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Dokumentenidentifikation DE69837465T2 13.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000919950
Titel MODUL FÜR IC-KARTE, IC-KARTE UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG
Anmelder Rohm Co. Ltd., Kyoto, Kyoto, JP
Erfinder HIRAI, Minoru, Kyoto-shi, Kyoto 615-0045, JP;
UEDA, Shigeyuki, Kyoto-shi, Kyoto 615-0045, JP;
MIYATA, Osamu, Kyoto-shi, Kyoto 615-0045, JP;
HORIO, Tomoharu, Kyoto-shi, Kyoto 615-0045, JP
Vertreter Grosse Bockhorni Schumacher, 45133 Essen
DE-Aktenzeichen 69837465
Vertragsstaaten DE, FR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.06.1998
EP-Aktenzeichen 989296744
WO-Anmeldetag 23.06.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/JP98/02832
WO-Veröffentlichungsnummer 1998059317
WO-Veröffentlichungsdatum 30.12.1998
EP-Offenlegungsdatum 02.06.1999
EP date of grant 04.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse B42D 15/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G06K 19/077(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen IC-Kartenmodul, der eine Komponente einer IC-Karte ist, die als Identifikationskarte oder dergleichen dient. Sie bezieht sich auch auf eine IC-Karte mit einem solchen Modul und ein Verfahren zur Herstellung eines IC-Karten Moduls.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine IC-Karte mit einem IC-Speicher ist als eine Karte mit einer Informationsspeicherfunktion bekannt. Seit kurzem ist ein kontaktloser Typ einer IC-Karte in praktischem Gebrauch als Prepaid-Karte zur Verwendung in Skilifts oder dergleichen. Eine derartige IC-Karte umfasst einen IC-Chip, der in einem Kartenglied aus Kunstharz eingesetzt ist. Mehr im Einzelnen umfasst die IC-Karte einen IC-Kartenmodul, der in einem Kartenglied aus Kunstharz einer vorbestimmten Dicke eingesetzt ist, und es umfasst der IC-Kartenmodul einen elektronischen Schaltkreis mit einem IC-Speicher und einer Antennenspule. Der IC-Kartenmodul kann eine kleine Batterie als Leistungsquelle oder einen Kondensator zur Speicherung elektrischer Energie umfassen, die kontaktlos über die Antennenspule geliefert worden ist.

Wenn die Antennenspule in der IC-Karte von einem bestimmten Sender/Empfänger Radiowellen empfängt, erzeugt sie aufgrund elektromagnetischer Induktion eine elektromotorische Kraft. Die elektromotorische Kraft wird zur drahtlosen Übertragung von Signalen von der Antennenspule auf den Sender/Empfänger genutzt, die die verbleibende Anzahl von Skiliftfahrten wiedergeben. Wenn der Sender/Empfänger reagiert, indem er drahtlos ein Signal zur Reduzierung der verbleibenden Anzahl um eines aussendet, werden die Daten in den IC-Speicher auf das Signal hin umgestellt.

Auf diese Weise ist eine IC-Karte zum Einsatz als eine kontaktlose Art von Informationsspeicherkarte geeignet. Darüber hinaus kann die Informationsspeicherkapazität einer IC-Karte auf einfache Weise erhöht werden, und es kann ein Kopieren der Karte wirksam vermieden werden. Dementsprechend besteht ein Bedarf zur Entwicklung einer IC-Karte als tragbarer Informationsträger mit einer hohen Fähigkeit zur Verarbeitung von Informationen und zur Kommunikation.

Es besteht auch ein zunehmender Bedarf nach Verringerung der Dicke einer IC-Karte. Daraus ergibt sich eine erhöhte Möglichkeit der Deformation einer IC-Karte bei der Handhabung durch den Nutzer. Da die IC-Karte einen IC-Chip enthält, wird auf den IC-Chip eine erhebliche Spannung ausgeübt, wenn jene einer Verformung unterworfen wird. Diese Situation führt zu Problemen wie Ablösung des IC-Chips von dem Verdrahtungsmuster oder Schäden an dem IC-Chip selbst. Insbesondere kann ein Schaden an dem IC-Chip die Unzuträglichkeit mit sich bringen, dass in dem IC-Chip gespeicherte Daten verloren gehen und schwer wieder herzustellen sind.

In der FR A 2 673 039 ist ein üblicher IC-Kartenmodul offenbart.

DARLEGUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen IC-Kartenmodul nach den Ansprüchen 1 bis 13 und eine IC-Karte nach den Ansprüchen 14 und 15 zu schaffen, die zur Lösung oder Milderung der oben genannten Probleme in der Lage sind.

Verschiedene Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klarer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

2 ist eine Explosions-Schnittansicht des IC-Kartenmoduls nach 1.

3 ist eine Ansicht von oben des Substrats und einer Antennenspule, die den IC-Kartenmodul nach 1 bilden.

4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils, in dem ein IC-Chip angebracht ist.

5 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer IC-Karte mit dem erfindungsgemäßen IC-Kartenmodul.

6 ist ein Schnitt nach der Linie X1-X1 in 5.

7 ist eine Explosions-Schnittansicht der IC-Karte nach 5.

8 ist eine Explosions-Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der IC-Karte.

9 ist eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

10 ist eine Schnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

11 ist eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

12 ist eine Explosions-Schnittansicht des IC-Kartenmoduls nach 11.

13 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren des IC-Kartenmoduls nach 11 wiedergibt.

14 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

15 ist eine Schnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

16 ist eine Schnittansicht eines Verfahrenschritts zur Herstellung des IC-Kartenmoduls nach 15.

17 ist eine Schnittansicht eines weiteren Verfahrenschritts zur Herstellung des IC-Kartenmoduls nach 15.

18 ist eine Schnittansicht eines weiteren Verfahrenschritts zur Herstellung des IC-Kartenmoduls in 15.

19 ist eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

20 ist eine Schnittansicht eines Verfahrensschrittes zur Herstellung des IC-Kartenmoduls nach 19.

21 ist eine Schnittansicht eines weiteren Verfahrensschrittes zur Herstellung des IC-Kartenmoduls nach 19.

22 ist eine Schnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

23 ist eine Schnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

24 ist eine Schnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

25 ist eine Explosions-Schnittansicht des IC-Kartenmoduls nach Anspruch 24.

26 ist eine Schnittansicht des IC-Kartenmoduls nach 24.

27 ist eine Schnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

28 ist eine Draufsicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls.

29 ist ein Schnitt nach der Linie X2-X2 in 28.

30 ist eine Draufsicht einer früheren Antennenspule.

31 ist eine Schnittansicht nach der Linie X3-X3 in 30.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Gemäß den 1 und 2 umfasst ein erfindungsgemäßer IC-Kartenmodul A ein flexibles Substrat 1, einen IC-Chip 2, eine Antennenspule 3, eine Schutzkappe 4 und ein Verstärkungsglied 8.

Das flexible Substrat 1 kann einen dünnen flexiblen Kunstharzfilm wie z.B. einen Polyimidfilm- als Grundmaterial umfassen. Das flexible Substrat ist in der Draufsicht kreisförmig und hat eine Dicke von beispielsweise 0,1 mm.

Die Antennenspule 3 ist auf einer Oberfläche des flexiblen Substrats 1 vorgesehen. Die Antennenspule 3 kann durch Ätzen einer leitfähigen Schicht wie einer auf dem flexiblen Substrat 1 angebrachten leitfähigen Schicht nach einem vorbestimmten Muster hergestellt sein. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Antennenspule 3 einen Kreisringteil 35, der im wesentlichen mit der äußeren Umfangsgestalt des Substrats 1 konzentrisch ist, und einen Ansatz 36, der von dem Kreisringteil 35 sich gegen dessen Mitte hin erstreckt. Der Ansatz 36 der Antennenspule 3 erstreckt sich kurzschlussfrei zwischen zwei Bereichen 10, die im Zentrum des flexiblen Substrats 1 angeordnet sind. Der Ansatz 36 umfasst ein Startende und ein Abschlussende der Antennenspule 3, die jeweils in Verbindung mit einem der Bereiche 10 stehen. Die Antennenspule 3 dient als Mittel zum Senden und Empfangen von Radiowellen (elektromagnetischen Wellen) und von einem Sender/Empfänger. Wenn die Antennenspule 3 Radiowellen empfängt, erzeugt sie durch elektromagnetische Induktion eine dem IC-Chip 2 zugeleitete elektromotorische Kraft. Wenn umgekehrt der IC-Chip Signale aussendet, erzeugt die Antennenspule den Signalen entsprechende Radiowellen.

Der IC-Chip 2 wird von der elektromotorischen durch die Antennenspule 3 induzierten Kraft beaufschlagt, hauptsächlich wenn er zum Zwecke eines Speichers mit einer Funktion zur Informationsspeicherung dienen soll. Wie in 4 klar dargestellt ist, hat der IC-Chip 2 eine Hauptfläche (aktive Fläche) die mit Elektroden 20 versehen ist, die mit den jeweiligen Bereichen 10 über einen anisotropen leitenden Film 11 verbunden sind. Der anisotrope leitende Film 11 ist aus einem isolierenden Harzkleber hergestellt, in dem leitende metallische Partikel dispergiert sind. Wenn der anisotrope leitende Film 11 zwischen der Elektrode 20 und dem Bereich 10 mit einem vorbestimmten Druck zusammengedrückt wird, nimmt die Dichte der Metallpartikel in dem zusammengedrückten Teil zu. Elektrische Leitfähigkeit wird dementsprechend nur zwischen der Elektrode 20 und dem Bereich 10 hergestellt.

Die Schutzkappe 4 der 1 ist ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Schutzgliedes. Die Schutzkappe 4 besteht aus einem Harz, welches in eine in der Draufsicht kreisförmige Platte geformt ist und in der Größe im wesentlichen mit dem Substrat 1 übereinstimmt. Die Schutzkappe 4 besitzt eine auf einer Oberfläche derselben eingeformte Ausnehmung 5. Die Schutzkappe 4 ist beispielsweise aus Polyethylenterephtalat (nachstehend als PET abgekürzt) oder einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz (nachstehend als ABS-Harz abgekürzt) geformt und hat eine Dicke von beispielsweise 0,35 mm. Die Schutzkappe 4 wird über eine Fläche des flexiblen Substrats mit der Ausnehmung 5 nach unten aufgeklebt. Auf diese Weise wird der IC-Chip 2 in der Ausnehmung 5 untergebracht und von der Schutzkappe 4 überdeckt. Es sei vermerkt, dass die Ausnehmung 5 größer als der IC-Chip 2 geformt ist, so dass ein Abstandsraum S zwischen dem IC-Chip 2 und den gegenüberliegenden inneren Wandungen der Ausnehmung 5 entsteht.

Der Abstandsraum S ist mit einem Füller 6 ausgefüllt, der beispielsweise ein Silikonharz sein kann. Der Füller 6 wird in flüssigem Zustand in die Ausnehmung eingefüllt und unter Beheizung oder bei Raumtemperatur in einen elastomeren Zustand ausgehärtet. Der Füller ist weicher als die Schutzkappe 4; der Elastizitätsmodul des Füllers nach der Aushärtung ist geringer als derjenige der Schutzkappe.

Das Verstärkungsglied 8 umfasst einen Ring aus Metall oder einem keramischen Material, die härter als die Schutzkappe 4 sind. Das Verstärkungsglied wird so angeordnet, dass es in der Draufsicht den IC-Chip 2 und die Ausnehmung 5 umgibt, und ist in einen oberen Teil der Schutzkappe durch Formung mit Einlage eingebettet.

Nunmehr wird die Struktur einer mit dem vorerwähnten IC-Kartenmodul 8 versehenen IC-Karte B unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben.

Gemäß 5 ist die IC-Karte B in der Draufsicht rechteckig und hat eine Gesamtdicke von beispielsweise ungefähr 0,76 mm. Wie aus 7 deutlich hervorgeht, umfasst die IC-Karte B einen Kartenkörper 7, zwei Abdeckungen 70, 71 und den IC-Kartenmodul A.

Der Kartenkörper 7 ist aus Kunstharz wie PET oder Polyvinylchlorid (nachstehend als PVC angekürzt) geformt und hat eine Dicke von ungefähr 0,45 mm. Der IC-Kartenmodul A ähnelt in seiner Dicke dem Kartenkörper 7. Der Kartenkörper 7 ist mit einem Aufnahmeteil 72 in Form einer Durchgangslochung zur Aufnahme des IC-Kartenmoduls A versehen.

Die beiden Abdeckungen 70, 71 sind so gestaltet, dass sie dem Kartenkörper 7 in der Draufsicht entsprechen und eine Dicke von beispielsweise ungefähr 0,15 mm aufweisen. Ähnlich wie der Kartenkörper 7 sind die Abdeckungen 70, 71 aus einem Kunstharz wie PET oder PVC hergestellt. Die Abdeckungen 70, 71 werden jeweils mit den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Kartenkörpers 7 verklebt, nachdem der IC-Kartenmodul A in dem Aufnahmeteil 72 eingesetzt worden ist. Dementsprechend wird der Aufnahmeteil 72 nach oben und unten durch die Abdeckungen 70 bzw. 71 geschlossen, so dass der IC-Kartenmodul A in dem Aufnahmeteil 72 eingehaust ist. Es sei bemerkt, dass der vorgenannte Gesamtdickenwert der IC-Karte die Dicken der Klebstoffschichten zur Verbindung der Abdeckungen 70, 71 und des Kartenkörpers 7 umfasst.

Erfindungsgemäß kann der IC-Kartenmodul A in die IC-Karte wie in 8 dargestellt eingesetzt sein. Wie in dieser Figur gezeigt, ist ein Kartenkörper 7A mit einem eingeformten Aufnahmeteil 72a in Form einer Ausnehmung mit Boden zur Aufnahme des IC-Kartenmoduls A versehen. Hierbei muss lediglich eine einzige Abdeckung 70 mit dem Kartenkörper 7a verbunden werden, um den IC-Kartenmodul A in dem Aufnahmeteil 72a einzuschließen. Die Anzahl der Komponenten der IC-Karte können so verringert werden.

Es wird nunmehr die Betriebsweise der IC-Karte B beschrieben.

Wenn die IC-Karte B durch einen Nutzer gehandhabt wird, kann auf einen Umfangsteil des IC-Kartenmoduls A gemäß 6 ein Biegemoment M ausgeübt werden. Da jedoch die Schutzkappe 4 durch das Verstärkungsglied 8 verstärkt ist, kann der verstärkte Bereich durch das Biegemoment M nicht ohne weiteres deformiert werden. Insbesondere weil das Verstärkungsglied so vorgesehen ist, dass es in der Draufsicht den IC-Chip 2 umgibt, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Schutzkappe 4 nahe dem IC-Chip 2 deformiert. Infolgedessen kann ein erheblicher Schaden an dem IC-Chip 2 aufgrund einer großen Deformation der Schutzkappe 4 vermieden werden.

Da das Verstärkungsglied 8 in die Schutzkappe 4B durch Formung mit Einlage eingebettet ist, können das Verstärkungsglied 8 und die Schutzkappe 4B leicht und zuverlässig zusammengefügt werden. Das Verstärkungsglied 8 ist im Übrigen so vorgesehen, dass es nicht aus der Schutzkappe 4B nach außen vorsteht, was zu einer Dickenreduzierung des IC-Kartenmoduls A beiträgt. Dank der Ringgestalt des Verstärkungsgliedes 8 kann der Bereich in der Nachbarschaft des IC-Chips 2 wirksam verstärkt werden, ohne dass das Gesamtgewicht des Verstärkungsgliedes 8 nennenswert zunimmt.

Die Schutzkappe 4 wird mit dem IC-Chip 2 über den einen niedrigen Elastizitätsmodul aufweisenden weichen Füller nur in indirektem Kontakt mit dem IC-Chip 2 gehalten. Wenn dementsprechend die Schutzkappe 4 in einem gewissen Umfang deformiert wird, wirkt sich die auf die Schutzkappe 4 wirkende Deformationsspannung auf den IC-Chip 2 nicht direkt aus. Da der Füller 6 eine von der Schutzkappe 4 auf den IC-Chip 2 zu übertragende Kraft absorbiert und abpuffert, erfährt der IC-Chip 2 keinen wesentlichen Schaden. Auch wenn ein mechanischer Stoß von außen auf die Oberfläche der IC-Karte B ausgeübt wird, funktioniert der Füller 6 im Sinne einer Absorption und Abpufferung des Stoßes und verhindert, dass der Stoß direkt auf den IC-Chip 2 übertragen wird. Demzufolge kann der IC-Chip 2 wirksam geschützt werden, was Misshelligkeiten wie einen Verlust von in den IC-Chip 2 gespeicherten Daten verhindert oder verringert.

Da der IC-Chip 2 in dem Füller 6 eingeschlossen ist, können die Metallverdrahtungen des IC-Chips 2 vor einem Kontakt mit der Außenluft bewacht werden. Auch können die Verdrahtungen vor Oxidation oder Korrosion bewahrt werden, was zur Verlängerung der Lebensdauer des IC-Chips 2 vorteilhaft ist.

Erfindungsgemäß kann der Füller 6 aus einem Kleber aus einer Polyvinylazetatharzemulsion anstelle von Silikonharz hergestellt sein. Der Polyvinylazetatharzemulsionskleber wird im allgemeinen als Holzbindemittel eingesetzt und hat in trockenem festen Zustand einen Elastizitätsmodul, der beträchtlich niedriger als derjenige von PET oder ABS-Harz ist, so dass er eine Spannungsabpufferungsfunktion ähnlich dem Silikonharz ausübt. Darüber hinaus kann der Füller aus einem Polyvinylazetatharzemulsionskleber leicht bei Raumtemperatur ausgehärtet werden, und dementsprechend vermeidet der Einsatz eines solchen Füllers die Notwendigkeit der Aufheizung des IC-Kartenmoduls auf eine hohe Temperatur, was für einen IC-Chip mit Komponenten vorteilhaft ist, die einem thermischen Schaden unterliegen können.

Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen IC-Kartenmoduls werden unter Bezugnahme auf 9 und die nachfolgenden Figuren beschrieben. In 9 und den nachfolgenden Figuren werden Komponenten, die mit demjenigen des vorangehenden Ausführungsbeispiels identisch oder ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

In 9 ist ein IC-Kartenmodul Aa dargestellt, bei dem eine Ausnehmung 5 in der Schutzkappe 4 nicht mit einem Füller ausgefüllt, sondern mit einem inerten Gas wie Stickstoff versehen ist. Das Füllen des Inertgases in die Ausnehmung 5 kann dadurch ausgeführt werden, dass die Schutzkappe 4 und das flexible Substrat 1 in einer inerten Atmosphäre verklebt werden. Das inerte Gas kann in der Ausnehmung 5 auf geeignete Weise eingeschlossen werden, indem die Schutzkappe 4 und das Substrat 1 an den verklebten Oberflächen hermetisch ausgestaltet sind.

Da die Schutzkappe 4 und der IC-Chip 2 in dem IC-Kartenmodul Aa nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, wird eine Biegespannung auf die Schutzkappe 4 nicht direkt auf den IC-Chip 2 übertragen, auch wenn die Schutzkappe 4 deformiert wird, wodurch der IC-Chip 2 geschützt wird. Da ferner der IC-Chip 2 in einer inerten Atmosphäre gehalten ist, können die Metallverdrahtungen des IC-Chips 2 vor Oxydation oder Korrosion geschützt werden.

Erfindungsgemäß muss daher der Abstandsraum zwischen dem IC-Chip 2 und der Schutzkappe 4 nicht notwendig mit einem Füller ausgefüllt sein. Wenn die Verhinderung von Oxidation oder Korrosion der Verdrahtungen des IC-Chips 2 keine Rolle spielen, kann in dem Abstandsraum S auch nur Luft vorhanden sein.

In 10 ist ein IC-Kartenmodul Ab dargestellt, der nicht mit einem Verstärkungsglied 8 ausgerüstet ist. Durch die Vorsehung eines Abstandsraums S zwischen dem IC-Chip 2 und der Schutzkappe 4 kann der IC-Chip 2 von einer direkten Beschädigung bewahrt werden, auch wenn die Schutzkappe 4 bis zu einem gewissen Grad deformiert wird, und deshalb bedarf es keines Verstärkungsgliedes 8.

In 11 ist ein IC-Kartenmodul Ac wiedergegeben, der mit einer Schutzkappe 4A versehen ist, die ein erstes Flächengebilde 40 und ein zweites Flächengebilde 41 umfasst. Das erste Flächengebilde 40 ist beispielsweise aus PET oder ABS-Harz hergestellt und hat eine Dicke von beispielsweise ungefähr 0,25 mm. Wie besser aus 12 ersichtlich ist, ist das Flächengebilde 40 mit einer Durchgangslochung 5a' versehen. Das zweite Flächengebilde 41 ist z.B. aus PET hergestellt und hat eine Dicke von beispielsweise 0,1 mm. Das erste Flächengebilde 40 und das zweite Flächengebilde 41 sind auf einander laminiert und verklebt, so dass die Öffnung der Durchgangslochung 5a' des ersten Flächengebildes 40 durch das zweite Flächengebilde 41 geschlossen wird, wodurch eine Ausnehmung 5a zur Aufnahme des IC-Chips 2 gebildet wird. Der Abstandsraum Sb rund um den IC-Chip 2 herum ist mit einem Füller 6 ausgefüllt.

Gemäß 13 werden bei der Herstellung des IC-Kartenmoduls Ac ein Band des ersten Flächengebildes 40' und ein Band des zweiten Flächengebildes 41' von Rollen Rb bzw. Rc nacheinander übereinander gebracht und mit einem von einer Rolle Ra zugeführten Band eines flexiblen Substrats 1' verklebt, während sie sich entlang einem vorbestimmten Transferweg vorwärts bewegen.

Im Einzelnen werden die IC-Chips 2 auf dem Band des flexiblen Substrats 1' angebracht, bevor das Band des ersten Flächengebildes 40' über das Band des flexiblen Substrat 1' gebracht worden ist. Bei diesem Verfahrensschritt, der nach der Aufbringung eines anisotropen leitfähigen Films 11 auf dem flexiblen Substrat 1' vollzogen wird, wird jeder IC-Chip 2 auf dem anistropen leitfähigen Film 11 mittels eines Chipmontierers K1 angebracht. Danach wird der IC-Chip durch eine Heizpresse K2 in geeigneter Weise angepresst, so dass eine leitfähige Verbindung zwischen der Elektrode des IC-Chips 2 und dem Bereich auf dem flexiblen Substrat 1' hergestellt wird. Die sich anschließende Überlagerung des Bandes des ersten Flächengebildes 40' auf dem Band des flexiblen Substrats 1' wird derart vorgenommen, dass der IC-Chip 2 in einer entsprechenden Durchgangslochung 5a' in dem Band des ersten Flächengebildes 40' untergebracht wird. Nachdem der IC-Chip 2 in der Durchgangslochung 5a' untergebracht ist, wird der Füller 6 mittels einer Füllvorrichtung K3 in die Durchgangslochung 5a' eingebracht. Schließlich wird das Band des zweiten Flächengebildes 41 über das erste Flächengebilde 40' gebracht und mit diesem verklebt.

Diese aufeinander folgenden Verfahrensschritte liefern ein bandförmiges Laminat, welches das Band des flexiblen Substrats 1', das Band des ersten Flächengebildes 40' und das Band des zweiten Flächengebildes 41' umfasst, die sämtlich miteinander verklebt sind. Indem anschließend das bandförmige Laminat kreisförmig oder ähnlich ausgestanzt wird, werden nacheinander IC-Kartenmodule erhalten. Auf diese Weise fördern die aufeinander folgenden Schritte an einem solchen Bandlaminat die Effizienz der Herstellung von IC-Kartenmodulen.

In 14 ist ein IC-Kartenmodul Ad wiedergegeben, der ein flexibles Substrat 1, eine mit einer abgelegenen Oberfläche des flexiblen Substrats 1 verklebte Schutzkappe 4B und eine Schutzabdeckung 49 umfasst, die mit der rückseitigen Oberfläche des flexiblen Substrats 1 verklebt ist. Die Schutzabdeckung 49 weist eine Ausnehmung 50 auf, die einer Ausnehmung 5 in der Schutzkappe 4B bezüglich des flexiblen Substrats 1 gegenüberliegt. Auf diese Weise sind die einander gegenüberliegenden Oberflächen des flexiblen Substrats 1 von der Schutzkappe 4B bzw. der Schutzabdeckung 49 abgestützt, wobei der Verklebungsbereich des Chips wegen der Abstände außer Kontakt damit gehalten wird.

Mit einem solchen Aufbau kann die IC-Karte 2 noch besser geschützt werden, da von oberhalb und unterhalb des Substrats 1 aufgebrachte Kräfte in gleicher Weise durch die Schutzkappe 4B und die Schutzabdeckung 49 abgepuffert werden. Da außerdem die abgelegene Oberfläche des Substrats 1 in dem Bereich der Anbringung des IC-Chips 2 nicht mit der Schutzabdeckung 49 in Kontakt gehalten ist, erfährt der IC-Chip 2 wegen eines Kontaktes mit der Schutzabdeckung 49 keinen merklichen Schaden.

In 15 ist ein IC-Kartenmodul Ae dargestellt, bei welchem ein auf einem flexiblen Substrat 1 angebrachter IC-Chip 2 in einer Harzpackung 4C untergebracht ist. Die Harzpackung 4C kann beispielsweise aus Phenolharz bestehen. Die Harzpackung 4C ist mit zwei hohlen Bereichen 5b, 5c ausgebildet, die einander bezüglich des flexiblen Substrats 1 gegenüberliegen. Zwischen den hohlen Bereichen 5b, 5c und der Harzpackung 4C ist ein Abstandsraum vorgesehen.

Der IC-Chip 2 kann auf die folgende Weise in das Harz eingebettet werden. Gemäß 16 wird ein flexibles Substrat 1, welches mit einem IC-Chip 2 versehen ist, auf einem Formteil 9 mit einer Ausnehmung 90 angeordnet, und es wird fluides Paraffin m als provisorisches Abdeckmaterial von einer Düse K4 auf den IC-Chip 2 tropfen gelassen. Das flexible Substrat 1 ist mit mehreren vorher angebrachten Durchgangslochungen 12 versehen. Das Paraffin m strömt durch die mehreren Durchgangslochungen nach unterhalb des flexiblen Substrats 1. Als Ergebnis wird das Paraffin m auf die gegenüberliegende Seite des flexiblen Substrats gebracht, wie in 17 gezeigt, und erstarrt in diesem Zustand durch natürliche Abkühlung, so dass die einander gegenüberliegenden Oberflächen des flexiblen Substrats 1 mit dem Paraffin an der Stelle überdeckt sind, wo der IC-Chip 2 angebracht ist. Nachdem dann das flexible Substrat 1 zwischen zwei Formenteile 91a, 91b zwecks Anordnung innerhalb einer Ausnehmung 92 gebracht worden ist, wird die Harzpackung gemäß 18 geformt. Wenn ein Phenolharz zur Formung der Harzpackung 4c in die Ausnehmung 92 eingeführt und dann durch Beheizung ausgehärtet wird, schmilzt das erstarrte Paraffin m und verdampft, so dass es in das Phenolharz mit seiner hohen Permeabilität eindringt und in dieses diffundiert. Als Ergebnis wird an der Stelle, an der das Paraffin existierte, bei der Formung des Phenolharzes ein hohler Bereich ausgeformt und ein IC-Kartenmodul Ae ausgebildet.

Da die Harzpackung 4c und der IC-Chip 2 in dem IC-Kartenmodul Ae außer Kontakt gehalten werden, wirkt eine deformierende Spannung nicht direkt auf den IC-Chip 2 ein, auch wenn die Harzpackung 4C deformiert wird. Da darüber hinaus die Harzpackung 4C die einander gegenüberliegenden Oberflächen des flexiblen Substrats 1 überdeckt, können nicht nur die gegenüberliegende Oberfläche des Substrats 1 zur Anbringung des IC-Chips 2 sondern auch die rückwärtige Oberfläche geschützt werden. Wenn die Harzpackung 4C aus Phenolharz hergestellt wird, kann die mechanische Festigkeit der Harzpackung niedriger als diejenige die der Schutzkappe aus PET oder ABS Harz sein. Hierzu kann die Harzpackung 4C mit einem anderen synthetischen Harz größere Härte abgedeckt werden.

In 19 ist ein IC-Kartenmodul Af dargestellt, bei dem ein IC-Chip 2 in einer Harzpackung 4D eingehaust ist, die nur auf einer Seite des Substrats 1 angebracht ist. Die Harzpackung 4D ist mit einer Ausnehmung 5d versehen, so dass ein Abstandsraum zwischen der Harzpackung 4D und dem IC-Chip 2 geschaffen ist.

Zur Herstellung eines solchen IC-Kartenmoduls Af wird Paraffin m nur auf die Oberseite des flexiblen Substrats 1 auftropfen gelassen, um den IC-Chip 2 abzudecken, wie in 20 dargestellt. So dann wird gemäß 21 eine Harzpackung 4D mit Hilfe von einem Hohlraum 95 bildenden Formteilen 93, 94 geformt. Ähnlich dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren für den IC-Kartenmodul Ae wird an der Stelle, wo das Paraffin m vorhanden war, aufgrund der Penetration des Paraffins m in die Harzpackung 4D ein hohler Bereich ausgebildet und demzufolge der IC-Kartenmodul Af geschaffen.

Bei dem IC-Kartenmodul Af ist der IC-Chip 2 durch die Harzpackung 4D geschützt. Auf diese Weise ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf einen Aufbau anwendbar, bei dem die einander gegenüberliegenden Seiten des flexiblen Substrats 1 durch eine Harzpackung abgedeckt sind, sondern auch auf einem anderen Aufbau, bei dem nur eine Oberfläche des Substrats durch eine Harzpackung abgedeckt ist.

In 22 ist ein IC-Kartenmodul Ag wiedergegeben, bei welchen eine Schutzkappe 4E vorgesehen ist, die ein Verstärkungsglied 8a in Gestalt einer darin eingebetteten Platte aufweist. Das Verstärkungsglied 8a ist so angeordnet, dass es dem IC-Chip 2 gegenüberliegt.

23 zeigt einen IC-Kartenmodul Ah, bei dem ein Verstärkungsglied 8b in einer Ausnehmung untergebracht ist, die in einer Schutzkappe 4f ausgebildet ist. Das Verstärkungsglied 8b umfasst einen Ringteil 80, der den IC-Chip 2 umgibt, und einen Plattenteil 81, der mit einem oberen Teil des Ringteils 80 verbunden ist. Das Verstärkungsglied 8b wird mittels eines dazwischen vorgesehenen Abstandsraums außer Kontakt mit dem IC-Chip 2 gehalten.

Ähnlich wie bei dem zuvor beschrieben IC-Kartenmodul A ist die Schutzkappe bei dem IC-Kartenmodulen Ag, Ah nahe dem IC-Chip an einer leicht eintretenden Verformung gehindert, wodurch der IC-Chip 2 geschützt wird. Ähnlich wie bei dem IC-Kartenmodul A können die Verstärkungsglieder 8a oder 8b in die Schutzkappe 4E oder 4F durch Formung mit Einlage eingebettet werden.

24 gibt einen IC-Kartenmodul Ai wieder, bei dem ein ringförmiges Verstärkungsglied 8c in einer Ausnehmung 5a in einer Schutzkappe 4G derart untergebracht ist, dass zwischen dem Verstärkungsglied 8c und dem IC-Chip 2 ein Abstandsraum Sb belassen ist. Die Schutzkappe 4G umfasst ein erstes Flächengebilde 40 und ein zweites Flächengebilde 41. Bei der Herstellung des IC-Kartenmoduls Ai wird das erste Flächengebilde 40 mit einer Durchgangslochung 5a' perforiert, und es kann das Verstärkungsglied 8 einfach in die Durchgangslochung 5a' eingefügt werden, um eine Anordnung zu schaffen, bei der das Verstärkungsglied 8c der Ausnehmung 5a untergebracht ist, wie es anhand von 25 deutlicher dargestellt ist. Auch bei dem IC-Kartenmodul Ai dienen die Schutzkappe 4G und das Verstärkungsglied 8c zum Schutz des IC-Chips 2.

In 26 ist ein IC-Kartenmodul Aj dargestellt, bei dem ein IC-Chip 2 in einer Harzpackung 4A in unmittelbarem Kontakt eingehaust ist, so dass kein Abstandsraum zwischen dem IC-Chip 2 und der Harzpackung 4H verbleibt. Bei diesem IC-Kartenmodul Aj wird die Harzpackung 4A dank einem in die Harzpackung 4H eingebetteten Verstärkungsglied 8 an einer Deformation nahe dem IC-Chip geschützt, wodurch der IC-Chip 2 einen Schutz erfährt. Es kann also erfindungsgemäß auf einen Abstandsraum zwischen dem IC-Chip und dem Schutzglied verzichtet werden.

In 27 ist ein IC-Kartenmodul Ak dargestellt, bei dem eine Harzpackung 4E in unmittelbarem Kontakt mit einem IC-Chip 2 gehalten und mit einem ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen IC-Kartenmodul Aj vorgesehenen Verstärkungsglied 8 versehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel überdeckt jedoch die Harzpackung 4i beide Oberflächen des flexiblen Substrats 1. Anders als bei den IC-Kartenmodulen Ad, Ae, die im Zusammenhang mit den 14 und 15 beschrieben worden sind, ist die Harzpackung bei dem IC-Kartenmodul Ak nicht mit einer Ausnehmung auf der Rückseite des IC-Chips 2 ausgebildet. Ein derartiger Aufbau ist durch die vorliegende Erfindung ebenfalls abgedeckt.

In den 28 und 29 ist ein IC-Kartenmodul AI wiedergegeben, der mit einer Antennenspule 3A aus einem einzigen durchgehenden Metalldraht versehen ist. Die Antennenspule 3A umfasst ein Bündel von Windungen 30a und ein einen kleineren Durchmesser als das Windungsbündel 30a aufweisendes Windungsbündel 30b. Das Windungsbündel 30b ist in der Nähe des auf dem Substrat 1A angebrachten IC-Chip derart angebracht, dass es den Außenumfang des IC-Chips 2 umgibt, während das Windungsbündel 30a mit einer Spulenlänge und einem Windungsdurchmesser ausgestattet ist, die für den Empfang und das Senden bestimmter Radiowellen geeignet sind. Die einander gegenüberliegenden Enden der Antennenspule 3A führen zu dem IC-Chip 2. Die Antennenspule 3A, das Substrat 1A und der IC-Chip 2 sind von einer gemeinsamen Harzpackung 4J umschlossen.

Bei dem vorbeschriebenen IC-Kartenmodul AI ist der IC-Chip 2 durch das Windungsbündel 30b geschützt. Außerdem ist die Festigkeit der Harzpackung 4J in dem Bereich nahe dem IC-Chip 2 durch das Windungsbündel 30b erhöht, so dass die Harzpackung 4J daran gehindert ist, sich leicht nahe dem Bereich, in dem der IC-Chip 2 angebracht ist, zu deformieren. Wie in den 30 und 31 gezeigt ist, umfasst eine übliche Antennenspule 3B ein einzelnes Windungsbündel von relativ großem Durchmesser nur unter dem Aspekt der Eigenschaften zum Senden/Empfangen von Radiowellen. Dementsprechend liefert die Antennenspule 3B keine wirksame Verstärkung für einen Bereich nahe dem IC-Chip2. Andererseits kann in dem vorstehend beschrieben IC-Kartenmodul AI der IC-Chip 2 durch die Antennenspule 3A geschützt werden. Außerdem verhindert das im Durchmesser größere Windungsbündel 30a der Antennenspule 3A eine Beeinträchtigung der internen Kommunikation.

Der spezielle Aufbau des IC-Kartenmoduls und der Komponenten der IC-Karte ist erfindungsgemäß nicht notwendig auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Obwohl in den Ausführungsbeispielen ein flexibles Substrat als Substrat eingesetzt ist, ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Ein nicht flexibles hartes Substrat könnte auch als Substrat eingesetzt werden.

Das Material für das den IC-Chip überdeckende Schutzglied ist nicht auf ein Kunstharz beschränkt. Das gesamte Schutzglied könnte aus einem Metall oder einem keramischen Material ausgebildet sein, welche eine höhere Härte als das Material zur Ausbildung des Kartenkörpers der IC-Karte aufweist. Mit einem solchen Aufbau würde das Schutzglied selbst weniger wahrscheinlich deformiert werden, was für den Schutz des IC-Chips von Vorteil wäre.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Ein IC-Kartenmodul entsprechend der vorliegenden Erfindung kann als Komponente einer IC-Karte eingesetzt werden. Die IC-Karte der vorliegenden Erfindung kann als praktischerweise tragbares Speichermedium zum Speichern verschiedenartiger Daten eingesetzt werden. Ein Verfahren zur Herstellung eines IC-Kartenmoduls entsprechend der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung des IC-Kartenmoduls dienen.


Anspruch[de]
IC-Karten-Modul (A, Aa–Ai) mit einem Substrat (1, 1A), einem auf dem Substrat angebrachten IC-Chip (2), einem mit dem Substrat verbundenen, den IC-Chip überdeckenden Schutzglied (4, 4A4G) und einer Antennenspule (3, 3A) auf dem Substrat zur Radioübermittlung von dem IC-Chip verarbeiteter elektrischer Signale, wobei zwischen dem Schutzglied und dem IC-Chip ein Abstand (S, Sb) zur Vermeidung des direkten Kontaktes des Schutzgliedes mit dem IC-Chip vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der IC-Chip (2) zentral zu der Antennenspule (3, 3A) angeordnet ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem das Substrat (1, 1A) einen flexiblen Film aus Kunstharz als Grundmaterial umfasst. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem das Schutzglied eine Schutzkappe (4, 4A4B, 4E4J) in Form einer Platte oder eines Flächengebildes umfasst, die auf der dem Substrat (1) gegenüberliegenden Seite zur Aufnahme des IC-Chips (2) mit einer Ausnehmung (5, 5a) versehen ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 3, bei dem die Schutzkappe aus Kunststoff in einer Form geformt ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 3, bei dem die Schutzkappe (4A, 4G) ein erstes Flächengebilde (40) mit einer Durchgangslochung (5a') und ein zweites, von dem ersten Flächengebilde getrenntes Flächengebilde (41) umfasst, wobei das zweite Flächengebilde auf das erste Flächengebilde laminiert und damit verbunden ist und die Öffnung der Durchgangslochung zur Schaffung der Ausnehmung (5a) durch das zweite Flächengebilde geschlossen ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem das Schutzglied eine Harzpackung (4C, 4D) umfasst, die den IC-Chip (2) umschließt, wobei zwischen der Harzpackung und dem IC-Chip der Abstand geformt ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem das Schutzglied (4B, 4C) einander gegenüberliegende Oberflächen des Substrats (1) an einer Stelle überdeckt, an der der IC-Chip (2) angebracht ist, wobei der Abstand zwischen jeder Oberfläche des Substrats (1) und dem Schutzglied gebildet ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem der Abstand (S, Sb) zwischen dem Schutzglied (4, 4A) und dem IC-Chip (2) mit einem Füller (6) ausgefüllt ist, der einen niedrigeren Elastizitätsmodul als das Schutzglied aufweist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 8, bei dem der Füller (6) ein Material wie einen Kleber aus Polyvinylacetatharz-Emulsion umfasst, der bei Raumtemperatur aushärtbar ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem der Abstandsraum (S) zwischen dem Schutzglied (4, 4B4G) und dem IC-Chip (2) unter einer sauerstofffreien Atmosphäre gehalten ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 10, bei dem der Abstandsraum (S) mit einem inerten Gas gefüllt ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem weiterhin ein Verstärkungsglied (8, 8a8c) vorgesehen ist, welches zur Verstärkung des Schutzgliedes um den IC-Chip (2) herum härter als das Schutzglied (4, 4E4G) ist. IC-Karten-Modul nach Anspruch 1, bei dem das Schutzglied aus einem Metall oder einem keramischen Material gebildet ist. IC-Karte mit einem Kartenglied (7) und einem IC-Karten-Modul (A, Aa–Ai) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem der IC-Karten-Modul in das Kartenglied inkorporiert ist. IC-Karte nach Anspruch 14, bei der das Kartenglied einen Kartenkörper (7) mit einem Aufnahmeteil (72, 72a) in Gestalt einer Ausnehmung oder einer Durchgangslochung zur Aufnahme des IC-Karten-Moduls (A, Aa–Ai) und mindestens ein abdeckendes Flächengebilde (70, 71) umfasst, welches mit dem Kartenkörper verbunden ist, um eine Öffnung in dem Aufnahmeteil zu verschließen.






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