DE102004015283B4

DE102004015283B4 - IC-Karte

Info

Publication number: DE102004015283B4
Application number: DE102004015283.7A
Authority: DE
Inventors: Terutaka Maruyama; Mitsuru Nakagawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: FR2853139A1; DE102004015283A1; JP4103653B2; KR100692671B1; JP2004295498A; US6882541B2; US20040190267A1; FR2853139B1; CN1322468C; CN1534545A; KR20040084833A

Abstract

Kartenförmige IC-Karte, welche aufweist: – einen IC (2); – eine Leiterplatte (1), auf der der IC (2) befestigt ist; und – ein Hartmaterialelement (5), das aus einem thermoplastischen oder wärmehärtenden Harz aufgebaut ist und den IC (2) und die Leiterplatte (1) bedeckt, wobei – die Leiterplatte (1) zusammen mit dem Hartmaterialelement (5) in mehrere Abschnitte geteilt ist, – die Abschnitte unter Verwendung einer flexiblen elektrischen Verdrahtung (4) verbunden sind, – die elektrische Verdrahtung (4) durch ein elektrisch isolierendes Weichmaterialelement (6) bedeckt ist, das wenigstens entweder ein elastisches Harz oder ein Gummi aufweist, und – ein Umfangsrand der IC-Karte aus einem weiteren Weichmaterialelement (7) gebildet ist, das einteilig mit dem Weichmaterialelement (6) und aus dem gleichen Material wie das Weichmaterialelement (6) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine IC-Karte, die eine integrierte Schaltung (IC) aufweist.
In einer typischen IC-Karte ist eine integrierte Schaltung (IC) auf einer Leiterplatte befestigt. Die Leiterplatte ist zusammen mit dem IC innerhalb eines kartenförmigen umrahmten Körpers enthalten. Der aus einem festen Harz bestehende umrahmte Körper verringert derart eine auf die IC-Karte und die Leiterplatte ausgeübte Spannungsbelastung, dass verhindert wird, dass die IC-Karte und die Leiterplatte durch eine externe Biegungsbeanspruchung zu Schaden zu kommen (s. JP H08-197 878 A ). Eine Flexibilität der IC-Karte wird hierbei durch den zwei gekreuzte Rillen aufweisenden umrahmten Körper und durch die aus einem harten Material bestehende Leiterplatte erzeugt, wie zum Beispiel eine Glas-Epoxid-Leiterplatte. Dies beschränkt die auf den umrahmten Körper, die Leiterplatte und den zerbrechlichen IC ausgeübte externe Biegebeanspruchung und verhindert den Bruch oder die Beschädigung der Leiterplatte, des umrahmten Körpers oder des ICs. Die auf die IC-Karte ausgeübte externe Biegebeanspruchung wird beispielsweise erzeugt, wenn ein eine IC-Karte in seiner Tasche tragender Anwender sich hinsetzt.
Die nach obiger Beschreibung aufgebaute IC-Karte weist jedoch einen Aufbau auf, bei dem der harte, umrahmte Körper und die Leiterplatte über der gesamten Fläche der IC-Karte vorhanden sind. Selbst wenn die IC-Karte die Rillen aufweist, welche auf der Leiterplatte oder auf dem umrahmten Körper gebildet sind, kann die IC-Karte nur mit einer beschränkten Flexibilität versehen werden.
Aus der DE 92 07 613 U1 ist ferner ein elektronisches SMD-Bauelement bekannt, welches auf einem Trägermaterial angeordnet ist und bei dem das Trägermaterial flächige Anschlüsse aufweist und das Bauelement mit seinen Anschlüssen von einer Abdeckschicht umschlossen ist. Ein oder mehrere elektronische Halbleiter-Chips sind auf einem als Leiterplattenmaterial ausgebildeten Trägermaterial angeordnet, und die flächigen Anschlüsse sind über Durchkontaktierungen mit der Rückseite des Leiterplattenmaterials verbunden. Die EP 1 271 397 A2 offenbart darüber hinaus eine IC-Karte mit einem ersten Abschnitt, der in einen Karteneinschub einzufügen ist, und einem zweiten Abschnitt, der aus dem Karteneinschub nach außen hervorragt, wenn der erste Abschnitt in den Karteneinschub eingefügt ist. Der erste und der zweite Abschnitt sind über eine biegbare Verbindung miteinander verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine auf eine Leiterplatte und einen IC einer IC-Karte ausgeübte Belastung zu verringern und einen vorbeugenden Effekt bezüglich einer Beschädigung oder eines Bruchs der IC-Karte zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine kartenförmige IC-Karte nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird die IC-Karte im Vergleich zu einem Aufbau einer IC-Karte, bei der ein umrahmter Körper aus einem harten Material oder eine Leiterplatte über der gesamten Fläche der IC-Karte vorhanden ist, mit einer Flexibilitätseigenschaft versehen. Dies führt zu einer Verbesserung eines vorbeugenden Effekts bezüglich einer Beschädigung oder eines Bruchs der IC-Karte.
Die obige Aufgabe, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Perspektivansicht eines inneren Aufbaus einer IC-Karte gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Außenansicht der IC-Karte gemäß der ersten Ausführungsform;
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 2;
4 eine Perspektivansicht eines inneren Aufbaus einer IC-Karte gemäß einer zweiten nicht beanspruchten Ausführungsform;
5 eine Außenansicht der IC-Karte gemäß der zweiten Ausführungsform; und
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus 5.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt einen inneren Aufbau einer IC-Karte gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die IC-Karte weist eine Leiterplatte 1 auf, die eine flexible Leiterplatte (FPC) verwendet. Die FPC (flexible Leiterplatte) ist aus einem isolierenden Film wie zum Beispiel einem Polyamidfilm oder Polyesterfilm aufgebaut, in der eine Verdrahtungsstruktur gebildet ist.
Auf der Leiterplatte 1 sind eine integrierte Schaltung (IC) 2 und weitere elektronische Komponenten 3 befestigt. Der IC 2 und die Komponenten 3 sind auf einer einzigen Fläche (Oberseite) der Leiterplatte 1 befestigt; sie können jedoch auf beiden Flächen (Ober- und Unterseite) der Leiterplatte 1 befestigt sein.
An der Unterseite der Leiterplatte 1 ist ein elektrisch isolierendes Plattenelement 1a angeordnet, das härter als die FPC ist (s. 3). Das Plattenelement 1a verhindert, dass die Leiterplatte 1 elastisch verformt wird, wenn der IC 2 auf der Leiterplatte 1 befestigt wird. Das Plattenelement 1a weist eine Epoxid-Glasfaser-Platte auf.
Ferner kann in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung das Plattenelement 1a weggelassen werden. Genauer gesagt kann ein IC auf einer Leiterplatte 1 befestigt werden, die temporär auf einem Sockel (nicht gezeigt) angeordnet ist. Ferner kann das Plattenelement 1a weggelassen werden, wenn ein hartes Material wie beispielsweise eine Glas-Epoxid-Leiterplatte für eine Leiterplatte 1 verwendet wird.
Die den IC 2 oder die Komponenten 3 aufweisende Leiterplatte 1 ist derart in die mehreren Abschnitte geteilt, dass die mehreren Abschnitte, wie in 1 gezeigt, auf der gleichen Ebene angeordnet sind. Ferner laufen die die Abschnitte bildenden Trennlinien der Leiterplatte 1 nicht über die Positionen des ICs 2 und der Komponenten 3. In dieser Ausführungsform ist die Leiterplatte 1 derart in sechs Abschnitte geteilt, dass jeder Abschnitt quadratisch oder rechteckig ist.
Die mehreren Abschnitte der Leiterplatte 1 sind über flexible elektrische Verdrahtungen 4 elektrisch verbunden. In dieser Ausführungsform sind die elektrischen Verdrahtungen 4 aus der FPC gebildet, ähnlich der Leiterplatte 1. Die elektrischen Verdrahtungen 4 können jedoch aus einem Kabel wie beispielsweise einem bekannten Flachkabel gebildet sein.
Die den IC 2 und die Komponenten 3 aufweisende Leiterplatte 1 ist durch ein elektrisch isolierendes Hartmaterialelement 5 bedeckt, während die elektrischen Verdrahtungen durch ein Weichmaterialelement 6 bedeckt sind. Ferner ist ebenso sowohl das Hartmaterialelement 5 als auch die Leiterplatte 1 in die mehreren Abschnitte geteilt.
Das Hartmaterialelement 5 kann aus einem thermoplastischen Harz oder wärmehärtenden Harz wie beispielsweise einem Epoxidharz oder einem Polycarbonat gebildet sein. Das Weichmaterialelement 6 kann vorzugsweise ein Gummi wie zum Beispiel einen thermoplastischen gummiähnlichen Kunststoff oder ein Siliziumgummi verwenden. Das Hartmaterialelement 5 und das Weichmaterialelement 6 sind derart gebildet, dass sie einen engen Kontakt aufweisen.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Bilden des Hartmaterialelements 5 beschrieben. Wenn das Hartmaterialelement 5 ein Epoxidharz oder dergleichen verwendet, wird ein bekanntes Verkapselung-bildendes Verfahren verwendet. Hierbei wird ein Zwei-Flüssigkeiten-Harz in einem Vakuumzustand in eine bestimmte die Leiterplatte 1 aufweisende Form gegossen und anschließend verfestigt.
Verwendet dagegen das Hartmaterialelement 5 ein Polycarbonat oder dergleichen, wird ein bekanntes Spritzguss-bildendes Verfahren verwendet. Hierbei wird ein flüssiges Harz in eine die Leiterplatte aufweisende bestimmte Form eingespritzt und anschließend verfestigt.
Ferner wird bezüglich einem Bildungsverfahren des Weichmaterialelements 6 ein bekanntes Verkapselung-bildendes Verfahren verwendet, wenn das Weichmaterialelement 6 ein Siliziumgummi oder dergleichen verwendet. Wenn das Weichmaterialelement 6 dagegen einen thermoplastischen gummiähnlichen Kunststoff oder dergleichen verwendet, wird ein bekanntes Spritzguss-bildendes Verfahren verwendet. Zusätzlich werden das Hartmaterialelement 5 und das Weichmaterialelement 6 derart vorteilhaft gebildet, dass sie unterschiedliche individuelle Farben aufweisen.
Der Umfangsrand der IC-Karte 1 ist aus einem Weichmaterialelement 7 gebildet, was die Schlagfestigkeit der IC-Karte 1 verbessert. Das Material des Weichmaterialelements 7 ist das Gleiche wie das des Weichmaterialelements 6, so dass sowohl das Weichmaterialelement 7 als auch das Weichmaterialelement 6 integriert sind.
Vorteilhaft ist die IC-Karte 1 ferner nicht mehr als 5 mm dick. In dieser Ausführungsform sind die Weichmaterialelemente 6, 7 circa 3 mm breit, so dass die IC-Karte 1 circa 86 mm × circa 54 mm misst.
Gemäß obiger Beschreibung ist in dieser Ausführungsform die den IC 2 und das Plattenelement 1a aufweisende Leiterplatte 1 an seinen beiden Oberflächen durch ein Hartmaterialelement 5 bedeckt. Dies beschränkt eine direkte Aufbringung der externen Biegebeanspruchung auf das Plattenelement 1a und den IC 2 und ermöglicht eine Verringerung einer auf das Plattenelement 1a und den IC 2 ausgeübten Spannungsbelastung.
Ferner wird die das harte Plattenelement 1a zusammen mit dem Hartmaterialelement 5 aufweisende Leiterplatte 1 in die mehreren Abschnitte geteilt. Diese mehreren geteilten Abschnitte der Leiterplatte 1 sind über die flexiblen elektrischen Verdrahtungen 4 verbunden und versehen die IC-Karte mit einer ausreichenden Flexibilität. Dies ermöglicht eine Verbesserung eines vorbeugenden Effekts bezüglich des Bruchs oder der Beschädigung der IC-Karte.
In dieser Ausführungsform ist das Weichmaterialelement 6 derart zwischen den geteilten Abschnitten des Hartmaterialelements 5 angeordnet, dass die Schlagfestigkeit der IC-Karte verbessert wird.
Ferner ist das Hartmaterialelement 5 derart durch das Spritzguss-bildende oder das Einbettung-bildende Verfahren gebildet, dass es einen engen Kontakt zu der Leiterplatte 1 und den ICs 2 aufweist. Dies verbessert eine wasserdichtmachende Eigenschaft der Leiterplatte 1 und der ICs 2.
(Zweites Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 wird ein nicht beanspruchter Unterschied zu der ersten Ausführungsform beschrieben. In der ersten Ausführungsform sind die mehreren Abschnitte einer Leiterplatte 1 in einer IC-Karte 1 beinhaltet. In einer zweiten Ausführungsform ist nur eine einzige Leiterplatte 1, wie in 4 gezeigt, als eine der mehreren Abschnitte einer IC-Karte in einer IC-Karte beinhaltet. Wie in den 5 und 6 gezeigt, weist die IC-Karte einen einzigen, eine Schaltung aufweisenden Kartenabschnitt 5A, welcher eine Leiterplatte 1 und einen IC 2 aufweist und mehrere keine Schaltung aufweisende Kartenabschnitte 5B auf, welche weder eine Leiterplatte 1 noch einen IC 2 aufweisen.
In einer in 6 gezeigten Schnittansicht weist der die Schaltung aufweisende Kartenabschnitt 5A den gleichen Aufbau wie der der ersten Ausführungsform auf. Hierbei bedeckt ein elektrisch isolierendes Hartmaterialelement 5 derart die beiden Oberflächen einer Leiterplatte 1, an der ein IC 2 befestigt ist und an der ein Plattenelement 1a angeordnet ist, dass ein kartenförmiger Abschnitt 5A gebildet wird. Dagegen ist der keine Schaltung aufweisende Kartenabschnitt 5B nur aus einem Hartmaterialelement 5 gebildet und zwar derart, dass er einen kartenförmigen Abschnitt 5B bildet. Beide der Kartenabschnitte 5A, 5B sind unter Verwendung eines Weichmaterialelements 6 mechanisch miteinander verbunden.
Gemäß obiger Beschreibung sind in der zweiten Ausführungsform die beiden Oberflächen der den IC 2 aufweisenden Leiterplatte durch ein Hartmaterialelement 5 bedeckt. Dies schränkt eine direkte Aufbringung der externen Biegebeanspruchung auf das Plattenelement 1a und den IC 2 ein und ermöglicht eine Verringerung einer auf das Plattenelement 1a und den IC 2 ausgeübten Spannungsbelastung.
Ferner sind ein eine Schaltung aufweisender Kartenabschnitt 5A, welcher eine an einem harten Plattenelement 1a angeordnete Leiterplatte 1 aufweist und ein keine Schaltung aufweisender Kartenabschnitt 5B separat vorgesehen. Beide der Kartenabschnitte 5A, 5B sind unter Verwendung eines Weichmaterialelements 6 mechanisch verbunden, was eine IC-Karte mit einer Flexibilitätseigenschaft versieht. Dies führt zu einer Verbesserung eines vorbeugenden Effekts bezüglich des Bruchs oder der Beschädigung der IC-Karte.
(Weitere Modifikationen)
Die vorliegende Erfindung kann auf IC-Karten ausgerichtet sein, die in verschiedenartigen Anwendungen verwendet werden. Insbesondere kann sie vorzugsweise auf eine IC-Karte anwendbar sein, welche über ein drahtloses Kommunikationsverfahren mit einem Fahrzeug kommuniziert, zum Beispiel, eine IC-Karte, welche unter Verwendung eines drahtlosen Kommunikationsverfahrens zur Beeinflussung eines Offen/Zu-Zustands eines Fahrzeugtürschlosses verwendet wird. Ferner kann die vorliegende Erfindung auf eine IC-Karte zur Kommunikation mit einem öffentlichen Telefon ausgerichtet sein.
Darüber hinaus kann eine IC-Karte, welche eine Antenne oder eine eingebaute Batterie in ihrem Hartmaterialelement 5 oder Weichmaterialelement 6, 7 aufweist, vorteilhaft einen Aufbau verwenden, welcher durch die vorliegende Erfindung vorgesehen ist. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf eine IC-Karte ausgerichtet sein, welche im Stande ist, ferngesteuert (kontaktlos) geladen zu werden, und zwar ohne die eingebaute Batterie dank einer eingebauten Sekundärspule zum Erzeugen einer induktiven elektromotorischen Kraft.
In der ersten Ausführungsform bedeckt ein Weichmaterialelement 6 eine elektrische Verdrahtung 4; die elektrische Verdrahtung 4 kann jedoch auch angeordnet sein, ohne durch das Weichmaterialelement 6 bedeckt zu sein.
In der ersten Ausführungsform sind die Leiterplatte 1 und eine elektrische Verdrahtung 4 unter Verwendung einer FPC integriert gebildet; die Leiterplatte 1 und die elektrische Verdrahtung 4 können jedoch auch separat gebildet sein.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform berühren sich ein Hartmaterialelement 5 und ein Weichmaterialelement 6 oder liegen sich gegenseitig an beiden der flachen Oberflächen gegenüber; es können jedoch beide als im Eingriff stehend miteinander verbunden sein. Dies ermöglicht eine Erhöhung einer vorteilhaften Befestigung zwischen dem Hartmaterialelement 5 und dem Weichmaterialelement 6.
Darüber hinaus kann eine IC-Karte in der ersten und in der zweiten Ausführungsform bezüglich ihres Designs erweitert werden. Genauer gesagt wird ein ein Druckbild aufweisender flexibler Film an beiden Oberflächen eines Hartmaterialelements 5, eines Weichmaterialelements 6 und eines Weichmaterialelements 7 angeordnet. Ferner kann das Drucken direkt auf beide Oberflächen des Hartmaterialelements 5, des Weichmaterialelements 6 und des Weichmaterialelements 7 angewandt werden.

Claims

Kartenförmige IC-Karte, welche aufweist: – einen IC (2); – eine Leiterplatte (1), auf der der IC (2) befestigt ist; und – ein Hartmaterialelement (5), das aus einem thermoplastischen oder wärmehärtenden Harz aufgebaut ist und den IC (2) und die Leiterplatte (1) bedeckt, wobei – die Leiterplatte (1) zusammen mit dem Hartmaterialelement (5) in mehrere Abschnitte geteilt ist, – die Abschnitte unter Verwendung einer flexiblen elektrischen Verdrahtung (4) verbunden sind, – die elektrische Verdrahtung (4) durch ein elektrisch isolierendes Weichmaterialelement (6) bedeckt ist, das wenigstens entweder ein elastisches Harz oder ein Gummi aufweist, und – ein Umfangsrand der IC-Karte aus einem weiteren Weichmaterialelement (7) gebildet ist, das einteilig mit dem Weichmaterialelement (6) und aus dem gleichen Material wie das Weichmaterialelement (6) ausgebildet ist.
IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die mehreren Abschnitte, welche unter Verwendung der elektrischen Verdrahtung (4) verbunden sind, in das Weichmaterialelement (6) eingefügt sind.
IC-Karte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verdrahtung eine flexible Leiterplatte aufweist.
IC-Karte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leiterplatte (1) eine flexible Leiterplatte aufweist, und – die Leiterplatte (1) und die elektrische Verdrahtung (4) integriert gebildet sind.
IC-Karte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) eine flexible Leiterplatte aufweist.
IC-Karte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) in das Hartmaterialelement (5) aus Harz eingefügt ist.