DE19600388A1

DE19600388A1 - Chipkarte

Info

Publication number: DE19600388A1
Application number: DE19600388A
Authority: DE
Inventors: Rainer Blome
Original assignee: Orga Kartensysteme GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: DE19600388C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontaktbehaftete Chipkarte. Eine solche Chipkarte weist elektrisch leitfähige Kontaktflächen auf, die mit entsprechenden Anschlußpunkten des IC-Bausteines (Chip) elektrisch leitend verbunden sind. Über diese Kontaktflächen wird die Kommunikation des IC-Bausteines mit entsprechenden Geräten (Chipkartenterminal) ermöglicht. Herkömmliche kontaktbehaftete Chipkarten enthalten ein Trägerelement für den IC-Baustein, ein sogenanntes Chipmodul, auf dem die elektrisch leitfähigen Kontaktflächen und der Chip angeordnet sind. Dieses Chipmodul ist im Fertigungsprozeß einer Chipkarte ein separates Bauteil, das in einer vorgefertigten Aussparung des Chipkartenkörpers eingesetzt (implantiert) wird. Eine Chipkarte mit einem derartigen Chipmodul ist relativ kostenintensiv in der Herstellung, was, da es sich bei Chipkarten um ein Massenprodukt handelt, besonders problematisch ist.

Aus der EP 0 627 707 ist eine kontaktbehaftete Chipkarte bekannt, bei der die elektrisch leitfähigen Kontaktflächen auf eine mit dem Chip verbundene Klebeschicht im Sieb- oder Schablonendruck aufgebracht wird. Die Herstellung einer derartigen Chipkarte erfordert nicht mehr das relativ teuere Chipmodul, das als separates Bauteil sowohl den Chip als auch die Kontaktflächen enthält. Problematisch hierbei ist jedoch die Abriebfestigkeit der Kontaktflächen, die chemische Beständigkeit gegenüber äußeren Einflüssen und der Kontaktwiderstand zu entsprechenden Kontakten in einem Chipkartenterminal.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstig herzustellende kontaktbehaftete Chipkarte zu schaffen, die einen sicheren und zuverlässigen Betrieb dauerhaft gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die sich daran anschließenden Unteransprüche enthalten vorteilhafte und förderliche Ausgestaltungen der Erfindung.

An Hand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den Teilbereich der Chipkarte (1), der den IC-Baustein/Chip (12) und die Kontaktflächen (11) enthält. Diese metallischen Kontaktflächen (11) sind erfindungsgemäß im Transferverfahren mittels eines Stempels (2) unter dem Einfluß von Druck und Wärme von einer Trägerfolie (3) abgelöst und auf die Kartenoberfläche unlösbar aufgebracht worden - vgl. Fig. 3.

Diese Kontaktflächen besitzen gegenüber den in der EP 0 627 707 beschriebenen, im Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachten Kontaktflächen eine höhere Abriebfestigkeit und eine bessere chemische Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen. Außerdem sind die Kontaktwiderstände zu entsprechenden Kontaktstiften im Chipkartenterminal geringer.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß die die Kontaktflächen (11) bildende und im Transferverfahren abzulösende Metallschicht aus einer oder mehreren Metall schichten bestehen kann. Eine mehrschichtige Kontaktfläche (11) kann z. B. von einem Mehrschichtaufbau bestehend aus einer Kupfer-, einer Nickel- und/oder einer Palladiumschicht gebildet sein. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß unter den Kontaktflächen (11) auf der Kartenoberfläche eine im Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachte, elektrisch leitfähige Grundschicht (15) aufgebracht ist, wobei die eigentlichen Kontaktflächen (11) auf der Grundschicht (15) im Transferverfahren aufgebracht sind. Die im Transferverfahren aufgebrachten Kontaktflächen (11) weisen dabei eine höhere Abriebfestigkeit, eine bessere chemische Beständigkeit und einen besseren Kontaktwiderstand als die Grundschicht (15) auf - vgl. Fig. 2.

Die Struktur des im Transferverfahrens verwendeten Stempels (2) ist der Struktur der auf zubringenden Kontaktflächen (11) entsprechend ausgebildet - siehe Fig. 4, 5 und 6. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Stempel (2) ist zusätzlich ein Stempel (2′) zum Einprägen einer Aussparung (10A, Kavität) für den Chip (12) integriert. Alternativ dazu ist es vorgesehen, einen Stempel (2) mit einer planaren Stempelfläche (nicht dargestellt) zu verwenden, wobei die abzulösende/aufzubringende Metallschicht entsprechend der Struktur der Kontaktflächen vorstrukturiert ist.

Für einen zusätzlichen Schutz des IC-Bausteines (12) und der Kontaktflächen (11) ist - wie in Fig. 1 gezeigt - über dem IC-Baustein (12) und über einem Teilbereich der Kontaktflächen (11) eine nichtleitende Schutzschicht (14) aufgebracht. Die in Fig. 2 gezeigte Schutzschicht (14) erstreckt sich über einen größeren Bereich, wobei in der Schutzschicht (14) mindestens Normkontaktflächen ausgespart sind.

In den Fig. 7, 8 und 9 sind Schnitte durch verschieden ausgebildete Chipkarten (1), welche jeweils die erfindungsgemäß aufgebrachten Kontaktflächen (11) aufweisen, gezeigt. Um eine gute Haftung sich zwischen den metallischen Kontaktflächen (11) und der Kartenoberfläche zu bewirken, ist in vorteilhafter Weise eine dünne Klebeschicht (11A) als Haftvermittler angeordnet. Außerdem ist es vorgesehen die Oberfläche des Kartenmaterials für eine optimale Haftung der Kontaktflächen (11) speziell auszubilden.

Nachfolgend wird beschrieben, wie die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Anschlußpunkten des IC-Bausteines (12) und den im Transferverfahren aufgebrachten Kontaktflächen (11) hergestellt wird.

In Fig. 7 ist eine erste Variante der elektrisch leitfähigen Verbindungsherstellung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des Chips (12) und den Kontaktflächen (11) dargestellt. In dieser Variante wird die Verbindung durch Bonddrähte (13B) realisiert. In Fig. 8 ist eine zweite Variante der elektrisch leitfähigen Verbindungsherstellung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des Chips (12) und den Kontaktflächen (11) dargestellt. In dieser Variante wird die Verbindung durch ein im Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachtes, elektrisch leitfähiges Material (13A) gebildet. In Fig. 9 ist eine weitere Variante der elektrisch leitfähigen Verbindungsherstellung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des Chips (12) und den Kontaktflächen (11) dargestellt. Dabei ist die Verbindung direkt über eine leitfähige Erhebung auf den Anschlußpunkten (12A) des Chips (12) und/oder den Kontaktflächen (11) hergestellt, die sogenannte Flip-Chip-Technik.

Die Trägerfolie (3), auf der sich die abzulösende/ aufzubringende Metallschicht (11) befindet, wird im Chipkartenherstellungsprozeß im Rolle-Rolle-Verfahren weitertransportiert.

Bei dem Kartenkörper kann es sich sowohl um eine im Spritzgußverfahren einstückig hergestellte Karte als auch um eine aus mehreren Schichten bestehende, laminierte Karte handeln.

In einer Variante ist es vorgesehen, daß im Kartenkörper eine vorgefertigte (z. B. ausgefräste) Aussparung/Kavaität (10A) für den Chip (12) vorgesehen ist. Alternativ wird die Kavität (10A) mittels eines Heizstempels (2′) eingeprägt. Wenn - wie in Fig. 6 dargestellt - dieser Stempel (2′) zum Einprägen der Kavität (10A) in dem Stempel (2) für das Transferverfahren integriert ist, ist es möglich in einem Schritt die Kontaktflächen (11) auf die Kartenoberfläche aufzubringen und gleichzeitig die Kavität (10A) zur Aufnahme des Chips (12) einzuprägen. Anschließend wird der Chip (12) in die Karte (10) implantiert, die leitende Verbindung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des Chips und den Kontaktflächen (11) hergestellt und eventuell eine Schutzschicht (14) aufgebracht.

Claims

1. Chipkarte mit elektrisch leitfähigen Kontaktflächen, welche mit entsprechenden Anschlußpunkten eines im Kartenkörper eingesetzten IC-Bausteines (Kartenchip) elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe Kontaktflächen aufweist, die als Metallschicht mittels eines entsprechend ausgebildeten Stempels (2) unter dem Einfluß Druck und Wärme von einer Trägerfolie (3) abgelöst und auf die Kartenoberfläche unlösbar aufgebracht sind.

2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende Metallschicht aus mindestens zwei Schichten bestehen.

4. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende Metallschicht eine Kupfer-, eine Nickel- und eine Goldschicht aufweist.

5. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende Metallschicht eine Kupfer-, eine Nickel- und eine Silberschicht aufweist.

6. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktflächen (11) bildende Metallschicht eine Kupfer-, eine Nickel- und eine Palladiumschicht aufweist.

7. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (2) entsprechend der Struktur der Kontaktflächen (11) strukturiert ist.

8. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubringende Metallschicht entsprechend der Struktur der Kontaktflächen vorstrukturiert ist.

9. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kartenoberfläche und den Kontaktflächen (11) eine Klebeschicht (11A) und/oder ein Haftvermittler angeordnet ist.

10. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (12) in einer vorgefertigten Aussparung (10A) des Kartenkörpers (10) eingesetzt ist.

11. Chipkarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (12) unter dem Einfluß von Temperatur und Druck in den Kartenkörper (10) hineingepreßt ist.

12. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktflächen (11) und den Anschlußpunkten (11A) des IC-Bausteines (12) von einem im Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachtes, elektrisch leitfähiges Material (13A) gebildet ist.

13. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktflächen (11) und den Anschlußpunkten (12A) des IC-Bausteines (12) über Bondbänder (13B) oder Bonddrähte hergestellt ist.

14. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktflächen (11) und den Anschlußpunkten (12A) des IC-Bausteines (12) direkt über eine leitfähige Erhebung (13C) auf den Anschlußpunkten (12A) und/oder den Kontaktflächen (11) in der Flip-Chip-Technologie hergestellt ist.

15. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest über dem IC-Baustein (12) und der Verbindung zwischen den Anschlußpunkten (12A) des IC-Bausteins (12) und den Kontaktflächen (11) eine nichtleitende Schutzschicht (14) aufgebracht ist.

16. Chipkarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Kontaktflächen (11) auf der Kartenoberfläche eine im Sieb- oder Schablonendruck aufgebrachte, elektrisch leitfähige Grundschicht (15) aufgebracht ist, wobei die darüber angeordneten Kontaktflächen (11) eine höhere Abriebfestigkeit, eine bessere chemische Beständigkeit und/oder einen besseren Kontaktwiderstand als die Grundschicht (15) aufweisen.

17. Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte mit elektrisch leitfähigen Kontaktflächen, welche mit entsprechenden Anschlußpunkten des IC-Bausteines (Kartenchip) elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Transferverfahren eine Metallschicht mittels eines entsprechend ausgebildeten Stempels unter dem Einfluß Druck und Temperatur von einer Trägerfolie abgelöst und zur Ausbildung der Kontaktflächen (11) auf die Kartenoberfläche unlösbar aufgebracht sind.