专利名称：芯片模件、模件和制造模件的方法以及芯片卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及按权利要求1、权利要求4、权利要求11或权利要求14前序部分所述的芯片模件、模件、制造模件的方法以及芯片卡。
由DE 195 00 925 A1已知一种非接触式传输数据的芯片卡，它一方面有一个具有组合成一体的开关电路的芯片模件，另一方面有一个具有至少一个传输元件的传输模件，传输元件用于在组合成一体的开关电路与外部仪器之间传输数据和/或能量。为了构成芯片卡，第一步将传输模件组合在卡体内。然后，第二步将芯片模件装入卡体为此所制的槽内并与之连接。为了使芯片模件与传输模件电连接，芯片模件和传输模件对应的接触元件彼此相靠。在对应的接触元件之间电的触点接通可借助于钎焊、通过在接触元件之间置入导电粘结剂或可弹性变形的物体实现。这些已知的触点接通方式比较麻烦，并由于芯片卡大的弯曲应力所以只有有限的使用寿命。
此外还已知，为了制造一种非接触式芯片卡将芯片模件与传输模件连接成一个模件并作为准备好待用的半成品，其中，芯片模件与传输模件对应的接触元件通过钎焊或加入导电的粘结剂互相电连接。在这里，芯片模件和传输模件装在共同的载体上，后者埋入至少两个卡体层之间，所以在这些层相叠后制成芯片卡。这种已知的钎焊连接方式的缺点是，由于高的热负荷，使得用热塑性塑料制造的传输模件受很大的应力，从而会产生传输模件变形。此外，钎焊过程比较昂贵，因为必须在传输模件上附加地涂覆阻焊料剂(Ltstoppmittel)。
采用导电粘结剂的缺点在于，由于粘结剂老化使其导电性能衰退。此外，导电粘结剂的厚度在工艺过程中难以控制为一个恒定值。然而要求在对应的接触元件之间调整为一个恒定的间距，以便使模件的横向尺寸在此接触区内与卡体上为此所制的槽的深度一致。
因此本发明的目的是提供一种芯片模件、一种模件和一种制造模件的方法，保证在芯片模件与另一个构件之间可靠和安全的电触点接通。
此外，本发明的目的是设计一种芯片卡，这种芯片卡可以方便和经济地生产。
为达到此目的，本发明有权利要求1、权利要求4、权利要求11和权利要求14的特征。
按本发明的芯片模件的突出优点在于，接触元件可仅仅机械地，确切地说通过与传输模件对应的接触元件夹紧地连接。不需要其他任何连接装置。由此创造成功一种可靠和持久的触点接通，除此之外这种触点接通还可以设计为弹性的，使之能在以后承受作用在它们上面的外力。
按本发明的模件的突出优点在于，通过芯片模件的接触元件与传输模件对应的接触元件相互夹紧，创造成功一种简单而可靠的电触点接通。除此之外，此触点接通还用于芯片模件与传输模件机械地连接。有利的是这些接触元件没有热应力。这种连接仅仅通过利用夹紧力实现。
可用简单的方法制成一个模件作为半成品，它始终有相同的结构。为做到这一点主要通过接触元件本身产生夹紧力。不需要任何别的附加的材料或构件来造成电触点接通。触点接通的质量和构成仅仅通过接触元件材料本身确定。
按本发明的进一步发展，芯片模件可以有在接触区内伸出的触头，它穿过传输模件载体层上已存在的孔插入，然后为了芯片模件在传输模件上面接触朝传输模件接触元件的方向偏转并压在此接触元件上。由此创造成功了一种可靠夹紧的连接。
按本发明一种特别的实施形式，芯片模件的接触元件总是设计为冠状的切割触点，在这种情况下切割触点逐渐变尖的锯齿可穿过传输模件的载体层压入。通过将切割触点朝传输模件接触元件方向偏转和加压，创造成功了一种锯齿在传输模件接触元件上平面的压配合。
按本发明的进一步设计，芯片模件的接触元件是金属的芯片载体层的组成部分。芯片载体层最好能设计为薄板件，在这种情况下接触元件的成形可简单地借助于切割或弯曲工具完成。
按本发明的进一步发展，芯片模件在背对传输模件的接触元件的那一侧与此传输模件连接，所以不需要涂处于中间位置的绝缘层。
按本发明的芯片卡的优点在于，保证模件确定的隆凸，所以卡体的槽可相应地适配。通过使芯片载体层可从背面压在传输载体层上，并在这种情况下芯片插入传输模件层对应的槽内，成功地做到使模件在芯片所在区有比较小的横向尺寸。
下面借助于附图进一步说明本发明的实施例。
其中
图1通过模件的局部纵剖面；图2传输模件俯视图；图3按第一种实施例的芯片模件透视图；图4通过按图3的接触元件的横截面；图5按第二种实施例的芯片模件和接触元件透视图；以及图6通过具有按本发明的模件的芯片卡纵剖面。
图1表示了一个模件1，它由传输模件2和芯片模件3组成。传输模件2与芯片模件3之间的连接在它们的触点接通区进行。
由图2可见，传输模件2由传输载体层4构成，在它上面加上尤其用腐蚀、印刷或激光技术制成的具有一定结构的印制线圈作为传输元件5或加上绕线的线圈。此传输元件5设计为天线并用于在图3中表示的芯片6与外部仪器之间传输数据和/或能量。具有多个圈数的传输元件5在其末端有平的接触元件7。按另一种可供选择的方案，接触元件7也可以设计成圆的或隆凸的。为了安放芯片6，传输模件2有一个槽8，它的位置与由接触元件7构成的触点接通区相邻。传输载体层4用柔性塑料制成，如具有厚度至少150μm最好200至300μm的PVC、PC或ABS材料。
由图3可见，芯片模件3由薄的矩形芯片载体层10构成，它最好用金属材料制造。在芯片载体层10上装有组合成整体的开关电路6，它的电接头由接触元件11构成。接触元件11设计为具有垂直伸出并逐渐变尖的锯齿13的冠状切割触点12。接触元件11的形成借助于相应的切割和弯曲工具实现。通过冲裁9使接触元件11彼此分开和绝缘。芯片模件3可作为半成品在流水线(Rolle)上准备好待用。
为了在芯片模件3与传输模件2之间建立电和机械连接，传输载体层4和芯片载体层10按这样的方式彼此靠放，即，使组合成整体的开关电路6与槽8对齐，切割触点12的锯齿13对应于接触元件7地贴靠在传输载体层4的背面上。通过朝接触元件7的方向施加力，接触元件11的锯齿13被压过传输载体层4或压过相应的接触元件7，所以传输载体层4与芯片载体层10面与面彼此贴靠。采用恰当的弯曲工具折弯锯齿13并压在相应的接触元件7的表面上。锯齿13平靠在接触元件7上构成压配合。通过使锯齿13的厚度比接触元件7的厚度大很多，尤其有接触元件7横向尺寸的两倍那么大，加强了这种压配合。在这里提供了在接触元件7和11之间持久的夹紧连接，在这种情况下形成了模件1的一个由接触元件7和10的厚度决定的隆凸。
按另一种可供选择的方案，芯片载体层10仅有切口尤其十字形切口。只是在芯片模件3与传输模件2之间要建立连接时，才从一个与芯片载体10公共的平面出发，通过单U形折起(Auftulpen)或偏转由切口形成的锯齿13构成接触元件11，然后使它与接触元件7对应地接触。也就是说在这种实施形式中，切割触点12的构成直接在芯片模件3与传输模件2连接时才完成。这样一来芯片模件2可以在基本上没有凸出的接触元件11的情况下准备好待用，从而降低了生产成本。
按图5所示的芯片模件3另一种实施形式，接触元件设计为触头15。触头15分别与传输模件上相应的接触面对应地布置在芯片载体层16的一个边缘17上。由图5可见，触头15设计成三角形。按另一种可供选择的方案，它们也可以设计成弧形。重要的是，接触元件15的面积应如此大，即当它弯曲时能形成足够大的接触面，这一接触面平靠在传输模件对应的接触元件上。
缝18将接触元件15彼此分开，所以在它们之间不形成电连接。通过使触头15绕未表示的传输模件的边缘偏转，可成功地实现在芯片载体层16与传输模件之间夹紧地电连接和同时机械连接。
按另一种可选择的方案，芯片模件的接触元件也可通过在矩形芯片载体层内所制的边缘侧切口构成，所以所需消耗的材料较少。此外，接触元件还可通过在芯片载体层内部垂直伸出的接触片构成，它可穿过传输模件层对应的缝插入并夹紧地贴靠在传输模件的接触元件上。
按另一种可供选择的方案，至少一个接触元件通过绝缘缝构成，从而可以进一步降低生产费用。也就是说，接触元件可布置在芯片载体层的任意位置，但最好在边缘区内。它们都设计为芯片载体层的一部分，所以芯片载体层具有双重功能。它一方面用作芯片的载体层，另一方面用于构成接触元件。芯片载体层用导电材料制成，最好用薄板材制造。
上面所说明的模件均用作生产芯片卡19的半成品，图6中表示了芯片卡。芯片卡19可按层叠技术制造，其中分别与传输载体层4和芯片载体层10相邻地连接一个内部芯层20。芯层20分别有与传输载体层4和芯片载体层10的隆凸对应的槽21。在芯层20外侧各连接一面层22，它们的外表面最好进行印刷。芯层20和面层22可用ABS、PC或PVC材料制造。
权利要求
1.尤其应用于芯片卡中的芯片模件，包括一个组合在一起的开关电路和一些用于与具有传输元件的传输模件的接触元件电连接的接触元件，其特征为芯片模件(3)的接触元件(11)设计为，它们与传输模件(2)相应的接触元件(7)通过夹紧互相连接。
2.按照权利要求1所述的芯片模件，其特征为芯片模件(3)的接触元件(11)按这样的方式设计为可弯曲的，即，它们贴靠在传输模件(2)对应的接触元件(7)上并形成接触力。
3.按照权利要求1或2所述的芯片模件，其特征为芯片模件(3)的芯片载体层(10)只有缝或切口用于按这样的方式形成触头(13)，即，在触头(13)弯曲后可构成耸起的切割触点(12)。
4.尤其应用于芯片卡的模件，它的组成部分一方面包括一个芯片模件，芯片模件有组合在一起的开关电路和载体层，另一方面包括一个传输模件，传输模件有一载体层和至少一个传输元件，后者用于在组合在一起的开关电路与一个外部仪器之间传输数据和/或能量，或反之，其中，芯片模件和传输模件分别有用于互相电连接的接触元件，其特征为芯片模件(3)和/或传输模件(2)的至少一个接触元件(7、11)有用于按这样的方式夹紧的装置，即，使芯片模件(3)和传输模件(2)彼此对应的接触元件(7、11)互相夹紧地连接。
5.按照权利要求4所述的模件，其特征为芯片模件(3)或传输模件(2)的接触元件(11)至少有一伸出的触头(15)，它可穿过相邻载体层(4)的孔插入，并在触点接通的位置自动夹紧地贴靠在对应接触元件(7)上。
6.按照权利要求4所述的模件，其特征为芯片模件(3)或传输模件(2)的接触元件(11)至少有一个伸出的切割触点(12)，使得切割触点(12)可穿过相邻的载体层(4)插入，以及，在触点接通的位置，在与对应的接触元件(7)接触的情况下可与此接触元件(7)夹紧地和电导通地连接。
7.按照权利要求6所述的模件，其特征为芯片模件(3)的接触元件(11)设计为具有耸起的锯齿(13)的冠状切割触点(12)，在触点接通的位置它们通过锯齿的弯曲贴靠在对应的接触元件(7)上。
8.按照权利要求4至7之一所述的模件，其特征为芯片模件(3)有一个用金属材料制的芯片载体层(10)，在这种情况下芯片模件(3)的接触元件(11)总是与芯片载体层(10)连成一体。
9.按照权利要求8所述的模件，其特征为芯片载体层(10)由一种薄板材料制造，在这种情况下接触元件(11)通过冲压形成。
10.按照权利要求4至9之一所述的模件，其特征为芯片模件(3)边缘侧的接触元件(11)设计为伸出的接触片。
11.制造模件的方法，其中，一个具有组合成一体的开关电路、载体层和至少一个接触元件的芯片模件与有至少一个传输元件、载体层和至少一个接触元件的传输模件电连接，传输模件用于在组合成一体的开关电路与外部仪器之间传输数据和/或能量，其特征为在触点接通区内，芯片模件(3)或传输模件(2)的至少一个接触元件(7、11)至少部分地穿过相邻的传输模件(2)或芯片模件(3)的载体层插入，然后为了与对应的接触元件(7、11)面接触而弯曲。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征为组合成整体的开关电路(6)与金属的芯片载体层(10)连接构成芯片模件(3)；以及，以芯片载体层(10)内冲压出伸出的接触元件(11)。
13.按照权利要求11或12所述的方法，其特征为导电的传输元件(5)设计为在传输载体层(4)上的线圈。
14.用于非接触式数据传输的芯片卡，包括一个具有组合成整体的开关电路的芯片模件，一个具有至少一个传输元件的用于在组合成整体的开关电路与外部仪器传输数据和/或能量的传输模件，其中，芯片模件和传输模件分别有用于互相电连接的接触元件，其特征为芯片模件(3)和传输模件(2)设计为一个借助于切割触点(12)导致在接触元件(7、11)处夹紧的组合模件(1)；以及，在模件(1)的两侧连接卡片层。
15.按照权利要求14所述的芯片卡，其特征为至少在模件(1)的一侧连接一个具有与模件(1)的隆凸对应的槽(21)的内部卡片层(20)。
16.按照权利要求14或15所述的芯片卡，其特征为至少在模件(1)的一侧可通过层叠加上一个内部芯层(20)和与之相邻的一个面层(22)。
全文摘要
本发明涉及一种尤其应用于芯片卡内的模件,它的组成部分包括一个具有组合成一体的开关电路的芯片模件以及一个具有至少一个传输元件的传输模件,传输元件用于在组合成一体的开关电路与外部仪器之间传输数据和/或能量,或反之,其中,芯片模件与传输模件各有用于互相电连接的接触元件,芯片模件(3)的接触元件(11)与传输模件(2)的接触元件(7)通过彼此对应的接触元件(7、11)的夹紧互相连接。
文档编号G06K19/077GK1265213SQ98807596
公开日2000年8月30日 申请日期1998年7月25日 优先权日1997年7月28日
发明者卡尔－海因茨·文迪施 申请人:卡尔－海因茨·文迪施