DE10148525B4 - Chip card and a method for producing such a chip card - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte bestehend aus einem Chipkartenkörper mit einer Leiterbahn in Form einer Spule, bei dem in ein Spritzgusswerkzeug (10) mit einer Spritzseite (12) sowie einer Schliessseite (13) und mit je Seite (12, 13) mindestens zwei Formnestern (A und B) ein bedrucktes rückseitiges Label (4) in das Formnest (A) eingelegt und anschliessend mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest (A) fixiert wird, und dass nach dem Schliessen des Spritzgusswerkzeuges (10) ein elektrisch leitfähiges Metallpulver zur Herstellung einer Spule eingespritzt wird, wobei dem Metallpulver ein flüssiges, lösemittelfreies und elektrisch leitfähiges Bindemittel mit geringer Verdampfungsneigung beigemischt ist, wobei das Bindemittel Bestandteil eines Transponders der Chipkarte ist.Method for producing a chip card consisting of a chip card body with a conductor track in the form of a coil, in which at least two mold cavities (12) have an injection mold (10) with an injection side (12) and a closing side (13) and with each side (12, 13) A and B) a printed back label (4) in the mold cavity (A) is inserted and then fixed by means of vacuum or electrostatic charge in the mold cavity (A), and that after the closing of the injection molding tool (10) an electrically conductive metal powder for the production a coil is injected, wherein the metal powder, a liquid, solvent-free and electrically conductive binder is admixed with low tendency to vaporize, wherein the binder is part of a transponder of the chip card.

Figure DE000010148525B4_0001
Figure DE000010148525B4_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Chipkarte sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Chipkarte.The invention relates to a chip card and a method for producing such a chip card.

Chipkarten, die allgemein auch als Datenkarten oder häufig als SmardCards bezeichnet werden, sind in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen im Einsatz. Es sind passive Chipkarten, das heißt Chipkarten mit einem Lesespeicher (ROM, EPROM oder ähnliche Speicher) und auch aktive Chipkarten in Form einer Prozessorkarte, die beispielsweise kartenintern Daten verarbeiten kann, bekannt.Chip cards, which are generally referred to as data cards or often as SmardCards, are used in a wide variety of applications. They are passive chip cards, that is to say chip cards with a read-only memory (ROM, EPROM or similar memory) and also active chip cards in the form of a processor card, which can, for example, process card-internal data.

Chipkarten werden als Telefonkarten und ebenso als Kredit- oder Bankkarten genutzt oder finden zur Zugangskennung in Unternehmen oder anderen abgesicherten Bereichen Anwendung. Für die Herstellung sowie zur Einhaltung einheitlicher Größen des Chipkartenkörpers sowie der Einbringung von internen Verschaltungen gibt es anerkannte Chipkartenstandards.Smart cards are used as phone cards as well as credit or debit cards or are used for access identification in companies or other secure areas. There are recognized chip card standards for the production and maintenance of uniform sizes of the chip card body as well as the introduction of internal interconnections.

Es ist bekannt, derartige Chipkarten beispielsweise mit optischen und/oder elektrischen Schaltelementen, mit Displays, Batterien und anderen elektronischen Schaltelementen zu versehen. Eine mögliche Verschaltung oder die Speicherung von Daten kann ein Chipmodul übernehmen. Darüber hinaus sind laminierbare Trägerfolien mit einer internen Verschaltung bekannt, die auf den Chipkartenkörper aufgebracht beziehungsweise in diesen eingebettet werden können.It is known to provide such smart cards, for example, with optical and / or electrical switching elements, with displays, batteries and other electronic switching elements. A possible interconnection or the storage of data can take over a chip module. In addition, laminatable carrier films with an internal interconnection are known, which can be applied to the chip card body or embedded in it.

Es ist allgemein im Stand der Technik bekannt, den Chipkartenkörper mittels eines Spritzgussverfahrens herzustellen. Die auf den Chipkartenkörper aufgebrachte bzw. in den Chipkartenkörper integrierte Spule oder Antenne kann bislang beispielsweise erzeugt werden, indem zunächst eine Kunststofffolie mit einem elektrisch leitfähigen Material, das vorzugsweise Metall ist, vollflächig beschichtet wird. In einem sich anschließenden Verfahrensschritt wird das überschüssige Material weggeätzt, sodass eine Spule mit den zur Kontaktierung benötigten Anschlussflächen auf der Kunststofffolie übrig bleibt.It is generally known in the art to fabricate the smart card body by an injection molding process. The coil or antenna applied to the chip card body or integrated into the chip card body can hitherto be produced, for example, by first coating a plastic film with an electrically conductive material, which is preferably metal, over its entire surface. In a subsequent process step, the excess material is etched away, leaving a coil with the contact surfaces required for contacting surfaces on the plastic film.

Ferner ist es bekannt, eine Spule durch Abwickeln eines Metalldrahtes zu erzeugen oder eine elektrisch leitende Schicht beispielsweise im Siebdruckverfahren mittels eines elektrisch leitenden Klebers auf die Chipkartenkörperoberfläche aufzudrucken. Darüber hinaus kann die Spule aus einer Metallfolie herausgestanzt werden. Auch Spulen für Chipkarten, die mittels eines Heißprägeverfahrens erzeugt werden, sind bekannt. Dabei wird die Spule unmittelbar auf oder in die Chipkartenoberfläche geprägt.Further, it is known to produce a coil by unwinding a metal wire or to print an electrically conductive layer, for example by screen printing by means of an electrically conductive adhesive on the chip card body surface. In addition, the coil can be punched out of a metal foil. Coils for chip cards, which are produced by means of a hot embossing process, are also known. The coil is embossed directly on or into the chip card surface.

All diesen Verfahren ist gemein, dass sie fertigungstechnisch aufwendig und damit kostenintensiv sind. Das beschriebene Ätzverfahren der Spule ist darüber hinaus wegen seiner gesundheits- und umweltschädigenden Wirkungen nachteilig. Da eine einmal auf die Kunststofffolie aufgebrachte Spule Bestandteil einer Chipkarte sein soll, muss die Kunststofffolie normalerweise in einem weiteren Verfahrensschritt mit dem Chipkartenkörper verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Laminieren mit anderen Folien geschehen oder auch durch Hinterspritzen mit Kunststoffmaterial in einer Spritzgussmaschine erfolgen. Bis zur Fertigstellung der bekannten Chipkarten sind daher mehrere aufeinander folgende Arbeitsgänge erforderlich.All these methods have in common that they are technically complex and therefore expensive. The described etching process of the coil is also disadvantageous because of its health and environmental damaging effects. Since a once applied to the plastic film coil should be part of a smart card, the plastic film must normally be connected in a further process step with the chip card body. This can be done for example by lamination with other films or done by injection molding with plastic material in an injection molding machine. Until completion of the known smart cards therefore several successive operations are required.

Aus DE 4416 697 A1 ist ein Datenträger bekannt, umfassend einen Kartenkörper, einen integrierten Schaltkreis, der elektrisch leitend über Kontaktelemente mit wenigstens einer Spule verbunden ist. Die Spule ist auf einem in an sich bekannter Weise aus einer oder mehreren Schichten aufgebauten Kartenkörper angeordnet.Out DE 4416 697 A1 a data carrier is known comprising a card body, an integrated circuit, which is electrically connected via contact elements with at least one coil. The coil is arranged in a manner known per se from one or more layers of card body.

Aus GB 2 212 333 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Multi-Schichten-Schaltkreises bekannt. Der Multi-Schichten-Schaltkreis wird aus geschichteten und miteinander verbundenen Mehrzahl von Substraten gebildet.Out GB 2 212 333 A For example, a method of fabricating a multi-layer circuit is known. The multi-layer circuit is formed of layered and interconnected plurality of substrates.

Aus DE 690 04 031 T2 sind ein Verfahren zum Herstellen von Kartenkörpern und Karten mit graphischen Elementen und so erhaltenen Karten bekannt.Out DE 690 04 031 T2 For example, a method for producing card bodies and cards with graphic elements and cards thus obtained are known.

Aus DE 198 47 088 A1 ist ein flächig ausgebildeter Träger bekannt, der aus einem flexiblen, dielektrischen Material besteht und auf dem mindestens ein Halbleiter-Chip mit einer Leiterbahnstruktur, insbesondere zur kontaktlosen Datenübertragung aufgebracht ist. Ferner ist gemäß DE 198 47 088 A1 ein Verfahren zur Herstellung des Trägers und dessen Verwendung bekannt. Die Leiterstruktur wird unmittelbar auf den Träger aufgedruckt.Out DE 198 47 088 A1 a flat trained carrier is known, which consists of a flexible, dielectric material and on which at least one semiconductor chip with a conductor track structure, in particular for contactless data transmission is applied. Furthermore, DE 198 47 088 A1 discloses a process for the preparation of the carrier and its use. The conductor structure is printed directly on the carrier.

Aus EP 0 822 512 A2 ist eine Kontaktlose Chipkarte mit einem Kartenkörper sowie einem Chipmodul und einer Spule, die in den Kartenkörper eingebracht sind, bekannt, wobei zumindest der von der Spule umschlossene Teil des Kartenkörpers zumindest abschnittsweise mit magnetisierbaren Partikeln, vorzugsweise Ferritpartikeln, angereichert ist.Out EP 0 822 512 A2 is a contactless chip card with a card body and a chip module and a coil, which are introduced into the card body, known, wherein at least the coil of the part of the card body is at least partially enriched with magnetizable particles, preferably ferrite particles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte zu entwickeln, die in ihrem fertigungstechnischen Herstellungsaufwand insgesamt vereinfacht ist und damit kostengünstig hergestellt werden kann. Darüber hinaus soll eine nach dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren hergestellte Chipkarte zur Verfügung gestellt werden.The invention is based on the object to develop a method for producing a smart card, which is generally simplified in their production manufacturing cost and thus can be produced inexpensively. In addition to a according to the invention Manufacturing process produced chip card can be provided.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.The invention solves this problem with the features of the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich an die unabhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims subsequent to the independent claims.

Das vorgestellte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte bestehend aus einem Chipkartenkörper mit einer Leiterbahn in Form einer Spule ist durch wenige, fertigungstechnisch nicht sehr aufwendige und damit kostengünstige Herstellungsschritte realisierbar.The proposed inventive method for producing a chip card consisting of a chip card body with a conductor track in the form of a coil can be realized by a few, manufacturing technology not very expensive and therefore cost-effective manufacturing steps.

Erforderlich ist ein Spritzgusswerkzeug, welches wenigstens aus einer Spritzseite und einer Schließseite mit jeweils mindestens zwei darin vorhandenen Formnestern besteht. Die Schließseite des Spritzgusswerkzeuges sollte zumindest in einer Ebene drehbar ausgeführt sein.Required is an injection molding tool, which consists of at least one injection side and a closing side, each with at least two existing mold cavities. The closing side of the injection molding tool should be designed to be rotatable at least in one plane.

In ein erstes Formnest wird zunächst ein bedrucktes, rückseitiges Label eingelegt. Anschließend wird dieses Label mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest fixiert. Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die Ausbildung der konkreten Spulenform durch eine Negativform der späteren Spule möglich. Nach dem Schließen des Spritzgusswerkzeuges ist das elektrisch leitfähige Metallpulver zur Erzeugung der Spule einspritzbar.In a first mold nest first a printed, back label is inserted. Subsequently, this label is fixed by means of vacuum or electrostatic charging in the mold cavity. According to one embodiment of the invention, the formation of the specific coil shape by a negative mold of the later coil is possible. After closing the injection molding tool, the electrically conductive metal powder for generating the coil can be injected.

Für die Formgebung des Materials mittels Spritzgussverfahren wird ein Bindemittel benötigt. Dieses erfüllt gewissermaßen die Funktion eines Gleitmittels im Pulver, sodass dessen Fließverhalten insgesamt begünstigt ist.For the molding of the material by injection molding a binder is needed. This effectively fulfills the function of a lubricant in the powder, so that its flow behavior is favored overall.

Das ursprünglich dem Metallpulvergemisch beigefügte Bindemittel wird bei bekannten Sinterverfahren bislang nach der Formgebung des Materials mittels einer Temperaturerhöhung aus dem vorliegenden Formteil, welches auch als Grünling bezeichnet wird, entfernt. Dieser Schritt ist vor einem Sintervorgang, der auch als Brennung bezeichnet wird, notwendig, damit das herzustellende Bauteil gegen mechanische Belastungen widerstandsfähig wird.The binder originally added to the metal powder mixture has hitherto been removed in known sintering processes after the shaping of the material by means of a temperature increase from the present molded part, which is also referred to as green compact. This step is necessary before a sintering process, which is also referred to as combustion, so that the component to be manufactured is resistant to mechanical stress.

Da für die Chipkarten Transponder zum Einsatz kommen, sind weniger die mechanischen Belastungen relevant, als dies bei üblichen Sintermetallbauteilen der Fall ist. Für die Chipkarten stehen eher elektrische Eigenschaften im Mittelpunkt.Since transponders are used for the chip cards, the mechanical loads are less relevant than is the case with conventional sintered metal components. For the smart cards are more electrical properties in the center.

Daher wird dem Metallpulver ein elektrisch leitfähiges, flüssiges sowie lösemittelfreies Bindemittel beigemengt. Die sich ansonsten anschließende und erforderlich werdende Entfernung des Bindemittels kann damit entfallen. Das Bindemittel bildet somit einen Bestandteil des Transponders und ermöglicht als solcher sogar eine positive Beeinflussung der Biege- und Torsionswechselfestigkeit der Spule.Therefore, an electrically conductive, liquid and solvent-free binder is added to the metal powder. The otherwise subsequent and becoming necessary removal of the binder can be dispensed with. The binder thus forms part of the transponder and as such even allows a positive influence on the bending and Torsionswechselfestigkeit the coil.

Dementsprechend wird bei der Auswahl des elektrisch leitfähigen, flüssigen sowie lösemittelfreien Bindemittels darauf geachtet, dass dieses eine geringe Verdampfungsneigung aufweist, denn ansonsten würde die positive Beeinflussung der Spuleneigenschaften, wie zuvor ausgeführt, nicht erreicht werden können.Accordingly, care is taken in the selection of the electrically conductive, liquid and solvent-free binder that this has a low tendency to evaporate, otherwise the positive effect on the coil properties, as stated above, could not be achieved.

Das so erzeugte Zwischenprodukt aus Kunststofffolie und Spule kann nunmehr in den Chipkartenkörper eingebettet werden, was vorzugsweise wiederum durch Spritzgießen erfolgt und erfindungsgemäß mit demselben Spritzgusswerkzeug realisierbar ist.The intermediate product of plastic film and coil thus produced can now be embedded in the chip card body, which is preferably again by injection molding and according to the invention with the same injection molding tool can be realized.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Hinterspritzung des vorderseitigen Labels die Kavität in einer Art und Weise ausgeformt, dass die Anschlusskontakte für die spätere Kontaktierung eines Chipmoduls oder eines Schaltelements der Chipkarte frei liegen.According to a further embodiment of this method according to the invention, the cavity is formed in a manner during the back-injection of the front-side label in such a way that the connection contacts for the subsequent contacting of a chip module or a switching element of the chip card are exposed.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte ist darin zu sehen, dass unter Anwendung des Spritzprägens in ein Spritzprägewerkzeug mit einer Spritzseite sowie einer Schließseite und mit je Seite zwei Formnestern ein bedruckter rückseitiger Label in das Formnest eingelegt und anschließend mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest fixiert wird, um nach Schließen des Spritzprägewerkzeuges das elektrisch leitfähige verflüssigte Metallpulver einspritzen zu können.Another method for producing a smart card is to be seen in that inserted using the injection-compression molding in an injection compression mold with a spray side and a closing side and two side mold cavities with a printed label on the back in the mold cavity and then by means of vacuum or electrostatic charge in the mold cavity is fixed in order to inject the electrically conductive liquefied metal powder after closing the injection compression tool can.

Dabei wird dem Metallpulver ein elektrisch leitfähiges, flüssiges sowie lösemittelfreies Bindemittel beigemengt, welches somit einen Bestandteil des Transponders bildet.In this case, an electrically conductive, liquid and solvent-free binder is added to the metal powder, which thus forms a part of the transponder.

Innerhalb des Spritzprägewerkzeuges wird nach einer Ausführungsform erst nach dessen Befüllung mit dem flüssigen Gemisch aus Metallpulver und Bindemittel durch mindestens eine verschiebbare Werkzeugkavität ein Druck aufgebaut.According to one embodiment, pressure is built up within the injection compression tool only after it has been filled with the liquid mixture of metal powder and binder by at least one displaceable tool cavity.

Durch das Verfahren des Spritzprägens wird die Spule während der Fertigung in nur sehr geringem Maße mechanisch belastet, was fertigungstechnisch vorteilhaft ist und die Ausschussquote insgesamt reduziert, weshalb das Verfahren sehr wirtschaftlich ist.By the method of injection compression molding, the coil is subjected to mechanical stress only to a very limited degree during production, which is advantageous in terms of production engineering and reduces the overall reject rate, which is why the process is very economical.

Da es in zunehmendem Maße möglich wird, auch Materialien im Spritzgussverfahren zu verarbeiten, die bislang nicht aus einer Schmelze heraus in eine Form gebracht werden konnten, wie dies zum Beispiel bei Keramiken der Fall ist, ist es gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung nunmehr möglich, eine Chipkarte, mit einer Spule zu versehen, die im Pulver-Spritzgussverfahren oder im Pulver-Spritzprägeverfahren hergestellt ist. Als elektrisch leitfähiges Material kann dabei Metallpulver Verwendung finden.As it becomes increasingly possible to use injection molded materials too process that could not previously be brought out of a melt into a mold, as is the case for example with ceramics, it is now possible, according to a further inventive solution, to provide a chip card, with a coil, the powder injection molding process or produced by the powder injection-compression molding process. In this case, metal powder can be used as electrically conductive material.

Gemäß einer Ausgestaltung dieser Erfindung kann das Metallpulver aus Metallgemischen bestehen.According to one embodiment of this invention, the metal powder may consist of metal mixtures.

An sich sind derartigen Metallgemischen häufig schmelzmetallurgische Formgebungen verwehrt, weil sie sich in geschmolzenem Zustand nicht miteinander vermischen lassen. Dieses Problem stellt sich bei Metallpulvern nicht, da sich die ursprünglich eine feste Konsistenz aufweisenden Pulver sehr gut vermengen lassen.By itself, such metal mixtures are often denied melt metallurgical shapes because they can not be mixed together in the molten state. This problem does not arise with metal powders, since the originally having a solid consistency powders can mix very well.

Besonders geeignet für das Pulver-Spritzgussverfahren mittels elektrisch leitfähiger Metallpulver ist insbesondere ein Metallpulver, welches eine globulare Struktur aufweist. Damit wird eine sehr gute Fließfähigkeit für die Spritzgussverarbeitung gewährleistet.Particularly suitable for the powder injection molding process by means of electrically conductive metal powder is in particular a metal powder which has a globular structure. This ensures a very good flowability for injection molding.

Zur Verarbeitung der Metallpulver im Pulver-Spritzgussverfahren sollte eine Temperatur zwischen 120° Celsius und 170° Celsius eingehalten werden. Die Temperatur des Spritzgusswerkzeuges sollte vorteilhaft zwischen 40° und 50° Celsius liegen. Diese Temperaturwertebereiche gestatten eine gemeinsame Verarbeitung der Metallpulver mit Kunststoffen, ohne das eine Zerstörung der empfindlicheren Kunststoffe erfolgt.To process the metal powders by powder injection molding, a temperature between 120 ° Celsius and 170 ° Celsius should be maintained. The temperature of the injection molding tool should advantageously be between 40 ° and 50 ° Celsius. These ranges of temperature allow a common processing of the metal powder with plastics, without destruction of the more sensitive plastics.

Demgemäß kann entsprechend der vorliegenden Erfindung eine kombinierte Verarbeitung von Metallen und Kunststoffen in einem Arbeitsgang erfolgen oder ein Metall auf einen Kunststoff aufgebracht werden bzw. umgekehrt. Somit sind die erfindungsgemäßen Chipkarten, welche eine Spule aufweisen, mit so genannten Compoundwerkstoffen erzeugbar.Accordingly, according to the present invention, a combined processing of metals and plastics can be done in one operation or a metal can be applied to a plastic or vice versa. Thus, the chip cards according to the invention, which have a coil, can be produced with so-called compound materials.

Gemein ist den erfindungsgemäßen Lösungen, dass die Spule auf einem Kunststofflabel oder einer Kunststofffolie aufgebracht ist. Je nach Anforderungen an die Karte kann die Spule dabei in den Chipkartenkörper integriert oder auf den Chipkartenkörper aufgebracht sein.Common to the solutions according to the invention that the coil is applied to a plastic label or a plastic film. Depending on the requirements of the card, the coil can be integrated into the chip card body or applied to the chip card body.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Chipkarte aus wenigstens drei Schichten, wobei ein zwischen einem rückseitigen Label und einem vorderseitigem Label angeordneter Zwischenlabel die Spule aufnimmt und eine Kavität zur Aufnahme eines Chipmoduls aufweist.According to a further embodiment of the invention, the chip card consists of at least three layers, wherein an intermediate label arranged between a rear-side label and a front-side label accommodates the coil and has a cavity for accommodating a chip module.

Diese dreischichtige Anordnung der erfindungsgemäßen Chipkarte ist deshalb von Vorteil, weil auf diese Weise bei der Herstellung der Chipkarte im Spritzgussverfahren gleichzeitig die Modulkavität in den oder die Label eingeformt werden kann.This three-layer arrangement of the chip card according to the invention is advantageous because in this way in the manufacture of the chip card in the injection molding process at the same time the module cavity can be molded into the label or the label.

Zur Vereinfachung der Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte sollte auch die Kontaktierung der Spule oder Antenne mit eventuell in die Karte zu integrierenden Chipmodulen oder Schaltelementen berücksichtigt werden. Dies erfolgt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch, dass die Spule zumindest eine Erhöhung aufweist. Diese Erhöhung der Spule sollte vorteilhafter Weise bis in die in einer Ebene oberhalb der Spule angeordnete Kavität hineinreichen und somit einen Anschlusskontakt für den Chipmodul bilden.To simplify the production of a chip card according to the invention, the contacting of the coil or antenna with any chip modules or switching elements that may be integrated into the card should also be taken into account. This is done according to an advantageous development in that the coil has at least one increase. This increase in the coil should advantageously extend into the cavity arranged in a plane above the coil and thus form a connection contact for the chip module.

Die Fertigstellung der erfindungsgemäßen Chipkarte ist damit denkbar einfach geworden. Nach der Beendigung des Spritzgussverfahrens, mittels welchem sowohl die Chipkarte als auch die Spule erzeugt wird, muss lediglich noch für eine Kontaktierung der hervorstehenden Erhebungen mit dem in die Chipkarte zu integrierenden Chipmodul oder Schaltelement gesorgt werden.The completion of the chip card according to the invention has thus become very simple. After completion of the injection molding process, by means of which both the chip card and the coil is generated, care must be taken only for contacting the protruding elevations with the chip module or switching element to be integrated into the chip card.

Wie aus den Eingangsausführungen bereits entnehmbar ist, wird eine erfindungsgemäße Chipkarte vorzugsweise im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, insbesondere jedoch in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt und dabei auch die Spule bzw. Antenne erzeugt.As can already be seen from the input embodiments, a chip card according to the invention is preferably produced in a multi-component injection molding process, but in particular in a two-component injection molding process, and thereby also the coil or antenna is produced.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Chipkarte, welche nach einem obig beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.In another aspect, the present invention relates to a smart card manufactured by a method as described above.

Insgesamt wird mit der vorliegenden Erfindung sowohl eine neuartig hergestellte Chipkarte als auch ein Verfahren zur Erzeugung einer derartigen Chipkarte bereitgestellt, das eine Vereinfachung der Fertigungstiefe in bislang nicht bekanntem Ausmaß bereitstellt. Mit nur wenigen aufeinander folgenden Verfahrensschritten kann sowohl die Chipkarte als solche, als auch die darauf bzw. darin eingeordnete Spule mittels Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Erfindung geht auch insofern vollkommen neue Wege, als es hierdurch erstmals möglich wird, Werkstoffe miteinander zu verbinden, die bislang eine getrennte Verarbeitung bzw. eine nachfolgende, sehr aufwendige Verbindung erforderten. So wird eine Möglichkeit bereitgestellt, Metalle und Kunststoffe zur Herstellung einer Chipkarte miteinander zu verbinden, was ebenfalls insgesamt im Spritzgussverfahren erfolgt.Overall, the present invention provides both a chip card which has been produced in a novel manner and a method for producing such a chip card, which provides a simplification of the depth of vertical integration to a hitherto unknown extent. With only a few successive process steps, both the chip card as such and the coil arranged thereon or in it can be produced by means of injection molding. The invention also goes completely new ways insofar as it makes it possible for the first time to connect materials together that previously required separate processing or a subsequent, very complex connection. Thus, a possibility is provided to connect metals and plastics for producing a chip card with each other, which also takes place overall by injection molding.

Eine erfindungsgemäße Chipkarte sowie die zu ihrer Herstellung erforderlichen Verfahrensschritte werden schematisch vereinfacht in den nachfolgenden Zeichnungen näher beschrieben. A chip card according to the invention and the process steps required for its production are described schematically in more detail in the following drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine Draufsicht auf eine Kunststofffolie mit darauf aufgebrachter Spule. 1 a plan view of a plastic film with coil applied thereto.

2 einen Schnittverlauf II-II gemäß 1. 2 a cutting course II-II according to 1 ,

3 eine Draufsicht auf eine fertig gestellte, die Spule integrierende erfindungsgemäße Chipkarte. 3 a plan view of a finished, integrating the coil inventive chip card.

4 den Schnittverlauf IV-IV aus 3. 4 the intersection IV-IV off 3 ,

5 die Schließseite eines Spritzgusswerkzeuges zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte. 5 the closing side of an injection molding tool for producing a chip card according to the invention.

6 die Spritzseite eines Spritzgusswerkzeuges zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte. 6 the injection side of an injection molding tool for producing a chip card according to the invention.

7 die Schließseite eines Spritzgusswerkzeuges mit einer darin befindlichen Spule sowie einem Chipkartenkörper und 7 the closing side of an injection molding tool with a coil therein and a chip card body and

8 die Schließseite eines Spritzgusswerkzeuges im Vergleich zu der 7 um 180° in einer horizontalen Ebene gedreht, jedoch ohne Chipkartenkörper. 8th the closing side of an injection molding tool compared to the 7 rotated by 180 ° in a horizontal plane, but without chip card body.

In der 1 sowie im Schnitt in der 2 ist vereinfacht ein Zwischenprodukt 2 einer erfindungsgemäßen Chipkarte dargestellt. Dieses besteht aus einer Kunststofffolie, die ein unteres Label 4 bildet und auf dieses mittels eines Spritzgussverfahrens eine Spule 1 aus elektrisch leitfähigem, thermoplastischem Kunststoff aufgebracht ist.In the 1 as well as on average in the 2 is simply an intermediate product 2 a smart card according to the invention shown. This consists of a plastic film, which is a lower label 4 forms and on this means of an injection molding a coil 1 made of electrically conductive, thermoplastic material is applied.

Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung der 2 entnehmbar ist, kann während des Spritzgießens der Spule 1 eine Erhöhung 9 zur späteren Bildung eines Anschlusskontaktes zur Kontaktierung der Spule mit einem Chipmodul 8 bzw. einem ähnlichen Schaltelement der Chipkarte angeformt werden. Das Zwischenprodukt 2 mit der darauf aufgebrachten Spule 1 wird in einem weiteren Fertigungsschritt vollständig in den Chipkartenkörper 3 integriert, wie dies anschaulich aus der Darstellung in 3 hervorgeht.As in particular from the sectional view of 2 can be removed during injection molding of the coil 1 an increase 9 for later formation of a connection contact for contacting the coil with a chip module 8th or a similar switching element of the chip card are formed. The intermediate 2 with the coil applied to it 1 is completely in a further manufacturing step in the smart card body 3 integrated, as is evident from the presentation in 3 evident.

Die 4 zeigt darüber hinaus den möglichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Chipkarte. Diese besteht aus einem unteren Label 4, das in Form einer Kunststofffolie die Spule 1 trägt, sowie einem darüber angeordneten oberen Label 5 und einem zwischen den beiden eingebrachten Zwischenlabel 6. In dem vorderseitigen Label 5 ist eine Öffnung vorhanden und in dem Zwischenlabel 6 ist eine Kavität 7 zur späteren Aufnahme eines Chipmoduls 8 eingebracht. Diese Kavität 7 wird während des Spritzgießens der Chipkarte erzeugt. Die Anschlusskontakte 9 sind in Form einer Erhöhung an der Spule ausgebildet. Sie reichen bis in die Kavität 7, also in eine Ebene oberhalb der Spulenebene hinein.The 4 moreover shows the possible structure of a chip card according to the invention. This consists of a lower label 4 , in the form of a plastic film, the coil 1 carries, as well as an upper label arranged above 5 and a between the two introduced intermediate label 6 , In the front label 5 there is an opening and in the intermediate label 6 is a cavity 7 for later inclusion of a chip module 8th brought in. This cavity 7 is generated during the injection molding of the chip card. The connection contacts 9 are formed in the form of an increase on the coil. They reach into the cavity 7 , ie in a plane above the coil level.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren soll nachfolgend anhand der Figurendarstellungen 5 bis 8 veranschaulicht werden. Zur Fertigung eines Chipkartenköpers kommt ein Mehrkomponentenspritzgussverfahren zum Einsatz, wobei vorliegend zwei Materialien benötigt werden. Jedes dieser Materialien wird in einem separaten Zylinder der Spritzgussmaschine verarbeitet. Die Chipkarte wird in zwei Spritzguss-Verfahrensschritten hergestellt.The manufacturing method according to the invention will be described below with reference to the figure representations 5 to 8th be illustrated. To produce a chip card body, a multicomponent injection molding process is used, two materials being required in the present case. Each of these materials is processed in a separate cylinder of the injection molding machine. The chip card is produced in two injection molding process steps.

In 5 ist die in einer vorzugsweise horizontalen Ebene drehbare Schließseite 13 eines insgesamt mit 10 bezeichneten Spritzgusswerkzeuges für ein Zweikomponentenspritzgussverfahren gezeigt. In das mit A bezeichnete erste Formnest wird zunächst ein bedrucktes Label 4 eingelegt, das später das rückseitige Label 4 der Chipkarte bildet. Dieses rückseitige Label 4 wird darauf folgend mittels eines Vakuumverfahrens oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest A fixiert. Nach dem Schließen des Werkzeuges ist es nunmehr möglich, in das Formnest A ein elektrisch leitfähiges Material einzuspritzen. Dieses ist im vorliegenden Fall elektrisch leitfähiger thermoplastischer Kunststoff.In 5 is the closing side rotatable in a preferably horizontal plane 13 a total with 10 designated injection molding tool for a two-component injection molding process. In the designated first A form nest first a printed label 4 inserted, later the back label 4 the chip card forms. This back label 4 is subsequently fixed in the mold cavity A by means of a vacuum process or electrostatic charging. After closing the tool, it is now possible to inject into the mold cavity A an electrically conductive material. This is in the present case electrically conductive thermoplastic.

Wie aus der 6 entnehmbar ist, weist die Spritzseite 12 des Spritzgusswerkzeuges 10 hierzu die Negativform 11 der Spule 1 auf. Diese bildet durch Einspritzen des verflüssigten Kunststoffes somit später die Spule 1 der Chipkarte.Like from the 6 is removable, the injection side points 12 of the injection molding tool 10 this the negative form 11 the coil 1 on. This forms by injecting the liquefied plastic thus later the coil 1 the chip card.

Die Darstellung in 7 zeigt im Formnest A ein Zwischenprodukt 2, bestehend aus dem Label 4 und der darauf aufgespritzten Spule 1 zur Weiterverarbeitung und einen bereits fertig gestellten Chipkartenkörper 3 in Formnest B. Dieses Bild ergäbe sich nach Öffnung der Spritzseite 12, wie sie in 6 gezeigt ist und der zugehörigen Schließseite 13, wie sie in 5 dargestelllt ist.The representation in 7 shows in Formnest A an intermediate 2 , consisting of the label 4 and the spool sprayed on it 1 for further processing and an already finished chip card body 3 in Formnest B. This image would result after opening the injection side 12 as they are in 6 is shown and the associated closing side 13 as they are in 5 is dargestelllt.

Zur Weiterverarbeitung der in Formnest A befindlichen Spule 1 wird die Schließseite 13 des Spritzgusswerkzeuges 10, wie durch den Pfeil in 7 veranschaulicht, um 180° in einer horizontalen Ebene gedreht, sodass sich die im Formnest A befindliche Spule, wie in 8 erkennbar, auf der gegenüberliegenden Seite des Spritzgusswerkzeuges befindet.For further processing of the coil located in Formnest A 1 will be the closing side 13 of the injection molding tool 10 as indicated by the arrow in 7 illustrated rotated by 180 ° in a horizontal plane, so that the coil located in the mold cavity A, as in 8th recognizable, located on the opposite side of the injection molding tool.

Der in 7 in dem zweiten, mit B bezeichneten Formnest befindliche, bereits fertig gestellte Chipkartenkörper 3, wird entfernt. Hier kann während des nächsten Spritzgusszyklus bereits die nächste Spule 1 mit einem Label 4 verbunden werden.The in 7 in the second, located with B mold cavity, already completed chip card body 3 , will be removed. Here, during the next injection cycle already the next coil 1 with a label 4 get connected.

Zur Einbringung der vorbeschriebenen Spule 1 in den Chipkartenkörper 3 wird in das Formnest B der Spritzseite 12 das vorderseitige Label 5 eingelegt. Nach dem Schließen des Spritzgusswerkzeuges erfolgt eine Hinterspritzung mit Kunststoff in der bereits beschriebenen Weise mittels eines Spritzgussverfahrens.For introducing the above coil 1 in the chip card body 3 is in the mold cavity B of the injection side 12 the front label 5 inserted. After closing the injection molding tool, a back injection with plastic takes place in the manner already described by means of an injection molding process.

Das Formnest A der Schließseite 13 und das Formnest B der Spritzseite 12 sind bei geschlossenem Spritzgusswerkzeug einander gegenüberliegend angeordnet und bilden somit einen Raum, dessen Maße der späteren Chipkarte entsprechen.The mold cavity A of the closing side 13 and the mold cavity B of the injection side 12 are arranged opposite each other with closed injection mold and thus form a space whose dimensions correspond to the later chip card.

Dieser Raum ist dabei so ausgebildet, dass der Chipkartenkörper vollständig abgeformt werden kann. Das bedeutet, dass die Modulkavität 7 bereits während des Spritzgussverfahrens zur Herstellung des Chipkartenkörpers mit ausgeformt wird. Ferner werden die Anschlüsse 9, welche später zur Kontaktierung eines Chipmoduls 8 mit der Spule 1 dienen, freiliegend ausgeführt. Damit können anschließende Fräsungen oder andere mechanische Bearbeitungen einer erfindungsgemäßen Chipkarte entfallen. Die Fertigung wird damit in erheblichem Maße vereinfacht und die Genauigkeit der Kontaktierung verbessert.This space is designed so that the chip card body can be completely molded. That means the module cavity 7 already formed during the injection molding process for the production of the chip card body with. Furthermore, the connections 9 , which later for contacting a chip module 8th with the coil 1 serve, exposed. This can be omitted subsequent milling or other mechanical processing of a smart card according to the invention. The production is thus simplified to a considerable extent and improves the accuracy of the contact.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
SpuleKitchen sink
22
Zwischenproduktintermediate
33
ChipkartenkörperSmart card body
44
Rückseitiger LabelBack label
55
Vorderseitiger LabelFront label
66
Zwischenlabelbetween label
77
Kavitätcavity
88th
Chipmodulchip module
99
Erhöhung (Anschlusskontakt)Increase (connection contact)
1010
Spritzgusswerkzeuginjection mold
1111
Negativformnegative form
1212
Spritzseiteinjection site
1313
Schließseiteclosing side
AA
Formnestcavity
BB
Formnestcavity

Claims (17)

Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte bestehend aus einem Chipkartenkörper mit einer Leiterbahn in Form einer Spule, bei dem in ein Spritzgusswerkzeug (10) mit einer Spritzseite (12) sowie einer Schliessseite (13) und mit je Seite (12, 13) mindestens zwei Formnestern (A und B) ein bedrucktes rückseitiges Label (4) in das Formnest (A) eingelegt und anschliessend mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest (A) fixiert wird, und dass nach dem Schliessen des Spritzgusswerkzeuges (10) ein elektrisch leitfähiges Metallpulver zur Herstellung einer Spule eingespritzt wird, wobei dem Metallpulver ein flüssiges, lösemittelfreies und elektrisch leitfähiges Bindemittel mit geringer Verdampfungsneigung beigemischt ist, wobei das Bindemittel Bestandteil eines Transponders der Chipkarte ist.Method for producing a chip card consisting of a chip card body with a conductor track in the form of a coil, in which an injection molding tool ( 10 ) with an injection side ( 12 ) as well as a closing page ( 13 ) and with each side ( 12 . 13 ) at least two molding nests (A and B) a printed back label ( 4 ) is inserted into the mold cavity (A) and then fixed in the mold cavity (A) by means of a vacuum or electrostatic charge, and that after closing the injection mold ( 10 ) is injected an electrically conductive metal powder for producing a coil, wherein the metal powder, a liquid, solvent-free and electrically conductive binder is mixed with low evaporation tendency, wherein the binder is part of a transponder of the chip card. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkalten der Spule (1) diese nach einer Drehung der Schliessseite (13) des Spritzgusswerkzeuges (10) in einer Ebene um 180° derart in dem nunmehr aus Formnest (A) der Schliessseite (13) und dem mit dem vorderseitigen Label (5) ausgestatteten Formnest (B) der Spritzseite (12) gebildeten Raum angeordnet ist, dass nach Schliessen des Spritzgusswerkzeuges (10) die Chipkarte durch Hinterspritzen mit Kunststoff fertig stellbar ist, während in einem weiteren Raum, bestehend aus dem Formnest (A) der Spritzseite (12) und dem Formnest (B) der Schliessseite (13) eine weitere Spule spritzbar ist.A method according to claim 1, characterized in that after cooling of the coil ( 1 ) these after a rotation of the closing side ( 13 ) of the injection molding tool ( 10 ) in a plane through 180 ° in such a way now in the form of nest (A) of the closing side ( 13 ) and the one with the front label ( 5 ) equipped mold cavity (B) of the injection side ( 12 ) is arranged, that after closing the injection molding tool ( 10 ) the chip card is finished by injection molding with plastic, while in another room, consisting of the mold cavity (A) of the injection side ( 12 ) and the mold cavity (B) of the closing side ( 13 ) Another coil is sprayable. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hinterspritzung des vorderseitigen Labels (5) die Kavität (7) so ausgeformt wird, dass die Anschlusskontakte (9) für die spätere Kontaktierung des Chipmoduls (8) frei liegen.A method according to claim 2, characterized in that in the back-injection of the front-side label ( 5 ) the cavity ( 7 ) is formed so that the connection contacts ( 9 ) for the subsequent contacting of the chip module ( 8th ) are free. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Spule (1) eine Negativform (11) der Spule verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for generating the coil ( 1 ) a negative form ( 11 ) of the coil is used. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte bestehend aus einem Chipkartenkörper mit einer Leiterbahn in Form einer Spule, bei dem in ein Spritzprägewerkzeug (10) mit einer Spritzseite (12) sowie einer Schliessseite (13) und mit je Seite (12, 13) zwei Formnestern (A und B) ein bedruckter rückseitiger Label (4) in das Formnest (A) eingelegt und anschliessend mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest (A) fixiert wird, um nach Schliessen des Spritzprägewerkzeuges (10) den elektrisch leitfähiges Metallpulver zur Herstellung einer Spule einspritzen zu können, wobei dem Metallpulver ein flüssiges, lösemittelfreies und elektrisch leitfähiges Bindemittel mit geringer Verdampfungsneigung beigemischt ist, wobei das Bindemittel Bestandteil eines Transponders der Chipkarte ist.Method for producing a chip card consisting of a chip card body with a conductor track in the form of a coil, in which an injection-compression molding tool ( 10 ) with an injection side ( 12 ) as well as a closing page ( 13 ) and with each side ( 12 . 13 ) two mold nests (A and B) a printed back label ( 4 ) is inserted into the mold cavity (A) and then fixed in the mold cavity (A) by means of a vacuum or electrostatic charge, in order, after closing the injection compression mold ( 10 ) to inject the electrically conductive metal powder for producing a coil, wherein the metal powder, a liquid, solvent-free and electrically conductive binder is mixed with low tendency to vaporize, wherein the binder is part of a transponder of the chip card. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Spritzprägewerkzeuges (10) nach dessen Befüllung mit dem Metallpulver durch mindestens eine verschiebbare Werkzeugkavität ein Druck innerhalb des Spritzprägewerkzeuges (10) aufgebaut wird.Method according to claim 5, characterized in that within the injection-compression molding tool ( 10 ) after being filled with the metal powder by at least one displaceable tool cavity pressure within the injection compression tool ( 10 ) is constructed. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver ein Metallgemisch ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the metal powder is a metal mixture. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver eine globulare Struktur aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the metal powder has a globular structure. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungstemperatur des Metallpulvers während des Pulver-Spritzgiessens zwischen 120°C und 170°C und die des Spritzgusswerkzeuges (10) zwischen 40°C und 50°C liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the processing temperature of the metal powder during the powder injection molding between 120 ° C and 170 ° C and that of the injection molding tool ( 10 ) is between 40 ° C and 50 ° C. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) auf ein Kunststofflabel oder eine Kunststofffolie (2) aufgebracht ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 1 ) on a plastic label or a plastic film ( 2 ) is applied. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) in den Chipkartenkörper (3) der Chipkarte integriert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 1 ) in the chip card body ( 3 ) of the chip card is integrated. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte aus wenigstens drei Schichten besteht, wobei ein zwischen einem rückseitigen Label (4) und einem vorderseitigen Label (5) angeordnetes Zwischenlabel (6) die Spule (1) aufnimmt und eine Kavität (7) zur Aufnahme eines Chipmodules (8) aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the chip card consists of at least three layers, one between a back label ( 4 ) and a front-side label ( 5 ) arranged intermediate label ( 6 ) the sink ( 1 ) and a cavity ( 7 ) for receiving a chip module ( 8th ) having. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) mindestens eine Erhöhung (9) aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 1 ) at least one increase ( 9 ) having. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (9) der Spule (1) bis in eine in einer Ebene oberhalb der Spule angeordnete Kavität (7) hineinreicht und einen Anschlusskontakt für den Chipmodul (8) bildet.Method according to claim 13, characterized in that the increase ( 9 ) of the coil ( 1 ) into a cavity arranged in a plane above the coil ( 7 ) and a connection contact for the chip module ( 8th ). Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the chip card is produced in a multi-component injection molding process. Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the chip card is produced in a two-component injection molding process. Chipkarte hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–16.Chip card produced by the method according to one of claims 1-16.
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