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Coil on Module - drahtlose Datenübertragung in Chipkarten

Kontaktlose Chipkarten werden in den kommenden Jahren immer stärker nachgefragt. Besonders Dual Interface Karten, welche kontaktlose mit kontaktbasierter Datenübertragung verbinden, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Dual Interface –Karten nutzt man als elektronische Identifikationskarten (eID), elektronische Führerscheine oder Krankenversichertenkarten. Nach Marktforschungsanalysen wird die Nachfrage hier jährlich um ca. 22% wachsen.

Bankkarte mit coil on module Technologie

Die Coil on Module (CoM) Technologie der Infineon Technologies AG bietet viele Vorteile bezüglich des Aufwands bei der Fertigung, sowie bei der Robustheit der Karten.

Der Unterschied zu herkömmlich hergestellten Karten besteht dabei darin, dass der Kontakt zwischen Chipmodul und der Antenne drahtlos hergestellt wird. Eine mechanisch– elektrische Verbindung entfällt.

Technologie

CoM Chipmodule basieren auf der bei kontaktbehafteten Modulen bewährten Flip-Chip-Technologie, kommunizieren aber über eine hochfrequente induktive Kopplung mit der Kartenantenne. Dazu wird direkt auf dem Chipmodul eine zusätzliche Antenne angebracht.

Eine Dual Interface-CoM-Karte besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

  • Chipmodul inklusive Microcontroller, Antenne und den Kontaktflächen zur kontaktbehafteten Datenübertragung
  • Karteninlay mit Antenne, abgestimmt auf die CoM-Anforderungen
  • Kartenkörper (üblicherweise PVC)

Infineon bietet einen Coil Design Guide an, welcher bei der Festlegung der Parameter für ein optimiertes Layout der Kartenantenne behilflich ist. Die CoM – Technologie unterstützt verschiedene Antennentechnologien (geätzte, drahtgelegte,...), so dass Kunden leicht Dual-Interface-Karten fertigen können, welche mit den CoM-Modulen kompatibel sind.

Coil on module

Vorteile

Die elektrische Kontaktierung zwischen Chipmodul und Antenne bei herkömmlichen Chipkarten kann besonders bei häufigen Biegebeanspruchungen beschädigt werden. Da diese nicht mehr benötigt wird, sind mit CoM-Modulen gefertigte Karten deutlich robuster. Zusätzlich entfällt der aufwendige Prozessschritt der Kontaktierung zwischen Antenne und Chip, welcher durch Mikroschweißtechniken oder spezielle Lötverfahren realisiert wird. Das Chipmodul lässt sich bis zu fünfmal schneller implantieren als bei herkömmlichen Dual-Interface-Herstellungsverfahren. Bestehende Produktionslinien können ohne weitere Investitionen genutzt werden. Dadurch werden die Herstellungskosten deutlich gesenkt und die Durchsatzzahlen erhöht.

CoM – Module sind rund ein Fünftel dünner als herkömmliche Chipmodule. Dies ermöglicht die Anbringung zusätzlicher Sicherheitsfunktionen, in Form spezieller Security Layer.

Das Design der Kartenantennen ist unabhängig vom verwendeten Chip-Modul, so dass verschiedene Chip / Modul Kombinationen mit einem einzigen Antennenlayout verwendet werden können. Dadurch wird die Entwicklung einer Karte weniger komplex, es müssen weniger verschiedene Teile im Lager bereitgehalten werden und die Entwicklung und Markteinführung ist schneller möglich.

Chip und Modul sind besonders gut aufeinander abgestimmt, eine Anpassung des Chips entfällt. Das CoM-Chipmodul und die Kartenantenne können direkt in die Chipkarte integriert werden. Nutz man die Drahtlegetechnik, wobei das Chipmodul zunächst auf der Trägerfolie implantiert und die Antenne danach durch Ultraschalleinwirkung in das Trägermaterial eingebrannt wird, ergeben sich größere Freiheiten bei der Gestaltung der Antenne. Der Kartenentwurf wird einfacher und spezielle Antennenformen, die eine Langzeitstabilität gewährleisten, sind in ihrer Form weniger beschränkt.

Testen von Coil on Modulen – Individuelle Lösung von ruhlamat

Damit die vielen Vorteile der CoM-Chipmodule nutzbar werden, müssen sowohl Kartenhersteller als auch Modulbandhersteller auf ein hochprofessionelles und spezialisiertes Testsystem zurückgreifen können. Ein solches garantiert sowohl bei der Warenausgangskontrolle (Modulbandhersteller) als auch bei der Wareneingangskontrolle (Kartenhersteller) zuverlässige Qualitätsmessungen. Dadurch können beispielsweise fehlerhafte Module direkt aussortiert und aus dem Verkehr gezogen werden.

Eine Prüfmaschine für Chipmodule, die diese Aufgaben sowohl für Coil on Module als auch für Dual Interface Module sowie kontaktlose und kontaktbehaftete Chipmodule übernimmt, ist das PowerTest Chipmodul Testsystem. Dieses besitzt Testköpfe zum gleichzeitigen Testen und Kodieren von 32 CoM Chipmodulen in paralleler Verarbeitung. Vorhandene Softwarelösungen ermöglichen neben den Basis- und Parametertests außerdem die Initialisierung und Personalisierung der Module. Darüber hinaus kann optional eine automatische Trennstation integriert werden. Insgesamt ermöglicht die PowerTest einen Durchsatz von bis zu 77.000 Chipmodulen pro Stunde, überzeugt als Hochleistungssystem aber trotzdem mit einer einfachen Bedienung.