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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose Chipkarte
bzw. IC-Karte, die Daten in einer kontaktlosen Art zu und von einem
externen Leser/Schreiber bzw. Lesegerät/Schreibgerät transferiert,
und ein Verfahren zur Herstellung davon.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
einer kontaktlosen IC-Karte gemäß dem Stand
der Technik ist bzw. wird eine gewickelte Spule, welche aus Wicklungen
eines dünnen
leitenden bzw. leitfähigen
Drahts gebildet ist, auf einem Kartensubstrat befestigt, elektronische
Komponenten, wie ein IC-Chip und Kondensator sind bzw. werden darauf
montiert, und dann wird das Kartensubstrat innerhalb eines Plastiküberzugs
bzw. -gehäuses
untergebracht; alternativ ist eine Spulenmusterantenne auf dem Kartensubstrat
durch direktes Beschichten bzw. Plattieren oder Ätzen ausgebildet, elektronische Komponenten,
wie ein IC-Chip und Kondensator werden darauf montiert, und dann
wird das Kartensubstrat zwischen Plastikblättern oder dgl. eingeklemmt
bzw. eingeschlossen.
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Jedoch
mangelt es dem oben beschriebenen Typ einer gewickelten Spule der
kontaktlosen IC-Karte des Standes der Technik an Flexibilität und die Karte
selbst ist dick, was die Tragbarkeit davon verschlechtert. Die Dicke
einer kontaktlosen IC-Karte ist durch ISO Vorschriften festgelegt, daß sie 0,76
+ 0,08 mm beträgt,
wobei jedoch die meisten kontaktlosen IC Karten mit gewickelter
Spule 1 mm überschreiten.
Sie sind auch teuer.
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Eine
kontaktlose IC Karte mit einer Musterantenne, die durch ein Plattieren
oder Ätzen
ausgebildet wird, benötigt
ein komplexes Verfahren einer Herstellung und ist daher teuer.
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Wenn
ein kleiner IC Chip montiert bzw. angeordnet wird, ist es insbesondere
notwendig, eine Drahtbrücke
zu haben; welche den Antennenschaltkreis überbrückt, um einen Kontakt zwischen
den Antennenanschlüssen
und dem IC Chip sicherzustellen, und diese Drahtbrücke muß auf der
rückseitigen Oberfläche des
Kartensubstrats ausgebildet sein, um ein Kurzschließen zu verhindern.
Da diese Drahtbrücke
einen Kontakt mit dem Antennenschaltkreis bzw. der Antennenschaltung
auf der Hauptoberfläche durch
Durchgangslöcher
herstellen muß,
die in dem Kartensubstrat ausgebildet sind, ist das Verfahren einer
Herstellung davon kompliziert. Außerdem ist es, da dieses Kartensubstrat
zwischen Plastikblättern oder
dgl. eingeschlossen sein bzw. werden muß, für eine Massenproduktion nicht
geeignet.
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Wenn
es notwendig ist, eine Anzahl von Wicklungen bzw. Windungen der
Antennenspule zu haben, um eine Kommunikationszuverlässigkeit
sicherzustellen, ist bzw. wird ein Antennenschaltkreis auf jeder
Seite des Kartensubstrats ausgebildet, oder die Substrate, wobei
jedes einen Antennenschaltkreis aufweist, müssen eines nach dem anderen übereinander
gelagert werden, und die Endbereiche bzw. -abschnitte an den Antennenschaltkreisen
müssen
durch Durch tritts- bzw. Durchgangslöcher verbunden werden, so daß das Verfahren
einer Herstellung davon kompliziert ist.
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EP 0 704 816 A2 offenbart
ein Radiofrequenztranspondersystem, das eine selbstresonante Antenne
aufweist, die auf einer Seite des Substrats implementiert ist, welche
auf einem Gegenstand, welcher identifiziert werden soll, angebracht
bzw. festgelegt werden kann. Ein optionaler diskreter Kondensator
kann auch verwendet werden, um die Kapazität auf das gewünschte Niveau
anzuheben.
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WO
97/40469 offenbart eine elektronische Baugruppe bzw. Anordnung,
umfassend eine elektronische Einheit, die auf einem elektronischen
Modul und aus zwei leitenden bzw. leitfähigen Streifen ausgebildet
ist, die zwei elektrische Kontaktfelder der elektronischen Einheit
definieren, und eine Spule.
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EP 0 615 285 A2 offenbart
einen integrierten Schaltkreis, wie beispielsweise Transponder,
der auf einem Substrat durch ein Anbringen eines integrierten Schaltkreises
auf das Substrat, Hinzufügen
einer Korrekturantenne auf das Substrat und den integrierten Schaltkreis
und Hinzufügen
bzw. Anwenden einer versiegelten Schicht über den integrierten Schaltkreis
und zumindest eines Bereichs der Antenne befestigt.
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Der
Gegenstand bzw. das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine kontaktlose
Chipkarte bzw. IC Karte, welche dünner und auch billiger gemacht
werden kann, und ein Verfahren dafür zur Verfügung zu stellen.
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Dieser
Gegenstand wird durch eine kontaktlose Chipkarte bzw. IC Karte,
die Merkmale aufweist, die in Anspruch 1 geoffenbart sind, und ein
Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen IC Karte erfüllt, das
die Merkmale aufweist, die in Anspruch 11 geoffenbart sind. Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
definiert.
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Gemäß der Erfindung
wird eine kontaktlose Chipkarte bzw. IC-Karte zur Verfügung gestellt,
umfassend: ein Kartensubstrat; einen IC Chip, der auf einer Oberfläche des
Kartensubstrats vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist; einen Antennenschaltkreis,
der auf derselben Oberfläche
des Kartensubstrats wie der IC Chip vorgesehen ist und ein Paar
von Antennenanschlüssen
aufweist; wobei ein Antennenanschluß mit dem IC Chip verbunden
ist; eine Isolationsschicht, die vorgesehen ist, um einen Bereich
bzw. Abschnitt des Antennenschaltkreises abzudecken; eine Verbindungsschicht,
die auf der Isolationsschicht vorgesehen ist und ein Paar von Endabschnitten
aufweist, wobei ein Endbereich mit dem IC Chip verbunden ist und
der andere Endbereich mit dem anderen Antennenanschluß verbunden ist;
und eine Schutzschicht vorgesehen, die auf der Oberseite des Kartensubstrats
vorgesehen ist, zum Schützen
des IC Chips, des Antennenschaltkreises und der Verbindungsschicht,
und der Verbindungsschicht.
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Vorzugsweise
sind der Antennenschaltkreis und die Verbindungsschicht durch ein
Drucken mit einer leitfähigen
Tinte ausgebildet; und die Isolationsschicht ist von einer leitfähigen Tinte
ausgebildet.
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Die
kontaktlose IC Karte umfaßt
weiters einen Kondensator, der mit dem Antennenschaltkreis verbunden
ist und auf der selben Oberfläche
des Kartensubstrats wie der Antennenschaltkreis vorgesehen ist.
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Der
Kondensator hat eine erste Elektrodenschicht, die aus einer leitfähigen Tinte
gebildet ist, eine dielektrische Schicht, die aus einer isolierenden Tinte
ausgebildet ist und auf der ersten Elektrodenschicht vorgesehen
ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die aus einer leitfähigen Tinte
ausgebildet ist und auf der dielektrischen Schicht vorgesehen.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
dieser Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose IC Karte, welche
weiters einen zusätzlichen
Antennenschaltkreis auf dem Antennenschaltkreis durch eine zusätzliche
Isolationsschicht umfaßt.
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Eine
noch weitere Ausführungsform
dieser Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose IC Karte, wobei
die Schutzschicht eine erste Schutzschicht, die auf der Kartensubstratseite
angeordnet ist, und eine zweite Schutzschicht aufweist, die auf
der ersten Schutzschicht vorgesehen ist.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
dieser Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose IC Karte, wobei
eine Öffnung,
welche den Durchgang des IC Chips erlaubt, in der ersten Schutzschicht
vorgesehen ist.
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Noch
eine andere Ausführungsform
dieser Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose IC Karte, wobei
die erste Schutzschicht ein thermohaftfähiges Blatt ist.
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Diese
Erfindung bezieht sich auch auf eine kontaktlose Chipkarte bzw.
IC Karte, welche weiters eine Musterschicht auf äußeren Seiten des Kartensubstrats
und der Schutzschicht umfaßt.
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Diese
Erfindung bezieht sich weiters auf eine kontaktlose IC Karte, wobei
der Kondensator so angeordnet ist, um mit einem Antennenanschluß des Antennenschaltkreises
bzw. der Antennenschaltung und einem Endbereich bzw. -abschnitt
der Verbindungsschicht verbunden zu sein bzw. zu werden.
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Diese
Erfindung bezieht sich noch weiters auf eine kontaktlose IC Karte,
wobei der Kondensator mit einem Antennenanschluß des Antennenschaltkreises
durch eine ersten Kopplungs- bzw. Verbindungsschicht und mit einem
Endabschnitt der Verbindungsschicht durch eine zweite Verbindungsschicht verbunden
ist.
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Diese
Erfindung bezieht sich weiters auf eine kontaktlose IC Karte, wobei
die Antennenschaltung und die erste Elektrodenschicht des Kondensators auf
derselben ebenen Oberfläche
bzw. Oberfläche derselben
Ebene angeordnet sind, die Isolationsschicht und die dielektrische
Schicht des Kondensators auf derselben ebenen Oberfläche angeordnet sind
und die Verbindungsschicht und die zweite Elektrodenschicht des
Kondensators auf derselben ebenen Oberfläche angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung
wird weiters ein Verfahren zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte bzw.
IC Karte zur Verfügung
gestellt, die ein Kartensubstrat mit einem IC-Chip, eine Antennenschaltung und einen
Kondensator auf dem Kartensubstrat zur Verfügung gestellt aufweist, in
welchem der IC-Chip und die Antennenschaltung durch eine Verbindungsschicht
auf einer Isolationsschicht verbunden wer den, die auf der Antennenschaltung
zur Verfügung gestellt
wird; wobei das Herstellungsverfahren umfaßt einen ersten leitfähigen Druckschritt
eines Druckens der Antennenschaltung und einer ersten Elektrodenschicht
auf vorbestimmten Orten bzw. Stellen auf einer Oberfläche des
Kartensubstrats; einen Isolationsdruckschritt eines Druckens einer
Isolationsschicht auf wenigstens ein Teil der Antennenschaltung,
welche durch den ersten leitfähigen
Druckschritt ausgebildet wurde, und auch eines Druckens einer dielektrischen
Schicht auf der ersten Elektrodenschicht, welche durch den ersten
leitfähigen Druckschritt
ausgebildet wurde; und einen zweiten leitfähigen Druckschritt eines Druckens
einer Verbindungsschicht auf der Isolationsschicht, welche durch den
Isolationsdruckschritt ausgebildet wurde, und auch eines Druckens
einer zweiten Elektrodenschicht auf der dielektrischen Schicht,
welche durch den Isolationsdruckschritt ausgebildet wurde, um den Kondensator
auszubilden.
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Schlußendlich
bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Herstellen
einer kontaktlosen Chipkarte, weiters umfassend einen Schritt eines
Bereitstellens einer Schutzschicht auf der Oberseite des Kartensubstrats,
um den IC-Chip,
die Antennenschaltung, die Isolationsschicht und die Verbindungsschicht
zu schützen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht der Struktur einer ersten Ausführungsform
einer kontaktlosen Chipkarte bzw. IC Karte gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die Details eines anisotropen leitfähigen bzw.
leitenden Kontaktfilms zeigt, der in dieser Ausführungsform der Erfindung verwendet
wird;
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3 illustriert
das Verfahren zur Herstellung einer Ausführungsform der kontaktlosen
IC Karte gemäß dieser
Erfindung;
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4 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der kontaktlosen IC Karte gemäß dieser
Erfindung;
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5 zeigt
alternative Seitenansichten des Kondensators der kontaktlosen IC
Karte gemäß dieser
Erfindung;
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6 zeigt
alternative Drauf sichten auf den Kondensator der kontaktlosen IC
Karte gemäß dieser Erfindung;
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7 zeigt
eine vierte Ausführungsform
der kontaktlosen IC Karte gemäß dieser
Erfindung; und
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8 zeigt
eine fünfte
Ausführungsform
der kontaktlosen IC Karte gemäß dieser
Erfindung.
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Beste Art zur Ausführung der
Erfindung
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Erste Ausführungsform
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Eine
perspektivische Ansicht der Struktur einer ersten Ausführungsform
einer kontaktlosen IC Karte dieser Erfindung ist in 1 gezeigt.
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Eine
kontaktlose Chipkarte bzw. IC Karte 10 wird mit einem Kartensubstrat 11,
einem IC Chip 12, einer Antennenschaltung 13,
einer Isolationsschicht 14, einer Verbindungsschicht 15,
einer ersten Schutzschicht 16a und einer zweiten Schutzschicht 16b,
und einem Kondensator 17 zur Verfügung gestellt. Von diesen sind
der IC Chip 12, die Antennenschaltung 13, die
Isolationsschicht 14 und die Verbindungsschicht 15 auf
einer Oberfläche
des Kartensubstrats 11 vorgesehen und die erste Schutzschicht 16a und
die zweite Schutzschicht 16b sind so vorgesehen, um den
IC Chip 12, die Antennenschaltung 13, die Isolationsschicht 14,
die Verbindungsschicht 15 und den Kondensator 17 zu
bedecken.
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Das
Kartensubstrat 11 ist eine Komponente, die als eine Unterstützung für diese
kontaktlose IC Karte wirkt. Unter Berücksichtigung eines thermischen
Widerstands, Stärke
bzw. Festigkeit und Steifheit könnte
das Kartensubstrat 11 aus einem Material oder einer Kombination
von Materialien hergestellt werden, welche als geeignet aus Materialien
ausgewählt
sind, enthaltend Kunststoffe, wie beispielsweise Nylon, Cellulosediacetat,
Cellulosetriacetat, Vinylchlorid, Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen,
Polyester, Polyimide oder Polycarbonate; Papier; und imprägniertes
Papier. Die Dicke des derart ausgebildeten Kartensubstrats 11 kann
passend von 0, 005 mm bis 5 mm als ein Beispiel ausgesucht werden.
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Der
IC Chip 12 ist eine integrierte Schaltung, umfassend eine
CPU, welche beispielsweise Berechnungen ausführt, und ein EEPROM, in welchem ein
Programm und Daten zur Manipulierung durch die CPU gespeichert sind.
Der IC Chip 12 ist mit einem Paar von Anschlüssen 12a versehen
(siehe 2).
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Der
IC Chip 12 ist bzw. wird auf der oberen Seite des Kartensubstrats 11 mit
einem anisotropen leitenden bzw. leitfähigen Kontaktfilm 18 dazwischen befestigt.
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Der
anisotrope leitfähige,
haftfähige
Film 18 wird aus einer leitfähigen, haftfähigen bzw.
anhaftenden Schicht dargestellt, welche ausgebildet ist, um sich über einen
Antennenanschluß 13a und
einen IC Chip Verbindungsanschluß 13c zu erstrecken,
welche später
beschrieben werden. Der anisotrope, leitfähige, anhaftende Film 18 haftet
bzw. klebt an dem IC Chip 12 und hält diesen. Außerdem wird
in einem Zustand, in welchem ein vorbestimmter Druck darauf angewandt
bzw. aufgebracht wird, der anisotrope, leitfähige anhaftende Film 18 leitfähig nur
in der Richtung, in welcher der Druck angewandt wird; in einem Zustand,
in welchem ein Druck nicht darauf aufgebracht wird, oder in Richtungen,
in welchen ein Druck nicht aufgebracht wird, wird er nicht leitfähig.
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Weitere
Details werden später
angegeben.
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Die
Antennenschaltung 13 ist eine Schaltung, die durch ein
Drucken auf der oberen Seite des Kartensubstrats 11 ausgebildet
ist, um Daten in einer kontaktlosen Art und Weise zu und von einem
externen Lesegerät/Schreibgerät zu transferieren
bzw. zu übertragen.
Die Antennenschaltung 13 kann durch ein Verfahren, wie
ein Siebdrucken, Offsetdrucken oder Tiefdrucken gebildet werden.
Solche Methoden bzw. Verfahren sind vorteilhaft von dem Blickpunkt der
Kosten.
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Die
Antennenschaltung 13 wird in einer Spulenform gedruckt,
wie dies in 1 gezeigt ist. Antennenanschlüsse 13a und 13b sind
bzw. werden an den Enden dieser Spule vorgesehen, und der IC Chip 12 und
die Verbindungsschicht 15 werden miteinander durch den
IC Chip Verbindungsanschluß 13c verbunden.
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Die
Antennenschaltung 13 und der IC Chip Verbindungsanschluß 13c werden
durch ein Drucken mit einer Tinte, die leitfähige Eigenschaften aufweist, wie
beispielsweise einer Tinte gebildet, indem eine Silberpaste, umfassend
70 % bis 80 % an Silberpartikeln, in einem thermohärtenden
Harz oder einem thermoplastischen Harz, das als ein Bindemittel wirkt,
als ein Beispiel verwendet wird.
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Es
soll festgehalten werden, daß ein
Harzbindemittel (oder ein Tintenmittel) auch anstatt des oben beschriebenen
Bindemittels verwendet werden könnte,
wie beispielsweise ein Butyralharz, ein Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer-Harz, ein Urethanharz,
ein Polyesterharz, ein Celluloseharz, ein Acrylharz, ein Styrol/Malein-Copolymer-Harz,
ein Epoxyharz und dgl; und wenn nötig, könnten ein gummibasierendes
Harz, wie beispielsweise Nitrilgummi oder ein Urethanelastomer hinzugefügt werden.
Unter Berücksichtigung
des thermischen Widerstands ist es möglich, ein Harz zu verwenden,
das die Glasübergangstemperatur
(Tg) überschreitet,
wie beispielsweise ein Polyamid, Polyimid oder Polyetherschwefel,
oder eines, welches selbst Tg aufgrund einer Aushärtungsreaktion übersteigt.
Ein Tensid bzw. oberflächenaktives
Agens, ein Silankopplungsmittel, ein Weichmacher, ein Wachs oder
ein Silikonöl
könnten
zu dem oben beschriebenen Harz oder Tintenmittel, wenn nötig, hinzugefügt werden.
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Anstatt
einer Silberpaste könnte
eine Paste, umfassend Kupferpartikel oder eine Kohlenstoff-Füllmasse
in einem Binderharz, welches ähnlich
dem oben beschriebenen ist, oder eine Paste aus Silber- oder Kupferpartikeln,
die in eine Kohlenstoff-Füllmasse
gemischt sind, als die leitfähige
Tinte verwendet werden.
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Der
Antennenanschluß 13a der
Antennenschaltung 13 ist mit dem IC Chip 12 verbunden
und der andere Antennenanschluß 13b davon
ist mit der Verbindungsschicht 15 verbunden. Die Verbindungsschicht 15 ist
mit dem IC Chip Verbindungsanschluß 13c verbunden und
der IC Chip Verbindungsanschluß 13c ist
mit dem IC Chip 12 verbunden.
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Auf
diese Art bildet die Antennenschaltung 13 eine Schaltung
bzw. einen Schaltkreis zur Transferierung bzw. Übertragung von Daten zu und
von dem IC Chip 12.
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Die
Isolationsschicht 14 ist eine Schicht, welche so ausgebildet
ist, um ein Teil der Antennenschaltung 13 zu bedecken,
um zwischen der Antennenschaltung 13 und der Verbindungsschicht 15 zu isolieren.
Die Isolationsschicht 14 könnte durch ein Drucken mit
einer Tinte, die leitfähige
Eigenschaften aufweist, beispielsweise eine unter ultravioletter Strahlung
aushärtende
Tinte, die ein acrylisch denaturiertes Epoxyharz als ein Basisharz
aufweist, zu welchem ein vorbestimmter Photopolymerisationsinitiator
(beispielsweise Benzoin) hinzugefügt wird, oder eine thermoaushärtende Tinte
ausgebildet werden, die ein Epoxyharz als ein Basisharz aufweist,
zu welchen ein Amintyp eines Härters
hinzugefügt
wird bzw. ist.
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Anstatt
der oben beschriebenen Materialien könnte die Isolationsschicht 14 auch
durch ein Beschichtungs- bzw. Überzugsverfahren
oder ein Druckverfahren, beispielsweise gewöhnliches Tiefdrucken, Walzen-
bzw. Rollendrucken, Rakeldrucken oder Offsetdrucken unter Verwendung
eines färbenden Materials
oder einer Tinte gebildet werden, so daß verschiedene Farbstoffe in Übereinstimmung
mit der Farbe hinzugefügt
werden, die für
ein Bindemittel einer Substanz benötigt wird, wie beispielsweise
ein Cellulosederivat, wie beispielsweise Ethylcellulose, Cellulosenitrat,
Ethylhydroxythylcellulose, Celluloseacetatpropionat, oder Cellulosenitrat;
ein Styrolharz oder Styrol-Copolymerharz, wie Polystyrol oder Poly-α-Methyl-Styrol;
ein Homopolymer oder Copolymerharz eines Acrylharzes oder methacrylischen Harzes,
wie Polymethylmethacrylat, Polyethylacrylate, oder Polybutylacrylat;
ein Kolophoniumesterharz, wie Kolophonium, ein durch Kolophonium
denaturiertes Maleinsäureharz,
ein durch Kolophonium denaturiertes Phenolharz oder ein zusammengesetztes
Kolophonium; ein Polyvinylacetatharz; ein Chromanharz; ein Vinyltoluolharz;
ein Vinylchloridharz, ein Polyesterharz, ein Polyurethanharz, oder
ein Butyralharz; Titanoxid, Tonerdepulver oder ein Mikrosiliziumdioxid
wird weiters hinzugefügt,
um die Drucktauglichkeit davon, wenn nötig, zu verbessern; und ein
Weichmacher, ein Stabilisator, Wachs, Fett, ein Trocknungsmittel,
ein Trocknungszusatzmittel, ein Härter oder ein Verdickungsmittel
wird weiters, wenn nötig,
hinzugefügt;
und schließlich
wird das färbende Material
oder die Tinte genügend
mit einem Lösungsmittel
oder Verdünner
gemischt.
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Die
Verbindungsschicht 15 ist eine Schicht, die ausgebildet
wird bzw. ist, um die Isolationsschicht 14 zu bedecken,
und dient zum Verbinden der Antennenschaltung 13 und des
IC Chips 12. In anderen Worten, ein Endabschnitt 15a der
Verbindungsschicht 15 ist bzw. wird mit dem IC Chip 12 durch
den IC Chip Verbindungsanschluß 13c verbunden
und der andere Endabschnitt 15b davon wird mit dem Antennenanschluß 13b verbunden.
Die Verbindungsschicht 15 ist bzw. wird von der Antennenschaltung 13 durch
die Isolationsschicht 14 isoliert und die Verbindungsschicht 15 ist
schmäler
als die Isolationsschicht 14.
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Die
Verbindungsschicht 15 ist bzw. wird durch ein Drucken mit
einer Tinte ausgebildet, die dieselbe Leitfähigkeit wie die Antennenschaltung 13 hat.
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Die
erste Schutzschicht 16a ist eine Schicht, die über die
gesamte Oberfläche
des Kartensubstrats 11 ausgebildet ist, um den IC Chip 12,
die Antennenschaltung 13 und andere Komponenten zu schützen. Die
erste Schutzschicht 16a hat eine Öffnung 16c an einem
Abschnitt entsprechend dem IC Chip 12, welche den IC Chip 12 davon
abhält,
in direkten Kontakt mit der ersten Schutzschicht 16a zu
kommen. Dies stellt sicher, daß die
erste Schutzschicht 16a die Dicke des IC Chips 12 absorbiert,
um die Dicke der Karte einheitlich zu machen. Die erste Schutzschicht 16a kann
aus demselben Material wie das Kartensubstrat 11 konfiguriert
sein bzw. werden.
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Die
zweite Schutzschicht 16b ist eine Schicht, die die untere
Oberfläche
der Karte ausbildet, und ist auf der ersten Schutzschicht 16a zum Schützen der
internen Komponenten, wie beispielsweise des IC Chips 12 vorgesehen.
Die zweite Schutzschicht 16b kann auch aus dem gleichen
Material wie das Kartensubstrat 11 gebildet sein. Die zweite
Schutzschicht 16b könnte
auch ein Muster oder dgl. haben, das auf die Oberfläche davon
gedruckt ist, um sie von anderen Karten zu unterscheiden.
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Der
Kondensator 17 ist eine Komponente, die mit der Antennenschaltung 13 verbunden
ist, welche auf dem Kartensubstrat 11 ausgebildet ist,
um die elektro-magnetischen Wellen zu stimmen, welche durch die
Antennenschaltung 13 empfangen werden. Der Kondensator 17 hat
eine erste Elektrodenschicht 17a, eine dielektrische Schicht 17b und
eine zweite Elektrodenschicht 17c, die in dieser Reihenfolge
von der Seite des Kartensubstrats 11 zur Verfügung gestellt
sind.
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Die
erste Elektrodenschicht 17a ist eine Schicht, die mit einer
leitfähigen
Tinte auf der oberen Seite des Kartensubstrats 11 gedruckt
ist. Die dielektrische Schicht 17b ist eine Schicht, die
mit einer isolierenden Tinte auf der Oberseite der ersten Elektrodenschicht 17a gedruckt
ist. Die zweite Elektrodenschicht 17c ist eine Schicht,
die mit einer leitfähigen Tinte
auf der Oberseite der dielektrischen Schicht 17b gedruckt
ist. Die erste Elektrodenschicht 17a und die zweite Elektrodenschicht 17c schließen die
dielektrische Schicht 17b ein, um einen Kondensator zu gestalten.
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Eine
Querschnittsansicht von Details des anisotropen, leitfähigen, haftfähigen Films 18,
der in dieser Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird, ist in 2 gezeigt.
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Der
anisotrope, leitfähige,
anhaftende Film 18 ist ein Film einer Dicke in der Größenordnung
von einigen Zehn μm
(vorzugsweise ungefähr
25 μm), welcher
fähig ist, örtlich leitfähig zu werden.
Der anisotrope, leitfähige,
haftfähige
Film 18 hat eine Harzschicht 18a und leitfähige bzw.
leitende Partikel 18b, die in dieser Harzschicht 18a fein
verteilt sind. Die Harzschicht 18a ist aus einem Harz,
wie einem thermohärtenden
Harz, einem thermoplastischen Harz oder einer Mischung von beiden
gebildet. Die leitfähigen
Partikel bzw. Teilchen 18b sind aus Kunststoffpartikeln gestaltet,
die von einem Metallbelag oder dgl. bedeckt sind.
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Wie
in 2 gezeigt, werden, wenn der IC Chip 12,
welcher auf dem anisotropen, leitfähigen, haftfähigen Film 18 zur
Verfügung
gestellt wird, auf die Antennenschaltung 13 gedrückt wird,
die Teile des Films 18, die zwischen den Anschlüssen 12a des IC
Chips 12 und dem Antennenanschluß 13a und dem IC Chip
Verbindungsanschluß 13c eingeklemmt bzw.
eingeschlossen sind, zusammengepreßt bzw. komprimiert. Dies bringt
die Anschlüsse 12a elektrisch
in Kontakt mit dem Antennenanschluß 13a und dem IC Chip
Verbindungsanschluß 13c durch
die leitfähigen
Partikel 18b.
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Die
Beschreibung wendet sich nun zu einem Verfahren zur Herstellung
der kontaktlosen Chipkarte bzw. IC Karte.
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Diagramme,
welche das Herstellungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform
der kontaktlosen IC Karte dieser Erfindung illustrieren, sind in 3 gezeigt.
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Die
kontaktlose IC Karte 10 wird wie folgt hergestellt:
- (1) Eine 25 μm
dicke haftfähige
bzw. anhaftende Schicht 11a ist bzw. wird auf das Kartensubstrat 11 beschichtet,
welches ein 188 μm
dicker Polyethylenterephthalatfilm ist (3a:
haftender Beschichtungsschritt).
- (2) Die Antennenschaltung 13, der IC Chip Verbindungsanschluß 13c und
die erste Elektrodenschicht 17a des Kondensators 17 werden
mit einer leitfähigen
Tinte auf das Kartensubstrat 11 siebgedruckt, welches mit
der haftfähigen
Schicht 11a in Schritt (1) beschichtet wurde, dann getrocknet
(3b: erster leitfähiger Druckschritt).
- (3) Die Isolationsschicht 14 und die dielektrische Schicht 17b werden
mit einer isolierenden Tinte auf die Antennenschaltung 13 und
die erste Elektrodenschicht 17a siebgedruckt, die in Schritt
(2) ausgebildet wurden, dann getrocknet (3c: Isolationsdruckschritt).
- (4) Die Verbindungsschicht 15 und die zweite Elektrodenschicht 17c werden
mit einer leitfähigen
Tinte auf die Isolationsschicht 14 und die dielektrische
Schicht 17b siebgedruckt, die in Schritt (3) gebildet wurden,
dann getrocknet (3d: zweiter leitfähiger Druckschritt).
- (5) Der IC Chip 12 ist mit Hitze auf die obere Seite des
Antennenanschlusses 13a und des IC Chips Verbindungsanschlusses 13c des
Kartensubstrats 11 gebondet, auf welchem die Verbindungsschicht 15 etc.
in Schritt (4) gebildet ist, mit dem anisotropen, leitfähigen, haftfähigen Film 18 dazwischen
(3e: IC Chip Montageschritt).
- (6) Die erste Schutzschicht 16a, welche 250 μm dick ist,
hat eine Öffnung 16c und
wird auf beiden Seiten mit haftfähigen
Schichten 22 überzogen bzw.
beschichtet, wird über
das Kartensubstrat 11 gelegt, auf welchem der IC Chip 12 in
Schritt (5) montiert ist. Dann wird die zweite Schutzschicht 16b,
welche 188 μm
dick ist und auf der unteren Seite mit einer haftfähigen bzw.
anhaftenden Schicht 23 beschichtet ist, auf die erste Schutzschicht 16a gelegt
und die gesamte Anordnung wird durch die Anwendung von Hitze und
Druck laminiert (3f: Schutzschicht-Ausbildungsschritt).
- (7) Dies komplettiert die kontaktlose IC Karte 10, welche
eine gesamte Dicke von 0,73 μm
hat. In diesem Fall sind die Antennenschaltung 13, der IC
Chip Verbindungsanschluß 13c und
die erste Elektrodenschicht 17a auf dem gleichen Niveau angeordnet,
die Isolationsschicht 14 und die dielektrische Schicht 17b sind
bzw. werden auch auf dem gleichen Niveau angeordnet, und die Verbindungsschicht 15 und
die dielektrische Schicht 17b sind auf dem gleichen Niveau
angeordnet.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform dieser
Erfindung ist bzw. wird die Antennenschaltung 13 auf einer
Seite allein auf dem Kartensubstrat 11 ausgebildet und
die erste und zweite Schutzschicht 16a und 16b werden
auch auf derselben Seite des Kartensubstrats 11 ausgebildet,
was es möglich macht,
die Karte billig und mit einer guten Massenproduktivität herzustellen.
Da die Antennenschaltung 13 durch ein Drucken ausgebildet
ist bzw. wird, kann die Karte dünner
gemacht werden.
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Wie
dies oben im Detail beschrieben ist, ist es, da die Konfiguration
der vorliegenden Erfindung die Isolationsschicht über wenigstens
ein Teil der Antennenschaltung ausgebildet hat und die Verbindungsschicht
ausgebildet hat, um sich über
die Isolationsschicht zu erstrecken, möglich, die Antennenschaltung
nur auf einer Seite des Substrats zu gestalten bzw. zu konfigurieren.
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Außerdem sind
die Antennenschaltung, Verbindungsschicht und Isolationsschicht
durch ein Drucken gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet, so daß sie
dünn und
billig sind.
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Da
die Karte in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung auch einen Kondensator aufweist, ist es möglich, die
elektromagnetischen Wellen abzustimmen, die dadurch zu empfangen
sind.
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Der
Kondensator gemäß dieser
Erfindung ist mit einer ersten Elektrodenschicht bzw. Schicht einer ersten
Elektrode, die durch ein Drucken mit einer leitfähigen Tinte gebildet ist, einer
dielektrischen Schicht, die durch ein Drucken mit einer isolierenden Tinte
gebildet ist, und einer zweiten Elektrodenschicht versehen, die
durch ein Drucken mit einer leitfähigen Tinte gebildet ist, so
daß er
dünn und
auch billig ist.
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Da
das Verfahren gemäß dieser
Erfindung einen ersten leitfähigen
Druckschritt eines Druckens der Antennenschaltung und der ersten
Elektrodenschicht, einen Isolationsdruckschritt eines Druckens der
Isolationsschicht und der dielektrischen Schicht und einen zweiten
leitenden Druckschritt eines Druckens der Verbindungsschicht und
der zweiten Elektrodenschicht aufweist, ist es möglich, eine dünne, kontaktlose
IC Karte billig damit herzustellen.
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Zweite Ausführungsform
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt
und daher kann sie in mehreren Arten innerhalb des Bereichs bzw.
Rahmens der Erfindung modifiziert werden, wie dies hierin dargelegt
ist.
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Beispielsweise
kann eine Mehrzahl von Antennenschaltungen übereinander gelegt bzw. angeordnet
werden, wenn es notwendig ist, eine Anzahl von Wicklungen bzw. Windungen
der Antennenschaltung 13 auszubilden, um eine Kommunikationszuverlässigkeit
zu erfüllen.
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In
einem derartigen Fall wird bzw. ist eine zusätzliche Isolationsschicht 20 auf
der oberen Seite bzw. Oberseite der gesamten Antennenschaltung 13 mit
Ausnahme der Antennenanschlüsse 13a und 13b ausgebildet,
und eine zusätz liche
Antennenschaltung 21 wird auf der oberen Seite der zusätzlichen Isolationsschicht 20 gedruckt.
Ein Wiederholen dieses Prozeß macht
es möglich,
eine Mehrzahl von Antennenschaltungen übereinander anzuordnen.
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Wenn
eine derartige Konfiguration verwendet wird, ist es möglich, die
notwendige Anzahl von Antennenspulen, ohne Durchtritts- bzw. Durchgangslöcher zu
verwenden, durch ein alternatives Drucken von vorbestimmten Mustern
in der leitfähigen
Tinte und der isolierenden Tinte einfach zu erhalten bzw. erreichen.
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Die
Schutzschicht könnte
auch eine einzelne Schicht sein. Das macht es möglich, eine billigere Karte
herzustellen.
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In
einem derartigen Fall könnte
eine Vertiefung in der ersten Schutzschicht 16a ausgebildet
sein und die zweite Schutzschicht 16b könnte ausgelassen werden, ohne
den IC Chip 12 zu beeinflussen.
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Dritte Ausführungsform
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Eine
dritte Ausführungsform
dieser Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben.
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In
der Ausführungsform,
die in 4 bis 6 gezeigt ist, sind nur die
Anordnungen des IC Chips 12 und des Kondensators 17 unterschiedlich von
denen in der ersten Ausführungsform;
andere Abschnitte sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform,
die in 1 bis 3 gezeigt ist.
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Wie
in 4 gezeigt, ist bzw. wird ein Antennenanschluß 13a der
Antennenschaltung 13 mit dem IC Chip 12 verbunden und
der andere Antennenanschluß 13b der
Antennenschaltung 13 wird mit der Verbindungsschicht 15 verbunden,
welche auf der Oberseite der Isolationsschicht 14 zur Verfügung gestellt
wird.
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Der
IC Chip 12 wird mit einem Endabschnitt 15a der
Verbindungsschicht 15 durch die den IC Chip Verbindungsanschluß 13c verbunden,
und der andere Endabschnitt 15b der Verbindungsschicht 15 wird mit
dem Antennenanschluß 13b verbunden.
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Der
Kondensator 17 wird mit einem Antennenanschluß 13a der
Antennenschaltung 13 durch eine erste Kopplungsschicht 25 verbunden,
und der Kondensator 17 wird auch mit einem Endabschnitt 15a der
Verbindungsschicht 15 durch den IC Chip Verbindungsanschluß 13c und
eine zweite Kopplungsschicht 26 verbunden.
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Der
Kondensator 17 weist die erste Elektrodenschicht 17a,
welche integral mit der zweiten Kopplungsschicht 26 der
leitfähigen
Tinte gedruckt ist bzw. wird, die dielektrische Schicht 17b,
welche mit der isolierenden Tinte gedruckt wird, und die zweite Elektrodenschicht 17c auf,
welche integral mit der ersten Kopplungsschicht 25 der
leitfähigen
Tinte gedruckt wird.
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Da
jede der ersten Elektrodenschicht 17a, der dielektrischen
Schicht 17b, und der zweiten Elektrodenschicht 17c durch
getrennte Tinten in dieser Art und Weise gedruckt wird, können die
Breite und Dicke von jeder Schicht beliebig bestimmt werden (siehe 5a bis 5d).
Mit anderen Worten, wenn der Kondensator 17 eine Referenz-
bzw. Bezugsbreite und -dicke aufweist (siehe 5a),
dann wird ein Verdoppeln der Breite die Kapazität des Kondensators 17 verdoppeln
(siehe 5b). Ein Verdoppeln der Dicke
der dielektrischen Schicht 17b wird die Kapazität des Kondensators 17 halbieren
(siehe 5c). Darüber hinaus wird ein Halbieren
der Dicke der dielektrischen Schicht 17b die Kapazität des Kondensators 17 verdoppeln
(siehe 5d).
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In 4 ist
die Induktanz L der Antennenschaltung 13 1,2 μH und die
Kapazität
C des Kondensators 17 ist 20 pF. Wenn der IC Chip 12 einmal
montiert wurde, ist die Resonanzfrequenz 13,56 MHz.
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Wie
in 6a bis 6e gezeigt,
können
die Anordnungen der ersten Elektrodenschicht 17a, der dielektrischen
Schicht 17b und der zweiten Elektrodenschicht 17c in
einer Draufsicht in jeder Art und Weise wie gewünscht bestimmt werden.
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Vierte Ausführungsform
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Die
Beschreibung wendet sich nun zu einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7.
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7a bis 7f illustrieren
die vierte Ausführungsform
der IC Karte gemäß dieser
Erfindung. Eine kontaktlose IC Karte 30 wird wie folgt
hergestellt:
- (1) Eine 2 μm dicke haftfähige Schicht 31a wird auf
ein Kartensubstrat 31 beschichtet, welches ein 100 μm dicker
Polyethylenterephthalatfilm ist (7a:
haftfähiger
Beschichtungsschritt).
- (2) Eine Antennenschaltung 33, ein IC Chip Verbindungsanschluß 33c,
und eine erste Elektrodenschicht 37a eines Kondensators 37 werden mit
einer leitfähigen
Tinte auf das Kartensubstrat 31 siebgedruckt, das mit der
haftfähigen
Schicht 31a in Schritt (1) beschichtet wurde, dann getrocknet
(7b: erster leitfähiger Druckschritt).
- (3) Eine Isolationsschicht 34 und eine dielektrische
Schicht 37b werden mit einer isolierenden Tinte auf die
Antennenschaltung 33 und die erste Elektrodenschicht 37a siebgedruckt,
die in Schritt (2) ausgebildet wurden, dann getrocknet (7c: Isolations-Druckschritt).
- (4) Eine Verbindungsschicht 35 und eine zweite Elektrodenschicht 37c werden
mit einer leitfähigen
Tinte auf die Isolationsschicht 34 und die dielektrische
Schicht 37b siebgedruckt, die in Schritt (3) ausgebildet
wurden, dann getrocknet (7d: zweiter
leitfähiger
Druckschritt).
- (5) Ein IC Chip 32 wird unter Hitze auf die Oberseite
der Antennenschaltung 33 und des IC Chip Verbindungsanschlusses 33c des
Kartensubstrats 31 gebondet, auf welchem die Verbindungsschicht 35 etc.,
in Schritt (4) ausgebildet wird, mit einem anisotropen, leitfähigen, haftfähigen Film 38 dazwischen
(7e: IC Chip Montageschritt).
- (6) Eine erste Schutzschicht 36a, die aus einem thermisch
haftfähigen
Blatt ausgebildet ist, das 250 μm
dick ist, ist bzw. wird über
das Kartensubstrat 31 gelegt, auf welchem der IC Chip 32 in Schritt
(5) montiert ist. Dann wird eine zweite Schutzschicht 36b,
welche 100 μm
dick ist und welche auf der unteren Seite mit einer haftfähigen Schicht 23 beschichtet
ist, auf die erste Schutzschicht 36a gelegt und die ganze
Anordnung wird durch die Anwendung von Hitze und Druck laminiert
(7f: Schutzschicht-Ausbildungsschritt).
- (7) Dies komplementiert die kontaktlose IC Karte 30,
welche eine durchschnittliche Dicke von 0,45 μm hat.
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Fünfte Ausführungsform
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Die
Beschreibung wendet sich nun zu einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 8.
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8 illustriert
das Verfahren zur Herstellung dieser Ausführungsform der IC Karte gemäß der vorliegenden
Erfindung. Eine kontaktlose IC Karte 40 wird wie folgt
hergestellt:
- (1) Eine 2 μm dicke haftfähige Schicht 41a wird auf
ein Kartensubstrat 41 beschichtet, welches ein 100 μm dicker
Polyethylenterephthalatfilm ist (8a:
haftfähiger
Beschichtungsschritt).
- (2) Eine Antennenschaltung 43, ein IC Chip Verbindungsanschluß 43c und
eine erste Elektrodenschicht 47a eines Kondensators 47 werden
mit einer leitfähigen
Tinte auf das Kartensubstrat 41 siebgedruckt, welches mit
der haftfähigen
Schicht 41a in Schritt (1) beschichtet wurde, dann getrocknet
(8b: erster leitfähiger Druckschritt).
- (3) Eine Isolationsschicht 44 und eine dielektrische
Schicht 47b werden mit einer isolierenden Tinte auf die
Antennenschaltung 43 und die erste Elektrodenschicht 47a siebgedruckt,
die in Schritt (2) ausgebildet wurde, dann getrocknet (8c: Isolations-Druckschritt).
- (4) Eine Verbindungsschicht 45 und eine zweite Elektrodenschicht 47c werden
mit einer leitfähigen
Tinte auf die Isolationsschicht 44 und die dielektrische
Schicht 47b siebgedruckt, die in Schritt (3) ausgebildet
wurden, dann getrocknet (8d: zweiter
leitfähiger
Druckschritt).
- (5) Ein IC Chip 42 wird unter Hitze auf die Oberseite
der Antennenschaltung 43 und des IC Chip Verbindungsanschlusses 43c des
Kartensubstrats 41 gebondet, auf welchem die Verbindungsschicht 45 etc.,
in Schritt (4) ausgebildet ist, mit einem anisotropen, leitfähigen, haftfähigen Film 48 dazwischen
(8e: IC Chip Montageschritt).
- (6) Eine erste Schutzschicht 46a, die aus einem thermisch
haftfähigen
Blatt ausgebildet ist, das 250 μm
dick ist, welches eine Öffnung 50 für den IC
Chip 42 hat auf beiden Seiten mit haftfähigen Schichten 22 beschichtet
ist, wird über
das Kartensubstrat 41 gelegt, auf welchem der IC Chip 42 in
Schritt (5) montiert wird. Dann wird eine zweite Schutzschicht 46b,
welche 100 μm
dick ist und welche auf der unteren Seite mit einer haftfähigen Schicht 23 beschichtet
ist, auf die erste Schutzschicht 46a gelegt. Außerdem wird
eine erste gemusterte Schutzschicht 57a, welche 150 μm dick ist
und welche mit einer 2 μm
dicken haftfähigen Schicht 24 beschichtet
ist, von einer unteren Seite darüber
gelegt und eine zweite gemusterte Schutzschicht 57b, die
eine ähnliche
haftfähige Schicht 24 aufweist,
wird von oben darüber
gelegt, und die gesamte Anordnung wird durch die Anwendung von Hitze
und Druck laminiert (8f: Schutzschicht-Ausbildungsschritt).
- (7) Dies komplementiert die kontaktlose IC Karte 40,
welche eine Gesamtdicke von 0,75 μm
hat.
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Diese
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat die gemusterten Schichten 57a und 57b, auf
welchen ein Muster gedruckt ist, auf der oberen und unteren Oberfläche davon,
was es möglich macht,
eine Karte zu erzeugen, die eine Basisstruktur aufweist, welche
unverändert
ist, aber welche unterschiedliche Muster aufweist. Die gemusterten Schichten 57a und 57b könnten auch
die Information innerhalb des IC Chips 12 zeigen.
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Zusätzlich zu
einem Verbessern der Massenproduktivität macht dies möglich, kleine
Chargen mit vielen Eigenschaften herzustellen, oder die Funktionen
der Chipkarte bzw. IC Karte zu verbessern.