) gebildete Kontaktabflachung (63) aufweisen.

Description

CHIPKARTE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chipkarte in verschiedenen Ausfuhrungsformen. Zum einen betrifft die vorliegende Erfindung eine Chipkarte für kontaktbehafteten Zugriff auf einen in einem Chipmodul angeordneten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausnehmung eines Kartenkorpers angeordnet ist, daß Kontaktflachen des Chipmo- duls an der Oberfläche des Kartenkörpers angeordnet sind. Derartige Chipkarten sind beispielsweise als sogenannte „Telefonkarten" bekannt

Zum anderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Chipkarte für kontaktlosen Zugriff auf einen Chip oder ein Chipmodul, wobei der Chip oder das Chipmodul zur Ausbildung einer Transpondereinheit zusammen mit einer Spule in einem Kartenkorper angeordnet ist und Leiterenden der Spule auf Anschlußflächen des Chips oder des Chipmoduls kontaktiert sind. Derartige Chipkarten werden als sogenannte „Transponderkarten" bezeichnet, die beispielsweise zur Personenidentifikation genutzt werden

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zugriff auf einen in einem Chipmodul angeordneten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausnehmiing eines Kartenkoφers angeordnel ist, daß äußere Kontaktflachen des Chipmoduls an der Oberflache des Kartenkorpers angeordnet sind und innere Kontakt flachen des Chipmoduls zur Ausbildung einer Transpondereinheit mit Leiterenden einer im Kartenkorper angeordneten Spule verbunden sind. Derartige Chipkarten werden als sogenannte „Combicards" oder auch „Hybridkarten" bezeichnet, da sie zum einen den unmittelbaren Kontaktzugriff auf das Chipmodul und zum anderen den kontaktlosen Zugriff auf das Chipmodul mittels der als Antenne wirkenden Spule ermöglichen

Bei samtlichen der vorgenannten Chipkarten erweist es sich unabhängig von der jeweili¬ gen Ausführungsform als für die Funktionssicherheit der Chipkarte wesentlich, daß ein sicherer Kontaktzugriff auf den Chip bzw das Chipmodul möglich ist Bei Chipkarten des Typs, der mit einem Chipmodul versehen ist und einen kontaktbehafteten Zugriff auf nach außen gerichtete Anschlußflächen des Chipmoduls ermöglicht, sind besondere Maßnahmen erforderlich, um den definierten Sitz des Chipmoduls und damit auch die Positionierung der äußeren Anschlußflächen relativ zum Kartenkorper trotz der bei Chipkarten häufig auftretenden wechselnden Biegebeanspruchungen aufrecht zu erhalten Dabei liegt ein besonderes Problem darin, daß das Chipmodul aufgrund seiner Anord¬ nung im Kartenkorper mit Abstand zur sogenannten „neutralen Faser" bei einer Biegebe¬ anspruchung mit der im Oberflächenbereich des Kartenkoφers auftretenden maximalen Biegespannung beaufschlagt wird Das Chipmodul ist in einer Ausnehmung des Karten- korpers durch Klebung gesichert

Um zu verhindern, daß es zu Delaminationen im Bereich der Grenzfläche zwischen dem Kleber und dem Kartenkoφer kommt, die ein Ablosen des Chipmoduls vom Kartenkor¬ per zur Folge haben konnten, ist es bekannt, am Chipmodul einen Metallring anzuordnen, der eine gewisse Verankerung im Kartenkoφer schafft und so den Kartenkorper im Bereich des Chipmoduls versteift

Unabhängig von der besonderen Ausführungsform der Chipkarte liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzuschlagen, die in bezug auf die bei einer Chipkarte häufig auftretenden wechselnden dynamischen Biegebelastungen die Funktionssicherheit der Chipkarte erhohen

Bei einer Chipkarte für kontaktbehafteten Zugriff weist die Losung dieses Problems die Merkmale des Anspruchs 1 auf

Erfindungsgemaß ist der Kartenkorper im Bereich der Ausnehmung mit einer sich in Kartenlangsrichtung erstreckenden, einlaminierten Versteifüngseinrichtung versehen

Im Gegensatz zu der vorstehend skizzierten bekannten Versteifungseinrichtung, die einen integralen Bestandteil des Chipmoduls darstellt, ist die erfindungsgemaße Versteifüngs¬ einrichtung unabhängig vom Chipmodul und wird bereits bei der Herstellung des Kartenkorpers in diesen integriert, bevor die Ausnehmung zur Aufnahme des Chipmo- duls in den Kartenkorper eingebracht wird Aus der in den Kartenkorper beispielsweise einlaminierten Anordnung der Versteifüngseinrichtung ergibt sich eine verbesserte Verankerung im Kartenkorper Darüber hinaus ist es möglich, eine standardisierte Versteifüngseinrichtung zu verwenden, die nicht genau auf die Abmessungen des Chipmoduls abgestimmt sein muß, wie es bei der einstückig mit dem Chipmodul verbun- denen bekannten ringförmigen Versteifüngseinrichtung der Fall ist

Für den Fall, daß der Kartenkoφer in einem anderen Verfahren als mittels der Laminat¬ technologie hergestellt wird - also bespielsweise in einem Spritzverfahren hergestellte Kartenkoφer -, ist es durch entsprechende Anordnung der Versteifüngseinrichtung in einer Form ebenso möglich, zu der vorteilhaften in den Kartenkoφer integrierten Anordnung der Versteifüngseinrichtung zu gelangen. Wesentlich ist in jedem Fall die integrale Anordnung der Versteifüngseinrichtung im Kartenkoφer, ohne Beschrankung auf ein bestimmtes Herstellungsverfahren des Kartenkoφers

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Versteifüngseinrichtung als ein Verstei¬ fungsrahmen ausgebildet, dessen Rahmenteile mit Abstand zu Randern der Ausnehmung im Kartenkorper angeordnet sind Diese Ausführungsform ermöglicht eine über den Kartenquerschnitt gleichmaßig wirkende Versteifüngseinrichtung bei gleichzeitiger Anordnung der Versteifüngseinrichtung in der Ebene des Chipmoduls

Ebenso besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Versteifüngseinrichtung mindestens ein langgestrecktes Versteifüngselement aufweist, das mit Abstand zu einem in Karten- langsrichtung verlaufenden Rand der Ausnehmung neben der Ausnehmung angeordnet ist In diesem Fall ergibt sich wieder eine symmetrisch wirkende Versteifüngseinrichtung bei Anordnung von jeweils einem Versteifüngselement auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung

Bei einer Chipkarte für kontaktlosen Zugriff weist die Losung der der Erfindung zugrun- deliegenden Aufgabe die Merkmale des Anspruchs 4 auf

Erfindungsgemaß ist der Kartenkorper mit einer mit Abstand zum Chip oder Chipmodul angeordneten Versteifüngseinrichtung versehen, die sich in einer Uberdeckungslage mit dem Chip oder Chipmodul oder in einer Peripherielage zum Chip oder Chipmodul befindet

Dieser Losung liegt der Gedanke zugrunde, daß es bei einer Chipkarte für kontaktlosen Zugriff zur Aufrechterhaltung der Funktionssicherheit trotz häufig wechselnder dynami¬ scher Biegebeanspruchung darauf ankommt, die gegen Biegebeanspruchung anfallige Kontaktierung der Spulenleiterenden mit den Anschlußflachen des Chips bzw des Chipmoduls zu schützen. Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß der Bereich des Kartenkoφers, der den Kontaktierungsbereich umschließt, versteift wird Hierdurch werden die schädlichen Biegebelastungen von den Kontaktstellen ferngehalten Dies kann entweder durch eine über den Chip oder das Chipmodul hinweggeführte und somit in einer Uberdeckungslage zum Chip oder Chipmodul angeordnete Versteifüngseinrichtung erfolgen oder zum anderen durch eine zum Chip oder zum Chipmodul periphere Anord- nung der Versteifüngseinrichtung Die erfindungsgemaße Versteifüngseinrichtung bewirkt auch schon bei der Herstellung der Chipkarte im Laminierverfahren einen Schutz für das Chipmodul bzw. für die Kontaktstellen zwischen dem Chipmodul und den Leiterenden der Spule. Insbesondere werden dabei die beim Laminiervorgang auftretenden Belastungen zumindest teilweise von der Versteifüngseinrichtung aufgenommen

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Versteifüngseinrichtung als ein den Chip oder das Chipmodul einfassender Versteifüngsrahmen ausgebildet, der mit Durch- bruchen oder Ausnehmungen versehen ist, die eine den Versteifüngsrahmen überkreu¬ zende Anordnung der Leiterenden ermöglichen.

Zusätzlich zur Versteifüngsfijnktion kann der Versteifüngseinrichtung auch die Funktion einer Kontakteinrichtung zukommen, die zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Leiterenden der Spule und den Kontaktflächen des Chips oder Chipmoduls dient. Diese weitere Funktion der Versteifüngseinrichtung erweist sich besonders dann als vorteilhaft, wenn es sich bei der Spule etwa nicht um eine auf einer Laminatlage verlegte Spule handelt, sondern vielmehr um eine zuvor separat gewickelte Spule, deren Leiter¬ enden mit den Anschlußflachen des Chips bzw. des Chipmoduls verbunden werden müssen. Hier können durch die Verwendung der Versteifüngseinrichtung als Kontaktein¬ richtung vergrößerte Kontaktflachen geschaffen werden

Für den vorstehenden Fall erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Verstei- fungseinrichtung als ein zweiteiliger, den Chip oder das Chipmodul einfassender Ver¬ steifüngsrahmen ausgebildet ist, wobei jeweils ein Rahmenteil eine Anschlußflache des Chips oder Chipmoduls mit einem Leiterende der Spule verbindet

Bei einer Chipkarte, die sowohl für einen kontaktbehafteten als auch für einen kontaktlo¬ sen Zugriff bestimmt ist, weist die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe die Merkmale des Anspruchs 8 auf Erfindungsgemaß ist dabei die Spule als Drahtspule ausgebildet und die Ausnehmung zur Aufnahme des Chipmoduls in ihrer Tiefe so bemessen, daß im Bereich der Ausnehmung angeordnete Drahtenden eine durch den Bearbeitungsvorgang zur Herstellung der Ausnehmung gebildete Kontaktabflachung aufweisen

Dieser Losung liegt der Gedanke zugrunde, die Funktionssicherheit einer derartigen Chipkarte dadurch zu erhöhen, daß die Kontaktierungsstellen zwischen den Leiterenden der Spule und den Anschlußflächen des Chipmoduls widerstandsfähiger gegen wechselnd dynamische Biegebelastung gestaltet werden Dies geschieht erfindungsgemaß dadurch, daß die Kontaktierungsbereiche zwischen den Leiterenden und den Anschlußflächen möglichst großflächig gestaltet werden. Da die Kontaktierung zwischen den Anschluß¬ flächen eines in einer Ausnehmung des Kartenkorpers eingesetzten Chipmoduls und den Leiterenden einer Spule im Regelfall mittels eines leitenden Klebers erfolgt, kommt es darauf an, die miteinander in Klebekontakt stehenden Kontaktflächen möglichst groß zu gestalten. Darüber hinaus erweist es sich zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Biegebelastungen der Klebeverbindung als vorteilhaft, wenn die Klebeverbindung möglichst in einer zur Kartenoberfläche parallelen Verbindungsebene erfolgt

Bei dieser Losung macht man sich den Vorteil des bei einer Hochfrequenz-Spule im Durchmesser relativ starken Spulendrahts zunutze, dessen Stärke in der Regel zwischen 100 und 200 μm liegt Für die Ausbildung einer Abflachung steht also eine ausreichende Materialstarke zur Verfügung (etwa im Bereich der halben Drahtdicke). Auf einen Toleranzbereich dieser Größenordnung läßt sich beispielsweise in einem Frasbearbei- tungsvorgang die Eindringtiefe des Fräswerkzeugs in den Kartenköφer mit geringem Genauigkeitsaufwand leicht einstellen. Auf diese Art und Weise werden die zur Erhö¬ hung der Widerstandsfähigkeit gegen Biegung vergrößerten Kontaktflächen an den Leiterenden der Spule wahrend des ohnehin zur Ausbildung der Ausnehmung stattfin¬ denden Fräsbearbeitungsvorgangs ausgebildet

Obwohl die Frasbearbeitung sicherlich eine besonders leicht zu realisierende, da konven¬ tionelle, Art der Bearbeitung darstellt, ist das Bearbeitungsverfahren, um eine Ausneh- mung mit gleichzeitiger Ausbildung der Abflachung an den Leiterenden der Spule herzustellen, nicht auf eine Fräsbearbeitung beschrankt

Eine weitere Lösung des Problems der Erhöhung der Funktionssicherheit bei einer Chipkarte, die sowohl für den kontaktbehafteten als auch für den kontaktlosen Zugriff bestimmt ist, weist die Merkmale des Anspruchs 10 auf

Erfindungsgemaß ist hierzu im Kartenkorper eine Anlaufeinrichtung vorgesehen, deren Spulenkontaktflachen mit Leiterenden der Spule kontaktiert sind und deren dem Chip¬ modul zugewandte Anlaufflache einen Anschlag für die Vorschubbewegung bei einem Frasbearbeitungsvorgang bildet, derart, daß die Anlauffläche bundig mit dem Boden der durch die Frasbearbeitung hergestellten Ausnehmung ist

Der vorstehenden Losung liegt der Gedanke zugrunde, eine besonders sichere Kontaktie¬ rung mit einem für die bei dynamisch wechselner Biegung auftretenden Spannungen ausreichenden Materialquerschnitt zu schaffen

Dabei ist davon auszugehen, daß es bei der Herstellung einer konventionellen Chipkarte, die sowohl den kontaktbehafteten als auch den kontaktlosen Zugriff ermöglicht - also einer sogenannten „Hybridkarte" -, die Regel ist, daß zur Herstellung der zur Aufnahme des Chipmoduls dienenden Ausnehmung im Kartenkorper bis gegen die Leiterenden der Spulenleiterbahnen gefräst wird Da bei den konventionellen Hybridkarten in der Regel Spulen durch Ausbildung von Leiterbahnen auf geatzten Polyimid-Fohen verwendet werden, deren Leiterbahnen ohnehin nur eine Dicke im Bereich von 15 bis 20 μm aufweisen, tritt bei dem vorstehend erläuterten Frasbearbeitungsvorgang nochmals eine Schwächung des ohnehin geringen Materialquerschnitts der Leiterbahnen ein

Durch Verwendung der erfindungsgemaßen Anlaufeinrichtung wird eine Schwächung der Spulenleiterenden unabhängig von der Art der Spule in jedem Fall ausgeschlossen Wenn die Anlaufeinrichtung sich seitlich über die Ausnehmung hinausgehend erstreckt, dient sie darüber hinaus als Versteifüngseinrichtung

Eine weitere Losung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe betreffend eine Chipkarte, die sowohl für den kontaktbehafteten als auch für den kontaktlosen Zugriff bestimmt ist, weist die Merkmale des Anspruchs 12 auf

Erfindungsgemaß ist im Kartenkoφer eine Kontakteinrichtung vorgesehen, auf deren Spulenkontaktflachen Leiterenden der Spule kontaktiert sind und auf deren dem Chip¬ modul zugewandter Chipkontaktflachen die inneren Kontaktflächen des Chipmoduls kontaktiert sind, wobei die Kontaktierung der Leiterenden in einem Umfangsbereich des Chipmoduls vorgesehen ist Eine derart ausgebildete Kontakteinrichtung dient zugleich als Vesteifüngseinπchtung, da sie sich zwischen den Anschlußflachen des Chipmoduls und den Leiterenden der Spule erstreckt und somit den Kartenkoφer genau im biege¬ empfindlichen Kontaktierungsbereich versteift

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Kontakteinrichtung einen Gehauseteil zur Aufnahme des Chipmoduls und Kontaktausleger zur Kontaktierung der Leiterenden aufweist. Die integrale Ausbildung des Gehauseteils in der Kontakteinrichtung ermög¬ licht es, auf den bislang üblichen Frasbearbeitungsvorgang zur Herstellung der Ausneh¬ mung im Kartenkorper zu verzichten. Vielmehr ist es möglich, die Kontakteinrichtung zusammen mit oder unabhängig vom Chipmodul in eine mit einer entsprechenden Fensteröffnung versehene Laminatlage einzusetzen Die Ruckseite der Kontakteinπch- tung bzw deren Kontaktausleger können dann auf der entsprechenden Seite der Lami- natlage mit den Leiterenden der Spule kontaktiert werden und anschließend mit einer weiteren Laminatlage zur Herstellung des Kartenkoφers abgedeckt werden Dieser Aufbau der Chipkarte ermöglicht demnach ein völlig neues Herstellungsverfahren

Als besonders vorteilhaft erweist es sich auch, wenn die Kontaktausleger an ihren in den Gehauseteil hineinragenden Kontaktenden als Kontaktfedern ausgebildet sind Somii kann das Chipmodul unter Anlage seiner inneren Kontaktflachen an den Kontaklenden gegen den Widerstand der Kontaktfedern so weit in das Gehauseteil eingebracht werden, bis die Oberfläche des Chipmoduls mit den äußeren Kontaktflächen bundig zur Oberflä¬ che des Kartenkoφers bzw der entsprechenden Laminatlage ist Dabei werden Maßtole¬ ranzen zwischen der Tiefe des Gehauseteiis und der Dicke des Chipmoduls durch die Federwirkung der Kontaktfedern ausgeglichen

Die vorstehende Ausgestaltung der Kontakteinrichtung läßt sich besonders dann vorteil¬ haft nutzen, wenn das Chipmodul mittels Kleber im Gehauseteil fixiert wird, da zur Einstellung einer mit der Oberflache des Kartenkorpers bundigen Anordnung der äußeren Kontaktflachen des Chipmoduls lediglich so lange Druck auf das Chipmodul entgegen der Federkraft der Kontaktenden aufgebracht werden muß, bis der Kleber ausgehärtet

Auch ohne integrale Ausbildung eines Gehauseteils ist es vorteilhaft, zur Kontaktierung des Chipmoduls Kontaktfedern an der Kontakteinrichtung vorzusehen, die eine mechani¬ sche Druckkontaktierung ermöglichen, und das Chipmodul unmittelbar in die Ausneh- mung einzusetzen

Nachfolgend werden die verschiedenen erfindungsgemaßen Losungen anhand der Zeichnungen naher erläutert Es zeigen

Fig. 1 eine Chipkarte für kontaktbehafteten Zugriff mit einer Ver¬ steifüngseinrichtung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Chipkarte für kontaktbehafteten Zugriff mit einer Ver¬ steifüngseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Chipkarte für kontaktlosen Zugriff mit einer Verstei¬ füngseinrichtung in einer ersten Ausführungsform, Fig. 4 eine Chipkarte für kontaktlosen Zugriff mit einer Verstei¬ füngseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zu¬ griff mit einer an Leiterenden einer Drahtspule ausgebildeten Kontaktabflachung in einer Draufsicht,

Fig. 6 eine bereichsweise vergrößerte Darstellung der Chipkarte gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Querschnittdarstellung der Abbildung gemäß Fig. 6 längs dem Schnittlinienverlauf VII-VII,

Fig. 8 eine Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zu¬ griff mit einer Anlaufeinrichtung in Draufsicht;

Fig. 9 die in Fig. 8 dargestellte Karte in einer Längsschnittdarstel¬ lung gemäß Schnittlinienverlauf IX-IX,

Fig. 10 bis Fig. 12 die Herstellung einer Chipkarte mit einer versteifenden Kon- takteinrichtung in drei aufeinanderfolgenden Herstellungs¬ schritten.

Fig. 1 zeigt eine Chipkarte 20 für kontaktbehafteten Zugriff auf ein in einem Kartenkor¬ per 21 angeordnetes Chipmodul 22. Das Chipmodul 22 befindet sich in einer beispiels¬ weise durch einen Frasvorgang in den Kartenkorper 21 eingebrachten Ausnehmung 23 Chipkarten der in Fig. 1 dargestellten Art sind beispielsweise auch als sogenannte „Telefonkarten" bekannt In den Kartenkörper 21 integriert befindet sich eine hier etwa U-fbrmig ausgebildete Versteifüngseinrichtung 24, die einen über die Abmessungen der Ausnehmung 23 hinausgehenden Chipmodulaufhahmebereich 25 bei Biegung um eine in Fig. 1 strich¬ punktiert angedeutete Biegeachse 26 versteift

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 geänderte Ausführungsform einer Versteifüngsein¬ richtung 27, die hier zweiteilig ausgebildet ist mit zwei parallel verlaufenden, sich beidseitig der Ausnehmung 23 in Kartenlängsrichtung erstreckenden Versteifüngsstreifen 28, 29 In ihrer Wirkung entsprechen die Versteifüngsstreifen 28, 29 der in Fig. I dargestellten Versteifüngseinrichtung 24 und versteifen den entsprechenden Chipauf- nahmebereich 25 einer ansonsten der in Fig. 2 dargestellten Chipkarte 20 entsprechenden Chipkarte 30

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. I und 2 sind sowohl die Versteifüngseinrichtung 24 als auch die aus den beiden Versteifüngsstreifen 28, 29 gebildete Versteifüngsein¬ richtung 27 aus einem dünnen Stahlblech gebildet. Bei einer Herstellung der Chipkarten 20 und 30 in Laminiertechnik können die Versteifüngseinrichtungen 24, 27 integral in einer hier nicht näher dargestellten Laminatlage angeordnet sein und insgesamt als Zwischenlage in den Laminataufbau der Chipkarte 20 bzw. 30 integriert werden Außer dem hier beispielhaft angeführten Stahlblech als Material für die Versteifüngseinrichtun¬ gen 24, 28 können natürlich auch andere Materialien verwendet werden, Voraussetzung ist lediglich eine gegenüber dem sonstigen Material des Kartenköφers erhöhte Steifig¬ keit

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsformen von Versteifüngseinrichtungen 31 bzw 32 bei einer Chipkarte 33 (Fig. 3) bzw 34 (Fig. 4), die einen kontaktlosen Zugriff auf einen Chip 35 einer aus dem Chip 35 und einer Spule 36 in einem Kartenkorper 37 ausgebildeten Transpondereinheit 38 ermöglicht.

Die Versteifüngseinrichtung 3 I ist in etwa U-formig ausgebildet und umgibt den Chip 35 bzw ein den Chip 35 aufweisendes Chipmodul auf drei Seiten, so daß, wie in Fig. 3 dargestellt, die Versteifüngseinrichtung 31 peripher zum Chip angeordnet ist und eine Hindurchführung von Leiterenden 39, 40 aus einem Öffnungsbereich 41 der Verstei¬ füngseinrichtung 31 ermöglicht

Die in Fig. 4 dargestellte Versteifüngseinrichtung 32 ist zweiteilig ausgebildet mit zwei streifenfbrmigen Versteifüngselementen 42, 43, die gleichzeitig eine Kontakteinrichtung 44 bilden Dabei bildet jedes Versteifüngselement 42, 43 jeweils eine elektrische Verbin¬ dung zwischen einer Anschlußfläche 45 bzw 46 des Chips 35 und einem Leiterende 39 bzw 40 der Spule 36

Fig. 5 zeigt eine Chipkarte 47, die sowohl einen kontaktbehafteten als auch einen kontaktlosen Zugriff auf ein Chipmodul 48 ermöglicht Für den kontaktbehafteten Zugriff auf das Chipmodul 48 weist dieses auf seiner mit der Oberfläche eines Karten¬ koφers 49 bundigen Außenkontaktfläche 50 angeordnete Außenkontaktflächen 51 auf, deren genaue Anzahl und Lage hier im einzelnen nicht naher dargestellt sind (Fig. 7).

Zum kontaktlosen Zugriff auf das Chipmodul 48 ist dieses auf seiner Innenkontaktseite 52 mit Innenkontaktflachen 53, 54 versehen, die eine Kontaktierung mit Drahtenden 55, 56 einer Drahtspule 57 ermöglichen, die zusammen mit dem Chipmodul 48 eine Trans¬ pondereinheit 58 bildet

Aus den Fig. 6 und 7 wird deutlich, daß zur Aufnahme des Chipmoduls 48 im Bereich der Drahtenden 55, 56 eine Ausnehmung 59 vorgesehen ist, die im vorliegenden Fall durch eine entsprechende Frasbearbeitung des Kartenkorpers 49 in diesen eingebracht wird Dabei fallt in Fig. 7 auf, daß die Tiefe t der Ausnehmung 59 großer ist als der Abstand a zwischen einer chipmodulseitigen Oberflache 60 der Chipkarte 47 bzw des Kartenkörpers 49 und der Oberflache der Drahtenden 55 bzw. 56 Da es sich bei der Drahtspule 57 um eine auf eine Laminatlage 61 in einem Verlegeverfahren aufgebrachte Verlegespule aus einem Spulendraht 62 mit relativ großer Drahtdicke handelt, die beispielsweise im Bereich von 100 bis 200 μm liegt, und der Draht einen runden bis ovalen Querschnitt aufweist, ergibt sich bei einer bis in das Material des Spuiendrahts 62 hereinreichenden Frasbearbeitung des Kartenkorpers 49 (wie in Fig. 7 dargestellt) eine relativ großflächige Abflachung 63 bei jedem Drahtende 55 und 56 Auf diese Art und Weise steht für eine Kontaktierung der Innenkontaktflachen 53, 54 des Chipmoduls 48 mit den Drahtenden 55 bzw 56 mittels hier nicht naher dargestellten leitfahigen Klebers jeweils eine relativ großflächige ebene Klebkontaktflache zur Verfügung, so daß eine mechanisch hoch belastbare Klebeverbindung geschaffen wird

Fig. 8 zeigt eine Chipkarte 64, die, wie die in der Fig. 5 dargestellte Chipkarte 47, sowohl einen kontaktbehafteten als auch einen kontaktlosen Zugriff auf ein Chipmodul 65 ermöglicht Zur Kontaktierung von inneren Anschlußflächen 66, 67 des Chipmoduls 65 mit Leiterenden 68, 69 einer Spule 70 weist die Chipkarte 64 eine hier aus zwei Anlaufstreifen 71 , 72 (Fig. 8) gebildete Anlaufeinrichtung 73 auf Die Anlaufstreifen 71, 72 befinden sich auf einer Tragerfolie 74 und weisen jeweils einen Kontaktzapfen 75, 76 auf Die Kontaktzapfen 75, 76 durchdringen die Tragerfolie 74 und sind auf der Anlauf¬ flachen 77, 78 der Anlaufstreifen 71 , 72 gegenüberliegenden Seite der Tragerfolie 74 mit den Leiterenden 68 bzw 69 der Spule 70 kontaktiert Die Spule 70 kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise auch als eine im Atzverfahren auf eine Polyamidfolie aufgebrachte Spule

Wie aus der Langsschnittdarstellung in Fig. 9 hervorgeht, ist das Chipmodul 65 in einer Ausnehmung 79 aufgenommen, deren Tiefe t großer ist als der Abstand a zwischen der Oberflache der Anlaufstreifen 71, 72 und einer chipmodulseitigen Oberflache 80 eines das Chipmodul 65 aufnehmenden Kartenkorpers 81 Die Anlaufstreifen 71 , 72 sind im Bereich der Ausnehmung 79 mit der Anlauffläche 77 bzw 78 versehen, die gegenüber der Oberflache der Anlaufstreifen 71 , 72 zurückversetzt ist und sich beim Frasvorgang infolge des Eindringens des Fraswerkzeugs in das Material der Anlaufstreifen 71, 72 ausbildet Da die Anlaufstreifen 71, 72 im Gegensatz zu den Leiterenden 68, 69 der beispielsweise im Atzverfahren hergestellten Spule 70 eine relativ große Materialstarke aufweisen, ist ein Eindringen des Fraswerkzeugs in das Material der Anlaufstreifen 71, 72 ohne die Gefahr einer zu großen Materialschwachung möglich Da die Anlaufstreifen 71 , 72 eine ausreichende Materialstarke zur Verfügung stellen, ist es sogar möglich, den Vorschub des Fraswerkzeuges kraftabhangig zu steuern, derart, daß der Vorschub bei Messung eines Kraftanstiegs infolge des Eindringens des Fräswerkzeugs in das Material der Anlaufstreifen 71 , 72, beispielsweise Stahlblech, gestoppt wird Auf eine wesentlich komplexere unmittelbare Überwachung der Eindringtiefe beim Fräsvorgang kann also verzichtet werden

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 ein Verfahren zur Herstel¬ lung einer Chipkarte 82 erläutert, die ebenfalls sowohl für einen kontaktbehafteten als auch für einen kontaktlosen Zugriff bestimmt ist Der Aufbau der Chipkarte 82 wird am besten anhand der nachfolgenden Schilderung einer Herstellungsmoglichkeit deutlich

Fig. 10 zeigt eine Laminatlage 83, die Trager einer Spule 84 ist, von der in Fig. 10 lediglich ein Leiterende 85 dargestellt ist. Das nachfolgend erläuterte Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Spulenausbildung beschrankt Vielmehr sind sowohl Spulen geeignet, die durch Verlegung eines Drahtleiters auf einer Laminatlage entstehen, als auch Spulen, die in einem separaten Vorgang gewickelt und anschließend auf die Laminatlage aufge¬ bracht werden, oder auch Spulen, die im Atzverfahren auf eine Tragerfolie aufgebracht sind, wobei dann die Tragerfolie gleich als Laminatlage verwendet werden kann

Benachbart den Leiterenden, von denen aus Darstellungsgrunden in den Fig. 10 bis 12 nur ein Leiterende 85 dargestellt ist, ist in der Laminatlage 83 eine fensterfbrmige Öffnung 86 vorgesehen

In die Öffnung 86 der Laminatlage 83 wird, wie in Fig. 11 dargestellt, von oben eine Kontakteinrichtung 87 eingesetzt, die einen Gehauseteil 88 mit daran angeordneten Kontaktauslegern 89 aufweist, von denen in den Fig. 11 und 12 aus Darstellungsgrunden nur einer dargestellt ist Der Gehauseteil 88 weist eine Öffnung 90 auf, durch die in Fig. 11 bereits ein Chipmodul 91 in den Gehauseteil 88 eingesetzt ist Der Gehauseteil 88 bleibt auch nach Einsetzen des Chipmoduls 91 geöffnet, um einen kontaktbehafteten Zugriff auf Außenkontaktflächen 92 des Chipmoduls 91 zu ermöglichen.

Der bei diesem Ausführungsbeispiel aus Kunststoff gebildete Gehauseteil 88 ist in seinem Bodenbereich 93 derart mit den Kontaktauslegern 89 versehen, daß sie mit äußeren Spulenkontaktenden 94 aus dem Gehäuseteil 88 herausragen und mit inneren Kontakten¬ den, die hier als Kontaktfedern 95 ausgebildet sind, in den Innenraum des Gehäuseteils 88 hineinragen. Dabei dienen die Kontaktfedern 95 zur Kontaktierung mit inneren Kontaktflächen 96 des Chipmoduls 91

Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 11 deutlich wird, legen sich die Kontaktausleger 89 beim Einführen in die Öffnung 86 der Laminatlage 83 an die Leiterenden 85 der Spule 84 an und ermöglichen somit eine leichte Kontaktierung.

Wie Fig. 12 zeigt, wird nach erfolgter Kontaktierung der Kontaktausleger 89 mit den Leiterenden 85 der Spule 84 eine weitere Laminatlage 97 auf die Laminatlage 83 aufgebracht, so daß die Spule 84 nunmehr zwischen zwei Laminatlagen 83 und 97 angeordnet ist und die Kontakteinrichtung 87 rückwärtig versiegelt ist.

Falls nicht schon vorher geschehen, kann nunmehr das Chipmodul 91 in den Gehauseteil 88 der Kontakteinrichtung 87 eingesetzt werden. Die Kontaktierung der inneren Kon¬ taktflächen 96 des Chipmoduls 91 mit den Kontaktfedern 95 kann rein mechanisch, also hier druckbelastet erfolgen, wobei dieser Kontakt durch eine Verklebung des Chipmo¬ duls 91 mit dem Gehäuseteil 88 gesichert werden kann. Wenn während des Aushärtens der Verklebung ein Druck auf das Chipmodul 91 aufgebracht wird, derart, daß die

Oberfläche des Chipmoduls 91 bündig mit der Oberfläche der Laminatlage 83 angeordnet ist, ist eine optimale Positionierung des Chipmoduls 91 im Gehauseteil 88 möglich, ohne daß hierzu die Tiefe des Gehauseteilinnenraums auf die Höhe bzw Dicke des Chipmo¬ duls 91 abgestimmt sein müßte

Claims

Patentansprüche

1 Chipkarte für kontaktbehafteten Zugriff auf einen in einem Chipmodul angeord¬ neten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausnehmung eines Kartenkör¬ pers angeordnet ist, daß Kontaktflächen des Chipmoduls an der Oberflache des Kartenkorpers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartenkörper (21) im Bereich der Ausnehmung (23) eine sich in Karten¬ längsrichtung erstreckende, integrierte Versteifüngseinrichtung (24, 27) aufweist

2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifüngseinrichtung (24) als Versteifüngsrahmen ausgebildet ist, des¬ sen Rahmenteile' mit Abstand zu Rändern der Ausnehmung (23) im Kartenkörper (21 ) angeordnet sind

3 Chipkarte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifüngseinrichtung (27) mindestens ein langgestrecktes Verstei- füngselement (28, 29) aufweist, das mit Abstand zu einem in Kartenlangsrichtung verlaufenden Rand der Ausnehmung (23) neben der Ausnehmung (23) angeord¬ net ist

Chipkarte für kontaktlosen Zugriff auf einen Chip oder ein Chipmodul, wobei der Chip oder das Chipmodul zur Ausbildung einer Transpondereinheit zusammen mit einer Spule in einem Kartenkorper angeordnet ist und Leiterenden der Spule auf Anschlußflachen des Chips oder des Chipmoduls kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartenkorper (37) eine mit Abstand zum Chip (35) oder Chipmodul an- geordnete Versteifüngseinrichtung (31, 32) aufweist, die sich in einer Uberdek- kungslage mit dem Chip oder Chipmodul oder in einer Peripherielage zum Chip oder Chipmodul befindet

Chipkarte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifüngseinrichtung (31 ) als ein den Chip (35) oder das Chipmodul einfassender Versteifüngsrahmen ausgebildet ist, der mit Durchbruchen oder Ausnehmungen versehen ist, die eine den Versteifüngsrahmen uberkreuzende Anordnung der Leiterenden (39, 40) ermöglichen

Chipkarte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifüngseinrichung (32) als Kontakteinrichtung (44) zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Leiterenden (39, 40) der Spule (36) und den Anschlußflachen (45, 46) des Chips (35) oder Chipmoduls dient

Chipkarte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifüngseinrichtung (32) als ein zweiteiliger , den Chip (35) oder das Chipmodul einfassender Versteifungsrahmen ausgebildet ist, wobei jeweils ein Rahmenteil (42, 43) eine Anschlußflache (45, 46) des Chips (35) oder Chipmo¬ duls mit einem Leiterende (39, 40) der Spule (36) verbindet

Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zugriff auf einen in einem

Chipmodul angeordneten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausneh- mung eines Kartenkorpers angeordnet ist, daß äußere Kontaktflächen des Chip¬ moduls an der Oberflache des Kartenkorpers angeordnet sind und innere Kon¬ taktflächen des Chipmoduls zur Ausbildung einer Transpondereinheit mit Leiter¬ enden einer im Kartenkorper angeordneten Spule verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spule als Drahtspule (57) ausgebildet ist und die Ausnehmung (59) zur

Aufnahme des Chipmoduls (48) in ihrer Tiefe (t) so bemessen ist, daß im Bereich der Ausnehmung (59) angeordnete Drahtenden (55, 56) eine durch den Bearbei¬ tungsvorgang zur Herstellung der Ausnehmung (59) gebildete Kontaktabflachung (63) aufweisen

Chipkarte nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ausnehmung (59) durch eine Fräsbearbeitung hergestellt ist

Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zugriff auf einen in einem Chipmodul angeordneten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausneh- mung eines Kartenkoφers angeordnet ist, daß äußere Kontaktflächen des Chip¬ moduls an der Oberflache des Kartenköφers angeordnet sind und innere Kon¬ taktflächen des Chipmoduls zur Ausbildung einer Transpondereinheit mit Leiter¬ enden einer im Kartenkoφer angeordneten Spule verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Kartenkorper eine Anlaufeinrichtung (73) vorgesehen ist, deren Spulen¬ kontaktflachen (75, 76) mit Leiterenden (68, 69) der Spule (70) kontaktiert sind und deren dem Chipmodul (65) zugewandte Anlauffläche (77, 78) einen An¬ schlag für die Vorschubbewegung bei einem Frasbearbeitungsvorgang bildet, derart, daß die Anlauffläche (77, 78) bündig mit dem Boden der durch die Fräs¬ bearbeitung hergestellten Ausnehmung (79) ist.

Chipkarte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufeinrichtung (73) sich seitlich über die Ausnehmung (79) hinausge¬ hend erstreckt und als Versteifüngseinrichtung dient.

12 Chipkarte für kontaktbehafteten und kontaktlosen Zugriff auf einen in einem Chipmodul angeordneten Chip, wobei das Chipmodul derart in einer Ausneh¬ mung eines Kartenköφers angeordnet ist, daß äußere Kontaktflächen des Chip- moduls an der Oberfläche des Kartenkörpers angeordnet sind und innere Kon¬ taktflächen des Chipmoduls zur Ausbildung einer Transpondereinheit mit Leiter¬ enden einer im Kartenkörper angeordneten Spule verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Kartenköφer (81 ) eine Kontakteinrichtung (87) vorgesehen ist, auf deren Spulenkontaktflachen (94) Leiterenden (85) der Spule (84) kontaktiert sind und auf deren dem Chipmodul (91) zugewandten Chipkontaktflächen (95) die inneren Kontaktflächen (96) des Chipmoduls (91) kontaktiert sind, wobei die Kontaktie¬ rung der Leiterenden (85) in einem Umfangsbereich des Chipmoduls (91) vorge¬ sehen ist.

13 Chipkartenach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung einen Gehäuseteil (88) zur Aufnahme des Chipmo¬ duls (91) und Kontaktausleger (89) zur Kontaktierung der Leiterenden (85) auf¬ weist

14 Chipkartenach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktausleger (89) an ihren in den Gehäuseteil hineinragenden Kon- taktenden als Kontaktfeder (95) ausgebildet sind

15. Chipkarte nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Chipmodul (91 ) mittels Kleber im Gehäuseteil (88) fixiert ist.

16. Chipkartenach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung (87) Kontaktfedem (95) zur Kontaktierung des

Chipmoduls (91) aufweist.