DE10234751B4 - Method for producing an injection-molded chip card and chip card produced by the method - Google Patents
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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,...Method for producing an injection-molded chip card with a chip card body and an antenna coil (2) for contactless data transmission in the at least one printed conductor (3) and associated contact surfaces (5A, 5B) embedded in the chip card body
The antenna coil (2) is applied on one side to the flat side of a carrier film (1),
- The carrier sheet element (1) is inserted into the size of the chip card having cavity of an injection mold such that the antenna coil applied thereto (2) is located on the side facing the interior of the cavity side,
- The cavity is then filled with a liquefied plastic material (17),
- After completion of the injection molding process in the chip card body, a recess (21) for a chip module (25) is introduced,
The contact surfaces (5A, 5B) of the antenna coil (2) located in the interior of the chip card body adjacent to the recess (21) are uncovered,
- in the recess (2) a chip module (25) is used,
- and the exposed contact surfaces (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.The The invention relates to a method for producing an injection-molded Chip card according to the preamble of claim 1 and an after the chip card produced according to the preamble of the claim 11. Chip cards are currently used in many areas of daily life for different Uses used. For example, chip cards are credit cards, Bank cards, cash cards and the like in the most diverse Service sectors such as cashless payments or in the internal area for access authorization.
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.you distinguishes between so-called contact smart cards, in which the data exchange between a located on the smart card IC module and an external reader on the surface of the Chip card arranged metallic contact fields, and contactless Chip cards in which a data exchange based on the inductive transmission principle by means of an antenna coil arranged inside the chip card body he follows. This coil usually consists of annularly arranged conductor tracks, which over two contact surfaces dispose, with Help derer an electrical connection of the ends of the tracks be manufactured with the IC chip on the chip card can. Of course Chip cards are also known from the prior art in which in the chip card body a Antenna coil is implanted and the same time over metallic external contacts have direct contact data exchange.
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.The Coil for contactless data exchange is usually in a separate Operation by suitable screen printing or by means of an etching process on a carrier foil made of plastic applied on one side, usually a variety of coils on the carrier foil are arranged simultaneously. After completion of the manufacturing process for the Antenna coils become individual subregions of the carrier foil each separated usually with an antenna coil, wherein the then resulting carrier sheet element the floor plan of the later Has chip card.
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.Of the Smart card body, in the carrier sheet element subsequently is embedded, is usually made of thermoplastic material and can be achieved by laminating different individual layers of plastic together or by injection molding.
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.In WO 98/53424 A1 discloses a method for producing a card, which is provided with an antenna, described in which one with the antenna provided carrier film into the cavity an injection molding tool introduced and injected from both sides. In this procedure An antenna coil is galvanically applied to both sides of the carrier foil appropriate.
Aus
der
In
der
Aus
der
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.If the chip card body is produced by injection molding, then it is injected into an injection molding plant mold shape with an inner cavity in the size of the finished chip card inserted the carrier sheet element, wherein it comes to rest on a bottom surface of the cavity and is aligned so that the applied on the carrier sheet element antenna coil is located on the inside of the cavity facing side of the carrier sheet element. In general, a further plastic film is also inserted into the cavity of the injection mold, which serves as a cover of the opposite flat side of the finished chip card. The area of the cavity of the injection mold between the two film elements lying on the flat sides is then filled with a liquefied plastic material.
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.To Completion of this injection molding process is in the cured chip card body a recess for a Chip module introduced. This usually happens by means of a suitable milling device. The recess for the chip module is located adjacent to the inside of the chip card body contact surfaces the carrier film element, so with the milling process for the Insertion of the recess for the chip module usually at the same time the corresponding contact surfaces for Connection to corresponding contact surfaces of the chip module exposed can be.
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.Around a contacting of the pads of the chip module with the pads To be able to produce the antenna coil, it is necessary that the contact surfaces concerned the antenna coil in a certain depth range within the Chip card body are arranged. The required depth is due to the height of the chip module conditionally, which completely within the chip card body must be embedded to a flat surface structure of the chip card flat sides sure. The described production of the chip card body requires thus a thickness of the carrier film element for the Antenna coil of about 240 μm. Is like described in the beginning - before actual injection molding process another cover in the cavity of the injection mold inserted, so there is a gap between the opposite Films having a relatively narrow gap shape, since the total thickness of the Chip card only approx. 800 μm is. This results during the injection molding an unfavorable Fließwegverhalten for the Injection molded plastic material.
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 outgoing consists of this known from the prior art problem the object of the present invention therein, a process for the preparation provide an injection molded chip card, the flow behavior in the cavity the injection mold pressed-in liquefied plastic material decisively improved and thus the quality of injection-molded chip cards raises and lowers their production costs. The produced by the process according to the invention
Chipkarte soll darüber hinaus eine gute mechanische Belastbarkeit aufwei sen.smart card should over it In addition, a good mechanical strength 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.The inventive solution of The object is a method for producing an injection-molded Chip card according to the characteristics of Claim 1 and in a chip card produced by the method according to claim 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.The inventive method is characterized in that after the application of the antenna coil on the carrier sheet element this adjacent the pads partially by means of slots is severed so that in the carrier sheet element individual tabs are formed with contact surfaces arranged thereon, and that immediately after the injection molding process in the carrier film element formed tabs are pressed into the not yet cured injection molding material.
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.These Allow process steps it, as material for the carrier sheet element to use a plastic film whose thickness is much lower is known as the carrier film materials known from the prior art. It is by the impressions the one with the connection surfaces provided tabs in the interior of the chip card body ensures that the contact surfaces of the Antenna coil are in that depth range of the chip card body, the for the insertion of the chip module and the contacting of the pads of this Module with the contact surfaces the antenna coil is necessary.
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.The chip card according to the invention produced by the method described above is thus characterized in that due to the fact that the carrier sheet element adjacent the contact surfaces is partially cut by slits so that in the carrier sheet element individual tabs are formed with contact surfaces thereon, and that these Lugs are bent to the interior of the chip card body in a deeper position than that of the carrier sheet element, the use of a thinner carrier sheet material, the gap between the carrier sheet element and a need for existing on the opposite side of the chip card further film layer can now be so large that one in this regard Homogeneous injection of the film layers can be carried out and thus increases the stability of such a smart card and kosteni due to lower reject rates of the production process of the smart card according to the invention ger ge can be staltet.
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.The inventive method as well as the corresponding chip card can be explained by the in the subclaims special feature combinations in their particular embodiment further training. So it has for the creation of the slots in the carrier sheet element as advantageous proven to cut or punch these slots, as both Production methods with cost-effective Means are feasible.
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.A Development of the subject invention provides, the tabs in the carrier sheet element by the separation of the latter by means of two parallel across from lying sides of the contact surfaces arranged slots and one connecting these two slots substantially perpendicular to these arranged further slot to form. This results in a substantially rectangular ground plan shape the tabs, which a trouble bending of the tabs in the context of depression of allowed by the latter in the not yet cured plastic material.
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.Corresponding an advantageous embodiment of the method, the Production steps, the impressions of the tabs in the still not cured Plastic compound and the penetration of a recess for the chip module provide, at the same time with the help of a suitable in the injection mold to be retracted printing stamp done.
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.Of the Plunger here has a two-stage structure, the first step for creating the recess for the chip module is provided and the larger in its layout second Plain of the plunger depression of the tabs of the carrier sheet element causes. The tabs are pressed so far that the contact surfaces located on the tabs in the range of 200 microns to 280 microns below the chip card surface are arranged.
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.On Reason of the features essential to the invention has been found that the carrier sheet element now may have a thickness in the range of only 120 microns to 180 microns.
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.A Particularly advantageous development of the subject invention sees about it In addition, that between two opposing tabs of the carrier sheet element a recess in the carrier film is introduced. This recess is arranged where at a Downstream production step, the recess for the chip module in the chip card body must be introduced. By preferably punched recess reduce the deformation forces necessary for bending the in the Carrier sheet arranged Lugs are necessary. In this case, the recess may also be partial areas the side opposite include lying tabs.
Im
Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele
des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert:
Es
zeigt:In the following, two embodiments of the subject matter of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings:
It shows:
Das
in der
Aus
der
Dieses
erfindungsgemäß mit den
beiden Laschen
Unmittelbar
nach Beendigung des Spritzgussvorganges wird erfindungsgemäß entsprechend der
Darstellung der
Ist
die Ausformung der Ausnehmung
Um
die nunmehr in den Chipkartenkörper eingebetteten
Kontaktflächen
Dies
geschieht üblicherweise
durch einen Fräsvorgang,
bei dem zum einen die Ausnehmung
Die
Die
genannte aus dem Stand der Technik bekannte Dicke von 240 μm ergibt
sich durch die Dicke des Tragkörpers
In
der
Bei
der Gestaltung des Druckstempels
- 11
- TrägerfolienelementSupport film element
- 22
- Antennenspuleantenna coil
- 33
- Leiterbahnconductor path
- 44
- BereichArea
- 5A5A
- Kontaktflächecontact area
- 5B5B
- Kontaktflächecontact area
- 66
- KontaktbrückeContact bridge
- 77
- Leiterbahnconductor path
- 88th
- Schlitzslot
- 99
- Schlitzslot
- 1010
- Schlitzslot
- 1111
- Schlitzslot
- 1212
- Schlitzslot
- 1313
- Schlitzslot
- 1414
- Lascheflap
- 1515
- Lascheflap
- 1616
- Abdeckfoliecover
- 1717
- KunststoffmaterialPlastic material
- 1818
- Druckstempelplunger
- 1919
- DruckstempelbereichPressure temple area
- 2020
- DruckstempelbereichPressure temple area
- 2121
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Oberflächesurface
- 2323
- Tragkörpersupporting body
- 2424
- IC-BausteinIC module
- 2525
- Chipmodulchip module
- 2626
- Leiterbahnconductor path
- 2727
- Anschlussflächeterminal area
- 2828
- Anschlussflächeterminal area
- 2929
- Ausnehmungrecess
- 3030
- Teilbereichsubregion
- 3131
- Teilbereichsubregion
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