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WO2007143979A1 - Mechanisch aktivierbare transpondervorrichtung und chipkarte - Google Patents

Mechanisch aktivierbare transpondervorrichtung und chipkarte Download PDF

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WO2007143979A1
WO2007143979A1 PCT/DE2007/001033 DE2007001033W WO2007143979A1 WO 2007143979 A1 WO2007143979 A1 WO 2007143979A1 DE 2007001033 W DE2007001033 W DE 2007001033W WO 2007143979 A1 WO2007143979 A1 WO 2007143979A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chip
transponder
transponder device
contact surface
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2007/001033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guntram Laude
Sebastian GALLSCHÜTZ
Titus Hochauf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novacard Informationssysteme GmbH
Original Assignee
Novacard Informationssysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202006009319U external-priority patent/DE202006009319U1/de
Application filed by Novacard Informationssysteme GmbH filed Critical Novacard Informationssysteme GmbH
Priority to DE112007001898T priority Critical patent/DE112007001898A5/de
Publication of WO2007143979A1 publication Critical patent/WO2007143979A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G—PHYSICS
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    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
    • H01H5/04—Energy stored by deformation of elastic members
    • H01H5/30—Energy stored by deformation of elastic members by buckling of disc springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2203/00—Form of contacts
    • H01H2203/036—Form of contacts to solve particular problems
    • H01H2203/038—Form of contacts to solve particular problems to be bridged by a dome shaped contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2231/00—Applications
    • H01H2231/05—Card, e.g. credit card

Definitions

  • the invention relates to a mechanically activatable transponder device having a transponder coil with at least one contact surface and with a chip element. Furthermore, the invention relates to a chip card with such a transponder device.
  • Such a transponder device configured as a contactless chip card is described, for example, in EP 0946926 B1.
  • a recess is provided in the chip card whose upper side is closed by a chip module or the chip module is inserted into this recess.
  • Within the chip module of the actually integrated circuit is arranged, which is electrically connected to the pads of the chip module.
  • the chip module as a whole forms a larger, usually molded unit, which deaerates a manual operation and contacting. Only when pressure on the card is an electrical contact and only then does the smart card work. This is particularly useful for RFID cards, otherwise there would be a danger to the user that he is continuously queried and thus unintentionally detected and monitored.
  • the invention has for its object to provide a transponder device of the type mentioned, which is particularly reliable to use.
  • the transponder device has a mechanically movable switching membrane which can assume at least two states that the switching membrane positioned over the at least one contact surface of the transponder coil and the Chip element has at least one contact surface, connected to the switching membrane and the at least one contact surface of the transponder coil facing and spaced apart and arranged such that upon movement of the switching membrane, the at least one contact surface of the chip element with the at least one contact surface of the transponder coil is contacted ,
  • the transponder coil has two contact surfaces and the chip element also has two corresponding contact surfaces.
  • the data stored on the chip element can be read out and transmitted in a contactless manner to a receiver with the aid of the transponder coil.
  • the chip element and the transponder coil are provided with opposing contact surfaces which are spaced apart and are only temporarily electrically interconnectable by arbitrary mechanical pressure. Only then will an identification or transaction be triggered. As a result, the user himself determines when the data stored on the chip element can be queried or read out.
  • the chip itself is arranged directly in the transponder device as a chip element. It is therefore the "bare", untimed chip or integrated circuit used without forming this in an intermediate step to a module with larger pads.
  • the chip is arranged in the chip card according to the invention with downwardly directed contact surfaces in the chip card.
  • the chip is arranged in flip-chip technology.
  • the contacts of the chip itself are thus turned down and arranged opposite to the contact surfaces of the transponder coil and spaced therefrom.
  • the contact surfaces of the chip are preferably formed by the bumps of the chip.
  • the contact surfaces of the chip are preferably formed as raised contact pads formed over the chip surface. This is preferably produced by electroless, vacuum-technical or galvanic deposition predominantly of palladium.
  • a recess is formed within the chip card between two outer cover sheets.
  • the chip is conveniently located in the recess.
  • the chip is therefore not directly accessible from the outside, but is at least shielded and protected by a cover sheet and possibly other films or layers of direct contact with the outside world.
  • the chip is preferably fastened to one side, in particular of the side opposite the contact surfaces, on the cover film or an underlying further film or layer. This can be done by applying pressure attached chip in the recess moves down and moved to the opposite contact surfaces of the transponder coil.
  • the region of the recess ie in particular the interior of the switching membrane with the chip element, in particular the bare chip itself, preferably has an inert atmosphere within the transponder device. This prevents corrosion and ensures the long-term reliability of the transponder device.
  • the chip element is preferably fastened to the switch membrane with one side, in particular of the side opposite the contact surfaces, in particular adhesively bonded thereto.
  • a gel or gelatinous adhesive is used, which allows a certain flexibility, but after completion of a z. B. lateral pressure, the chip or the chip element pulls back to the desired defined position.
  • the switching membrane is preferably formed dome-like.
  • the shape of the switching diaphragm is preferably formed as a flattened ball cap, which allows a pressure application or a deflection of this ball cap and thereby can assume two states. This ensures that no accidental or unintentional contact between the chip and the transponder coil or between the contact surfaces arises, but that the application of a mechanical pressure against the spring force is necessary to make such a contact.
  • a spring or spring element arranged directly between the contact surfaces and the chip is also conceivable.
  • the switching membrane is fastened with its end regions on two spacers arranged on both sides of the chip element.
  • the switching diaphragm is preferably designed as a snap-action disc or "crack-frog."
  • the upper part of the snap-in disc is freely accessible to the operator, who can therefore actuate the snap-action disc and move the chip attached to the underside of the snap-action disc into the lower contact position via the snap-action disc.
  • the covering film covering the recess is comparatively thick, in particular thicker or stronger than the cover film, which is arranged on the side of the chip card opposite the recess.
  • the cover sheet covering the recess is more than twice as thick as the opposite cover sheet.
  • the thickness of this cover sheet is about 10% or even slightly more than the thickness of the entire chip card.
  • the recess is formed within the smart card from two areas, namely an upper and a lower area.
  • the lower area is smaller than the upper area.
  • the lower portion is dimensioned to be slightly larger than the chip which can be pushed into this lower portion of the recess.
  • the upper region is preferably at least twice as wide in width as the chip, so that sufficient possibilities of movement are provided in the region of the overlying cover film.
  • Both the upper and the lower region of the recess are each higher in height than the chip. The remaining space within the recess is therefore at least twice as high as the height of the chip.
  • the contact surfaces of the transponder coil are made of an interrupted, conductive contact region. This means that particularly preferably at least two contact surfaces of the transponder coil are provided and these are separated from each other by an interruption or a non-conducting region arranged between them. By applying at least two contact surfaces of the chip, this gap is bridged and there is a contact within the chip is thereby supplied with energy through the transponder coil. Alternatively, a connection already exist and only one new contact can be formed when pressure is applied.
  • the transponder device has a mechanically movable switching membrane which can assume at least two states, wherein the switching membrane is positioned over the at least one contact surface of the transponder coil and the chip element has at least one contact surface and connected to the switching membrane and facing the at least one contact surface of the transponder coil opposite and spaced therefrom is movably arranged such that upon movement of the switching membrane, the at least one contact surface of the chip element with the contact surface of the transponder coil is contacted.
  • This chip card preferably has the embodiments which have also been described above in connection with the transponder device.
  • the chip card and the transponder device are preferably an RFID card or RFID transponder device.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a contactless chip card according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section according to FIG. 1 with actuated spring element
  • Fig. 3 is a partially cutaway plan view of a smart card
  • Fig. 5 is a plan view of a chip card with a recess with prepared connections.
  • Fig. 1 a cross-sectional view of the chip card according to the invention is initially shown, wherein the spring element is not actuated.
  • the chip card is made up of a plurality of layers or layers. The outermost layers are each formed by a cover sheet 1 or 8. Below these cover sheets 1, 8 printed films 2 and 7 are arranged, which give the smart card 20 its actual appearance. Under these films or further to the interior of these films 2 and 7 more films 3 and 6 are arranged. Centrally in the inner area core foils 4 and 5 are arranged. In some smart cards, only a single central core foil is arranged. Between the films 5 and 6, a transponder coil 17 is inserted. The transponder coil 17 is connected to contact surfaces 15 of the transponder coil 17.
  • contact surfaces 15 are electrically isolated from each other by an interruption 16 or isolated.
  • the chip card 20 has been introduced through the layers of printing film 2, 3 foil and core foils 4 and 5 extending recess 11.
  • the layers 1 to 5 which are again continuous behind the recess 11 have not been shown for the sake of clarity.
  • spacers 9 are used, whose height extends approximately over the height of the two core sheets 4 and 5 and reduce the recess 11 to dimensions in this area or define the size of the recess 11 in this area approximately such that this is slightly larger than the inserted chip 12 used in the chip card 20, which is used here as a "bare" chip and not as a chip module, the contact surfaces 15 forming the lower end of this lower part of the recess 11.
  • Spacers 10 are spacers 10 arranged for this purpose, which are significantly smaller in size than the spacers 9.
  • the spacers 10 extend in the height above the height of the film 3 and the printing film 2.
  • the height of this upper portion of the recess 11 is slightly larger than the height of the chip 12.
  • the chip 12 is arranged in the recess so that its contact surfaces 14 are aligned downward and spaced without mechanical pressure and opposite to the contact surfaces 15 of the Prepared structure of the spacer 10 a spring element 13 inserted or is inserted there.
  • This spring element 13 is preferably designed as a snap-action disc or "crackpot frog.”
  • the chip is fastened to the underside of the snap-action disc, in particular adhesively bonded with a gel-like adhesive and elastically suspended in this way
  • the snap-action disk is dome-shaped and the recess 11 is favorably at least twice as wide in the upper area as the chip 12, so that a sufficient area is provided in which the cover film 1 can give in order to bridge the distance between the contact surfaces 14 of the chip 12 and the contact surfaces 15 of the transponder coil 17.
  • the cover film 1 is made particularly thick to ensure sufficient safety and in particular about twice as thick or still thicker than usual un d and the opposite cover sheet. 8
  • Fig. 2 shows in the same way a cross section through the chip card according to the invention as Fig. 1.
  • the same elements are identified by the same reference numerals.
  • FIG. 1 it is shown here how a pressure is exerted on the spring element 13 and the snap disk bends downwards.
  • the attached to the snap-action disc chip 12 is thereby inserted into the lower part of the recess 11 and the contact surfaces 14 of the chip 12 contact the contact surfaces 15 at the bottom of the recess.
  • FIG. 3 shows a plan view of the chip card 20 according to the invention. Since the upper layers are not shown here, the conductor 17 of the antenna can be seen. In the present embodiment is a high frequency antenna for a frequency of 13.5 MHz. Alternatively, UHF antennas for frequencies of 800 to 900 MHz may be provided. In principle, the antenna structure can be in the form of a closed antenna structure, as a dipole antenna structure, as a slot antenna structure or be formed electrically conductive plastics, colors or particles. In addition to the antenna 17, the opening 19 can be seen here in the chip card, in which the spacers, the spring element and the chip are used. In the lower area, the connection structures can be seen.
  • FIG. 4 once again shows a plan view of the chip card 20.
  • a conductor 21 is shown at the bottom of this opening, on which the contact surfaces 15 must be formed.
  • the circuit board 21 may also be etched. Then the positioning of the chip is to align it.

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Abstract

Eine Mechanisch aktivierbare Transpondervopichtung mit einer Transponderspule (17) mit mindestens einer Kontaktfläche (15) und mit einem Chipelement, zeichnet sich dadruch aus, daß die Transpondervorrichtung eine mechanisch bewegbare Schaltmembran (13) aufweist, die mindestens zwei Zustände einnehmen kann, daß die Schaltmembran über der mindestens einen Kontaktfläche (15) der Transponderspule (17) positioniert ist, daß das Chipelement mindestens eine Kontaktfläche (14) aufweist, mit der Schaltmembran verbunden und der mindestens einen Kontaktfläche (15) der Transponderspule (17) zugewandt gegenüberliegend und zu dieser beabstandet und derart beweglich angeordnet ist, daß bei einer Bewegung der Schaltmembran (13) die mindestens eine Kontaktfläche (14) des Chipelements mit der mindestens einen Kontaktfläche (15) der Transponderspule (17) kontaktierbar ist.

Description

Mechanisch aktivierbare Transpondervorrichtung und Chipkarte
Die Erfindung betrifft eine mechanisch aktivierbare Transpondervorrichtung mit einer Transponderspule mit mindestens einer Kontaktfläche und mit einem Chipelement. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Chipkarte mit einer solchen Transpondervorrichtung.
Eine derartige als kontaktlose Chipkarte ausgebildete Transpondervorrichtung ist beispielsweise in der EP 0946926 B1 beschrieben. Dazu ist in der Chipkarte eine Ausnehmung vorgesehen, deren Oberseite durch ein Chipmodul geschlossen ist bzw. das Chipmodul in diese Ausnehmung eingesetzt wird. Innerhalb des Chipmoduls ist der eigentlich integrierte Schaltkreis angeordnet, der elektrisch mit den Anschlußflächen des Chipmoduls verbunden ist. Das Chipmodul bildet insgesamt eine größere, in der Regel vergossene Einheit, die eine manuelle Betätigung und Kontaktierung ertaubt. Erst bei Druck auf die Karte erfolgt ein elektrischer Kontakt und erst dann arbeitet die Chipkarte. Dies ist insbesondere bei RFID- Karten sinnvoll, da ansonsten für den Benutzer die Gefahr bestände, daß er kontinuierlich abgefragt wird und damit unbeabsichtigt erfassbar und überwachbar wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transpondervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die besonders zuverlässig bedienbar ist .
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Transpondervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Hinsichtlich der Chipkarte erfolgt die Lösung der Aufgabe mit den Merkmalen des Patentspruchs 15. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer mechanischen aktivierbaren Transpondervorrichtung mit einer Transponderspule mit mindestens einer Kontaktfläche und einem Chipelement ist es erfindungswesentlich vorgesehen, daß die Transpondervorrichtung eine mechanisch bewegbare Schaltmembran aufweist, die mindestens zwei Zustände einnehmen kann, daß die Schaltmembran über der mindestens eine Kontaktfläche der Transponderspule positioniert und das das Chipelement mindestens eine Kontaktfläche aufweist, mit der Schaltmembran verbunden und der mindestens einen Kontaktfläche der Transponderspule zugewandt gegenüberliegend und zu dieser beabstandet und derart beweglich angeordnet ist, daß bei einer Bewegung der Schaltmembran die mindestens eine Kontaktfläche des Chipelements mit der mindestens ein Kontaktfläche der Transponderspule kontaktierbar ist. Bevorzugt weist die Transponderspule zwei Kontaktflächen und das Chipelement ebenfalls zwei dazu korrespondierende Kontaktflächen auf. Mit einer solchen Transpondervorrichtung können die auf dem Chipelement gespeicherten Daten ausgelesen und mit Hilfe der Transponderspule kontaktlos auf einen Empfänger übertragen werden. Das Chipelement und die Transponderspule sind mit sich gegenüberliegenden Kontaktflächen versehen, die voneinander beabstandet sind und nur durch willkürlichen, mechanischen Druck zeitweise miteinander elektrisch verbindbar sind. Nur dann erfolgt eine Auslösung einer Identifikation oder Transaktion. Dadurch bestimmt der Benutzer selbst, wann die auf dem Chipelement gespeicherten Daten abgefragt bzw. ausgelesen werden können. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Chipelement unmittelbar der Chip selbst in der Transpondervorrichtung angeordnet. Es wird daher der „nackte", ungehauste Chip oder integrierte Schaltkreis verwendet, ohne diesen in einem Zwischenschritt zu einem Modul mit größeren Anschlußflächen auszubilden.
Bei der konkreten Verwendung, bei der bestimmungsgemäß ein Druck im Bereich des Chipelements ausgeübt wird, hat sich gezeigt, daß der „nackte" Chip aufgrund seiner geringen Abmessung hierfür geeignet ist und entgegen dem üblichen Ansatz nicht zu einem Chipmodul weiterverarbeitet ist. Entgegen der sonst üblichen Anordnung innerhalb eines Chipmoduls ist der Chip in der erfindungsgemäßen Chipkarte mit nach unten gerichteten Kontaktflächen in der Chipkarte angeordnet.
Bevorzugt ist der Chip in Flipchip-Technik angeordnet. Die Kontakte des Chips selbst werden also nach unten gedreht und gegenüber von den Kontaktflächen der Transponderspule und beabstandet zu diesen angeordnet. Die Kontaktflächen des Chips werden bevorzugt durch die Bumps des Chips gebildet. Die Kontaktflächen des Chips sind bevorzugt als erhaben über die Chipfläche ausgebildete Anschlußpodeste ausgebildet. Bevorzugt wird dies durch stromlose, vakuumtechnische oder galvanische Abscheidung überwiegend aus Palladium erzeugt.
Bevorzugt ist innerhalb der Chipkarte zwischen zwei äußeren Deckfolien eine Ausnehmung gebildet. Der Chip ist günstigerweise in der Ausnehmung angeordnet. Der Chip ist also von außen nicht unmittelbar zugänglich, sondern ist mindestens durch eine Deckfolie und evtl. weitere Folien oder Lagen von einem unmittelbaren Kontakt mit der Außenwelt abgeschirmt und geschützt. Der Chip ist bevorzugt mit einer Seite, insbesondere der den Kontaktflächen gegenüberliegenden Seite, an der Deckfolie oder einer darunter liegenden, weiteren Folie oder Schicht befestigt. Auf diese Weise kann durch Druck auf daran befestigte Chip in der Ausnehmung nach unten bewegt und zu den gegenüberliegenden Kontaktflächen der Transponderspule bewegt werden.
Der Bereich der Ausnehmung, also insbesondere der Innenraum der Schaltmembran mit dem Chipelement, insbesondere dem nackten Chip selbst, weist bevorzugt innerhalb der Transpondervorrichtung eine inerte Atmosphäre auf. Damit wird Korrosion verhindert und die langfristige Zuverlässigkeit der Transpondervorrichtung gewährleistet. Das Chipelement ist bevorzugt mit einer Seite, insbesondere der den Kontaktflächen gegenüberliegenden Seite an der Schaltmembran befestigt, insbesondere mit dieser verklebt. Bevorzugt wird dabei eine Gel oder gallertartige Klebmasse verwendet, die eine gewisse Flexibilität zuläßt, jedoch nach Beendigung eines z. B. seitlichen Druckes, den Chip oder das Chipelement wieder an die gewünschte definierte Position zieht.
Die Schaltmembran ist bevorzugt kalottenartig ausgebildet. Die Form der Schaltmembran ist bevorzugt als abgeflachte Kugelkappe ausgebildet, die eine Druckausübung bzw. eine Durchbiegung dieser Kugelkappe ermöglicht und die dadurch zwei Zustände annehmen kann. Dadurch wird sichergestellt, daß keine zufällige oder unbeabsichtigte Kontaktierung zwischen dem Chip und der Transponderspule bzw. zwischen deren Kontaktflächen entsteht, sondern daß das Aufbringen eines mechanischen Drucks entgegen der Federkraft nötig ist, um einen solchen Kontakt herzustellen. Grundsätzlich ist auch eine unmittelbar zwischen den Kontaktflächen und dem Chip angeordnete Feder oder Federelement denkbar. Insbesondere ist die Schaltmembran mit ihren Endbereichen auf zwei zu beiden Seiten des Chipelements angeordneten Spacern befestigt. Die Schaltmembran ist bevorzugt als Schnappscheibe oder „Knackfrosch" ausgebildet. Der obere Teil der Schnappscheibe ist für den Bediener frei zugänglich. Der Bediener kann die Schnappscheibe daher betätigen und über die Schnappscheibe den an der Unterseite der Schnappscheibe befestigten Chip in die untere Kontaktstellung bewegen. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die die Ausnehmung abdeckende Deckfolie vergleichsweise dick, insbesondere dicker oder stärker ausgebildet als die Deckfolie, die auf der der Ausnehmung gegenüberliegenden Seite der Chipkarte angeordnet ist. Anders formuliert ist die die Ausnehmung abdeckende Deckfolie mehr als doppelt so dick wie die gegenüberliegenden Deckfolie. Bevorzugt beträgt die Dicke dieser Deckfolie etwa 10 % oder sogar etwas mehr der Dicke der gesamten Chipkarte.
Günstigerweise ist die Ausnehmung innerhalb der Chipkarte aus zwei Bereichen, nämlich einem oberen und einem unteren Bereich ausgebildet. Der untere Bereich ist dabei kleiner als der obere Bereich. Der untere Bereich ist seinen Abmessungen so ausgebildet, daß er etwas größer ist als der Chip, der in diesen unteren Bereich der Ausnehmung hineingedrückt werden kann. Der obere Bereich ist in seiner Breite bevorzugt mindestens doppelt so breit wie der Chip, so daß ausreichend Bewegungsmöglichkeiten im Bereich der darüber liegenden Deckfolie gegeben sind. Sowohl der obere als auch der untere Bereich der Ausnehmung sind in ihrer Höhe jeweils höher als der Chip. Der verbleibende Freiraum innerhalb der Ausnehmung ist insgesamt daher mindestens doppelt so hoch wie die Höhe des Chips.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktflächen der Transponderspule aus einem unterbrochenen, leitenden Kontaktbereich hergestellt. Das heißt, daß insbesondere bevorzugt mindestens zwei Kontaktflächen der Transponderspule vorgesehen sind und diese durch eine Unterbrechung oder einen zwischen diesen angeordneten nichtleitenden Bereich voneinander getrennt sind. Durch das Aufbringen von mindestens zwei Kontaktflächen des Chips wird diese Lücke überbrückt und es erfolgt ein Kontakt innerhalb des Chips der dadurch mit Energie über die Transponderspule versorgt wird. Alternativ kann auch eine Verbindung bereits bestehen und bei Druckausübung nur ein neuer Kontakt gebildet werden. weist die Transpondervorrichtung daher eine mechanisch bewegbare Schaltmembran auf, die mindestens zwei Zustände einnehmen kann, wobei die Schaltmembran über der mindestens einen Kontaktfläche der Transponderspule positioniert ist und das Chipelement mindestens eine Kontaktfläche aufweist und mit der Schaltmembran verbunden und der mindestens einen Kontaktfläche der Transponderspule zugewandt gegenüberliegend und zu dieser beabstandet derart beweglich angeordnet ist, daß bei einer Bewegung der Schaltmembran die mindestens eine Kontaktfläche des Chipelements mit der Kontaktfläche der Transponderspule kontaktierbar ist. Diese Chipkarte weist bevorzugt die Ausgestaltungen auf, die auch oben im Zusammenhang mit der Transpondervorrichtung beschrieben wurden. Bei der Chipkarte und der Transpondervorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine RFID-Karte bzw. RFID-Transpondervorrichtung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen der Zeichnung in:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße kontaktlose Chipkarte;
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Fig. 1 mit betätigtem Federelement;
Fig. 3 eine teilgeschnittene Draufsicht auf eine Chipkarte;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Chipkarte mit einer Ausnehmung; und
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Chipkarte mit einer Ausnehmung mit vorbereiteten Anschlüssen.
In Fig. 1 ist zunächst eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Chipkarte dargestellt, wobei das Federelement nicht betätigt ist. Die Chipkarte ist aus einer Mehrzahl von Schichten oder Lagen aufgebaut. Die äußersten Schichten werden jeweils von einer Deckfolie 1 bzw. 8 gebildet. Unterhalb dieser Deckfolien 1 ,8 sind bedruckte Folien 2 und 7 angeordnet, die der Chipkarte 20 ihr eigentliches Aussehen verleihen. Unter diesen Folien bzw. weiter zum Inneren dieser Folien 2 und 7 sind weitere Folien 3 und 6 angeordnet. Zentral im inneren Bereich sind Kernfolien 4 und 5 angeordnet. In manchen Chipkarten ist auch nur eine einzige zentrale Kernfolie angeordnet. Zwischen den Folien 5 und 6 ist eine Transponderspule 17 eingelegt. Die Transponderspule 17 ist mit Kontaktflächen 15 der Transponderspule 17 verbunden. Diese Kontaktflächen 15 sind durch eine Unterbrechung 16 elektrisch voneinander getrennt bzw. isoliert. In der Chipkarte 20 ist eine sich durch die Schichten Druckfolie 2, Folie 3 und Kernfolien 4 und 5 erstreckende Ausnehmung 11 eingebracht worden. In der Darstellung sind die hinter der Ausnehmung 11 wieder durchgängig verlaufen den Schichten 1 bis 5 zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt worden. In der Ausnehmung 11 sind Spacer 9 eingesetzt, deren Höhe sich etwa über die Höhe der beiden Kernfolien 4 und 5 erstreckt und die die Ausnehmung 11 auf Abmessungen in diesem Bereich reduzieren bzw. die Größe der Ausnehmung 11 in diesem Bereich etwa derartig definieren, daß diese etwas größer ist als der in der Chipkarte 20 verwendete eingesetzte Chip 12, der hier als „nackter" Chip und nicht als Chipmodul zur Anwendung kommt. Die Kontaktflächen 15 bilden den unteren Abschluß dieses unteren Teils der Ausnehmung 11. Ein oberer Teil der Ausnehmung 11 , der sich in seiner Höhe etwa über die Dicke der Folie 3 und der Druckfolie 2 erstreckt und im wesentlichen in etwa genauso hoch ist wie der untere Teil der Ausnehmung ist insgesamt etwa in seinen seitlichen Abmessungen doppelt so breit wie der untere Teil der Ausnehmung. Auf den unteren Spacern 9 sind hierzu Spacer 10 angeordnet, die in ihren Abmessungen deutlich kleiner sind als die Spacer 9. Die Spacer 10 erstrecken sich in der Höhe über die Höhe der Folie 3 und der Druckfolie 2. Die Höhe dieses oberen Bereiches der Ausnehmung 11 ist etwas größer als die Höhe des Chips 12. Der Chip 12 ist derart in der Ausnehmung angeordnet, daß seine Kontaktflächen 14 nach unten ausgerichtet sind und ohne mechanischen Druck beabstandet und gegenüberliegend zu den Kontaktflächen 15 der vorbereitete Struktur der Spacer 10 ein Federelement 13 einlegbar bzw. ist dort eingelegt. Dieses Federelement 13 ist bevorzugt als Schnappscheibe oder „Knackfrosch" ausgebildet. An der Unterseite der Schnappscheibe ist der Chip befestigt, insbesondere mit einer gelartigen Klebemasse eingeklebt und insofern elastisch aufgehängt. Oben auf den Spacer wird eine ringförmige Abdeckung 18 aufgelegt und befestigt. Bei Druck auf das Federelement bzw. auf die Schnappscheibe 13 wird diese nach unten gedrückt mit ihr der daran befestigte Chip. Die Schnappscheibe ist kalottenartig ausgebildet. Die Ausnehmung 11 ist günstigerweise im oberen Bereich mindestens doppelt so breit wie der Chip 12, so daß ein ausreichender Bereich vorgesehen ist, in dem die Deckfolie 1 nachgeben kann, um insgesamt den Abstand zwischen den Kontaktflächen 14 des Chips 12 und den Kontaktflächen 15 der Transponderspule 17 zu überbrücken. Die Deckfolie 1 ist zur Gewährleistung einer ausreichenden Sicherheit besonders dick ausgebildet und insbesondere etwa doppelt so dick oder noch dicker als übliche und auch die gegenüberliegende Deckfolie 8.
Fig. 2 zeigt in gleicher Weise einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Chipkarte wie Fig. 1. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Im Unterschied zur Fig. 1 ist hier dargestellt, wie ein Druck auf das Federelement 13 ausgeübt ist und die Schnappscheibe nach unten durchbiegt. Der an der Schnappscheibe befestigte Chip 12 wird dadurch in den unteren Teil der Ausnehmung 11 eingeführt und die Kontaktflächen 14 des Chips 12 kontaktieren die Kontaktflächen 15 am Boden der Ausnehmung.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Chipkarte 20 dargestellt. Da hier die oberen Schichten nicht dargestellt sind, ist die Leiterbahn 17 der Antenne zu erkennen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es um eine Hochfrequenzantenne für eine Frequenz von 13,5 MHz. Es können alternativ auch UHF-Antennen für Frequenzen von 800 bis 900 MHz vorgesehen sein. Die Antennenstruktur kann grundsätzlich als geschlossene Antennenstruktur, als Dipolantennenstruktur, als Schlitzantennenstruktur oder elektrisch leitenden Kunststoffen, Farben oder Partikeln ausgebildet sein. Neben der Antenne 17 ist hier die Öffnung 19 in der Chipkarte zu erkennen, in die die Spacer, das Federelement und der Chip eingesetzt werden. Im unteren Bereich sind die Anschlußstrukturen zu erkennen.
In Fig. 4 ist noch einmal eine Draufsicht auf die Chipkarte 20 dargestellt. Im Bereich der Öffnung 19 ist am Boden dieser Öffnung eine Leiterbahn 21 dargestellt, auf der die Kontaktflächen 15 ausgebildet werden müssen. Um eine genaue Zentrierung zu erreichen ist es bevorzugt, zunächst die Deckschicht 1 mit der vorgesehenen kreisförmigen Ausnehmung 19 aufzubringen und dann zentriert auf die Ausnehmung 19 frästechnisch die Kontakte bzw. die Strukturen 21 einzubringen. Alternativ kann die Leiterplatte 21 auch geätzt werden. Dann ist die Positionierung des Chips daran auszurichten.

Claims

Schutzansprüche
Mechanisch aktivierbare Transpondervorrichtung mit einer Transponderspule
(17) mit mindestens einer Kontaktfläche (15) und mit einem Chipelement, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Transpondervorrichtung eine mechanisch bewegbare Schaltmembran
(13) aufweist, die mindestens zwei Zustände einnehmen kann, daß die Schaltmembran über der mindestens einen Kontaktfläche (15) der
Transponderspule (17) positioniert ist, daß das Chipelement mindestens eine Kontaktfläche (14) aufweist, mit der
Schaltmembran verbunden und der mindestens einen Kontaktfläche (15) der
Transponderspule (17) zugewandt gegenüberliegend und zu dieser beabstandet und derart beweglich angeordnet ist, daß bei einer Bewegung der
Schaltmembran (13) die mindestens eine Kontaktfläche (14) des
Chipelements mit der mindestens einen Kontaktfläche (15) der
Transponderspule (17) kontaktierbar ist.
Transpondervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Chipelement unmittelbar der Chip (12) selbst in der Transpondervorrichtung
Transpondervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (12) selbst mit nach unten gerichteten Kontaktflächen (14) in der Transpondervorrichtung (20) angeordnet ist.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (12) in Flipchip-Technik angeordnet ist.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (14) des Chips (12) durch die Bumps des Chips (12) gebildet sind.
Yanspondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (14) des Chips (12) durch stromlose, vakuumtechnische oder glavanische Abscheidung überwiegend aus Palladium bestehende Anschlußpodeste ausgebildet sind, die erhaben über die Chipfläche hervorstehen.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Transpondervorrichtung zwischen äußeren Deckfolien (1 , 8) eine Ausnehmung (11 ) gebildet ist.
Transpondervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (12) in der Ausnehmung (11 ) angeordnet ist.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Schaltmembran mit dem Chipelement innerhalb der Transponderanordnung eine inerte Atmosphäre aufweist.
Transpondervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Chipelement mit einer Seite, insbesondere der den Kontaktflächen (14) gegenüberliegenden Seite, an der Schaltmembran (13) befestigt ist. Transpondervorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmembran (13) kalottenartig ausgebildet ist.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmembran (13) als Schnappscheibe ausgebildet ist.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmembran (13) auf zwei zu beiden Seiten des Chips (12) angeordneten Spacern angeordnet ist.
Transpondervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (15) der Transponderspule (17) aus einem unterbrochenen, leitenden Kontaktbereich hergestellt sind.
Chipkarte mit einer Transponderspule (17) und einem Chipelement, wobei die
Chipkarte eine mechanische aktivierbare Transpondervorrichtung mit einer
Transponderspule mit mindestens einer Kontaktfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondervorrichtung eine mechanisch bewegbare Schaltmembran
(13) aufweist, die mindestens zwei Zustände einnehmen kann, daß die Schaltmembran über der mindestens einen Kontaktfläche (15) der
Transponderspule positioniert ist, daß Chipelement mindestens eine Kontaktflächen (14) aufweist und mit der
Schaltmembran (13) verbunden und der mindestens einen Kontaktflache (15) der Transponderspule (17) zugewandt gegenüberliegend und zu dieser beabstandet derart beweglich angeordnet ist, daß bei einer Bewegung der Schaltmembran (13) die mindestens eine
Kontaktfläche (14) des Chipelements mit der mindestens einen Kontaktfläche der Transponderspule (17) kontaktierbar ist.
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