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Sicherheitsmerkmal
und Gerät
zum Überprüfen des
Sicherheitsmerkmals.
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Die
Erfindung betrifft den Anwendungsbereich der Produktsicherung bzw.
Fälschungssicherung.
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Sicherheitsmerkmale
sind entscheidend, um Fälschungen,
wie z. B. von Wertpapieren, zu vermeiden. Dabei sind die Ansprüche an solche
Merkmale eine schwere Nachahmbarkeit, eine hohe Robustheit, insbesondere
gegen Feuchtigkeit, Knicken und elektrostatische Aufladung, wie
sie z. B. beim Benutzen eines Geldscheins vorkommen können, ein
geringer Preis und eine einfache Erkennung. Herkömmliche Merkmale, wie Hologramme,
Wasserzeichen oder speziell bedruckte Bereiche, wie z. B. bei Geldscheinen
mit dem Stichdruck können
jedoch mit zunehmender Technisierung immer einfacher gefälscht werden.
Eine Gegenmaßnahme
ist die kontinuierliche Weiterentwicklung von Sicherheitsmerkmalen, wie
z. B. Hologrammen oder auf Nanotechnologie basierenden Kippbildern,
welche nur unter großem Aufwand
zu fälschen
sind. Die zunehmende Häufigkeit
der Fälschung
solcher Merkmale verlangt nach ausgefeilten, schwer oder nur unter
großem
Kosten- und Zeitaufwand zu fälschenden
Merkmalen. In der Diskussion sind in den letzten Jahren vor allen
Dingen RFID-basierte Lösungen
mit integrierten Schaltkreisen auf der Basis von Silizium. Diese
weisen jedoch für
die Umsetzung gravierende Nachteile auf: Sie sind oft recht groß, mechanisch
häufig
nicht sehr robust, nur bedingt resistent gegen elektrostatische Entladung
und vor allen Dingen relativ teuer. So würden diese Sicherheitsmerkmale
die Kosten für
die Herstellung von Euro Banknoten nahezu verdoppeln. Auch ist speziell
bei Banknoten die Möglichkeit
der Verfolgung einzelner Banknoten unter anderem von den Notenbanken
und unter Datenschutzaspekten unerwünscht. Preiswerte Lösungen mit ähnlichen Leistungsmerkmalen
wie Silizium-basierte RFID Chips sind derzeit nicht in Sicht.
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Die
bislang bekannten Möglichkeiten
von Sicherheitsmerkmalen sind entweder relativ einfach zu fälschen oder
basieren im Wesentlichen auf integrierten Schaltkreisen bzw. mindestens
mehreren elektrischen Bauteilen wie Kondensatoren und Spulen, die die
Anfälligkeit
insbesondere gegen elektrostatische Entladung erhöhen. Ist
ein Sicherheitsmerkmal nicht zu 100 % ausfallsicher, kann es folglich
nicht zur eindeutigen Identifikation dienen.
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Die
EP 1 363 233 A1 beschreibt
z. B. eine einfach zu realisierende Sicherheitslösung basierend auf aufgedruckten
Schwingkreisen. Diese haben außer
dem Nachteil der Größe den Nachteil
der mechanischen Stabilität,
d. h. ein Brechen des Schwingkreises, z. B. durch häufiges Knicken
des Papiers, macht das Merkmal unbrauchbar. Auch sind solche Schwingkreise
relativ leicht nachzuahmen. Die
US
5 757 521 kombiniert solche Schwingkreise mit Hologrammen
und mittels durch induktiv erzeugten Strom mit einem integrierten
Schaltkreis wie auch die
EP
1 179 811 A1 . Zur Steigerung der Fälschungssicherheit wird bei
der
EP 1 134 694 A1 mit
integrierten Schaltkreisen auf der Basis von organischen Halbleitermaterialien
gearbeitet, welche drucktechnisch auf das Papier gebracht werden
können.
Nachteil hier ist, dass diese Technologie durch ihre rasante Entwicklung
in Kürze
weit verbreitet sein wird und die drucktechnische Aufbringung daher
leicht nachgeahmt werden kann. Ein weiterer integrierter Schaltkreis
mit einem zusätzlich
visuell prüfbaren
Effekt ist in der
DE 100
32 128 A1 genannt. In einem integrierten Schaltkreis zur
Fälschungssicherung
kryptografisch gespeicherte Information wird nach der
DE 196 01 358 C2 in einem
sehr kleinen integrierten Schaltkreis gespeichert, was zumindest
zu einer hohen mechanischen Robustheit führt. Hier ist durch den hohen technologischen
Aufwand eine Fälschung
sehr erschwert, abermals besteht aber die Gefahr der Zerstörung der
gespeicherten Information durch elektrostatische Entladung und der
im Fall von Banknoten ungewollte Effekt einer eindeutigen, für den Nutzer nicht
unbedingt nachvollziehbaren Identifizierung, da in der kryptografisch
gespeicherten Information mit einem anderen Schlüssel versteckt abgelegte Zeichen
enthalten sein können.
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Die
genannten Nachteile der Empfindlichkeit, einfachen Nachahmung und
eindeutigen Zuordnungsmöglichkeit
des Wertpapiers können
nun nach einem Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 gelöst werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand des Beispiels eines Wertpapiers
erläutert.
Das Sicherheitsmerkmal ist aber universell für viele zu sichernde Gegenstände, also
unter anderem für
Sicherheitspapiere, Waren und Wertsachen, insbesondere zur Fälschungsvermeidung,
aber auch zur eindeutigen Identifikation einsetzbar.
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Die
Erfindung löst
das Problem der preiswerten und sicheren Produkt- bzw. Fälschungssicherung nach
Anspruch 1, indem ein auf einem piezoelektrischen Material beruhender
passiver Chip in das Papier eingebracht wird, in dem eine Information
zum Beispiel durch eine spezifische Anordnung von metallischen Reflektoren
oder durch eine dreidimensionale Oberflächenstrukturierung auf der
Chipoberfläche
eingebracht wird, die z. B. durch die Erzeugung von Oberflächenwellen
in dem Piezomaterial nach Anspruch 3 mittels Funkwellen ausgelesen
werden kann. Dabei unterscheidet es sich im Wesentlichen von den
meisten der vorgenannten Erfindungen in der einfachsten Ausführung durch
den Verzicht auf integrierte Schaltkreise bzw. jegliche Form elektronischer
Bauelemente, was es sehr robust macht. Die Integration in das Wertpapier
erfolgt idealer- aber nicht notwendigerweise bei der Papierherstellung, entweder
separat oder zusammen mit dem bei Banknoten üblichen Sicherheitsstreifen,
welcher nach Anspruch 2 auch als Antenne dienen kann. Dadurch ist eine
Beschädigung
und eine Entnahme des Sicherheitsmerkmals zu Fälschungszwecken anderer Banknoten
stark erschwert. Alternativ ist auch die Applikation, z. B. zusammen
mit einem Sicherheitsaufkleber wie z. B. einem heutzutage häufig verwendeten
Hologramm, sinnvoll. Die auf dem Sicherheitsmerkmal kodierte Information
kann zusätzlich
z. B. mit der Seriennummer des Geldscheins verknüpft sein und es lässt sich
so entweder direkt oder über eine
Datenbank eine Eindeutigkeit herstellen, die das Fälschen weiter
erschwert, wie in Anspruch 14 dargelegt. Wesentlicher Vorteil dieses
passiven Bauelements gegenüber
herkömmlichen
RFID-Lösungen
ist die Unempfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse und elektrostatische Aufladung.
Zusätzlich
kann nach Anspruch 4 ein Material verwendet werden, welches durch
Bestrahlen mit Licht einer speziellen Wellenlänge oder nach Anspruch 5 durch
z. B. die induktive Erzeugung von Strom, oder mittels integrierter
oder mit dem Sicherheitsmerkmal verbundener photovoltaischer Elemente
oder das direkte Kontaktieren nach Anspruch 6, z. B. über die
Antennenzuführungen,
zur Elektrolumineszenz angeregt wird. Dieses Leuchten ist charakteristisch
für das
Material und z. B. durch eine wellenlängenselektive Detektion kann damit
eine Eindeutigkeit, z. B. zum Banknotenwert, hergestellt werden.
Denkbar ist nach Anspruch 7 auch die Emission bei mehr als einer
Wellenlänge,
z. B. durch die Herstellung einer Multiquantumwellstruktur oder
LED-Struktur mit
bei verschiedenen, dominanten Wellenlängen emittierenden Quantumwells.
Dies ist am besten in der Ausführung
eines Teils der Struktur als Leuchtdiode möglich. Damit kann zusätzlich bzw.
alternativ zur funkbasierten Prüfung
eine optische Prüfung
des Sicherheitsmerkmals erfolgen. Dabei ist auch diese Lösung bei
der Verwendung geeigneter, insbesondere in Anspruch 16 genannter
Materialien sehr robust gegenüber
elektrostatischer Entladung und anderen Störeinflüssen. Auch kann einfach auf
der Diodenstruktur oder im Substrat, insbesondere bei Verwendung
eines Silizium Substrates, ein Schutz gegen elektrostatische Entladung
und im Fall der direkten Kontaktierung, gegenüber Verpolung integriert werden.
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Vorteilhaft
ist hierfür
eine zumindest teilweise im sichtbaren Bereich vorhandene Lumineszenz,
da sie z. B. mit einfachen Testgeräten nach Augenschein für jeden
eine einfache Beurteilung der Echtheit zulässt.
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Eine
weitere Möglichkeit,
das Sicherheitsmerkmal fälschungssicher
zu machen, ist nach Anspruch 8 die Verwendung eines piezoelektrischen Materials,
in welchem bei Bestrahlung mit Licht oberhalb einer spezifischen
Energie Ladungsträger
erzeugt werden, die die Signalantwort in charakteristischer Weise
beeinflussen, z. B. durch eine veränderte Dämpfung oder Schallgeschwindigkeit.
Analog dazu kann nach Anspruch 9 in einem Mehrschichtsystem von
z. B. Halbleitermaterialien mit unterschiedlichen Bandlücken, die
Generation von Ladungsträgern
in der wesentlichen, Oberflächenwellen
tragenden Schicht nur bei einer speziellen Wellenlänge realisiert
werden, was die Originalität
des Sicherheitsmerkmals durch Testen mit z. B. drei verschiedenen
Lichtenergien sicherstellt. Auf diese Weise werden nur bei einer
Energie Ladungsträger
erzeugt, welche die Signalantwort in charakteristischer Weise verändern.
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Nach
Anspruch 10 kann solch ein Mehrschichtsystem ebenfalls verwendet
werden, um durch die unterschiedlichen Schallausbreitungsgeschwindigkeiten
und die frequenzabhängige
Eindringtiefe von Oberflächenwellen,
unabhängig
von der Bestrahlung mit Licht, eine von der Testfrequenz abhängige Signalantwort
zu erzeugen, die charakteristisch für das Sicherheitsmerkmal ist.
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Alternativ
lassen sich nach Anspruch 11 die Antennen so anbringen bzw. formen,
dass sie z. B. nur für
in einer Richtung polarisierte, elektromagnetische Strahlung eine
Welle im Sicherheitsmerkmal erzeugen, bzw. bei z. B. 90° gekreuzt
angeordneten Antennen und Reflektoren eine Anisotropie der Wellenausbreitung
im Material des Sicherheitsmerkmals ausnutzen, um je nach Orientierung
des zu prüfenden
Objektes unterschiedliche Signalantworten zu erzeugen.
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Das
Sicherheitsmerkmal kann je nach Material in sehr kleiner Baugröße (z. B.
ca. 0,1 × 0,1 × 0,02 mm3 (Länge × Breite × Höhe)) problemlos
so dünn gefertigt
werden, dass es vollständig
in das Wertpapier passt, wodurch es zusätzlich gegen mechanische Beschädigung geschützt ist
und kaum auffällt. Insbesondere
das Knicken des Wertpapiers kann bei solch einem kleinen Sicherheitsmerkmal
zu keiner Zerstörung
mehr führen.
Alternativ lässt
sich das Sicherheitsmerkmal auch Aufbringen, was sich z. B. besonders
mit Applikationen wie Hologrammen empfiehlt. Zur Verbesserung des
Empfangs ist nach Anspruch 2 auch das Aufbringen auf einen ganz
oder teilweise elektrisch leitfähigen
Sicherheitsstreifen oder ein elektrisch zumindest teilweise leitendes
Material, wie z. B. ein dafür
geeignetes Hologramm möglich,
welches dann als Antenne dient und dadurch den Signal-Rauschabstand
der Signalantwort bei gleicher Einstrahlungsleistung deutlich verbessern
kann.
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Optimal
für eine
hohe Robustheit ist es, bei Verwendung einer Antenne an dem Sicherheitsmerkmal,
diese in der Mitte der Papierebene, also im Papier, zu führen und
auch dort mit dem Sicherheitsmerkmal zu verbinden, da die mittlere
Papierebene beim Knicken nie gedehnt oder gestaucht wird. Die Notwendigkeit
ist abhängig
von der Elastizität
der verwendeten Materialien. Wird alles in der Mitte der Papierebene
geführt,
so sind die Antenne und der Chip minimalen Spannungen ausgesetzt
und die Haltbarkeit und auch die Sicherheit vor mechanischer Beschädigung sind
maximal.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
für den
Chip in Aufsicht und eine mögliche
Signalantwort für
das erste Ausführungsbeispiel
sind in Zeichnung 1 bis 3 gezeigt. Zeichnung 4 zeigt eine weitere
Ausführungsmöglichkeit
mit integrierten LEDs. Dabei steht in Zeichnungen 1, 2 und 4 A für eine meist
externe Antenne, also z. B. einen elektrisch leitenden Streifen, auf
den der Chip elektrisch kontaktiert wird, S für den Sende- bzw. Empfangsteil,
der die elektromagnetische Welle in eine Oberflächenwelle und zurück konvertiert,
D für den
Datenbereich, in dem die Daten abgelegt sind, R für einen
möglichen
Reflektor und W gibt schematisch mit den Pfeilen die Wellenrichtung an.
Mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulsen P0 wird
eine Oberflächenwelle
generiert, die teilweise im Datenbereich bzw. am Reflektor reflektiert
wird und durch den Datenbereich modifiziert wird. Die zurücklaufenden,
meist stark abgeschwächten
Wellen, schematisch durch die dünneren Pfeile
bzw. im Diagramm durch die kleineren Pulse dargestellt, werden vom
externen Testgerät
empfangen und die Impulsantwort, wie sie z. B. im Diagramm dargestellt
ist, z. B. mit auf einer Datenbank abgelegten Pulsantworten verglichen
und darüber
vom Testgerät
als echter oder falscher Geldschein identifiziert. Dabei können in
der Struktur auch Vielfachreflexionen auftreten, die eine sehr spezifische,
z. B. von der Dämpfung
des Materials abhängige,
Impulsantwort liefern, welche mit hochwertiger Messtechnik im Fall von
Banknoten, z. B. bei Notenbanken, detektiert werden kann. Zeichnung
3 zeigt schematisch das Beispiel einer Mehrfachschicht nach den
Ansprüchen 9
bzw. 10 im Querschnitt. Die Dreifachschicht, bestehend aus Schicht
1 bis Schicht 3, ist auf einer Pufferschicht auf einem Substrat
z. B. mittels Sputtertechniken oder epitaktischen Methoden wie der
MOCVD oder MBE aufgebracht. Die Oberflächenschallwelle, welche teilweise
von den metallischen Leitungen M auf der obersten Schicht reflektiert
wird, dringt je nach Wellenlänge
unterschiedlich tief in den Schichtstapel ein und führt so zu
unterschiedlichen Signalantworten, die z. B. in der Signalfolge
je nach Wellenlänge
unterschiedlich gedämpft
sind oder zu zusätzlichen
langsameren Anteilen der Welle führen. Durch
das Bestrahlen mit Licht kann eine hohe Ladungsträgerkonzentration
in den Schichten erzeugt werden, welche die Signalantwort ebenfalls
in charakteristischer Weise, z. B. in der Dämpfung oder Signalform beeinflussen
kann. Eine weitere material- und strukturabhängige Überprüfungsmöglichkeit ist die Messung der
temperaturabhängigen
Signalantwort wie in Anspruch 12 genannt. Diese ist stark abhängig vom
verwendeten Material und der Struktur. Durch die Veränderung
der Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur ist dies eine gute
Möglichkeit,
Fälschungen,
die andere Materialien oder Herstellungsverfahren verwenden, festzustellen.
Neben den bis jetzt genannten Oberflächenwellen können auch
jegliche im Material erzeugbaren Kristallschwingungen zur Identifikation
genutzt werden. Im Kristall laufende Wellen können z. B. durch in die Tiefe
geätzte
Löcher beeinflusst
werden. Möglich
ist hier z. B. auch eine Ausführung
analog zum optical Bandgap als acoustic Bandgap, also einer akustischen
Bandlücke
mit z. B. einer regelmäßigen Löcheranordnung,
die nur die Ausbreitung einer speziellen Welle bzw. Frequenz zulässt. Auch
in solchen Strukturen lässt
sich durch gezieltes Weglassen bzw. Hinzufügen z. B. von Löchern oder
z. B. durch vertikale Vielfachschichtstrukturen eine Information
auf die Welle aufprägen
und wieder aus dem Material auslesen. Für die Erzeugung der Welle ist
wesentlich, dass die eintreffende elektromagnetische Welle in einer
Kristallrichtung auftritt, die die elektromagnetische Schwingung
in eine mechanische umwandelt, also in einer polarisierbaren Kristallrichtung
eine Polarisation erzeugt.
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Die
funkbasierte Lösung
ermöglicht,
dass z. B. Mobiltelefonbesitzer nach Anspruch 13 mittels Bluetooth
oder anderen funkbasierten Verfahren Geldscheine auslesen und so
auf ihre Echtheit prüfen können, indem
sie z. B. mit einem entsprechenden Programm eine codierte Zahl und
weitere Informationen aus dem Wertpapier auslesen, die nach Anspruch
14 und/oder 15 z. B. mit der Seriennummer oder einer kodierten Zahl
bzw. als kodierte Information einer Datenbank in Verbindung steht.
Auch denkbar ist der Vergleich dieser Information mit der Farbe, Größe oder
Merkmale und/oder anderer Informationen des Sicherheitsmerkmals,
wobei dies wegen der möglichen
Winzigkeit des Sicherheitsmerkmals für eine Routineauslesung ungeeigneter
ist. In Geschäften
und anderen Einrichtungen, die die Wertpapiere auf Echtheit prüfen wollen,
können
spezielle Geräte nach
Anspruch 17 diese Funktion übernehmen
und durch besondere Ausgestaltung der Testgeräte noch weitere Informationen,
wie zum Beispiel aus verschiedenen, in den Ansprüchen beschriebenen Testverfahren,
mit Licht und verschiedenen Trägerfrequenzen
auslesen und somit eine weitere Sicherheitsstufe bieten. Zudem kann
dort einfach eine zusätzliche
optische Prüfung
nach den Ansprüchen
4–7 erfolgen, ähnlich den
zurzeit existierenden schwarzlichtbasierten Prüfgeräten durch einfache Photolumineszenz
bzw. durch die Erzeugung von Elektrolumineszenz in Teilen des Chips.
Notenbanken können über solche
Merkmale oder auch weitere Merkmale in dem Chip, die z. B. mit einer
anderen Frequenz ausgelesen werden, die Echtheit und auch die Herkunft
des Geldscheins eindeutig feststellen.
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Hauptvorteile
der Methode gegenüber
klassischen RFID Lösungen,
die mit integrierten Schaltkreisen arbeiten, sind die dabei erhalten
bleibende Anonymität
des Geldscheins, die Möglichkeit,
zur Fälschungserschwerung
spezielle Materialien und Herstellungsverfahren zu verwenden und
die unvergleichbare Robustheit bei niedrigem Herstellungspreis.
Auch kann mit diesem Sicherheitsmerkmal im Gegensatz zu klassischen
RFID-Lösungen
vermieden werden, dass Kriminelle durch Funkwellen den Inhalt der
Geldbörse
von Passanten scannen, da die hier gezeigte Lösung keinen Kollisionsschutz
hat und in der Regel nur sehr kurzreichweitig auslesbar ist.
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Als
mit am besten geeignetes Material für die funktionellen Schichten
des Sicherheitsmerkmals eignen sich nach Anspruch 16 Gruppe-III-Nitride
wie GaN, AIN oder InN, bzw. deren ternäre und quaternäre Verbindungen,
da sie piezoelektrisch, sehr hart und chemisch sehr stabil sind
und alle Anforderungen an Robustheit erfüllen. Auch gut geeignet sind II-VI
Halbleiter im System ZnCdMgO, wobei die chemische Stabilität geringer
als bei den Gruppe-III Nitriden ist und der Einsatzbereich damit
etwas eingeschränkt
wird.
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Zur Überprüfung des
Sicherheitsmerkmals mit einem Gerät nach Anspruch 17 eignen sich
alle in der Beschreibung und den Ansprüchen genannten und verwandten
Methoden.
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In
einer Ausführungsmöglichkeit
sind die als Empfänger
und Sendeeinheit ausgeführten
interdigitalen Metallkontakte auf dem piezoelektrischen Metall in
Abständen
von Lambda/4 der Oberflächenwelle
angebracht. Dabei kann entweder eine solche Einheit oder in einem
definierten Abstand eine zweite Einheit angebracht sein, je nachdem
ob die Wellen von einer Antenne zur nächsten laufen sollen oder von
ein und derselben Einheit empfangen und zurückgesendet werden sollen. Die
Metallisierung kann dabei z. B. durch Aufdampfen oder Sputtern erfolgen. Besonders
geeignet als oberste Schicht sind harte und edle Metalle wie Au,
Pd oder Pt, bzw. Cr, da sie gegenüber Umwelteinflüssen am
robustesten sind. Eingebracht werden kann das Merkmal z. B. in Banknoten
mit dem meist verwendeten Sicherheitsstreifen z. B. während der
Papierherstellung. Da das Sicherheitsmerkmal sehr robust ist, übersteht
es die typischen Prozesse während
des Trocknens und Glättens
des Papiers, die einen hohen Druck ausüben und zu einer starken elektrostatischen
Aufladung des Papiers führen.
Der Sicherheitsstreifen kann wiederum als Antenne dienen und somit
den Signal-zu-Rauschabstand
des später
empfangenen Signals verbessern.
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Die
meist mit einem kurzen elektromagnetischen Hochfrequenzpuls im Bereich
von typisch einigen hundert MHz bis zu einigen GHz erzeugte Oberflächenwelle
breitet sich in der Oberflächenschicht des
Materials aus und wird zum Teil an den in definiertem Abstand aufgebrachten
Metallisierungen reflektiert bzw. durch die Metallisierungen in
charakteristischer Weise gedämpft.
Alternativ können
diese Reflektoren bzw. die Welle dämpfenden Elemente z. B. auch
durch dreidimensionalen Strukturierungen der Oberfläche durch
z. B. Ätzen
oder Aufbringen von nichtmetallischem Material wie z. B. Siliziumnitrid oder
Siliziumdioxid realisiert werden. An solchen Strukturen wird die
Oberflächenwelle
ebenfalls gestreut bzw. gedämpft.
Die modifizierte Welle wird nun wieder emittiert und nach Anspruch
17 von einem geeigneten Gerät
mittels einer Antenne mit anschließender Auswerteelektronik empfangen,
wobei die Veränderung
des Pulses die Information über
das Sicherheitsmerkmal enthält.
Als Verfahren dienen z. B. die Analyse der empfangenen Impulsantwort,
bei aufwendigeren Chips z. B. auch die der Lumineszenzwellenlänge mittels
spektral auflösender
Detektoren, des Zeitverhaltens der Lumineszenz mittels schneller
Photodetektoren. Das Sicherheitselement ist bis zu dieser Ausführungsstufe
ein vollkommen passives, auf jegliche Elektronik und/oder integrierte Schaltkreise
verzichtendes Sicherheitsmerkmal. Elektronik wird nur auf der Testseite
zum Testen selbst und zur Analyse der Reaktion des Chips in den Geräten nach
Anspruch 17 benötigt.
Einfache Bauelemente, zumindest eine Diodenstruktur, können nun als
weitere, die Sicherheit erhöhende,
Merkmale integriert werden:
Ist z. B. eine optische Auslesung
erwünscht,
so kann das Sicherheitsmerkmal z. B. elektrisch über den Sicherheitsstreifen
zur Elektrolumineszenz angeregt werden. Notwendig ist hierzu, dass
in der Struktur eine geeignete LED-Schicht eingebracht ist. Entweder
wird einfach eine LED-Struktur an der Oberfläche für die Oberflächenwelle
genutzt oder über
eine LED-Struktur
eine weitere Schicht für
das Oberflächenwellenbauelement
gewachsen, die LED-Struktur
durch Ätzprozesse
freigelegt und anschließend kontaktiert.
Durch z. B. zwei entgegengesetzt gepolte LEDs kann dabei auf einfache
Art ein Verpolungsschutz geschaffen werden, es leuchtet jeweils
nur eine LED. Ein Ausführungsbeispiel
dazu ist in Zeichnung 4 gezeigt, mit A den Antennen, die auch als Kontaktierung
der LEDs über
die Kontakte K dienen können,
S den Empfangs und Sendeteil des Oberflächenwellenbauelements D dem
dazugehörigen
Datenbereich, R1 und R2 sowie F1 und F2 die Rückseiten- und Frontkontakte
der LEDs 1 und 2. Dabei zeigt Zeichnung 4a) die Aufsicht, 4b) die
Seitenansicht und 4c) die Verschaltung der LEDs im Ersatzschaltbild
als eines von vielen möglichen
Ausführungsbeispielen.
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Sind
die LEDs darüber
hinaus z. B. in verschiedener Schichttiefe des Bauelements prozessiert und
bestehen aus bei unterschiedlichen Wellenlängen emittierenden Schichten,
was in solch einer Ausführung
einfach realisierbar ist, so lassen sich je nach Stromrichtung unterschiedliche
Lumineszenzwellenlängen
anregen, was die Fälschung
weiter erschwert. Neben der Lumineszenzwellenlänge kann in aufwendigen Prüfgeräten auch
das Abklingen der Lumineszenz gemessen werden, welche charakteristisch
für die
Struktur, Dotierung und Defektdichte des Materials und unter vertretbarem
Aufwand nicht fälschbar ist.
Solch ein Merkmal stellt wiederum sehr hohe Anforderungen an die
Reproduzierbarkeit der Schichten in der Herstellung. Neben der Lumineszenz
kann auch die Diodenkennlinie selbst als charakteristisches Merkmal
verwendet werden. Insbesondere der Serienwiderstand und der Idealitätsfaktor
solch einer Kennlinie sind stark vom Aufbau der Diode abhängig und
können
gezielt beeinflusst werden. So kann in den Zuleitungen oder durch
lithographisch erzeugte bzw. geätzte
Induktivitäten
und Kapazitäten
eine gezielte Beeinflussung der Kennlinie durch eine zur Ansteuerung
der Diode mit einer Wechselspannung verschiedener Frequenz und somit
von modulierten Strömen
durch die Diodenstruktur erzielt werden. Dazu muss die Diode nicht
zwingend als lumineszierendes Bauteil ausgelegt sein, kann also,
z. B. bei Verwendung von Silizium Substrat als Träger der
piezoelektrischen Schicht, auch im Silizium Substrat realisiert
sein. Denkbar sind aber auch einfache elektrische Hoch-, Tief- oder
Bandpässe,
die in der nicht als piezoelektrisches Bauteil dienenden Struktur
integriert sind.
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Die
hier genannten Möglichkeiten
stellen nur einige einer Vielzahl von Möglichkeiten dar, die in den Ansprüchen mit
eingeschlossen sind. Insbesondere ist die Anwendung nicht auf Wertpapiere
beschränkt.