DE4121888C2 - IC-Karte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine IC-Karte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine IC-Karte, welche so ausgelegt ist, daß die schädlichen Einflüsse von elektrostatischen Entladungen vermeidbar sind.

In den Fig. 4 und 5 ist eine bekannte IC-Karte des Typs dargestellt, der leitfähige Flächen an seiner Oberfläche hat. Gemäß den Fig. 4 und 5 weist ein Kartenkörper 1 Flächen 2 und 2′ aus leitfähigem Metall oder einem ähnlichen leitfähigen Werkstoff an seinen Oberflächen auf. An einer Seite des Kartenkörpers 1 ist ein Anschluß 3 mit einer Mehrzahl von Anschlußkontakten vorgesehen.

Ein Masseanschluß 4 ist an dem Anschluß 3 vorgesehen und mit einem geerdeten Schaltkreis oder einer Masseverbindung 5a einer Schaltkreiskarte 5 verbunden. Die Schaltkreiskarte 5 ist in dem Kartenkörper 1 angeordnet und elektronische Bauelemente 6, wie beispielsweise integrierte Schaltkreise oder dergleichen sind auf der Schaltkreiskarte 5 angeordnet.

Wenn der Kartenkörper 1 in die Lese/Schreib-Vorrichtung eines Personal-Computers eingeführt wird, gelangt der Masseanschluß 4 mit einem auf Masse liegenden Schaltkreis in der Lese/Schreib-Vorrichtung des Personal-Computers in Verbindung und wird somit ebenfalls auf Masse gelegt.

Durch Kontaktträger 8 und 9 wird eine interne Batteriezelle 7 gelagert, wobei die Enden der Kontaktträger 8 und 9 an der Schaltkreiskarte 5 befestigt sind und mit gedruckten Schaltkreisen auf der Schaltkreiskarte 5 in Verbindung stehen.

Der Kontaktträger 8 steht hierbei mit der negativen Elektrode der Batteriezelle 7 in Verbindung und ist direkt mit dem Masseanschluß 4 über die Masseverbindung 5a der Schaltkreiskarte 5 in Verbindung.

Der Kontaktträger 9 steht mit der positiven Elektrode der Batteriezelle 7 in Verbindung. Isolierschichten 10 und 10′ sind an der Innenseite der leitfähigen Flächen 2 und 2′ angeordnet, um zu verhindern, daß die elektrischen Bauelemente 6 und die Kontaktträger 8 und 9 Kurzschlußverbindungen eingehen können. Die Isolierschichten 10 und 10′ sind durch einen isolierenden Überzug, beispielsweise Kunststoff oder dergleichen auf den Flächen 2 und 2′ ausgebildet.

Die leitfähigen Flächen 2 und 2′ sind untereinander durch eine leitfähige Schraubenfeder 11 in Verbindung, welche zwischen die Flächen 2 und 2′ geschaltet ist, so daß die Flächen 2 und 2′ eine elektromagnetische Abschirmung für die internen Schaltkreise des Kartenkörpers 1 bilden.

Wie aus der bisherigen Beschreibung hervorgeht, sind bei der bekannten IC-Karte gemäß den Fig. 4 und 5 die leitfähigen Flächen 2 und 2′ auf der Oberfläche des Kartenkörpers 1 elektrisch von dem Masseanschluß 4 isoliert.

Wenn die IC-Karte in die Lese/Schreib-Vorrichtung des Personal-Computers eingeführt wird, gerät der Masseanschluß 4 in Verbindung mit der Masseleitung dieser Vorrichtung. Wenn ein Niedervolt-Rauschen statischer Entladung oder ESD-Rauschen (ESD=Electrostatic Discharge), welches unterhalb der elektrostatischen Durchbruchspannung zwischen den Flächen 2 und 2′ und dem Masseanschluß 4 den Flächen 2 und 2′ zugeführt wird, wird dieses Rauschen von den Flächen 2 und 2′ abgeschirmt und den Signalen auf den internen Schaltkreisen des Kartenkörpers 1 nicht überlagert. Somit werden diese internen Schaltkreise durch das Rauschen auch nicht beeinflußt.

Wenn jedoch das ESD-Rauschen eine höhere Spannung hat, welche oberhalb der elektrostatischen Durchbruchspannung zwischen den Flächen 2 und 2′ und dem Masseanschluß 4 liegt, entlädt sich das Rauschen über die Flächen 2 und 2′, die internen Schaltkreise des Kartenkörpers 1 und den Masseanschluß 4.

Da innerhalb der IC-Karte kein spezieller Entladungskanal vorgesehen ist und darüberhinaus ein derartiger Kanal bei spontaner Ausbildung sehr unstabil wäre, fließt der Entladungsstrom oft über die internen Bauelemente 6, was zu einer Zerstörung dieser Bauelemente 6, Datenveränderungen oder Datenverlusten führen kann.

Aus der gattungsbildenden DE-OS 33 32 453 ist eine IC-Karte bekannt mit einem Kartenkörper mit leitfähigen Flächen auf seiner Oberfläche zur Ableitung elektrostatischer Ladungen; mit einer Isolierschicht an der Innenseite der leitfähigen Flächen; und mit einer Schaltkreiskarte innerhalb des Kartenkörpers, die eine Masseverbindung aufweist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bekannte IC-Karte so auszubilden, daß sie bei einfachem Aufbau eine Abschirmeffektivität für ESD-Rauschen geringer Spannung hat und darüberhinaus einen Entladungskanal bereitstellt, um die internen elektronischen und elektrischen Bauelemente gegen ESD-Rauschen hoher Spannung zu schützen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Eine erfindungsgemäße IC-Karte ist demnach dadurch gekennzeichnet, daß ein leitfähiges Bauteil innerhalb des Kartenkörpers nahe der Isolierschicht mit der Masseverbindung in Verbindung steht und daß ein Bereich der Isolierschicht, der gegenüber dem leitfähigen Bauteil liegt, eine geringere elektrostatische Durchbruchspannung hat, als die verbleibenden Bereiche der Isolierschicht, um einen Entladungskanal für hohe ESD-Spannungen zu bilden.

Wenn somit ein ESD-Rauschen geringer Spannung der erfindungsgemäßen IC-Karte zugeführt wird, wird dieses Rauschen in bekannter Weise von den leitfähigen Flächen abgeschirmt. Wenn aber ein ESD-Rauschen hoher Spannung vorliegt, bildet sich ein bevorzugter Entladungskanal auf den leitfähigen Flächen, dem Bereich geringer elektrostatischer Durchbruchspannung auf der Isolierschicht, dem leitfähigen Teil und der Masseverbindung aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen wesentlichen Teil einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1 oder 2 einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Außenansicht der bekannten IC-Karte; und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch einen wesentlichen Teil der bekannten IC-Karte gemäß Fig. 4.

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1 ähnelt der bekannten IC-Karte gemäß den Fig. 4 und 5 insofern, als der Kartenkörper 1 mit den leitfähigen Flächen 2 und 2′ auf seinen Oberflächen, die Isolierschichten 10 und 10′ an der Innenseite der leitfähigen Flächen 2 und 2′, die Schaltkreiskarte 5 innerhalb des Kartenkörpers 1, die elektrischen Bauelemente auf der Schaltkreiskarte 5, die Batteriezelle 7, die Kontaktträger 8 und 9, die leitfähige Feder 11 zur Verbindung der Flächen 2 und 2′ und dergleichen mehr vorgesehen sind.

Gemäß Fig. 1 ist der Kontaktträger 8 mit dem Masseanschluß 4 über die Masseverbindung 5a der Schaltkreiskarte 5 in Verbindung und nahe an der Innenseite der Isolierschicht 10 angeordnet.

Der Masseanschluß 4 kontaktiert die Masseverbindung der Lese/Schreib-Vorrichtung eines Personal-Computers; wenn der Kartenkörper 1 in diese Vorrichtung geladen wird.

Die Isolierschicht 10 weist einen Bereich 10a auf, der eine Mehrzahl von kleinen Bohrungen 12 hat, die dem Kontaktträger 8 gegenüberliegen. Aufgrund der Mehrzahl von kleinen Bohrungen 12 ist die elektrostatische Druchbruchspannung dieses Bereiches 10a gegenüber den verbleibenden Bereichen der Isolierschichten 10 und 10′ geringer.

Der Durchmesser einer jeden Bohrung 12 ist klein genug um zu verhindern, daß der Kontaktträger 8 in Berührung mit der leitfähigen Fläche 2 gelangen kann.

Da in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Dielektrizitätskonstante der Luft in den Bohrungen 12 kleiner als jene der Isolierschicht 10 ist, ergibt sich ein Parallelplatten-Kondensator geringer Kapazität bestehend aus der leitfähigen Fläche 2, dem Bereich 10a geringer elektrostatischer Durchhbruchspannung und dem Kontaktträger 8.

Der Kontaktträger 8 ist über den auf Masse liegenden Schaltkreis oder die Masseverbindung 5a und den Masseanschluß 4 auf Masse gelegt. Wenn ESD-Rauschen hoher Spannung an den leitfähigen Flächen 2 und 2′ anliegt, fließt ein Entladungsstrom von der Fläche 2 in Richtung des Masseanschlusses 4 und wählt hierbei den Entladungskanal geringster Kapazität.

Da die Kapazität im Bereich 10a gegenüber den verbleibenden Bereichen der Isolierschichten 10 und 10′ geringer ist, bildet sich der kürzeste Entladungskanal bestehend aus der Fläche 2, dem Bereich 10a, dem Kontaktträger 8, der Masseverbindung 5a und dem Masseanschluß 4, und der Entladungsstrom fließt sicher durch diesen Kanal, ohne die elektrischen Bauelemente 6 irgendwie zu beeinflussen.

Es besteht somit auch keine Gefahr, daß die elektrischen Bauelemente 6 beschädigt oder zerstört werden, oder daß Datenveränderungen oder Datenverluste aufgrund des ESD-Rauschens hoher Spannung auftreten.

Wenn ESD-Rauschen geringer Spannung vorliegt, wird dieses Rauschen in bekannter Weise von den leitfähigen Flächen 2 und 2′ abgeschirmt und erreicht die internen Bauelemente nicht.

In der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Bereich 10a der Isolierschicht 10 dünner als die verbleibenden Bereiche der Isolierschichten 10 und 10′ ausgebildet; die Bohrungen 12 gemäß der ersten Ausführungsform von Fig. 1 sind hierbei nicht vorgesehen. Da die Dicke der Isolierschicht im Bereich 10a gering ist, ist die Kapazität in diesem Bereich gegenüber den verbleibenden Bereichen der Isolierlagen 10 und 10′ ebenfalls geringer und im Ergebnis werden die gleichen Eigenschaften wie in der ersten Ausführungsform erhalten.

In der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein anderes Isoliermaterial mit einer geringeren Dielektrizitätskonstante als derjenigen der Isolierschichten 10 und 10′ in dem Bereich 10a vorgesehen. Auch in dieser Ausführungsform lassen sich die gleichen Merkmale und Effekte wie in den ersten beiden Ausführungsformen erreichen.

In allen beschriebenen Ausführungsformen ist der Kontaktträger 8 für die Batterie nahe an der Isolierschicht 10 angeordnet und bildet einen Teil des Entladungskanals; es kann jedoch ein anderes leitfähiges Bauteil, welches mit dem Masseanschluß 4 in Verbindung steht nahe dem Bereich geringer elektrostatischer Durchbruchspannung der Isolierschichten 10 oder 10′ angeordnet werden.

Claims (5)

1. IC-Karte,
- mit einem Kartenkörper (1) mit leitfähigen Flächen (2, 2′) auf seiner Oberfläche zur Ableitung elektrostatischer Ladungen;
- mit einer Isolierschicht (10, 10′) an der Innenseite der leitfähigen Flächen (2, 2′); und
- mit einer Schaltkreiskarte (5) innerhalb des Kartenkörpers (1), die eine Masseverbindung (5a) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß ein leitfähiges Bauteil innerhalb des Kartenkörpers (1) nahe der Isolierschicht (10, 10′) mit der Masseverbindung (5a) in Verbindung steht; und
- daß ein Bereich (10a) der Isolierschicht (10, 10′), der gegenüber dem leitfähigen Bauteil liegt, eine geringere elektrostatische Durchbruchspannung hat, als die verbleibenden Bereiche der Isolierschicht (10, 10′), um einen Entladungskanal für hohe ESD-Spannungen zu bilden.

2. IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (10a) der Isolierschicht (10, 10′) durch eine Mehrzahl von Bohrungen (12) in der Isolierschicht (10, 10′) gebildet ist.

3. IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (10a) der Isolierschicht (10, 10′) dünner ist als die verbleibenden Bereiche der Isolierschicht (10, 10′).

4. IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (10a) der Isolierschicht (10, 10′) durch ein anderes Material als das Material der verbleibenden Bereiche der Isolierschicht (10, 10′) gebildet ist.

5. IC-Karte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Bauteil ein Kontaktträger (8) zum Anschluß einer Elektrode einer internen Batteriezelle (7) an die Schaltkreiskarte (5) ist.