DE19640260A1

DE19640260A1 - Contactless chip card

Info

Publication number: DE19640260A1
Application number: DE19640260A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dr Houdeau; Manfred Fries; Josef Kirschbauer; Reinhard Fischbach
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-02
Also published as: WO1998014904A1

Abstract

This invention concerns a contactless chip card containing besides a chip module (2) an induction coil (3) for data transmission. A lead frame (1) serves as the electrical connection for these two components. In contrast to solutions in prior art, the contact between the lead frame (1) and induction coil (3) is much simpler. In the area of the coil pads (7), apertures (5) are made through the coil pads (7) and substrate film (8) through which the lead frame contacts (4) pass and are soldered on the upper surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine kontaktlose Chipkarte innerhalb der zwischen einem Chipmodul über ein Leadframe eine Verbin dung zu einer Induktionsspule, die als Antenne dient, vorlie gen muß. Beide zu verbindenden Einheiten weisen entsprechende Kontakte oder Pads auf und liegen auf verschiedenen Seiten einer Trägerfolie. Die Induktionsspule ist üblicherweise ätz technisch aus einer auf der Trägerfolie der Chipkarte aufge brachten Kupferschicht dargestellt.The invention relates to a contactless chip card within the one between a chip module via a lead frame to an induction coil, which serves as an antenna must. Both units to be connected have corresponding ones Contacts or pads on and are on different sides a carrier film. The induction coil is usually etched technically from one on the carrier film of the chip card brought copper layer shown.

Innerhalb einer Chipkarte ist ein Chipmodul mit einem Lead frame verbunden. Auf der gleichen Seite wie das Chipmodul be findet sich auf dem Leadframe eine Trägerfolie mit einem Fen ster für das Chipmodul. Auf der dem Leadframe gegenüberliegen den Seite der Trägerfolie ist eine strukturierte Kupfer schicht vorgesehen, die in Form einer Induktionsspule ausge bildet ist. Die notwendige Kontaktierung zwischen dem Lead frame und der Induktionsspule erfolgt bisher durch die Her stellung einer Öffnung in der Trägerfolie in dem Bereich ei nes darüberliegenden Spulenpads (Spulenanschlußfleck). So entsteht beispielsweise eine Art Sackbohrung in der Trägerfo lie. Diese Bohrung kann vor dem Auflaminieren der Kupferfolie durch Stanzen der Trägerfolie erzeugt werden oder nach dem Auflaminieren der Kupferfolie. Die Trägerfolie kann bei spielsweise gestanzt werden oder im zweiten genannten Fall gefräst werden. Die somit durch die Öffnung in der Trägerfo lie partiell freigelegte Fläche eines aus Kupfer bestehenden Anschlußpads der Induktionsspule kann daraufhin mit einem An schlußkontakt des Leadframes verbunden werden. Hierzu wird beispielsweise eine Thermokompressionsschweißverbindung ein gesetzt.Inside a chip card is a chip module with a lead frame connected. On the same side as the chip module there is a carrier film with a fen on the leadframe ster for the chip module. On the opposite of the lead frame the side of the carrier foil is a textured copper Layer provided that out in the form of an induction coil forms is. The necessary contact between the lead frame and the induction coil have so far been manufactured by Her position of an opening in the carrier film in the area ei nes overlying coil pads (coil connection spot). So for example, a kind of blind hole is created in the carrier foil lie. This hole can be made before the copper foil is laminated on be produced by punching the carrier film or after Laminate the copper foil. The carrier film can be used be punched for example or in the second case mentioned be milled. The thus through the opening in the Trägerfo partially exposed surface of an existing copper Connection pads of the induction coil can then with an final contact of the leadframe. To do this for example, a thermocompression welded joint set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Konstruktion der Verbindung zwischen Leadframe und Indukti onsspule einer Chipkarte bereit zustellen, mit der die gegen seitige Positionierung und Verbindung vereinfacht und verbes sert wird.The invention has for its object a simplified Construction of the connection between leadframe and indukti to provide a chip card with which the counter sided positioning and connection simplified and verbes sert.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des Anspruchs 1.This problem is solved by the features of Claim 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine aufwen dige Konstruktion innerhalb einer Chipkarte für die Bestand teile, wie Induktionsspule zur Übertragung von Informationen, Trägerfolie und Leadframe wesentlich vereinfacht werden kann, indem beide, die Trägerfolie und das Spulenpad der Indukti onsspule eine Öffnung erhalten, an der entsprechende Leadfra mekontakte hindurchführbar sind. Dabei sind die Leadframekon takte durch die entsprechenden gestanzten Durchbrüche zur Seite der Induktionsspule hindurchgefädelt und auf dieser Seite mit einem Anschlußpad der Induktionsspule verbunden.The invention is based on the knowledge that an expense construction within a chip card for the inventory parts, such as an induction coil for transmitting information, Carrier film and leadframe can be significantly simplified, by both the carrier foil and the coil pad of the inductor onsspule receive an opening at the corresponding lead woman Contact contacts can be passed through. Here are the lead frames clock through the corresponding punched openings Threaded through the side of the induction coil and on this Side connected to a connection pad of the induction coil.

Besondere Vorteile dieser Konstruktion resultieren daraus,daß die Löt- oder Schweißverbindungen zwischen Leadframekontakt und Anschlußpad der Induktionsspule lediglich die elektrische Verbindung sicherzustellen hat. Die Aufgabe der Positionie rung wird durch das Zusammenwirken der ausgestanzten Durch brüche mit den Leadframekontakten dargestellt.Particular advantages of this construction result from the fact that the solder or weld connections between the leadframe contact and connection pad of the induction coil only the electrical Has to ensure connection. The task of positioning tion is achieved through the interaction of the punched through breaks with the leadframe contacts.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu ent nehmen.Advantageous refinements can be found in the subclaims to take.

Im folgenden wird anhand von schematischen Figuren ein Aus führungsbeispiel beschrieben.In the following, an out will be shown using schematic figures example described.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt 10 aus einer Chipkarte, Fig. 1 shows a section 10 of a chip card,

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1, Fig. 2 shows a sectional view corresponding to Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1, Fig. 3 shows a sectional view corresponding to FIG. 1,

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Fig. 5, Fig. 4 shows a sectional view corresponding to FIG. 5,

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt 10 aus einer Chipkarte mit ei ner modifizierten Anordnung der Spulenpads bzw. Leadframekon takte 4. Fig. 5 shows a section 10 of a chip card with egg ner modified arrangement of the coil pads or contacts Leadframekon. 4

In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt 10 aus einer Chipkarte um rissen. Dabei ist angedeutet, daß die Chipkarte ein Chipmodul 2, eine Spule 3, die als Sende- oder Empfangsantenne dient, eine Trägerfolie 8 mit einem Chipmodulfenster 9 und Spulen pads 7 aufweist. Der geschlossene Kreis der Induktionsspule 3 führt kreis- oder mehreckförmig um das Chipmodul 2 herum. In den Fig. 1 und 5 ist lediglich ein Ausschnitt aus den elektrisch leitenden Bahnen der Spule 3 dargestellt. Die Spu lenpads 7 sind jeweils die Anschlußelemente für die Kontak tierung mit dem Leadframe 1. Das Leadframe 1 ist in entspre chender Weise mit dem Chipmodul 2 verbunden. In den Berei chen, in dem eine elektrisch leitende und mechanisch tragende Verbindung zwischen dem Leadframe 1 bzw. Leadframekontakten 4 und der Induktionsspule 3 bzw. Spulenpads 7 vorliegen soll, werden erfindungsgemäß Durchbrüche 5 eingebracht. Diese Durchbrüche 5 gehen sowohl durch die Spulenpads 7 als auch durch die Trägerfolie 8 hindurch. Somit können Leadframekon takte 4 von unten durch die Durchbrüche hindurchgeführt wer den und an der Oberseite der Spulenpads 7 mittels eines Schweißpunktes 6 mit diesen verbunden werden.In Fig. 1, a section 10 is torn from a chip card. It is indicated that the chip card has a chip module 2 , a coil 3 , which serves as a transmitting or receiving antenna, a carrier film 8 with a chip module window 9 and coil pads 7 . The closed circle of the induction coil 3 leads in a circular or polygonal shape around the chip module 2 . In FIGS. 1 and 5, only a detail is shown of the electrically conductive paths of the coil 3. The Spu lenpads 7 are each the connection elements for contacting the lead frame 1 . The lead frame 1 is connected accordingly to the chip module 2 . In the areas in which there is to be an electrically conductive and mechanically load-bearing connection between the leadframe 1 or leadframe contacts 4 and the induction coil 3 or coil pads 7 , openings 5 are made according to the invention. These openings 5 go through both the coil pads 7 and the carrier film 8 . Thus, lead frame contacts 4 can be passed through the openings from below and connected to them at the top of the coil pads 7 by means of a welding spot 6 .

In der Fig. 2 wird entsprechend dem Schnitt II-II entspre chend Fig. 1 eine Schnittdarstellung wieder gegeben. In die ser Darstellung ist im wesentlichen auf das Chipmodulfensters 9 zu achten, welches gleichzeitig mit den Durchbrüchen 5 mit tels eines Stanzverfahrens herstellbar ist. Die Durchbrüche 5 in der Trägerfolie 8 für die Leadframekontakte 4 werden in diesem Fall nach dem Ätzen der Spule gestanzt. Hierdurch ent fällt bei der Herstellung der Spule (Ätzung) die Abdeckung der bisher üblichen unterseitigen Freilegung (Sackbohrung) der Kupferfolie, die durch partielles Entfernen der Trägerfo lie 8 nach dem Stand der Technik angefertigt wurden. Weiter hin entfällt das sog. Strippen. Die Verbindung der Leadframe kontakte 4 mit den Spulenpads 7 erfolgt dadurch, daß die Leadframekontakte 4 bei der Montage entsprechend gebogen wer den, durch die Bohrungen hindurchgesteckt werden und durch geeignetes Werkezeug auf die Kontaktpads 4 gedrückt und ver schweißt werden. Die Spulenkontakte 4 können die Position wie bei der bisherigen Lösung nach dem Stand der Technik beibe halten oder sie können symmetrisch zum Modulfenster 9 ange ordnet sein. Die Vorteile der beiden Varianten sind neben der Kosteneinsparung die einfache Positionierung der Leadframes bzw. des Moduls über den Durchbrüchen und die formschlüssige Verbindung von Trägerfolie 8 und Leadframe 1 (gebogene Lead framekontakte). Die Schweißung stellt im Gegensatz zur bishe rigen Lösung nur die elektrische Verbindung sicher und die mechanische Verbindung bzw. die Positionierung geschieht durch das Zusammenwirken zwischen Durchbruch 5 und Leadframe kontakt 4. Die Verbindung kann vorzugsweise durch eine Ther mokompressionsschweißung oder mittels Ultraschall erzeugt sein. Notwendig ist eine Änderung des Leadframes 1, damit die Kontakte in der skizzierten Form gebogen werden können.In Fig. 2 corresponding to the section II-II accordingly Fig. 1 is a sectional view again. In this representation, attention should essentially be paid to the chip module window 9 , which can be produced simultaneously with the openings 5 by means of a stamping process. The openings 5 in the carrier film 8 for the lead frame contacts 4 are punched in this case after the coil has been etched. This ent ent during the manufacture of the coil (etching) covering the previously usual underside exposure (blind hole) of the copper foil, which was made by partially removing the carrier foil 8 according to the prior art. So-called stripping is no longer necessary. The compound of the leadframe contacts 4 with the coil pads 7 is effected in that the leadframe contacts 4 correspondingly bent during assembly who will put through the through holes and are pushed by suitable art stuff on the contact pads 4 and welded ver. The coil contacts 4 can keep the position as in the previous solution according to the prior art or they can be arranged symmetrically to the module window 9 . In addition to the cost savings, the advantages of the two variants are the simple positioning of the lead frames or the module over the openings and the form-fitting connection of the carrier film 8 and lead frame 1 (curved lead frame contacts). In contrast to the previous solution, the welding only ensures the electrical connection and the mechanical connection or the positioning takes place through the interaction between the opening 5 and the leadframe contact 4 . The connection can preferably be produced by thermocompression welding or by means of ultrasound. It is necessary to change the lead frame 1 so that the contacts can be bent in the sketched form.

Fig. 3 zeigt die prinzipielle Lage einer mittig liegenden Trägerfolie 8 mit hindurchgefädelten Leadframekontakten 4 und Spulenpads 7. Fig. 3 shows the basic position of a carrier film 8 located centrally with hindurchgefädelten leadframe contacts 4 and coil pads. 7

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Variante, bei der die Verbin dungen zwischen Spulenpad 7 und Leadframekontakt 4 symme trisch zum Chipmodulfenster 9 angeordnet sind. FIGS. 4 and 5 show the variant in which the links between Verbin Spulenpad 7 and lead frame contact 4 sym metrically to the chip module window 9 are arranged.

Claims

1. Contactless chip card with a lead frame ( 1 ), a dar attached and contacted chip module ( 2 ), a carrier foil ( 8 ) and an induction coil ( 3 ) formed thereon for data transmission, the coil ( 3 ) via coil pads ( 7 ) is electrically connected to the leadframe contacts ( 4 ) with the leadframe ( 1 ) and the chip module ( 2 ) and the connection between leadframe contacts ( 4 ) and the coil pads ( 7 ) located on the opposite side of the carrier film ( 8 ) is in each case by means of an opening ( 5 ) in the carrier film ( 8 ) and the coil pads ( 7 ) with lead frame contacts ( 4 ) inserted through to the coil pad side and with a connection or welding or soldering.

2. Contactless chip card according to claim 1, wherein the contact pads ( 7 ) relative to a chip module window ( 9 ) in the carrier film ( 8 ) are arranged opposite each other.

3. Contactless chip card according to one of the preceding claims in which the induction coil ( 3 ) consists of a textured copper laminate.

4. Contactless chip card according to one of the preceding claims wherein a precisely fitting execution of the lead frame contacts ( 4 ) and the openings ( 5 ) a relative positioning and mutual mechanical mounting between the carrier film ( 8 ) with the induction coil ( 3 ) on the one hand and the lead frame ( 1 ) with the chip module ( 2 ) on the other hand.