DE69327216T2 - Chipkartemarkierungsverfahren - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Markierung von Angaben auf einem Verbinder einer sogenannten elektronischen Chipkarte, wobei der Verbinder Metallkontakte einer gegebenen Dicke hat.
- Die Erfindung findet eine besonders vorteilhafte Anwendung bei der Markierung von elektronischen Chipkarten, beispielsweise Bankkarten oder Telekarten, insbesondere um dort eine Sicherheitsbotschaft bzw. Sicherheitsnachricht oder eine Herstelleridentifikation zu schreiben.
- Im allgemeinen umfassen Chipkarten Mikromodule, die erhältlich sind in Form eines Tragebandes aus Epoxidharz, welches auf einer Seite die eigentliche elektronische Komponente (Chip) trägt, und auf der anderen Seite einen elektrischen Verbinder, welcher gebildet wird durch Metallkontakte, welche am häufigsten aus Kupfer bestehen, das mit einer Schicht Nickel und einer Schicht Gold bedeckt ist. Die Mikromodule sind untergebracht in Aussparungen, die in der Dicke der Karte eingerichtet sind, auf solch eine Weise, daß die Metallkontakte von außen zugänglich bleiben.
- Gegenwärtig tragen die Mikromodule keinerlei Angabe irgendwelcher Art, es erscheint einzig gelegentlich der Firmenname des Herstellers auf der Karte selbst (siehe GB-A- 2240948). Insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit eröffnet das vollständige Fehlen von Angaben die Möglichkeit, das Mikromodul und den Körper der Karte auszutauschen.
- Eine bestimmte Anzahl von Verfahren könnten in Betracht gezogen werden zur Verwirklichung einer Markierung bzw. Anbringung von Angaben auf dem Mikromodul, und genauer gesagt auf dem Verbinder des Mikromoduls.
- Die Markierung durch Bedrucken bestünde beispielsweise darin, Tintenschichten bzw. Farbschichten auf die Metallelemente des Verbinders aufzubringen. Indessen würde dieses Verfahren zwei Probleme aufwerfen, nämlich einerseits verschlechterte elektrische Kontakte aufgrund der Tatsache, daß die Farben im allgemeinen nicht leitfähig sind, und andererseits eine gewisse Abnutzungsempflindlichkeit, welche sich durch die Reliefgravierungen ergibt.
- Die mechanische Gravierung wäre bei einem bereits zusammengebauten Mikromodul nicht anwendbar, aufgrund der Zerbrechlichkeit des Chips. Überdies ist es beinahe unmöglich, sich für diese Anwendung eine industrielle Lösung vorzustellen.
- Die Photogravierung auf chemischem Wege erlaubt es nicht, das Eindringen in die Tiefe zu steuern, wobei es aber von entscheidender Bedeutung ist, den Überzug der Metallkontakte nicht zu tief zu verletzen.
- Was den Prägedruck angeht, kann dieser nicht an einem beliebigen Punkt des Herstellungsprozesses verwirklicht werden, was dieser Technologie eine geringe Flexibilität verleiht.
- Das durch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösende technische Problem ist es, ein Verfahren zur Markierung von Angaben auf einem Verbinder einer sogenannten elektronischen Chipkarte vorzuschlagen, wobei der Verbinder Metallkontakte gegebener Dicke hat und das Verfahren es erlaubt, eine dauerhafte Markierung zu erhalten, ohne Verschlechterung im Laufe der Zeit, die keine Störung des elektrischen Kontakts mit sich bringt und auch nicht den elektronischen Chip selbst stört, wobei gleichzeitig eine große Flexibilität betreffend insbesondere den Ort des Markierungsvorganges in dem Herstellungszyklus der Karte bewahrt wird.
- Die Lösung des gestellten technischen Problems besteht gemäß der vorliegenden Erfindung darin, daß das Verfahren einen Schritt umfaßt, der darin besteht, mit einem Laserstrahl die Angaben in die Dicke der elektrischen Kontakte des Verbinders zu gravieren.
- Die Erfindung wird im Patentanspruch 1 wiedergegeben. Die speziellen Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
- Auf diese Weise stellt die Lasergravierung die folgenden Vorteile bereit:
- - Die durch die gravierten Angaben gebildete Botschaft bzw. Nachricht ist unauslöschlich;
- - Die Feinheit der Gravur vermeidet die Veränderung der Funktion der Metallkontakte. Der Überzug wird nicht vollständig abgezogen, um zu verhindern, daß die Kontakte der Korrosion ausgesetzt sind.
- - Es ist möglich, die Gravur der Angaben in jedem beliebigen Herstellungsstadium einzufügen: auf den Expoxidharzfilm vor dem Setzen der Chips, auf dem Film mit zusammengebauten Chips, auf abgetrennten Mikromodulen oder auch auf den Karten selbst.
- Entsprechend einer bestimmten Ausführung des Markierungsverfahrens, das Ziel der Erfindung ist, ist zur Gravierung die Verwendung eines Lasers vom Typ YAG vorgesehen, welcher im Infrarotbereich bei einer Wellenlänge von 1,06 Mikrometer strahlt. In diesem Fall tastet man den Verbinder mit dem Strahl ab, gemäß einer Bahn, welche es erlaubt, die Markierungsangaben zu zeichnen. Das Metall wird unter dem thermischen Effekt pulverisiert, wobei die Beherrschung der Strahlleistung die Möglichkeit eröffnet, die Tiefe der Gravierung auf einen sehr kleinen Wert zu begrenzen. Typischerweise wird die Tiefe der Gravierung auf eine Weise verringert, so daß nicht die Gesamtheit des Überzugs der Metallkontakte entfernt wird. Diese Konfiguration gewährt eine große Flexibilität hinsichtlich der Programmierung der Botschaft bzw. Nachricht, z. B. eine spezifische bzw. eindeutige Identifikation.
- Unter den Angaben, welche auf der Karte markiert werden können, lassen sich eine Marke oder die Unternehmensbezeichnung des Herstellers anführen, oder weiterhin eine Identifikation, welche dafür bestimmt ist, jeden Fälschungsvorgang zu verhindern. In dem letzten Fall sieht die Erfindung vor, daß:
- - man die Identifikationsangaben erkennt, die in dem Chip gespeichert sind;
- - man auf dem Verbinder die Identifikationsangaben markiert;
- - man auch auf der Karte die Identifikationsangaben markiert.
- Die folgende Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen erfolgt, welche als nicht beschränkende Beispiele gegeben werden, wird besser verständlich machen, worin die Erfindung besteht und wie sie verwirklicht werden kann.
- Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Mikromoduls einer elektronischen Chipkarte.
- Fig. 2 ist eine Ansicht von oben, welche der Schnittansicht der Fig. 1 entspricht.
- Fig. 3 ist eine schematische Perspektivansicht einer Markierungsvorrichtung, welche das Verfahren der Erfindung mit Hilfe eines Lasers vom Typ YAG verwirklicht.
- Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht einer Markierungsvorrichtung, welche das Verfahren der Erfindung mit Hilfe eines Excimer-Lasers verwirklicht.
- Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Metallkontakts nach der Markierung gemäß dem Verfahren der Erfindung.
- Fig. 6 ist ein Diagramm einer programmierten Markierungsvorrichtung, welche das Verfahren der Erfindung verwirklicht.
- Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Mikromodul. 10, das im Inneren einer Aussparung 2 plaziert ist, die im Körper einer sogenannten elektronischen Chipkarte 1 eingerichtet ist. Dieses Mikromodul 10 umfaßt einen Verbinder 11, welcher durch eine Anordnung von Metallkontakten 12 gebildet wird, die auf einem Träger 15 aus Epoxidharz aufgebracht sind. Die verschiedenen Metallkontakte 12 sind voneinander getrennt durch Isolierlinien 13, und durch leitfähige Drähte 14 mit einer elektronischen Komponente 16, d. h. dem eigentlichen Chip, verbunden. Wie es die Fig. 5 zeigt, können die Metallkontakte 12 aus einer Hauptschicht 120 aus Kupfer mit einer Dicke von 70 Mikrometer bestehen, beidseitig umgeben von einer Schicht 121 aus Nickel von 1 Mikrometer und einer Schicht 122 aus Gold von 0,1 Mikrometer. Der Überzug der Kupferschicht 120 durch Nickel und Gold ermöglicht es insbesondere, die Korrosion des Kupfers bei Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre zu verhindern.
- Die Fig. 3 und 4 stellen auf schematische Weise zwei Vorrichtungen zur Verwirklichung eines Verfahrens zur Markierung von Angaben dar, welche in den Fig. 2, 3 und 4 als 20 bezeichnet werden, auf dem Verbinder 11 der elektronischen Chipkarte 1, wobei das Verfahren einen Schritt umfaßt, der darin besteht, mit einem Laserstrahl 30 die Angaben 20 in die Dicke der Metallkontakte 12 des Verbinders 11 zu gravieren.
- In der Fig. 3 kommt der Gravierlaserstrahl 30 aus einem Laser L1 vom Typ YAG, der Infrarotstrahlung bei einer Wellenlänge von 1,06 Mikrometer aussendet. Der Laserstrahl 30 wird auf die Metallkontakte 12 durch eine Linse 40 fokussiert, welche in ihrer Brennebene einen Bildpunkt bildet, der 70 Mikrometer Durchmesser haben kann. Die Gravur wird durch Abtastung des Laserstrahls 30 auf dem Verbinder 11 erhalten, einer Bahn folgend, welche es erlaubt, die Markierungsangaben zu zeichnen, z. B. mit einer Überlappung von 10-30 Mikrometer zwischen aufeinanderfolgenden Bildpunkten. In der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung wird die Abtastung bewirkt mit Hilfe von zwei Spiegeln Mx, My, welche jeweils um zwei orthogonale Achsen Ax und Ay schwenkbar sind. Man beachte, daß die Drehungen der Spiegel Mx und My, genauso wie ihre Synchronisation, numerisch befohlen werden kann, ausgehend von den zu markierenden Angaben 20.
- Die Vorrichtung der Fig. 4 verwendet einen Excimer-Laser L2, der beispielsweise Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von 308 nm ausstrahlt. Ein Bild einer perforierten Maske 50 gemäß einer Zeichnung, welche den zu markierenden Angaben 20 entspricht, wird auf dem Leiter 11 mittels einer Linse 51 gebildet.
- Die Leistung des verwendeten Laserstrahls kann perfekt auf solche Weise gesteuert werden, daß wie es in Fig. 5 angegeben ist, die Tiefe der gravierten Angaben 20 nicht die Kupferschicht 120 verletzt bzw. bricht, sondern auf der Ebene der oberen Schichten 121, 122 aus Nickel und Gold lokalisiert bleibt, um somit die Korrosion der Kontakte zu verhindern. Bei diesem Ziel ist es vorgesehen z. B. eine kontinuierliche Vorrichtung zu verwenden und den Laserstrahl zu modulieren, um die Gravierleistung zu begrenzen. Die Modulation kann durch Zerhackung der Laserversorgung L verwirklicht werden, wie es die Fig. 6 zeigt. Man versteht allerdings, daß andere Mittel eingesetzt werden können, um den Laserstrahl zu modulieren, wie z. B. elektrooptische Modulatoren mit Kerr-Effekt oder Pockels-Effekt.
- Um die Gravierleistung abhängig von der Dicke der Metallkontakte 12 zu gravieren, kann man das Schaltverhältnis der Modulation modifizieren. Fig. 6 zeigt, daß dieser Regelungsvorgang automatisch durch einen Mikroprozessor 60 durchgeführt werden kann, der durch ein Arbeitsprogramm gesteuert wird, das in einem Festspeicher 61 abgelegt ist.
- Natürlich kann der Schritt der Gravierung der Metallkontakte 12 des Verbinders 11 in jedem beliebigen Stadium der Herstellung der Karte 1 bewirkt werden. Insbesondere kann man vorsehen, daß man vor dem Gravierschritt das Mikromodul 10, welches den Verbinder trägt, und den zugehörigen elektronischen Chip 16 verwirklicht. Tatsächlich, da das Markierungsverfahren nach der Erfindung ohne Gefahr für den Chip selbst ist, ist es erlaubt, den Einsatz selbst in einem fortgeschrittenen Herstellungsstadium der Karte vorzusehen.
- Die Fig. 6 zeigt, daß man den Gravierschritt durchführen kann, selbst nachdem das Mikromodul 10 auf den Körper der Karte 1 montiert wurde. Man erkennt in der Fig. 6 auch, daß es in diesem Fall möglich ist, mit Hilfe von Sensoren bzw. Abtastern 71, 72 die zu markierenden Identifikationsangaben, welche elektrisch in den Chip 16 geschrieben wurden, zu erkennen, und diese an den Mikroprozessor 60 weiter zu geben, welcher außer der Modulation des Lasers L die Mittel 80 zur Abtastung des Laserstrahls 30 in x-Richtung und y-Richtung abhängig von den empfangenen Angaben steuert. Diese Identifikationsangaben können daher genauso gut auf die Metallkontakte 12 des Mikromoduls 10 wie auch auf den Körper der Karte 11 graviert werden, womit ein Sicherheitsmittel verwirklicht wird, das einen Austausch bzw. eine Auswechslung des Mikromoduls 10 und der Karte 1 verhindert.
Claims (13)
1. Verfahren zur Markierung von Angaben (29) auf einem
Verbinder (11) einer sogenannten elektronischen Chipkarte
(1), wobei der Verbinder Metallkontakte (12) gegebener
Dicke hat, und wobei das Verfahren einen Schritt umfaßt,
der darin besteht, mit einem Laserstrahl (30) die Angaben
in die Dicke der Metallkontakte (12) des Verbinders (11)
zu gravieren, wobei die Leistung des Laserstrahls (30) so
gesteuert wird, daß die Graviertiefe abhängig von der
Dicke der Metallkontakte (12) begrenzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
vor dem Gravierschritt ein Mikromodul (10) verwirklicht,
welches den Verbinder (11) und den zugehörigen
elektronischen Chip (16) umfaßt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man zum Gravieren einen Laser (L1) vom
Typ YAG verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man zum Gravieren einen Excimer-Laser
(L2) verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man zum Gravieren den Verbinder (11)
mit dem Laserstrahl (30) gemäß einer Bahn abtastet, die es
gestattet, die zu markierenden Angaben (20) zu zeichnen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur Gravierung auf dem Verbinder
(11) mit dem Laserstrahl (30) die Abbildung einer
perforierten Maske (50) bildet, gemäß einer Zeichnung,
welche den zu markierenden Angaben (20) entspricht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß man zum Gravieren:
- eine Vorrichtung verwendet, welche auf kontinuierliche
Weise einen Laserstrahl ausgibt;
- der Laserstrahl moduliert wird, um die Gravierleistung
zu begrenzen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man
zum Modulieren das Schaltverhältnis der Modulation
modifiziert, um die Gravierleistung abhängig von der Dicke
der Metallkontakte (12) des Verbinders (11) zu regeln.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man:
- das Mikromodul (10) auf der Karte (1) vor der
Markierung fixiert, und danach
- die Angaben (20) auf dem Verbinder (11) des
Mikromoduls (10) markiert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man:
- die Identifikationsangaben (20), die in dem Chip
(16) geschrieben sind, erkennt;
- auf dem Verbinder (11) die Identifikationsangaben
markiert.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Identifikationsangaben (20) auch auf der Karte
(1) markiert.
12. Verbinder einer sogenannten elektronischen Chipkarte (1),
welcher Metallkontakte (12) gegebener Dicke hat, wobei
die Kontakte markierte Angaben nach dem Verfahren einer
der Ansprüche 1 bis 11 umfassen.
13. Elektronische Chipkarte umfassend einen Verbinder nach
Anspruch 12.
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