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Hintergrund
der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Bauteile und
insbesondere auf Smartcards.
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Smartcards
sind elektronische Bauteile, die entwickelt wurden, um dabei zu
helfen, Kundentransaktionen in hoher Menge zu ermöglichen.
Zum Beispiel werden Smartcards verwendet, um die Zahl von Beförderungsentgelten
auf einem Bus-Passierschein zu speichern. Wenn ein Kunde in einen
Bus einsteigt, wird die Smartcard in ein Smartcard-Lesegerät platziert
und eine Gutschrift wird vom Konto des Kunden einbehalten.
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Eine
Variante von Smartcards kennt man als kontaktlose Smartcards. Kontaktlose
Smartcards funktionieren, indem man die Smartcard einfach in unmittelbare
Nähe eines
Smartcard -Lesegeräts
platziert. Kontaktlose Smartcards setzen nicht voraus, dass die
Smartcard in ein Lesegerät
platziert wird, daher kann die Abwicklung der Transaktion beschleunigt
wer den. Ein Anwendungsbereich für
kontaktlose Smartcards sind Mautstationen. Jedes ordentlich ausgestattete
Automobil verfügt über eine kontaktlose
Smartcard, und während
das Automobil die Mautstation durchfährt, verwendet ein Smartcard -Lesegerät Radiofrequenz(RF)-Übertragungen,
um der Karte Energie zuzuführen
und ein Beförderungsentgelt
vom Konto des Kunden einzubehalten.
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Typische
kontaktlose Smartcards enthalten ein Halbleiterbauelement, das verwendet
wird, um Kontoinformationen zu speichern und um jede Transaktion
abzuwickeln. Kontaktlose Smartcards verfügen auch über eine Antenne, die gebildet
wird, indem ein Draht in ein spiralförmiges Muster gewickelt wird. Die
von der Antenne aufgefangene RF-Energie lädt einen diskreten Kondensator,
um das Halbleiterbauelement mit Energie zu versorgen und um sicherzustellen,
dass die Smartcard auf der richtigen Frequenz arbeitet.
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Die
Hinzufügung
von diskreten Kondensatoren führt
Zuverlässigkeitsbedenken
für Smartcards ein.
Smartcards werden üblicherweise
in Brieftaschen, Geldbörsen
oder Taschen getragen und können
erheblichen physikalischen Belastungen ausgesetzt sein. Das Material,
das zur Herstellung von diskreten Kondensatoren verwendet wird,
ist nicht sehr flexibel und kann unter Belastung brechen. Der Ausfall
des Kondensators zerstört
die Funktionalität
der Smartcard, und führt
für den
Kunden zum Verlust der auf der Smartcard gespeicherten Informationen.
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Die
US 5,552,790 offenbart ein
Gerät für den drahtlosen
Transfer von Daten. Das Gerät
umfasst einen Datenträger
in Form einer dünnen
Karte, und einen Transponder, der ein erstes Mikrowellensignal empfängt, es
moduliert und mit Daten codiert, und ein zweites Mikrowellensignal
neu aus strahlt ohne dafür neue
Energie zuzuführen.
Der Transponder umfasst zumindest eine unter Verwendung von Mikrostreifenleitern
gebildete Antennenvorrichtung. Die Antennenvorrichtung umfasst eine
Patchantenne mit einer Antennenschicht, die gegen eine Grundplatte
wirkt, wobei die Antennenschicht und die Grundplatte von im Wesentlichen
gleicher Größe sind.
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Die
EP-A-0704816 offenbart einen RF-Transponder, der das äußere Ende
einer aufgespulten Antennenwicklung mit einer Transponder-Schaltung
koppelt, die im Inneren der Wicklung über eine Anschlussleitung angeordnet
ist, die über die
Wicklungswindungen geht und von der Wicklung durch ein dielektrisches
Material getrennt ist. Die Breite der Anschlussleitung ist im Wesentlichen
größer als
die Breite der Antennenleitung, was zu Kapazitäten an den Überschneidungsstellen führt, die
eine Resonanzfrequenz zur Kommunikation mit der Transponder -Schaltung
auf einer vorgegebenen RF-Frequenz herstellen. Ein optionaler diskreter Kondensator
kann ebenfalls verwendet werden, um die Kapazität auf ein wünschenswertes Niveau zu erhöhen. Alle
Transponder-Bauteile
werden auf einer Seite eines flexiblen Substrats gebildet, dessen
andere Seite mit einem Kleber, der von einer Abziehschicht bedeckt
ist, beschichtet ist, wodurch ermöglicht wird, den Transponder
als Teil eines Baugruppen-Identifikationssystems
an Baugruppen anzubringen.
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Inzwischen
sollte es sich verstehen, dass es von Vorteil wäre, eine kontaktlose Smartcard
zur Verfügung
zu stellen, die die Verwendung von diskreten Kondensatoren nicht
erforderlich machte. Es wäre ebenfalls
von Vorteil, wenn das Verfahren zur Bildung der Smartcard wirtschaftlich effizienter
wäre als
das herkömmliche
Verfahren zur Bildung von herkömmlichen
Smartcards.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Abschnitts einer Smartcard auf einer frühen Stufe in einem Herstellungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine vergrößerte Draufsicht
des in 1 veranschaulichten Abschnitts der Smartcard;
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines anderen Abschnitts der Smartcard gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine vergrößerte Draufsicht
des in 3 veranschaulichten Abschnitts der Smartcard; und
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer fertigen Smartcard gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Es
versteht sich, dass der Einfachheit und Übersichtlichkeit der Darstellung
halber die Figuren nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind. Zum
Beispiel sind der Übersichtlichkeit
halber die Maße
einiger Elemente im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben.
Des Weiteren wurden Hinweisziffern, wo als angemessen erachtet,
unter den Figuren wiederholt, um vergleichbare oder analoge Elemente
kenntlich zu machen.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Allgemein
stellt die vorliegende Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Bildung
einer Smartcard zur Verfügung.
Eine Smartcard ist eine elektronische Bauteilanordnung, die zu einem
die Smartcard tragenden Kunden gehörige Informationen speichern kann.
Das hier im Folgendem beschriebene Verfahren bildet eine kapazitive
Struktur als Teil einer Verbundschicht, die die Smartcard wird.
Die Smartcard umfasst eine Folge von einzelnen Schichten, die getrennt
gebildet werden können
und dann zusammengepresst werden, um die Verbundschicht zu bilden. Ein
Vorteil bei diesem Verfahren ist, dass es das Erfordernis, diskrete
Kondensatoren an die Smartcard zu bonden, umgeht. Dies verbessert
die Flexibilität der
Smartcard und folglich die Zuverlässigkeit der Smartcard.
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Smartcard 10 auf einer frühen Stufe im Herstellungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Eine Schicht eines dielektrischen Materials 11,
im Folgenden als dielektrische Schicht 11 bezeichnet, wird
verwendet, um eine der Schichten in einer Verbundstruktur zu bilden,
die die Smartcard 10 wird. Die dielektrische Schicht 11 stellt
das dielektrische Material einer Kondensatorstruktur 23 zur
Verfügung,
die herkömmliche
diskrete Kondensatoren ersetzt. Die dielektrische Schicht 11 fungiert
auch als ein Substrat, auf dem weitere Strukturen und Schichten
gebildet werden. Vorzugsweise weist die dielektrische Schicht 11 eine
Dielektrizitätskonstante
zwischen etwa 3 und 30 auf und wird unter Verwendung von Materialien,
wie z. B. Polytetrafluorethylen, Epoxyglas-Materialien, Polyimid,
Quarz, Kevlar, Flüssigkristall-Polymer
(LCP) oder ähnlichem
gebildet. Die Dielektrizitätskonstante
des Materials, das verwendet wird, um die dielektrische Schicht 11 zur
Verfügung
zu stellen, kann durch die Beigabe von einem Füllmaterial, wie z. B. keramischem
Material, Silica, künstlichem
Diamant oder ähnlichem,
eingestellt werden. Die dielektrische Schicht 11 verfügt über eine
Dicke 14, die verwendet wird, um die elektrischen Eigenschaften
der kapazitiven Struktur 23 einzustellen. Vorzugsweise
reicht die Dicke 14 der dielektrischen Schicht 11 von
etwa 50 Mikron bis 500 Mikron.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wird eine Öffnung 24 durch
die dielektrische Schicht 11 von einer oberen Oberfläche 12 zu
einer unteren Oberfläche 13 gebohrt.
Wie nachstehend offensichtlicher wird, wird die Öffnung 24 verwendet,
um eine elektrische Verbindung durch die Smartcard 10 zur Verfügung zu
stellen. Die Öffnung 24 enthält ein leitendes
Material 15, wie z. B. Kupfer, Gold, Nickel, Aluminium
oder ähnliches
unter Verwendung von Verfahren, wie z. B. dem Galvanisieren oder
der chemischen Aufdampfung.
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Eine
leitende Platte 21 wird auf der oberen Oberfläche 12 gebildet
und eine leitende Platte 22 wird auf der unteren Oberfläche 13 der
dielektrischen Schicht 11 gebildet, um eine kapazitive
Struktur 23 zu bilden. Die leitenden Platten 21 und 22,
zusammen mit den Bondpads 27–29 und den Verbindungsleitungen 25 und 26,
werden aus einer leitenden Schicht (nicht dargestellt) gestaltet,
die auf der oberen Oberfläche 12 und
der unteren Oberfläche 13 der
dielektrischen Schicht 11 gebildet wird. Diese leitende Schicht
kann unter Verwendung einer Vielfalt von Verfahren gebildet werden,
wie z. B. dem Sputtern, dem Galvanisieren, der chemischen Aufdampfung oder,
indem auf der oberen Oberfläche 12 und
der unteren Oberfläche 13 eine
dünne Folienschicht
ausgebreitet wird. Diese leitende Schicht kann aus einer Vielfalt
von Materialien hergestellt werden, wie z. B. Aluminium, Kupfer,
Gold, Nickel, Chrom, Wolfram, und kann auch eine Kombination von
Materialien umfassen, wie z. B. eine gesputterte Keimschicht aus Nickel
und eine galvanisierte Schicht Chrom und Kupfer. Die leitende Schicht
wird gemustert und geätzt
unter Verwendung von herkömmlichen
Verfahren, wie z. B. einer gemusterten Schicht aus Photolack und
einem reaktiven Ionenätzen
(RIE) oder Nassätzverfahren.
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Nachdem
die leitenden Platten 21 und 22 gebildet wurden,
wird ein Bondmaterial 20 auf den leitenden Platten 22 gebildet
und ein Bondmaterial 18 wird unter der Öffnung von Öffnung 24 gebildet,
so dass sie in elektrischem Kontakt zum leitenden Material 15 steht.
Wie nachstehend dargestellt, werden die Bondmaterialien 18 und 20 verwendet,
um eine elektrische Verbindung mit anderen Schichten unter der dielektrischen
Schicht 11 zur Verfügung
zu stellen. Zum Beispiel kann das Bondmaterial 20 verwendet
werden, um die leitende Platte 22 der kapazitiven Struktur 23 mit
einer unter der dielektrischen Schicht 11 gebildeten Antenne
elektrisch zu verbinden. Dieses spezielle Beispiel wird kurz veranschaulicht.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Bondmaterialien 18 und 20 um
Materialien, die Thermokompressionsbindungen bilden, wie z. B. Gold.
Es sollte sich verstehen, dass andere leitende Materialien, wie
z. B. Nickel, Lötpaste,
leitendes Epoxy, Aluminium oder Kupfer, ebenfalls verwendet werden
können.
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2 ist
eine vergrößerte Draufsicht
der dielektrischen Schicht 11 und die Schraffierungen 1-1 werden
verwendet, um die in 1 zur Verfügung gestellte Ansicht in Bezug
zu der in 2 dargestellten kenntlich zu
machen. Die Bondpads 27 und 28 werden verwendet,
um ein elektronisches Bauteil (nicht gezeigt) mit der kapazitiven
Struktur 23 elektrisch zu verbinden. Die elektrische Verbindung
zwischen dem Bondpad 27 und der leitenden Platte 21 wird
durch eine Verbindungsleitung 26 zur Verfügung gestellt.
Das Bondpad 29 wird verwendet, um das elektronische Bauteil
mit jeglichen Strukturen, die sich über oder unter der dielektrischen
Schicht 11 befinden könnten,
elektrisch zu verbinden. Eine elektrische Verbindung zwischen dem
elektronischen Bauteil und dem Bondpad 29 wird über eine
Verbindungsleitung 25 zur Verfügung gestellt. Eine ausführlichere
Beschreibung der elektrischen Verbindungen, die verwendet werden,
um die Funktionalität
der Smartcard 10 zur Verfügung zu stellen, wird nachstehend
ausführlicher
beschrieben.
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Die
relative Größe und Lage
der leitenden Platte 22 in Bezug zur leitenden Platte 21 wird
in 2 als gestrichelte Linie dargestellt. Der Abschnitt der
leitenden Platte 21, der die dielektrische Schicht 11 und
die leitende Platte 22 überlappt,
bildet die kapazitive Struktur 23 (siehe 1).
Die Überlappung wird
in 2 als Bereich 19 dargestellt. Der effektive Kapazitätswert der
kapazitiven Struktur 23 wird durch den Grad an Überlappung
(Bereich 19), die Dicke 14 der dielektrischen
Schicht 11 und die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen
Schicht 11 ermittelt. Es sollte sich verstehen, dass alle
drei dieser Variablen eingestellt werden können, um eine Flexibilität bei der
Größe, der
Lage und dem effektiven Kapazitätswert
der Kondensatorstruktur 23 zu ermöglichen.
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Wie
in 2 dargestellt, verfügt die dielektrische Schicht 11 auch über eine äußere Kante 39,
die ihren Oberflächenbereich
definiert. Der Oberflächenbereich
der dielektrischen Schicht 11 hängt von einer Anzahl von Faktoren
ab, wie z. B. der endgültigen Größe der Smartcard 10 und
der zur Bildung der kapazitiven Struktur 23 erforderlichen Kapazität. Vorzugsweise
verfügt
die dielektrische Schicht 11 über einen Oberflächenbereich
von zumindest 1 Millimeter. Die leitende Platte 21 verfügt ebenfalls über einen Oberflächenbereich,
wie durch die äußere Kante 38 angezeigt.
In der bevorzugten Ausführungsform
wird die dielektrische Schicht 11 nicht nur verwendet,
um dielektrisches Material für
die kapazitive Struktur 23 zur Verfügung zu stellen, sondern wird
auch verwendet, um für
eine Flexibilität
der Smartcard 10 zu sorgen, und um die auf der dielektrischen
Schicht 11 gebildeten Strukturen, wie z. B. die Bondpads 27 und 28,
abzusichern. Demzufolge ist der Oberflächenbereich der dielektrischen
Schicht 11 größer als
der Oberflächenbereich
der leitenden Platte 21. Es sollte sich auch verstehen,
dass in einigen Ausführungsformen
der Oberflächenbereich
der dielektrischen Schicht 11 gleich dem Oberflächenbereich
der leitenden Platte 21 sein kann.
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Wendet
man sich nun 3 zu, wird eine zusätzliche
dielektrische Schicht 30 hergestellt, die mit der dielektrischen
Schicht 11 kombiniert wird, um die Smartcard 10 zu
bilden. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht
der dielektrischen Schicht 30, die über eine obere Oberfläche 31 und
eine Dicke 33 verfügt,
welche vorzugsweise von etwa 50 Mikron bis 500 Mikron reicht. In
der bevorzugten Ausführungsform
weist die dielektrische Schicht 30 eine Dielektrizitätskonstante
zwischen etwa 3 bis 15 auf und wird unter Verwendung von Materialien,
wie z. B. Polytetrafluorethylen, Epoxyglas-Materialien, Polyimid, Flüssigkristall-Polymeren
oder ähnlichem
gebildet. Die Dielektrizitätskonstante
des Materials, das verwendet wird, um die dielektrische Schicht 11 zur
Verfügung
zu stellen, kann durch die Beigabe von einem Füllmaterial, wie z. B. kerami schem
Material, Silica, künstlichem
Diamant oder ähnlichem,
eingestellt werden.
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Eine
Antennenstruktur 32, im Folgenden als Antenne 32 bezeichnet,
wird auf einer oberen Oberfläche 31 der
dielektrischen Schicht 30 gebildet. In der bevorzugten
Ausführungsform
wird die Antenne 32 aus einer Schicht aus leitendem Material
(nicht gezeigt) gestaltet, das in die geeignete Form gemustert wird,
so dass die Antenne 32 ein Radiofrequenz (RF)-Signal empfangen
kann, um der Smartcard 10 einen elektrischen Strom zur
Verfügung
zu stellen.
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Ein
Verfahren zum Bilden der Antenne 32 bildet eine leitende
Schicht, hergestellt aus Materialien wie z. B. Kupfer, Nickel/Gold,
Aluminium oder ähnlichem,
die unter Verwendung eines Galvanisierungs-, Sputter- oder chemischen
Aufdampfungsverfahren auf die obere Oberfläche 31 aufgebracht
wird. Es ist auch möglich,
die leitende Schicht aus einer Folge von Schichten zu bilden, wobei
jede eine andere Zusammensetzung aufweist. Zum Beispiel eine Kupferschicht
sputtern, und dann ein Galvanisierungsverfahren verwenden, um eine
Nickelschicht zu bilden. Die leitende Schicht kann auch gebildet
werden, indem eine dünne
Folie aus leitendem Material auf die obere Oberfläche 31 aufgebracht
wird.
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Die
leitende Schicht wird dann unter Verwendung von herkömmlichen
Photolithographie- und Ätzverfahren
gemustert, wie es dem Stand der Technik entspricht. Eine Maskenschicht
(nicht dargestellt), wie z. B. Photolack, wird auf die leitende
Schicht aufgebracht. Die Maskenschicht weist ein Muster auf, so dass
Abschnitte der leitenden Schicht bloßgelegt und andere Abschnitte
von der Maskenschicht geschützt werden.
Ein Ätzverfahren
wird dann verwendet, um die ungeschützten Abschnitte der leitenden
Schicht zu ent fernen, wobei auf diese Weise die leitende Schicht
in die Antenne 32 gemustert wird. Es kann ein herkömmliches Ätzverfahren,
wie z. B. reaktives Ionenätzen
(RIE) oder Nassätzlösungen,
verwendet werden. Natürlich
hängt die
verwendete Ätzart
von der Zusammensetzung der zur Bildung der Antenne 32 verwendeten
leitenden Schicht ab.
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Nachdem
die Antenne 32 gebildet wurde, werden die Bondmaterialien 34 und 35 auf
der Antenne 32 gebildet, um eine elektrische Verbindung
zu Schichten, die über
der dielektrischen Schicht 30 liegen, zur Verfügung zu
stellen. Die Einbringung und Größe der Bondmaterialien 34 und 35 hängt von
den elektrischen Verbindungen ab, die für die Bildung der Smartcard 10 erforderlich
sind. Zum Beispiel können die
Bondmaterialien 34 und 35 verwendet werden, um
die Antenne 32 mit der leitenden Platte 22 und dem
leitenden Material 15 elektrisch zu koppeln, wie in der
nachfolgenden Erörterung
dargestellt wird. Die Bondmaterialien 34 und 35 werden
vorzugsweise aus Materialien hergestellt, die leicht Thermokompressionsbindungen
bilden, wie z. B. Gold. Es sollte sich verstehen, dass andere leitende
Materialien, wie z. B. Nickel, Lötpaste,
Aluminium, leitendes Epoxy oder Kupfer, verwendet werden können, um
die Bondmaterialien 34 und 35 zu bilden.
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4 ist
eine vergrößerte Draufsicht
der dielektrischen Schicht 30. 4 veranschaulicht
ein Verfahren, um die Antenne 32 so zu mustern, dass sie
ein RF-Signal empfangen kann. Wie dargestellt, weist die Antenne
vorzugsweise ein spiralförmiges Muster
aus einem dünnen
leitenden Material auf, das sich um sich selbst dreht. Wie ein Fachmann
verstehen wird, kann der spiralförmige
Aufbau der Antenne 32 sowohl im Abstand als auch in der
Anzahl von Um drehungen im spiralförmigen Muster verändert werden,
um das Ansprechverhalten, das die Antenne 32 auf eine bestimmte
Radiofrequenz aufweist, zu optimieren. Die Schraffierungen 2-2 werden
in 4 zur Verfügung
gestellt, um die Querschnittsansicht von 3 zu veranschaulichen.
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In 4 wird
eine gestrichelte Linie 70 verwendet, um den Oberflächenbereich
der Antenne 32 anzuzeigen. Das ganze spiralförmige Muster
der Antenne 32 ist innerhalb der gestrichelten Linie 70 enthalten.
Im Vergleich zur in 2 veranschaulichten bevorzugten
Ausführungsform
ist der Oberflächenbereich
der dielektrischen Schicht 11 größer als der Oberflächenbereich,
die gestrichelte Linie 70, der Antenne 32. Es
sollte sich auch verstehen, dass in einer nicht veranschaulichten
alternativen Ausführungsform
der Oberflächenbereich
der Antenne 32 gleich dem Oberflächenbereich der dielektrischen
Schicht 11 sein kann.
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Smartcard 10 nach der Weiterverarbeitung. Eine Schicht
aus Isoliermaterial 45, wie z. B. Polyimid, Bond Ply, Prepeg,
unplattiertem Polytetrafluorethylen oder ähnlichem, wird über der
dielektrischen Schicht 30 angebracht. Wie in 5 dargestellt, weist
die Isolierschicht 45 die Öffnungen 71 und 72 auf,
um dem Bondmaterial 34 und 35 (siehe 3) zu
ermöglichen,
zur elektrischen Kopplung mit den aufliegenden Strukturen durch
die Isolierschicht 45 zu fließen. Die dielektrische Schicht 11 wird über der Isolierschicht 45 platziert,
so dass das Bondmaterial 18 (siehe 1) sich
nach dem Bondmaterial 35 ausrichtet, und so dass das Bondmaterial 20 sich nach
dem Bondmaterial 34 ausrichtet.
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Es
wird ein Pressvorgang durchgeführt,
um die dielektrische Schicht 30, die Isolierschicht 45 und die
die lektrische Schicht 11 fest zusammenzubonden, um einen
Abschnitt einer Verbundschicht 77 zu bilden. Ein Verfahren
zum Zusammenzubonden dieser Schichten wendet einen Druck zwischen
etwa 50 Pfund je Quadratzoll (PSI) und 500 PSI an, damit die dielektrische
Schicht 30 gegen die dielektrische Schicht 11 gedrückt wird
und umgekehrt. Während der
Druck angewendet wird, werden die Schichten etwa 1 Stunde bis 4
Stunden lang auf eine Temperatur zwischen 400 Grad Celsius (°C) und 800°C erwärmt. Dieser
Pressvorgang ermöglicht
es, die Bondmaterialien 20 und 34 fest zu bonden
und einen Kontakt 40 zu bilden, der sich durch die Öffnung 71 in die
Isolierschicht 45 erstreckt und die leitende Platte 22 mit
der Antenne elektrisch verbindet. Die Bondmaterialien 18 und 35 bilden
einen Kontakt 41, der sich durch die Öffnung 72 in die Isolierschicht 45 erstreckt und
die Antenne 32 mit dem leitenden Material 15 elektrisch
verbindet, welches wiederum mit der leitenden Platte 21 elektrisch
verbunden ist.
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Optional
kann eine zusätzliche
Isolierschicht 50 auf die obere Oberfläche 12 der dielektrischen Schicht 11 als
Teil der Verbundschicht 77 gebondet werden. Die Isolierschicht 50 kann
verwendet werden, um eine Isolierung zwischen den leitenden Abschnitten
auf der dielektrischen Schicht 11 (d. h. der leitenden
Platte 21) und einem elektronischen Bauteil 51 zur
Verfügung
zu stellen. Die Isolierschicht 50 kann aus einer Vielfalt
von Materialien hergestellt werden, wie z. B. Polyvinylchlorid (PVC),
dünnem FR-4, Polyester oder
Polyimid, je nach den elektrischen Eigenschaften, die erfordert
werden. Ein dem oben beschriebenen ähnlicher Pressvorgang kann verwendet
werden, um die Isolierschicht 50 fest an die dielektrische
Schicht 11 zu bon den. Die Isolierschicht 50 weist
einen Hohlraum 75 auf, der Abschnitte der Bondpads 27 und 28 bloßlegt, welche zur
elektrischen Verbindung mit dem elektronischen Bauteil 51 im
Hohlraum 75 verwendet werden.
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Das
elektronische Bauteil 51 kann je nach den funktionellen
Erfordernissen der Smartcard 10 eine Vielfalt von Bauelementen
sein. Zum Beispiel kann das elektronische Bauteil 51 ein
Halbleiterbauelement sein, eine integrierte Schaltung, ein optisches
elektronisches Bauteil, ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller
oder ähnliches.
Herkömmliche
Bondverfahren können
verwendet werden, um das elektronische Bauteil 51 mit den
Bondpads 27 und 28 elektrisch und physikalisch
zu verbinden.
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Wie
in 5 dargestellt, kann die Isolierschicht 50 eine Öffnung 53 aufweisen,
die mit einem leitenden Material 54 gefüllt ist, um das Bondpad 29 auf
der dielektrischen Schicht 11 mit auf oder über der
oberen Oberfläche 80 der
Isolierschicht 50 gebildeten Strukturen elektrisch zu verbinden.
In einer optionalen und alternativen Ausführungsform wird eine Schicht
aus Widerstandsmaterial 55, wie z. B. Wolfram, Polysilizium,
Kupfer, Aluminium oder ähnlichem, auf
der oberen Oberfläche 80 gebildet.
Das Widerstandsmaterial 55 kann verwendet werden, um ein Widerstandselement
(d. h. einen Widerstand) für
den elektrischen Betrieb der Smartcard 10 zur Verfügung zu
stellen. Die Dicke und Größe des Widerstandsmaterials 55 wird
eingerichtet, um den genauen Widerstand (Ohm), der benötigt wird,
zur Verfügung
zu stellen.
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Um
die Bildung der Smartcard 10 zu vervollständigen,
wird die Verbundschicht 77 in eine Schutzschicht 60 verkapselt.
Die Schutzschicht 60 kann aus Materialien, wie z. B.
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Polyvinylchlorid,
hergestellt werden und wird verwendet, um der Smartcard 10 Schutz
vor der Umgebung zu bieten, in der die Smartcard 10 aufbewahrt
wird und verwendet wird.
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Die
gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildete Smartcard 10 weist gegenüber herkömmlichen Smartcards
viele Vorteile auf. Zuerst wird eine kapazitive Struktur gebildet,
die das Erfordernis, einen diskreten Kondensator an eine Smartcard
zu bonden, umgeht. Indem die kapazitive Struktur aus einer flexiblen
Schicht aus dielektrischem Material gebildet wird, wird die Gesamtflexibilität der Smartcard
verbessert. Im Allgemeinen weist die zur Bildung der kapazitiven
Struktur verwendete dielektrische Schicht einen Elastizitätsmodul
von mindestens 0,05 bis 2,5 Millionen Pfund je Quadratzoll auf.
Im Vergleich zum Elastizitätsmodul
eines diskreten Kondensators, der üblicherweise etwa 22 bis 53
Millionen Pfund je Quadratzoll beträgt, bietet die vorliegende
Erfindung eine Struktur, die viel flexibler ist und somit belastungsbeständiger während der
Verwendung und Aufbewahrung der Smartcard.
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Wie
in den oben zur Verfügung
gestellten Beispielen veranschaulicht, wird die kapazitive Struktur 23 auf
der dielektrischen Schicht 11 gebildet, und die Antennenstruktur 32 wurde
auf einer gesonderten dielektrischen Schicht 30 gebildet.
Es sollte sich auch verstehen, dass es möglich ist, eine Antennenstruktur
auf derselben dielektrischen Schicht zu bilden, die zur Bildung
der kapazitiven Struktur verwendet wird. Dies kann von Vorteil sein,
um die Anzahl von Schichten zu reduzieren, die zur Bildung der Verbundschicht
verwendet werden.
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Des
Weiteren sollte es sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die besondere in 5 veran schaulichte
Ausführungsform
beschränkt ist.
Die Einbringung der dielektrischen Schicht 11 bezüglich der
dielektrischen Schicht 30, der Isolierschicht 50 und
dem Widerstandsmaterial 55 ist optional. Es ist möglich, eine
kapazitive Struktur unter der Antenne zu bilden und sogar, eine
Schicht aus Widerstandsmaterial zwischen der kapazitiven Struktur und
der Antenne zu bilden, um eine völlige
Vervollständigung
an Widerstands-kapazitiven (RC) Netzen zur Verfügung zu stellen. Es ist auch
möglich,
mehrere kapazitive Strukturen, Antennen oder Widerstandselemente
innerhalb der Verbundschicht zu bilden, um eine Smartcard zur Verfügung zu
stellen, die über zusätzliche
Funktionalität
verfügt.
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Die
Flexibilität
bei der Ausführung
und der Herstellung einer Smartcard gemäß der vorliegenden Erfindung
bietet einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Smartcards. Diese
Flexibilität ermöglicht es,
dass Strukturen, die auf eine Hochtemperaturverarbeitung empfindlich
reagieren könnten,
getrennt von Schichten, die eine Hochtemperaturverarbeitung verwenden,
gebildet werden. Insgesamt gewährleistet
die vorliegende Erfindung die Bildung einer Smartcard, die herstellungsfähiger, zuverlässig und
kostengünstiger
zu produzieren ist als herkömmliche
Smartcards.