DE60213619T2

DE60213619T2 - Kontaktlose oder kombinierte kontaktlose/kontaktbehaftete chipkarte mit verstärkter montage des chipmoduls

Info

Publication number: DE60213619T2
Application number: DE60213619T
Authority: DE
Inventors: Christophe Halope
Original assignee: ASK SA
Current assignee: ASK SA
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2022-09-14
Also published as: KR100927881B1; PL200142B1; JP2005503620A; TWI222601B; CN1273925C; US20030052177A1; AU2002339052B2; EP1425714A1; EP1425714B1; PL361780A1; MXPA03004197A; BRPI0205985B1; IL155882A0; NO20032102L; NZ525890A; CA2429435A1; NO334926B1; KR20040032087A; FR2829857B1; CN1476587A

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft kontaktbehaftete/kontaktlose Hybrid-Chipkarten und insbesondere eine Chipkarte dieses Typs mit verstärktem Halt des elektronischen Moduls.
Stand der Technik
Die kontaktlose Chipkarte ist ein System, das in verschiedenen Bereichen immer häufiger verwendet wird. So wurde im Transportbereich die kontaktlose Chipkarte als Zugangsmittel entwickelt. Dies ist auch bei der elektronischen Geldbörse der Fall. Zahlreiche Firmen haben auch Systeme zur Identifizierung ihres Personals entwickelt, bei denen kontaktlose Chipkarten verwendet werden.
Der Informationsaustausch zwischen einer kontaktlosen Karte und dem zugeordneten Leser findet durch elektromagnetische Fernkopplung zwischen einer in der Karte untergebrachten Antenne und einer im Leser angeordneten Antenne statt. Zur Erzeugung, Speicherung und Verarbeitung der Informationen wird ein Chip im Inneren der Karte auf einem Träger angeordnet, auf dem er mit der im Siebdruck hergestellten Antenne verbunden ist.
Es gibt auch kontaktbehaftete/kontaktlose Hybrid-Chipkarten, die wie herkömmliche Chipkarten oder wie kontaktlose Chipkarten arbeiten können. Diese Karten umfassen ein elektronisches Modul, das aus einem Chip und einer doppelseitigen Schaltung besteht, von der die Kontaktbereiche ei ner der Seiten mit der Oberfläche einer der Seiten des Körpers der Karte bündig sind.
Es gibt eine gewisse Anzahl von Verfahren, die die Herstellung von kontaktlosen oder hybriden Chipkarten gestatten. Ein erster Kartentyp ist eine einstückige Karte, in die der Antennenkörper aus Kunststoff zwischen zwei Schichten aus Kunststoff (PVC, PET, PC, Rcrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)...) eingesetzt ist, die den oberen und den unteren Kartenkörper bilden und durch Heißlaminieren unter Druck warmgeschweißt sind. Das Modul ist mit der Antenne durch einen leitenden Klebstoff oder dergleichen verbunden, der die Herstellung des Ohmschen Kontakts gestattet.
Diese Art von Karte besitzt eine große Gesamtsteifheit. Wenn also die Karte mechanischen Biege- und/oder Torsionsbeanspruchungen ausgesetzt ist, werden die Belastungen sofort auf den Chip und insbesondere auf die Klebstoffpunkte übertragen, die die Verbindung Chip/Antenne oder Modul/Antenne gewährleisten. Diese absichtlich oder unabsichtlich angelegten Spannungen können den Bruch der Verbindungen bewirken und damit den Ausfall der Karte, ohne dass dies auf ihr eine Spur hinterlässt.
Dieses Merkmal stellt sich als großer Nachteil der kontaktlosen oder hybriden Karten heraus. Es ist nämlich für einen böswilligen Benutzer relativ einfach, die Karte durch starkes wiederholtes Biegen so sauber wie nur möglich zu zerstören. Wenn es sich um eine Karte handelt, die mit einer Gutschrift verkauft wurde (Telefonkarten, Fahrkarten, Zahlkarten für Autobahnmaut) und wenn diese Gutschrift abgelaufen oder fast abgelaufen ist, gestattet ihm das, die Karte bei der Ausgabestelle ersetzen oder erstatten zu lassen, ohne dass man die Betrugsabsicht nachträglich nachweisen kann.
Um diesen großen Nachteil zu beseitigen, kam man auf den Gedanken, die Antenne auf einem Träger aus Papierfasermaterial zu drucken, der zwischen den beiden Kartenkörpern angeordnet ist, die mindestens aus einer Kunststoffschicht bestehen. Diese Art von Verfahren wird in den Schriften US 2001/006194, US 2001/012682 und US 2001/002035 der Anmelderin ausführlich beschrieben. Ein Schritt der Heißlaminierung unter Druck gestattet es, die einzelnen Schichten miteinander zu verschweißen, wobei das verflüssigte PVC eines der Kartenkörper die Druckfarbe der Antenne einschließt. Ein Verfahren zur Herstellung von Chipkarten unter Verwendung der Laminierung ist auch in der Schrift US 4,450,024 beschrieben.
Der Papierträger hat den Vorteil, der Karte die Fähigkeit zu verleihen, wenn sie einer Biegung ausgesetzt wird, sich an der Stelle, an der die durch das Biegen erzeugten Spannungen auftreten, abzulösen. Diese Erscheinung wird durch das Vorhandensein von Schweißungen in den Ecken der Karte erkennbar, die die mechanischen Spannungen ins Innere der Karte übertragen, wie es in der Schrift US 2001/006194 definiert wird. Die Ablösung des Papiers gestattet es auf diese Weise, einen absichtlichen Zerstörungsakt nachträglich nachzuweisen, da das Biegen auf der Karte eine Spur hinterlässt.
Diese Art von Karte besitzt jedoch den Nachteil, nur einen schwachen Halt des elektronischen Moduls zu bieten. Der Antennenträger aus Papier bietet zwar den Vorteil, die Verbiegungen der Karte zu "speichern", er verleiht jedoch der Karte einen Mangel an innerer Kohäsion, was nach zahlrei chen Biegungen das Ablösen des Papiers unter der oder den Klebstoffverbindungen begünstigt, die das Modul auf der Karte und damit vertikal über dem am wenigsten dicken Teil des Kartenkörpers halten, was infolgedessen zur Unterbrechung der Verbindung des elektronischen Moduls und der Antenne führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Aus diesem Grund ist es Ziel der Erfindung, eine Hybrid-Chipkarte mit einem Antennenträger aus Papierfasermaterial zu schaffen, die einen verstärkten Halt des Moduls bietet, um im Fall von starken Biegungen der Trennung und dem Herausreißen Stand zu halten.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Chipkarte gemäß Anspruch 1. Die Karte weist eine Antenne auf einem Träger aus Papierfasermaterial, zwei Kartenkörper auf jeder Seite des Trägers, die jeweils aus mindestens einer Kunststoffschicht mit einer niedrigen Verflüssigungstemperatur bestehen, und ein elektronisches Modul auf, das einen mit der Antenne verbundenen Chip aufweist, wobei das Modul in einem in einem der Kartenkörper und im Antennenträger ausgebildeten Hohlraum untergebracht ist und die durch den Antennenträger und die beiden Kartenkörper gebildete Anordnung durch Heißlaminieren unter Druck verschweißt ist. Der Träger aus Fasermaterial weist mindestens eine Aussparung auf, die Klebstoffflecken überlagert ist, die das Modul an dem Kartenkörper befestigen, so dass die Kunststoffschichten der Kartenkörper beim Laminieren durch die Aussparung in innigen Kontakt kommen, wobei die auf diese Weise gefüllte Aussparung eine Verschweißung zwischen den Kartenkörpern bildet, die auf diese Weise die Montage bzw. den Halt des Moduls verstärkt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Ziele, Gegenstände und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:
1 eine Darstellung des Antennenhalters einer kontaktbehafteten/kontaktlosen Hybrid-Chipkarte gemäß der Erfindung,
2 einen Querschnitt der in 1 dargestellten Chipkarte in der Achse A-A und
3 eine Seitenansicht der Aussparungen und der Lage des Moduls in dem Antennenträger bei der in 1 dargestellten Karte.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die kontaktbehaftete/kontaktlose Hybrid-Chipkarte besitzt ein elektronisches Modul, das aus einem elektronischen Chip 26 und einer doppelseitigen Schaltung 10 besteht, bei der eine Seite mit einer der Seiten der Karte bündig ist. Die Antenne der Karte, die im Allgemeinen auf einem Träger 12 aus Fasermaterial im Siebdruck gedruckt ist, besitzt eine gewisse Anzahl von Windungen 18 aus leitender Druckfarbe und zwei Verbindungskontakte 11 und 13, die dazu bestimmt sind, mit dem Chip, d.h. also mit dem elektronischen Modul verbunden zu werden. Der Antennenträger besitzt zwei Aussparungen 14 und 16, die vorzugsweise nach dem Drucken der Antenne hergestellt werden. Die Form der Aussparungen sowie ihre Lage werden in der folgenden Beschreibung ausführlich beschrieben.
Gemäß 2, die einen Querschnitt nach der Achse A-A eines Teils der in 1 dargestellten Karte zeigt, besteht die Karte in ihrer Dicke aus mehreren Schichten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antennenträger 12 zwischen einem unteren Kartenkörper, der aus Schichten 22 und 23 besteht, und einem oberen Kartenkörper, der aus Schichten 24 und 25 besteht, eingesetzt. Der untere Kartenkörper und der obere Kartenkörper bestehen aus Kunststoff vom Typ Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyester (PET, PETG) oder Polycarbonat (PC) oder auch Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Kartenkörper aus PVC und sind jeweils aus einer äußeren starren PVC-Schicht 22 oder 24 und einer inneren Schicht aus weichem PVC 23 oder 25 gebildet. Das die weiche PVC-Schicht bildende PVC, das mit der Antenne in Kontakt ist, hat einen Vicatpunkt (Temperatur, ab der das PVC von einem starren Zustand in einen gummiartigen Zustand übergeht), der unter dem Vicatpunkt der die starre PVC-Schicht bildenden Schicht liegt.
Der Zusammenbau der die Karte bildenden Schichten wird in einem Heißlaminierverfahren bei einer spezifischen Temperatur unter Druck vorgenommen. Unter der kombinierten Wirkung der Wärme und des Drucks erweicht sich nur die äußere PVC-Schicht, während die innere PVC-Schicht, die aus einem PVC mit niedrigerem Vicatpunkt besteht, sich verflüssigt. Das auf diese Weise verflüssigte PVC der Schicht 25 schließt nun die Antenne in der Masse ein und tritt durch die zuvor in dem Antennenträger 12 hergestellten Aussparungen 14 und 16 hindurch in innigen Kontakt mit dem verflüssigten PVC der Schicht 23, wodurch zwei Verschweißungen zwischen dem unteren Kartenkörper und dem oberen Kartenkörper durch den innigen Kontakt der beiden inneren Schichten 23 und 25 geschaffen werden.
Nach dem Zusammenbau der einzelnen die Karte bildenden Schichten wird in der Karte im Allgemeinen durch Fräsen ein Hohlraum gebildet, um das elektronische Modul unterzubringen, das aus dem elektronischen Chip 26 und der doppelseitigen Schaltung 10 besteht. Die Form des Hohlraums ist so beschaffen, dass sie einen kleineren zentralen Teil zur Aufnahme des Chips 26 und einen größeren äußeren Teil besitzt, der in einem Teil der Dicke der Schicht 22 des Kartenkörpers gebildet ist, um die doppelseitige Schaltung aufzunehmen.
Das elektronische Modul wird in den Hohlraum eingesetzt und durch Verkleben in dem größten Teil des Hohlraums befestigt. Auf diese Weise verbinden zwei Klebstoffflecken 34 und 36 vom Typ Cyanacrylat die doppelseitige Schaltung des elektronischen Moduls mit der äußeren Schicht 22 des Kartenkörpers und überlagern sich den zuvor in dem Antennenkörper 12 hergestellten Aussparungen 14 und 16. Die Klebstoffflecken 34 und 36 sind also senkrecht über der Stelle positioniert, an der die Dicke des Kartenkörpers 22 am geringsten ist, und befinden sich somit senkrecht über den mit PVC gefüllten Aussparungen 14 und 16, die zwei Verschweißungen zwischen dem unteren und dem oberen Kartenkörper bilden, wodurch der Halt des Moduls auf seinem Träger verstärkt wird.
Die Verbindung des Chips mit den Kontakten 11 und 13 der Antenne wird mit Hilfe einer leitenden Klebstoffschicht gewährleistet, die in der Figur nicht dargestellt ist und die vor der Einführung des elektronischen Moduls in seinen Hohlraum angebracht wird.
Gemäß 3 ist die Lage der Aussparungen 14 und 16 auf dem Antennenträger so gewählt, dass sie zu beiden Seiten der Verbindungskontakte 11 und 13 und vorzugsweise in der Mitte der Seite 30 der doppelseitigen Schaltung 10 gelegen sind, die dazu bestimmt ist, mit der Karte verklebt zu werden, und in der Figur grau dargestellt ist. Die Aussparungen können jedoch bezüglich der in der Figur dargestellten Stellung leicht versetzt werden, wobei sie jedoch der Seite 30 des elektronischen Moduls überlagert bleiben, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. In allen Fällen darf die Breite der Aussparungen nicht zu groß sein. Zu diesem Zweck darf die Ausdehnung der Aussparungen die Ausdehnung der zu verklebenden Seite 30 des Moduls nicht überschreiten, um die vollständige Füllung der Aussparungen mit dem verflüssigten PVC der Schichten 23 und 25 beim Laminieren der Kartenkörper miteinander zu erhalten.
Da das elektronische Modul symmetrisch zu beiden Seiten der Verbindungskontakte 11 und 13 angeordnet ist, sind die Aussparungen 14 und 16 vorzugsweise bezüglich der Verbindungskontakte 11 und 13 symmetrisch und sind vorzugsweise von identischer Form. Um den Halt des Moduls auf der Karte zu verbessern, schmiegt sich der Außenumriss der Aussparungen 14 und 16 außerdem soweit wie möglich an den Außenumriss der Klebstoffflecken 34 und 36 an.
Bei einer Hybridkarte dürfen die Aussparungen kein Eck aufweisen, und zwar aus mehreren Gründen. Einerseits aus einem Grund der Einfachheit der Ausschnitte. Die Ausschnitte von Ecken können nämlich Punkte erzeugen, an denen das zu entfernende Papier an seinem Träger zurückgehalten wird, wäh rend die Ausschnitte abgerundeter Form diese Art von Problem nie stellen. Ferner, wenn der Kartenkörper mit gleichmäßigen Farbtönen bedruckt ist, werden die Ausschnitte beim Laminieren durch eine Annäherung der Druckpunkte über den Aussparungen erkennbar, was eine dunklere Farbe an der Stelle der Aussparungen ergibt. Infolgedessen ist die Ästhetik einer durch das transparente PVC gesehenen abgerundeten Form angenehmer als eine Form mit Ecken.
Obwohl vorzugsweise zwei Aussparungen zu beiden Seiten des Moduls vorgesehen werden, um seinen mechanischen Halt zu verstärken, wie oben beschrieben wurde, ist es auch möglich, über nur eine Aussparung oder über mehr als zwei Aussparungen zu verfügen, ohne dass man dadurch den Rahmen der Erfindung verlässt.

Claims

Chipkarte mit einer Antenne (18) auf einem Träger aus Papierfasermaterial (12), zwei Kartenkörpern auf jeder Seite des Trägers, die jeweils aus mindestens einer Kunststoffschicht mit einer niedrigen Verflüssigungstemperatur bestehen, und einem elektronischen Modul, das einen mit der Antenne verbundenen Chip (26) aufweist, wobei das Modul in einem in einem der Kartenkörper und im Antennenträger (12) ausgebildeten Hohlraum untergebracht ist und die durch den Antennenträger und die beiden Kartenkörper gebildete Anordnung durch Heißlaminieren unter Druck verschweißt ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Fasermaterial eine oder mehrere Aussparungen (14, 16) enthält, die das Modul an dem Chipkörper befestigende Klebstoffflecken (34, 36) überlagern, so dass die Kunststoffmaterialschichten (23, 25) der Kartenkörper beim Laminieren durch die Aussparungen in innigen Kontakt kommen, wodurch die auf diese Weise gefüllten Aussparungen eine Verschweissung zwischen den Kartenkörpern bilden und den Halt des Moduls verstärken.
Chipkarte nach Anspruch 1, bei der der Chip (26) des elektronischen Moduls durch zwei Verbindungskontakte (11, 13) mit der Antenne verbunden ist.
Chipkarte nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich die Aussparungen (14, 16) auf beiden Seiten der Verbindungskontakte (11, 13) der Antenne (18) befinden.
Chipkarte nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Aussparungen (14, 16), identisch ausgebildet und bezüglich der Verbindungskontakte (11, 13) symmetrisch sind.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Aussparungen (14, 16) abgerundete Formen aufweisen.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Aussparungen (14, 16) nach dem Siebdruck der Antenne auf ihren Träger (12) ausgearbeitet worden sind.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die beiden Kartenkörper jeweils aus zwei Schichten (22, 23) und (24, 25) bestehen.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Schichten (23, 25) aus PVC bestehen.
Chipkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Klebstoffflecken (34, 36) aus Cyanacrylat bestehen.