DE10234751B4

DE10234751B4 - Verfahren zur Herstellung einer spritzgegossenen Chipkarte und nach dem Verfahren hergestellte Chipkarte

Info

Publication number: DE10234751B4
Application number: DE10234751A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dohse; Jörg Zander
Original assignee: Sagem Orga GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: DE10234751A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer spritzgegossenen Chipkarte mit einem Chipkartenkörper und einer in den Chipkartenkörper eingebetteten mindestens einer Leiterbahn (3) und damit verbundenen Kontaktflächen (5A, 5B) bestehenden Antennenspule (2) zur kontaktlosen Datenübertragung bei dem
– die Antennenspule (2) einseitig auf die Flachseite einer Trägerfolie (1) aufgebracht wird,
– das Trägerfolienelement (1) in die die Größe der Chipkarte aufweisende Kavität einer Spritzgusswerkzeugform so eingelegt wird, dass sich die darauf aufgebrachte Antennenspule (2) an der zum Inneren der Kavität weisenden Seite befindet,
– die Kavität anschließend mit einem verflüssigten Kunststoffmaterial (17) gefüllt wird,
– nach Beendigung des Spritzgussvorganges in den Chipkartenkörper eine Ausnehmung (21) für ein Chipmodul (25) eingebracht wird,
– die im Inneren des Chipkartenkörpers benachbart der Ausnehmung (21) befindlichen Kontaktflächen (5A, 5B) der Antennenspule (2) freigelegt werden,
– in die Ausnehmung (2) ein Chipmodul (25) eingesetzt wird,
– und die freigelegten Kontaktflächen (5A,...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer spritzgegossenen Chipkarte entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Chipkarte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11. Chipkarten werden in heutiger Zeit in vielen Bereichen des täglichen Lebens für unterschiedliche Anwendungszwecke verwendet. So sind Chipkarten beispielsweise als Kreditkarten, Bankkarten, Barzahlungskarten und dergleichen in den verschiedensten Dienstleistungssektoren wie im bargeldlosen Zahlungsverkehr oder im innerbetrieblichen Bereich zur Zugangsberechtigung bekannt.
Man unterscheidet dabei zwischen so genannten kontaktbehafteten Chipkarten, bei dem der Datenaustausch zwischen einem auf der Chipkarte befindlichen IC-Baustein und einem externen Lesegerät mittels auf der Oberfläche der Chipkarte angeordneten metallischen Kontaktfeldern erfolgt, und kontaktlosen Chipkarten, bei denen ein Datenaustausch basierend auf dem induktiven Übertragungsprinzip mittels einer innerhalb des Chipkartenkörpers angeordneten Antennenspule erfolgt. Diese Spule besteht zumeist aus ringförmig angeordneten Leiterbahnen, welche über zwei Kontaktflächen verfügen, mit Hilfe derer eine elektrische Verbindung der Enden der Leiterbahnen mit dem auf der Chipkarte befindlichen IC-Baustein herstellt werden kann. Selbstverständlich sind auch aus dem Stand der Technik Chipkarten bekannt, bei denen in den Chipkartenkörper eine Antennenspule implantiert ist und die gleichzeitig über metallische Außenkontakte zum direkten kontaktbehafteten Datenaustausch verfügen.
Die Spule zum kontaktlosen Datenaustausch wird üblicherweise in einem separaten Arbeitsgang durch geeignete Siebdruckverfahren oder mittels eines Ätzprozesses auf eine Trägerfolie aus Kunststoff einseitig aufgebracht, wobei in der Regel eine Vielzahl von Spulen auf der Trägerfolie gleichzeitig angeordnet sind. Nach Durchführung des Herstellungsvorganges für die Antennenspulen werden einzelne Teilbereiche der Trägerfolie mit jeweils in der Regel einer Antennenspule vereinzelt, wobei das dann entstehende Trägerfolienelement den Grundriss der späteren Chipkarte aufweist.
Der Chipkartenkörper, in den das Trägerfolienelement anschließend eingebettet wird, besteht in der Regel aus thermoplastischem Kunststoffmaterial und kann durch das Zusammenlaminieren von verschiedenen einzelnen Kunststoffschichten oder im Spritzgussverfahren hergestellt werden.

In der WO 98/53424 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Karte, die mit einer Antenne versehen ist, beschrieben, bei dem eine mit der Antenne versehenen Trägerfolie in die Kavität eines Spritzgußwerkzeuges eingebracht und von beiden Seiten umspritzt wird. Bei diesem Vefahren wird eine Antennenspule galvanisch auf beiden Seiten der Trägerfolie angebracht.

Aus der DE 19500925 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte, die mit einem induktiven und/oder kapazitiven Übertragungsmodul versehen ist, bekannt, bei dem zuerst eine Zwischererzeugnis bestehend aus Kartenkörper mit eingelagertem Übertragungsmodul erzeugt wird. Dieses Zwischenerzeugnis wird mit einer zur Kartenvorder- oder Kartenrückseite offenen Kavität so versehen, dass die Anschlußflächen des Übertragungsmoduls zumindest teilweise im Bereich der Kavität liegen. In einem weiteren separaten Arbeitsschritt wird ein Chipmodul in diese Kavität eingesetzt. Hierbei werden die Anschlußflächendes Chipmoduls elektrisch leitend mit den Anschlußflächen des Übertragungsmoduls verbunden.

In der EP 1162569 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines kartenförmigen Datenträgers beschrieben, bei dem ein Chipmodul und ein mit Anschlüssen für eine Antenne versehener Datenträger bereitgestellt werden. Hierbei werden werden die Antennenanschlüsse in dem Kartenkörper eingebettet ausgebildet werden, an dem Kartenkörper ein Materialabtrag vorgenommen wird, um die in den Kartenkörper eingebetteten Anschlüsse freizulegen und die Ausführung des Materialabtrages aufgrund eines Sensorsignals gestoppt wird, welches beim Kontakt zwischen dem für den Materialabtrag eingesetzten Werkzeug und den Anschlüssen erzeugt wird.

Aus der DE 199 29 610 C1 ist ein Chipmodul, eine Chipkarte und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Ein solches Chipmodul besteht aus einem Modulträger mit mindestens einer elektrischen Kontaktfläche auf einer Seite des Modulträgers und mindestens einem elektrischen Bauteil auf der gegenüberliegenden Seite des Modulträgers. Im Modulträger befinden sich Durchbrechungen für Kontaktierungen der Kontaktfläche und des Bauteils. Auf der das Bauteil aufweisenden Seite des Modulträgers ist mindestens eine Kontaktbrücke angeordnet, welche an ihren beiden Enden durch Durchbrechungen im Modulträger hindurch mit der Kontaktfläche verbunden ist. Das Chipmodul wird zur Herstellung einer Chipkarte in einen Chipkartenkörper eingesetzt, wobei die Kontaktbrücken die elektrischen Kontaktflächen mit einem Bauelement im Chipkartenkörper verbinden. Diese Technik wird insbesondere bei der Herstellung von „Dual-Interface-Karten" eingesetzt, um einen Kontakt zwischen den Kontaktflächen des Chipmoduls mit einer Antenne zu erzeugen.

Wird der Chipkartenkörper im Spritzgussverfahren hergestellt, so wird in eine Spritzgusswerkzeugform mit einer innenliegenden Kavität in der Größe der fertigen Chipkarte das Trägerfolienelement eingelegt, wobei es an einer Bodenfläche der Kavität zur Anlage kommt und so ausgerichtet ist, dass sich die auf dem Trägerfolienelement aufgebrachte Antennenspule an der zum Inneren der Kavität weisenden Seite des Trägerfolienelementes befindet. In der Regel wird darüber hinaus eine weitere Kunststofffolie in die Kavität der Spritzgusswerkzeugform eingelegt, welche als Abdeckfolie der gegenüber liegenden Flachseite der fertigen Chipkarte dient. Der Bereich der Kavität der Spritzgussform zwischen den beiden an den Flachseiten anliegenden Folienelementen wird anschließend mit einem verflüssigten Kunststoffmaterial gefüllt.

Nach Beendigung dieses Spritzgussvorganges wird in den ausgehärteten Chipkartenkörper eine Ausnehmung für ein Chipmodul eingebracht. Dies geschieht in der Regel mittels einer geeigneten Fräsvorrichtung. Die Ausnehmung für das Chipmodul befindet sich hierbei benachbart den innerhalb des Chipkartenkörpers befindlichen Kontaktflächen des Trägerfolienelementes, so dass mit dem Fräsvorgang für die Einbringung der Ausnehmung für das Chipmodul in der Regel gleichzeitig die entsprechenden Kontaktflächen zum Anschluss an korrespondierende Kontaktflächen des Chipmoduls freigelegt werden können.

Um eine Kontaktierung der Anschlussflächen des Chipmoduls mit den Anschlussflächen der Antennenspule herstellen zu können, ist es notwendig, dass die betreffenden Kontaktflächen der Antennenspule in einem bestimmten Tiefenbereich innerhalb des Chipkartenkörpers angeordnet sind. Die erforderliche Tiefe ist durch die Bauhöhe des Chipmoduls bedingt, welches vollständig innerhalb des Chipkartenkörpers eingebettet sein muss, um eine plane Oberflächenstruktur der Chipkartenflachseiten sicherzustellen. Die beschriebene Herstellung des Chipkartenkörpers bedingt somit eine Dicke des Trägerfolienelementes für die Antennenspule von ungefähr 240 μm. Ist – wie eingangs beschrieben – vor dem eigentlichen Spritzgussvorgang eine weitere Abdeckfolie in die Kavität der Spritzgusswerkzeugform eingelegt, so ergibt sich ein Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Folien, der eine relativ schmale Spaltform aufweist, da die Gesamtdicke der Chipkarte nur ca. 800 μm beträgt. Hieraus ergibt sich während des Spritzgussvorganges ein ungünstiges Fließwegverhalten für das Spritzgusskunststoffmaterial.

Ausgehend von dieser aus dem Stand der Technik bekannten Problematik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer spritzgegossenen Chipkarte bereitzustellen, welche das Fließverhalten des in die Kavität der Spritzgusswerkzeugform eingepressten verflüssigten Kunststoffmaterials entscheidend verbessert und somit die Qualität von spritzgegossenen Chipkarten heraufsetzt sowie deren Herstellkosten senkt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte

Chipkarte soll darüber hinaus eine gute mechanische Belastbarkeit aufwei sen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer spritzgegossenen Chipkarte gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 sowie in einer nach dem Verfahren hergestellten Chipkarte nach Anspruch 11.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Aufbringen der Antennenspule auf das Trägerfolienelement dieses benachbart der Anschlussflächen partiell mittels Schlitzen so durchtrennt wird, dass in dem Trägerfolienelement einzelne Laschen mit darauf angeordneten Kontaktflächen gebildet werden, und dass unmittelbar nach dem Spritzgussvorgang die in dem Trägerfolienelement gebildeten Laschen in das noch nicht gehärtete Spritzgussmaterial eingedrückt werden.

Diese Verfahrensschritte ermöglichen es, als Material für das Trägerfolienelement eine Kunststofffolie zu verwenden, deren Dicke weitaus geringer ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Trägerfolienmaterialien. Dabei ist durch das Eindrücken der mit den Anschlussflächen versehenen Laschen in das Innere des Chipkartenkörpers gewährleistet, dass sich die Kontaktflächen der Antennenspule in demjenigen Tiefenbereich des Chipkartenkörpers befinden, der für das Einsetzen des Chipmoduls und die Kontaktierung der Anschlussflächen dieses Moduls mit den Kontaktflächen der Antennenspule notwendig ist.

Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte erfindungsgemäße Chipkarte zeichnet sich somit dadurch aus, dass auf Grund der Tatsache, dass das Trägerfolienelement benachbart der Kontaktflächen partiell mittels Schlitzen so durchtrennt ist, dass in dem Trägerfolienelement einzelne Laschen mit darauf angeordneten Kontaktflächen gebildet sind, und dass diese Laschen zum Inneren des Chipkartenkörpers in eine tiefere Lageebene als diejenige des Trägerfolienelementes gebogen sind, die Verwendung eines dünneren Trägerfolienmaterials den Spalt zwischen dem Trägerfolienelement und einem bedarfsweise auf der gegenüber liegenden Seite der Chipkarte vorhandenen weiteren Folienschicht nunmehr so groß werden lässt, dass eine in dieser Hinsicht homogene Hinterspritzung der Folienschichten erfolgen kann und somit die Stabilität einer derartigen Chipkarte gesteigert sowie auf Grund geringerer Ausschussraten der Produktionsprozess der erfindungsgemäßen Chipkarten kostengünstiger gestaltet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die entsprechende Chipkarte lassen sich durch die in den Unteransprüchen dargelegten besonderen Merkmalskombinationen in ihrer besonderen Ausgestaltung weiterbilden. So hat es sich für die Erstellung der Schlitze im Trägerfolienelement als vorteilhaft erwiesen, diese Schlitze einzuschneiden oder einzustanzen, da beide Produktionsmethoden mit kostengünstigen Mitteln realisierbar sind.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die Laschen im Trägerfolienelement durch die Durchtrennung von Letzterem mittels zweier parallel an gegenüber liegenden Seiten der Kontaktflächen angeordneter Schlitze und einem diese beiden Schlitze verbindenden im Wesentlichen rechtwinklig zu diesen angeordneten weiteren Schlitz zu bilden. Es ergibt sich dabei eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundrissform der Laschen, welche ein problemloses Verbiegen der Laschen im Rahmen des Herabdrückens von Letzteren in das noch nicht gehärtete Kunststoffmaterial gestattet.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens können die Produktionsschritte, die das Eindrücken der Laschen in die noch nicht ausgehärtete Kunststoffmasse und die das Eindringen einer Ausnehmung für das Chipmodul vorsehen, gleichzeitig mit Hilfe eines geeigneten in die Spritzgussform einzufahrenden Druckstempels erfolgen.

Der Druckstempel besitzt hierbei einen zweistufigen Aufbau, wobei die erste Stufe für das Erstellen der Ausnehmung für das Chipmodul vorgesehen ist und die in ihrem Grundriss größere zweite Ebene des Druckstempels ein Herabdrücken der Laschen des Trägerfolienelementes bewirkt. Die Laschen werden dabei so weit eingedrückt, dass die auf den Laschen befindlichen Kontaktflächen im Bereich von 200 μm bis 280 μm unterhalb der Chipkartenoberfläche angeordnet sind.

Auf Grund der erfindungswesentlichen Merkmale hat sich ergeben, dass das Trägerfolienelement nunmehr eine Dicke im Bereich von nur noch 120 μm bis 180 μm aufweisen kann.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht darüber hinaus vor, dass zwischen zwei sich gegenüber liegenden Laschen des Trägerfolienelementes eine Ausnehmung in die Trägerfolie eingebracht wird. Diese Ausnehmung ist dort angeordnet, wo bei einem nachgeschalteten Produktionsschritt die Ausnehmung für das Chipmodul in den Chipkartenkörper eingebracht werden muss. Durch die vorzugsweise ausgestanzte Ausnehmung verringern sich die Verformungskräfte, die für das Verbiegen der in dem Trägerfolienelement angeordneten Laschen notwendig sind. Dabei kann die Ausnehmung auch Teilbereiche der sich seitlich gegenüber liegenden Laschen umfassen.

Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert:
Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf ein Trägerfolienelement mit rückseitig angeordneter Antennenspule,
2A bis 2E verschiedene Herstellungsstadien der erfindungsgemäßen Chipkarte in vergrößerter Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie B-B aus 1 und
3 eine vergrößerte Draufsicht auf eine zweite Ausgestaltungsvariante des Trägerfolienelementes in einer Teildarstellung ähnlich der 1.
Das in der 1 dargestellte Trägerfolienelement 1 besteht aus einer Kunststofffolie in den Grundrissabmessungen einer Chipkarte und weist an seiner dem Betrachter abgewandten Unterseite eine Antennenspule 2 auf. Die Antennenspule 2 besteht im Wesentlichen aus einer Leiterbahn 3, die ringförmig in mehreren nebeneinander angeordneten Bahnen auf dem Trägerfolienelement 1 angeordnet ist. Die Enden der Leiterbahn 3 sind in einem Bereich 4 des Trägerfolienelementes zusammengeführt und besitzen dort jeweils im Wesentlichen rechteckig ausgestaltete Kontaktflächen 5A und 5B. Zur Verbindung der Kontaktfläche 5A mit dem einen Ende der Leiterbahn 3 ist über die im Kreis verlaufende Leiterbahn 3 eine gegenüber dieser Leiterbahn isolierte Kontaktbrücke 6 gelegt, die das eine Ende der Leiterbahn 3 mit einer zwischen Kontaktfläche 5A und Kontaktbrücke 6 angeordneten weiteren Leiterbahn 7 verbindet.
Aus der 1 ist darüber hinaus ersichtlich, dass unmittelbar benachbart der Kontaktflächen 5A und 5B das Trägerfolienelement mehrere Schlitze 8, 9, 10 bzw. 11, 12, 13 aufweist. Die Schlitze 8 und 9 sind dabei an gegenüber liegenden Seiten der Kontaktfläche 5A parallel zueinander angeordnet und mittels des Schlitzes 10, welcher rechtwinklig zu den beiden erstgenannten Schlitzen 8 und 9 verläuft miteinander verbunden. Sie bilden somit einen U-förmigen Einschnitt und definieren eine Lasche 14, auf der die Kontaktfläche 5A angeordnet ist. Im Bereich der gegenüber liegenden Kontaktfläche 5B sind an jeweils einer Seite dieser Kontaktfläche ebenfalls analog zur Kontaktfläche 5A zwei parallele Schlitze 11 und 12 angeordnet, welche wiederum durch einen rechtwinklig zu diesen beiden Schlitzen 11 und 12 angeordneten Schlitz 13 verbunden sind. Durch diese Gestaltung wird eine zweite Lasche 15 definiert, auf welcher die Kontaktfläche 5B angeordnet ist.
Dieses erfindungsgemäß mit den beiden Laschen 14 und 15 versehene Trägerfolienelement wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine die Größe der fertigen Chipkarte aufweisende Kavität einer Spritzgusswerkzeugform so eingelegt, dass sich die darauf aufgebrachte Antennenspule 2 an der zum Inneren der Kavität weisenden Seite befindet. Anschließend wird die Kavität mit einem verflüssigten Kunststoffmaterial gefüllt, so dass sich entsprechend der 2A eine Hinterspritzung des Trägerfolienelementes 1 mit einer gleichzeitigen Einbettung der Kontaktflächen 5A, 5B und der daran angeschlossenen Leiterbahn 3 ergibt. In der 2A sind darüber hinaus deutlich die beiden Schlitze 10 und 13 zu erkennen, die das Trägerfolienelement 1 benachbart der Kontaktflächen 5A und 5B vollständig durchtrennen. Darüber hinaus ist der Schnittdarstellung zu entnehmen, dass an der dem Trägerfolienelement 1 abgewandten Unterseite des Chipkartenkörpers eine weitere Abdeckfolie 16 angeordnet ist, die ebenfalls vor dem eigentlichen Spritzgussvorgang in die Kavität der Spritzgusswerkzeugform eingelegt worden ist. Der Chipkartenkörper besteht somit im Wesentlichen aus dem Trägerfolienelement 1, der Abdeckfolie 16 sowie dem zwischen beiden angeordneten Kunststoffmaterial 17.
Unmittelbar nach Beendigung des Spritzgussvorganges wird erfindungsgemäß entsprechend der Darstellung der 2B ein Druckstempel 18 in das eingespritzte noch nicht ausgehärtete Kunststoffmaterial 17 eingefahren. Der Druckstempel ist zweiteilig ausgestaltet, wobei er einen ersten im Grundriss vorzugsweise rechteckförmigen kleineren Stempelbereich 19 aufweist, welcher zuerst in das Kunststoffmaterial 17 eintaucht und zur Bildung einer Ausnehmung 21 zur Aufnahme eines Chipmoduls 25 dient. Darüber hinaus weist der Druckstempel 18 einen zweiten im Grundriss größeren vorzugsweise ebenfalls rechteckförmigen Druckstempelbereich 20 auf, welcher dazu dient, während der Abwärtsbewegung des Druckstempels 18 die mit den Kontaktflächen 5A und 5B versehenen Laschen 14 und 15 zur Rückseite des Chipkartenkörpers in das noch nicht ausgehärtete Kunststoffmaterial 17 zu drücken. Dieser Verfahrensschritt ist schematisch der 2C zu entneh men. Der Druckstempel 18 verbiegt die Laschen 14 und 15 so weit in Richtung des Chipkartenkörperinneren, bis die Kontaktflächen 5A und 5B einen Abstand D zur oberen Flachseite 22 des Chipkartenkörpers haben. Dieser Abstand D beträgt vorzugsweise 240 μm und kann im Bereich von 200 μm bis 280 μm liegen.
Ist die Ausformung der Ausnehmung 21 sowie das Einpressen der Laschen 14 und 15 in das Kunststoffmaterial 17 abgeschlossen, so wird der Druckstempel 18 wieder aus dem Chipkartenkörper entfernt. Der gesamte Prozess des Ausformens der Ausnehmung 21 sowie der Verbiegung der Laschen 14 und 15 erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die verwendete Spritzgusswerkzeugform mit einem in die Kavität der Werkzeugform einfahrbaren Druckstempel versehen ist.
Um die nunmehr in den Chipkartenkörper eingebetteten Kontaktflächen 5A und 5B der Antennenspule 2 für die Verbindung mit einem in die Ausnehmung 21 einzusetzenden Chipmodul 25 vorzubereiten, ist es notwendig, diese im Bereich der Laschen 14 und 15 vom Material des Trägerfolienelementes 1 zu befreien.
Dies geschieht üblicherweise durch einen Fräsvorgang, bei dem zum einen die Ausnehmung 18 ihre endgültige Form und Tiefe erhält und bei der gleichzeitig um die Ausnehmung 18 herum ein umlaufender Rand geschaffen wird, bei dem gleichzeitig die Kontaktflächen 5A und 5B freigelegt werden. Nach dem Fräsvorgang ergibt sich ein für die Aufnahme eines Chipmoduls 25 fertig vorbereiteter Chipkartenkörper entsprechend der 2D.
Die 2E verdeutlicht den Aufbau der fertig gestellten Chipkarte mit eingesetztem Chipmodul 25. Das Chipmodul 25 besteht im Wesentlichen aus einem Tragkörper 23 und einem daran befestigten IC-Baustein 24, der üblicherweise als Chip bezeichnet wird. Der Aufbau des Chipmoduls 25 entspricht dem üblichen Stand der Technik, so dass an dieser Stelle auf die detaillierte Beschreibung seines Aufbaus verzichtet wird. Anzumerken ist, dass der Tragkörper 23 über schematisch dargestellte Leiterbahnen 26 verfügt, die wiederum mit Anschlussflächen 27 und 28 verbunden sind. Die Anordnung der Anschlussflächen 27 und 28 auf dem Tragkörper 23 ist so gewählt, dass bei in die Ausnehmung 18 eingesetztem Chipmodul 25 eine elektrische Kontaktierung beispielsweise mittels eines Leitklebers zwischen diesen Anschlussflächen 27 und 28 des Chipmoduls 25 und den korrespondierenden Kontaktflächen 5A und 5B der Antennenspule 2 hergestellt werden kann. Die Verbindung mittels eines Leitklebers dient gleichzeitig der mechanischen Festlegung des Tragkörpers 23 im Chipkartenkörper. Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte sowie der entsprechende Chipkartenaufbau ermöglicht es, die Dicke des Trägerfolienelementes 1 von üblicherweise 240 μm auf vorzugsweise 150 μm zu reduzieren.
Die genannte aus dem Stand der Technik bekannte Dicke von 240 μm ergibt sich durch die Dicke des Tragkörpers 23. Die reduzierte Dicke des Trägerfolienelementes 1 führt zu einer größeren Dicke der Schicht des Kunststoffmaterials 17 zwischen der Abdeckfolie 16 und dem Trägerfolienelement 1 und verbessert damit entscheidend die Fließeigenschaften des Kunststoffmaterials 17 beim Einspritzen in die Spritzgusswerkzeugform.
In der 3 ist ergänzend eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung dargestellt. Erkennbar sind in dieser Darstellung wiederum die Kontaktflächen 5A und 5B, welche auf einer Lasche 14 bzw. 15 des Trägerfolienelementes 1 angeordnet sind. Im Gegensatz zur Darstellung der 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel jedoch zwischen den beiden Laschen 14 und 15 eine Ausnehmung 29 in das Trägerfolienelement eingestanzt. Diese Ausnehmung 29 besitzt zusätzlich zwei seitliche streifenförmige Bereiche 30 und 31, so dass die Ausnehmung 29 insgesamt im Grundriss eine in etwa H-förmige Gestalt aufweist. Das dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt den Vorteil, dass die Umformung durch den Druckstempel 18 auf die notwendigen Bereiche 14 und 15 beschränkt werden kann, bei denen die Umformung zwingend notwendig ist.
Bei der Gestaltung des Druckstempels 18 kann dieser natürlich auch nur mit einem Druckstempelbereich 20 versehen sein, da die Ausformung der Ausnehmung 18 auch während des Fräsvorganges, im Rahmen dessen die Kontaktflächen 5A und 5B freigelegt werden, erfolgen kann.

1: Trägerfolienelement
2: Antennenspule
3: Leiterbahn
4: Bereich
5A: Kontaktfläche
5B: Kontaktfläche
6: Kontaktbrücke
7: Leiterbahn
8: Schlitz
9: Schlitz
10: Schlitz
11: Schlitz
12: Schlitz
13: Schlitz
14: Lasche
15: Lasche
16: Abdeckfolie
17: Kunststoffmaterial
18: Druckstempel
19: Druckstempelbereich
20: Druckstempelbereich
21: Ausnehmung
22: Oberfläche
23: Tragkörper
24: IC-Baustein
25: Chipmodul
26: Leiterbahn
27: Anschlussfläche
28: Anschlussfläche
29: Ausnehmung
30: Teilbereich
31: Teilbereich

Claims

Verfahren zur Herstellung einer spritzgegossenen Chipkarte mit einem Chipkartenkörper und einer in den Chipkartenkörper eingebetteten mindestens einer Leiterbahn (3) und damit verbundenen Kontaktflächen (5A, 5B) bestehenden Antennenspule (2) zur kontaktlosen Datenübertragung bei dem – die Antennenspule (2) einseitig auf die Flachseite einer Trägerfolie (1) aufgebracht wird, – das Trägerfolienelement (1) in die die Größe der Chipkarte aufweisende Kavität einer Spritzgusswerkzeugform so eingelegt wird, dass sich die darauf aufgebrachte Antennenspule (2) an der zum Inneren der Kavität weisenden Seite befindet, – die Kavität anschließend mit einem verflüssigten Kunststoffmaterial (17) gefüllt wird, – nach Beendigung des Spritzgussvorganges in den Chipkartenkörper eine Ausnehmung (21) für ein Chipmodul (25) eingebracht wird, – die im Inneren des Chipkartenkörpers benachbart der Ausnehmung (21) befindlichen Kontaktflächen (5A, 5B) der Antennenspule (2) freigelegt werden, – in die Ausnehmung (2) ein Chipmodul (25) eingesetzt wird, – und die freigelegten Kontaktflächen (5A, 5B) mit korrespondierenden Abschlussflächen (27, 28) an dem Chipmodul (25) elektrisch verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der Antennenspule (2) auf das Trägerfolienelement (1) dieses benachbart der Kontaktflächen (5A, 5B) partiell mittels Schlitzen (8, 9, 10 bzw. 11, 12, 13) so durchtrennt wird, dass in dem Trägerfolienelement (1) einzelne Laschen (14, 15) mit darauf angeordneten Kontaktflächen (5A, 5B) gebildet werden, und dass unmittelbar nach dem Spritzgussvorgang die in dem Trägerfolienelement (1) gebildeten Laschen (14, 15) in das noch nicht gehärtete Kunststoffmaterial (17) eingedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (8, 9, 10 bzw. 11, 12, 13) in dem Trägerfolienement (1) eingeschnitten werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (8, 9, 10 bzw. 11, 12, 13) in das Trägerfolienelement (1) eingestanzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (14, 15) einen im Wesentlichen rechteckförmigen Grundriss aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (14, 15) durch die Durchtrennung des Träger folienelementes mittels zweier im Wesentlichen parallel an gegenüber liegenden Seiten der Kontaktflächen (5A, 5B) angeordnete Schlitze (8, 9, 11, 12) und eines diese beiden Schlitze verbindenden im Wesentlichen rechtwinklig zu diesen angeordneten Schlitz (10, 13) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (21) für das Chipmodul (25) gleichzeitig mit dem Eindrücken der Laschen (14, 15) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (14, 15) in die Kunststoffmasse (17) so weit eingedrückt werden, dass die auf den Laschen (14, 15) befindlichen Kontaktflächen (5A, 5B) im Bereich von 200 μm bis 280 μm unterhalb der Chipkartenkörperoberfläche (22) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerfolienelement (1) eine Dicke im Bereich von 120 μm bis 180 μm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei sich gegenüber liegenden Laschen (14, 15) eine Ausnehmung (29) in die Trägerfolie (1) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (21) auch Teilbereiche (30, 31) seitlich der sich gegenüber liegenden Laschen (14, 15) umfasst.
Chipkarte mit einem Chipkartenkörper und einer in den Chipkartenkörper eingebetteten, aus mindestens einer Leiterbahn (3) und damit verbundenen Kontaktflächen (5A, 5B) bestehenden Antennenspule (2), wobei die Antennenspule (2) auf der zum Innern des Chipkartenkörpers gerichteten Flachseite eines Trägerfolienelementes (1) aufgebracht ist und die Kontaktflächen (5A, 5B) auf dem Trägerfolienelement (1) mit korrespondierenden Anschlussflächen (27, 28) eines in eine Ausnehmung (29) des Chipkartenkörpers eingesetzten Chipmoduls (25) elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Träger folienelement (1) benachbart der Kontaktflächen (5A, 5B) partiell mittels Schlitzen (8, 9, 10 bzw. 11, 12, 13) so durchtrennt ist, dass in dem Trägerfolienelement (1) einzelne Laschen (14, 15) mit darauf angeordneten Kontaktflächen (5A, 5B) gebildet sind, und dass diese Laschen (14, 15) zum Inneren des Chipkartenkörpers in eine tiefere Lageebene als diejenige des Trägerfolienelementes (1) gebogen sind.
Chipkarte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (14, 15) eine im Wesentlichen rechteckförmige Gestalt aufweisen.
Chipkarte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (14, 15) durch im Wesentlichen zwei parallel an gegenüber liegenden Seiten der Kontaktflächen (5A, 5B) angeordnete Schlitze (8, 9, 11, 12) und einen diese beiden Schlitze (8, 9, 11, 12) verbindenden im Wesentlichen rechtwinklig zu diesem angeordneten Schlitz (10, 13) gebildet sind.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageebene der Laschen (14, 15) im Bereich von 200 μm bis 280 μm unterhalb der Chipkartenkörperoberfläche (22) liegt.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerfolienelement (1) eine Dicke im Bereich von 120 μm bis 180 μm aufweist.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerfolienelement (1) zwischen zwei sich gegenüber liegenden Laschen (14, 15) eine Ausnehmung (29) aufweist.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (29) zusätzlich Teilbereiche (30, 31) seitlich der sich gegenüber liegenden Laschen (14, 15) aufweist.