DE102017116736B3

DE102017116736B3 - Chipkartenmodul, verfahren zum herstellen eines chipkartenmoduls, chipkarte und verfahren zum prüfen eines chipkartenmoduls

Info

Publication number: DE102017116736B3
Application number: DE102017116736.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Spöttl; Jens Pohl; Frank Püschner; Peter Stampka; Ralph Domnick; Mathias Belzner; Daniel Weiss
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2018-12-13
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: CN109291684B; US10585034B2; US20190033206A1; CN109291684A

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Chipkartenmodul bereitgestellt. Das Chipkartenmodul kann einen Träger und einen den Träger zumindest teilweise bedeckenden Schichtenstapel aufweisen. Der Schichtenstapel kann eine Reflexionsschicht, eine über der Reflexionsschicht angeordnete lichtdurchlässige Schicht und eine über der lichtdurchlässigen Schicht angeordnete, für Licht teildurchlässige Silberschicht, welche eingerichtet ist zum Reflektieren eines Teils von auf sie auftreffendem Licht, aufweisen.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen ein Chipkartenmodul, ein Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls, eine Chipkarte und ein Verfahren zum Prüfen eines Chipkartenmoduls.
Herkömmliche Chipkartenmodule können mittels spezieller Tinten, Hologramme, oder Strichcodes mit Markierungen versehen sein, welche entweder nur visuell oder mittels spezieller Geräte (zum Beispiel UV-Messgeräten) ausgelesen werden können. Bedingt durch ihre Herstellungsweise können diese Markierungen mittels entsprechendem Know-how und Aufwand kopiert werden. Das visuelle Auslesen kann fehleranfällig sein. Ein Verwenden einer speziellen Ausrüstung zum Auslesen kann aufwändig (Prüfgut unter Prüfgerät legen usw.) und/oder -je nach benötigtem Gerät - teuer sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Dünnschichtsystem bereitgestellt, das bei verschiedenen Anwendungen wie zum Beispiel Chipkartenmodulen (kontaktbasierend, kontaktlos, Dual Interface, ohne (elektronischen) Chip), elektronischen Identifikationsdokumenten (eID-Dokumenten) mit Chipkartenmodulen (kontaktbasierend, kontaktlos, Dual Interface, ohne (elektronischen) Chip) verwendet werden kann, um die Echtheit festzustellen. Unter einem Chipkartenmodul ohne elektronischen Chip kann beispielsweise ein Halbleiterplättchen (z.B. ein Siliziumplättchen) zu verstehen sein, welches mit einem Sicherheitsmerkmal versehen sein kann und beispielsweise in eine Chipkarte einlaminiert sein oder werden kann, aber über keinen eigenen Schaltkreis verfügt.
Das Dünnschichtsystem kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen bei verschiedener Beleuchtung unterschiedliche selektive Lichtreflexion aufweisen, welche sowohl visuell als auch mit einem Mobiltelefon und/oder einem Fotometer auslesbar sein kann. Bedingt durch ihre Materialkombination kann die Schicht nahezu unkopierbar sein. Außerdem kann der Effekt einfach und schnell zu erkennen sein.
Das Dünnschichtsystem (auch als Schichtenstapel oder Schichtsystem bezeichnet) kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf einer Metalloberfläche (zum Beispiel Gold (Au), Palladium (Pd), Nickel (Ni), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Aluminium (Al) oder Stahl) oder auf Silizium (Si) aufgebracht sein oder werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf der Metall-oder Siliziumoberfläche mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) eine Schichtkombination aufgebracht sein oder werden. Das Schichtsystem (der Schichtenstapel) kann bei verschiedener Beleuchtung an einem Messpunkt einen diffusen Streueffekt und eine selektive Lichtreflexion aufweisen, welche in dieser Kombination nicht mittels anderer Verfahren, wie zum Beispiel Tintendruck, kopierbar sein kann. Dieses spezielle Verhalten (Wechselwirkung mit eingestrahltem Licht) kann eine hohe Fälschungssicherheit schaffen. Außerdem kann der Schichtenstapel auf unterschiedlichen Oberflächen anbringbar sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Schichtsystem einen metallischen Spiegel, eine oder mehrere lichtdurchlässige (z.B. transluzente oder transparente) Abstandsschichten und eine semitransparente Silberschicht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Schichtsystem ferner eine oder mehrere transparente Deckschichten aufweisen.
Durch geeignete Wahl der Materialien und Schichtdicken kann im Wesentlichen jede beliebige Farbe hergestellt werden, wobei mittels der über dem metallischen Spiegel angeordneten lichtdurchlässigen Schicht ein interferenzartiger Effekt (auch als Fabry-Perot-Effekt bezeichnet) erzeugt werden kann, d.h. ein Verstärken des eingestrahlten Lichts derjenigen Wellenlänge(n), für welche durch die über der Spiegelschicht angeordnete lichtdurchlässige Schicht eine konstruktive Interferenz erzeugt wird.
Bei einem Bestrahlen des Schichtenstapels mit Licht kann Licht, welches mit dem Schichtenstapel gewechselwirkt hat und von dem Schichtenstapel zurückgeworfen (abgestrahlt) wird, zwei Anteile aufweisen: einen direkt von der semitransparenten (teildurchlässigen) Silberschicht reflektierten Lichtanteil (auch als Reflexionsanteil oder Reflexionslicht bezeichnet) und einen Anteil, welchem von der teildurchlässigen Silberschicht zur Spiegelschicht durchgelassenes Licht zugrunde liegen kann, welches eine konstruktive Interferenz von an einer Oberfläche der transparenten Schicht und der Spiegelschicht gespiegeltem Licht bilden kann (auch als Interferenzteil oder Interferenzlicht bezeichnet). Das Licht, welches mit dem Schichtenstapel gewechselwirkt hat und von dem Schichtenstapel zurückgeworfen (abgestrahlt) wird, kann deshalb auch als Kombinationslicht bezeichnet werden.
Anders ausgedrückt kann dem auf dem Fabry-Perot-Effekt basierenden (Interferenz-)Licht noch eine zweite, oberflächenmorphologiebasierte Farbreflektion überlagert sein, die sich deutlich von dem Interferenzlicht unterscheiden kann. Das heißt, in dem Kombinationslicht können eine gerichtet-reflektierte Strahlung und eine (andersfarbige) Strahlung vorliegen. Daher können bei einem festen Betrachtungswinkel messtechnisch (z.B. mittels eines Spektrometers) zwei Farben deutlich unterscheidbar sein. Bei einer Untersuchung mit bloßem Auge kann ein Ändern des Betrachtungswinkels nötig sein, um die unterschiedlichen Farben, z.B. als winkelabhängige Farbänderung, wahrnehmen zu können.
Eigenschaften des Kombinationslichts (Farbe, Intensität) können in verschiedenen Ausführungsbeispielen Winkelabhängigkeiten aufweisen sowohl von einem Einstrahlwinkel, unter welchem der Schichtenstapel mittels einer Lichtquelle beleuchtet wird, als auch von einem Betrachtungswinkel, unter welchem der Schichtenstapel während des Beleuchtens betrachtet oder aufgenommen wird, und auch von einem Winkel zwischen dem Einstrahl- und dem Betrachtungswinkel. Während der Reflexionsanteil im Wesentlichen hinsichtlich seiner Intensität die Winkelabhängigkeit aufweisen kann, kann der Interferenzanteil hinsichtlich seiner Farbe (und ggf. hinsichtlich seiner Intensität) die Winkelabhängigkeit aufweisen, da sich mit einer Änderung von Einstrahl- und/oder Betrachtungswinkel eine durchstrahlte Schichtdicke der lichtdurchlässigen Schicht ändert, und damit auch eine Wellenlänge von Licht, für welches konstruktive Interferenz möglich ist. Die Winkelabhängigkeiten des Kombinationslichts können bei bekanntem Schichtaufbau bekannt sein (z.B. errechnet werden) und bei einer Prüfung eines Schichtenstapels, z.B. bei einer Echtheitsprüfung eines Chipkartenmoduls, berücksichtigt werden.
Nicht nur glatte Oberflächen, sondern auch geeignete raue Oberflächen können ebenfalls den beschriebenen Effekt aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die semitransparente Silberschicht mittels Laserbehandlung so modifiziert sein oder werden, z.B. aufgeraut sein oder werden, dass die Oberfläche viele kleine Spiegel bildet. Dadurch kann das einfallende Licht anisotrop (spiegelähnlich) reflektiert werden. Dadurch können sich gleichzeitig auch genügend (kleine) ebene beschichtete Flächen ergeben, von denen die Strahlung (aufgrund von deren „Nanomorphologie“) diffus gestreut wird und in einer signifikant, messbar und für Zwecke der Echtheitsprüfung nutzbaren anderen Farbe (als der Interferenzfarbe) erscheinen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der beschriebene Effekt sich so gestalten lassen, dass für das menschliche Auge (bei Beleuchtung mit unterschiedlichen Arten von Licht) kein Farbunterschied zu erkennen ist. Dies ist möglich unter Verwendung von Mehrschichtsystemen, die eine konstruktive Interferenz von auf deren Oberfläche auftreffenden Lichtstrahlen derart erzeugen, dass das Kombinationsspektrum im Bereich sichtbaren Lichts, d.h. von etwa 380-780 nm, im Wesentlichen oder vollkommen unverändert bleibt, aber sich im Nahinfrarot- oder Infrarotbereich (NIR oder IR) oder im ultravioletten (UV-) Bereich deutlich voneinander unterscheidet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren zum Ermitteln der Zweifarbigkeit (z.B. unter Verwendung von Tageslicht und Blitzlicht) bereitgestellt werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren für eine Prüfung auf Echtheit (z.B. des Chipkartenmoduls) verwendet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann für das Verfahren eine tragbare Datenverarbeitungsvorrichtung, z.B. ein Smartphone, ein Tablet oder ähnliches, genutzt werden. Das Verfahren kann beispielsweise mittels eines Anwendungsprogramms (einer so genannten App) ausgeführt werden. Damit kann ein kostengünstiges, einfach zu nutzendes System für eine Echtheitsprüfung bereitgestellt werden, welches ggf. einem großen Personenkreis zugänglich gemacht werden kann, da Smartphones weit verbreitet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können fälschungssichere PVD-Schichten bereitgestellt werden, welche auf im Wesentlichen beliebige Oberflächen appliziert werden können, und welche bei Beleuchten mit Licht einer ersten Art (z.B. bei Tageslicht) eine bestimmte Farbe (z.B. blau) aufweisen, und bei einem Beleuchten mit Licht einer zweiten Art, z.B. unter direkter Beleuchtung, z.B. mittels einer Taschenlampe oder eines Blitzlichts, z.B. eines Smartphones, eine andere Farbe (z.B. gelb) zeigen. Diese Zweifarbigkeit kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen erkannt und für eine Echtheitsprüfung verwendet werden, z.B. mittels einer Smartphone-App.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Farbänderungseffekt mit Hilfe eines Spektrometers im Detail geprüft werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Erstmessung erfolgen mit senkrecht eingestrahltem Licht. In einem Wellenlängenbereich von 400-1000 nm kann der reflektierte Lichtstrahl in seiner Intensität detektiert werden. In einer weiteren Messung kann eine seitliche Lichtquelle dazu geschaltet werden. Bei der fälschungssicheren Schicht kann sich die Lichtintensität der Reflektion des senkrecht eingestrahlten Lichts erhöhen. Zusammengefasst kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Fälschungssicherheit der Schicht darauf beruhen, dass es eine maximale Lichtreflexion bei mindestens einer Wellenlänge gibt und der Schichtenstapel gleichzeitig Streueigenschaften einer mechanisch rauen Oberfläche zeigt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Zuverlässigkeit signifikant erhöht werden, indem zunächst ein geometrisches Muster, welches beispielsweise als Positionsreferenz genutzt werden kann, durch ein selektives Entfernen des Schichtenstapels mit dem Laserstrahl erzeugt wird. Alternativ kann auch die Oberflächenstruktur der Moduloberfläche des Chipkartenmoduls selbst dazu verwendet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dann mit dem Laser ein Bereich, z.B. eine kleine Fläche, ein Symbol, ein Buchstabe oder Ähnliches, der beschichteten Oberfläche (z.B. der lichtdurchlässigen Schicht) so behandelt werden, dass sich dessen Farbe signifikant ändert, beispielsweise mittels Änderns einer Schichtdicke der lichtdurchlässigen Schicht mittels des Lasers.
Unter „normalen“ Bedingungen, beispielsweise bei Tageslicht, kann die Schicht in einer ersten Farbe erscheinen, z.B. blau, unter direkter Beleuchtung (z.B. mittels Taschenlampe, Blitzlicht des Smartphones o.ä.) in einer zweiten Farbe, z.B. gelb. Die laserbehandelte Stelle kann beispielsweise zuerst (z.B. bei Tageslicht) in einer dritten Farbe, z.B. grün, erscheinen, dann, z.B. unter der direkten Beleuchtung, in einer vierten Farbe, z.B. rot.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Auswertung derart erfolgen, dass zunächst Farbwerte (z.B. L*a*b*-Werte) der vier verschiedenen Farben samt gewissen Toleranzbereichen ermittelt und in einer App hinterlegt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Echtheitsprüfung, z.B. mittels der App, derart erfolgen, dass nach einer Aktivierung der App das geometrische Muster (als Positionsreferenz) mit der Smartphone-Kamera derart anvisiert wird, dass das geometrische Muster in einem Zentrum oder einer sonstigen in einem Display des Smartphones angezeigten Zielposition erscheint. Nach einer Erkennung des geometrischen Musters können in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit Hilfe eines, z.B. während eines Beleuchtens des Schichtenstapels mit Tageslicht aufgenommenen, Fotos von dieser Stelle an zwei vorab definierten Positionen in der Nähe des geometrischen Musters (1x auf der beschichteten Moduloberfläche und 1x auf der einer laserbehandelten Stelle) die zur ersten Lichtart gehörigen Farbwerte ermittelt, miteinander korreliert und mit in der App hinterlegten Werten verglichen werden.
Mittels eines zweiten Fotos, welches dieselbe Stelle darstellt, diesmal während eines Beleuchtens mit einer anderen Lichtart, z.B. Blitzlicht, und es werden nun die der anderen Lichtart zugeordneten Farbwerte an denselben Positionen aufgenommen und miteinander korreliert.
Wenn nun die jeweils miteinander korrelierten Werte mit der internen Referenz übereinstimmen und einen vorbestimmten Farbabstand voneinander aufweisen, kann mit hoher Zuverlässigkeit festgestellt werden, dass die Kennzeichnung bzw. das Produkt ein Original ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können anstelle der zwei Farbwechselkomponenten nur eine Farbwechselkomponente oder mehr als zwei Farbwechselkomponenten zur Echtheitsprüfung herangezogen werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein QR-Code oder ein Strichcode auf das Chipkartenmodul derart aufgebracht sein bzw. werden, dass er auf dem Schichtenstapel und/oder auf dem geometrischen Muster angebracht ist bzw. wird. Dadurch kann es ermöglicht sein, einen fälschungssicheren QR-/Strichcode zu generieren, der für eine Individualisierung/Personalisierung verwendet werden kann.
Eine verschlüsselte Information des QR-/Strichcodes kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich im Chip (z.B. im integrierten Schaltkreis (IC)) hinterlegt und bei Bedarf ausgelesen werden, z.B. mittels NFC mit dem Smartphone oder einer anderen geeigneten Lesevorrichtung. Die Sicherheitsschicht mit optional erweiterbarer Sicherheit ergibt gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen im Endausbau eine mehrstufige Sicherheit.
Mittels des Smartphones kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ein für das menschliche Auge unsichtbares Spektrum detektiert werden, z.B. eine Reflexion im nahen IR (Nahinfrarotbereich ab 780 nm), denn herkömmliche Smartphone-Kameradetektorchips sind im Nahinfrarotbereich sensitiv. Bei Fotoapparaten ist dies störend und wird mit Filtern ausgeglichen, bei Smartphones passiert dies nicht. Smartphone-Kameras und andere Detektorvorrichtungen, welche in einem für das menschliche Auge unsichtbaren Wellenlängenbereich empfindlich sind, z.B. Kameras, Photometer und/oder Spektrometer, die (auch) im Nahinfrarot- und/oder dem UV-Bereich detektieren, können in verschiedenen Ausführungsbeispielen genutzt werden, um einen Schichtenstapel, welcher so gebildet ist, dass der Farbwechsel in einem für das menschliche Auge unsichtbaren Wellenlängenbereich (z.B. UV, NIR) stattfindet, einer Echtheitsprüfung zu unterziehen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Chipkartenmodul bereitgestellt. Das Chipkartenmodul kann einen Träger und einen den Träger zumindest teilweise bedeckenden Schichtenstapel aufweisen. Der Schichtenstapel kann eine Reflexionsschicht, eine über der Reflexionsschicht angeordnete lichtdurchlässige Schicht und eine über der lichtdurchlässigen Schicht angeordnete, für Licht teildurchlässige Silberschicht, welche eingerichtet ist zum Reflektieren eines Teils von auf sie auftreffendem Licht, aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Dicke der lichtdurchlässigen Schicht so gestaltet sein, dass für mindestens eine Wellenlänge von auf die Silberschicht auftreffendem Licht eine konstruktive Interferenz zum Erzeugen von Interferenzlicht ermöglicht ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dicke der lichtdurchlässigen Schicht in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 400 nm liegen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Schichtdicke der lichtdurchlässigen Schicht zum Ermöglichen einer konstruktiven Interferenz in einem Wellenlängenbereich blauen Lichts in einem Bereich von ungefähr 70 nm bis ungefähr 110 nm, optional in einem Bereich von ungefähr 80 nm bis ungefähr 100 nm liegen, und/oder zum Ermöglichen einer konstruktiven Interferenz in einem Wellenlängenbereich gelben Lichts in einem Bereich von ungefähr 120 nm bis ungefähr 180 nm, optional in einem Bereich von ungefähr 135 nm bis ungefähr 165 nm, liegen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Dicke der für Licht teildurchlässigen Silberschicht in einem Bereich von ungefähr 2 nm bis ungefähr 25 nm liegt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Silberschicht eine raue Oberflächenstruktur aufweisen, so dass der reflektierte Teil von auf sie auftreffendem Licht diffus reflektiert wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Schichtenstapel eingerichtet sein zum Bilden von Kombinationslicht aus dem reflektierten Licht und dem Interferenzlicht bei einem Bestrahlen mit Licht, und derart eingerichtet sein, dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit einer ersten Art von Licht eine erste Kombinationsfarbe aufweist, und dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit einer zweiten Art von Licht eine zweite Kombinationsfarbe aufweist, wobei ein Spektrum der ersten Art von Licht und ein Spektrum der zweiten Art von Licht sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts voneinander unterscheiden, so dass die erste Kombinationsfarbe sich von der zweiten Kombinationsfarbe unterscheidet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Chipkartenmodul ferner einen weiteren Schichtenstapel aufweisen, welcher derart eingerichtet sein kann, dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit der ersten Art von Licht eine dritte Kombinationsfarbe aufweist, und dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit der zweiten Art von Licht eine vierte Kombinationsfarbe aufweist, wobei ein Spektrum der ersten Art von Licht und ein Spektrum der zweiten Art von Licht sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts des weiteren Schichtenstapels voneinander unterscheiden können, so dass die dritte Kombinationsfarbe sich von der vierten Kombinationsfarbe unterscheidet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Kombinationsfarbe und die dritte Kombinationsfarbe einen Farbabstand zueinander aufweisen, der kleiner ist als eine Farbunterschieds-Wahrnehmungsschwelle beim Menschen, beispielsweise einen Farbabstand ΔE<1.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Kombinationsfarbe und die dritte Kombinationsfarbe einen Farbabstand zueinander aufweisen, der größer ist als ein oder gleich ist einer Farbunterschieds-Wahrnehmungsschwelle beim Menschen, beispielsweise einen Farbabstand ΔE≥1.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Chipkartenmodul ferner mindestens eine über der Silberschicht angeordnete elektrisch isolierende oder elektrisch leitfähige Deckschicht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipkarte bereitgestellt. Die Chipkarte kann einen Chipkartenkörper und ein in den Chipkartenkörper eingebettetes Chipkartenmodul gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls bereitgestellt. Das Verfahren kann ein Bilden einer Reflexionsschicht über einem Träger aufweisen, derart, dass die Reflexionsschicht den Träger zumindest teilweise bedeckt, ein Anordnen einer lichtdurchlässigen Schicht über der Reflexionsschicht, und ein Anordnen einer für Licht teildurchlässigen Silberschicht, welche eingerichtet sein kann zum Reflektieren eines Teils von auf sie auftreffendem Licht, über der lichtdurchlässigen Schicht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Bilden der Reflexionsschicht, das Anordnen der lichtdurchlässigen Schicht und/oder das Anordnen der für Licht teildurchlässigen Silberschicht ein physikalisches Gasphasenabscheideverfahren aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Aufrauen einer Oberfläche der Silberschicht mittels Laserbearbeitung aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Prüfen eines Chipkartenmoduls bereitgestellt. Das Verfahren kann ein Bestrahlen eines Schichtenstapels auf einem Chipkartenmodul gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen mit Licht einer ersten Art aufweisen, derart, dass das Licht der ersten Art mit dem Schichtenstapel wechselwirkt, ein Erfassen von erstem Kombinationslicht, welches mit dem Schichtenstapel gewechselwirkt hat, ein Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts, ein Bestrahlen des Schichtenstapels mit Licht einer zweiten Art derart, dass das Licht der zweiten Art mit dem Schichtenstapel wechselwirkt, ein Erfassen von zweitem Kombinationslicht, welches mit dem Schichtenstapel gewechselwirkt hat, und ein Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts, ein Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht und ein Ermitteln eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Licht der ersten Art Sonnenlicht (auch als Tageslicht bezeichnet) aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Licht der zweiten Art Licht einer Beleuchtungsvorrichtung einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Erfassen des ersten Kombinationslichts und/oder das Erfassen des zweiten Kombinationslichts ein Erfassen mittels einer Kamera einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts, das Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts, das Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht, und/oder das Bereitstellen des Prüfergebnisses basierend auf dem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit dem Zielwert mittels einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können das Erfassen von erstem Kombinationslicht, das Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts, das Erfassen von zweitem Kombinationslicht, das Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts, das Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht und das Ermitteln eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert mittels einer visuellen Inspektion erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Anordnen einer Lichtquelle zum Bestrahlen des Schichtenstapels mit dem Licht einer zweiten Art mit einem vorbestimmten Winkel und einem vorbestimmtem Abstand relativ zu einer Oberfläche des Schichtenstapels aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Erfassen von drittem Kombinationslicht, welches mit dem weiteren Schichtenstapel gewechselwirkt hat, während des Bestrahlens des Schichtenstapels mit dem Licht einer ersten Art aufweisen, ein Ermitteln einer Farbe des erfassten dritten Kombinationslichts, ein Erfassen von viertem Kombinationslicht, welches mit dem weiteren Schichtenstapel gewechselwirkt hat, während des Bestrahlens des Schichtenstapels mit dem Licht einer zweiten Art,, ein Ermitteln einer Farbe des erfassten vierten Kombinationslichts, ein Ermitteln eines weiteren Farbabstands zwischen dem dritten Kombinationslicht und dem vierten Kombinationslicht, und ein Bereitstellen eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert und des ermittelten weiteren Farbabstands mit einem weiteren Zielwert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Ermitteln eines zusätzlichen Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem dritten Kombinationslicht aufweisen, wobei das Bereitstellen eines Prüfergebnisses ferner auf dem ermittelten zusätzlichen Farbabstand basieren kann.
In den Zeichnungen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen üblicherweise auf dieselben Teile in allen unterschiedlichen Ansichten, wobei der Übersichtlichkeit wegen teilweise darauf verzichtet wird, sämtliche einander entsprechenden Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen zu versehen. Teile derselben oder ähnlicher Art können zur Unterscheidung zusätzlich zu einem gemeinsamen Bezugszeichen mit einer nachgestellten Ziffer oder einem nachgestellten Buchstaben versehen sein. Die Zeichnungen sollen nicht notwendigerweise eine maßstabgetreue Wiedergabe darstellen, sondern die Betonung liegt vielmehr auf einem Veranschaulichen der Prinzipien der Erfindung. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1A eine schematische Querschnittsansicht eines Chipkartenmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigt;
1B eine schematische Querschnittsansicht des Chipkartenmoduls aus 1A mit einer Veranschaulichung einer Wechselwirkung des Chipkartenmoduls mit eingestrahltem Licht gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigt;
1C und 1D jeweils eine schematische Querschnittsansicht eines Chipkartenmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigen;
2 eine schematische perspektivische Draufsicht auf ein Chipkartenmodul gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigt;
3A und 3B jeweils ein Reflexionsspektrum eines Schichtenstapels gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen und eine Veranschaulichung einer Farbe, welche der jeweilige Schichtenstapel bei einem Beleuchten mit Tageslicht zeigen würde, zeigen;
4 eine schematische Darstellung einer Chipkarte gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigt;
5 und 6 jeweils eine Veranschaulichung eines Verfahrens zum Prüfen eines Chipkartenmoduls zeigen;
7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Chipkartenmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigt; und
8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen eines Chipkartenmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigt.

Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen, die als Beispiel durch Veranschaulichung bestimmte Details und Ausführungen zeigen, in denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann.
Das Wort „beispielhaft“ wird hierin in der Bedeutung von „als ein Beispiel, ein Exemplar oder eine Veranschaulichung dienend“ verwendet. Alle hierin als „beispielhaft“ beschriebenen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen sind nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen gegenüber zu deuten.
Das Wort „über“, das mit Bezug auf ein abgelagertes Material verwendet wird, das „über“ einer Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, kann hierin in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgelagerte Material „direkt darauf ausgebildet sein kann d.h. in direktem Kontakt mit der angedeuteten Seite oder Oberfläche. Das Wort „über“ mit Bezug auf ein abgelagertes Material, das „über“ einer Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, kann hierin in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgelagerte Material „direkt auf“ der angedeuteten Seite oder Oberfläche mit einer oder mehreren Zusatzschichten ausgebildet sein kann, die zwischen der angedeuteten Seite oder Oberfläche und dem abgelagerten Material angeordnet sind.
1A, 1B, 1C und 1D zeigen jeweils eine schematische Querschnittsansicht eines Chipkartenmoduls 100 (100a, 100c bzw. 100d) gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, wobei in 1B eine Wechselwirkung des Chipkartenmoduls 100 mit eingestrahltem Licht veranschaulicht ist.
Wie in 1A, 1B, 1C und 1D dargestellt, kann das Chipkartenmodul 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen einen Träger 102 und einen den Träger zumindest teilweise bedeckenden Schichtenstapel 105 aufweisen. Der Träger 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen wie ein beliebiger herkömmlicher Träger 102 eines Chipkartenmoduls gebildet sein, beispielsweise hinsichtlich Material, Abmessungen, usw. Das Material des Trägers 102 kann beispielsweise jegliche zweckdienliche Art von Material aufweisen, z.B. Kunststoff, Glas, Keramik, Metall (z.B. als Leadframe oder Plättchen) oder ein Halbleitermaterial, z.B. Silizium.
Der Schichtenstapel 105 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Reflexionsschicht 104 aufweisen. Die Reflexionsschicht 104 (auch als Spiegelschicht bezeichnet) kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen als metallischer Reflektor gestaltet sein. Die Reflexionsschicht kann beispielsweise Aluminium (Al), Titan (Ti), Eisen (Fe) und/oder Chrom (Cr), andere Metalle und/oder Legierungen aufweisen. Ferner kann die Reflexionsschicht Silizium aufweisen. In einem Fall, dass der Träger dasselbe Material aufweist wie die Reflexionsschicht können der Träger 102 und die Reflexionsschicht 104 einteilig gebildet sein.
Die Reflexionsschicht 104 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Dicke in einem Bereich von etwa 5 nm bis etwa 500 nm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von etwa 30 nm bis etwa 50 nm, beispielsweise als Chromschicht mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 30 nm oder von etwa 50 nm.
Der Schichtenstapel 105 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine über der Reflexionsschicht 104 angeordnete lichtdurchlässige Schicht 106 aufweisen.
Die lichtdurchlässige Schicht 106 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen transluzent oder transparent sein. Die lichtdurchlässige Schicht 106 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein transparentes Oxid aufweisen, beispielsweise SiO₂, SiO_xN_y, SiN, ITO oder ZrO_x, oder ein transparentes Nitrid.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Dicke der lichtdurchlässigen Schicht 106 so gestaltet sein, dass für mindestens eine Wellenlänge von auf die Silberschicht 108 auftreffendem Licht 110 eine konstruktive Interferenz zum Erzeugen von Interferenzlicht 112_2 (in 1B dargestellt als Überlagerung von an der Reflexionsschicht 104 und an einer Oberfläche der lichtdurchlässigen Schicht 106 reflektierten Lichts) ermöglicht ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dicke der lichtdurchlässigen Schicht 106 in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 400 nm liegen.
Die Dicke der der lichtdurchlässigen Schicht 106 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen in Abhängigkeit von einer zu erzielenden Wellenlänge bzw. zu erzielendem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts 112 2 gewählt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Schichtdicke der lichtdurchlässigen Schicht 106 zum Ermöglichen einer konstruktiven Interferenz in einem Wellenlängenbereich blauen Lichts in einem Bereich von ungefähr 70 nm bis ungefähr 110 nm, z.B. von ungefähr 80 nm bis ungefähr 100 nm liegen. Die lichtdurchlässige Schicht 106 kann beispielsweise eine SiO₂-Schicht mit einer Dicke von 80 nm ± 5 nm oder eine Indium-Zinnoxid (ITO) mit einer Dicke von etwa 125 nm aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Schichtdicke der lichtdurchlässigen Schicht 106 zum Ermöglichen einer konstruktiven Interferenz in einem Wellenlängenbereich gelben Lichts in einem Bereich von ungefähr 120 nm bis ungefähr 180 nm, z.B. von ungefähr 135 nm bis ungefähr 165 nm, liegen.
Der Schichtenstapel 105 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine über der lichtdurchlässigen Schicht 106 angeordnete, für Licht teildurchlässige Silberschicht 108 aufweisen.
Die teildurchlässige Silberschicht 108 kann eingerichtet sein, einen Teil von auf sie auftreffendem Licht 110 (siehe 1B) zu reflektieren (dargestellt als reflektiertes Licht 112_1).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Dicke der für Licht teildurchlässigen Silberschicht 108 in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 25 nm liegen, beispielsweise in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 10 nm. Die teildurchlässige Silberschicht 108 kann beispielsweise eine Dicke von 11 nm ± 3 nm oder von 1-2 nm aufweisen.
5 und 6 jeweils eine Veranschaulichung 500 bzw. 600 eines Verfahrens zum Prüfen eines Chipkartenmoduls 100.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Schichtenstapel 105 eingerichtet sein zum Bilden von Kombinationslicht 112 aus dem reflektierten Licht 112_1 und dem Interferenzlicht 112_2 bei einem Bestrahlen mit Licht 110, und derart eingerichtet sein, dass das Kombinationslicht 112 bei einem Bestrahlen mit einer ersten Art von Licht 550 (z.B. Tageslicht, d.h. Sonnenlicht) eine erste Kombinationsfarbe 556 aufweist, und dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit einer zweiten Art von Licht 552 (in 5 und 6 ist beispielhaft ein Blitzlicht dargestellt, welches z.B. ein Blitzlicht eines Smartphones sein kann) eine zweite Kombinationsfarbe 558 aufweist, wobei ein Spektrum der ersten Art von Licht 550 und ein Spektrum der zweiten Art von Licht 552 sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts 112_2 voneinander unterscheiden, so dass die erste Kombinationsfarbe 556 sich von der zweiten Kombinationsfarbe 558 unterscheidet. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann aufgrund einer leichten Verfügbarkeit die Kombination von erster Art von Licht 550 als Sonnenlicht und zweiter Art von Licht 552 als Blitzlicht eines Smartphones 570 genutzt werden. Allerdings können in verschiedenen Ausführungsbeispielen beliebige andere Kombinationen von Lichtquellen mit bekanntem Spektrum genutzt werden, vorausgesetzt, ihre Spektren unterschieden sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts 112_2 des Schichtenstapels 100 voneinander.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Chipkartenmodul 100 ferner einen weiteren Schichtenstapel 105_2 aufweisen (in 5 und 6 als schematische Draufsicht dargestellt), welcher in einem anderen Bereich der Oberfläche des Chipkartenmoduls 100 angeordnet sein kann als der Schichtenstapel 105. Der weitere Schichtenstapel 105_2 kann derart eingerichtet sein, dass das Kombinationslicht 112 bei einem Bestrahlen mit der ersten Art von Licht 550 eine dritte Kombinationsfarbe 560 aufweist, und dass das Kombinationslicht 112 bei einem Bestrahlen mit der zweiten Art von Licht 552 eine vierte Kombinationsfarbe 562 aufweist, wobei ein Spektrum der ersten Art von Licht 550 und ein Spektrum der zweiten Art von Licht 552 sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts 112 des weiteren Schichtenstapels 105_2 voneinander unterscheiden können, so dass die dritte Kombinationsfarbe 560 sich von der vierten Kombinationsfarbe 562 unterscheidet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Kombinationsfarbe 556 und die dritte Kombinationsfarbe 560 einen Farbabstand zueinander aufweisen, der kleiner ist als eine Farbunterschieds-Wahrnehmungsschwelle beim Menschen, beispielsweise einen Farbabstand ΔE<1. Damit kann ermöglicht sein, auf dem Chipkartenmodul 100 eine Farbprüfläche mit dem ersten Schichtenstapel 105 und dem zweiten Schichtenstapel 105_2 derart zu gestalten, dass bei einem Beleuchten des Chipkartenmoduls 100 mit der ersten Art von Licht 550 (z.B. Tageslicht) eine einheitlich gefärbte Fläche erschient, und erst beim Beleuchten mit der zweiten Art von Licht 552 die Gestaltung der Farbprüffläche visuell erkennbar wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Kombinationsfarbe 560 und die dritte Kombinationsfarbe einen Farbabstand zueinander aufweisen, der größer ist als ein oder gleich ist einer Farbunterschieds-Wahrnehmungsschwelle beim Menschen, beispielsweise einen Farbabstand ΔE≥1. Damit kann ermöglicht sein, bereits beim Beleuchten des Chipkartenmoduls 100 mit der ersten Art von Licht 550 eine farbliche Gestaltung der Farbprüffläche bereitzustellen, beispielsweise um zu verdeutlichen, welche Strukturen für die Farbänderung relevant sein werden, als Positionsmarkierung für eine Aufnahme eines Bildes für ein numerisches Erfassen des Farbunterschieds o.ä.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können mehr als zwei Schichtenstapel 105 bereitgestellt sein zum Erzeugen von mehr als zwei Farben.
Wie in 2 anhand einer schematischen perspektivischen Ansicht 200 des Chipkartenmoduls 100 veranschaulicht ist, kann die Silberschicht 108 eine raue Oberflächenstruktur aufweisen, so dass der reflektierte Teil 112_1 von auf sie auftreffendem Licht 110 diffus reflektiert wird.
Wie die Veranschaulichung zeigt, kann die Rauheit der Oberfläche wie viele kleine Spiegel wirken (als Nanomorphologie), welche nicht exakt parallel zueinander ausgerichtet sind, aber trotzdem einfallendes Licht anisotrop reflektieren, was auch als diffus reflektieren bezeichnet wird. Das kann so zu verstehen sein, dass eingestrahltes Licht zu einem großen Anteil in einen im Vergleich zu einem Halbraum kleinen Winkelbereich um eine Spiegelrichtung eines glatten (idealen) Spiegels herum zurückgeworfen wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann damit die teildurchlässige Silberschicht 108 als eine Schicht bereitgestellt sein, welche sowohl Eigenschaften einer streuenden Oberfläche als auch einer spiegelnden Oberfläche zeigt, was bei einer Echtheitsprüfung des Chipkartenmoduls 100 unter Verwendung des Schichtenstapels 105 genutzt wird, beispielsweise indem sich daraus ergebende winkelabhängige Intensitäten berücksichtigt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Chipkartenmodul 100, wie in 1C dargestellt, ferner mindestens eine über der Silberschicht 108 angeordnete elektrisch isolierende Deckschicht 114 aufweisen.
Die elektrisch isolierende Deckschicht 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine transparente Deckschicht sein. Die Deckschicht 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Nitrid und/oder ein Oxid aufweisen, z.B. Si3N4, SiOx, einen Lack, und/oder eine andere Art von transparenter Schicht aufweisen, beispielsweise zum Schutz des Schichtstapels vor mechanischer Beschädigung und/oder Witterungseinflüssen usw.
Die elektrisch isolierende Deckschicht 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Dicke in einem Bereich von etwa 1 nm bis etwa 400 nm aufweisen, z.B. eine Si3N4-Schicht mit einer Dicke von 30 nm ± 5 nm oder eine ITO-Schicht mit einer Dicke von etwa 125 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Chipkartenmodul 100, wie in 1D dargestellt, ferner mindestens eine über der Silberschicht 108 (und ggf. über der elektrisch isolierenden Deckschicht 114) angeordnete elektrisch leitfähige Deckschicht 116 aufweisen, beispielsweise zum Erzeugen eines elektrisch leitfähigen Kontakts und/oder zum Erzeugen eines mechanischen und/oder physikalischen Schutzes. Die elektrisch leitfähige Deckschicht kann beispielsweise Gold (Au), Titan (Ti) oder ein anderes geeignetes Material aufweisen, beispielsweise mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 2 nm bis etwa 25 nm, beispielsweise eine Goldschicht mit einer Dicke von etwa 11 nm,
3A und 3B zeigen jeweils ein Reflexionsspektrum (300 bzw. 301) von zwei unterschiedlichen Schichtenstapeln gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen und eine jeweilige Veranschaulichung (330 bzw. 332) einer Farbe, welche der jeweilige Schichtenstapel bei einem Beleuchten mit Tageslicht zeigen würde.
Wie anhand des Reflexionsspektrums 300 ersichtlich ist wegen der Reflexionsmaxima, welche im sichtbaren Bereich bei etwa 650 nm (rot) und bei unterhalb von 450 nm (blau bis violett) liegen, würde der Schichtenstapel mit dem Reflexionsspektrum 300 für einen menschlichen Betrachter rot/lila erscheinen. Für ein Spektrometer oder einen im Nahinfrarotbereich empfindlichen Sensor würde bei einem Beleuchten mit Licht 110, welches einen Nahinfrarotanteil aufweist, eine durchschnittliche Reflektivität, welche im sichtbaren Bereich bei etwa 35% liegt, nicht wesentlich geändert, denn eine durchschnittliche Reflektivität im Nahinfrarotbereich (jenseits von etwa 780 nm) liegt für das Reflexionsspektrum 300 bei etwa 32%, d.h. der Schichtenstapel aus 3A reflektiert im NIR-Bereich relativ wenig.
Wie anhand des Reflexionsspektrums 301 ersichtlich ist wegen der Reflexionsmaxima, welche im sichtbaren Bereich bei etwa 650 nm (rot) und bei unterhalb von 450 nm (blau bis violett) liegen, würde der Schichtenstapel mit dem Reflexionsspektrum 301 für einen menschlichen Betrachter rot/lila erscheinen. Die Reflexionsspektren 300 und 301 können einander so ähnlich sein, dass ihr Farbabstand so klein ist, dass ihre Farben bei einem Beleuchten mit sichtbarem Licht für einen menschlichen Betrachter ununterscheidbar oder fast ununterscheidbar sind.
Für ein Spektrometer oder einen im Nahinfrarotbereich empfindlichen Sensor würde bei einem Beleuchten des Schichtenstapels aus 3B mit Licht 110, welches einen Nahinfrarotanteil aufweist, eine durchschnittliche Reflektivität, welche im sichtbaren Bereich bei etwa 35% liegt, stark erhöht werden, denn eine durchschnittliche Reflektivität im Nahinfrarotbereich (jenseits von etwa 780 nm) liegt für das Reflexionsspektrum 301 bei beinahe 80%, d.h. der Schichtenstapel aus 3A reflektiert im NIR-Bereich sehr gut.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise der Schichtenstapel, dem das Reflexionsspektrum aus 3B zugeordnet ist, auf einem Chipkartenmodul 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen angebracht zu werden, um eine sich nicht im visuellen Spektralbereich, sondern nur im Nahinfrarotbereich ergebende „Farb“änderung (in Anführungszeichen, weil dem Nahinfrarotbereich als nicht-sichtbarer Bereich strenggenommen keine Farbwahrnehmung zugeordnet ist) bei Bestrahlen mit einer ersten Art von Licht 550, welche kein bzw. wenig Nahinfrarotlicht aufweist, und einer zweiten Art von Licht 552, welche viel Nahinfrarotlicht aufweist, zu ermöglichen. Für eine Prüfung des Chipkartenmoduls kann ein im Nahinfrarotbereich empfindlicher Sensor genutzt werden, beispielsweise eine Smartphonekamera, ein Nahinfrarotphotometer, Nahinfrarotspektrometer und/oder ein Nahinfrarot-Spektrophotometer.
Für den Schichtenstapel gemäß 3A kann als Licht der ersten Art 550 und Licht der zweiten Art beispielsweise Licht verwendet werden, welches sich in einem Spektralbereich um 500 nm (Reflexionsminimum) oder um 650 nm (Reflexionsmaximum) unterscheidet.
Wie in 5 und 6 dargestellt ist, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Echtheitsprüfung 554 als eine visuelle Echtheitsprüfung 554_1 (d.h. mittels eines menschlichen Betrachters 574), als eine Echtheitsprüfung 554_2 mittels einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung 570, und/oder als eine Echtheitsprüfung 554_3 mittels einer speziellen Messvorrichtung 572, beispielsweise eines Photospektrometers oder einer anderen geeigneten Vorrichtung, beispielsweise wie hierin an anderer Stelle beschrieben.
Wie in 6 dargestellt ist, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Code 564, z.B. ein QR-Code oder ein Strichcode, auf dem Chipkartenmodul 100 derart aufgebracht sein bzw. werden, dass er auf dem Schichtenstapel 100 und/oder auf dem geometrischen Muster angebracht ist bzw. wird. Dadurch kann es ermöglicht sein, einen fälschungssicheren QR-/Strichcode zu generieren, der für eine Individualisierung/Personalisierung verwendet werden kann.
Für die Individualisierung/Personalisierung bzw. für eine zusätzliche Sicherheitsstufe kann eine verschlüsselte Information des QR-/Strichcodes in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich in einem Chip (z.B. im integrierten Schaltkreis (IC) 580) hinterlegt und bei Bedarf ausgelesen werden, z.B. mittels NFC, z.B. mittels des Smartphones oder einer anderen geeigneten Lesevorrichtung. Der Schichtenstapel 100 mit optional erweiterbarer Sicherheit kann gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen eine mehrstufige Sicherheit bereitstellen.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Chipkarte 400 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Die Chipkarte kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen einen Chipkartenkörper 440 und ein in den Chipkartenkörper 440 eingebettetes Chipkartenmodul 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweisen. Der Chipkartenkörper 440 kann ein herkömmlicher Chipkartenkörper 440 sein. Das Chipkartenmodul 100 kann in dem Chipkartenkörper 440 derart angeordnet sein, dass der Schichtenstapel 105 zumindest teilweise nicht oder nur von lichtdurchlässigem Material bedeckt ist.
7 zeigt ein Flussdiagramm 700 eines Verfahrens zum Herstellen eines Chipkartenmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren kann ein Bilden einer Reflexionsschicht über einem Träger aufweisen, derart, dass die Reflexionsschicht den Träger zumindest teilweise bedeckt (in 710), ein Anordnen einer lichtdurchlässigen Schicht über der Reflexionsschicht (in 720), und ein Anordnen einer für Licht teildurchlässigen Silberschicht, welche eingerichtet sein kann zum Reflektieren eines Teils von auf sie auftreffendem Licht, über der lichtdurchlässigen Schicht (in 730).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Bilden der Reflexionsschicht (in 710), das Anordnen der lichtdurchlässigen Schicht (in 720) und/oder das Anordnen der für Licht teildurchlässigen Silberschicht (in 730) ein physikalisches Gasphasenabscheideverfahren aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Aufrauen einer Oberfläche der Silberschicht mittels Laserbearbeitung aufweisen. Eine sich ergebende Strukturierung der Oberfläche der Silberschicht kann, wie oben beschrieben, eine Mehrzahl kleiner Spiegelflächen aufweisen.
8 zeigt ein Flussdiagramm 800 eines Verfahrens zum Prüfen eines Chipkartenmoduls 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren kann ein Bestrahlen eines Schichtenstapels auf einem Chipkartenmodul gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen mit Licht einer ersten Art aufweisen, derart, dass das Licht der ersten Art mit dem Schichtenstapel wechselwirkt (in 810), ein Erfassen von erstem Kombinationslicht, welches mit dem Schichtenstapel gewechselwirkt hat (in 820), ein Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts (in 830), ein Bestrahlen des Schichtenstapels mit Licht einer zweiten Art derart, dass das Licht der zweiten Art mit dem Schichtenstapel wechselwirkt (in 840), ein Erfassen von zweitem Kombinationslicht, welches mit dem Schichtenstapel gewechselwirkt hat (in 850), ein Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts (in 860), ein Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht (in 870) und ein Ermitteln eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert (in 880).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Licht der ersten Art 550 Sonnenlicht (auch als Tageslicht bezeichnet) aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Licht der zweiten Art 552 Licht einer Beleuchtungsvorrichtung einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Erfassen des ersten Kombinationslichts und/oder das Erfassen des zweiten Kombinationslichts ein Erfassen mittels einer Kamera einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung (z.B. einem Smartphone, einem Tablet oder ähnlichem) erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts, das Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts, das Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht, und/oder das Bereitstellen des Prüfergebnisses basierend auf dem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit dem Zielwert mittels einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung (z.B. einem Smartphone, einem Tablet oder ähnlichem) erfolgen, z.B. mittels einer Software, z.B. einer App.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können das Erfassen von erstem Kombinationslicht, das Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts, das Erfassen von zweitem Kombinationslicht, das Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts, das Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht und das Ermitteln eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert mittels einer visuellen Inspektion 554_1 erfolgen.
Dies kann beispielsweise dann genutzt werden, wenn der Farbabstand zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht groß ist gegenüber einem mit dem bloßen Auge nicht erkennbaren Farbabstand, beispielsweise für ΔE >>1.
Beispiele dafür sind in 5 und 6 dargestellt, mit einer blauen Farbe 556 des ersten Kombinationslichts und einer gelben Farbe 558 des zweiten Kombinationslichts.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Anordnen einer Lichtquelle zum Bestrahlen des Schichtenstapels mit dem Licht einer zweiten Art mit einem vorbestimmten Winkel und einem vorbestimmtem Abstand relativ zu einer Oberfläche des Schichtenstapels aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Anordnen einer Kamera zum Erfassen des Kombinationslichts (z.B. des ersten oder des zweiten Kombinationslichts) mit einem vorbestimmten Winkel und einem vorbestimmtem Abstand relativ zu einer Oberfläche des Schichtenstapels aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dafür beispielsweise, wie oben beschrieben, eine auf dem Schichtenstapel angeordnete Positionsmarke genutzt werden. Für ein Einhalten des vorbestimmten Winkels, beispielsweise einer optischen Achse einer Eintrittsöffnung einer Kamera senkrecht oder im Wesentlichen zu einer Oberfläche des Schichtenstapels, kann das Chipkartenmodul positioniert werden, und die Kamera (z.B. eine Smartphonekamera) kann mittels einer Hilfsvorrichtung, z.B. einer in ihrem Display angezeigten Libelle, ausgerüstet sein zum Anordnen der Kamera mit einem vorbestimmten Winkel relativ zur Oberfläche des Schichtenstapels, z.B. mit einer vorbestimmten Ausrichtung des Smartphones.
Bei einer Verwendung anderer Vorrichtungen zum Erfassen des Kombinationslichts können entsprechende Einrichtungen auf im Wesentlichen bekannte Weise verwendet werden, um vorgegebene relative Positionierungen zu erreichen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Erfassen von drittem Kombinationslicht, welches mit dem weiteren Schichtenstapel gewechselwirkt hat, während des Bestrahlens des Schichtenstapels mit dem Licht einer ersten Art aufweisen, ein Ermitteln einer Farbe des erfassten dritten Kombinationslichts, ein Erfassen von viertem Kombinationslicht, welches mit dem weiteren Schichtenstapel gewechselwirkt hat, während des Bestrahlens des Schichtenstapels mit dem Licht einer zweiten Art,, ein Ermitteln einer Farbe des erfassten vierten Kombinationslichts, ein Ermitteln eines weiteren Farbabstands zwischen dem dritten Kombinationslicht und dem vierten Kombinationslicht, und ein Bereitstellen eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert und des ermittelten weiteren Farbabstands mit einem weiteren Zielwert.
Im in 5 bzw. 6 dargestellten Beispiel kann ein Farbabstand zwischen der Farbe 560 des dritten Kombinationslichts (grün) und einer Farbe des vierten Kombinationslichts (rot) ebenfalls groß genug sein, um mittels einer visuellen Erfassung 554_1 erkannt zu werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann alternativ oder zusätzlich, wie hierin an anderer Stelle beschrieben, das Erfassen des Kombinationslichts, das Ermitteln der Farben und des Farbabstands und das Vergleichen mit einem Farbabstand-Zielwert, beispielsweise ein Erreichen eines vorgegebenen Toleranzbereichs um einen Zielwert, oder ein Erreichen eines Mindest-Farbabstands, mittels geeigneter anderer Vorrichtungen vorgenommen werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die anderen Vorrichtungen beispielsweise geeignet sein in Fällen, in welchen eine quantitative Analyse, eine automatische Erfassung erwünscht oder benötigt ist, und/oder in einem Fall, dass der Farbunterschied sich im nicht-sichtbaren Bereich bemerkbar macht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Ermitteln eines zusätzlichen Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem dritten Kombinationslicht aufweisen, wobei das Bereitstellen eines Prüfergebnisses ferner auf dem ermittelten zusätzlichen Farbabstand basieren kann. Mittels eines Nutzens von zwei oder mehr Schichtenstapeln zum Bereitstellen von zwei oder mehr Farbwechseln kann eine Zuverlässigkeit des Prüfverfahrens weiter erhöht werden.
Manche der Ausführungsbeispiele sind im Zusammenhang mit Vorrichtungen beschrieben, und manche der Ausführungsbeispiele sind im Zusammenhang mit Verfahren beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung der Vorrichtung und umgekehrt.

Claims

Chipkartenmodul (100), aufweisend: einen Träger (102); einen den Träger (102) zumindest teilweise bedeckenden Schichtenstapel (105), aufweisend: eine Reflexionsschicht (104); eine über der Reflexionsschicht (104) angeordnete lichtdurchlässige Schicht (106); und eine über der lichtdurchlässigen Schicht (106) angeordnete, für Licht teildurchlässige Silberschicht (108), welche eingerichtet ist zum Reflektieren eines Teils (112_1) von auf sie auftreffendem Licht (110); einen QR- oder Strichcode (564) auf dem Schichtenstapel (105); und einen Chip, in welchem eine verschlüsselte Information des QR- oder Strichcodes (564) hinterlegt ist.
Chipkartenmodul (100) gemäß Anspruch 1, wobei eine Dicke der lichtdurchlässigen Schicht (106) so gestaltet ist, dass für mindestens eine Wellenlänge von auf die Silberschicht (108) auftreffendem Licht (110) eine konstruktive Interferenz zum Erzeugen von Interferenzlicht ermöglicht ist.
Chipkartenmodul (100) gemäß Anspruch 2, wobei die Dicke der lichtdurchlässigen Schicht (106) in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 400 nm liegt.
Chipkartenmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichtdicke der lichtdurchlässigen Schicht (106) zum Ermöglichen einer konstruktiven Interferenz in einem Wellenlängenbereich blauen Lichts in einem Bereich von ungefähr 70 nm bis ungefähr 110 nm, optional in einem Bereich von ungefähr 80 nm bis ungefähr 100 nm liegt, und/oder zum Ermöglichen einer konstruktiven Interferenz in einem Wellenlängenbereich gelben Lichts in einem Bereich von ungefähr 120 nm bis ungefähr 180 nm, optional in einem Bereich von ungefähr 135 nm bis ungefähr 165 nm, liegt.
Chipkartenmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dicke der für Licht teildurchlässigen Silberschicht (108) in einem Bereich von ungefähr 2 nm bis ungefähr 25 nm liegt.
Chipkartenmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Silberschicht (108) eine raue Oberflächenstruktur aufweist, so dass der reflektierte Teil von auf sie auftreffendem Licht (110) diffus reflektiert wird.
Chipkartenmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schichtenstapel (105) eingerichtet ist zum Bilden von Kombinationslicht aus dem reflektierten Licht (112_1) und dem Interferenzlicht (112_2) bei einem Bestrahlen mit Licht (110), und derart eingerichtet ist, dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit einer ersten Art von Licht (550) eine erste Kombinationsfarbe (556) aufweist, und dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit einer zweiten Art von Licht (552) eine zweite Kombinationsfarbe (558) aufweist, wobei ein Spektrum der ersten Art von Licht (550) und ein Spektrum der zweiten Art von Licht (552) sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts (112_2) voneinander unterscheiden, so dass die erste Kombinationsfarbe(556) sich von der zweiten Kombinationsfarbe (558) unterscheidet.
Chipkartenmodul (100) gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend: einen weiteren Schichtenstapel (105), welcher derart eingerichtet ist, dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit der ersten Art von Licht (550) eine dritte Kombinationsfarbe (560) aufweist, und dass das Kombinationslicht bei einem Bestrahlen mit der zweiten Art von Licht (552) eine vierte Kombinationsfarbe (562) aufweist, wobei ein Spektrum der ersten Art von Licht und ein Spektrum der zweiten Art von Licht sich zumindest in einem Wellenlängenbereich des Interferenzlichts des weiteren Schichtenstapels (105) voneinander unterscheiden, so dass die dritte Kombinationsfarbe (560) sich von der vierten Kombinationsfarbe (562) unterscheidet.
Chipkartenmodul (100) gemäß Anspruch 8, wobei die erste Kombinationsfarbe (556) und die dritte Kombinationsfarbe (560) einen Farbabstand zueinander aufweisen, der kleiner ist als eine Farbunterschieds-Wahrnehmungsschwelle beim Menschen, beispielsweise einen Farbabstand ΔE<1.
Chipkartenmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: mindestens eine über der Silberschicht (108) angeordnete elektrisch isolierende oder elektrisch leitfähige Deckschicht.
Chipkarte (400), aufweisend: einen Chipkartenkörper (440); und ein in den Chipkartenkörper eingebettetes Chipkartenmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren zum Herstellen eines Chipkartenmoduls (100), aufweisend: Bilden einer Reflexionsschicht (104) über einem Träger (102), der einen Chip aufweist, derart, dass die Reflexionsschicht (104) den Träger (102) zumindest teilweise bedeckt; Anordnen einer lichtdurchlässigen Schicht (106) über der Reflexionsschicht (104); Anordnen einer für Licht teildurchlässigen Silberschicht (108), welche eingerichtet ist zum Reflektieren eines Teils von auf sie auftreffendem Licht, über der lichtdurchlässigen Schicht (106); Aufbringen eines QR- oder Strichcodes (564) auf dem Chipkartenmodul; und Hinterlegen einer verschlüsselten Information des QR- oder Strichcodes im Chip.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Bilden der Reflexionsschicht (104), das Anordnen der lichtdurchlässigen Schicht (106) und/oder das Anordnen der für Licht teildurchlässigen Silberschicht (108) ein physikalisches Gasphasenabscheideverfahren aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, ferner aufweisend: Aufrauen einer Oberfläche der Silberschicht (108) mittels Laserbearbeitung.
Verfahren zum Prüfen eines Chipkartenmoduls, aufweisend: Bestrahlen eines Schichtenstapels (105) auf einem Chipkartenmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 mit Licht einer ersten Art (550) derart, dass das Licht der ersten Art mit dem Schichtenstapel (105) wechselwirkt; Erfassen von erstem Kombinationslicht, welches mit dem Schichtenstapel (105) gewechselwirkt hat; Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts; Bestrahlen des Schichtenstapels (105) mit Licht einer zweiten Art (552) derart, dass das Licht der zweiten Art mit dem Schichtenstapel (105) wechselwirkt; Erfassen von zweitem Kombinationslicht, welches mit dem Schichtenstapel (105) gewechselwirkt hat; Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts; Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht; Ermitteln eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert; und Vergleichen einer mittels des QR- oder Strichcodes (564) bereitgestellten verschlüsselten Information mit der im Chip hinterlegten verschlüsselten Information.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Licht der ersten Art (550) Sonnenlicht aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das Licht der zweiten Art (552) Licht einer Beleuchtungsvorrichtung einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung (570) aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Erfassen des ersten Kombinationslichts und/oder das Erfassen des zweiten Kombinationslichts ein Erfassen mittels einer Kamera einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung (570) erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei das Ermitteln einer Farbe des erfassten ersten Kombinationslichts, das Ermitteln einer Farbe des erfassten zweiten Kombinationslichts, das Ermitteln eines Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem zweiten Kombinationslicht, und/oder das Bereitstellen des Prüfergebnisses basierend auf dem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit dem Zielwert mittels einer tragbaren Datenverarbeitungsvorrichtung (570) erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Chipkartenmodul (100) ein Chipkartenmodul gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 aufweist, wobei das Verfahren ferner aufweist: während des Bestrahlens des Schichtenstapels (105) mit dem Licht einer ersten Art, Erfassen von drittem Kombinationslicht, welches mit dem weiteren Schichtenstapel (105) gewechselwirkt hat; Ermitteln einer Farbe des erfassten dritten Kombinationslichts; während des Bestrahlens des Schichtenstapels (105) mit dem Licht einer zweiten Art, Erfassen von viertem Kombinationslicht, welches mit dem weiteren Schichtenstapel (105) gewechselwirkt hat; Ermitteln einer Farbe des erfassten vierten Kombinationslichts; Ermitteln eines weiteren Farbabstands zwischen dem dritten Kombinationslicht und dem vierten Kombinationslicht; und Bereitstellen eines Prüfergebnisses basierend auf einem Vergleich des ermittelten Farbabstands mit einem Zielwert und des ermittelten weiteren Farbabstands mit einem weiteren Zielwert.
Verfahren gemäß Anspruch 20, ferner aufweisend: Ermitteln eines zusätzlichen Farbabstands zwischen dem ersten Kombinationslicht und dem dritten Kombinationslicht, wobei das Bereitstellen eines Prüfergebnisses ferner auf dem ermittelten zusätzlichen Farbabstand basiert.