Chipkarten, die allgemein auch als Datenkarten oder häufig als SmardCards bezeichnet werden, sind in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen im Einsatz. Es sind passive Chipkarten, das heißt Chipkarten mit einem Lesespeicher (ROM, EPROM oder ähnliche Speicher) und auch aktive Chip- karten in Form einer Prozessorkarte, die beispielsweise kartenintern Daten verarbeiten kann, bekannt.

Chipkarten werden als Telefonkarten und ebenso als Kredit-oder Bankkarten genutzt oder finden zur Zugangskennung in Unternehmen oder anderen abgesicherten Bereichen Anwendung. Für die Herstellung sowie zur Einhal- tung einheitlicher Größen des Chipkartenkörpers sowie der Einbringung von internen Verschaltungen gibt es anerkannte Chipkartenstandards.

Es ist bekannt, derartige Chipkarten beispielsweise mit optischen und/oder elektrischen Schaltelementen, mit Displays, Batterien und anderen elektro- nischen Schaltelementen zu versehen. Eine mögliche Verschaltung oder die Speicherung von Daten kann ein Chipmodul übernehmen. Darüber hinaus sind laminierbare Trägerfolien mit einer internen Verschalung bekannt, die auf den Chipkartenkörper aufgebracht beziehungsweise in diesen einge- bettet werden können.

Es ist allgemein im Stand der Technik bekannt, den Chipkartenkörper mittels eines Spritzgussverfahrens herzustellen. Die auf den Chipkartenkörper aufgebrachte bzw. in den Chipkartenkörper integrierte Spule oder Antenne

kann bislang beispielsweise erzeugt werden, indem zunächst eine Kunst- stofffolie mit einem elektrisch leitfähigen Material, das vorzugsweise Metall ist, vollflächig beschichtet wird. In einem sich anschließenden Verfahrens- schritt wird das überschüssige Material weggeätzt, sodass eine Spule mit den zur Kontaktierung benötigten Anschlussflächen auf der Kunststofffolie übrig bleibt.

Ferner ist es bekannt, eine Spule durch Abwickeln eines Metalldrahtes zu erzeugen oder eine elektrisch leitende Schicht beispielsweise im Siebdruck- verfahren mittels eines elektrisch leitenden Klebers auf die Chipkarten- körperoberfläche aufzudrucken. Darüber hinaus kann die Spule aus einer Metallfolie herausgestanzt werden. Auch Spulen für Chipkarten, die mittels eines Heißprägeverfahrens erzeugt werden, sind bekannt. Dabei wird die Spule unmittelbar auf oder in die Chipkartenoberfläche geprägt.

All diesen Verfahren ist gemein, dass sie fertigungstechnisch aufwendig und damit kostenintensiv sind. Das beschriebene Ätzverfahren der Spule ist darüber hinaus wegen seiner gesundheits-und umweltschädigenden Wirkungen nachteilig. Da eine einmal auf die Kunststofffolie aufgebrachte Spule Bestandteil einer Chipkarte sein soll, muss die Kunststofffolie norma- lerweise in einem weiteren Verfahrensschritt mit dem Chipkartenkörper verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Laminieren mit anderen Folien geschehen oder auch durch Hinterspritzen mit Kunststoffmaterial in einer Spritzgussmaschine erfolgen. Bis zur Fertigstellung der bekannten Chipkarten sind daher mehrere aufeinander folgende Arbeitsgänge erforder- lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Chipkarte zu entwickeln, die in ihrem fertigungstechnischen Herstellungsaufwand insgesamt vereinfacht ist und damit kostengünstig hergestellt werden kann. Darüber hinaus soll ein Fertigungsverfahren zur Bereitstellung einer derartigen Chipkarte zur Verfü- gung gestellt werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen der unab- hängigen Patentansprüche.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich an die unabhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüche.

Gemäß der vorgestellten erfindungsgemäßen Lösung wird eine Chipkarte mit einer Spule ausgestattet, die aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und im Spritzgussverfahren oder im Spritzprägeverfahren hergestellt ist. Als elektrisch leitfähige Materialien können dabei sowohl Kunststoffe als auch Metallpulver zum Einsatz kommen. Die Werkstoffe müssen jedoch spritzgusstechnisch verarbeitbar sein, d. h. sie müssen das Erfordernis erfül- len, in einen fließfähigen Zustand überführbar zu sein.

Die vorliegende erfindungsgemäße Lösung stellt eine echte Alternative zu sämtlichen bisher im Einsatz befindlichen Herstellungsverfahren bekannter Chipkarten dar. Sie ermöglicht insgesamt eine wirtschaftlichere Herstellbar- keit und gestattet darüber hinaus eine geringe erzielbare Bauhöhe der Spule.

Darüber hinaus wird die Kontaktierung der Spule mit einem Chipmodul oder anderen Schaltelementen der Chipkarte wesentlich vereinfacht. Im Vergleich zu den bislang häufig im Einsatz befindlichen Ätzverfahren zur Herstellung von Spulen für Chipkarten ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Spule umweltschonend und gesundheitlich unbedenklich.

Sofern ein elektrisch leitfähiger Kunststoff zur Herstellung der Spule für eine erfindungsgemäße Chipkarte zum Einsatz kommt, eignet sich in besonderer Weise ein thermoplastischer Kunststoff.

Da es in zunehmendem Maße möglich wird, auch Materialien im Spritz- gussverfahren zu verarbeiten, die bislang nicht aus einer Schmelze heraus in eine Form gebracht werden konnten, wie dies zum Beispiel bei Kera- miken der Fall ist, ist es gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung nunmehr möglich, eine Chipkarte, mit einer Spule zu versehen, die im Pulver-Spritzgussverfahren oder im Pulver-Spritzprägeverfahren hergestellt

ist. Als elektrisch leitfähiges Material kann dabei Metallpulver Verwendung finden.

Gemäß einer Ausgestaltung dieser Erfindung kann das Metallpulver aus Metallgemischen bestehen.

An sich sind derartigen Metallgemischen häufig schmelzmetallurgische Formgebungen verwehrt, weil sie sich in geschmolzenem Zustand nicht miteinander vermischen lassen. Dieses Problem stellt sich bei Metallpulvern nicht, da sich die ursprünglich eine feste Konsistenz aufweisenden Pulver sehr gut vermengen lassen.

Besonders geeignet für das Pulver-Spritzgussverfahren mittels elektrisch leitfähiger Metallpulver ist insbesondere ein Metallpulver, welches eine globulare Struktur aufweist. Damit wird eine sehr gute Fließfähigkeit für die Spritzgussverarbeitung gewährleistet.

Für die Formgebung des Materials mittels Spritzgussverfahren wird vorzugsweise ein Bindemittel benötigt. Dieses erfüllt gewissermaßen die Funktion eines Gleitmittels im Pulver, sodass dessen Fließverhalten insgesamt begünstigt ist.

Das ursprünglich dem Metallpulvergemisch beigefügte Bindemittel wird bei bekannten Sinterverfahren bislang nach der Formgebung des Materials mittels einer Temperaturerhöhung aus dem vorliegenden Formteil, welches auch als Grünling bezeichnet wird, entfernt. Dieser Schritt ist vor einem Sintervorgang, der auch als Brennung bezeichnet wird, notwendig, damit das herzustellende Bauteil gegen mechanische Belastungen widerstandsfähig wird.

Da für die erfindungsgemäßen Chipkarten Transponder zum Einsatz kommen, sind weniger die mechanischen Belastungen relevant, als dies bei üblichen Sintermetallbauteilen der Fall ist. Für die Chipkarten stehen eher elektrische Eigenschaften im Mittelpunkt.

Somit wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Metallpulver ein elektrisch leitfähiges, flüssiges sowie lösemittelfreies Binde- mittel beizumengen. Die sich ansonsten anschließende und erforderlich werdende Entfernung des Bindemittels kann damit entfallen. Gemäß dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet das Bindemittel somit einen Bestandteil des Transponders und ermöglicht als solcher sogar eine positive Beeinflussung der Biege-und Torsionswechselfestigkeit der Spule.

Dementsprechend wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfin- dungsgedankens ferner vorgeschlagen, dass bei der Auswahl des elektrisch leitfähigen, flüssigen sowie lösemittelfreien Bindemittels darauf geachtet wird, dass dieses eine geringe Verdampfungsneigung aufweist, denn ansonsten würde die positive Beeinflussung der Spuleneigenschaften, wie zuvor ausgeführt, nicht erreicht werden können.

Zur Verarbeitung der Metallpulver im Pulver-Spritzgussverfahren sollte eine Temperatur zwischen 120° Celsius und 170° Celsius eingehalten werden.

Die Temperatur des Spritzgusswerkzeuges sollte vorteilhaft zwischen 40° und 50° Celsius liegen. Diese Temperaturwertebereiche gestatten eine gemeinsame Verarbeitung der Metallpulver mit Kunststoffen, ohne das eine Zerstörung der empfindlicheren Kunststoffe erfolgt.

Demgemäß kann entsprechend der vorliegenden Erfindung eine kombinierte Verarbeitung von Metallen und Kunststoffen in einem Arbeitsgang erfolgen oder ein Metall auf einen Kunststoff aufgebracht werden bzw. umgekehrt.

Somit sind die erfindungsgemäßen Chipkarten, welche eine Spule aufwei- sen, mit so genannten Compoundwerkstoffen erzeugbar.

Gemein ist den erfindungsgemäßen Lösungen, dass die Spule auf einem Kunststofflabel oder einer Kunststofffolie aufgebracht ist. Je nach Anforde- rungen an die Karte kann die Spule dabei in den Chipkartenkörper integriert oder auf den Chipkartenkörper aufgebracht sein.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Chipkarte aus wenigstens drei Schichten, wobei ein zwischen einem rückseitigen Label und einem vorderseitigem Label angeordneter Zwischenlabel die Spule aufnimmt und eine Kavität zur Aufnahme eines Chipmoduls aufweist.

Diese dreischichtige Anordnung der erfindungsgemäßen Chipkarte ist deshalb von Vorteil, weil auf diese Weise bei der Herstellung der Chipkarte im Spritzgussverfahren gleichzeitig die Modulkavität in den oder die Label eingeformt werden kann.

Zur Vereinfachung der Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte sollte auch die Kontaktierung der Spule oder Antenne mit eventuell in die Karte zu integrierenden Chipmodulen oder Schaltelementen berücksichtigt werden.

Dies erfolgt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch, dass die Spule zumindest eine Erhöhung aufweist. Diese Erhöhung der Spule sollte vorteilhafter Weise bis in die in einer Ebene oberhalb der Spule angeordnete Kavität hineinreichen und somit einen Anschlusskontakt für den Chipmodul bilden.

Die Fertigstellung der erfindungsgemäßen Chipkarte ist damit denkbar ein- fach geworden. Nach der Beendigung des Spritzgussverfahrens, mittels welchem sowohl die Chipkarte als auch die Spule erzeugt wird, muss ledig- lich noch für eine Kontaktierung der hervorstehenden Erhebungen mit dem in die Chipkarte zu integrierenden Chipmodul oder Schaltelement gesorgt werden.

Wie aus den Eingangsausführungen bereits entnehmbar ist, wird eine erfin- dungsgemäße Chipkarte vorzugsweise im Mehrkomponenten-Spritzguss- verfahren, insbesondere jedoch in einem Zweikomponenten-Spritzguss- verfahren, hergestellt und dabei auch die Spule bzw. Antenne erzeugt.

Das vorgestellte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Chip- karte mit den vorgenannten Merkmalen ist durch wenige, fertigungstechnisch

nicht sehr aufwendige und damit kostengünstige Herstellungsschritte reali- sierbar.

Erforderlich ist ein Spritzgusswerkzeug, welches vorzugsweise wenigstens aus einer Spritzseite und einer Schließseite mit jeweils mindestens zwei darin vorhandenen Formnestern besteht. Die Schließseite des Spritzguss- werkzeuges sollte zumindest in einer Ebene drehbar ausgeführt sein.

In ein erstes Formnest wird zunächst ein bedrucktes, rückseitiges Label ein- gelegt. Anschließend wird dieses Label beispielsweise mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest fixiert. Die Ausbildung der konkreten Spulenform wird durch eine Negativform der späteren Spule möglich. Nach dem Schließen des Spritzgusswerkzeuges ist der elektrisch leitfähige Kunststoff zur Erzeugung der Spule einspritzbar.

Das so erzeugte Zwischenprodukt aus Kunststofffolie und Spule kann nunmehr in den Chipkartenkörper eingebettet werden, was vorzugsweise wiederum durch Spritzgießen erfolgt und erfindungsgemäß mit demselben Spritzgusswerkzeug realisierbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Hinterspritzung des vorderseitigen Labels die Kavität in einer Art und Weise ausgeformt, dass die Anschlusskontakte für die spätere Kontaktierung eines Chipmoduls oder eines Schaltelements der erfindungs- gemäßen Chipkarte frei liegen.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte ist darin zu sehen, dass unter Anwendung des Spritzprägens in ein Spritzprägewerkzeug mit einer Spritzseite sowie einer Schließseite und mit je Seite zwei Formnestern ein bedruckter rückseitiger Label in das Formnest eingelegt und anschlie- ßend mittels Vakuum oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest fixiert wird, um nach Schließen des Spritzprägewerkzeuges den elektrisch leitfähigen Kunststoff beziehungsweise das verflüssigte Metallpulver einsprit- zen zu können. Innerhalb des Spritzprägewerkzeuges wird erst nach dessen

Befüllung mit der flüssigen Gussmasse durch mindestens eine verschiebbare Werkzeugkavität ein Druck aufgebaut.

Durch das Verfahren des Spritzprägens wird die Spule während der Ferti- gung in nur sehr geringem Maße mechanisch belastet, was fertigungs- technisch vorteilhaft ist und die Ausschussquote insgesamt reduziert, weshalb das Verfahren sehr wirtschaftlich ist.

Insgesamt wird mit der vorliegenden Erfindung sowohl eine neuartig herge- stellte Chipkarte als auch ein Verfahren zur Erzeugung einer derartigen Chipkarte bereit gestellt, das eine Vereinfachung der Fertigungstiefe in bislang nicht bekanntem Ausmaß bereitstellt. Mit nur wenigen aufeinander folgenden Verfahrensschritten kann sowohl die Chipkarte als solche, als auch die darauf bzw. darin eingeordnete Spule mittels Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Erfindung geht auch insofern vollkommen neue Wege, als es hierdurch erstmals möglich wird, Werkstoffe miteinander zu verbinden, die bislang eine getrennte Verarbeitung bzw. eine nachfolgende, sehr aufwendige Verbindung erforderten. So wird eine Möglichkeit bereit- gestellt, Metalle und Kunststoffe zur Herstellung einer Chipkarte miteinander zu verbinden, was ebenfalls insgesamt im Spritzgussverfahren erfolgt.

Eine erfindungsgemäße Chipkarte sowie die zu ihrer Herstellung erforder- lichen Verfahrensschritte werden schematisch vereinfacht in den nachfol- genden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen : Figur 1 eine Draufsicht auf eine Kunststofffolie mit darauf aufgebrachter Spule.

Figur 2 einen Schnittverlauf 11-11 gemäß Figur 1.

Figur 3 eine Draufsicht auf eine fertig gestellte, die Spule integrierende erfindungsgemäße Chipkarte.

Figur 4 den Schnittverlauf IV-IV aus Figur 3.

Figur 5 die Schließseite eines Spritzgusswerkzeuges zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte.

Figur 6 die Spritzseite eines Spritzgusswerkzeuges zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte Figur 7 die Schließseite eines Spritzgusswerkzeuges mit einer darin befindlichen Spule sowie einem Chipkartenkörper und Figur 8 die Schließseite eines Spritzgusswerkzeuges im Vergleich zu der Figur 7 um 180° in einer horizontalen Ebene gedreht, jedoch ohne Chipkartenkörper.

In der Figur 1 sowie im Schnitt in der Figur 2 ist vereinfacht ein Zwischen- produkt 2 einer erfindungsgemäßen Chipkarte dargestellt. Dieses besteht aus einer Kunststofffolie, die ein unteres Label 4 bildet und auf dieses mittels eines Spritzgussverfahrens eine Spule 1 aus elektrisch leitfähigem, thermo- plastischem Kunststoff aufgebracht ist.

Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung der Figur 2 entnehmbar ist, kann während des Spritzgießens der Spule 1 eine Erhöhung 9 zur späteren Bildung eines Anschlusskontaktes zur Kontaktierung der Spule mit einem Chipmodul 8 bzw. einem ähnlichen Schaltelement der Chipkarte angeformt werden. Das Zwischenprodukt 2 mit der darauf aufgebrachten Spule 1 wird in einem weiteren Fertigungsschritt vollständig in den Chipkartenkörper 3 inte- griert, wie dies anschaulich aus der Darstellung in Figur 3 hervorgeht.

Die Figur 4 zeigt darüber hinaus den möglichen Aufbau einer erfindungs- gemäßen Chipkarte. Diese besteht aus einem unteren Label 4, das in Form einer Kunststofffolie die Spule 1 trägt, sowie einem darüber angeordneten oberen Label 5 und einem zwischen den beiden eingebrachten Zwischen- label 6. In dem vorderseitigen Label 5 ist eine Öffnung vorhanden und in dem Zwischenlabel 6 ist eine Kavität 7 zur späteren Aufnahme eines Chipmoduls 8 eingebracht. Diese Kavität 7 wird während des Spritzgießens der Chipkarte

erzeugt. Die Anschlusskontakte 9 sind in Form einer Erhöhung an der Spule ausgebildet. Sie reichen bis in die Kavität 7, also in eine Ebene oberhalb der Spulenebene hinein.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren soll nachfolgend anhand der Figurendarstellungen 5 bis 8 veranschaulicht werden. Zur Fertigung eines Chipkartenköpers kommt ein Mehrkomponentenspritzgussverfahren zum Einsatz, wobei vorliegend zwei Materialien benötigt werden. Jedes dieser Materialien wird in einem separaten Zylinder der Spritzgussmaschine verar- beitet. Die Chipkarte wird in zwei Spritzguss-Verfahrensschritten hergestellt.

In Figur 5 ist die in einer vorzugsweise horizontalen Ebene drehbare Schließseite 13 eines insgesamt mit 10 bezeichneten Spritzgusswerkzeuges für ein Zweikomponentenspritzgussverfahren gezeigt. In das mit A bezeich- nete erste Formnest wird zunächst ein bedrucktes Label 4 eingelegt, das später das rückseitige Label 4 der Chipkarte bildet. Dieses rückseitige Label 4 wird darauf folgend mittels eines Vakuumverfahrens oder elektrostatischer Aufladung in dem Formnest A fixiert. Nach dem Schließen des Werkzeuges ist es nunmehr möglich, in das Formnest A ein elektrisch leitfähiges Material einzuspritzen. Dieses ist im vorliegenden Fall elektrisch leitfähiger thermo- plastischer Kunststoff.

Wie aus der Figur 6 entnehmbar ist, weist die Spritzseite 12 des Spritzguss- werkzeuges 10 hierzu die Negativform 11 der Spule 1 auf. Diese bildet durch Einspritzen des verflüssigten Kunststoffes somit später die Spule 1 der Chip- karte.

Die Darstellung in Figur 7 zeigt im Formnest A ein Zwischenprodukt 2, bestehend aus dem Label 4 und der darauf aufgespritzten Spule 1 zur Weiterverarbeitung und einen bereits fertig gestellten Chipkartenkörper 3 in Formnest B. Dieses Bild ergäbe sich nach Öffnung der Spritzseite 12, wie sie in Figur 6 gezeigt ist und der zugehörigen Schließseite 13, wie sie in Figur 5 dargestelllt ist.

Zur Weiterverarbeitung der in Formnest A befindlichen Spule 1 wird die Schließseite 13 des Spritzgusswerkzeuges 10, wie durch den Pfeil in Figur 7 veranschaulicht, um 180° in einer horizontalen Ebene gedreht, sodass sich die im Formnest A befindliche Spule, wie in Figur 8 erkennbar, auf der gegenüberliegenden Seite des Spritzgusswerkzeuges befindet.

Der in Figur 7 in dem zweiten, mit B bezeichneten Formnest befindliche, bereits fertig gestellte Chipkartenkörper 3, wird entfernt. Hier kann während des nächsten Spritzgusszyklus bereits die nächste Spule 1 mit einem Label 4 verbunden werden.

Zur Einbringung der vorbeschriebenen Spule 1 in den Chipkartenkörper 3 wird in das Formnest B der Spritzseite 12 das vorderseitige Label 5 eingelegt. Nach dem Schließen des Spritzgusswerkzeuges erfolgt eine Hinterspritzung mit Kunststoff in der bereits beschriebenen Weise mittels eines Spritzgussverfahrens.

Das Formnest A der Schließseite 13 und das Formnest B der Spritzseite 12 sind bei geschlossenem Spritzgusswerkzeug einander gegenüberliegend angeordnet und bilden somit einen Raum, dessen Maße der späteren Chip- karte entsprechen.

Dieser Raum ist dabei so ausgebildet, dass der Chipkartenkörper vollständig abgeformt werden kann. Das bedeutet, dass die Modulkavität 7 bereits während des Spritzgussverfahrens zur Herstellung des Chipkartenkörpers mit ausgeformt wird. Ferner werden die Anschlüsse 9, welche später zur Kontaktierung eines Chipmoduls 8 mit der Spule 1 dienen, freiliegend ausgeführt. Damit können anschließende Fräsungen oder andere mechanische Bearbeitungen einer erfindungsgemäßen Chipkarte entfallen.

Die Fertigung wird damit in erheblichem Maße vereinfacht und die Genauigkeit der Kontaktierung verbessert.

Bezugszeichenliste 1. Spule 2. Zwischenprodukt 3. Chipkartenkörper 4. Rückseitiger Label 5. Vorderseitiger Label 6. Zwischenlabel 7. Kavität 8. Chipmodul 9. Erhöhung (Anschlusskontakt) 10. Spritzgusswerkzeug 11. Negativform 12. Spritzseite 13. Schließseite A Formnest B Formnest