CH656471A5 - Tragbares, aus mehreren schichten aufgebautes ausweiselement. - Google Patents

Tragbares, aus mehreren schichten aufgebautes ausweiselement. Download PDF

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CH656471A5
CH656471A5 CH4446/81A CH444681A CH656471A5 CH 656471 A5 CH656471 A5 CH 656471A5 CH 4446/81 A CH4446/81 A CH 4446/81A CH 444681 A CH444681 A CH 444681A CH 656471 A5 CH656471 A5 CH 656471A5
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Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Ausweiselement gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein tragbares Ausweiselement dieser Art ist aus der US-PS 3 702 464 bekannt. Mit diesen Elementen ist es möglich, allerhand persönliche oder finanzielle, möglicherweise durch Geheimcode geschützte Informationen aufzunehmen, zu speichern und zu übertragen. Derartige Elemente müssen dazu einen oder mehrere Speicher (PROM, EPROM) enthalten und es können eine oder mehrere Zentraleinheiten (z.B. Mikroprozessoren) zugesetzt werden. Die Gesamtanordnung kann mit einer externen Maschine oder Anschlusseinheit kommunizieren und zusammenarbeiten. Das tragbare Element kann eine innere Speisung (z.B. Batteriezellen) besitzen oder auch durch die externe Maschine gespeist und mit Daten versorgt werden (galvanisch oder kontaktfrei).
Bekannte tragbare Aus weiselemente gemäss der US-PS 3 702 464 besitzen eine verhältnismässig steife Struktur mit einer hohen Biegewiderstandsfähigkeit. Da der Träger der integrierten Schaltung über ein verhältnismässig grosses Gebiet auf der Haupttrageschicht geschichtet ist, verursacht das Biegen des tragbaren Ausweiselementes verhältnismässig hohe innere Spannungen im Element.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die inneren Spannungen im Träger der integrierten Schaltung, die durch einen Biegevorgang in der Schichtstapelung verursacht werden, möglichst weit zu reduzieren sowie die Ableitung der von den Festkörperschaltungen erzeugten Wärme mit einfachen Mitteln zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemässe Ausweiselement die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.
Die Deckschichten und die Haupttrageschicht können aus Polyvinylchlorid bestehen, während der Träger vorzugsweise aus Polyimid bestehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch das als Karte ausgebildete Ausweiselement,
Fig. 2a eine Frontansicht der Karte,
Fig. 2b eine Rückansicht der Karte,
Fig. 3a eine Draufsicht auf die Metallschicht, und
Fig. 3b eine Ansicht des Profils.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein tragbares Ausweiselement in der Ausführung als Schichtstapelung dargestellt. Derartige Ausweiselemente sind beispielsweise als Scheckkarte verwendbar, was in Fig. 2a durch Aufschriften allgemeiner Art im Form von Zahlen und Buchstaben angedeutet ist. Die heutigen Scheckkarten in der Verwendung beim allgemeinen Publikum sind passive Datenträger, die nur zwei Aufgaben erfüllen:
- zurückgestellte Bezahlung durch mechanische Übertragung einer in der Karte hohlgeprägten Nummer auf ein Zahlungsblatt, das zum Ausgleichen seiner Schuld vom Debitor unterzeichnet wird,
- die Ausgabe von Banknoten durch spezielle Maschinen bei von Hand betätigter Eingabe eines Geheimcodes, der mit der in den Magnetspuren auf der Karte befindlichen Information verknüpft ist.
Ein Datenträger dieser Art hat viele Nachteile. Er kann verloren gehen oder gestohlen werden und, da die Kennungs-nummer sichtbar ist, lässt er sich leicht für unzulässige Bezahlung verwenden. Hinsichtlich der Ausgabe von Banknoten kann die magnetische Einschrift des Geheimcodes durch ein kräftiges Magnetfeld oder durch Wärme gelöscht oder sie kann mit Hilfe eines speziellen Lesegeräts für Magnetmuster gelesen werden.
Tragbare Elemente mit einer oder mehreren aktiven Elektronikschaltungen bieten einerseits Möglichkeiten zu Verwirklichung einer grösseren Sicherheit und zum anderen ein Mittel, bei dem zusätzliche Funktionen durchführbar sind, wie Datenausgabe, Aktualisierung eines Bankkontos, Verwaltung einer Datei, Identifizierung des Trägers (zum Beispiel durch Stimmvergleich), usw.
Das tragbare Ausweiselement nach Fig. 1 enthält eine mittlere Haupttrageschicht 1 aus Polyvinylchlorid mit einer üblichen Dicke von 0,5 mm, in der sich ein Hohlraum 2 befindet, der zum Aufnehmen von aktiven Festkörperschaltungen 3 dient, die aus einer oder mehreren Halbleiterelementen bestehen können, die miteinander verbunden sind und durch eine dünne Schicht 4 aus Polyimid getragen werden. Gesondert betrachtet, ist die Verwirklichung eines dünnen und flexiblen Polyimid-Trägers mit Durchlöcherung und Metallisierung an beiden Seiten in der französischen Patentanmeldung Nr. 7 524 882 beschrieben. Die Verwendung eines derartigen Trägers zur Verwirklichung einer relativen Befestigung und Verbindung der Festkörperschaltungen wurde in der französischen Patentanmeldung Nr. 7 705 769 beschrieben.
Das Leiternetz auf dem dünnen Polyimid-Träger 4 ist also an beiden Seiten des Trägers anbringbar, wenn die Verbindung über metallisierte Löcher erfolgt. Weiter sind an den Enden des Netzes metallisierte Kontakte 5 und 5' vorgesehen. Diese Kontakte können als Datenanschlussteile oder Leistungsanschlüsse verwendet werden.
Zwei dünne Polyvinylchlorid-Schichten 6 und 6' mit einer
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
656471
Dicke von weniger als 0,1 mm sind an beiden Seiten der Karte angeordnet und schliessen damit die Einheit als Deckschichten ein. An den Stellen der metallisierten Kontakte 5 und 5' sind Öffnungen vorgesehen, so dass diese Kontakte von aussen her zugänglich bleiben. Diese Schichten sind zunächst durchsichtig, werden aber bei der Stapelung undurchsichtig. Die Dicke der zusammengesetzten Karte ist nicht grösser als 0,76 mm, was der standardisierte Wert für Scheckkarten ist.
An der Rückseite ist in direktem Kontakt mit der Haupttrageschicht 1 eine dünne Metallschicht 7 angeordnet, die zum Ableiten der im Betrieb in der Festkörperschaltung entwickelten Wärme dient. Diese Schicht 7 arbeitet also als Wärmestrahler, so dass die Temperatur in Höhe der Festkörperschaltung innerhalb zulässiger Grenzen gehalten werden kann.
Versuche beim Eingeben von Daten in den Speicher der Festkörperschaltung haben eine Wärmeverlustleistung von 1 W in 50 ms ergeben. Ohne Wärmestrahler erreichte die Temperatur einen Wert von etwa 180°C und die Karte wurde beschädigt; dagegen überstieg die Temperatur nicht 60°C nach Einbau des Strahlers.
Weiter ist die dünne Metallschicht 7 mit einer Vielzahl von Öffnungen 9 versehen.
In der letzten Herstellungsstufe der Karte erfolgt eine Laminierungsoperation bei einer Temperatur über 100°C und unter hohem Druck. Die zwei PVC-Schichten 1 und 6' werden teilweise in die Öffnungen 9 durchgedrückt, berühren sich und erstarren, wobei sie besonders wirksam die Metallschicht 7 verankern.
Auf gleiche Weise kann die dünne Polyimidschicht 4 mit einer Vielzahl von Öffnungen 8 durchlöchert sein, wodurch die gleiche Verankerung für diese Schicht in einer vergleichbaren flexiblen Weise erreicht wird; diese Flexibilität verringert die inneren Spannungen, die im Gebrauch der Karte durch Biegevorgänge auftreten.
Die dünne Metallschicht 7 kann aus Kupfer hergestellt sein und eine Dicke von 10 100 jxm haben. Im Hohlraum 2 ist eine Menge von Einkapselungsharz 10 dargestellt. Auf diese Weise verbessert sich die Halterung der Anordnung und die Wärmeübertragung von den Festkörperschaltungen 3 auf die
Metallschicht 7 wird grösser. An sich gehört die Verwendung derartiger Einkapselungsharze zur normalen Technologie. Biegeversuche an der vollständigen Anordnung, ausgeführt gemäss der DIN-Norm (Durchbiegung 21 mm und 20.000 s Versuche), haben die richtige Festigkeit der Anordnung ergeben. Es sei bemerkt, dass in der Zeichnung die einzelnen Schichten und weitere Elemente der Anordnung etwas auseinandergezogen sind, um eine grössere Deutlichkeit zu erreichen. Weiter ist in Fig. 1 ein geringer Teil des Gebiets des io tragbaren Elements ersichtlich.
In Fig. 2a ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Karte dargestellt. Die Kontaktpunkte 5 und 5' sind nur durch die Öffnungen sichtbar, die dazu in der ersten PVC-Schicht angebracht sind. Es sind acht Kontakte gezeigt, aber ls die Zahl beschränkt sich nicht darauf.
In Fig. 2b ist eine Rückansicht der Karte dargestellt, aus der die Lage der Metallschicht 7 in bezug auf Magnetspuren 11,12 und 13 ersichtlich ist, die z.Z. auf nichtelektrischen Karten zur Verfügung stehen und hier ermöglichen, die Karte 20 auch auf die bekannte magnetische Weise auszulesen.
In diesem Positionierungsbeispiel wird die Metallschichtposition durch ein verhältnismässig langes Rechteck gebildet, das sich zwischen den zwei unteren Magnetspuren 12 und 13 befindet. Die geringe Dicke der Metallschicht 7 von z.B. 25 wenigen zehn Mikrometern ermöglicht die Aufnahme dieser Schicht in die Haupttrageschicht nach der Stapelung ohne wesentliche Erhöhung ihrer Dicke.
In Fig. 3a ist eine Draufsicht auf die Metallschicht 7 in Rechteckform mit einer Vielzahl von Öffnungen 9 für die 30 Befestigung der Metallschicht 7 dargestellt.
Fig. 3b zeigt eine Ansicht des Profils der Metallschicht 7 nach Fig. 2 mit einem Schutzring 14 beispielsweise aus Teflon, der sich auf gleicher Höhe mit dem Hohlraum 2 in der Haupttrageschicht 1 befindet. Dieser Ring soll das 35 Hinein- oder Herausfliessen von Kunststoff in diesem Hohlraum bei der Stapelungsoperation begrenzen.
Ein tragbares Element nach obiger Beschreibung ist für mehrere Anwendungen einsetzbar, wie für Elektronik-Zahlungskarten, für Pässe oder für Träger mit vertraulichen 40 Informationen. Die Metallschicht 7 kann verschiedene Dik-kenwerte und/oder Formen haben.
B
1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

656471 2 PATENTANSPRÜCHE
1. Tragbares Ausweiselement mit einer Stapelung mehrerer Schichten (6,4,1,7,6') bestehend aus elektrisch isolierendem Kunststoff, in der zumindest eine elektronische, integrierte Festkörperschaltung (3) für Datenverarbeitung aufgenommen ist, welches Element mit Datenanschlussteilen (5, 5') für externen Zugriff zur elektronischen Festkörperschaltung (3) ausgerüstet ist, wobei die elektronische Festkörperschaltung (3) von einem Träger (4) getragen wird, der aus elektrisch isolierendem Kunststoff besteht und sich bis über einen Hohlraum (2) erstreckt, der in einer Haupttrageschicht (1) aus thermoplastischem, elektrisch isolierendem Kunststoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) sich zwischen einer ersten, aus thermoplastischem, elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Deckschicht (6) und der Haupttrageschicht (1) befindet, wobei der Träger (4) mit Öffnungen (8) versehen ist, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Hohlraums (2) befinden und durch die hindurch Teile der ersten Deckschicht (6) und der Haupttrageschicht (1) miteinander verbunden sind, und dass eine Metallschicht (7) vorhanden ist, die in Wärmekontakt mit der elektronischen Festkörperschaltung (3) steht und sich zwischen einer zweiten, aus thermoplastischem, elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Deckschicht (6') und der Haupttrageschicht (1) befindet, wobei die Metallschicht (7) mit Öffnungen (9) versehen ist, welche sich beidseitig des Hohlraums (2) befinden und durch welche Teile der zweiten Deckschicht (6') und der Haupttrageschicht (1) miteinander verbunden sind.
2. Tragbares Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (6,6') und die Haupttrageschicht (1) aus Polyvinylchlorid bestehen, während der Träger (4) aus einem Polyimid besteht.
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