DE69904219T2

DE69904219T2 - Standardformatige ic-karte mit einer abnehmbaren mini-karte und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69904219T2
Application number: DE69904219T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Housse
Original assignee: Gemplus SA
Current assignee: Gemplus SA
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2019-09-01
Also published as: WO2000017814A1; CN1319215A; EP1116178A1; US6685097B1; FR2783948A1; FR2783948B1; DE69904219D1; ATE228687T1; EP1116178B1; CN1157690C; AU5427299A; ES2188219T3

Description

Die Erfindung betrifft Karten mit elektronischer Mikroschaltung, die im Allgemeinen unter dem Namen Chipkarten bekannt sind.
Eines der Probleme, die man häufig bei weit verbreiteten Produkten antrifft, ist die Normung, damit Produkte von verschiedenen Herstellern in den gleichen Geräten benutzt werden können.
Das ist insbesondere bei den Chipkarten der Fall: sie werden beispielsweise in öffentlichen Telefongeräten, in mit persönlichen Computern verbundenen Kartenlesegeräten, in Bankapplikationen, usw. benutzt. Daher musste man präzise Konstruktionsnormen schaffen, die alle Hersteller einhalten müssen. Der Verbraucher kennt mittlerweile sehr gut das Format, das geschaffen wurde, zumindest was die äußeren Abmessungen der Karte anbetrifft: es handelt sich um das Format der konventionellen Kreditkarten mit Magnetstreifen. Die Chipkarte ist ein etwa 8,5 cm langes und 5,4 cm breites Rechteck mit einer Dicke von etwas weniger als einem Millimeter (internationale Normen ISO 7810 und heute 7816).
Daraus ergibt sich natürlich, dass die Herstellungsmaschinen von Chipkarten diesen Normen entsprechend gebaut werden, um Karten herzustellen, die den Normen gerecht werden.
Bei bestimmten Applikationen bemerkt man jedoch, dass dieses Format nicht ideal ist. Das ist insbesondere der Fall bei miniaturisierten Applikationen. Beispielsweise wenn eine Chipkarte in einem sehr kleinen tragbaren Kasten benutzt werden soll, ist es nicht sicher, dass das aktuelle Format, trotz seiner kleinen Größe, akzeptierbar bleibt. Als Beispiel kann man das mobile Funktelefon nennen, dessen tragbares Gehäuse Chipkarten mit einem sehr viel kleineren Format benutzen dürfte als das derzeitige Format nach der Norm GSM 11-11.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine wirtschaftliche technische Lösung vorzuschlagen, um Chipkarten eines kleineren Formats herzustellen als das im Allgemeinen benutzte Format.
Gemäß dem Stand der Technik wurden bereits Verfahren zur Herstellung von kleinformatigen Chipkarten vorgeschlagen. Ein insbesondere im Patentantrag EP-A-0 521 778 beschriebenes Verfahren besteht darin, alle Fertigungsetappen einer Chipkarte im Standardformat durchzuführen, und dann in einer zusätzlichen Etappe die Karte im Standardformat teilweise vorzustanzen, so dass die kleinformatige Karte durch einfachen Fingerdruck herausgelöst werden kann. Die teilweise Vorstanzung erfolgt um das in der Karte enthaltene Mikromodul herum. Sie besteht aus einem Schlitz entlang dem Umriss der kleinformatigen Karte, wobei der Schlitz örtlich unterbrochen ist, um von Stelle zu Stelle Traversen zwischen der kleinformatigen Karte und der Karte im Standardformat zu hinterlassen. Diese Traversen sind insbesondere in der Dicke an der kleinformatigen Karte entlang geschwächt, um die Trennung derselben und des Rests des Körpers der Karte im Standardformat durch einfachen Fingerdruck zu ermöglichen.
Der Hauptnachteil dieses Verfahrenstyps besteht darin, dass das Herauslösen der kleinformatigen Karte unter bestimmten seltenen Bedingungen nicht sehr sauber erfolgen kann. Denn die Abscherkräfte können an der Stelle unzureichend konzentriert sein, an der der Schnittvorgang erfolgen soll, so dass die kleinformatige Karte unregelmäßige Ränder aufweisen kann. Ferner können sind die Traversen bei Flexionstests über die Breite der Karte im Standardformat verkrümmen und Belastungen ausgesetzt sein. Diese Belastungen können das in der Karte enthaltene Mikromodul ausnahmsweise zerstören oder eine der Stege unbeabsichtigt abbrechen. In diesem Fall könnte die großformatige Karte nicht mehr der Norm ISO 7816 entsprechen, was ihre Beständigkeit gegen Flexions- und Torsionskräfte anbetrifft.
Um komplett zu sein, muss darauf hingewiesen werden, dass die Unterlage US-A-4,764,803 eine Chipkarte im Standardformat beschreibt, die einen den Chip umgebenden Ring aufweist, um die auf den Chip ausgeübte mechanische Belastung zu reduzieren, beispielsweise wenn der Chip geknickt wird.
Die Erfindung ermöglicht, die oben genannten Probleme zu lösen, indem sie eine verbessere Karte vorschlägt. Zu diesem Zweck schlägt sie eine Chipkarte gemäß Patentanspruch 1 vor.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung besteht das Scharnier aus einer Verdünnung der Dicke des Stegs.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Verdünnung eine Rinnenform mit abgerundetem Profil auf.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Soll-Bruchstelle durch zwei Kerben auf der Vorder- und Rückseite der Karte hergestellt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist (weisen) der Steg (die Stege) Hohlkehlen jeweils zum Anschluss an die Karte und an die Minikarte auf.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Breite des Stegs auf der Seite der Minikarte kleiner als die Breite des Stegs auf der Seite des Kartenkörpers.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst die Chipkarte ferner entlang einer Schmalseite der Minikarte einen großen Steg, der eine Sollbruchstelle aufweist, die von zwei Kerben gebildet wird, die sich über seine gesamte Breite und auf der Vorder- und Rückseite der Karte erstrecken.
Dank der Trennung des Stegs in zwei Abschnitte mit jeweils einer Dickenverdünnung und einer Sollbruchstelle werden die mechanischen Belastungen getrennt. Dank der Erfindung wird das Herauslösen der Minikarte erleichtert und erfolgt gratfrei, sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite der Karte. Des weiteren weist die Minikarte eine gute Beständigkeit gegen Verformungen aufgrund von Flexionstests der Karte auf.
Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren einer Chipkarte gemäß Patentanspruch 10.
Der Teilausschnitt ermöglicht insbesondere, aus der Karte mit genormten Abmessungen eine Karte mit kleineren vorgegebenen Abmessungen herauszulösen.
Das Herauslösen erfolgt erst nach Beendigung aller Fertigungs-, Test- und Bedruckungsarbeiten, so dass man alle Standard-Fertigungs- und Testmaschinen benutzen kann, ohne Auflagen bezüglich der gewünschten kleineren Abmessungen für die Endkarte.
Demzufolge reduzieren sich die Fertigungskosten, da es nicht erforderlich ist, nur aufgrund dieser Abmessungsprobleme in zusätzliche, teure Fertigungsanlagen zu investieren.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielhaften jedoch nicht begrenzenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei:
Fig. 1 das Prinzip der Erfindung für die Herstellung einer kleinformatigen Karte zeigt,
Fig. 2 in vergrößerter Ansicht ein Beispiel eines Vorausschnitts mit durch Materialstegen unterbrochenem Schlitz darstellt,
Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß B-B der Fig. 2 eines Stegs in seiner Dicke darstellt,
Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht des Stegs der Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß D-D der Fig. 2 eines großen Stegs in seiner Dicke darstellt, der sich entlang einer Schmalkante der kleinformatigen Karte befindet.
Fig. 1 zeigt die Umsetzung der Erfindung. Ausgehend von einer rechteckigen, flachen Karte 20 im Standardformat, mit einer Länge von 8,5 cm, einer Breite von 5,4 cm und einer Dicke von weniger als einem Millimeter durchläuft man den gesamten Fertigungsprozess einschl. den Test des Mikromoduls 22 (nachdem es in der oberen linken Ecke der Karte mit bündigen Kontakten eingesetzt wurde) und den Personalisierungstest der Kartenoberflächen durch Drucken von grafischen Texten.
Aber die Endkarte kann sehr viel kleiner sein, und ihr Umriss ist auf Fig. 2 dargestellt. Dieser Umriss wird von einem Ausschnitt 32 und von Sollbruchstellen abgegrenzt, die um das Mikromodul 22 herum angeordnet sind. Die Karte wird an diesem Umriss entlang ausgestanzt.
Mehrere Verfahren können zur Anwendung gelangen, und der Ausschnitt kann zu verschiedenen Fertigungszeitpunkten erfolgen. Er kann beispielsweise direkt in einem Mal am Ende der Fertigung durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird vorgezogen, in einem Zwischenstadium einen Teilausschnitt durchzuführen und keinen Gesamtausschnitt. Erst im Versandstadium an den Benutzer oder selbst beim Benutzer bei der Einfügung in ein Lesegerät nach kleinformatigem Standard wird die kleinformatige Karte 30 aus der Karte im Standardformat 20 durch einfachen Druck, beispielsweise durch Fingerdruck, herausgelöst.
Wenn der Benutzer eine großformatige Karte benutzt, wird die Minikarte 30 nicht herausgelöst.
In Fig. 2 wurde ein Teilausschnitt dargestellt, der aus einem Schlitz 32 über die ganze Dicke der Karte besteht. Dieser Schlitz 32 definiert den Umriss der Minikarte 30 und erstreckt sich über diesen, außer an bestimmten Stellen, wo er unterbrochen ist und Stege 34 und 40 hinterlässt, die die kleinformatige Karte 30 mit dem Rest der Karte 20 im Standardformat verbinden.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht nach B-B eines in Fig. 2 dargestellten Stegs 34. Dieser Steg 34 umfasst zwei Abschnitte 35 und 36, in denen er eine verdünnte Dicke auf weist.
Ein erster Abschnitt 36, der sich auf der Seite der kleinformatigen Karte 30 befindet, ist zu einer Sollbruchstelle ausgebildet. Diese Sollbruchstelle besteht im Beispiel aus zwei kegelförmigen Kerben 38A, 38B, die jeweils auf der Vorder- und Rückseite der Karte und über die ganze Breite 12 des Stegs 34 vorgesehen sind, wie in Fig. 2 und 4 dargestellt. Diese Kerben weisen beispielsweise eine Tiefe von 150 um auf der Vorderseite der Karte (Bezugszeichen 38A) und eine Tiefe von 120 um auf der Rückseite der Karte (Bezugszeichen 38B) auf.
Die Tatsache, diese Kerben auf beiden Seiten der Karte anzuordnen, ermöglicht, das manuelle Ausstanzen zu erleichtern (durch einfachen Fingerdruck) und sie gratfrei herzustellen, sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite der Karte. Die herausgelöste Minikarte 30 weist demnach saubere und regelmäßige Ränder auf. Diese Kerben sind ein bevorzugtes Beispiel einer Sollbruchstelle. Andere Varianten können geeignet sein, wie Schwächung, Materialabtrag, Perforierung, usw.
In einem zweiten Abschnitt 35, der sich auf der Seite der Karte im Standardformat 20 befindet, ist die Dicke auf der Vorderseite 37A und der Rückseite 37B verdünnt. Diese Verdünnung erfolgt insbesondere durch Eindrücken eines geeigneten Werkzeugs in den Abschnitt 35, über eine ausreichende Tiefe, beispielsweise von 250 um, auf jeder Seite der Karte. Sie erstreckt sich ferner über die ganze Breite 11 des Stegs, wie in Fig. 2 und in der vergrößerten Draufsicht von Fig. 4 dargestellt.
Ferner weist diese Verdünnung 37A, 37B im Abschnitt 35 des Stegs 34 vorzugsweise eine Rinnenform mit abgerundetem Profil auf. Diese abgerundete Form verhindert die Bildung und die Verbreitung von Rissen bei Flexionstests der Karte. Zu scharfe Kanten, wie beispielsweise bei einer Trapezform, sind ungeeignet, da sie die Verbreitung dieser Risse nicht verhindern. Diese Verdünnung 37A, 37B der Dicke des Stegs 34 bildet ein Scharnier. Ein derartiges Scharnier soll eine mechanische Trennung zwischen dem Kartenkörper und dem ersten, als Bruchstelle ausgebildeten Abschnitt 36 gewährleisten. Damit verhindert man einen unbeabsichtigten Bruch der Stege 34 und eine ungewollte Trennung der Minikarte 30.
Eine weitere Funktion des Scharniers besteht darin, bei einem absichtlichen Druck, beispielsweise eines Fingers auf die Minikarte 30, die Druckkräfte zur Bruchstelle hin zu verschieben und zu konzentrieren (im ersten Abschnitt 36), was für einen Bruch an dieser Stelle eher als an einer anderen Stelle des Stegs sorgt.
Das Scharnier kann direkt im Spritzverfahren erhalten werden, wenn die Karte und der die Abgrenzung des Umrisses der kleinformatigen Karte ermöglichende Schlitz im Spritzverfahren hergestellt werden. In diesem Fall kann die Form des Scharniers einer abgerundeten Verdünnung wie in Fig. 3 entsprechen oder beispielsweise ein flexibles Blatt gemäß dem Drehangelprinzip bilden.
Als Variante wäre es möglich, das Scharnier aus einem flexibleren Material als dem Rest der Karte nach einer bekannten Spritztechnik als Bi-Komponente herzustellen. Dabei wird ein anderes flexibles Material, das in Bezug auf die Adhäsion mit demjenigen des Kartenkörpers kompatibel ist, in die Form an der Stelle des Stegs eingespritzt.
Das Scharnier könnte ebenfalls aus zwei sich ineinander fügenden Teilen bestehen, wobei die Minikarte und der Kartenkörper unabhängig voneinander mit jeweils einem Scharnierteil hergestellt werden, das sich in das andere einfügen soll.
Bei der Herstellung der Verdünnung 37A, 37B im zweiten Abschnitt 35 und der Sollbruchstelle 38A, 38B im ersten Abschnitt 36 wird aufgrund des Eindringens des benutzten Werkzeugs in die Dicke der Karte Material an den Seiten verdrängt. Diese Materialverdrängung wird kontrolliert, damit sie so eben wie möglich ist, um zu viele Aussonderungen bei der Personalisierung der Karten durch Wärmetransfer zu vermeiden.
Der Schlitz 32 weist dabei zwei Anschluss- Hohlkehlen 37C, 38C auf, die auf jeder Seite des Stegs 34 sichtbar sind, wie in Fig. 2 und in der vergrößerten Draufsicht von Fig. 4 dargestellt. Demnach weist der Schlitz 32 auf der Ebene der Oberfläche der Karte jeweils über und unter dem der Verdünnung vorbehaltenen Abschnitts 35 eine erste Hohlkehle 37C für den Anschluss an die Karte im Standardformat 20 auf; und auf der Ebene der Oberfläche der Karte jeweils über und unter dem der Sollbruchstelle vorbehaltenen Abschnitt 36 weist der Schlitz 32 eine zweite Hohlkehle 38C für den Anschluss an die Minikarte 30 auf. Der Krümmungsradius der Hohlkehle 38C für den Anschluss an die Minikarte ist kleiner als derjenige der Hohlkehle 37C für den Anschluss an den Kartenkörper 20. Ferner weist der Steg 34 auf der Seite der kleinformatigen Karte 30 eine Breite 12 auf, die kleiner ist als die Breite 11 auf der Seite der Karte im Standardformat 20.
Die Druckkräfte auf die Minikarte werden von Scharnier (zweiter Abschnitt 35) in die Zone 33 verlagert, die sich zwischen den beiden Abschnitten 35, 36 des Stegs 34 befindet, und auf den Bruchansatz konzentriert (erster Abschnitt 36), so dass man ein glattes Ausstanzen der Minikarte durchführen kann. Die so erhaltene Minikarte 30 weist demnach saubere und regelmäßige Kanten auf.
Die erfindungsgemäße Chipkarte kann des weiteren andere Stegtypen aufweisen. So kann sie beispielsweise einen großen Steg 40 umfassen, der sich entlang einer Schmalseite der Minikarte 30 erstreckt, wie auf dem Schema von Fig. 2 dargestellt. Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht dieses großen Stegs 40, dessen Breite 13 größer ist als diejenige der zuvor beschriebenen Stege 34. Dieser Steg 40 umfasst ganz einfach nur eine von zwei sich über seine ganze Breite erstreckenden Kerben 41A, 41B gebildete Sollbruchstelle. Diese beiden Kerben 41A, 41B werden jeweils auf der Vorder- und der Rückseite der Karte vorgesehen.
Der Schlitz 32 weist zwei kleine Hohlkehlen 42 an beiden Enden des Stegs 40 auf. Diese zurückgezogenen Hohlkehlen ermöglichen eine gute Orientierung der Kräfte in Richtung der Kerben 41A, 41E beim Ausstanzen der Minikarte 30, beispielsweise durch Fingerdruck.

Claims

1. Chipkarte im Standardformat mit einem Kartenkörper (20) und einer Minikarte (30), die über mindestens einen Steg (34) mit im verbunden ist, wobei der besagte Steg einen ersten Abschnitt (36) umfasst, der auf der Seite der Minikarte (30) angeordnet und ausgebildet ist, um eine Sollbruchstelle zu bilden, um eine Trennung der Minikarte (30) per Fingerdruck zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Steg (34) ebenfalls einen zweiten, vom ersten Abschnitt (36) getrennten Abschnitt (35) umfasst, der auf der Seite des Kartenkörpers (20) angeordnet ist und ein Scharnier bilden kann.

2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Scharnier aus einer Verdünnung (37A, 37B) der Dicke des Stegs (34) besteht.

3. Chipkarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnung (37A, 37B) eine Rinnenform mit abgerundetem Profil aufweist.

4. Chipkarte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnung (37A, 27B) über eine Tiefe von 260 um auf der Vorder- und der Rückseite der Karte hergestellt wird.

5. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle aus zwei Kerben (38A, 38B) auf der Vorder- und Rückseite der Karte besteht.

6. Chipkarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (38A, 38B) über eine Tiefe von 150 um auf der Vorderseite (38A) und von 120 um auf der Rückseite (38B) der Karte vorgesehen sind.

7. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Steg(e) (34) Hohlkehlen (37C, 38C) jeweils für den Anschluss an die Karte (20) und die Minikarte (30) umfasst (umfassen).

8. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (12) des Stegs (34) auf der Seite der Minikarte (30) kleiner ist als die Breite (11) des Stegs (34) auf der Seite des Kartenkörpers (20).

9. Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen großen Steg (40) entlang einer Schmalseite der Minikarte (30) aufweist, und dass dieser große Steg eine Sollbruchstelle umfasst, die von zwei Kerben (41A, 41B) gebildet wird, die sich über seine ganze Breite und auf der Vorder- und Rückseite der Karte erstrecken.

10. Herstellungsverfahren einer kleinformatigen Chipkarte (30), das das gesamte Fertigungsverfahren einer Chipkarte im Standardformat (20) umfasst, sowie eine zusätzliche Etappe zur Herstellung eines Teilausschnitts mit den Abmessungen der Minikarte (30), wobei der besagte Teilausschnitt aus einem örtlich von mindestens einem Steg (34) zwischen der kleinformatigen Karte (30) und der Karte im Standardformat (20) unterbrochenen Schlitz (32) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Steg(e) so beschaffen ist (sind), dass er (sie) einen ersten Abschnitt (36) umfasst (umfassen), der auf der Seite der Minikarte (30) angeordnet und ausgebildet ist, um eine Sollbruchstelle zu bilden, und einen zweiten, vom ersten Abschnitt (36) getrennten Abschnitt (35), der auf der Seite der Karte im Standardformat (20) angeordnet ist und aus einer Verdünnung der Dicke des Stegs (der Stege) besteht, wobei der besagte erste und zweite Abschnitt über die ganze Breite des Stegs (der Stege) und auf der Vorder- und Rückseite der Karte vorgesehen sind.