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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist ein Testgerät für elektronische Speicherkarten
des Typs, der einen Kartenkörper
umfasst, in dem ein elektronisches Modul befestigt ist, das einen
Halbleiterchip mit integrierten Schaltkreisen und externen elektrischen
Kontaktbereichen umfasst.
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Der
Kartenkörper
besteht aus einer Platte aus Material wie z. B. PVC oder ABS, die
etwa 0,8 mm dick ist und deren Abmessungen in der Größenordnung
50 mm × 80
mm liegen.
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Damit
die Karteninhaber diese Karten problemlos nutzen können, ist
es erforderlich, dass die Karte bei normaler Handhabung nicht verformt
wird, was ihre Nutzung unmöglich
machen oder das Funktionieren der Karte beeinträchtigen würde. Derartige Beeinträchtigungen
können
in einem anormalen Durchbiegen des Kartenkörpers bestehen, wodurch die
Karte nicht mehr in ein Lesegerät
eingeführt
werden kann oder in Problemen mit dem elektronischen Modul und können entweder
darin bestehen, dass das elektronische Modul sich vom Kartenkörper löst, oder
in einer Beeinträchtigung
des elektronischen Moduls, was entweder zur Unterbrechung gewisser elektrischer
Verbindungen oder zu einer teilweisen Zerstörung des Halbleiterchips führt.
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Um
sicher zu stellen, dass die hergestellten Karten für eine normale
Nutzung geeignet sind, sieht die ISO Norm eine Reihe von Tests vor,
insbesondere Biegungs- und Torsionstests des Kartenkörpers. Einerseits
sind diese Tests aufgrund der Verbesserungen in der Herstellungstechnik
dieser Karten recht wenig effizient, andererseits sind diese Tests
nicht immer repräsentativ
für die
tatsächlichen
Nutzungsbedingungen der Karten und insbesondere für die Umstände, unter
denen sie genutzt werden können.
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Aus
diesem Grund haben die Hersteller eigene Tests entwickelt, mit denen
man so nah an die tatsächlichen
Nutzungsbedingungen kommt, wie möglich,
wie z. B. in EP-A-0 704 819 oder
DE 196 20 550 C beschrieben.
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Aufgabe
dieser Erfindung ist, ein Testgerät für die Durchführung mechanischer
und funktioneller Kartentests, insbesondere der Schaltkreise des
elektronischen Moduls zu liefern.
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Um
dieses Aufgabe zu erfüllen
und nach einer ersten Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Testgerät für elektronische Speicherkarten
bestehend aus einem Kartenkörper
mit einer ersten und zweiten Seite und einem elektronischen Modul
mit einem Halbleiterchip, in dem sich integrierte Schaltkreise und
mehrere externe elektrische Kontaktbereiche befinden, die an den
genannten Chip angeschlossen sind und sich in der genannten ersten
Seite befinden. Darüber hinaus
umfasst das Testgerät:
- – Träger- und
Positionierungsmittel der Karte mit zwei längsverlaufenden Trägerelementen
einer Seite der Karte, die derart angebracht sind, dass das elektronische
Modul zwischen den längsverlaufenden
Elementen angeordnet wird,
- – ein
bewegliches Mittel im rechten Winkel zur Fläche des Kartenkörpers, um
an der Stelle des elektronischen Moduls eine Kraft mit zunehmender
Intensität
auszuüben,
- – Kontrollmittel,
um auf das elektronische Modul elektrische Befehlssignale anzulegen
und von dem Modul ausgesandte Signale in Antwort auf die Befehlssignale
zu empfangen;
- – Testmittel,
um die empfangenen Signale mit Referenzsignalen für korrektes
Funktionieren der integrierten Schaltkreise des elektronischen Moduls zu
jedem Zeitpunkt, zu dem die Kraft angelegt wird, zu vergleichen
und um zumindest die Intensität
der von dem Mittel ausgeübten
Kraft zu speichern, wenn die empfangenen Signale anfangen, sich
von den Referenzsignalen zu unterscheiden.
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Nach
einer zweiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung umfasst das Testverfahren
für elektronische
Speicherkarten bestehend aus einem Kartenkörper mit einer ersten und zweiten
Seite und einem elektronischen Modul mit einem Halbleiterchip, in dem
sich integrierte Schaltkreise und mehrere externe elektrische Kontaktbereiche
befinden, die an den genannten Chip angeschlossen sind und sich
in der ersten Seite befinden Phasen, in denen:.
- – die Karte
gebogen und gestaucht wird, indem die Karte so auf Träger- und
Positionierungsmitteln mit zwei längsverlaufenden Trägerelementen einer
Seite der Karte positioniert wird, dass das elektronische Modul
zwischen den längsverlaufenden
Elementen angeordnet wird und ein mobiles Mittel im rechten Winkel
zur Fläche
des Kartenkörpers
an der Stelle des elektronischen Moduls mit einer Kraft zunehmender
Intensität
einwirkt,
- – dank
der Kontrollmittel auf das elektronische Modul elektrische Befehlssignale
angelegt werden und die von dem Modul in Antwort auf die Befehlssignale
ausgesandten Signale empfangen werden,
- – die
empfangenen Signale mit den Referenzsignalen des korrekten Betriebs
der integrierten Schaltkreise des elektronischen Moduls zu jedem Zeitpunkt
verglichen werden, zu dem die Kraft angelegt wird und mindestens
die Intensität
der von dem Mittel angelegten Kraft gespeichert wird, wenn die empfangenen
Signale anfangen, sich von den Referenzsignalen zu unterscheiden.
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Es
ist verständlich,
dass dank des von dem Testgerät
angewandten Prinzips die Karte und insbesondere dessen elektronisches
Modul mechanischen Einwirkungen bis zum Schwellenwert, der der Einstellung
des normalen Betriebs des elektronischen Moduls entspricht, unterworfen
werden. Die Speicherung mindestens der angelegten Kraft, die dieser
Situation entspricht, lässt
die Einschätzung
der Eigenschaften der Herstellungstechnik der Karte zu oder die
Kontrolle dessen, dass hergestellte Karten sich tatsächlich in
einem Bereich der Merkmale bewegen, die den normalen Gebrauch zulassen
und somit vielfältige
Rückläufe vermeiden.
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Nach
einer ersten bevorzugten Ausführungsart
nimmt der Teil des Mittels, der auf die Karte in Höhe des elektronischen
Moduls angelegt werden soll, die Form einer halbzylindrischen Fläche mit
geringem Umkreis ein. So wird an das Modul und an die Karte eine
Einwirkung angelegt, die die halbzylindrische Fläche bei Anlegen an das Modul
bewirkt.
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Nach
einer anderen Ausführungsart
ist der Teil des Mittels, der auf die Karte in Höhe des elektronischen Moduls
angelegt werden soll, eine ebene kreisförmige Fläche, die von einer Schicht
leicht verformbaren Materials abgedeckt ist.
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Vorzugsweise
werden diese beiden Testmittel eingesetzt, um die Karte Umständen auszusetzen,
die repräsentativ
für die
derzeitigen Gebrauchsumstände
sind.
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Andere
Merkmale und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich leichter beim Lesen der folgenden Beschreibung
mehrerer Ausführungsarten
der Erfindung, die beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt
werden. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigelegten Abbildungen,
in denen
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1 eine
vereinfachte Draufsicht darstellt, in der eine im Testgerät angeordnete
Karte gezeigt wird;
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2 eine
vereinfachte Ansicht des gesamten Testgeräts darstellt;
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3a eine
detailliertere Ansicht des Testgeräts bei Anwendung eines ersten
Testmittels ist und
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3b eine
Teilansicht darstellt, die ein zweites Testmittel zeigt, das in
dem Gerät
angewandt werden kann.
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Wie
bereits erklärt
wurde, besteht das Prinzip der Erfindung darin, die Karte und insbesondere ihr
elektronisches Modul einer zunehmenden Einwirkung auszusetzen, wobei
gleichzeitig das einwandfreie elektrische Funktionieren des elektronischen Moduls
ununterbrochen überprüft wird.
Vorzugsweise nimmt die angelegte Kraft in einem Intervall der Größenordnung
von zwischen 0 und 300 Newton, je nach Art der getesteten Karte
zu. Wenn kein einwandfreier Betrieb mehr gegeben ist, wird zumindest die
Kraft gespeichert, die dazu geführt
hat, dass der einwandfreie Betrieb nicht mehr gegeben ist.
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1 stellt
eine Draufsicht einer elektronischen Speicherkarte 10 mit
Körper
aus Plastikmaterial 12 und dazugehörigem elektronischem Modul 14, dar,
dessen externe elektrische Kontaktbereiche 16 sichtbar
sind. Zur Durchführung
der Tests wird die Karte auf zwei horizontale längsverlaufende und unter einander
parallele Träger 18 und 20 gelegt,
deren Abstand e derart ist,
dass der Körper
der Karte auf den Trägern 18 und 20 beiderseits
des elektronischen Moduls 14 ruht. Mit dem Testgerät wird eine Einwirkung
F durch ein Hilfsmittel angelegt, das durch 22 symbolisiert
wird und diese Einwirkung in Höhe
des elektronischen Moduls 14 ausübt. Vorteilhafterweise weisen
die längsverlaufenden
Trägerelemente 18 und 20 eine
zylindrische Form auf, wie in 2 dargestellt.
Wenn die Kraft F auf die Karte wirkt, gibt diese nach. Dieses Nachgeben
wird durch die zylindrische Form der Trägerelemente 18 und 20 erleichtert.
Somit wird die Karte einer Einwirkung durch Biegen und Kompression
ausgesetzt. Die Einwirkung stellt beispielsweise modellhaft eine
Einwirkung dar, die durch einen Nutzer der Karte angelegt wird,
wenn dieser den Kartenkörper
zwischen einem Zeigefinger und einem Daumen der gleichen Hand hält und mit
dem anderen Daumen auf das Modul drückt. Selbstverständlich kann
der Nutzer beliebig auf die eine oder andere Seite der Karte drücken.
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2 stellt
schematisch das gesamte Messgerät
dar. Abgebildet sind die Karte 10 mit dem elektronischen
Modul 14, den externen Kontaktbereichen 16 und
dem Halbleiterchip 24, in dem die integrierten Schaltkreise
des elektronischen Moduls ausgebildet sind, wobei diese Schaltkreise über Verbindungen
mit den externen Bereichen 16 verbunden sind. In 2 finden
sich ebenfalls die beiden längsverlaufenden
und horizontalen Trägerelemente 18 und 20.
In dieser Abbildung ist ebenfalls das Testmittel 22 abgebildet,
das auf einem Testkopf 26 angebracht ist, der mit einer
Vorrichtung 28 verbunden ist, die das Mittel 22 mit
nach und nach zunehmender Kraft anlegen kann. Die Vorrichtung 28 besteht
beispielsweise aus einem Zylinder, wobei der Kopf 26 mit
der Kolbenstange 28a dieses Zylinders fest verbunden ist.
Dem Zylinder 28 ist eine Befehlsvorrichtung für diesen
Zylinder 30 zugeordnet, anhand der zu jedem Zeitpunkt eine
Kraft angelegt werden kann, um eine vorbestimmte Verformungsgeschwindigkeit zu
erreichen, wobei dieser Steuerkreis 30 über seinen Teil 32 den
Hub des Mittels 22, d.h. die mechanische Verformung der
Karte messen kann.
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Das
Testgerät
beinhaltet ebenfalls elektronische oder elektrische Schaltkreise,
unter anderem einen Versorgungs- und Dialogschaltkreis 34 mit
den integrierten Schaltkreisen der Karte, einen Schaltkreis 36 zur
Erarbeitung repräsentativer
Signale für jeden
Zeitpunkt der angelegten Kraft F und des Hubs C, einen Bearbeitungsschaltkreis 38,
der einerseits ein vom Schaltkreis 34 ausgesandtes Signal
und andererseits Informationen über
die Intensität
der Kraft F und den Hub C empfängt
und einen Schaltkreis 40 zum Abspeichern der Informationen.
Der Versorgungsschaltkreis 34 ist mit den externen Bereichen 16 der
Karte über
elektrische Kontakte wie 42 verbunden, die vorzugsweise
von dem Kopf 26 getragen werden. Kommt das Testmittel 22 in
Kontakt mit der oberen Seite 14a des elektronischen Moduls,
sorgen die Kontakte 42 für eine elektrische Verbindung
zwischen den Bereichen 16 des elektronischen Moduls und
dem Schaltkreis 34. Der Schaltkreis 34 ist dazu da,
die integrierten Schaltkreise des Chips 24 zu versorgen
und die Steuersignale auf diese integrierten Schaltkreise anzulegen.
In Übereinstimmung
mit der normalen Funktionsweise des elektronischen Moduls werden
Antwortsignale erarbeitet und von dem Halbleiterchip an die externen
Kontaktbereiche 16 angelegt, wobei diese Signale von dem
Schaltkreis 34 gesammelt werden. Im Schaltkreis 34 sind
Vergleichsschaltkreise zwischen den tatsächlich empfangenen Antwortsignalen
und den Referenzsignalen vorgesehen, die dem Normalbetrieb des elektronischen
Moduls entsprechen und im Schaltkreis 34 abgespeichert
sind. Wenn diese Vergleichsschaltkreise einen Unterschied zwischen
den Referenzsignalen und den tatsächlich empfangenen Signalen
feststellen, geben sie ein Fehlersignal E aus, das auf den Verarbeitungsschaltkreis 38 angelegt
wird. Die Feststellung dieses Signals E führt zur Unterbrechung des Anlegens
der Kraft F und zum Abspeichern des Wertes der Kraft F und des Hubs
C. Zum Beispiel legt man ein Befehlssignal an, auf das man eine
Antwort auf eine Nullrückstellung
der Karte bekommen kann, die im angelsächsischen Sprachraum geläufigerweise „answer
to reset" genannt
wird. Ist die Antwort falsch, wird davon abgeleitet, dass der Chip
durch die angelegte Kraft F beschädigt worden ist. So wird das Funktionieren
der Karte in Echtzeit überprüft. Anhand dieses
Tests kann festgestellt werden, ob der Chip 24 beispielsweise
durch einen Riss beschädigt
ist oder nicht.
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Da
der Chip in das Modul eingeschlossen ist, kann ein einfacher Riss
von der Größe einiger
Mikronen weder mit dem Auge, noch mit einem handelsüblichen
Mikroskop entdeckt werden.
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Wie
besser in 3a dargestellt, kann das mit 22a bezeichnete
Mittel 22 aus einer halbzylindrischen Fläche bestehen,
deren Länge
vorzugsweise mindestens der des elektronischen Moduls entspricht und
deren Krümmungsradius
sich in der Größenordnung
eines Millimeters bewegt.
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Das
in 3b dargestellte Testmittel 22b besteht
aus einem Zylinder 50, dessen Durchmesser vorzugsweise
4 mm beträgt
und dessen beschichtete Abschlussseite von einer Silikonschicht
oder ähnlichem
Material 52 von etwa 0,8 mm Dicke überzogen ist. Vorzugsweise
ist daher die Auflagefläche
des Mittels 22b in der Größenordnung der Fläche des Überzugstropfens,
der den im elektronischen Modul enthaltenen Halbleiterchip umfasst.
Die Silikonschicht ermöglicht
eine vorteilhafte Dämpfung
des Kontakts des Testmittels mit dem elektronischen Modul.
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Diese
beiden Mittel 22a und 22b werden auf den beiden
Hauptseiten 12a und 12b einer Karte verwendet.
Vorzugsweise wird abwechselnd ein Satz Karten mit dem ersten Mittel 22a und
ein anderer Satz mit dem zweiten Mittel 22b getestet und
vorzugsweise testet man in ein und dem gleichen Kartensatz wahlweise
die erste oder die zweite Seite einer Karte, bis die Karte beschädigt ist,
dann wird eine weitere Karte getestet, und so weiter. So werden
Nutzungsbedingungen rekonstruiert, die den tatsächlichen Nutzungsbedingungen ähnlich sind
und man erhält
Testergebnisse, die repräsentativ
für die
tatsächliche
Nutzung der Karten sind.
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In 3a ist
der mechanische Teil des Testgeräts
detaillierter dargestellt. Es finden sich die längsverlaufenden Elemente 18 und 20 wieder,
die zwischen zwei Teilen 52 und 54 zur Positionierung der
Karte befestigt sind. Teil 54 weist eine Nut 56 auf in
die eine Kante des Kartenkörpers 12 eingeführt werden
kann, während
Teil 52 einen Ansatz umfasst, auf dem der andere Kartenrand
ruht. Die Karte wird in Position gebracht, indem sie in die Nut 56 geschoben
wird. Ein nicht dargestellter Anschlag sorgt für die Längspositionierung der Karte.
Zwischen den längsverlaufenden
Elementen 18 und 20 sind elektrische Kontakte 60 vorgesehen,
die die elektrische Verbindung zwischen den Schaltkreisen der Karte und
den Schaltkreisen 34 des Testgeräts sicher stellen, wenn die
Oberseite 12a auf den längsverlaufenden
Trägerelementen
ruht, d.h. wenn die Karte getestet wird, indem die Kraft F auf die
zweite Seite der Karte angelegt wird.
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Es
ist zu vermerken, dass die Tatsache, dass die elektrischen Kontakte 42 fest
mit den Mitteln, die die Kraft F anlegen und dem Mittel 22 verbunden sind,
den vorstehend beschriebenen Test erleichtern.
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Wenn
die elektrischen Kontakte nicht fest mit dem Mittel 22 und
dem mobilen Kopf verbunden wären,
wäre die
Herstellung eines dauernden elektrischen Kontakts während des
Tests schwieriger, da die Karte sich unter Einwirkung der angelegten
Kraft verschieben würde.
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Schließlich ist
zu vermerken, dass das erfindungsgemäße Testgerät auch den Test einer Karte ermöglicht,
ohne dass dabei unbedingt bis zum Bruch der Karte getestet wird.
Dadurch können
Karten getestet werden, deren Funktion intakt ist, bei denen jedoch
eines der Bestandteile defekt ist. Die Karte wird durch leichte
Einwirkung verformt, ohne dass ein Bruch herbei geführt wird.
Funktioniert die Karte nach wie vor, bedeutet das, dass sie nicht
kaputt ist. Im gegenteiligen Fall ist sie kaputt und wird zurück gewiesen.