AT500288B1 - Datenträgerkarte mit aufladbarer batterie - Google Patents

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Description

2 AT 500 288 B1
Gegenstand der Erfindung ist ein Datenträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der EP 0 646 895 B1 wird eine Chipkarte mit Funktionen sowohl einer Kontaktkarte als auch einer kontaktlosen Karte mit einer Stromversorgungsbatterie beziehungsweise einer wiederauf-5 ladbaren Sekundärbatterie beschrieben.
In der US 6,254,006 B1 werden drahtlose Kommunikations-Geräte beschrieben und Methoden zu der Herstellung genannt. Bei diesen Geräten werden ein Chip, eine Antenne und eine Batterie beziehungsweise werden zwei Zellen verwendet und es ist eine luftdichte Versiegelung io vorhanden.
In der US 2003/0019942 A1 wird eine verbesserte, kontaktbehaftete- und kontaktlose Transaktionskarte in einer dünnen und flexiblen Ausführung mit einer Energieversorgung in Form einer aufladbaren Metall-Lithium-Batterie genannt. Die Aufladung kann durch ein integriertes Solaris modul oder ein piezoelektrisches Element ausgeführt werden.
Es ist jedoch nicht möglich, durch eine bewusste Aktivierung eines Elementes in der Karte eine wesentliche Erhöhung des Übertragungsabstandes zu erreichen. 20 Die DE 101 40 662 C1 offenbart eine passive Chipkarte (ohne interne Energieversorgungseinheit) mit integriertem Schalter, wobei das Dual-Interface-Chipmodul mit einem darunter befindlichen Kontaktpaar als Schalter verwendet wird. Durch Betätigen des Schalters wird nur eine Anzeigevorrichtung, (externe) Stromversorgung oder Sensorfunktion aktiviert oder deaktiviert, nicht aber eine Erhöhung der Sende- und/oder Empfangsleistung bewirkt. 25
Die DE 100 28 813 A1 offenbart eine aktive Chipkarte in Form einer Dual-Interface-Chipkarte, mit einer internen Energieversorgungseinheit zur Erhöhung der Reichweite bei drahtloser Übertragung, jedoch ohne einen mechanischen Schalter zu deren Aktivierung/Deaktivierung. 30 Der Abstract der JP-09-326021 A2 offenbart eine Komposit-IC-Karte, wobei nur das Laden des Chipmoduls über Kontaktflächen beschrieben ist. Hier ist weder eine interne Energieversorgungseinheit, noch ein Schalter hierfür offenbart.
Die US-2003/0153120 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte 35 mittels Transferpapier. Auch hier ist weder eine interne Energieversorgungseinheit, noch ein Schalter hierfür offenbart.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Weiterentwicklung einer Datenträgerkarte, mit der die bewusste Aktivierung eines Identifikationsvorganges beziehungsweise einer Datenüber-40 tragung über einen größeren Abstand möglich ist.
Erreicht wird dies dadurch, dass eine aufladbare Batterie und ein Schalter in dem Datenträger integriert sind, wobei erstens eine automatische drahtlose Datenübertragung mit geringer Reichweite möglich ist und zweitens zusätzlich eine über den Schalter ausgelöste drahtlose 45 Datenübertragung über eine größere Entfernung möglich ist, mit einer um den Faktor 2 oder mehr erhöhten Sende-/Empfangsleistung.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Integration der notwendigen Komponenten, wie insbesondere der wiederaufladbaren Batterie und eines Ein-Tasters, in den Daten-50 trägerkörper derart, dass dieser die einschlägigen Normen für Chipkarten, wie ISO 7816 und dergleichen, als auch die Normen für die Prüfmethoden, wie ISO 10373 und dergleichen Standards, erfüllt.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Integration der dafür notwen-55 digen Komponenten möglichst einfach, kostengünstig und lang haltbar auszuführen. Die Erfül- 3 AT 500 288 B1 lung bisher in der Kartenindustrie üblicher gestalterischer und sicherheitstechnischer Möglichkeiten muss ebenfalls gewährleistet sein. Übliche Dual-Interface Karten und Kontaktloskarten verwenden eine Übertragungsfrequenz im 5 13,56 MHz Bereich gemäß den Normen ISO 14443 A und B bezüglich kurzer Kommunikations abstände von wenigen Zentimetern bis etwa 10 cm beziehungsweise ISO 15693 bezüglich längerer Kommunikationsabstände von typisch 50 cm bis etwa 100 cm.
Antennen-Spulen-Ausführungen in Chipmodulgröße oder auf dem IC (coil-on-IC) weisen bei io 13,56 MHz oftmals nur wenige Zehntelmillimeter bis wenige Millimeter Leseabstand auf.
Neben diesen ISO Normen existieren noch eine Reihe weiterer Standards beziehungsweise Verfahren zur kontaktlosen Datenübertragung bei 13,56 MHz als auch bei etwa 125 kHz oder im 800 beziehungsweise 900 MHz und im 2,54 GHz Bereich, wobei im letzteren Mikrowellenbe-15 reich üblicherweise Dipole anstelle von Spulen für die Antenne beziehungsweise die Stromversorgung verwendet werden.
Die erlaubten Lese- und Sendeleistungen der Empfangsgeräte unterliegen den diversen länderspezifischen Grenzen und Reglementierungen und sind aus dieser Leistungsbegrenzung 20 und der Tatsache, dass übliche Dokumente zur kontaktlosen Kommunikation keine eingebaute aktive Energiequelle, sondern im allgemeinen eine Antenne in Form einer Spule oder eines Dipols aufweisen, in der Reichweite begrenzt.
Durch den Einbau einer aufladbaren Energiequelle und dem Einbau der Möglichkeit einer be-25 wussten Aktivierung, können sowohl die gesetzlichen Auflagen als auch Datenschutzforderungen erfüllt werden.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das Betätigen des Tasters durch einen deutlich spürbaren und hörbaren Schaltvorgang begleitet und wahlweise kann ein Piezoschallgeberele-30 ment und/oder ein optisches Element den Aktivierungsvorgang der kontaktlosen Kommunikation zusätzlich signalisieren.
Je nach Art der Verwendung und der Anforderungen an den Datenträger ist die Ladung der Batterie über die Kontaktflächen des IC-Moduls eines sogenannten Dual-Interface Moduls oder 35 eines Zwei-Chip-Moduls oder durch speziell ausgebildete Kontaktflächen eines kontaktlosen IC-Moduls vorgesehen oder kontaktlos durch induktive und/oder kapazitive Energieeinkopplung, wobei im induktiven Fall die Antennen-Spule als Energieeinkopplungselement verwendet werden kann. Ebenso kann auch eine zusätzliche Spule und im kapazitiven Fall entsprechende Kondensatorflächen im Datenträger ausgebildet sein. 40
In einer einfachen Ausführungsform kann das IC-Modul gleichzeitig als Schalter ausgebildet werden. Auf diese Weise wird eine Dual-Interface-Karte, eine Zwei-Chip-Karte und eine Kon-taktlos-Karte sehr einfach und kostengünstig hergestellt. 45 Der erfindungsgemäße Einbau der aufladbaren dünnen und flexiblen Batterie erfolgt bevorzugt in den mehrschichtigen Laminataufbau des Dokumentes (=der Karte). Grundsätzlich ist auch der Einbau einer austauschbaren Batterie möglich.
Die Qualitätsnormen und Testbedingungen an Chipkarten gemäß ISO 10373 und dergleichen so Testverfahren stellen derart hohe Anforderungen, dass in der bevorzugten Version der Verwendung von flexiblen dünnen aufladbaren Batterien die Erfüllung dieser Testkriterien bei Einhaltung diverser weiterer Kriterien, wie insbesondere der Herstellung entsprechender elektrischer Anschlüsse und der Reduktion der Temperatur- und Druck- Belastung während der Lamination, gut erfüllbar sind. 55 4 AT 500 288 B1
Mit einem erfindungsgemäßen Datenträger kann - im Vergleich zu einem Normalzustand, bei dem keine zusätzliche Energie aus einer aufladbaren Batterie zur Verfügung steht - eine bewusste Aktivierung eines Identifikationsvorganges beziehungsweise einer Datenübertragung über einen wesentlich größeren Abstand von zumindest dem Faktor 2, insbesondere dem Fak-5 tor 5 bis 50, durch Betätigen des Ein-Tasters auf dem Datenträger und Nutzung der Batterieenergie zur Erhöhung der Sende- und/oder Empfangsleistung und damit des Datenübertragungsabstandes, erreicht werden.
Generell werden bei Hochsicherheitstransaktionen und/oder Zutrittskontrollen kurze Leseab-io stände und/oder bewusste Transaktionsvorgänge bevorzugt beziehungsweise gefordert. Neben diesen Hochsicherheitstransaktionen werden jedoch auch aus Komfortgründen und aus physikalischen Gründen zur Überbrückung eines Transaktionsabstandes aus zum Beispiel einem Auto zu einer Lesestation zwecks Öffnung einer Schranke oder eines Tores oder einer Tür und dergleichen wesentlich größere Abstände gewünscht. Allerdings soll dabei eine bewusste Akti-15 vierung des Karteninhabers erforderlich sein, da ansonsten der Datenschutz und ein daraus resultierender Missbrauch bedenklich sein könnte. Hier setzt die Erfindung ein, die eine bewusste und beabsichtigte Vergrösserung des Transaktionsabstandes vorsieht.
Die Integration der notwendigen Komponenten, wie der wiederaufladbaren Batterie und des 20 Ein-Tasters und des IC-Moduls und der Verdrahtung, in den Datenträgerkörper wird so durchgeführt, dass dadurch die einschlägigen Normen für Chipkarten, wie ISO 7816 und dergleichen, als auch die Normen für die Prüfmethoden, wie ISO 10373 und dergleichen Standards, erfüllt werden. 25 Es wurde nunmehr gefunden, dass eine flache und flexible aufladbare Batterie sehr effizient in den Innenbereich eines Kartenaufbaues aus mehreren Einzellagen derart integriert werden kann, dass die einschlägigen Prüfverfahren für Identifikationskarten, wie beispielsweise der ISO 10373, erfüllt werden und die Wiederaufladung durch Kontakte eines üblichen Chipmoduls erfolgen kann. 30
Dabei können übliche Dual-Interface oder Zwei-Chip-Module verwendet werden, bei denen geeignete Anschlussflächen für den Ladevorgang gewählt werden können. Es können jedoch auch kontaktlos funktionierende Module verwendet werden, die ähnlich und in Analogie zu Dual-Interface Modulen in einen Kartenkörper eingesetzt, beziehungsweise integriert werden 35 und bei denen die Oberseite der Module lediglich zwei Kontaktflächen für einen Ladevorgang aufweisen.
In einer kosteneffizienten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung können derartige Module zusätzlich als Schalter beziehungsweise Ein-Taster verwendet werden. Dabei kann die Schalt-40 funktion direkt in das Modul integriert werden oder aber im Zusammenwirken des Moduls mit dem Datenträger beziehungsweise der Verdrahtungsebene und den entsprechenden innenliegenden Kontaktelementen.
Das Chipmodul kann dabei ein Dual-Interface Modul sein, ein Modul mit zwei IC's oder ein 45 Kontaktlosmodul mit zwei oberseitigen Kontaktflächen zur kontaktbehafteten Aufladung der Batterie und es kann wahlweise in dem Chipmodul eine Schaltfunktion integriert sein oder aber in Verbindung mit dem Einbau des Chipmoduls eine Ein-Taster Funktion gegeben sein.
Die Ladefunktion der aufladbaren Batterie kann sowohl durch Kontakte auf der Oberseite der so Karte erfolgen, als auch durch eine kapazitive oder induktive berührungslose Energieeinbringung. Dabei müssen im Kartenkörper entsprechende flächige Elektroden nebeneinander oder übereinander angeordnet sein oder es muss eine zusätzliche Spule eingebaut sein.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren 55 näher beschrieben. 5 5 AT 500 288 B1
Dabei zeigt: 10 15 20 25 30
Figur 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 4, 6 beziehungsweise deren Aufnahmekavitäten, Figur 2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 3, 4, 6 in geschnittener Ansicht A-B, Figur 3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 4, 5, 6 in geschnittener Ansicht C-D, Figur 4: eine schematisches Schaltbild mit fünf Anschlußkontakten, Figur 5: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit den diversen Laminatlagen 19 bis 15 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 3, 4, 6 in geschnittener Ansicht A-B, Figur 6: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit den diversen Laminatlagen 19 bis 15 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 4, 5,6 in geschnittener Ansicht C-D, Figur 7: eine schematische Schaltbild mit 6 Anschlußkontakten und den Komponenten 3, 4, 5,6, Figur 8: eine schematische Schaltbild mit 8 Anschlußkontakten und den Komponenten 30, 4, 5, 6, 31,32, Figur 9: eine schematische Schaltbild mit 8 Anschlußkontakten und den Komponenten 30, 4, 5, 6, 32, Figur 10: eine schematische Schaltbild mit 8 Anschlußkontakten und den Komponenten 30, 4, 5, 6, 33, Figur 11: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 31, 34, 4, 5, 6, Figur 12: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 31, 34, 4, 5, 6,
In Figur 1 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Datenträgers 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten (nämlich der Batterie 4 und der Antenne 6) beziehungsweise deren Aufnahmekavitäten aufgezeigt. 35
Ein derartiges Dokument 1 hat üblicherweise die Normen ISO 7810 beziehungsweise ISO/IEC 7816ff beziehungsweise Normen für die kontaktlose Datenübertragung wie die ISO/IEC 14443 oder ISO/IEC 15693 und dergleichen und die Test Methoden nach ISO/IEC 10373 zu erfüllen. 40
Gemäß dieser Standards sind somit die äußere Kontur des Datenträgerkörpers 2 und dessen Dicke und weitere physikalische und elektrische Parameter inklusive der Toleranzen und der Testmethoden festgelegt. In diesen Standards sind ebenfalls die Position und Art und Ausführung des Chipmoduls 3 enthalten. Daraus ergeben sich für die Erfindung der Ort der Kavität 7 45 für das Chipmodul 3.
Die Ausführung der Antenne 6 ist hingegen weitgehend dem Hersteller des Datenträgers 1 überlassen und bezüglich der Anordnung einer aufladbaren Batterie 4 und eines Ein-Tasters 5 existieren keine Normen und demzufolge müssen beim Einbau derartiger zusätzlicher Kompo-50 nenten die Test Methoden gemäß ISO/IEC 10373 berücksichtigt erfüllt werden.
In der vorliegenden Ausführung wird die Herstellung der Antennen-Spule 6 und der Verdrahtung 35 mittels einer elektrisch leitfähigen Siebdruckpaste beschrieben. Bevorzugt werden hierfür Silberpasten verwendet, wie beispielsweise eine Paste der Firma E.l. Du Pont de Nemours mit 55 der Bezeichnung 5029 mit einem Flächenwiderstand von typisch 15 bis 25 mOhm/Quadrat vor 6 AT 500 288 B1 der Lamination und 4 bis 8 mOhm/Quadrat nach der Lamination. Die Silberpasten werden mit einem Druckvorgang auf einer Innenlage des mehrlagigen Datenträgerkörpers 2 gedruckt und es werden nach dem Laminationsprozess ein Antennenspulenwiderstand von typisch 3 bis 5 Ohm bei typisch 3 bis 6 Windungen erreicht. 5
Neben Silberleitpasten können Kupferleitpasten und elektrisch leitfähige Polymere, sowie Kombinationen der genannten Pasten, inklusive Carbonpasten, zur Passivierung verwendet werden.
Die aufladbare Batterie 4 wird bevorzugt im Innenbereich der Antenne 6 angeordnet. Die An-io schlösse 14', 15', 14, 15 werden in der Nähe des Chipmoduls 3, 7 und dessen Kontakte 9, 10, 11, 12, 13 und des Schalters 5, 8 und dessen Kontakte 16,17, 18 positioniert.
Die Verdrahtungsleitungen 35 können dadurch einfach und kurz gehalten werden. Dabei werden die inneren Windungen der Spule 6 beispielhaft zwischen den Kontakten 16, 17 hindurch-15 geführt und es kann auf eine zweite Verdrahtungsebene oder eine Brücke verzichtet werden.
Die Batterie 4 und der Schalter 5 werden bereits vor dem Laminationsprozess in den Laminataufbau positioniert. Das Chip-Modul 3 wird bevorzugt nachträglich durch Fräsen einer Kavität 7 in den geprüften Kartenkörper 2 eingesetzt. Dies ist insbesondere durch die immer höheren 20 Anforderungen an IC-Module 3 sinnvoll, da entsprechend den höheren Anforderungen an EEPROM-Speichervolumen und kryptographischen Möglichkeiten auch die Kosten eines IC-Moduls 3 steigen und bereits etwa um den Faktor 3 bis 10 und 20 und darüber größer sind als die Kosten für den Datenträgerkörper 2 ohne zusätzliche Komponenten. 25 Erfindungsgemäss erfolgt die Implantation eines IC-Moduls 3 in eine gefräste Kavität 7 inklusive der Kontaktierung der Antennenanschlüsse 9, 10. In der vorliegenden Erfindung sind zumindest 3 zusätzliche Anschlüsse, zwei Kontakte 11, 12 zur aufladbaren Batterie 4, 14, 15 und ein Kontakt 13 zum Eintaster-Mittelkontakt 17 erforderlich. Derart beschältet und bei Verwendung eines entsprechend ausgebildeten Chip-Moduls 3 kann die aufladbare Batterie 4 dadurch gela-30 den werden, dass der Datenträger 2 in ein Lesegerät gesteckt wird.
In Figur 2 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 3, 4, 6 in geschnittener Ansicht A-B aufgezeigt. 35
In dieser Schnittansicht ist das Chip-Modul 3 in der Kavität 7 schematisch dargestellt. Die Oberfläche des Chip-Moduls weist die üblicherweise acht elektrischen Kontaktelemente 26 auf und diese sind bündig mit der Oberfläche des Datenträgers 2 angeordnet. Das Chip-Modul 3 wird mittels Dispenserklebstoff und/oder mittels Heißschmelzklebefolien in der Kavität 7 befestigt, 40 wobei während der Montage noch elektrisch leitfähige Polymerpasten mittels Dispenser auf die Kontakte 9, 10,11,12,13 im Datenträger 2 gegeben werden.
Die 5 Kontakte werden üblicherweise im Anschluß an die Fräsung der Kavität 7 mittels Stirnfräsern von etwa 1 bis 2 mm Durchmesser hergestellt. Dabei muß die Tiefe der Fräsung sehr 45 exakt ausgeführt werden, da die elektrisch leitfähigen Kontakte drucktechnisch bedingt lediglich eine Dicke von etwa 7 bis 20 pm aufweisen und nur angefräst werden sollen.
Die aufladbare Batterie 4 ist so im Laminataufbau des Datenträgers 2 positioniert, dass die Anschlüsse 14, 15, 14', 15' der Batterie 4 mit der Oberfläche der Verdrahtungskontakte 35 in so einer eng beabstandeten Ebene angeordnet sind.
Dadurch wird durch die Ausbildung der Batteriekontaktelemente 14’, 15' beim Laminierprozess der Kontakt zu den Verdrahtungskontakten 35, 14, 15 hergestellt. Zusätzlich können elektrisch leitfähige polymere Pasten eingebracht werden und einen elektrisch leitfähigen Verbund bewir-55 ken. In Figur 3 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Datenträgerauf- 7 AT 500 288 B1 baus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 4, 5, 6 in geschnittener Ansicht C-D aufgezeigt.
In dieser Ansicht wird der Hohlraum 8 für den Schalter 5 beziehungsweise Taster 5 und den 5 Anschlüssen 16, 17, 18 beziehungsweise der Verdrahtung 35 schematisch dargestellt. In der Ausführung wird der Taster 5 aus einem federartigen, im Querschnitt hutförmigen Schaltelement gebildet, das einerseits die Kontakte 16, 18 und andererseits die Antennen-Spule 6 mit dem Chip-Modul 3 verbindet. io Beim Betätigen des Tasters 5 wird der mittlere Kontakt 17 mit den Kontakten 16, 18 verbunden und es dadurch werden im Chip-Modul 3 die Kontakte 10,13 miteinander verbunden.
Die Energie der aufladbaren Batterie 4 wird zu einer bewussten Transaktion über eine längere Distanz genutzt, als dies bei einer üblichen RF-bewirkten Transaktion geschehen kann. Die 15 Betätigung des Tasters erfolgt durch Zusammendrücken des Datenträgers 2 im Bereich des Tasters 5.
In Figur 4 wird eine schematisches Schaltbild mit fünf Anschlusskontakten aufgezeigt. 20 Die Antennen-Spule 6 dient bei üblichen Kontaktlos-Chipkarten als Energiequelle für den Betrieb des IC-Moduls 3 und zum Empfangen und Senden der Information. Durch die Betätigung des Tasters 5 kann die Sendeenergie aufgrund der Energie der Batterie 4 derart erhöht werden, dass die Information über einen entsprechend größeren Transaktionsabstand gesendet werden kann. 25
Dies kann zum Beispiel beim Öffnen einer Schranke oder eines Garagentors oder allgemein eines größer beabstandeten Lesegerätes zum Datenträger 1 sehr hilfreich und wirksam sein.
In der Figur 5 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Datenträgers 1 mit 30 den diversen Laminatlagen 19 bis 25 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 3, 4, 6 in geschnittener Ansicht A-B der Figur 1 gezeigt.
In dieser Ausführung werden 7 Laminatlagen 19 bis 25 beispielhaft dargestellt. Grundsätzlich kann der Aufbau auch aus weniger und auch aus mehr Lagen gewählt werden und hängt sehr 35 wesentlich von den grafischen Anforderungen ab.
In einer bevorzugten Ausführung werden die äußeren Lagen 19, 25 transparent als sogenannte Overlayfolien ausgebildet. Die darunter liegenden Lagen 20, 24 sind als grafisch gestaltete, opak oder transparente Deckfolien ausgeführt. 40
Die Kernfolien 21 bis 23 sind opak beziehungsweise transluzent ausgeführt. In bestimmten Fällen können auch diese Kernfolien 21 bis 23 grafisch gestaltet werden oder es können Sicherheitsdrucke integriert werden. 45 Die Antennen-Spule 6 wird in dieser Ausführung auf die Unterseite der Kernfolie 23 oder auf die obere Seite der Deckfolie 24 gedruckt und beide Folien werden mit Dicken im Bereich 50 bis 120 pm gewählt. Auf diese Weise kann ein Chipmodul 3 mit etwa 500 bis 580 pm Tiefe noch gut in eine gefräste Kavität 7 eingesetzt werden. so In dieser Darstellung wurden die Folien 19, 20, die Folien 21, 22 und die Folien 23, 24, 25 jeweils zusammen gezeichnet. Diese Art der Darstellung dient jedoch nur zur Vereinfachung der Zeichnung. Die Folien sind grundsätzlich Einzelfolien und werden in einem Heiz-Kühl-Transferprozess miteinander verbunden. 55 Die Batterie 4 ist in modernen Ausführungen bereits mit 300 pm bis zu 550 pm Dicke erhältlich, 8 AT 500 288 B1 zum Beispiel das FLEXION Model F-292203V oder Model F-372903V oder Model F-532803 der Firma Solicore, Inc., Lakeland, FL 33805, USA mit 350 pm Dicke und kann Laminierdrücken und Laminiertemperaturen standhalten. Für die Positionierung der Batterie 4 auf der Oberfläche der Kernfolie 23 kann ein Haftmittel 29 entweder auf die Unterseite der Batterie 4 oder positi-5 onsgenau auf die Oberseite der Kernfolie 23 gegeben werden. Damit wird die Batterie 4 in einem Laminataufbau positioniert.
In dieser Darstellung werden die Kontaktflächen 14, 15 auf der Verdrahtung 35 derart dargestellt, dass in diesem Bereich die Kernfolie 23 Aussparungen aufweist und die Kontaktelemente io der Batterie 14', 15' entweder direkt beim Laminierprozess mit der Oberfläche er Verdrahtungselemente 35, 14, 15 kontaktiert werden oder über zusätzliche polymere Klebstoffadditive oder mit elektrisch leitfähigen Verbindungshilfsmitteln.
Das Chip-Modul 3 mit den Kontaktflächen 26 für die kontaktbehafteten Funktionen ist oberflä-, 15 chenbündig mit der Overlayfolie 19 in der Kavität 7 angeordnet. Die mechanische Befestigung ist nicht grafisch dargestellt und erfolgt mittels Heißklebefolien oder Dispenserklebstoffen und geeigneten Härtungs- beziehungsweise Trocknungsprozessen.
Im Gegensatz zur Batterie 4, die bereits im Laminatpaket integriert ist, wird die Kavität 7 erst in 20 den fertig laminierten Datenträgerkörper 2 gefräst. Im Zuge der Herstellung der Kavität 7 werden auch die Kontakte 9 bis 13 mittels Stirnfräsern hergestellt beziehungsweise freigelegt und diese Kontakte 9 bis 13 sind direkt den korrespondierenden Kontaktstellen 9' bis 13' auf der Unterseite des Chip-Moduls 3 gegenüberliegend angeordnet. 25 In die Kontaktelemente 9 bis 13 werden im Zuge des Einbaus des Chip-Moduls 3 mit einem Dispenser elektrisch leitfähige polymere Kontaktpasten gegeben, die dann den Kontakt zu Kontaktelementen 9' bis 13' auf der Unterseite des Chip-Moduls 3 im eingebauten Zustand bewirken. 30 In Figur 6 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit den diversen Laminatlagen 19 bis 15 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 4, 5, 6 in geschnittener Ansicht C-D aufgezeigt.
Gegenüber Figur 5 wird hier der Bereich des Tasters 5 schematisch dargestellt. Das Tasterele-35 ment 5 ist aus einem elektrisch leitfähigen Federkontaktmaterial hergestellt, wie beispielsweise aus Beryllium-Bronce und weist die drei Kontaktflächenbereiche 16', 17', 18' auf, wobei die Kontaktflächen 16', 17' permanent mit den Kontaktflächen 16, 17 der Verdrahtung 35 beziehungsweise der Antennen-Spule 6 in Berührung sind und die Kontaktfläche 17’ nur nach einem bewussten Zusammendrücken des Datenträgerkörpers 2 in dem Bereich der Aussparung 27 40 beziehungsweise im Bereich der Kontaktfläche 17' einen ohmschen Kontakt zwischen den Kontaktflächen 17, 17' bewirkt. Die Aussparung 27 in den Kernfolien 21, 22 bewirkt den Hohlraum 8 in dem sich das Schaltelement 5 bewegen kann.
In Figur 7 wird ein schematisches Schaltbild mit 6 Anschlußkontakten und den Komponenten 3, 45 4, 5, 6 aufgezeigt.
Gegenüber den bisherigen Ausführungsformen werden hier 6 anstelle 5 Kontakten zum Chip-Modul 3 vorgesehen. Die Batterie 4, die Spule 6 und der Schalter 5 werden direkt mit korrespondierenden Kontakten des Chip-Moduls 3 verbunden. In dieser Ausführung bewirkt der Tas-50 ter 4 einen bewussten Transaktionsvorgang über eine entsprechende elektronische Steuerung im Chip-Modul 3.
In Figur 8 wird ein schematisches Schaltbild mit 8 Anschlusskontakten und den Komponenten 30, 4, 5, 6, 31, 32 aufgezeigt. 55 9 AT 500 288 B1
In dieser Ausführung wird eine Variante dargestellt, bei der zwei elektrisch leitfähige Flächen 32 einen kapazitiven Ladevorgang bewirken. Ein entsprechendes Ladesystem für die aufladbare Batterie 4 weist zwei ähnlich gestaltete elektrisch leitfähige Flächen auf. Diese Flächen sind eng benachbart zu den Flächen 32 angeordnet. Es kann dadurch mit einem geeignetem Wechsel-5 ström und einer entsprechenden Spannung Energie kontaktlos, also ohne ohmsche Kopplung, übertragen werden. Diese muss allerdings noch im kontaktlosen IC-Modul 30 entsprechend gleichgerichtet und aufbereitet werden, um einen Ladevorgang der Batterie 4 bewirken zu können. io In dieser Ausführung wird das bisher verwendete Dual-Interface Chip-Modul 3 durch zwei Mo-dule ersetzt. Nämlich zum einen das Kontaktlos-Modul 30 und zum anderen das getrennt angeordnete, kontaktbehaftete Modul 31, wobei das kontaktbehaftete Modul 31 entsprechend der ISO/IEC 7816 in einer genau definierten Position angeordnet werden muss und das kontaktlose Modul 30 technisch günstig positioniert werden kann. 15
In Figur 9 wird ein schematisches Schaltbild mit 8 Anschlusskontakten und den Komponenten 30, 4, 5, 6, 32 dargestellt.
In dieser Ausführung wird ein kontaktloses Chip-Modul 30 verwendet und kann ein derartiger 20 Datenträger damit nur kontaktlos betrieben werden.
Grundsätzlich wäre damit die Einhaltung der Dicke gemäß ISO/IEC 7810 nicht unbedingt notwendig. 25 Die Kondensator-Flächen für das kapazitive Laden 32 werden weiters nicht nebeneinander angeordnet, sondern übereinander. Bevorzugt werden die Flächen 32 möglichst weit beabstan-det und derart nahe an der jeweils gegenüberliegenden Oberfläche des Datenträgerkörpers 2 angeordnet und in einem Ladegerät werden korrespondierende Flächen zum Laden möglichst nahe zu den Flächen 32 angeordnet, so dass eine gute kapazitive Kopplung gegeben ist und 30 ein effizienter Energietransfer möglich ist.
In Figur 10 wird ein schematisches Schaltbild mit 8 Anschlusskontakten und den Komponenten 30, 4, 5, 6, 33 aufgezeigt. 35 In dieser Ausführung wird eine zweite Spule 33 in den Kartenkörper 2 integriert und wird damit eine induktive Ladung der aufladbaren Batterie 4 ermöglicht.
In Figur 11 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 31, 34, 4, 5, 6 aufgezeigt. 40
In dieser Ausführungsform wird ein kontaktloser IC 30 verwendet, der allerdings auf der Oberfläche zumindest zwei Kontaktflächen 34 aufweist, die in Analogie zu den Spannungsversorgungskontaktflächen eines ISO/IEC 7816 Moduls ausgeführt sind und den Ladevorgang der Batterie 4 bewirken. Notwendige Elektronikkomponenten zu einem geregelten Ladevorgang 45 können dabei im kontaktlosen IC-Modul 30 mit den Spezialkontaktflächen 34 untergebracht werden. Der Schalter 5 kann wie bereits beschrieben integriert werden.
In Figur 12 wird eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dokumentenaufbaus 1 mit der beispielhaften Anordnung der einzelnen Komponenten 31, 34, 4, 5, 6 aufgezeigt. 50
In dieser Ausführung wird das kontaktlose Chip-Modul 30 mit zwei Kontaktflächen 34 ausgeführt, die in Analogie zu den Spannungsversorgungskontaktflächen eines ISO/IEC 7816 Moduls ausgeführt sind und den Ladevorgang der Batterie 4 bewirken. Zusätzlich ist dieses Modul 30, 34 als Taster 5 ausgebildet, wobei die Betätigung durch zusammendrücken des Datenträger-55 körpers 2 im Bereich des Moduls 5, 30, 34 erfolgt und dadurch ein bewusster Transaktionsvor-

Claims (15)

1 0 AT 500 288 B1 gang mit erhöhter Reichweite bewirkt werden kann. Patentansprüche: 5 1. Datenträger (1) mit einem IC-Modul (3, 30, 31) und einer Antenne (6) zur drahtlosen Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufladbare Batterie (4) und ein Schalter (5) in dem Datenträger (1) integriert sind, wobei erstens eine automatische drahtlose Datenübertragung mit geringer Reichweite möglich ist und zweitens zusätzlich eine über io den Schalter (5) ausgelöste drahtlose Datenübertragung über eine größere Entfernung möglich ist, mit einer um den Faktor 2 oder mehr erhöhten Sende-/Empfangsleistung.
2. Datenträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der willkürliche Datenübertragungsvorgang mit zumindest dem 5- bis 50-fachen Abstand möglich ist. 15
3. Datenträger (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Sendeleistung derart erhöht wird, dass ein willkürlicher Datenübertragungsvorgang mit zumindest dem doppelten, insbesondere dem 5- bis 50-fachen Abstand möglich ist.
4. Datenträger (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufladbare Batterie (4) über Kontakte (3, 34) auf der Oberfläche des Datenträgers (1) aufgeladen werden kann.
5. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der 25 Datenträger (1) die kontaktlose Datenübertragung im Frequenzbereich von 100 bis 135 kHz und/oder im HF-Bereich von 13,56 MHz und/oder im UHF Bereich von etwa 400 bis 915 MHz und/oder im Mikrowellenbereich bei 2,45 GHz beziehungsweise 5,8 GHz ausführt.
6. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (6) eine Spule oder ein Dipol ist.
7. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) in das Innere des Datenträgers (1) mit einem Hohlraum (8) eingebaut ist. 35
8. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) durch das Zusammendrücken der Oberflächen des Datenträgers (1) im Bereich des Schalters (5) mit zwei Fingern die bewusste Datenübertragung mit dem zumindest verdoppelten Übertragungsabstand bewirkt und dabei ein deutliches Geräusch er- 40 zeugt, das synchron mit dem Einschaltvorgang wahrnehmbar ist.
9. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) bei Betätigung zusätzlich zur Auslösung der bewussten Datenübertragung mit zumindest dem verdoppelten Abstand ein akustisches Element, wie beispielsweise einen 45 Piezo-Schallgeber, aktiviert und derart den bewussten Datenübertragungsvorgang akus tisch signalisiert.
10. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) mit den Kontaktelementen (16', 17') ein äußeres Spulenende (16) über das so Kontaktelement (18) den Anschluss an die Kontaktierung der Antenne zum Chipmodul (10) bewirkt und derart als eine Brücke funktioniert.
11. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) in das kontaktlose Chipmodul (5, 34, 31) derart integriert ist, dass dieses Mo- 55 dul (5, 34, 31) die Position auf dem Datenträger gemäß ISO 7816 einnimmt und die 1 1 AT 500 288 B1 Anschlussbelegung derart ausgeführt ist, dass in einem üblichen ISO 7816 konformen Lesegerät ein Ladevorgang der Batterie (4) gewährleistet ist und zusätzlich dieses Modul (5, 34, 31) als Schalter (5) verwendet werden kann, wobei der elektrische Schaltvorgang durch einen Mikroschalter im Modul als auch durch ein entsprechend ausgebildetes Feder-5 element im Kontaktbereich des Moduls (5, 34, 31) zur Verdrahtung (35) bewirkt werden kann und der kontaktlose IC (31) in das Modul (5, 34, 31) integriert ist.
12. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aufladbare Batterie (4) durch die Spule (6) geladen wird. 10
13. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aufladbare Batterie (4) durch flächige paarweise Elektroden (32), die in den Datenträger (1) integriert sind, kapazitiv und berührungslos geladen wird.
14. Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aufladbare Batterie (4) durch eine zusätzliche Spule (33), die in den Datenträger (1) integriert ist, induktiv und berührungslos geladen wird.
15. Anwendung eines Datenträgers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn- 20 zeichnet, dass er zum Öffnen einer Schranke, eines Garagentors und/oder zur Kommunikation mit einem entfernten Lesegerät verwendet wird. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 55
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