EP1362369A2 - Elektrisch leitfähige verbindung zwischen einem chip und einem koppelelement sowie sicherheitselement mit einer solchen verbindung - Google Patents

Elektrisch leitfähige verbindung zwischen einem chip und einem koppelelement sowie sicherheitselement mit einer solchen verbindung

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EP1362369A2
EP1362369A2 EP01986899A EP01986899A EP1362369A2 EP 1362369 A2 EP1362369 A2 EP 1362369A2 EP 01986899 A EP01986899 A EP 01986899A EP 01986899 A EP01986899 A EP 01986899A EP 1362369 A2 EP1362369 A2 EP 1362369A2
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EP
European Patent Office
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chip
coupling element
security
connection
particles
Prior art date
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Ceased
Application number
EP01986899A
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Inventor
Lars Hoffmann
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke+Devrient GmbH
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Publication date
Application filed by Giesecke+Devrient GmbH filed Critical Giesecke+Devrient GmbH
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Priority to EP16002743.9A priority patent/EP3179508A1/de
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    • H10W72/59—Bond pads specially adapted therefor

Definitions

  • the invention relates to an electrically conductive connection between an integrated circuit designed as a chip and a coupling element for transmitting data and / or energy from and / or to the chip.
  • the invention relates equally to documents of value, in particular banknotes, and security paper for the production of these documents of value and security elements for application or introduction to or into the security paper, each of which has such an electrically conductive connection between the chip and the associated coupling element.
  • the invention relates to a method for capacitive
  • Documents of value in the sense of the present invention can be banknotes, certificates but also credit cards and the like.
  • the invention is particularly suitable for use in thin, paper documents of value such as banknotes, but can also be used in connection with other documents of value.
  • the application of integrated circuits in the form of chips in or on banknotes is proposed, for example, in EP 0 905 657 A1 in order to increase the security of banknotes against counterfeiting by means of information stored in the chip.
  • the chip is a transponder chip, which is therefore not contacted directly by external data processing devices, but in which the
  • Data exchange takes place via a coupling element designed as an open or closed dipole antenna, for which purpose, for example, the security thread contained in the banknote or one separately in the banknote provided, closed coil can serve.
  • a coupling element designed as an open or closed dipole antenna, for which purpose, for example, the security thread contained in the banknote or one separately in the banknote provided, closed coil can serve.
  • Chip contact elements is proposed in connection with chip cards in EP-A-512 546 and DE 19957609 AI to use anisotropic conductive adhesive, that is, only in one direction, namely between the chip and. , Contact element, are conductive.
  • anisotropic conductive adhesive that is, only in one direction, namely between the chip and. , Contact element, are conductive.
  • Such an anisotropic adhesive layer can cover all contact elements together without this leading to
  • DE 19957609 AI proposes to provide spherical, possibly elastic guide bodies next to one another and spaced apart from one another in a manageable, compressible heat seal adhesive layer.
  • pressure and temperature are used to ensure that the spherical guide bodies form an electrically conductive connection between the contact elements of the chip and the coupling element, but the guide bodies do not come into contact with one another, so that a Short circuit formation avoided becomes.
  • DE 199 57609 AI does not contain specific information about the elastic guide bodies.
  • the object of the present invention is therefore to propose an electrically conductive connection with which chips and associated coupling elements can be reliably connected to one another, in particular in connection with securities.
  • the solutions according to the invention are based on the knowledge that the electrically conductive connection between the chip and the coupling element should generate as little mechanical stress as possible in the break-prone chip, in particular not at the time of the chip application.
  • this finding is implemented in order to achieve the aforementioned object in such a way that the adhesive connecting the chip and the coupling element is an anisotropic conductive adhesive which contains electrically conductive particles, the maximum size of which is smaller than the distance between the chip and the Coupling element, preferably less than 1 mm.
  • These particles are preferably aligned in the adhesive, for example in a magnetic field, so that they only conduct in the direction between the chip and the coupling element and are otherwise isolated from one another by the adhesive material. With an adhesive layer thickness of approximately 2 .mu.m, it is thus ensured that the particles cannot exert mechanical stresses on the chip due to their small size.
  • an anisotropic adhesive with electrically conductive particles is also used, which, however, consist of a solder material that is soft at an elevated temperature at which the chip is connected to the coupling element. After cooling, the solder material solidifies in the form it was in when the chip was applied. This ensures that, in particular when applying the chip, there are no mechanical voltages from the electrical. conductive particles are exerted on the chip.
  • the solder material particles are arranged in a suitable adhesive matrix next to one another and spaced apart from one another such that they are still spaced apart from one another after application of the chip.
  • a third embodiment of the invention provides a capacitive coupling.
  • This embodiment is suitable for use with high-frequency alternating currents of, for example, approximately 2 GHz. Any conductive particles in the adhesive layer that promote mechanical stresses can be dispensed with. Instead, the adhesive layer forms a thin, dielectric layer between the chip contact surfaces and the coupling element.
  • the energy supply for the chip takes place via an alternating field which is capacitively coupled into the chip, and the chip has a rectifier and a capacitor for energy storage.
  • Figure 2 shows an electrically conductive connection with anisotropic adhesive according to the second embodiment of the invention
  • Figure 3 shows an electrically conductive connection with capacitive coupling according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a substrate 1 with a coupling element 2 and an integrated circuit 3 which is electrically conductively connected to the coupling element 2 via an adhesive 4.
  • the substrate 1 can be a security, in particular a bank note, or also a preliminary product of such a security, namely a security paper, which is processed into a security only later.
  • the substrate 1 can also be other documents of value, for example a chip card.
  • the substrate 1 can also be a security element, for example an optically variable element (OVD) or a security thread, which are only later connected to a value document or security paper.
  • ODD optically variable element
  • the security element would preferably be attached to the value document in such a way that the optically variable side of the OVD points outwards and the OVD obscures the view of the integrated circuit 3.
  • the coupling element 2 can simultaneously serve as a reflection layer in order to reflect the light passing through the optically variable element.
  • the invention is preferably used in securities such as banknotes.
  • the substrate 1 and the coupling element 2 preferably form a security thread therein, the substrate 1 being, for example, a transparent plastic, on which the coupling element 2 as
  • the coupling element 2 then represents an open dipole, via which data and / or energy can be transmitted contactlessly from an external device to the integrated circuit .3.
  • the chip 3 can also be applied to another substrate or security element and connected to the banknote, it then being possible, depending on the available area, to design the coupling element 2 as a closed dipole or as a coil.
  • a laminating film which is not shown in the figure, can be arranged.
  • the integrated circuit is available as a manageable chip before it is applied. This can be, for example, a pure memory chip (ROM), a rewritable chip (EPROM, EEPROM) or a microprocessor chip.
  • the chips used have a thickness of 5 mm to 50 mm, preferably 10 mm, and an edge length of approximately 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.6 mm. There are preferably two to four contact areas 5 on the chip 3.
  • the adhesive 4 by means of which the chip 3 and the coupling element 2 are firmly connected to one another, contains electrically conductive particles 6.
  • the maximum size is this
  • the distance between the contact surfaces 5 and the coupling element 2 is preferably approximately 2 mm and the maximum particle size is therefore less than approximately 1 mm, preferably approximately 0.5 mm.
  • the particles 5 are aligned before the adhesive 4 is crosslinked to such an extent that the particles 6 are aligned in them Location are largely fixed.
  • the alignment of the particles 6 can take place, for example, in a magnetic field, so that adjacent particles 6 collide and form lines in the preferred electrical direction.
  • the conductive powder sold by DuPont under the trade name "ZELEC ECP-3010XC” has proven to be a suitable material for the conductive particles 6.
  • Silver nanopowder with a particle size of preferably about 0.5 ⁇ m is also suitable.
  • the choice of adhesive is also not insignificant. It must be protected against mechanical overload and therefore be flexible within limits. With a layer thickness of 2 mm, the ohmic volume resistance should be about 5 ohms. Furthermore, it must be ensured that the small contact areas 5 of the chip 3, each with a size of approximately 70 mm ⁇ 70 mm, are sufficiently contacted. In particular, contacting of aluminum layers with an oxide coating must be ensured, since the contact of the coupling element 2 with the air causes a natural oxidation of the aluminum. Finally, it must be ensured that the electrical conductivity of the adhesive in the HF field does not extend further than 100 mm against the preferred direction. The distance between adjacent contact areas of the coupling element 2 is approximately 100 mm.
  • the electrically conductive particles 6 of the anisotropic adhesive 4 consist of a solder material, for example tin bismuth.
  • the chip 3 is usually placed on the coupling element 2 using hot stamping technology, the temperature introduced causing the adhesive 4 to soften and crosslink and the slight pressure to contact the chip 3 with the connection areas of the coupling element 2.
  • the temperature of the hot stamp and the softening temperature of the solder material are coordinated with one another such that the solder material softens when the chip 3 is applied and adapts to the contact surfaces 5 in accordance with the shape of the pressure of the hot stamp.
  • the electrically conductive solder material particles When applying of the chip 3 on the coupling element 2, the electrically conductive solder material particles therefore do not exert any significant stresses on the chip 3, but deform plastically, but ensure an electrically conductive connection between the contact surfaces 5 of the chip 3 and the coupling element 2.
  • the solder particles 6 are distributed in a matrix-like manner in the adhesive 4, so that they are not in cross-connection with one another, not even after the application of the chip, as described in DE 199 57509 A1.
  • the adhesive sold under the name “Loctite 3440” has proven to be a suitable adhesive in connection with the solder material particles.
  • an adhesive 4 which does not necessarily contain electrically conductive particles.
  • the transmission of data and / or energy takes place capacitively between the coupling element 2 and the contact areas 5 of the chip 3.
  • This type of transmission is particularly suitable at high frequencies of, for example, 2 GHz for energy transmission, the data stream, for example, with a frequency of approx. 400 MHz is modulated.
  • the slight distance between the contact surfaces 5 and the respectively immediately adjacent sections of the coupling element 2 acts as a short circuit. There is no need for ohmic contacting.
  • the chip has a capacitor and a voltage rectifier to charge the capacitor energetically via a capacitively coupled alternating field.
  • the adhesive 4 acts between the coupling element 2 and the contact connections 5 as a dielectric. For capacitive coupling it is also necessary to enlarge the connection areas of the integrated circuit

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Abstract

Ein Wertpapier besitzt einen Chip und ist mit einem Koppelelement zur Übertragung von Daten und/oder Energie von und/oder zum Chip über einen Klebstoff verbunden. Gemäss einer ersten Ausführungsform enthält der Kleber elektrisch leitfähige Partikel, die kleiner sind als der Abstand zwischen den Kontaktflächen (5) des Chips (3) zum Koppelelement (2). Gemäss einer zweiten Ausführungsform enthält der Leitkleber elektrisch leitfähige Partikel, die bei erhöhter Temperatur, mit der der Chip (3) auf das Koppelelement (2) appliziert wird, weich sind. Gemäss einer dritten Ausführungsform kann auf elektrisch leitfähige Partikel im Kleber verzichtet werden. Statt dessen erfolgt die Übertragung von Daten/Energie über ein kapazitiv eingekoppeltes Wechselfeld mit hohen Frequenzen von etwa 2 GHz.

Description

Elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem Chip und einem
Koppelelement sowie Sicherheitselement, Sicherheitspapier und
Wertdokument mit einer solchen Verbindung
Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem als Chip ausgebildeten integrierten Schaltkreis und einem Koppelelement zum Übertragen von Daten und/ oder Energie von und/ oder zum Chip. Die Erfindung betrifft gleichermaßen Wertdokumente, insbesondere Banknoten, sowie Sicherheitspapier zur Herstellung dieser Wertdokumente und Sicherheitselemente zur Auf- oder Einbringung auf bzw. in das Sicherheitspapier, welche jeweils eine derartige elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Chip und zugehörigem Koppelelement besitzen. Schließlich betrifft die Erfindung noch ein Verfahren zur kapazitiven
Übertragung von Daten und/ oder Energie zwischen verbundenem Chip und Koppelelement.
Wertdokumente im Sinne der vorliegenden Erfindung können Banknoten, Urkunden aber auch Kreditkarten und dergleichen sein. Die Erfindung ist besonders für den Einsatz in dünnen, papierenen Wertdokumenten wie Banknoten geeignet, ist aber auch im Zusammenhang mit anderen Wertdokumenten einsetzbar.
Das Applizieren von integrierten Schaltkreisen in Form von Chips in oder auf Banknoten wird beispielsweise in der EP 0 905 657 AI vorgeschlagen, um mittels im Chip gespeicherter Informationen die Sicherheit von Banknoten gegenüber Fälschungen zu erhöhen. Bei dem Chip handelt es sich um einen Transponderchip, der also nicht unmittelbar von externen Datenverarbeitungsgeräten kontaktiert wird, sondern bei dem der
Datenaustausch über ein als offene oder geschlossene Dipolantenne ausgebildetes Koppelelement erfolgt, wozu beispielsweise der in der Banknote enthaltene Sicherheitsfaden oder eine separat in der Banknote vorgesehene, geschlossene Spule dienen können.
Die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Chip und dem Koppelelement ist wegen der geringen Papierschichtdicke und wegen der geringen Dicke des Chips gewissen Beschränkungen unterworfen. Eine Verbindung mittels feinen (Gold-) Drähtchen in der Wire-Bond-Technik ist aufgrund dieser Randbedingungen ausgeschlossen. Statt dessen bietet sich die aus der Chipkartentechnologie bekannte Flip-Chip-Technik an, bei der der Chip mit seinen Kontaktelementen in eine auf dem Koppelelement aufgebrachte elektrisch leitfähige Masse eingetaucht wird. Die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebers wird beispielsweise in der DE 4416 997 AI erwähnt.
'. Um sicherzustellen, daß der verwendete Kleber nicht zu einer Kurzschlußbrücke führt, insbesondere bei eng benachbarten
Chipkontaktelementen, wird im Zusammenhang mit Chipkarten in EP-A-512 546 und DE 19957609 AI vorgeschlagen, anisotrope Leitkleber zu verwenden, die also nur in einer Richtung, nämlich zwischen Chip und . . Kontaktelement, leitfähig sind. Eine solche anisotrope Kleberschicht kann alle Kontaktelemente gemeinsam überdecken, ohne daß dies zur
Kurzschlußbildung führt. In der DE 19957609 AI wird dazu vorgeschlagen, kugelförmige, gegebenenfalls elastische Leitkörper nebeneinander und zueinander beabstandet in einer handhabbaren, kompressiblen Heißsiegelkleberschicht vorzusehen. Beim Applizieren des Chips auf das Koppelelement in der Heißstempeltechnik wird durch Anwendung von Druck und Temperatur erreicht, daß die kugelförmigen Leitkörper eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Kontaktelementen des Chips und dem Koppelelement bilden, wobei die Leitkörper aber untereinander nicht in Verbindung kommen, so daß eine Kurzschlußbildung vermieden wird. Konkrete Angaben über die elastischen Leitkörper enthält die DE 199 57609 AI nicht.
Die vorgenannten Vorschläge sind nicht ohne weiteres von der Chipkartentechnologie auf die Wertpapiertechnologie übertragbar, was insbesondere auf die extrem geringe Materialstärke der Wertpapiere und Chips zurückgeführt wird. Als besonders problematisch hat sich die Gefahr des Chipbruchs bei der Applikation des extrem dünnen Chips auf das Koppelelement herausgestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektrisch leitfähige Verbindung vorzuschlagen, mit der insbesondere im Zusammenhang mit Wertpapieren Chips und zugehörige Koppelelemente zuverlässig miteinander verbunden werden können.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, entsprechende Sicherheitselemente für Wertpapiere, Wertpapiere als solche und Sicherheitspapiere zur Herstellung solcher Wertpapiere sowie ein Verfahren zur Daten- und/ oder Energieübertragung vorzuschlagen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß jeweils durch die Merkmale der anhängenden nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Den erfindungsgemäßen Lösungen liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Chip und dem Koppelelement möglichst wenig mechanische Spannungen in dem bruchanfälligen Chip erzeugen soll, insbesondere nicht zum Zeitpunkt der Chipapplikation. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Erkenntnis zur Lösung der vorgenannten Aufgabe so umgesetzt, daß der den Chip und das Koppelelement verbindende Kleber ein anisotroper Leitkleber ist, der elektrisch leitfähige Partikel enthält, deren maximale Größe geringer ist als der Abstand zwischen dem Chip und dem Koppelelement, vorzugsweise kleiner als 1 Mm. Diese Partikel werden in dem Kleber vorzugsweise so ausgerichtet, beispielsweise in einem Magnetfeld, daß sie nur in Richtung zwischen Chip und Koppelelement leiten und im übrigen durch das Klebermaterial voneinander isoliert sind. Bei einer Kleberschichtdicke von etwa 2 Mm ist somit gewährleistet, daß die Partikel aufgrund ihrer geringen Größe keine mechanischen Spannungen auf den Chip ausüben können.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ebenfalls ein anisotroper Kleber mit elektrisch leitfähigen Partikeln verwendet, die jedoch aus einem Lotmaterial bestehen, welches bei einer erhöhten Temperatur, bei der der Chip mit dem Koppelelement verbunden wird, weich ist. Nach Abkühlung erstarrt das Lotmaterial in seiner beim Applizieren des Chips angenommenen Form. Somit ist gewährleistet, daß insbesondere beim Applizieren des Chips keine mechanischen Spannungen von den elektrisch . leitfähigen Partikeln auf den Chip ausgeübt werden. Die Lotmaterialpartikel sind in einer geeigneten Klebematrix nebeneinander und voneinander beabstandet so angeordnet, daß sie auch nach Applikation des Chips noch zueinander beabstandet sind. Hinsichtlich der Art und Weise des Applizierens des Chips und des anisotropen Klebers auf das Koppelelement sowie der möglichen Alternativen für die Gestaltung der speziellen anisotropen Kleberschicht mit voneinander beabstandeten Partikeln bzw. Leitkörpern wird hiermit auf den Inhalt der DE 19957609 AI explizit Bezug genommen. Anstelle der Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebers zur ohmschen Kontaktierung von Chip und Kontaktelement sieht eine dritte Ausführungsform der Erfindung eine kapazitive Kopplung vor. Diese Ausführungsform ist zur Verwendung mit hochfrequenten Wechselströmen von beispielsweise etwa 2 GHz geeignet. Jegliche mechanische Spannungen fördernden Leitpartikel in der Kleberschicht können entfallen. Statt dessen bildet die Kleberschicht eine dünne, dielektrische Schicht zwischen den Chipkontaktflächen und dem Koppelelement. Die Energiezufuhr für den Chip erfolgt über ein kapazitiv in den Chip eingekoppeltes Wechselfeld, und der Chip besitzt einen Gleichrichter und einen Kondensator zur Energiespeicherung.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der anhängenden Figuren erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 eine elektrisch leitfähige Verbindung mit anisotropem Kleber gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 eine elektrisch leitfähige Verbindung mit anisotropem Kleber gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
Figur 3 eine elektrisch leitfähige Verbindung mit kapazitiver Kopplung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein Substrat 1 mit einem Koppelelement 2 und einem mit dem Koppelelement 2 über einen Kleber 4 elektrisch leitend verbundenen integrierten Schaltkreis 3. Bei dem Substrat 1 kann es sich um ein Wertpapier handeln, insbesondere um eine Banknote, oder auch um ein Vorprodukt eines solchen Wertpapiers, nämlich ein Sicherheitspapier, welches erst später zu einem Wertpapier weiterverarbeitet wird. Bei dem Substrat 1 kann es sich aber auch um andere Wertdokumente handeln, beispielsweise eine Chipkarte. Insbesondere kann es sich bei dem Substrat 1 auch um ein Sicherheitselement handeln, beispielsweise ein optisch variables Element (OVD) oder einen Sicherheitsfaden, welche erst später mit einem Wertdokument oder Sicherheitspapier verbunden werden. Im Falle eines OVDs würde das Sicherheitselement vorzugsweise so an dem Wertdokument angebracht, daß die optisch variable Seite des OVDs nach außen weist und das OVD den Blick auf den integrierten Schaltkreis 3 verdeckt. Wenn das optisch variable Element als Hologramm ausgeführt ist, kann das Koppelelement 2 gleichzeitig als Reflexionsschicht dienen, um das durch das optisch variable Element hindurchfallende Licht zu reflektieren.
Bevorzugt wird die Erfindung in Wertpapieren wie Banknoten verwendet. Das Substrat 1 und das Koppelelement 2 bilden darin vorzugsweise einen Sicherheitsfaden, wobei das Substrat 1 beispielsweise ein transparenter Kunststoff aden ist, auf dem das Koppelelement 2 als
Aluminiumbeschichtung vorliegt. Das Koppelelement 2 stellt dann einen offenen Dipol dar, über den Daten und/ oder Energie von einem externen Gerät kontaktlos zum integrierten Schaltkreis .3 übertragen werden können. Anstelle eines Sicherheitsfadens kann der Chip 3 auch auf einem anderen Substrat oder Sicherheitselement appliziert und mit der Banknote verbunden werden, wobei es dann je nach verfügbarer Fläche möglich ist, das Koppelelement 2 als geschlossenen Dipol oder als Spule auszubilden. Im weiteren kann zumindest im Bereich des integrierten Schaltkreises 3 noch eine Kaschierfolie, die in der Figur nicht dargestellt ist, angeordnet werden. Der integrierte Schaltkreis liegt vor seiner Applizierung als handhabbarer Chip vor. Dabei kann es sich beispielsweise um einen reinen Speicherchip (ROM), einen wiederbeschreibbaren Chip (EPROM, EEPROM) oder auch um einen Mikroprozessorchip handeln. Die verwendeten Chips besitzen eine Dicke von 5 Mm bis 50 Mm, vorzugsweise 10 Mm, und eine Kantenlänge von circa 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,6 mm. Auf dem Chip 3 befinden sich vorzugsweise zwei bis vier Kontaktflächen 5.
Der Kleber 4, durch den der Chip 3 und das Koppelelement 2 fest miteinander verbunden sind, enthält elektrisch leitfähige Partikel 6.
( Gemäß der Ausführungsform nach Figur 1 ist die maximale Größe dieser
Partikel 6 wesentlich geringer als der Abstand zwischen den Kontaktflächen 5 und dem Koppelelement 2. Dadurch wird sichergestellt, daß beim
Applizieren des Chips 3 auf das Köppelelement 2 keine mechanischen
Spannungen im Chip 3 aufgrund dazwischenliegender Partikel 6 auftreten.
Der Abstand zwischen den Kontaktflächen 5 und dem Koppelelement 2 beträgt vorzugsweise etwa 2 Mm und die maximale Partikelgröße beträgt daher weniger als etwa 1 Mm, vorzugsweise etwa 0,5 Mm.
Um zu erreichen, daß die Partikel 6 innerhalb des Klebers 4 nur in Richtung von und zu den dem Koppelelement 2 nächstliegenden Kontaktflächen 5 elektrisch leitfähig sind, werden die Partikel 5 ausgerichtet, bevor der Kleber 4 soweit vernetzt ist, daß die Partikel 6 in ihrer ausgerichteten Lage weitgehend fixiert sind. Die Ausrichtung der Partikel 6 kann beispielsweise in einem Magnetfeld erfolgen, so daß benachbarte Partikel 6 aneinanderstoßen und Linien in der elektrischen Vorzugsrichtung bilden. Als für die leitfähigen Partikel 6 geeignetes Material hat sich das von DuPont unter dem Handelsnamen "ZELEC ECP-3010XC" vertriebene leitfähige Pulver erwiesen. Ebenfalls geeignet ist Silber-Nanopulver mit einer Partikelgröße von vorzugsweise etwa 0,5 Mm.
Auch die Wahl des Klebers ist nicht unbedeutend. Er muß vor mechanischer Überbeanspruchung geschützt sein und daher in Grenzen flexibel sein. Bei einer Schichtstärke von 2 Mm sollte der ohmsche Durchgangswiderstand etwa 5 Ohm betragen. Desweiteren muß sichergestellt sein, daß die kleinen Konfaktflächen 5 des Chips 3 mit der Größe von jeweils etwa 70 Mm x 70 Mm ausreichend kontaktiert werden. Insbesondere muß eine Kontaktierung von Aluminiumschichten mit Oxidbelag gewährleistet sein, da der Kontakt des Koppelelements 2 mit der Luft eine natürliche Oxidation des Aluminiums verursacht. Schließlich muß sichergestellt sein, daß die elektrische Leitfähigkeit des Klebers im HF-Feld entgegen der Vorzugsrichtung nicht weiter als 100 Mm reicht. 100 Mm beträgt in etwa der Abstand zwischen benachbarten Kontaktbereichen des Koppelelements 2.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in Figur 2 dargestellt ist, bestehen die elektrisch leitfähigen Partikel 6 des anisotropen Klebers 4 aus einem Lotmaterial, beispielsweise Zinn- Wismut. Der Chip 3 wird üblicherweise in der Heißstempeltechnik auf das Koppelelement 2 aufgesetzt, wobei die eingebrachte Temperatur zu einer Aufweichung und Vernetzung des Klebers 4 und der geringfügige Druck zur Kontaktierung des Chips 3 mit den Anschlußbereichen des Koppelelements 2 führt. Die Temperatur des Heißstempels sowie die Erweichungstemperatur des Lotmaterials sind so aufeinander abgestimmt, daß auch das Lotmaterial beim Applizieren des Chips 3 erweicht und sich entsprechend dem Druck des Heißstempels formgerecht an die Kontaktflächen 5 anpaßt. Beim Applizieren des Chips 3 auf das Koppelelement 2 üben die elektrisch leitfähigen Lotmaterialpartikel somit keine wesentlichen Spannungen auf den Chip 3 aus, sondern verf ormen sich plastisch, stellen aber eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Kontaktflächen 5 des Chips 3 und dem Koppelelement 2 sicher. Die Lotpartikel 6 sind in dem Kleber 4 matrixartig verteilt, so daß sie nicht miteinander in Querverbindung stehen, auch nicht nach der Applizierung des Chips, so wie dies in DE 199 57509 AI beschrieben ist.
Als geeigneter Kleber in Verbindung mit den Lotmaterialpartikeln hat sich der unter der Bezeichnung "Loctite 3440" vertriebene Kleber erwiesen.
Gemäß einer dritten Ausführungsform, die in Figur 3 dargestellt ist, wird ein Kleber 4 verwendet, der nicht notwendigerweise elektrisch leitfähige Partikel enthält. Die Übertragung von Daten und/ oder Energie erfolgt kapazitiv zwischen dem Koppelelement 2 und den Kontaktflächen 5 des Chips 3. Diese Art der Übertragung ist besonders geeignet bei hohen Frequenzen von beispielsweise 2 GHz für die Energieübertragung, wobei der Datenstrom beispielsweise mit einer Frequenz von ca. 400 MHz aufmoduliert wird. In diesem Falle wirkt der geringfügige Abstand zwischen den Kontaktflächen 5 und den jeweils unmittelbar benachbarten Abschnitten des Koppelelements 2 wie ein Kurzschluß. Auf eine ohmsche Kontaktierung kann verzichtet werden. Der Chip besitzt einen Kondensator sowie einen Spannungsgleichrichter, um den Kondensator über ein kapazitiv eingekoppeltes Wechselfeld energetisch aufzuladen. Der Kleber 4 wirkt zwischen dem Koppelelement 2 und den Kontaktanschlüssen 5 als Dielektrikum. Für die kapazitive Kopplung ist es ferner nötig, die Anschlußflächen des integrierten Schaltkreises zu vergrößern

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem als Chip ausgebildeten integrierten Schaltkreis (3) und einem Koppelelement (2) zum Übertragen von Daten und/ oder Energie von und/ oder zum Chip (3), wobei die elektrisch leitfähige Verbindung einen anisotropen Leitkleber (4) umfaßt, der elektrisch leitfähige Partikel (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Größe der Partikel (6) kleiner ist als der Abstand des Koppelelements (2) zum Chip (3).
2. Verbindung nach Anspruch 1, wobei die maximale Größe der Partikel (6) weniger als 1 Mm beträgt.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Partikel (6) in Verbindungsrichtung ausgerichtet sind.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektrisch leitfähige Verbindung durch den anisotropen Leitkleber (4) mit einer Schichtdicke von etwa 2Mm gebildet wird.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Partikel (6) eine Größe von etwa 0,5 Mm besitzen.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Partikel (6) aus Silber-Nanopulver bestehen.
7. Elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem als Chip ausgebildeten integrierten Schaltkreis (3) und einem Koppelelement (2) zum Übertragen von Daten und/ oder Energie von und/ oder zum Chip (3), wobei die elektrisch leitfähige Verbindung einen anisotropen Leitkleber (4) umfaßt, der elektrisch leitfähige Partikel (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (6) aus einem Lotmaterial bestehen, welches bei erhöhter Temperatur, bei der der Chip (3) mit dem Koppelelement (2) verbunden wird, weich ist.
8. Verbindung nach Anspruch 7, wobei das Lotmaterial Zinn- Wismut umfaßt.
9. Verbindung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Partikel (6) in dem Leitkleber (4) matrixartig nebeneinander und voneinander beabstandet angeordnet sind.
10. Elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem als Chip ausgebildeten integrierten Schaltkreis (3) und einem Koppelelement (2) zum Übertragen von Daten und/ oder Energie von und/ oder zum Chip (3), wobei zwischen dem Chip (3) und dem Koppelelement (2) eine Kleberschicht (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (4) ein Dielektrikum zwischen dem Koppelelement (2) und einem Kontaktanschluß (5) des Chips (3) bildet und daß der Chip (3) einen Spannungsgleichrichter und einen Kondensator umfaßt.
11. Sicherheitselement für ein Wertdokument umfassend einen integrierten Schaltkreis (3) und ein Koppelelement (2) zum Übertragen von Daten und/ oder Energie von und/ oder zu dem integrierten Schaltkreis (3), gekennzeichnet durch eine elektrisch leitfähige Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zwischen dem integrierten Schaltkreis (3) und dem Koppelelement (2).
12. Sicherheitselement nach Anspruch 11, wobei das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden ist.
13. Sicherheitselement nach Anspruch 11 oder 12, wobei das
Sicherheitselement eine Transferf όlie, beispielsweise ein optisch variables Element ist.
14. Sicherheitspapier zur Herstellung eines Wertpapiers umfassend ein Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
15. Wertdokument umfassend ein Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
16. Wertdokument nach Anspruch 15, wobei das Wertdokument eine Banknote ist.
17. Verfahren zum kapazitiven Übertragen von Daten und/ oder Energie zwischen einem als Chip ausgebildeten integrierten Schaltkreis (3) und einem Koppelelement (2) in einem Wertpapier nach einem der Ansprüche 15 oder 16 mit 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung mittels einem hochfrequenten Wechselfeld erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Wechselfeld eine Frequenz von etwa 2 GHz besitzt.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Kondensator im Chip über den Gleichrichter aufgeladen wird.
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