DE19725576A1 - Kartenförmiger Datenträger und Verfahren zum Nachweis seiner übermäßigen Banspruchung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kartenförmigen Datenträger und ein Verfahren zum Nachweis seiner übermäßigen Beanspruchung.

Eine Form kartenförmiger Datenträger sind die sogenannten Chipkarten, bei denen sich in einem Kartenkörper aus Kunst­ stoff eine integrierte Schaltung zum Speichern der Daten be­ findet. Ein weit verbreiteter Formfaktor für solche Chipkar­ ten ist derjenige für die sogenannten Smartcards, für den ei­ ne ISO-Norm existiert. Aufgrund des flexiblen Materials des Kartenkörpers (meist aus thermoplastischem Material) und der relativ großen Abmessungen seiner Hauptflächen bei gleichzei­ tiger geringer Dicke wirken bei mechanischen oder thermischen Belastungen der Karte große Kräfte auf das Material des Kar­ tenkörpers und gleichzeitig auf den in den Kartenkörper ein­ gesetzten beziehungsweise von diesem umgossenen Chip. In ent­ sprechenden Normen ist festgelegt, welchen Belastungen bzw. Verformungen Smartcards ausgesetzt werden dürfen, ohne daß eine Beschädigung des Kartenkörpers und des Chips auftreten dürfen. Allerdings ist es möglich, daß die zulässigen Grenzen der Belastung überschritten werden, wodurch der Chip funkti­ onsunfähig gemacht wird, daß jedoch der flexible vorzugsweise aus einem Thermoplasten hergestellte Kartenkörper durch die unzulässige Belastung nur reversibel deformiert worden ist. Anschließend liegt eine Karte vor, die einen optisch unver­ sehrten Kartenkörper, jedoch einen defekten Chip aufweist.

Da die derzeitig in Chipkarten eingesetzten Chips relativ kleinflächig und damit relativ preisgünstig sind, wird der­ zeit aus Kulanzgründen ohne weiteres ein Umtausch funktions­ unfähiger Chipkarten durch den Verkäufer beziehungsweise Her­ steller vorgenommen. Dabei bleibt ungeklärt, ob Ursache der Funktionsunfähigkeit ein mangelhaftes Produkt oder eine unzu­ lässige Beanspruchung des Kunden ist. Zukünftig werden zuneh­ mend Chips in Chipkarten eingesetzt, die großflächiger und damit kostenaufwendiger sind. Dies können beispielsweise Chips für Speicherkarten mit großer Speicherkapazität sein. In diesen Fällen ist es wünschenswert, feststellen zu können, ob ein Versagen des Chips auf unsachgemäße Beanspruchung der Chipkarte zurückzuführen ist oder auf Herstellungsmängel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen karten­ förmigen Datenträger und ein entsprechendes Verfahren anzuge­ ben, bei dem das Erkennen einer unsachgemäßen thermischen oder mechanischen Belastung auf einfache Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einem kartenförmigen Datenträger gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist ein kartenförmiger Datenträger mit einem Kartenkörper vorgesehen, der eine zu seinen Hauptflächen im wesentlichen parallele Indikatorschicht aufweist, deren phy­ sische Eigenschaften bereits dann bei mechanischen und/oder thermischen Belastungen des Datenträgers irreversibel verän­ dert werden, wenn die physischen Eigenschaften des Kartenkör­ pers noch nicht irreversibel verändert sind. Wie weiter oben bereits dargelegt, werden die Kartenkörper von Chipkarten in der Regel aus thermoplastischen Materialien hergestellt. Die­ se weisen auch bei Belastungen, die über der zulässigen Gren­ ze für die Chipkarte liegen, keine signifikanten Schädigungen auf. Die erfindungsgemäße Indikatorschicht kann vorteilhaf­ terweise so gestaltet werden, daß sie bereits bei Erreichen der für den Datenträger zulässigen Belastungsgrenze dauerhaf­ te Veränderungen ihrer physischen Eigenschaften erfährt, die vorzugsweise optisch erkennbar sind (beispielsweise durch Entstehung von Rissen in der Indikatorschicht).

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Indikator­ schicht wenigstens eine Sollbruchstelle auf. Sollbruchstellen sind Bereiche einer Schicht, an denen diese lokal geschwächt ist. Eine Sollbruchstelle kann beispielsweise durch eine Ker­ be in der Indikatorschicht realisiert sein. Es ist somit bei­ spielsweise möglich, auch die Indikatorschicht aus einem thermoplastischen Material herzustellen, welches dank der Sollbruchstellen bereits bei einer vorgebbaren, relativ ge­ ringen thermischen oder mechanischen Belastung des Datenträ­ gers zu einem Bruch und damit einer irreversiblen physischen Veränderung der Indikatorschicht führt. Die Belastungsgrenze für die irreversiblen Veränderungen der Indikatorschicht kann somit genau auf die Anforderungen etwaiger Normen angepaßt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform des Datenträgers weist die Indikatorschicht wenigstens einen spröden Bereich auf.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Indikator­ schicht auf einer Hauptfläche des Kartenkörpers angeordnet. Sie ist damit einer vorzugsweise optischen Kontrolle jeder­ zeit zugänglich. Um Beschädigungen einer solchen außen lie­ genden Indikatorschicht durch beispielsweise Kratzen zu ver­ meiden, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorge­ sehen, auf der Indikatorschicht eine Abdeckschicht anzuord­ nen. Diese kann entweder optisch transparent sein, um durch sie hindurch weiterhin eine Kontrolle der Indikatorschicht vornehmen zu können, oder sie kann auch intransparent sein, so daß zur Durchführung der Kontrolle zunächst ein Entfernen der Abdeckschicht vorgenommen werden muß.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die In­ dikatorschicht innerhalb des Kartenkörpers angeordnet, so daß dieser sie von beiden Hauptflächen umgibt.

Im letztgenannten Fall und in den Fällen, in denen einen au­ ßen liegende Indikatorschicht durch eine intransparente Ab­ deckschicht bedeckt ist, ist es vorteilhaft, wenn die irre­ versiblen physischen Veränderungen der Indikatorschicht eine Veränderung ihres Reflexionsverhaltens für elektromagnetische Strahlung im nicht sichtbaren Bereich zur Folge haben. Ist der die Indikatorschicht abdeckende Teil des Kartenkörpers beziehungsweise die Abdeckschicht durchlässig für derartige elektromagnetische Strahlen, wie beispielsweise infrarotes oder ultraviolettes Licht sowie Röntgenstrahlen, dann ist ei­ ne Kontrolle des Zustandes der Indikatorschicht ohne einen mechanischen Eingriff durchführbar, wobei der Zustand der In­ dikatorschicht für den Käufer des Datenträgers optisch nicht erkennbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die irreversible Veränderung der Indikatorschicht durch Messung ihrer elektri­ schen Leitfähigkeit zu überprüfen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Zuhilfenahme der Fig. näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung,

Fig. 2A und 2B ein zweites Ausführungsbeispiel der Er­ findung,

Fig. 3A und 3B ein drittes Ausführungsbeispiel der Er­ findung,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Er­ findung und

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel.

Fig. 1A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen kartenförmigen Datenträgers, und zwar im unteren Teil in einer Draufsicht und darüber in einer Querschnittdarstel­ lung entlang der durch die Pfeile markierten Linie im unteren Teil der Fig. 1A. Der Datenträger, beispielsweise eine Chip­ karte, weist einen Kartenkörper 1, eine Indikatorschicht 2a mit einer Sollbruchstelle 3a sowie eine die Indikatorschicht 2a bedeckende Abdeckschicht 5 auf. Der Draufsicht ist zu ent­ nehmen, daß die Sollbruchstelle 3a sternförmig ist. Die Ach­ sen des Sternes sind mit den Hauptbiegeachsen des Datenträ­ gers identisch. Im dargestellten Fall ist die Abdeckschicht 5 transparent, so daß in der Draufsicht die Indikatorschicht 2a erkennbar ist. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Abdeckschicht 5 auch intransparent sein. Die stern­ förmige Sollbruchstelle 3a bildet eine Vertiefung innerhalb der Indikatorschicht 2a. Letztere ist also an der Stelle der Sollbruchstelle 3a deutlich dünner, als anderswo.

Fig. 1B zeigt den Datenträger aus Fig. 1A bei einer mecha­ nischen Belastung durch Biegen. Während die Biegebelastung unterhalb der Grenze liegt, die zu einer irreversiblen Zer­ störung des Kartenkörpers 1 führen würde, kommt es zu einem Einreißen der Indikatorschicht 2a im Bereich der Sollbruch­ stelle 3a, so daß ein Riß 4a in der Indikatorschicht 2a zu­ rückbleibt. Durch die transparente Abdeckschicht 5 hindurch kann anschließend durch Kontrolle der Indikatorschicht 2a in einfacher Weise anhand des Risses 4a eine unsachgemäße Be­ handlung des Datenträgers nachgewiesen werden.

Die Fig. 2A und 2B zeigen den Fig. 1A und 1B entspre­ chende Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Datenträgers. Die Indikatorschicht 2b weist auch in diesem Falle eine sternförmige Sollbruchstelle 3b auf. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2A und 2B unter­ scheidet sich von demjenigen in den Fig. 1A und 1B darin, daß nun keine Abdeckschicht 5 vorhanden ist, so daß die Indi­ katorschicht 2b eine der beiden Hauptflächen des Datenträgers bildet. Ein weiterer Unterschied ist, daß die Sollbruchstelle 3b sich an der von der Oberseite des Datenträgers abgewandten Seite der Indikatorschicht 2b befindet, während sich die Sollbruchstelle 3a des ersten Ausführungsbeispiels an der der oberen Hauptfläche zugewandten Seite der Indikatorschicht 2a befindet. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A und 2B ist die Sollbruchstelle 3b zunächst (bei noch unbeschädig­ ter Indikatorschicht 2b) von außen nicht sichtbar. Bei einer thermischen oder mechanischen Belastung des Datenträgers (in Fig. 2b ist wieder der verbogene Datenträger dargestellt) entsteht wiederum ein Riß 4b in der Indikatorschicht 2b, der dann von außen erkennbar ist.

Ein drittes Ausführungsbeispiel des Datenträgers ist in den Fig. 3A und 3B dargestellt, die in ihrem unteren Teil je­ weils eine Draufsicht und in ihrem oberen Teil eine Quer­ schnittdarstellung entlang der mit den Pfeilen markierten Li­ nie zeigen. Während die zuvor erläuterten Ausführungsbeispie­ le Indikatorschichten 2a, 2b aufweisen, die vorzugsweise aus einem Thermoplasten gefertigt sind, handelt es sich bei der Indikatorschicht 2c des dritten Ausführungsbeispiels um eine spröde Schicht. Dies kann beispielsweise eine Lackschicht sein, deren Sprödigkeit durch Härtung erzielbar ist. Durch ein Biegen gemäß Fig. 3B unterhalb einer Belastungsgrenze, die zu einer Zerstörung des Kartenkörpers 1 führen würde, entstehen Risse 4c in einem Bereich 3c im spröden Lack. Da die Hauptbiegekräfte entlang der Hauptachsen der Hauptflächen des Datenträgers auftreten, ist es ausreichend, wenn die In­ dikatorschicht 2c nur im zentralen Bereich eine Sollbruch­ stelle oder einen spröden Bereich aufweist. Es können jedoch auch mehrere Sollbruchstellen an anderen Stellen vorgesehen sein, oder es kann die gesamte Indikatorschicht 2c spröde sein.

Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Indikatorschicht 2d nicht auf dem Kartenkörper 1 angeordnet ist, wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsbei­ spielen, sondern inmitten des Kartenkörpers, so daß die Indi­ katorschicht von beiden Seiten vom Kartenkörper 1 umgeben ist. Ein solcher Aufbau ist beispielsweise bei durch Laminie­ rung hergestellten Karten erreichbar.

Der Kartenkörper 1 aus Fig. 4 ist durchlässig für elektroma­ gnetische Strahlung 6 im nicht-sichtbaren Bereich, im vorlie­ genden Fall für ultraviolettes Licht. Die durch übermäßiges Biegen oder Erhitzen des Kartenkörpers verursachte Schädigung der Indikatorschicht 2d, die wie in einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele gestaltet sein, ändert sich das Refle­ xionsverhalten der Indikatorschicht 2d, so daß das Vorhanden­ sein von Rissen durch Messung der reflektierten Strahlung 7 detektierbar ist.

Die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1A bis 3B gezeig­ ten Indikatorschichten 2a, 2b, 2c, die sich an der Oberfläche der Karte befinden, können beispielsweise als Etiketten oder Labels gestaltet sein, oder eine durch Bedrucken aufgebrachte Lackschicht darstellen.

Die Sollbruchstellen 3a, 3b, 3c können durch mechanisches Prägen, partielles Temperieren, Lichteinwirkung oder chemi­ sche Behandlung, die jeweils eine Veränderung der Struktur des Materials zur Folge haben, erzeugt werden. Die Schwächung des Materials an den Sollbruchstellen kann durch Abstimmung der Stoffeigenschaften der Indikatorschicht, des Behandlungs­ verfahrens zur Erzeugung der Sollbruchstellen und deren Geo­ metrie so ausgelegt werden, daß bei unzulässigen Beanspru­ chungen der Karte eine gut sichtbare oder fühlbare Verände­ rung der Oberfläche eintritt.

Statt der in den Ausführungsbeispielen erläuterten Rißbildung als irreversibler physischer Veränderung der Indikatorschicht kann es auch vorgesehen sein, daß es lediglich zu einer Fa­ serüberdehnung des Materials der Indikatorschicht kommt. Die dabei auftretenden Stoff- und Farbänderungen sind bei der Kontrolle der Indikatorschicht nachweisbar.

Anders als bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, daß die Indikatorschicht 2a, 2b, 2c, 2d nicht ganzflächig auf oder in dem Kartenkörper 1 angeordnet ist, sondern daß diese geringere Abmessungen aufweist, als eine der Hauptflächen der Karte.

Wenn die Indikatorschicht elektrisch leitend ist, ist eine weitere günstige Möglichkeit, die irreversible Schädigung bzw. Veränderung der Indikatorschicht festzustellen, ihre elektrische Leitfähigkeit zu messen. Durch die irreversible Veränderung der Indikatorschicht ändert sich nämlich zwangs­ läufig ihre elektrische Leitfähigkeit. Da durch das Material der Indikatorschicht ihre Leitfähigkeit im unbeschädigten Zu­ stand bekannt ist, kann durch eine überprüfende Messung der Leitfähigkeit festgestellt werden, ob der Datenträger übermä­ ßigen Belastungen ausgesetzt worden ist. In diesem Fall wird die Leitfähigkeit durch die auftretenden Schädigungen des Ma­ terials im allgemeinen herabgesetzt. Diese Möglichkeit des Nachweises der Beschädigung der Indikatorschicht ist beson­ ders dann vorteilhaft, wenn die Schädigungen der Indikator­ schicht optisch nicht erkennbar sind bzw. wenn die Indikator­ schicht nicht einsehbar ist, da sie sich z. B. im Innern des Kartenkörpers befindet oder von einer intransparenten Folie abgedeckt ist. Für die Messung der Leitfähigkeit reicht es aus, wenn zwei zueinander möglichst weit beabstandende Meß­ punkte für Elektroden der Meßanordnung vorgesehen sind, die mit der Indikatorschicht elektrisch verbunden sind. Die Meß­ punkte können insbesondere Bestandteile der Indikatorschicht sein.

Dies ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 der Fall. Dargestellt ist eine Indikatorschicht 2e, die sich wiederum innerhalb des Kartenkörpers 1 befindet. Sie weist zwei Meß­ punkte 8 auf, die mit Meßelektroden 10 eines Meßgerätes 9 zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Indikatorschicht 2e kontaktierbar sind.

Claims (9)

1. Kartenförmiger Datenträger mit einem Kartenkörper (1) und einer zu dessen Hauptflächen im wesentlichen parallelen Indi­ katorschicht (2a, 2b, 2c, 2d, 2e), deren physische Eigen­ schaften bereits bei solchen mechanischen und/oder thermi­ schen Belastungen des Datenträgers irreversibel verändert werden, bei denen die physischen Eigenschaften des Kartenkör­ pers (1) noch nicht irreversibel verändert werden.

2. Kartenförmiger Datenträger nach Anspruch 1, dessen Indikatorschicht (2a, 2b) wenigstens eine Sollbruch­ stelle (3a, 3b) aufweist.

3. Kartenförmiger Datenträger nach Anspruch 1, dessen Indikatorschicht (2c) wenigstens einen spröden Bereich (3c) aufweist.

4. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dessen Indikatorschicht (2a, 2b, 2c) auf einer Hauptfläche des Kartenkörpers (1) angeordnet ist.

5. Kartenförmiger Datenträger nach Anspruch 4, bei dem eine Abdeckschicht (5) auf der Indikatorschicht (2a) angeordnet ist.

6. Kartenförmiger Datenträger nach Anspruch 5, bei dem die Abdeckschicht (5) intransparent ist.

7. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorstehenden An­ sprüche, bei dem die irreversiblen physischen Veränderungen der Indi­ katorschicht (2d) eine Veränderung ihres Reflexionsverhaltens für elektromagnetische Strahlung (6) im nicht-sichtbaren Be­ reich zur Folge haben.

8. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dessen Indikatorschicht (2d, 2e) innerhalb des Kartenkörpers (1) angeordnet ist.

9. Verfahren zur Überprüfung des Zustandes der Indikator­ schicht (2e) bei einem Datenträger nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, bei dem die elektrische Leitfähigkeit der Indikatorschicht (2e) gemessen wird und mit der elektrischen Leitfähigkeit der Indikatorschicht verglichen wird, die sie ohne irreversible Veränderung hat.