DE19600388C2 - Chipkarte - Google Patents
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Abstract
Beschrieben ist eine mit Kontaktflächen behaftete Chipkarte (1), wobei die Kontaktflächen, die als Metallschicht mittels eines entsprechend ausgebildeten Stempels (2) unter dem Einfluß Druck und Wärme von einer Trägerfolie (3) abgelöst und auf die Kartenoberfläche unlösbar aufgebracht sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine kontaktbehaftete Chipkarte.
Eine solche Chipkarte weist elektrisch leitfähige
Kontaktflächen auf, die mit entsprechenden Anschlußpunkten des
IC-Bausteines (Chip) elektrisch leitend verbunden sind. Über
diese Kontaktflächen wird die Kommunikation des IC-Bausteines
mit entsprechenden Geräten (Chipkartenterminal) ermöglicht.
Herkömmliche kontaktbehaftete Chipkarten enthalten ein
Trägerelement für den IC-Baustein, ein sogenanntes Chipmodul.
Diese Chipmodule weisen auf ihrer Oberfläche metallische
Kontaktflächen auf, deren elektrische Verbindung zu den
Anschlüssen des Chips mittels Wire-Bond-Technik erreicht wird.
Dieses Chipmodul ist im Fertigungsprozeß einer Chipkarte ein
separates Bauteil, das in einer vorgefertigten Aussparung des
Chipkartenkörpers eingesetzt (implantiert) wird.
In der DE 39 17 707 A1 wird ein solches Chipmodul beschrieben,
wobei die Verbindung zwischen den Kontaktflächen(die aus
mehreren verschiedenen Metallschichten bestehen) und den
Anschlüssen des Chips durch die Flip-Chip-Kontaktierung
erreicht wird. Beide Techniken haben den Nachteil, daß die
elektrischen Verbindungen mechanisch nicht sehr belastbar
sind. Eine Chipkarte mit einem derartigen Chipmodul ist
relativ kostenintensiv in der Herstellung, was, da es sich
bei Chipkarten um ein Massenprodukt handelt, besonders
problematisch ist.
In der DE 38 77 550 T2 wird der Chip direkt in die Karte eingesetzt
und mit einem Harz umgossen; dann werden die metallischen
Kontakte auf die Oberfläche des Kartenkörpers übertragen. Die
metallischen Kontakte überdecken dann mit einem Teil auch den
Chip. Sie stehen dann in direkten Kontakt mit den
Anschlußpunkten des Chips und werden durch Löten miteinander
verbunden. Bei diesem Verfahren sind die Herstellungskosten
geringer als bei den oben beschriebenen aber weiterhin hat man
es mit einer geringen mechanischen Belastbarkeit der
Verbindungen zu tun.
Aus der EP 0 627 707 A1 ist eine kontaktbehaftete Chipkarte
bekannt, bei der die elektrisch leitfähigen Kontaktflächen auf
eine mit dem Chip verbundene Klebeschicht im Sieb- oder
Schablonendruck aufgebracht wird. Die Herstellung einer
derartigen Chipkarte erfordert nicht mehr das relativ teuere
Chipmodul, das als separates Bauteil sowohl den Chip als auch
die Kontaktflächen enthält. Problematisch hierbei ist jedoch
die Abriebfestigkeit der Kontaktflächen, die chemische
Beständigkeit gegenüber äußeren Einflüssen und der
Kontaktwiderstand zu entsprechenden Kontakten in einem
Chipkartenterminal.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Chipkarte, bei der die
metallischen Kontaktflächen direkt auf dem Kartenkörper
angeordnet sind, und der Chip selbst in die Karte implantiert
ist, eine Verbindung zwischen den metallischen Kontakten und
den elektrischen Anschlüssen des Chips zu schaffen, die
kostengünstig herzustellen, und die eine hohe mechanische
Belastbarkeit erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst. Die sich daran anschließenden
Unteransprüche enthalten vorteilhafte und förderliche
Ausgestaltungen der Erfindung.
An Hand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung
nachfolgend näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Teilbereich der Chipkarte
(1), der den IC-Baustein/Chip (12) und die Kontaktflächen (11)
enthält. Diese metallischen Kontaktflächen (11) sind im
Transferverfahren mittels eines Stempels (2) unter dem Einfluß
von Druck und Wärme von einer Trägerfolie (3) abgelöst und auf
die Kartenoberfläche unlösbar aufgebracht worden - vgl. Fig. 3.
Der IC-Baustein (12) mit seinen Anschlußpunkten (12A) ist in
einer Aussparung/Kavität (10A) des Kartenkörpers (10)
eingesetzt. Diese Kontaktflächen besitzen gegenüber den in der
EP 0 627 707 beschriebenen, im Sieb- oder Schablonendruck
aufgebrachten Kontaktflächen eine höhere Abriebfestigkeit und
eine bessere chemische Beständigkeit gegenüber
Umwelteinflüssen.
Die Verbindung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des Chips
(12) und den metallischen Kontaktflächen (11) ist nun
erfindungsgemäß durch im Sieb- oder Schablonendruck
aufgebrachtes, elektrisch leitfähiges Material (13A) gebildet.
Diese Art der Verbindung zwischen den Anschlußpunkten des IC-
Bausteins und den metallischen Kontaktflächen besitzt eine
wesentlich größere mechanische Belastbarkeit als eine
Lötverbindung wie in der DE 38 77 550 T2 beschrieben.
Die die Kontaktflächen (11) bildende und im Transferverfahren
abzulösende Metallschicht kann aus einer oder mehreren
Metallschichten bestehen. Eine mehrschichtige Kontaktfläche
(11) kann z. B. von einem Mehrschichtaufbau bestehend aus einer
Kupfer-, einer Nickel- und/oder einer Palladiumschicht gebildet
sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß
unter den Kontaktflächen (11) auf der Kartenoberfläche eine im
Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachte, elektrisch leitfähige
Grundschicht (15) aufgebracht ist, wobei die eigentlichen
Kontaktflächen (11) auf der Grundschicht (15) im
Transferverfahren aufgebracht sind. Die im Transferverfahren
aufgebrachten Kontaktflächen (11) weisen dabei eine höhere
Abriebfestigkeit, eine bessere chemische Beständigkeit und
einen besseren Kontaktwiderstand als die Grundschicht (15) auf -
vgl. Fig. 2.
Die Struktur des im Transferverfahrens verwendeten Stempels (2)
ist der Struktur der aufzubringenden Kontaktflächen (11)
entsprechend ausgebildet- siehe Fig. 4, 5 und 6. Bei dem in
Fig. 6 gezeigten Stempel (2) ist zusätzlich ein Stempel (2')
zum Einprägen einer Aussparung (10A, Kavität) für den Chip (12)
integriert.
Alternativ dazu ist es vorgesehen, einen Stempel (2) mit einer
planaren Stempelfläche (nicht dargestellt) zu verwenden, wobei
die abzulösende/aufzubringende Metallschicht entsprechend der
Struktur der Kontaktflächen vorstrukturiert ist.
Für einen zusätzlichen Schutz des IC-Bausteines (12) und der
Kontaktflächen (11) ist - wie in Fig. 1 gezeigt - in einer
Ausführungsform über dem IC-Baustein (12) und über einem
Teilbereich der Kontaktflächen (11) eine nichtleitende
Schutzschicht (14) aufgebracht. Die in Fig. 2 gezeigte
Schutzschicht (14) erstreckt sich über einen größeren Bereich,
wobei in der Schutzschicht (14) mindestens Normkontaktflächen
ausgespart sind.
In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, um eine gute
Haftung sich zwischen den metallischen Kontaktflächen (11) und
der Kartenoberfläche zu bewirken, ist in vorteilhafter Weise
eine dünne Klebeschicht (11A) als Haftvermittler angeordnet.
Außerdem ist es vorgesehen die Oberfläche des Kartenmaterials
für eine optimale Haftung der Kontaktflächen (11) speziell
auszubilden.
Die Trägerfolie (3), auf der sich die abzulösende/
aufzubringende Metallschicht (11) befindet, wird im
Chipkartenherstellungsprozeß im Rolle-Rolle-Verfahren
weitertransportiert.
Bei dem Kartenkörper kann es sich sowohl um eine im
Spritzgußverfahren einstückig hergestellte Karte als auch um
eine aus mehreren Schichten bestehende, laminierte Karte
handeln.
In einer Variante ist es vorgesehen, daß im Kartenkörper eine
vorgefertigte (z. B. ausgefräste) Aussparung/Kavaität (10A) für
den Chip (12) vorgesehen ist. Alternativ wird die Kavität (10A)
mittels eines Heizstempels (2') eingeprägt. Wenn - wie in Fig. 6
dargestellt - dieser Stempel (2') zum Einprägen der Kavität
(10A) in dem Stempel (2) für das Transferverfahren integriert
ist, ist es möglich in einem Schritt die Kontaktflächen (11)
auf die Kartenoberfläche aufzubringen und gleichzeitig die
Kavität (10A) zur Aufnahme des Chips (12) einzuprägen.
Anschließend wird der Chip (12) in die Karte (10) implantiert,
die leitende Verbindung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des
Chips und den Kontaktflächen (11) hergestellt und eventuell
eine Schutzschicht (14) aufgebracht.
Claims (11)
1. Chipkarte mit, auf der Oberfläche des Kartenkörpers
angebrachten, elektrisch leitfähigen, metallischen
Kontaktflächen, welche mit entsprechenden Anschlußpunkten
eines im Kartenkörper direkt eingesetzten IC-Bausteines
(Kartenchip) elektrisch leitend verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die metallischen Kontaktflächen mit den
Anschlußpunkten des IC-Bausteines durch ein im Sieb- oder
Schablonendruck aufgebrachtes Material elektrisch leitend
verbunden sind.
2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter
den Kontaktflächen (11) auf der Kartenoberfläche eine im
Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachte, elektrisch
leitfähige Grundschicht (15) aufgebracht ist, wobei die
darüber angeordneten Kontaktflächen (11) eine höhere
Abriebfestigkeit, eine bessere chemische Beständigkeit
und/oder einen besseren Kontaktwiderstand als die
Grundschicht (15) aufweisen.
3. Chipkarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Kontaktflächen (11) bildende Metallschicht aus
mindestens zwei Schichten besteht.
4. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende
Metallschicht eine Kupfer-, eine Nickel- und eine Goldschicht
aufweist.
5. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende
Metallschicht eine Kupfer-, eine Nickel- und eine
Silberschicht aufweist.
6. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende
Metallschicht eine Kupfer-, eine Nickel- und eine
Palladiumschicht aufweist.
7. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Kartenoberfläche und den
Kontaktflächen (11) eine Klebeschicht (11A) und/oder ein
Haftvermittler angeordnet ist.
8. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (12) in einer
vorgefertigten Aussparung (10A) des Kartenkörpers (10)
eingesetzt ist.
9. Chipkarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der IC-Baustein (12) unter dem Einfluß von Temperatur und
Druck in den Kartenkörper (10) hineingepreßt ist.
10. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest über dem IC-Baustein (12) und
der Verbindung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des IC-
Bausteins (12) und den Kontaktflächen (11) eine nichtleitende
Schutzschicht (14) aufgebracht ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen auf der
Kartenoberfläche mit den Anschlußstellen des IC-Bausteins im
Sieb- oder Schablonendruckverfahren mit einem elektrisch
leitfähigen Material verbunden werden.
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