EP3649580A1 - Interferenzoptimierter metallischer datenträger - Google Patents

Interferenzoptimierter metallischer datenträger

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Publication number
EP3649580A1
EP3649580A1 EP18735180.4A EP18735180A EP3649580A1 EP 3649580 A1 EP3649580 A1 EP 3649580A1 EP 18735180 A EP18735180 A EP 18735180A EP 3649580 A1 EP3649580 A1 EP 3649580A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
antenna
shielding
metal layer
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18735180.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Tarantino
Stefan Kluge
Eric VIROSTEK
Nick Pisarev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Publication of EP3649580A1 publication Critical patent/EP3649580A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/0772—Physical layout of the record carrier
    • G06K19/07722—Physical layout of the record carrier the record carrier being multilayered, e.g. laminated sheets
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
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    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07771—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card the record carrier comprising means for minimising adverse effects on the data communication capability of the record carrier, e.g. minimising Eddy currents induced in a proximate metal or otherwise electromagnetically interfering object

Definitions

  • the present invention is directed to a layer arrangement for producing an interference-optimized metallic and card-shaped data carrier and to a layered laminate comprising
  • the present invention is directed to a computer program product with control commands which implement the method proposed here or operate the proposed device.
  • DE 1020141116537 A1 shows a functional skin patch which has a first surface and a second surface, as well as a metal layer, a ferrite layer and an antenna layer.
  • a functional skin patch which has a first surface and a second surface, as well as a metal layer, a ferrite layer and an antenna layer.
  • the antenna layer is arranged, for example, on the surface of the plaster, whereby it is not protected.
  • a skin patch is proposed, which is subject to other requirements such as a smart card, since a skin patch must always be read only from one side, as soon as it is attached to a human skin.
  • US 9,390,366 B1 shows a smart card with a layer structure, which provides that an antenna arrangement is incorporated in a metal layer. These are therefore not separate layers and in particular the antenna is substantially integrated in a layer on the Surface of the shown layer arrangement. A flat
  • Antenna layer is not shown, which would be arranged between a metal layer and a ferrite layer.
  • different layer arrangements are known, which relate for example to smartcards or skin patches. In this case, however, problems may arise in that, in the case of wireless communication with an antenna, interference arises because metallic elements or layers within the
  • Layer arrangement act on a radiation such that a signal is corrupted or can no longer be detected.
  • metallic layers it is often desired by the customer to incorporate metallic layers into corresponding models. This may be advantageous because the metal layer stabilizes the card body as a whole or simply creates an aesthetic visual effect.
  • metallic surfaces or at least metallic layers in card-shaped data carriers are considered to be particularly noble and offer a special haptic experience.
  • smart cards which include a
  • Microcontroller have a memory and other components.
  • Such other components include induction coils, which as
  • Antenna can act, so that in a current is induced, which is used to power the corresponding electronic components.
  • a metallic layer may possibly impair the function of the antenna.
  • Layer arrangements are known, for example, it has been proposed to integrate the antenna in a shielding layer so that the antenna is exposed to the surface of the card body and the
  • shielding layer encloses the antenna arrangement only laterally.
  • the present invention is further directed to a corresponding method and apparatus for producing the Layer arrangement as well as on a computer program product with
  • proposed interference-optimized, metallic and card-shaped data carrier comprising a metal layer for stabilizing a card body, a shield layer for reducing
  • an antenna layer for receiving the antenna wherein the shielding layer between the metal layer and the antenna layer is arranged.
  • the layer arrangement can be used for the production of the data carrier, wherein the
  • a card-shaped data carrier is preferably a chip card, wherein the shape of a card can also be provided by being a format of an identity card. In particular, therefore, a
  • the preferred embodiment seems to be a smart card. or a chip card.
  • the proposed layer arrangement is therefore especially compact
  • An antenna is typically a conductive coil that can be printed or etched, or a wire that is shielded from the metal layer by the shielding layer according to the invention. In particular, this also applies to the
  • Antenna layer which is adapted to receive the antenna.
  • the metal layer can be used to stabilize the card body, but this is not to be understood as limiting. So can the metal layer of purely optical or haptic
  • the shielding layer may comprise, for example, ferrite, e.g.
  • Ferrite particles in a carrier matrix of polymer or be made entirely of ferrite.
  • This layer can be applied, for example, by means of an adhesive layer on the metal layer and / or the adhesive layer can Be part of the ferrite layer.
  • the shielding layer may be referred to as a reflector or a shield, which delimits the metal layer from the antenna layer or the antenna in such a way that a shielding arises between the metal layer and the antenna layer or antenna.
  • An operation of an antenna can generally be understood as a transmission or reception of signals, the antenna typically being designed as a coil, preferably an induction coil.
  • the antenna is held on a corresponding reader, whereupon the antenna is excited in such a way that a current is induced in it. This power is used to operate the electronic components of the data carrier.
  • the antenna When transmitting data, the antenna is also excited and a reader to which the data carrier is held receives corresponding signals from the antenna.
  • the shielding layer is provided.
  • the antenna layer serves to receive the antenna, wherein the antenna can be etched, printed or simply inserted into the antenna layer, for example. So the expert already knows different technologies, how he creates an antenna.
  • An antenna may, for example, be present as a wire, preferably a copper wire, which may be placed on the
  • Antenna layer is applied and glued, for example, with her or laminated together with her.
  • the antenna layer which acts as a support layer for receiving the antenna.
  • the antenna layer may also be referred to as a carrier layer.
  • the shielding layer is between the metal layer and the
  • Antenna layer is arranged.
  • the proposed layer arrangement can be simply laminated together by means of known methods or devices.
  • the person skilled in the art recognizes that he can use further simple methods, such as, for example, gluing or even coextrusion insofar as the materials used permit.
  • conventional methods for connecting the layers can be used and also the layers can be made flat and simply hot-pressed.
  • Shielding layer and the antenna layer configured as separate layers.
  • This has the advantage that the antenna does not have to be complexly integrated into an existing shielding layer, or the antenna has to be integrated into another layer, such as a second layer. the metal layer has to be integrated.
  • the antenna layer also has a planar design and thus the shielding layer and the antenna layer can be easily connected in such a way that the shielding layer covers the antenna layer in a planar manner or the shielding layer flatly covers the antenna layer
  • Shielding layer arranged flat with respect to the antenna layer. This has the advantage that a particularly favorable shielding takes place such that the antenna layer as completely as possible by means of
  • Shielding layer is covered and thus interference can be avoided or reduced. Furthermore, this arrangement is particularly advantageous since common methods for joining layers can be used, such as a hot lamination. Thus, it is thus possible according to the invention that the layer arrangement by means of little technical
  • Production machines can be connected. Since layers are always arranged and connected in accordance with conventional production machines, it is now only necessary to ensure that the shielding layer is arranged between the metal layer and the antenna layer.
  • Shielding layer as a coating of the metal layer before. This has the advantage that the metal layer and the shielding layer can be produced in one working step, and in particular that the
  • Shielding layer can be produced with little technical effort.
  • the shielding layer and the shielding layer can be produced with little technical effort.
  • Shielding layer disposed directly on the metal layer. This has the advantage that no further intermediate layers or intermediate components are arranged between the metal layer and the shielding layer so interference can also be reduced.
  • the shielding layer it is also possible according to the invention not necessarily to provide the shielding layer as a separate layer, but rather the person skilled in the art knows further methods of how to connect or coat the shielding layer directly with the metal layer.
  • further layers may be provided,
  • an adhesive layer which adheres the shielding layer to the metal layer.
  • the embodiment of coating the metal layer with the shielding layer e.g. by means of spraying, e.g. Powder coating or wet painting or other type or by means of printing, e.g. Screen printing or other suitable printing process.
  • Shielding layer as a ferrite layer before. This has the advantage that the shielding properties for reducing interference can also be used here, and in particular that a proven material is used, so that the reduction of interference can be optimized.
  • the antenna layer can be introduced, which is a decorative film or represents a layer in which further optical features are introduced.
  • the antenna layer can be made translucent or at least partially translucent.
  • a dual interface module is provided which is electrically coupled to the antenna. This has the advantage that the metal layer has no negative effects even in the case of a contactless or air interface and that it is thus possible to provide metallic cards which also have a contactless interface.
  • interfaces are referred to which can be read both contactless and contact-based.
  • the protective layer directly connected to the antenna layer, such that the protective layer is an outer layer of the layer assembly.
  • the protective layer is preferably to be attached to that side of the antenna layer on which neither the shielding layer nor the metal layer are located. This has the advantage that the antenna layer is protected and yet can be operated in combination with a metal layer.
  • the protective layer may be, for example, a transparent overlay.
  • the dual-interface module is electrically or electromagnetically coupled to the antenna by means of an anisotropically conductive layer (ACF or ACP).
  • ACF anisotropically conductive layer
  • ACP anisotropically conductive adhesive paste
  • anistropic conductive paste (anistropic conductive paste) can be used.
  • further electronic components are provided within the layer arrangement.
  • chip card-type components can be integrated into the layer arrangement, such as an electrical circuit or a microcontroller together with corresponding components
  • the layer arrangement is suitable for producing a
  • Data carrier in particular a data carrier in the form of a chip card or a passbook page, wherein a layer laminate is proposed.
  • a layer laminate is proposed.
  • Layer laminate to provide which can be connected in further steps with other layers. Overall, therefore, the layer arrangement only provides a part of a card body, which may optionally have further layers.
  • the object is also achieved by a layered laminate comprising the proposed layer arrangement.
  • the object is also achieved by a device for providing a layer arrangement for producing an interference-optimized, metallic and card-shaped data carrier, comprising a first device configured to provide a metal layer for
  • Stabilization of a card body a second set up for Providing a shielding layer for reducing interference caused by interaction of the metal layer and operation of an antenna, and a third device configured to provide an antenna layer for receiving the antenna, the device being arranged to connect the shielding layer between the antenna
  • the object is also achieved by a method for providing a layer arrangement for producing an interference-optimized, metallic and card-shaped data carrier, which analogous to
  • Control commands which implement the proposed method or operate the proposed device.
  • the layer arrangement it is particularly advantageous for the layer arrangement to have structural features which are proposed by means of the proposed method
  • Device can be created and also created by the proposed method. This is how the procedure shows
  • Figure 1 a layer arrangement for producing a
  • a data carrier according to one aspect of the present invention is a data carrier according to one aspect of the present invention.
  • Figure 2 a layer arrangement for producing a
  • FIG. 3 shows a layer arrangement for producing a
  • FIG. 4 shows a layer arrangement for producing a
  • Figure 5 is a schematic flow diagram of a method for
  • Figure 1 shows the layer structure according to the invention wherein on the
  • a metal layer 1 is arranged, on which a ferrite layer 2 follows.
  • the antenna 4 is, for example, etched, printed or wired or introduced according to another known technology.
  • the layer 5 may, for example, be a decorative layer which is printed.
  • a dual-interface module 7 is integrated, for example by means of adhesive bonding.
  • silver paste for example, which may be used during soldering, possibly also during laser welding, spot welding, etc., or generally by means of an electrically conductive material may be provided.
  • Figure 2 shows a further layer arrangement, wherein the antenna layer 3 is closer to the back of the card body, for example by
  • ACF anisotropically conductive film
  • ACP anisotropically conductive paste
  • FIG. 3 shows that the ferrite material 2 can be applied directly to the metal layer 1. This can be done, for example, by screen printing, slot o.a. Printing process, steaming, spraying, sintering or by means of a coating. In separate production steps can
  • the layers 3, 5 and 6 are laminated together.
  • the separate layers can be interconnected. This can be done by means of bonding.
  • the bonding can be carried out in such a low temperature that it
  • FIG. 4 shows a further layer arrangement, wherein the dual-interface unit 7 is arranged on the front side of the card.
  • all layers may also be referred to as film and vary in their respective thicknesses.
  • FIG. 5 shows, in a schematic sequence diagram, a method for providing a layer arrangement for producing a
  • interference-optimized, metallic and card-shaped data carrier comprising providing a metal layer 1 for stabilizing a card body, providing a shield layer 2
  • the person skilled in the art recognizes that the individual method steps can be carried out iteratively and / or in a different order.
  • further process steps may be necessary or it may be provided further layers or even the indicated layers may be provided multiple times.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines interferenzoptimierten metallischen und kartenförmigen Datenträgers sowie auf ein Schichtenlaminat aufweisend die Schichtenanordnung.

Description

Interferenzoptimierter metallischer Datenträger
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines interferenzoptimierten metallischen und kartenf örmigen Datenträgers sowie auf ein Schichtenlaminat, aufweisend die
Schichtenanordnung.
Ferner werden eine Vorrichtung zur Herstellung des Datenträgers sowie ein analoges Verfahren vorgeschlagen, welche auch geeignet sind, die
beanspruchte Schichtenanordnung herzustellen. Ferner ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das hier vorgeschlagene Verfahren implementieren bzw. die vorgeschlagene Vorrichtung betreiben.
DE 1020141116537 AI zeigt ein funktionales Hautpflaster, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, sowie eine Metallschicht, eine Ferritschicht sowie eine Antennenschicht. Hierbei ist es jedoch
nachteilig, dass die Antennenschicht beispielsweise an der Oberfläche des Pflasters angeordnet ist, wodurch diese nicht geschützt ist. Ferner wird eben ein Hautpflaster vorgeschlagen, welches anderen Anforderungen unterliegt wie beispielsweise eine Chipkarte, da ein Hautpflaster stets lediglich von einer Seite ausgelesen werden muss, sobald es an einer menschlichen Haut angebracht ist.
US 9,390,366 Bl zeigt eine Smartcard mit einem Schichtenaufbau, der vorsieht, dass in eine Metallschicht eine Antennenanordnung eingebracht ist. Hierbei handelt es sich also nicht um getrennte Schichten und insbesondere liegt die Antenne im Wesentlichen integriert in einer Schicht an der Oberfläche der gezeigten Schichtenanordnung. Eine flächige
Antennenschicht ist nicht gezeigt, welche zwischen einer Metallschicht und einer Ferritschicht angeordnet wäre. Gemäß dem Stand der Technik sind unterschiedliche Schichtenanordnungen bekannt, welche sich beispielsweise auf Smartcards oder Hautpflaster beziehen. Hierbei können sich jedoch Probleme dadurch ergeben, dass bei einer drahtlosen Kommunikation mit einer Antenne Interferenzen dadurch entstehen, dass metallische Elemente bzw. Schichten innerhalb der
Schichtenanordnung derart auf eine Strahlung einwirken, dass ein Signal verfälscht wird bzw. gar nicht mehr erkannt werden kann. Auf der anderen Seite ist es jedoch oftmals vom Kunden gewünscht, metallische Schichten in entsprechende Modelle einzubauen. Dies kann deshalb vorteilhaft sein, da die Metallschicht den Kartenkörper insgesamt stabilisiert oder einfach einen ästhetischen optischen Effekt schafft. Zudem gelten metallische Oberflächen oder zumindest metallische Schichten in kartenf örmigen Datenträgern als besonders edel und bieten ein besonderes haptisches Erlebnis.
Generell sind Smartcards bekannt, welche unter anderem einen
Mikrocontroller, einen Speicher und weitere Komponenten aufweisen. Zu solchen weiteren Komponenten zählen Induktionsspulen, welche als
Antenne agieren kann, so dass in ihr ein Strom induziert wird, welcher zur Stromversorgung der entsprechenden elektronischen Komponenten genutzt wird. Bei solchen kontaktlosen Chipkarten ist es jedoch nachteilig, dass eine metallische Schicht gegebenenfalls die Funktion der Antenne beeinträchtigen kann.
Um dieses Problem zu überwinden sind unterschiedliche
Schichtenanordnungen bekannt, wobei beispielsweise vorgeschlagen wurde, die Antenne in eine abschirmende Schicht derart zu integrieren, dass die Antenne zur Oberfläche des Kartenkörpers hin frei liegt und die
abschirmende Schicht die Antennenanordnung lediglich seitlich umschließt. Somit wird zwar die störende Wirkung des Metalls abgemildert, jedoch ist das Ergebnis nicht derart zufriedenstellend, dass eine störungsfreie
Kommunikation möglich wäre. Wird die Antenneneinheit in die metallische Schicht integriert, so kommt es immer noch zu Störungen derart, dass ebenfalls eine Beeinträchtigung der Antenne zu erwarten ist. Ein weiteres, davon unabhängiges, Problem besteht darin, dass
beispielsweise Chipkarten, welche eine metallische Schicht aufweisen, nicht gemäß herkömmlicher Produktionsmaschinen verarbeitet werden können, da in eine metallische Schicht die Antenne entsprechend integriert werden muss. Im Gegensatz hierzu ist es bekannt, die einzelnen Schichten
bereitzustellen und dazwischen elektronische Komponenten anzuordnen, welche dann zu einem Kartenkörper zusammenlaminiert werden. Liegen hierbei jedoch keine separaten Schichten vor, können keine
Standardproduktionsverfahren insbesondere in Kombination mit einer Dual- Schnittstelle verwendet werden. Somit ist es ein Problem herkömmlicher Verfahren, dass Smartcards, welche sowohl metallische Schichten aufweisen sowie eine RFID-Funktionalität bereitstellen sollen nur aufwendig hergestellt werden können.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schichtenanordnung bzw. ein Schichtenlaminat bereitzustellen, anhand dessen eine Chipkarte gebildet werden kann, wobei eine Funktechnologie mit geringem technischen Aufwand mit metallischen Schichten
implementiert werden soll. Die vorliegende Erfindung ist ferner gerichtet auf ein entsprechendes Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Herstellung der Schichtenanordnung sowie auf ein Computerprogrammprodukt mit
Steuerbefehlen, welche das vorgeschlagene Verfahren implementieren bzw. die vorgeschlagene Vorrichtung betreiben. Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen angegeben.
Demgemäß wird eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines
interferenzoptimierten, metallischen und kartenförmigen Datenträgers vorgeschlagen, aufweisend eine Metallschicht zur Stabilisierung eines Kartenkörpers, eine Abschirmungsschicht zur Reduzierung von
Interferenzen, welche durch ein Zusammenwirken der Metallschicht und einem Betrieb einer Antenne entstehen, eine Antennenschicht zur Aufnahme der Antenne, wobei die Abschirmungsschicht zwischen der Metallschicht und der Antennenschicht angeordnet ist. Die Schichtenanordnung kann Verwendung finden zur Herstellung des Datenträgers, wobei die
Schichtenanordnung aber auch alleine den Datenträger bzw. dessen
Kartenkörper ausformen kann. Bei einem kartenförmigen Datenträger handelt es sich bevorzugt um eine Chipkarte, wobei die Form einer Karte auch dadurch bereitgestellt werden kann, dass es sich um ein Format eines Personalausweises handelt. Insbesondere kann somit auch eine
Passbuchseite bereitgestellt werden, die Merkmale eines Personalausweises trägt. Somit kann also der Datenträger auch in andere Dokumente
eingebracht werden. Die bevorzugte Ausführungsform scheint hierbei jedoch eine Smartcard. bzw. eine Chipkarte dar.
Die vorgeschlagene Schichtenanordnung ist insbesondere deshalb
interferenzoptimiert, da die erfindungsgemäße Anordnung vorsieht, dass die Metallschicht in besonders vorteilhafter Weise von der Antennenschicht separiert wird, derart, dass bei einer Induktion durch die Antenne keine bzw. wenig Interferenzen derart entstehen, dass die Metallschicht eine entsprechende Strahlung zurückwirft, bzw. induzierte Ströme in ungünstiger Weise verfälscht. Bei einer Antenne handelt es sich typischerweise um eine leitfähige Spule, welche gedruckt oder geätzt werden kann, bzw. einen Draht, der erfindungsgemäß mittels der Abschirmungsschicht von der Metallschicht abgeschirmt wird. Insbesondere trifft das auch auf die
Antennenschicht zu, die zur Aufnahme der Antenne eingerichtet ist. Die Metallschicht kann zur Stabilisierung des Kartenkörpers verwendet werden, was vorliegend jedoch nicht als einschränkend zu verstehen ist. So kann auch die Metallschicht aus rein optischen bzw. haptischen
Überlegungen in den Datenträger eingebracht werden. So gibt es
entsprechende Kundenwünsche, die eine Metallschicht vorsehen, die dennoch mittels einer drahtlosen bzw. kontaktlosen Schnittstelleneinheit gekoppelt sein soll. Hierbei wurden komplexe Anordnungen vorgeschlagen, die hohen technischen Aufwand bedeuten. Erfindungsgemäß ist es möglich mittels einer Abschirmungsschicht die Interferenzen derart zu reduzieren, dass sich die Metallschicht nicht negativ auf den Betrieb der Antenne auswirkt. Hierzu werden Interferenzen, also jegliche Einflussnahmen der Metallschicht auf den Betrieb bzw. das Funktionieren der Antenne, vermieden. Der Fachmann erkennt hierbei, dass ein Vermeiden
typischerweise nicht gänzlich möglich ist, sodass Interferenzen zumindest reduziert werden oder im Wesentlichen vermieden werden.
Die Abschirmungsschicht kann beispielsweise Ferrit aufweisen, z.B.
Ferritpartikel in einer Trägermatrix aus Polymer, oder gänzlich aus Ferrit hergestellt werden. Diese Schicht kann z.B. mittels einer Kleberschicht auf der Metallschicht aufgebracht sein und/ oder die Kleberschicht kann ein Bestandteil der Ferritschicht sein. Die Abschirmungsschicht kann als ein Reflektor oder ein Schild bezeichnet werden, welches die Metallschicht derart von der Antennenschicht bzw. der Antenne abgrenzt, dass eine Abschirmung zwischen Metallschicht und Antennenschicht bzw. Antenne entsteht.
Unter einem Betrieb einer Antenne kann generell ein Senden bzw. ein Empfangen von Signalen verstanden werden, wobei typischerweise die Antenne als eine Spule, vorzugsweise eine Induktionsspule, ausgestaltet ist. Hierbei wird die Antenne an ein entsprechendes Lesegerät gehalten, woraufhin die Antenne derart angeregt wird, dass in ihr ein Strom induziert wird. Dieser Strom dient zum Betreiben der elektronischen Komponenten des Datenträgers. Bei einem Senden von Daten wird die Antenne ebenfalls angeregt und ein Lesegerät, an das der Datenträger vorgehalten wird, empfängt entsprechende Signale von der Antenne. Damit die Metallschicht keine negativen Auswirkungen auf den Empfang bzw. das Senden der Antenne nimmt, ist die Abschirmungsschicht vorgesehen.
Die Antennenschicht dient der Aufnahme der Antenne, wobei die Antenne beispielsweise geätzt, aufgedruckt oder einfach in die Antennenschicht eingebracht werden kann. So kennt der Fachmann bereits unterschiedliche Technologien, wie er eine Antenne schafft. Eine Antenne kann beispielsweise als ein Draht, vorzugsweise ein Kupferdraht, vorliegen, der auf die
Antennenschicht aufgebracht wird und beispielsweise mit ihr verklebt bzw. mit ihr zusammenlaminiert wird. Hierbei kennt der Fachmann
unterschiedliche Ausgestaltungen einer solchen Antennenschicht, welche als eine Trägerschicht zur Aufnahme der Antenne fungiert. Somit kann die Antennenschicht im Kontext der vorliegenden Erfindung auch als eine Trägerschicht bezeichnet werden. Die Abschirmungsschicht ist zwischen der Metallschicht und der
Antennenschicht angeordnet, was also impliziert, dass komplexe
Anordnungen vermieden werden, wie sie der Stand der Technik zeigt.
Insbesondere ist es somit nicht mehr notwendig, elektronische bzw.
elektrische Komponenten in eine Schicht zu integrieren, sondern vielmehr wird eine einfach Schichtenanordnung geschaffen, die lediglich vorsieht, dass die Abschirmungsschicht zwischen der Metallschicht und der
Antennenschicht angeordnet ist. Somit ist es auch besonders vorteilhaft, dass die vorgeschlagene Schichtenanordnung mittels bekannter Verfahren bzw. Vorrichtungen einfach zusammenlaminiert werden kann. Hierbei erkennt der Fachmann, dass er weitere einfache Verfahren anwenden kann, wie beispielsweise ein Verkleben bzw. auch ein Coextrudieren, insofern es die verwendeten Materialien erlauben. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass herkömmliche Verfahren zum Verbinden der Schichten verwendet werden können und eben auch die Schichten flächig ausgestaltet werden können und einfach heiß verpresst werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die
Abschirmungsschicht und die Antennenschicht als separate Schichten ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass die Antenne nicht aufwendig in eine bestehende Abschirmungsschicht integriert werden muss, bzw. die Antenne in eine weitere Schicht wie z.B. die Metallschicht integriert werden muss. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass auch die Antennenschicht flächig ausgestaltet ist und somit die Abschirmungsschicht und die Antennenschicht leicht verbindbar sind derart, dass die Abschirmungsschicht flächig die Antennenschicht bedeckt bzw. die Abschirmungsschicht flächig die
Metallschicht bedeckt, derart, dass es zu einer Reduzierung von
Interferenzen kommt. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die
Abschirmungsschicht flächig bezüglich der Antennenschicht angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders günstige Abschirmung derart stattfindet, dass die Antennenschicht möglichst komplett mittels der
Abschirmungsschicht bedeckt ist und somit Interferenzen vermieden bzw. reduziert werden können. Ferner ist diese Anordnung besonders vorteilhaft, da gängige Verfahren zum Verbinden von Schichten Einsatz finden können, wie beispielsweise ein Heißlaminieren. Somit ist es also erfindungsgemäß ermöglicht, dass die Schichtenanordnung mittels wenig technischem
Aufwand, d.h. mittels wenig Anpassungen an herkömmlichen
Produktionsmaschinen, verbunden werden kann. Da gemäß herkömmlicher Produktionsmaschinen stets Schichten angeordnet und verbunden werden, ist nunmehr lediglich sicherzustellen, dass die Abschirmungsschicht zwischen der Metallschicht und der Antennenschicht angeordnet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die
Abschirmungsschicht als eine Beschichtung der Metallschicht vor. Dies hat den Vorteil, dass die Metallschicht und die Abschirmungsschicht in einem Arbeitsschritt hergestellt werden können und insbesondere dass die
Abschirmungsschicht mit geringem technischen Aufwand hergestellt werden kann. Somit formen also die Abschirmungsschicht und die
Metallschicht eine einzige, integrale Schicht aus, welche mit anderen
Schichten in weiteren Verfahrensschritten verbunden werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die
Abschirmungsschicht direkt an der Metallschicht angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Zwischenschichten bzw. Zwischenkomponenten zwischen der Metallschicht und der Abschirmungsschicht angeordnet werden, so dass ebenfalls Interferenzen reduziert werden können. Somit ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Abschirmungsschicht nicht zwingendermaßen als separate Schicht vorzusehen, sondern vielmehr kennt der Fachmann weitere Verfahren, wie er die Abschirmungsschicht direkt mit der Metallschicht verbinden bzw. beschichten kann. Optional ist es hierbei auch möglich, dass weitere Schichten vorzusehen sein können,
beispielsweise eine Klebeschicht, welche die Abschirmungsschicht mit der Metallschicht verklebt. Bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform einer Beschichtung der Metallschicht durch die Abschirmungsschicht, z.B. mittels eines Aufsprühens, z.B. Pulverlackierung oder Nasslackierung oder andere Art bzw. mittels eines Aufdruckens, z.B. Siebdruck oder anderes geeignetes Druckverfahren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die
Abschirmungsschicht als eine Ferritschicht vor. Dies hat den Vorteil, dass die abschirmenden Eigenschaften zur Reduzierung von Interferenzen auch vorliegend genutzt werden können und insbesondere, dass ein erprobtes Material Anwendung findet, sodass die Reduzierung von Interferenzen optimiert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind zwischen der Abschirmungsschicht und der Antennenschicht weitere Schichten eingebracht. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise eine Schicht
eingebracht werden kann, welche eine Zierfolie darstellt bzw. eine Schicht darstellt, in die weitere optische Merkmale eingebracht sind. Hierzu ist es beispielsweise möglich, die Antennenschicht derart auszugestalten, dass diese zumindest teilweise transparent ist bzw. semitransparent ist.
Insbesondere kann die Antennenschicht transluzent bzw. zumindest teilweise transluzent ausgestaltet werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Dual- Schnittstellen-Modul vorgesehen, welches elektrisch mit der Antenne gekoppelt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Metallschicht auch bei einer kontaktlosen bzw. Luftschnittstelle keinerlei negative Auswirkungen hat und dass es somit möglich ist, metallische Karten bereitzustellen, welche eben auch eine kontaktlose Schnittstelle aufweisen. Als eine Dual-Schnittstelle werden im Kontext der vorliegenden Erfindung Schnittstellen bezeichnet, welche sowohl kontaktlos, als auch kontaktbehaftet ausgelesen werden können. Somit wird erfindungsgemäß also sichergestellt, dass eine Chipkarte bereitgestellt werden kann, welche sowohl mittels Induktionsspule als auch mittels Herstellens eines leitenden Kontakts ausgelesen werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine
Schutzschicht direkt mit der Antennenschicht verbunden, derart, dass die Schutzschicht eine außenliegende Schicht der Schichtenanordnung darstellt. Hierbei erkennt der Fachmann, dass die Schutzschicht vorzugsweise an derjenigen Seite der Antennenschicht anzubringen ist, auf der sich weder die Abschirmungsschicht, noch die Metallschicht befinden. Dies hat den Vorteil, dass die Antennenschicht geschützt wird und dennoch in Kombination mit einer Metallschicht betrieben werden kann. Bei der Schutzschicht kann es sich beispielsweise um ein transparentes Overlay handeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Dual- Schnittstellen-Modul mittels einer anisotrop leitfähigen Schicht ( ACF oder ACP) mit der Antenne elektrisch oder elektromagnetisch gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass ein kompakter Schichtenaufbau bewirkt werden kann und zudem ein sogenannter anisotropisch leitfähiger Film ACF (anisotropic conductive film) oder eine anisotrop leitfähige Klebstoff-Paste ACP
(anistropic conductive paste) Verwendung finden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind innerhalb der Schichtenanordnung weitere elektronische Komponenten vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass in die Schichtenanordnung chipkartentypische Komponenten integriert werden können, wie beispielsweise eine elektrische Schaltung oder ein Mikrocontroller mitsamt entsprechenden
Speichereinheiten. Ferner ist es auch möglich, erfindungsgemäß einen Energiespeicher in die Schichtenanordnung zu integrieren, welcher die elektronischen Komponenten mit Strom versorgt.
Generell ist die Schichtenanordnung geeignet zur Herstellung eines
Datenträgers, insbesondere eines Datenträgers in Form einer Chipkarte oder eine Passbuchseite, wobei auch ein Schichtenlaminat vorgeschlagen wird. Somit ist es also möglich, die Schichtenanordnung mittels eines
Schichtenlaminats bereitzustellen, welches in weiteren Schritten noch mit weiteren Schichten verbunden werden kann. Insgesamt stellt also die Schichtenanordnung lediglich einen Teil eines Kartenkörpers bereit, der optional weitere Schichten aufweisen kann.
Somit wird die Aufgabe auch durch ein Schichtenlaminat aufweisend die vorgeschlagene Schichtenanordnung gelöst. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur Herstellung eines interferenzoptimierten, metallischen und kartenförmigen Datenträgers, aufweisend eine erste Einrichtung eingerichtet zum Bereitstellen einer Metallschicht zur
Stabilisierung eines Kartenkörpers, eine zweite Einrichtung eingerichtet zum Bereitstellen einer Abschirmungsschicht zur Reduzierung von Interferenzen, welche durch ein Zusammenwirken der Metallschicht und einem Betrieb einer Antenne entstehen, und eine dritte Einrichtung, eingerichtet zum Bereitstellen einer Antennenschicht zur Aufnahme der Antenne, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die Abschirmungsschicht zwischen der
Metallschicht und der Antennenschicht anzuordnen. Hierbei erkennt der Fachmann, dass die einzelnen Einrichtungen zum Bereitstellen auch als eine einzelne Einrichtung vorliegen kann, oder aber das eben separate
Einrichtungen vorgeschlagen werden. Insbesondere ist es möglich, dass weitere Einrichtungen vorzusehen sind, die hier nicht aufgeführt werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur Herstellung eines interferenzoptimierten, metallischen und kartenförmigen Datenträgers, welche analog der
Vorrichtung ausgestaltet ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogramm mit
Steuerbefehlen, welche das vorgeschlagene Verfahren implementieren bzw. die vorgeschlagene Vorrichtung betreiben.
Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass die Schichtenanordnung strukturelle Merkmale aufweist, welche mittels der vorgeschlagenen
Vorrichtung geschaffen werden und zudem durch das vorgeschlagene Verfahren geschaffen werden können. So weist das Verfahren
Verfahrensschritte auf, welche die strukturellen Merkmale der
Schichtenanordnung schaffen. Ferner ist das Verfahren geeignet, die
Vorrichtung zu betreiben und die Vorrichtung ist geeignet, das
entsprechende Verfahren auszuführen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1: eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines
Datenträgers gemäß eines Aspekt der vorliegenden
Erfindung;
Figur 2: eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines
Datenträgers gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung;
Figur 3: eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines
Datenträgers gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung;
Figur 4: eine Schichtenanordnung zur Herstellung eines
Datenträgers gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung; und Figur 5: ein schematisches Ablauf diagramm eines Verfahrens zum
Herstellen der Schichtenanordnung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Schichtaufbau wobei auf der
Vorderseite, vorwiegend oben eingezeichnet, eine Metallschicht 1 angeordnet ist, auf die eine Ferritschicht 2 folgt. Danach folgt eine Schicht 3 mit einer Antenne 4. Die Antenne 4 ist beispielsweise geätzt, gedruckt oder verdrahtet oder gemäß einer anderen bekannten Technologie eingebracht. Die Schicht 5 kann beispielsweise eine Zierschicht darstellen, welche bedruckt ist. Daraufhin folgt eine transparente Overlay-Schicht 6, die die Karte bzw. die Schichtenanordnung abschließt. Auf der Rückseite, vorliegend unten eingezeichnet, ist ein Dual-Interface-Modul 7 integriert, beispielsweise mittels Klebeverbindung. Für den elektrischen Anschluss 8 zwischen dem Modul 7 und der Antenne 4 kann beispielsweise Silberpaste, welche beim Löten evtl. auch beim Laserschweißen, Punktschweißen etc. zur Verwendung kommt, oder generell mittels eines elektrisch leitfähigen Materials vorgesehen sein. Figur 2 zeigt eine weitere Schichtenanordnung, wobei die Antennenschicht 3 näher an der Rückseite des Kartenkörpers ist, beispielsweise durch
Verwendung einer dünneren Folienschicht 5 oder durch das Weglassen einer solchen. Der Vorteil einer solchen Konstruktion ist es, dass für die elektrische Verbindung 8 ein sogenannter anisotrop leitfähiger Film ACF oder eine anisotrop leitfähige Paste (ACP) verwendet werden kann.
Figur 3 zeigt, dass das Ferritmaterial 2 direkt an die Metallschicht 1 angebracht werden kann. Dies kann beispielsweise mittels Siebdruck, Slot- Die o.a. Druckverfahren, Bedampfen, Aufsprühen, Sintern oder mittels einer Beschichtung erfolgen. In separaten Produktionsschritten können
beispielsweise die Schichten 3, 5 und 6 zusammenlaminiert werden. In einem finalen Produktionsschritt können die separaten Schichten miteinander verbunden werden. Dies kann mittels Bonding erfolgen. Das Bonding kann derart bei niedriger Temperatur ausgeführt werden, dass es die
Funktionalität des Ferritmaterials nicht beeinträchtigt.
Figur 4 zeigt eine weitere Schichtenanordnung, wobei die Dual- Schnittstellen-Einheit 7 an der Vorderseite der Karte angeordnet ist. Gemäß den vorliegenden Figuren können alle Schichten auch als Film bzw. Lage bezeichnet werden und in ihrer jeweiligen Dicke variieren. Ferner ist es möglich, einzelne Schichten transparent oder opak auszugestalten, und weitere Schichten vorzusehen, bzw. die vorgeschlagenen Schichten als mehrere separate Teilschichten auszugestalten. Ferner ist es möglich, nicht die Metallschicht 1 außenliegend anzuordnen, sondern vielmehr kann auch eine Schutzschicht, beispielsweise aus Plastik wie PVC vorgesehen werden.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass eine Lage bzw. eine Schicht die vorzugsweise aus Ferrit besteht, zwischen der Metallschicht und der
Antennenschicht angeordnet werden kann, was die RFID-Feldlinien derart umrichtet, dass diese in eine Richtung zeigen sodass die RFID Funktionalität des Dual-Schnittstellen-Chips gegeben ist. Figur 5 zeigt in einem schematischen Ablauf diagramm ein Verfahren zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur Herstellung eines
interferenzoptimierten, metallischen und kartenf örmigen Datenträgers, aufweisend ein Bereitstellen 100 einer Metallschicht 1 zur Stabilisierung eines Kartenkörpers, ein Bereitstellen 101 einer Abschirmungsschicht 2 zur
Reduzierung von Interferenzen, welche durch ein Zusammenwirken der Metallschicht 1 und einem Betrieb einer Antenne 4 entstehen.
Ein Bereitstellen 102 einer Antennenschicht zur Aufnahme der Antenne 4, wobei die Abschirmungsschicht 2 zwischen der Metallschicht 1 und der Antennenschicht 3 angeordnet wird, 103.
Hierbei erkennt der Fachmann, dass die einzelnen Verfahrensschritte iterativ und/ oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können. Insbesondere ist es möglich, die Verfahrensschritte des Bereitstellens in einer anderen Reihenfolge auszugestalten. Ferner können weitere Verfahrensschritte notwendig sein bzw. es können weitere Schichten bereitgestellt werden oder aber auch die aufgezeigten Schichten können mehrfach bereitgestellt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Schichtenanordnung zur Herstellung eines interferenzoptimierten, metallischen und kartenförmigen Datenträgers, aufweisend:
eine Metallschicht (1) zur Stabilisierung eines Kartenkörpers; eine Abschirmungsschicht (2) zur Reduzierung von Interferenzen, welche durch ein Zusammenwirken der Metallschicht (1) und einem Betrieb einer Antenne (4) entstehen; und
eine Antennenschicht (3) zur Aufnahme der Antenne (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsschicht (2) zwischen der Metallschicht (1) und der Antennenschicht (3) angeordnet ist.
Schichtenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsschicht (2) und die Antennenschicht (3) als separate Schichten ausgestaltet sind.
Schichtenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsschicht (2) flächig bezüglich der
Antennenschicht (3) angeordnet ist.
Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsschicht (2) als eine Beschichtung der Metallschicht (1) vorliegt.
Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsschicht (2) direkt an der Metallschicht (1) angeordnet ist. Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsschicht (2) als eine Ferritschicht (2) vorliegt.
Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abschirmungsschicht (2) und der Antennenschicht (3) weitere Schichten eingebracht sind.
Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dual-Schnittstellen-Modul (7) vorgesehen ist, welches elektrisch oder elektromagnetisch mit der Antenne (4) gekoppelt ist.
Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzschicht (6) direkt mit der Antennenschicht (3) verbunden ist, dass die Schutzschicht (6) eine außenliegende Schicht der Schichtenanordnung darstellt.
Schichtenanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dual-Schnittstellen-Modul (7) mittels einer anisotrop leitfähigen Schicht (8) mit der Antenne (4) elektrisch gekoppelt ist.
Schichtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Schichtenanordnung weitere elektronische Komponenten vorgesehen sind.
12. Schichtenlaminat aufweisend eine Schichtenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11. Vorrichtung zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur
Herstellung eines interferenzoptimierten, metallischen und
kartenförmigen Datenträgers, aufweisend:
eine erste Einrichtung eingerichtet zum Bereitstellen (100) einer
Metallschicht (1) zur Stabilisierung eines Kartenkörpers;
eine zweite Einrichtung eingerichtet zum Bereitstellen (101) einer
Abschirmungsschicht (2) zur Reduzierung von Interferenzen, welche durch ein Zusammenwirken der Metallschicht (1) und einem Betrieb einer Antenne (4) entstehen; und
eine dritte Einrichtung eingerichtet zum Bereitstellen (102) einer
Antennenschicht (3) zur Aufnahme der Antenne (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eingerichtet ist die
Abschirmungsschicht (2) zwischen der Metallschicht (1) und der
Antennenschicht (3) anzuordnen (103).
Verfahren zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur Herstellung eines interferenzoptimierten, metallischen und kartenförmigen
Datenträgers, aufweisend:
ein Bereitstellen (100) einer Metallschicht (1) zur Stabilisierung eines Kartenkörpers;
ein Bereitstellen (101) einer Abschirmungsschicht (2) zur
Reduzierung von Interferenzen, welche durch ein
Zusammenwirken der Metallschicht (1) und einem Betrieb einer Antenne (4) entstehen; und
ein Bereitstellen (102) einer Antennenschicht (3) zur Aufnahme der Antenne (4), dadurch gekennzeichnet, dass die
Abschirmungsschicht (2) zwischen der Metallschicht (1) und der Antennenschicht (3) angeordnet wird (103). Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren gemäß Anspruch 14 ausführen, wenn sie auf einem Computer zur Ausführung gebracht werden.
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