DE19643912B4

DE19643912B4 - Folienkondensator zum Einbau in eine Chipkarte

Info

Publication number: DE19643912B4
Application number: DE1996143912
Authority: DE
Inventors: Joachim Weitzel; Peter Striegel
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: DE19643912A1

Abstract

Folienkondensator zum Einbau in eine Chipkarte, bei dem auf einer Oberfläche einer Folie zwei kammartig ineinander greifende, einen Kondensator bildende Strukturen (1, 3, 2, 4) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der kammartigen Struktur gegenüberliegenden Oberfläche der Folie eine Metallisierung aufgebracht ist, die aus parallel verlaufenden Leiterbahnen gebildet ist oder eine mit Schlitzen versehene Metallisierungsfläche ist.

Description

Chipkarten sind Plastikkarten, in die ein Halbleiterchip implantiert ist. Ein Zugriff auf den Chip erfolgt dabei entweder über ohmsche Kontakte oder kontaktlos beispielsweise über transformatorische Kopplung, oder bei sogenannten Kombikarten über beides. Die Karte kann beispielsweise entweder aus Einzelfolien laminiert oder im Spritzgußverfahren hergestellt sein. Der Halbleiterchip wird häufig in eine nachträglich, beispielsweise durch Fräsen, in die Karte eingebrachte Kavität eingesetzt, wobei meistens eine mit Kontaktflächen versehene Kunststoffolie, auf die der Halbleiterchip montiert ist, als Trägerelement benutzt wird. Spulen für eine transformatorische oder mittels elektromagnetischer Wellen erfolgende Energie- und Datenübertragung zum Halbleiterchip sind oftmals auf einer Folie angeordnet, die mit in die Karte laminiert oder umspritzt wird. Es ist auch möglich, den Halbleiterchip direkt auf einer solchen Zwischenfolie anzuordnen.

Bei vielen in Chipkarten benötigten Schaltungen ist ein Kondensator nötig, der eine Kapazität von einigen pF haben sollte und deshalb nur unter großem Flächenverbrauch auf dem Halbleiterchip selbst realisiert werden kann. Insbesondere kann ein solcher Kondensator zur Ergänzung der Spule zu einem Schwingkreis zur Verbesserung der Übertragungsqualität dienen. Heutzutage werden meistens diskrete Kondensatoren verwendet, die jedoch sehr teuer sind, da sie aufgrund der geringen Dicke der Karte extrem flache Bauformen aufweisen müssen.

Aus der US 5,051,921 ist eine Folie bekannt, auf deren Oberfläche zwei kammartig ineinander greifende, einen Kondensator bildende Strukturen aufgebracht sind. Auf der Rückseite kann eine Kupferschicht als Masse aufgebracht sein.

In der DE 30 32 847 A1 ist ein elektrisches Bauelement mit einem Oberlächenwellen-Resonator beschrieben, bei dem ein Interdigitalwandler mit zwei einen Kondensator bildenden elektrisch leitenden Schichten versehen ist. Die eine Schicht ist als leitfähiger Film auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Dünnfilms, die zweite Kondensatorschicht als leitfähiger Film auf einem Substrat aufgetragen.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine flache und kostengünstige Kondensatorform anzugeben.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einer der Oberflächen einer Folie zwei ineinander greifende, kammartige, einen Kondensator bildende Strukturen aufgebracht sind. Die beiden kammartigen Strukturen sind die Elektroden des Kondensators. Die Größe der Kapazität ergibt sich dabei aus der Anzahl der Kammfinger und der Länge deren gegenseitiger Überlappung. Zur Erhöhung der Kapazität kann in vorteilhafter Weiterbildung auch die andere Seite der Folie metallisiert werden. Zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten können Schlitze in der Metallisierungsfläche vorgesehen werden, die sich sogar über die gesamte Länge oder Breite der Metallisierungsfläche erstrecken können.

Durch eine solche erfindungsgemäße Anordnung können abhängig von der Form der Strukturen und der relativen Dielektrizitätszahl des Folienmaterials Kapazitäten bis zu einigen 10 pF realisiert werden.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Folie, auf deren beiden Oberflächen Metallisierungen aufgebracht sind, die die Elektroden eines Kondensators bilden. Auch hier können Schlitze, die sich jedoch nicht über die gesamte Länge beziehungsweise Breite der Metallisierungsflächen erstrecken dürfen, da eine leitende Verbindung zwischen den einzelnen Metallisierungsteilen erhalten bleiben muß, zur Unterdrückung von Wirbelstromverlusten vorgesehen werden. Mit solchen Folienkondensatoren sind Kapazitäten bis zu einigen nF erzielbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Metallisierungsstruktur einer ersten Seite einer Folie und
2 eine Metallisierungsstruktur der zweiten Folienseite.
1 zeigt parallel verlaufende Leitungen 3, die über eine senkrecht dazu verlaufende Leitung 1 elektrisch miteinander verbunden sind. Diese Leitungen 1, 3 ergeben eine erste Elektrode eines sogenannten Interdigitalkondensators. Ebenfalls parallel verlaufende Leitungen 4, die zwischen den Leitungen 3 der ersten Elektrode angeordnet sind, sind über eine Leiterbahn 2 miteinander verbunden und ergeben die zweite Elektrode des Interdigitalkondensators. Die Größe der Kapazität eines solchen Interdigitalkondensators wird durch die Anzahl der Elektrodenfinger 3, 4 sowie der Länge ihrer Überlappung bestimmt.
Eine Interdigitalstruktur gemäß 1 ist in erfindungsgemäßer Weise auf einer Folie aufgebracht und wird in eine Chipkarte eingebaut.
Die Rückseite der Folie kann zur Erhöhung der Kapazität mit einer metallischen Struktur gemäß 2 beschichtet sein. Diese Struktur ist mit parallel verlaufenden Leiterbahnen 5 gebildet. Die Unterbrechungen zwischen den Leiterbahnen 5 verhindern das Auftreten von Wirbelströmen. Die Kapazität des Kondensators wird dabei umso größer sein, je breiter die Leiterbahnen 5 und je schmäler die Zwischenräume sind. Um eine möglichst große Kapazität zu erhalten, wird sich die Interdigitalstruktur und die rückseitige Metallisierung über die gesamte Länge und Breite einer Chipkarte erstrecken. Bei einer kontaktlosen Chipkarte, in die eine Spule eingebettet ist, müssen die Zwischenräume zwischen den Leiterbahnen 5 jedoch groß genug sein, um das von der Spule zu empfangende Feld nicht zu sehr abzuschirmen.
Wenn die Chipkarte nicht für den kontaktlosen Betrieb vorgesehen ist, kann die Rückseitenmetallisierung auch ganzflächig ausgeführt sein.
Um eine noch größere Kapazität zu erhalten, ist es auch möglich, beide Seiten der Folie ganzflächig zu metallisieren und die beiden Flächen als Elektroden eines somit erhaltenen Plattenkondensators zu kontaktieren.

Claims

Folienkondensator zum Einbau in eine Chipkarte, bei dem auf einer Oberfläche einer Folie zwei kammartig ineinander greifende, einen Kondensator bildende Strukturen (1, 3, 2, 4) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der kammartigen Struktur gegenüberliegenden Oberfläche der Folie eine Metallisierung aufgebracht ist, die aus parallel verlaufenden Leiterbahnen gebildet ist oder eine mit Schlitzen versehene Metallisierungsfläche ist.
Folienkondensator zum Einbau in eine Chipkarte, bei dem beide Oberflächen einer Folie mit Metallisierungen versehen sind, die die Elektroden eines Kondensators bilden, dadurch gekennzeichnet, dass in den Metallisierungsflächen Schlitze zur Unterdrückung von Wirbelstromverlusten vorhanden und so angeordnet sind, dass eine leitende Verbindung zwischen den einzelnen Metallisierungsteilen erhalten bleibt.