DE102010033996A1

DE102010033996A1 - Portable data carrier with a data-communications device operating via a coil coupling

Info

Publication number: DE102010033996A1
Application number: DE201010033996
Authority: DE
Inventors: Michael Baldischweiler
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient ePayments GmbH
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2012-07-26
Also published as: WO2012019694A1; DE112011102662A5

Abstract

Vorgeschlagen wird ein ressourcenbeschränkter tragbarer Datenträger (1) mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, der geeignet ist eine funkbasierte Datenkommunikation auch dann auszuführen, wenn er in ein Nutzerendgerät eingesetzt ist. Der Datenträger (1) weist hierzu mindestens eine im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende Dämpfungsschicht (20) auf, die über der Antennenspule (2) ausgebildet ist. Die Dämpfungsschicht (20) überdeckt die Antennenspule (2), wobei sie über dem Innenbereich (7) der Antennenspule (2) eine Ausnehmung aufweist. Vorzugsweise sind auf beiden Seiten der Antennenspule (2) Dämpfungsschichten (20, 30) ausgebildet. Die Dämpfungsschichten bestehen insbesondere aus einem Ferritmaterial.What is proposed is a resource-limited portable data carrier (1) with a radio-based data communication device that is suitable for carrying out radio-based data communication even when it is inserted into a user terminal. For this purpose, the data carrier (1) has at least one damping layer (20) which runs essentially perpendicular to the coil axis of the antenna coil (2) and which is formed over the antenna coil (2). The damping layer (20) covers the antenna coil (2), wherein it has a recess above the inner area (7) of the antenna coil (2). Attenuation layers (20, 30) are preferably formed on both sides of the antenna coil (2). The damping layers consist in particular of a ferrite material.

Description

Die Erfindung betrifft tragbare Datenträger mit einer über Spulenkopplung arbeitenden Datenkommunikationseinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung zum Einsetzen in ein Nutzerendgerät bestimmte ressourcenbeschränkte, kartenförmige Datenträger, die eine über elektromagnetische Kopplung arbeitender Datenkommunikation auch dann führen können, wenn sie in einem Nutzerendgerät eingesetzt sind.The invention relates to portable data carriers with a data processing device operating via a coil coupling. In particular, the invention relates to certain resource-limited, card-shaped data carriers for insertion into a user terminal, which can also carry a data communication operating via electromagnetic coupling if they are used in a user terminal.

Tragbare Datenträger im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere kartenförmige Datenträger in Form von Speicherkarten, wie Speicherkarten vom Typ micro Secure Digital (micro SD), Compact Flash, Micro Drive, Memory Stick, Secure Digital Card, Multi Media Card, xD-Picture Card, Smart Media Card.Portable data carriers in the sense of the present invention are in particular card-shaped data carriers in the form of memory cards, such as micro Secure Digital (micro SD), Compact Flash, Micro Drive, Memory Stick, Secure Digital Card, Multi Media Card, xD-Picture Card. Smart Media Card.

Es ist bekannt, tragbare Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinirichtung, beispielsweise mit einer RFID (Radio Frequency Identification)-Transpondereinheit, auszustatten, die zur Datenübertragung eine elektromagnetisch koppelnde Spule umfassen.It is known to provide portable data carriers with a radio-based Datenkommunikationseinirichtung, for example with a RFID (Radio Frequency Identification) transponder unit, which include an electromagnetic coupling coil for data transmission.

Für bestimmte Anwendungen ist die Reichweite gewöhnlicher RFID-Transpondereinheiten allerdings zu gering. Es ist jedoch bekannt, die Reichweite derartiger tragbarer Datenträger zur Kommunikation mit zugehörigen Lesegeräten durch Verwendung aktiver Verfahren zur Datenübertragung zu erhöhen. Hierfür schlagen die WO 2006/000446 A1 und die EP 1801 741 A2 die Verwendung von RFID-Transpondereinheiten vor, die mit aktiver Lastmodulation arbeiten.For certain applications, however, the range of ordinary RFID transponder units is too low. However, it is known to increase the range of such portable data carriers for communicating with associated readers by using active data transmission techniques. For this beat the WO 2006/000446 A1 and the EP 1801 741 A2 the use of RFID transponder units operating with active load modulation.

Problematisch ist die Verwendung solcher Datenträger, wenn die Antennenspule der funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung an einer Metallfläche angeordnet wird. Eine derartige Konstellation ergibt sich z. B., wenn eine Karte im MicroSD-Format in einer Lesevorrichtung eines Handys plaziert wird und die Lesevorrichtung unmittelbar unter der Batterie des Handys angeordnet ist. In einem solchen Fall werden durch die Antennenspule erzeugte oszillierende elektromagnetische Felder und ebenso einfallende oszillierende elektromagnetische Felder durch in der elektrisch leitenden Metallfläche entstehende Wirbelströme abgeschwächt.The use of such data carriers is problematic if the antenna coil of the radio-based data communication device is arranged on a metal surface. Such a constellation arises z. Example, when a card is placed in MicroSD format in a reading device of a mobile phone and the reading device is located immediately under the battery of the mobile phone. In such a case, oscillating electromagnetic fields generated by the antenna coil and also incident oscillating electromagnetic fields are attenuated by eddy currents generated in the electrically conductive metal surface.

Um dem entgegenzuwirken schlagen K. Finkenzeller, RFID-Handbuch, 5. Auflage, Kap. 4.1.12.3 und 4.1.12.4, die WO 03/067512 A1 , die WO 2009/050662 A1 und die US 6,371,380 B1 vor, zwischen einer auf einer Metallfläche aufzubringenden Antennenspule und der Metallfläche eine Ferritschicht anzubringen, die den zuvor geschilderten Effekt der Abschwächung des elektromagnetischen Felds durch die Metallfläche unterbindet. Gemäß K. Finkenzeller, RFID-Handbuch, 5. Auflage, Kap. 4.1.12.1 sind die wesentlichen Charakteristiken von Ferriten, dass sie einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen, der je nach Werkstoff 1 bis 10⁶ Ωm beträgt, gegenüber 10^–5 bis 10^–4 Ωm bei Metallen. Infolgedessen sind Wirbelstromverluste klein. Gleichzeitig besitzen Ferrite eine hohe relative Permeabilität, die gemäß der zuvor genannten Schrift bis in eine Größenordnung von μ_r = 2000 reichen kann. Am Markt verfügbare Ferritfolien weisen im Frequenzbereich um 13,56 MHz typischerweise eine relative Permeabilität μ_r von 5 bis 200 auf.To counteract this suggest K. Finkenzeller, RFID Handbook, 5th edition, chap. 4.1.12.3 and 4.1.12.4, the WO 03/067512 A1 , the WO 2009/050662 A1 and the US 6,371,380 B1 to apply a ferrite layer between an antenna coil to be applied to a metal surface and the metal surface, which prevents the previously described effect of weakening the electromagnetic field by the metal surface. According to K. Finkenzeller, RFID Handbook, 5th edition, chap. 4.1.12.1 the essential characteristics of ferrites are that they have a high electrical resistivity of 1 to 10 ⁶ Ωm depending on the material, compared to 10 ^-5 to 10 ^-4 Ωm for metals. As a result, eddy current losses are small. At the same time, ferrites have a high relative permeability, which according to the aforementioned document can range up to an order of magnitude of μ _r = 2000. Commercially available ferrite films in the frequency range around 13.56 MHz typically have a relative permeability μ _r of 5 to 200.

Die relative Permeabilität μ_r ist eine Materialkonstante, die charakterisiert, wie sich die magnetische Flussdichte B im Raumbereich des Materials ändert, wenn man das Material in ein Magnetfeld der magnetischen Feldstärke H einbringt. Falls μ_r etwas größer als 1 ist (d. h. das Material verstärkt das Magnetfeld in seinem Inneren), spricht man von Paramagnetismus. Bei ferromagnetischen Materialien ist μ_r sehr viel größer als 1 und hängt vom Verlauf der magnetischen Feldstärke H ab (Hysteresekurve). Im Einzelnen verknüpft die Permeabilität μ die magnetische Flussdichte B mit der magnetischen Feldstärke H, es gilt B = μ × H. Die Permeabilität μ ergibt sich wiederum aus der magnetischen Feldkonstante μ₀ (Permeabilität des Vakuums) multipliziert mit der relativen Permeabilität μ_r:μ = μ₀ × μ_r.The relative permeability μ _r is a material constant which characterizes how the magnetic flux density B changes in the spatial region of the material when the material is introduced into a magnetic field of magnetic field H. If μ _r is slightly larger than 1 (ie, the material intensifies the magnetic field in its interior), this is called paramagnetism. For ferromagnetic materials μ _r is much larger than 1 and depends on the course of the magnetic field strength H (hysteresis curve). In detail, the permeability μ combines the magnetic flux density B with the magnetic field strength H, B = μ × H. The permeability μ is again given by the magnetic field constant μ ₀ (permeability of the vacuum) multiplied by the relative permeability μ _r : μ = μ ₀ × μ _r .

Auch beim Einsatz von kartenförmigen tragbaren Datenträgern in elektronischen Geräten, vor allem in Nutzerendgeräten zur Mobilkommunikation wie Handys, Smartbooks, Netbooks oder Notebooks kann es zu Feldschwächungen wie vorstehend beschrieben kommen. Das gilt auch, wenn bereits aktive Verfahren mittels Lastmodulation verwendet werden, weil häufig Geräte mit Metallgehäuse eingesetzt oder die Datenträger innerhalb eines Gerätes in unmittelbarere Nachbarschaft zu metallischen Komponenten, etwa einer Baseband-Einheit oder einem Batteriefach, plaziert werden, die das durch die Antennenspule erzeugte oszillierende elektromagnetische Feld und einfallende oszillierende elektromagnetische Felder abschwächen.Field weakening as described above can also occur when card-type portable data carriers are used in electronic devices, in particular in user terminals for mobile communication such as mobile phones, smartbooks, netbooks or notebooks. This is true even if active methods are used by means of load modulation because metal housing devices are often used or the data carriers within a device are placed in close proximity to metallic components such as a baseband unit or a battery compartment that generates the signal generated by the antenna coil attenuate oscillating electromagnetic field and incident oscillating electromagnetic fields.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen ressourcenbeschränkten, tragbaren Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung mit Antennenspule bereitzustellen, der auch dann stabil und über eine hinreichende Reichweite mit einem Lesegerät kommunizieren kann, wenn das Nutzerendgerät, in dem der Datenträger plaziert wurde, ein elektromagnetische Felder beeinträchtigendes Gehäuse aufweist. oder der Datenträger nahe einer beeinträchtigenden Komponente in dem Gerät angeordnet ist.Object of the present invention is to provide a resource-limited, portable data carrier with a radio-based data communication device with antenna coil that can communicate stably and over a sufficient range with a reader when the user terminal in which the disk has been placed, a electromagnetic fields impairing Housing has. or the volume is located near an interfering component in the device.

Diese Aufgabe wird durch einen Datenträger mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. This object is achieved by a data carrier having the features of the main claim. In dependent claims advantageous embodiments and developments of the invention are given.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß eine Erhöhung der Übertragungsreichweite nicht nur vor allem durch Maßnahmen zur Formung und Bündelung des elektromagnetischen Feldes in Richtung auf den gegebenen Austrittsbereich an dem Nutzerendgerät erreicht werden kann, sondern auch durch Maßnahmen, die auf Richtungsformung verzichten und stattdessen ungerichtet lediglich eine geringere Dämpfung des elektromagnetischen Feldes bewirken.The invention is based on the surprising finding that an increase in the transmission range can be achieved not only by measures for shaping and bundling of the electromagnetic field in the direction of the given exit area at the user terminal, but also by measures that dispense with directional shaping and instead undirected effect only a lower attenuation of the electromagnetic field.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einem tragbaren Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule umfasst, eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule liegende Dämpfungsschicht vorgesehen, die der Form der Antennenspule folgt und diese überdeckt, wobei sie über dem von der Antennenspule umschlossenen Innenbereich eine Ausnehmung aufweist. Die Dämpfungsschicht ist dabei über oder unter der Antennenspule angeordnet und besteht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm.According to a first aspect of the present invention is provided in a portable data carrier with a radio-based data communication device comprising an antenna coil, a perpendicular or at least substantially perpendicular to the coil axis of the antenna coil damping layer which follows the shape of the antenna coil and this covers, over the inner region enclosed by the antenna coil has a recess. The damping layer is arranged above or below the antenna coil and consists of a material having a relative permeability μ _r of at least 5 and a resistivity of at least 10 ^-1 Ωm.

Durch die an die Antennespule angepaßte Formgebung der Dämpfungsschicht ließ sich die Sendeleistung eines in ein Nutzerendgerät eingesteckten Datenträgers um 4 db/μV erhöhen, zugleich verbesserte sich die Güte der Antenne, was sich einem verbesserten Verlauf der Resonanzkurve ausdrückt.By adapted to the antenna coil shape of the damping layer, the transmission power of an inserted into a user terminal data carrier by 4 db / μV increase, at the same time improved the quality of the antenna, which expresses an improved course of the resonance curve.

Vorzugsweise ist beabstandet von der genannten Dämpfungsschicht und auf einer dieser gegenüberliegenden Seite der Antennenspule eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende zweite Dämpfungsschicht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet. Durch die zweite Dämpfungsschicht wird der Effekt der Dämpfungsverringerung weiter erhöht und die Reichweite entsprechend verbessert.Preferably, a second damping layer extending perpendicularly or at least substantially perpendicular to the coil axis of the antenna coil from a material having a relative permeability μ _r of at least 5 and a resistivity of at least 10 is spaced from said damping layer and on an opposite side of the antenna coil ^{. 1} Ωm arranged. The second damping layer further increases the effect of attenuation reduction and correspondingly improves the range.

Besonders bevorzugt ist auch die zweite Schicht in mindestens zwei Segmente unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind.Particularly preferably, the second layer is subdivided into at least two segments, which are each separated from one another by a dielectric gap.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist mindestens eine der Dämpfungsschichten eine Unterbrechung auf, vorzugsweise ist die Schicht dabei in mindestens zwei Segmente unterteilt. Durch die Segmentierung wird die dämpfungsvermindernde Wirkung weiter erhöht, wobei angenommen wird, daß die Wirkung eintritt, weil in die Dämpfungsschicht induzierte Sekundärwirbelströme sich durch die Unterbrechung schlechter ausbilden können.In a preferred embodiment, at least one of the damping layers has an interruption, preferably the layer is divided into at least two segments. The segmentation further increases the attenuation reducing effect, assuming that the effect occurs because secondary eddy currents induced in the attenuation layer can be made worse by the interruption.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Antennenspule und Dämpfungsschichten auf einem Inlett ausgebildet, das zur Ausbildung eines fertigen Datenträgers in eine Außenform eingebettet wird. Vorteilhaft liegen in dieser Ausführung die Dämpfungsschichten innerhalb des Datenträgers, so daß sie gegen Beschädigung geschützt sind, wodurch die Handhabung der Datenträger erleichtert wird. Zudem können die Außenflächen des Datenträgers anderweitig genutzt werden, zum Beispiel zum Auftrag von Sichtinformation. Die Innenliegende Anordnung der Dämpfungsschichten erlaubt auch eine effiziente Herstellung der Datenträger, indem Bauelemente und elektronische Komponenten in dem von den Dämpfungsschichten umgebenen Innenraum angeordnet werden können.In a preferred embodiment of the invention, antenna coil and damping layers are formed on an inlay, which is embedded in an outer mold to form a finished data carrier. Advantageously, in this embodiment, the damping layers within the data carrier, so that they are protected against damage, whereby the handling of the data carrier is facilitated. In addition, the outer surfaces of the data carrier can be used elsewhere, for example, for the application of visual information. The internal arrangement of the damping layers also allows an efficient production of the data carriers, in that components and electronic components can be arranged in the interior space surrounded by the damping layers.

Durch die hochpermeable Schicht wird die Antenne von hinter der Schicht liegenden Metallflächen derart abgeschirmt, dass ein von der Antennenspule erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld und ein von einem Lesegerät erzeugtes, am Ort der Antennenspule einfallendes Wechselfeld durch in der Metallfläche erzeugte Wirbelströme nur geringfügig abgeschwächt werden Dabei werden durch die hochpermeable Schicht die magnetischen Feldlinien der zuvor genannten Wechselfelder innerhalb der Schicht entlang der Ebene der Schicht geführt.Due to the highly permeable layer, the antenna is shielded by metal surfaces lying behind the layer in such a way that an alternating electromagnetic field generated by the antenna coil and an alternating field generated by a reading device and incident at the location of the antenna coil are only slightly attenuated by eddy currents generated in the metal surface the highly permeable layer guides the magnetic field lines of the aforementioned alternating fields within the layer along the plane of the layer.

Auf Grund der Segmentierung dieser Schicht durch den dielektrischen Spalt oder vorzugsweise mehrere Spalte werden magnetische Feldlinien innerhalb der Schicht in Längsrichtung des Spalts gelenkt. Dadurch können die magnetischen Feldlinien zu einer oder zu zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des portablen Datenträgers gelenkt werden.Due to the segmentation of this layer by the dielectric gap or, preferably, a plurality of gaps, magnetic field lines within the layer are directed in the longitudinal direction of the gap. Thereby, the magnetic field lines can be directed to one or two opposite side surfaces of the portable data carrier.

Bevorzugt besitzt das Material der Dämpfungsschichten nur geringfügig durch induzierte Wirbelströme schwächt, besitzt es in allen erfindungsgemäßen Aspekten eine möglichst hohe relative Permeabilität μ_r und gleichzeitig eine möglichst geringe elektrische Leitfähigkeit, d. h. einen möglichst hohen spezifischen elektrischen Widerstand. Auf diese Weise trägt es nur geringfügig durch induzierte Wirbelströme zur Dämpfung der um die Antennespule ausgebildeten elektromagnetischen Felder bei.Preferably, the material of the damping layers has only slightly weakened by induced eddy currents, it has in all aspects of the invention as high a relative permeability μ _r and at the same time the lowest possible electrical conductivity, ie the highest possible specific electrical resistance. In this way, it contributes only slightly by induced eddy currents for damping the electromagnetic fields formed around the antenna coil.

Bevorzugt hat die relative Permeabilität μ_r (der ersten Schicht oder der zweiten Schicht oder des Körpers) einen Wert von mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 140, 160, 180 oder 200. Ebenso bevorzugt hat der spezifische elektrische Widerstand einen Wert von mindestens 1, 10, 10², 10³, 10⁴, 10⁵ oder gar 10⁶ Ωm. Außerdem ist der Imaginärteil der komplexen Permeabilität μ_r'', der die Größe der Ummagnetisierungsverluste im Material kennzeichnet, möglichst klein, das heißt, die Ummagnetisierungsverluste sind möglichst klein zu halten. Die zuvor genannten Werte beziehen sich dabei auf den Frequenzbereich des zur Datenübertragung verwendeten elektromagnetischen Wechselfeldes. Dieser liegt vorzugsweise bei 13,56 MHz.Preferably, the relative permeability μ _r (the first layer or the second layer or of the body) has a value of at least 100, particularly preferably at least 140, 160, 180 or 200. Likewise, preferably the specific electrical resistance has a value of at least 1, 10, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ or even 10 ⁶ .OMEGA.m. In addition, the imaginary part of the complex permeability μ _r '', which characterizes the size of the magnetic reversal losses in the material, is as small as possible, that is to say the magnetization losses must be kept as small as possible. The aforementioned values relate to the frequency range of the electromagnetic alternating field used for data transmission. This is preferably 13.56 MHz.

Bei dem Material der ersten und der zweiten Schicht sowie dem Material des Körpers kann es sich insbesondere um ein Ferritmaterial handeln.The material of the first and the second layer and the material of the body may in particular be a ferrite material.

Bei dem tragbaren Datenträger gemäß allen Aspekten der Erfindung handelt es sich bei der funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung vorzugsweise um eine RFID-Transpondereinheit, besonders bevorzugt um eine RFID-Transpondereinheit, die mit aktiver Lastmodulation arbeitet, oder auch um eine sonstige funkbasierte Datenkommunikationseinrichtung, die ein aktives Verfahren zum Senden von Daten verwendet.In the portable data carrier according to all aspects of the invention, the radio-based data communication device is preferably an RFID transponder unit, more preferably an RFID transponder unit which operates with active load modulation, or also another radio-based data communication device which is an active method for Sending data used.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sowie weiterer Ausführungsalternativen im Zusammenhang mit den Zeichnungen, die schematisch zeigenFurther features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the embodiments according to the invention and other alternative embodiments in conjunction with the drawings, which show schematically

1: einen tragbaren Datenträger in Schrägaufsicht, 1 : a portable data carrier in oblique surveillance,

2: ein mehrschichtiges Inlett eines tragbaren Datenträgers in einer Schrägaufsicht, 2 : a multilayered inlay of a portable data carrier in oblique surveillance,

3: eine Leiterbahnträgerschicht eines Inletts mit Antennespule, 3 a conductor track carrier layer of an antenna coil antenna,

4: eine Aufsicht auf einen tragbaren Datenträger zur Veranschaulichung der relativen Lagen einer Dämpfungsschicht und der Antennenspule. 4 : A top view of a portable data carrier to illustrate the relative positions of a damping layer and the antenna coil.

In den Figuren sind schematisch tragbare Datenträger 1 dargestellt, die eine kontaktlos arbeitende Datenkommunikationseinrichtung aufweisen. Im folgenden wird für den tragbaren Datenträger 1 stets eine flächige Gestalt in Kartenform zugrundegelegt. Die nachfolgend beschriebenen Lösungen sind aber prinzipiell auch auf tragbare Datenträger 1 mit anderen Gehäuseformen übertragbar.In the figures are schematically portable data carriers 1 shown having a non-contact data communication device. The following is for the portable disk 1 always based on a flat shape in map form. The solutions described below are in principle also on portable data carriers 1 transferable with other housing types.

Bei der Datenkommunikationseinrichtung der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele handelt es sich besonders bevorzugt um eine RFID-Transpondereinheit, die mit aktiver Lastmodulation arbeitet, oder auch um eine sonstige funkbasierte Datenkommunikationseinrichtung, die ein aktives Verfahren zum Senden von Daten verwendet.The data communication device of the embodiments described above is particularly preferably an RFID transponder unit which operates with active load modulation, or else another radio-based data communication device which uses an active method for transmitting data.

1 zeigt vereinfacht einen tragbaren Datenträger 1, in dem die Erfindung verwirklicht sein kann. Bei dem tragbaren Datenträger 1 kann es sich zum Beispiel um eine Speicherkarte vom Typ micro SD (micro Secure Digital) handeln. Die Erfindung ist aber nicht auf micro SD Karten beschränkt. Vielmehr kann es sich bei den tragbaren Datenträgern 1 auch um beliebige sonstige kartenförmige Datenträger handeln, insbesondere um Datenträger von einem der in der Beschreibungseinleitung aufgelisteten Typen. 1 simply shows a portable disk 1 in which the invention can be realized. At the portable data carrier 1 For example, it may be a micro SD card. The invention is not limited to micro SD cards. Rather, it can be with the portable data carriers 1 also act to any other card-shaped disk, in particular to disk of one of the types listed in the introduction.

Der im folgenden einfach als Datenträger bezeichnete tragbare Datenträger 1 ist vom ressourcenbeschränkten Typ. D. h. er besitzt keine oder nur eine unvollständige Mensch-Maschine-Schnittstelle, die üblicherweise Aus- und Eingabemitteln, etwa in Form einer optischen Anzeige und/oder einer Tastatur umfaßt, sowie keine vollwertige eigene Energieversorgung, die über eine nicht nur kurze Zeit einen autarken Betrieb des Datenträgers 1 ermöglichen würde, und gestattet aufgrund seiner beschränkten Geometrie nur den Einbau von vergleichsweise leistungsbeschränkten Microcontrollern.The portable data carrier referred to below simply as a data carrier 1 is of the resource limited type. Ie. he has no or only an incomplete man-machine interface, which usually includes output and input means, such as in the form of an optical display and / or a keyboard, as well as no full-fledged own power supply, which not only a short time, a self-sufficient operation of disk 1 would permit, and allowed due to its limited geometry only the installation of comparatively power limited microcontrollers.

Typischerweise besitzt der Datenträger 1 einen mehrlagigen Aufbau, der ein Inlett und eine Außenform umfaßt. Das anhand 2 näher erläuterte Inlett basiert auf einer mehrschichtigen Leiterplatte 10, auf der Bauelemente und Komponenten des Datenträgers 1, wie Speicherchips, Microcontroller, Steuereinrichtungen, Quarze, Widerstände, Mittel der Datenkommunikationseinrichtung u.s.w. plaziert und elektrisch miteinander verbunden sind. Die mehrschichtige Leiterplatte 10 mit Bauelementen und elektronischen Komponenten ist in eine Außenform eingebettet, die z. B. durch eine polymere Vergußmasse oder durch ein bereitgestelltes Gehäuse gebildet ist. Die Vergußmasse kann die Leiterplatte 10 mit Bauelementen und elektronischen Komponenten dabei allseitig umschließen; ebenso kann Vergußmasse auch nur auf den Hauptflächen eines Datenträgers 1 aufgebracht sein, so daß die Seiten der Leiterplatte 10 zugleich die Seiten des Datenträgers 1 bilden, oder es kann nur die Bauelementeseite mit Vergußmasse bedeckt sein. Alternativ zur Einbettung in eine Vergußmasse ist ferner ohne weiteres die Einbettung der Leiterplatte 10 mit Bauelementen und elektronischen Komponenten in ein vorgefertigtes Gehäuse möglich.Typically, the disk has 1 a multilayer construction comprising an inlay and an outer mold. The basis 2 Inlett explained in more detail is based on a multilayer printed circuit board 10 , on the components and components of the disk 1 , how memory chips, microcontrollers, control devices, quartzes, resistors, means of the data communication device etc. are placed and electrically connected to each other. The multilayer printed circuit board 10 with components and electronic components is embedded in an outer shape, the z. B. is formed by a polymeric potting compound or by a housing provided. The potting compound can the circuit board 10 enclose with components and electronic components on all sides; Similarly, potting compound can only on the main surfaces of a data carrier 1 be applied so that the sides of the circuit board 10 at the same time the pages of the disk 1 form, or it may be covered with potting compound only the component side. As an alternative to embedding in a sealing compound, the embedding of the printed circuit board is also readily possible 10 with components and electronic components in a prefabricated housing possible.

Die Datenkommunikationseinrichtung umfaßt zwei Schnittstellen, eine erste kontaktlos über elektromagnetische Kopplung arbeitende, deren physikalische Datenaustauschkomponente eine Spule 2 in Gestalt einer Antennenspule ist, und eine zweite kontaktbehaftet arbeitende, deren physikalische Datenaustauschkomponente Kontaktanschlüsse 3 sind. Die im folgenden der besseren Klarheit in Bezug auf ihre Funktion zur Kommunikation über die Luftschnittstelle durchweg als Antennespule bezeichnete Spule 2 ist innerhalb des Datenträgers 1 ausgebildet, die Kontaktanschlüsse liegen, wie in 1 angedeutet, an einer Außenseite. Der Datenträger 1 kann weitere Schnittstellen, z. B. eine optische Schnittstelle, aufweisen. Stellvertretend für die Datenkommunikationseinrichtung ist in den 2 bis 4 jeweils nur eine Antennenspule 2 dargestellt; Kontaktanschlüsse 3 sind zu Illustrationszwecken nur in 1 angedeutet.The data communication device comprises two interfaces, a first non-contact via electromagnetic coupling whose physical data exchange component is a coil 2 in the form of an antenna coil, and a second contact persons whose physical data exchange component has contact connections 3 are. The coil hereinafter referred to as the antenna coil for better clarity with respect to its function for communication over the air interface 2 is inside the volume 1 formed, the contact terminals are as in 1 indicated on an outside. The disk 1 can other interfaces, such. As an optical interface, have. Representing the data communication device is in the 2 to 4 only one antenna coil at a time 2 shown; contact terminals 3 are for illustration purposes only in 1 indicated.

2 veranschaulicht in einer schematisierten, perspektivischen Schrägaufsicht den Aufbau eines auf einer mehrschichtigen Leiterplatte 10 basierendden Inletts, das den Kern eines Datenträgers 1 bildet. Auf einer zentralen Trägerschicht 11 – unter einer Schicht wird dabei, im Unterschied zu einem Körper mit in alle drei Raumrichtungen signifikanten räumlichen Ausdehnungen, ein in erster Näherung zweidimensionales Gebilde verstanden, dessen Fläche wesentlich größer ist als seine Dicke – ist, wie in einem nicht maßstabs- und lagerichtigen Querschnitt angedeutet, die Antennenspule 2 ausgebildet. Auf einer darüberliegenden Leiterbahnträgerschicht 12 ist ein Leiterbahn-Layout 13 zur Verbindung von Bauelementen 4 oder Komponenten des Datenträgers 1 ausgebildet; die Leiterbahnträgerschicht 12 dient zudem als Träger für Bauelemente 4, 5 und elektronische Komponenten des Datenträgers 1. Über die Leiterbahnträgerschicht 12 ist eine, im folgenden entsprechend der Darstellung in 2, als obere Dämpfungsschicht bezeichnete erste Dämpfungsschicht 20 aufgebracht. Unterhalb, bezogen auf die Darstellung in 2, der zentralen Tragschicht 11 ist eine weitere Leiterbahnschicht 14 angeordnet, die ein weiteres Leiterbahn-Layout 15 tragt, das über Durchkontaktierungen mit dem oberen Leiterbahn-Layout 13 verbunden ist. Über die Leiterbahn-Layouts 13, 15 und die Durchkontaktierungen 15 werden insbesondere Leiterbahnkreuzungen erzeugt. 2 illustrates in a schematic, perspective oblique view the structure of one on a multilayer printed circuit board 10 based inlets, which is the core of a volume 1 forms. On a central carrier layer 11 - Under a layer is, in contrast to a body with significant in all three spatial directions spatial dimensions, understood in a first approximation, two-dimensional structure whose surface is substantially greater than its thickness - is, as indicated in a non-scale and correct cross-section , the antenna coil 2 educated. On an overlying conductor track carrier layer 12 is a track layout 13 for connecting components 4 or components of the volume 1 educated; the conductor track layer 12 also serves as a carrier for components 4 . 5 and electronic components of the data carrier 1 , Over the conductor track layer 12 is one, in the following as shown in 2 , referred to as upper damping layer first damping layer 20 applied. Below, based on the illustration in 2 , the central base layer 11 is another interconnect layer 14 arranged, which is another trace layout 15 carries that over vias to the top trace layout 13 connected is. About the track layouts 13 . 15 and the vias 15 in particular conductor crossings are generated.

Alternativ zu der in 2 angedeuteten innenliegenden Aufbringung auf die Leiterbahnträgerschicht 12 kann die obere Dämpfungsschicht 20 auch auf eine Außenoberfläche der Außenform eines fertigen Datenträgers 1 aufgebracht sein.Alternatively to the in 2 indicated internal application to the conductor carrier layer 12 can the upper damping layer 20 also on an outer surface of the outer shape of a finished data carrier 1 be upset.

Die zentrale Trägerschicht 11 mit der Antennenspule 2 ist in 3 separat gezeigt. Die Antennenspule 2 besitzt in einem Datenträger 1 von der Größe einer SIM-Karte typischerweise 2 bis 20 Windungen, die nebeneinander angeordnet und zur Erzielung eines möglichst großen Umfangs im wesentlichen entlang den Außenkanten der zentralen Trägerschicht 11 geführt sind, so daß die Verlegebahn der Antennenspule 2 einen Innenbereich 7 in Form eines leicht abgerundetes Rechteck umschließt und einen Rechteckring bildet. Ein Bereich 9 der Trägerschicht 11 bleibt im Beispiel von der Antennenspule 2 unbedeckt. Andere Verlegebahngeometrien, wie z. B. runde, ellipsoide, um eine Ringlinie mäandernde oder sternförmige sind aber ohne weiteres möglich; im folgenden wird zum Zwecke der Beschreibung aber stets eine Rechteckringgeometrie zugrundgelegt. Die Antennenspule 2 kann in Drahtverlegetechnik ausgeführt, geätzt oder gedruckt sein. Wenn die Raum verhältnisse in dem Datenträger 1 das zulassen, kann die Antennenspule 2 auch in mehren Lagen ausgeführt sein, wobei dann entsprechend mehrere zentrale Trägerschichten 11 vorzusehen sind.The central carrier layer 11 with the antenna coil 2 is in 3 shown separately. The antenna coil 2 owns in a disk 1 from the size of a SIM card typically 2 to 20 turns arranged side by side and to achieve the largest possible circumference substantially along the outer edges of the central support layer 11 are guided so that the laying track of the antenna coil 2 an interior area 7 encloses in the form of a slightly rounded rectangle and forms a rectangular ring. An area 9 the carrier layer 11 remains in the example of the antenna coil 2 uncovered. Other laying track geometries, such. B. round, ellipsoid, meandering around a ring line or star-shaped but are readily possible; In the following, however, a rectangular ring geometry is always used for the purpose of the description. The antenna coil 2 can be implemented in wire laying technique, etched or printed. If the space conditions in the disk 1 allow the antenna coil 2 be executed in multiple layers, in which case correspondingly more central carrier layers 11 to be provided.

Die obere Dämpfungsschicht 20 erstreckt sich senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule 2 und folgt in ihrer geometrischen Gestaltung der Form der Antennespule. Im Beispiel der 3 ist sie, entsprechend der Geometrie der Antennenspule 2, in Form eines Rechteckringes gestaltet. Ein außerhalb der Antennespule 2 liegender Bereich 9 der Leiterplatte 10 bleibt von der Dämpfungsschicht 20 unbedeckt.The upper damping layer 20 extends perpendicular or approximately perpendicular to the coil axis of the antenna coil 2 and follows in its geometric configuration of the shape of the antenna coil. In the example of 3 is it, according to the geometry of the antenna coil 2 , designed in the shape of a rectangular ring. One outside the antenna coil 2 lying area 9 the circuit board 10 remains from the cushioning layer 20 uncovered.

4 veranschaulicht in einer schematisierten Aufsicht auf einen Datenträger 1 die Dimensionierung der oberen Dämpfungsschicht 20. Diese ist vorzugsweise so bemessen, daß sie die Antennenspule 2 vollständig überdeckt. Als vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die radiale Breite B des von der oberen Dämpfungsschicht 20 gebildeten Rechteckringes geringfügig, z. B. um einige mm im Falle einer micro SD Karte, größer ist als die radiale Breite b der von den Wicklungen der Antennenspule 2 belegten Verlegbahn. 4 illustrated in a schematic plan view of a disk 1 the dimensioning of the upper damping layer 20 , This is preferably such that it the antenna coil 2 completely covered. It has proved to be advantageous if the radial width B of the upper damping layer 20 formed rectangular ring slightly, z. B. by a few mm in the case of a micro SD card, is greater than the radial width b of the windings of the antenna coil 2 occupied laying track.

Am Außenrand schließt der Rechteckring der oberen Dämpfungsschicht 20 vorzugsweise bündig mit der Kontur des Datenträgers 1 ab. Mit dem Innenrand 22 umschließt die obere Dämpfungsschicht 20 einen Innenraum 23, dessen Grund von der darunterliegenden Leiterbahnträgerschicht 12 gebildet wird. In dem freien Innenraum 23 können auf der Leiterbahnträgerschicht 12 Bauelemente und Komponenten des Datenträgers 1 plaziert sein, wie durch das Bauelement 4 exemplarisch angedeutet. Ebenso können Bauelemente oder Komponenten des Datenträgers 1 auch auf der oberen Dämpfungsschicht 20 plaziert sein, wie in 2 durch das Bauelement 5 exemplarisch angedeutet. Bauelemente bzw. Komponenten können auch übergreifend teilweise auf der der oberen Dämpfungsschicht 20 und teilweise im Innenraum 23 auf der Leiterbahntragerschicht 12 angeordnet sein. Die Oberseite der Dämpfungsschicht 20 und die im Innenraum 23 sowie in dem Bereich 9 freiliegenden Teile der Leiterbahnträgerschicht 12 bilden zusammen die Bauelementeseite des Inletts.At the outer edge of the rectangular ring of the upper damping layer closes 20 preferably flush with the contour of the data carrier 1 from. With the inner edge 22 encloses the upper damping layer 20 an interior 23 , the reason of which is the underlying conductor carrier layer 12 is formed. In the free interior 23 can on the conductor track layer 12 Components and components of the data carrier 1 be placed as through the device 4 indicated by way of example. Likewise, components or components of the data carrier 1 also on the upper damping layer 20 be placed as in 2 through the device 5 indicated by way of example. Components or components can also cross over partially on the upper damping layer 20 and partly in the interior 23 on the conductor layer 12 be arranged. The top of the damping layer 20 and those in the interior 23 as well as in the area 9 exposed parts of the conductor carrier layer 12 together make up the component side of the inlay.

Die obere Dämpfungsschicht 20 wird zweckmäßig als Folie auf die Leiterbahnträgerschicht 12 aufgebracht, nachdem diese mit einem Leiterbahnlayout 13 versehen wurde. Die Folie kann z. B. durch Kleben mittels eines UV-aktivierbaren Klebers auf der Leiterbahnträgerschicht 12 befestigt werden. The upper damping layer 20 is useful as a film on the conductor track carrier layer 12 applied after this with a trace layout 13 was provided. The film can z. B. by gluing by means of a UV-activatable adhesive on the conductor carrier layer 12 be attached.

Alternativ kann die obere Dämpfungsschicht 20 auf die Leiterbahnträgerschicht 12 aufgedruckt werden. Das Drucken kann dabei auch mehrschichtig erfolgen. In einer weiteren Alternative wird die obere Dämpfungsschicht 20 auf die Leiterbahnträgerschicht 12 aufdosiert, z. B. in Form einer unter IR oder UV trocknenden oder aushärtenden Paste. Die Dicke der oberen Dämpfungsschicht 20 ist zweckmäßig auf die Höhe der im Innenraum 23 plazierten Bauteile 4 abgestimmt, so daß sie diese wie ein Damm umgibt, und kann z. B. bei einer Karte im SIM-Format 0,2 bis 0,5 mm betragen. Durch Verbinden der mit der oberen Dämpfungsschicht 20 versehenen Leiterbahnträgerschicht 12 mit den weiteren Schichten der Leiterplatte 10 entsteht ein Inlett, das in einem oder mehreren nachfolgenden Schritten z. B. durch Einbetten in Vergußmasse oder in ein Gehäuse zu einem fertigen Datenträger 1 vervollständigt wird. Die obere Dämpfungsschicht 20 ist dann am fertigen Datenträger 1 nicht mehr sichtbar. Das Verbinden der Schichten der Leiterplatte 10 und die Einbettung in die Außenform können vorteilhaft als Kaltlamination z. B. unter Verwendung von UV aktivierbaren Klebern durchgeführt werden, so daß die Dämpfungsschicht 20 keinen hohen Temperaturen ausgesetzt wird.Alternatively, the upper cushion layer 20 on the conductor track layer 12 be printed. The printing can also be multi-layered. In another alternative, the upper damping layer 20 on the conductor track layer 12 dosed, z. B. in the form of a drying under IR or UV or curing paste. The thickness of the upper damping layer 20 is appropriate to the height of the interior 23 placed components 4 tuned so that it surrounds them like a dam, and z. B. for a card in SIM format 0.2 to 0.5 mm. By connecting with the upper damping layer 20 provided conductor track layer 12 with the other layers of the circuit board 10 creates an inlay, which in one or more subsequent steps z. B. by embedding in potting or in a housing to a finished disk 1 is completed. The upper damping layer 20 is then on the finished disk 1 not visible anymore. Connecting the layers of the circuit board 10 and the embedding in the outer mold can be advantageous as Kaltlamination z. B. be carried out using UV activatable adhesives, so that the damping layer 20 is not exposed to high temperatures.

Alternativ zur innenliegenden Aufbringung direkt auf die Leiterbahnträgerschicht 12 kann die obere Dämpfungsschicht 20 auf dieselbe Art und Weise auch auf eine Außenoberfläche des fertigen Datenträgers 1 aufgebracht werden. Die Aufbringung erfolgt in diesem Fall zweckmäßig so, daß die obere Dämpfungsschicht 20 und der von ihr umschlossene Innenbereich eine möglichst plane Fläche bilden. Hierzu wird für die obere Dämpfungsschicht 20 entweder eine geringe Schichtdicke gewählt oder der Innenbereich wird aufgefüllt, z. B. mit Vergußmasse oder durch Druckmaterial, oder die Kontur der Außenoberfläche des Datenträgers 1 wird mit einer umlaufenden Stufe versehen, die die Stärke der oberen Dämpfungsschicht 20 ausgleicht.Alternatively to the internal application directly to the conductor carrier layer 12 can the upper damping layer 20 in the same way also on an outer surface of the finished data carrier 1 be applied. The application takes place in this case appropriate so that the upper damping layer 20 and the enclosed by her inner area form a plane surface as possible. This is done for the upper damping layer 20 either a small layer thickness selected or the interior is filled, z. As with potting compound or by printing material, or the contour of the outer surface of the disk 1 is provided with a circumferential step, the thickness of the upper damping layer 20 balances.

Möglich ist ferner auch eine Kombination der innenliegenden Aufbringung einer ersten Dämpfungsschicht 20, 30 und der Außenaufbringung einer zweiten Dämpfungsschicht 20, 30 auf die Außenform des Datenträgers 1, Vorzugsweise ist die obere Dämpfungsschicht 20 durch Unterbrechungen 25 in mehrere elektrisch separate Segmente 26 gegliedert. Die Unterbrechungen 25 verlaufen zweckmäßig auf von der Spulenachse der Antennenspule 2 ausgehenden radialen Linien und können z. B. durch mechanisches Unterbrechen der oberen Dämpfungsschicht 20, etwa durch Schneiden oder Stanzen, oder mittels eines Lasers erzeugt sein. Die Anzahl der Unterbrechungen 25 ist grundsätzlich nicht begrenzt; zweckmäßig sind wenigstens zwei Unterbrechungen 25 vorgesehen.Also possible is a combination of the internal application of a first damping layer 20 . 30 and the external application of a second damping layer 20 . 30 on the outer shape of the disk 1 Preferably, the upper damping layer is 20 through interruptions 25 in several electrically separate segments 26 divided. The interruptions 25 Expediently extend from the coil axis of the antenna coil 2 outgoing radial lines and can z. B. by mechanically interrupting the upper damping layer 20 be produced by cutting or punching, or by means of a laser. The number of interruptions 25 is basically not limited; it is expedient to have at least two interruptions 25 intended.

Als Material für die obere Dämpfungsschicht 10 wird ein Material gewählt, das von der Antennespule 2 ausgehende elektromagnetische Felder möglichst wenig durch induzierte Wirbelströme schwächt; es besitzt deshalb eine möglichst hohe relative Permeabilität μ_r und gleichzeitig eine möglichst geringe elektrische Leitfähigkeit, d. h. einen möglichst hohen spezifischen elektrischen Widerstand. Das Material ist zweckmäßig zudem auf die für die kontaktlose Datenkommunikation eingesetzten Frequenzbereiche abgestimmt. Dieser liegt nach ISO 14443 z.B. bei 13,56 MHz.As material for the upper damping layer 10 a material chosen by the antenna coil 2 outgoing electromagnetic fields weaken as little as possible by induced eddy currents; It therefore has the highest possible relative permeability μ _r and at the same time the lowest possible electrical conductivity, ie the highest possible specific electrical resistance. The material is also suitably tuned to the frequency ranges used for contactless data communication. This lies behind ISO 14443 eg at 13.56 MHz.

Bevorzugt hat die relative Permeabilität μr einen Wert von mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 140, 160, 180 oder sogar 200. Ebenso bevorzugt hat der spezifische elektrische Widerstand einen Wert von mindestens 1, 10, 10², 10³, 10⁴, 10⁵ oder gar 10⁶ Ωm. Außerdem ist der Imaginärteil der komplexen Permeabilität μ_r'', der die Größe der Ummagnetisierungsverluste im Material kennzeichnet, möglichst klein, das heißt, die Ummagnetisierungsverluste sind möglichst klein zu halten.The relative permeability μr preferably has a value of at least 100, particularly preferably at least 140, 160, 180 or even 200. Likewise, the specific electrical resistance preferably has a value of at least 1, 10, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ or even 10 ⁶ Ωm. In addition, the imaginary part of the complex permeability μ _r '', which characterizes the size of the magnetic reversal losses in the material, is as small as possible, that is to say the magnetization losses must be kept as small as possible.

Vorzugsweise handelt es sich bei der oberen Dämpfungsschicht 20 um eine Ferritschicht. Das Ferritmaterial wird dabei nach Möglichkeit so gewählt, daß es für die Sendefrequenz der Antennenspule 2 durchlässig ist und für andere Frequenzen idealerweise sperrt oder andere Frequenzen zumindest stark dämpft. Soll die Datenkommunikation etwa nach ISO 14443 erfolgen, wird also idealerweise ein Material gewählt, das bei 13,56 MHz ± 826 KHz, d. h. auf der Nennfrequenz sowie auf den beiden ersten Seitenbändern durchlässig und im übrigen undurchlässig ist. In einer zweckmäßigen Variante kann in dem angesetzten Beispiel auch ein Material gewählt werden, das vor allem oder nur im Bereich des oberen oder des unteren Seitenbandes durchlässig ist. Für die Datenkommunikation wird dann z. B. nur das obere Seitenband, also etwa 14,386 MHz genutzt. Anstelle eines Ferritmaterials können alternativ auch andere Materialien mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm vorgesehen werden.Preferably, the upper damping layer is 20 around a ferrite layer. If possible, the ferrite material is chosen such that it is suitable for the transmission frequency of the antenna coil 2 is permeable and ideally blocks for other frequencies or at least greatly attenuates other frequencies. Is the data communication about after ISO 14443 Thus, ideally, a material is selected which at 13.56 MHz ± 826 KHz, ie at the nominal frequency and on the two first sidebands is permeable and otherwise impermeable. In an expedient variant, a material can be selected in the example given, which is permeable especially or only in the region of the upper or lower sideband. For data communication z. B. only the upper sideband, so about 14,386 MHz used. Instead of a ferrite material, other materials with a relative permeability μ _r of at least 5 and a resistivity of at least 10 ^-1 Ωm may alternatively be provided.

Die Anwendung des Datenträgers 1 erfolgt, indem er von einem Nutzer in die Lesevorrichtung eines Nutzerendgerätes wie z. B. ein Handy eingebracht wird, wobei der Datenträger 1 über die Schnittstelle 3 in eine kontaktbehaftete Verbindung zu dem Nutzerendgerät tritt. Häufig ragt der Datenträger 1 im eingesetzten Zustand noch mit einem kleinen Teil oder mit einer Seite aus der Öffnung der Lesevorrichtung heraus. Über die kontaktlose Schnittstelle, d. h. über die Antennenspule 2 kommuniziert der Datenträger 1 im eingesetzten Zustand mit einem Gegengerät.The application of the data carrier 1 done by a user in the reading device of a user terminal such. B. a cell phone is inserted, wherein the disk 1 over the interface 3 enters a contact-based connection to the user terminal. Often the disk protrudes 1 in the inserted state still with a small part or with one side out of the opening of the reader. Via the contactless interface, ie via the antenna coil 2 communicates the disk 1 in the inserted state with a counterpart device.

Weil Nutzerendgeräte wie Handys in ihrem Innenraum typischerweise große metallische Elemente aufweisen, etwa ein Batteriefach oder metallische Gehäuseteile, wird durch das Einbringen des Datenträgers 1 in ein Nutzerendgerät die Ausbildung elektromagnetischer Wechselfelder um die Antennenspule 2 in der Regel stark bedämpft. Insbesondere von der Antennespule 2 erzeugte Sendefelder treten dann nur stark bedämpft nach außen.Because user terminals such as cell phones in their interior typically have large metallic elements, such as a battery compartment or metallic housing parts, is by the introduction of the disk 1 in a user terminal the formation of electromagnetic alternating fields around the antenna coil 2 usually heavily damped. In particular of the antenna coil 2 Generated send fields then occur only heavily attenuated to the outside.

Durch die Ausrüstung des Datenträgers 1 mit der Dämpfungsschicht 20 wird der Einfluß der Dämpfung auf die Sendeleistung des Datenträgers 2 über die Antennenspule 2 reduziert und die reichweitenwirksame Sendeleistung gegenüber einem identischen Datenträger ohne Dämpfungsschicht 20 erhöht. Es wird davon ausgegangen, daß der Effekt entsteht, weil sich entlang dem Wicklungsverlauf um die Antennenspule 2 herum durch den von der rechtringförmigen Dämpfungsschicht 20 umschlossene Innenraum 23 hindurch ein magnetischer Ringschluß ausbilden kann, der die Antennenspule 2 entlang dem Wicklungsverlauf röhrenartig umgibt. Innerhalb der so gebildeten Feldlinienröhre wird die Ausbildung von störenden, sekundären elektromagnetischen Feldern durch in die Metallteilen des Nutzerendgerätes induzierte Wirbelströme durch die Dämpfungsschicht 20 wirkungsvoll unterdrückt. Infolge der geringeren Verluste kommt es zu einer größeren Ausdehnung des elektromagnetischen Feldes und damit zu einer größeren Datenkommunikationsreichweite.By the equipment of the data medium 1 with the cushioning layer 20 becomes the influence of the attenuation on the transmission power of the data carrier 2 over the antenna coil 2 reduced and the range-effective transmission power compared to an identical data carrier without a damping layer 20 elevated. It is assumed that the effect arises because along the winding course around the antenna coil 2 around by the right ring-shaped damping layer 20 enclosed interior 23 Through a magnetic ring closure can form, the antenna coil 2 surrounding the winding course like a tube. Within the field line tube thus formed, the formation of interfering, secondary electromagnetic fields by eddy currents induced in the metal parts of the user terminal by the damping layer 20 effectively suppressed. Due to the lower losses, there is a greater expansion of the electromagnetic field and thus to a larger data communication range.

Zweckmäßig wird der Datenträger 1, wie in 2 angedeutet, an der von der oberen Dämpfungsschicht 20 abgewandten Seite der Trägerschicht 11 mit einer zweiten, im folgenden als untere Dämpfungsschicht bezeichneten zweiten Dämpfungsschicht 30 versehen. Die untere Dämpfungsschicht 30 ist zweckmäßig genauso ausgeführt wie die obere Dämpfungsschicht 20 und besitzt die gleichen physikalischen Eigenschaften wie diese. D. h. sie liegt ebenfalls senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule 2, besteht aus demselben Material wie die obere Dämpfungsschicht 20 und besitzt eine an die Gestalt der Antennspule angepaßte Form, also etwa eine rechteckringförmige Gestalt, die einen freien Innenraum umschließt. Die radiale Ringbreite der unteren Dämpfungsschicht 30 ist zweckmäßig wieder so bemessen, daß die Antennenspule 2 vollständig überdeckt wird; selbstverständlich kann sie aber auch anders bemessen sein. Wie die obere ist die auch die untere Dämpfungsschicht 30 zweckmäßig durch Unterbrechungen in zwei oder mehrer elektrisch getrennte Segmente unterteilt.Appropriately, the disk 1 , as in 2 indicated at the of the upper damping layer 20 opposite side of the carrier layer 11 with a second, hereinafter referred to as a lower damping layer second damping layer 30 Mistake. The lower damping layer 30 is expediently the same as the upper damping layer 20 and has the same physical properties as these. Ie. it is also perpendicular or at least substantially perpendicular to the coil axis of the antenna coil 2 , consists of the same material as the upper damping layer 20 and has a shape adapted to the shape of the antenna coil, that is, for example, a rectangular-ring-shaped shape enclosing a free inner space. The radial ring width of the lower damping layer 30 is suitably again sized so that the antenna coil 2 is completely covered; Of course, it can also be different. Like the upper one, this is also the lower damping layer 30 appropriately divided by interruptions in two or more electrically separated segments.

Obwohl bisher festgestellt wurde, daß die beiden Dämpfungsschichten 20, 30 vorzugsweise gleich ausgebildet sein sollten, können beide hinsichtlich Material, Dimensionen und Segmentierung auch voneinander abweichend ausgeführt sein. Allerdings sollte in jedem Fall mindestens eine, vorzugsweies beide Dämpfungsschichten 20, 30 einen freien Innenraum 23 aufweisen.Although so far it has been found that the two damping layers 20 . 30 should preferably be the same design, both may be designed differently from each other in terms of material, dimensions and segmentation. However, in each case at least one, preferably both damping layers should 20 . 30 a free interior 23 exhibit.

Durch die zweite Dämpfungsschicht 30 werden Feldschwächungen durch in die Metallteile des Nutzerendgerätes induzierte Wirbelströme auch auf der gegenüberliegenden Seite der Antennespule 2 vermindert. Der Effekt der verminderten Feldschwächung wird damit insgesamt weiter vergrößert und die Datenkommunikationsreichweite weiter erhöht.Through the second cushioning layer 30 Field weakenings are induced by eddy currents induced in the metal parts of the user terminal also on the opposite side of the antenna coil 2 reduced. The effect of diminished field weakening is thereby further increased overall and the data communication range is further increased.

Praktisch hat sich die Verwendung zweier Dämpfungsschichten 20, 30 als vorteilhaft erwiesen. Die gängigen in der Praxis verwendeten kleinstflächigen Speicherkarten, insbesondere micro SD Karten oder Memory Sticks weisen allerdings nur eine sehr geringe Dicke auf, so dass ggf. aus Raummangel nur eine einseitige Anbringung möglich ist. Ist das der Fall, wird die eine Dämpfungsschicht bei einer micro SD Karte bevorzugt auf der Baulelementeseite der Leiterplatte 11 angeordnet.Practically, the use of two damping layers 20 . 30 proved to be advantageous. However, the common least-area memory cards used in practice, in particular micro SD cards or memory sticks, have only a very small thickness, so that, if necessary, only a one-sided attachment is possible due to a lack of space. If this is the case, the one damping layer in a micro SD card is preferably on the Baulelementeseite the circuit board 11 arranged.

Unter Beibehaltung des Grundgedankens, eine Verringerung der Dämpfung der Sende- und Empfangsleistung eines in ein Nutzerendgerät eingesteckten Datenträgers 1 mit über elektromagnetische Kopplung arbeitender Kommunikationsschnittstelle zu erreichen, indem über die Antennenspule einseitig oder beidseitig Dämpfungsschichten 20, 30 aufgebracht werden, die grundsätzlich ringförmig ausgeführt sind, wobei ihre Form der Form der Antennenspule folgt, gestattet die Erfindung weitere Abwandlungen. Insbesondere gilt dies für den Aufbau des Inletts. Hier können auch mehr oder weniger oder Schichten in anderen Formgebungen eingesetzt werden Einzelne Schritte zur Herstellung des fertigen Datenträgers 1 können ferner in anderer Reihenfolge oder in komprimierter Form ausgeführt werden, z. B. kann die unterste Schicht des Inletts Teil der Außenform sein oder können die Dämpfungsschichten 20, 30 auf die Innenseiten eines Gehäuses angebracht werden, in das anschließend ein ohne Dämpfungsschichten ausgeführtes Inlett eingesetzt wird.Maintaining the basic idea, a reduction in the attenuation of the transmission and reception power of a data carrier inserted in a user terminal 1 to achieve with communication interface operating via electromagnetic coupling, by one or both sides of the antenna coil damping layers 20 . 30 applied, which are basically annular, with their shape follows the shape of the antenna coil, the invention allows further modifications. In particular, this applies to the structure of the inlets. You can also use more or less or layers in different shapes here. Individual steps to make the finished data carrier 1 may also be performed in a different order or in a compressed form, e.g. For example, the lowermost layer of the inlay may be part of the outer mold, or may be the cushioning layers 20 . 30 be mounted on the inner sides of a housing, in which then an executed without damping layers Inlett is used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/000446 A1 [0004]
EP 1801741 A2 [0004]
WO 03/067512 A1 [0006]
WO 2009/050662 A1 [0006]
US 6371380 B1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

K. Finkenzeller, RFID Handbook, 5th edition, chap. 4.1.12.1 [0006]
ISO 14443 [0045]
ISO 14443 [0047]

Claims

Portable data carrier ( 1 ) with a non-contact data communication device which surrounds an indoor area ( 7 ) antenna coil ( 2 ), wherein one perpendicular or at least substantially perpendicular to the coil axis of the antenna coil ( 2 ) extending first damping layer ( 20 ) of a material having a relative permeability μ _r of at least 5 and a resistivity of at least 10 ^-1 Ωm above or below the antenna coil ( 2 ), characterized in that the damping layer ( 20 ) the antenna coil ( 2 ) and over the antenna coil ( 2 ) enclosed interior ( 7 ) has a recess.

Portable data carrier ( 1 ) according to claim 1, characterized in that recess and interior area ( 7 ) are formed at least approximately congruent by the recess is approximately the same size as the inner area ( 7 ) and has approximately the same dimensions.

Portable data carrier according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a second damping layer ( 30 ), which at the of the first damping layer ( 20 ) facing away from the antenna coil ( 2 ) is arranged so that the antenna coil ( 2 ) on both sides of damping layers ( 20 . 30 ) is covered.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second damping layer ( 30 ) also the antenna coil ( 2 ) and above the interior ( 7 ) has a recess.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the damping layers ( 20 . 30 ) consist of a ferrite material, in particular FeZn.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on at least one damping layer ( 20 . 30 ) a component ( 5 ) and in the interior ( 23 ) is electrically connected.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one damping layer ( 20 . 30 ) the antenna coil ( 2 completely covered.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the damping layer ( 20 . 30 ) in at least one place an interruption ( 25 ) having.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the damping layer ( 20 . 30 ) by interruptions ( 25 ) into at least two segments ( 26 ) is structured.

Portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it has no or only a reduced user interface and no full own power supply.

Method of manufacturing a portable data carrier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a printed circuit board ( 10 ) with an antenna coil ( 2 ) on and / or under the printed circuit board ( 10 ) at least one damping layer ( 20 . 30 ) is applied so that the damping layer ( 20 . 30 ) the antenna coil ( 2 ) covered by the antenna coil ( 2 ) enclosed interior ( 7 ) but remains at least partially free, and the subsequently present inlay is embedded in an outer shape.

A method according to claim 11, characterized in that the inlay without damping layer ( 20 . 30 ) and the at least one damping layer ( 20 . 30 ) is applied to the outer mold.

Method according to claim 11 or 12, characterized in that in at least one damping layer ( 20 . 30 ) by mechanical cutting or by means of a laser at least one interruption ( 25 ) is produced.