DE69518552T2

DE69518552T2 - Verfahren zum Schützen von Kontaktflächen einer Speicherkarte

Info

Publication number: DE69518552T2
Application number: DE1995618552
Authority: DE
Inventors: Eric Berlin; Joel Turin
Original assignee: Gemplus Card International SA
Current assignee: Gemplus SA
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2015-01-28
Also published as: DE69518552D1; FR2715754A1; EP0665511B1; JPH0850645A; ES2151946T3; EP0665511A1; FR2715754B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Kontaktfeldern einer Speicherkarte. Die durch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogenen Speicherkarten sind bestimmt für die Verwirklichung diverser Operationen, wie zum Beispiel Bankoperationen, Telefonkommunikation oder verschiedene Identifikationsoperationen. Die Operationen geschehen dank einer elektrischen Kopplung zwischen einem elektronischem Modul der Karte und einem Lese/Schreib-Apparat außerhalb der Karte. Das Ensemble der Kontaktfelder bildet eine Kontaktschnittstelle zwischen dem elektronischen Modul und dem Lese/Schreib-Apparat.
Diese Felder werden gewöhnlich durch eine Graviertechnik verwirklicht. Gemäß dieser Technik wird eine Metallschicht abgelagert bzw. geklebt auf einen dielektrischem Tragefilm, zum Beispiel verkauft unter der Bezeichnung KAPTON, oder auch aus Epoxyd-Glas oder Polyester. Diese Schicht, welche dazu bestimmt ist die Kontaktfelder zu bilden, besteht aus Kupfer oder einer metallischen Legierung. Man scheidet dann auf der zuvor genannten Metallschicht eine Schicht aus fotoresistentem Material auf. Man bestrahlt diese Schicht aus fotoresistentem Material durch eine Maske, deren Muster den Feldern, die man zu verwirklichten wünscht, komplementär ist. Nach Entwicklung des fotographischen Films und chemischer Verarbeitung erhält man eine Struktur von drei überlagerten Schichten, bei welcher die letzte Schicht gebildet wird durch das fotoresistente Material mit dem Muster der Felder. Es genügt folglich selektiv das Metall zu zerstören, das nicht bedeckt ist von dem fotoresistentem Material, und dann das überschüssige fotoresistente Material abzuheben, um das Ensemble von Kontakten zu erhalten, das der zuvor genannten Maske entspricht.
Gemäß ihrer gegenwärtigen Realisation treten die Kontaktfelder geringfügig heraus aus der Oberfläche der Karte. Sie sind somit Seite an Seite angeordnet, und werden voneinander getrennt durch leere Räume. Diese leeren Räume stellen die elektrische Isolierung jedes Feldes gegenüber dem anderen sicher. Ein Feld bildet folglich eine vollständige, getrennte physisch funktionelle Einheit.
Nichtsdestotrotz können sich im Verlauf des normalen Gebrauchs der Karte, zwischen den Flanken bzw. Kanten der Felder, in den leeren Räumen verschiedene Fremdkörper einlagern. In dem Fall, dass diese Fremdkörper elektrische Leiter sind, welche die Flanken verschiedener Felder miteinander verbinden, kann ein Stromleck entstehen, oder ein Kurzschluss. Die Speicherkarte arbeitet also nicht mehr normal.
Als solche Fremdkörper seien zum Beispiel genannt Graphitminen von Papierbleistiften, Metallsplitter, aber auch gezuckerte Getränke oder Handschweiß.
Die durch vorliegen dieser Fremdkörper geschaffenen Probleme sind so, dass es für die Bereitsteller der Speicherkarten schwer erscheint, das Funktionieren ihrer Karten zu garantieren, außer in einer sehr sauberen Umgebung. GB-A-2 140 208 schlägt bereits ein Verfahren zum Schutz von Kontaktfeldern eines Mikromoduls Vor, bei welchem man einen Isolator in die leeren Räume zwischen den Kontaktfeldern einbringt, vor der Anbringung des Mikromoduls in dem Körper der Karte. Der Isolator schützt auch die Schaltung und die Verbindungen.
Ebenfalls hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe ein Verfahren zum Schutz von Kontaktfeldern eine Speicherkarte zu schaffen, das die zuvor genannten Nachteil löst und welches insbesondere gestattet auf einfache Weise und mit geringeren Kosten Speicherkarten zu erhalten, die geschützt sind vor Fehlfunktionen, welche bewirkt werden durch das Vorhandensein von Fremdkörpern zwischen den Kontaktfeldern, wobei das Verfahren anwendbar ist auf die Herstellung von Karten in großen Serien.
Diese Aufgabe, genauso wie weitere, welche im folgenden in Erscheinung treten, werden gelöst mittels eines Verfahrens zum Schutz von elektrische leitfähigen Kontaktfeldern einer Speicherkarte, wobei die Kontaktfelder aneinander angrenzend angeordnet sind, aus der Oberfläche der Karte heraustreten und voneinander getrennt sich durch leere Räume, dadurch gekennzeichnet, dass man im jeden diese leere Räume einen Isolator einbringt, auf solche Weise, das die Kanten bzw. Flanken der Kontaktfelder, die sich in den Räumen gegenüber stehen, bedeckt sich.
Die Beschreibung, welche folgt und keinen beschränkenden Charakter hat, gestattet es die Art und Weise der Ausführung der Erfindung besser zu verstehen.
Sie muss im Hinblick auf die angehängte Zeichnungen gelesen werden, in welchen:
Fig. 1 perspektivisch einen Abschnitt einer Speicherkarte und ihrer Kontaktfelder darstellt;
Fig. 2 im Transversalschnitt den leeren Raum zeigt, der sich zwischen zwei Kontaktfelder einer Speicherkarte befindet, bevor man zur erfindungsgemäßen Verarbeitung schreitet;
Fig. 3 im Transversalschnitt die Kontaktfelder einer Speicherkarte veranschaulicht, welche nach einer Ausführung der Erfindung geschützt sind; und
Fig. 4 im Transversalschnitt die Kontaktfelder einer Speicherkarte zeigt, die nach einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung geschützt sind.
Fig. 1 stellt einen Abschnitt einer Speicherkarte 1 dar.
Eine solche Karte umfasst einen Kartenkörper 2 und ein elektronisches Modul. Die Abmessungen dieser Karte sind genormt. Zum Beispiel entspricht die Norm ISO 7810 einer Karte, bei welcher der Körper gebildet ist aus einer Anordnung von thermoplastischen Blättern im Standardformat von 85 mm Länge, 44 mm Breite und 0,76 mm Dicke.
Das elektronische Modul ist im Kartenkörper 2 versenkt. Die Abmessungen sind deutlich kleiner als jene des Kartenkörpers 2. Das Modul umfasst insbesondere einen IC-Chip. Dieser Chip umfasst in einem Beispiel sechs zur Verbindung nützliche Anschlüsse, welche jeweils durch einen leitenden Draht mit einem Kontaktfeld verbunden sind. Man hat folglich mindestens sechs Kontaktfelder pro Karte.
In der Fig. 1 sind sieben Kontaktfelder 3 dargestellt: ein Zentralfeld 4 und sechs Umfangsfelder. Unterdessen umfassen die gegenwärtigen Speicherkarten außerdem zwei Zusatzfelder. Diese sind im allgemeinen nicht mit dem Chip verbunden. Bei gemischten Karten, welche sowohl mit Kontakt als auch kontaktlos arbeiten, können diese zwei zusätzlichen Felder als Verbindungsschnittstelle zwischen dem Chip und einer Antenne der Karte dienen.
Die Kontaktfelder 3 sind angrenzend aneinander angeordnet und treten aus der Oberfläche der Karte 1 hervor. Der Chip ist in der Nähe des Zentralfeldes 4 angeordnet, unter diesem, im Körper der Karte 2. Das Ensemble aus Chip und leitenden Drähten ist zum Beispiel eingehüllt in ein Schutzharz.
Das Ensemble der Kontaktfelder 3 wird im allgemeinen gebildet aus elektrisch leitfähigem Material. In diesem Fall können diese Materialien beispielsweise Kupfer, Nickel, Gold oder eine Ni-Pd Legierung sein. Unterdessen kann das Zentralfeld 4 aus Plastik bzw. Kunststoff bestehen.
Die Kontaktfelder 3 sind durch leere Räume 5 voneinander getrennt. Fig. 2 zeigt im Transversalschnitt und in vergrößerter Ansicht einen leeren Raum 5, der zwei elektrisch leitfähige Kontaktfelder 6 und 7 trennt.
Die Felder 6 und 7 werden getragen durch einen isolierenden Träger 8, welcher der Kartenkörper 2 selbst sein kann, welcher aber vorzugsweise ein auf dem Körper 2 aufgebrachter Film ist, unterhalb der Felder 3, und welcher dazu gedient hat die Felder zum Zeitpunkt ihrer Gravur zu tragen.
Die Kontaktfelder 6 und 7 sind eben. Sie haben eine Oberfläche in der Größenordnung von 0,5 cm² um eine Dicke in der Größenordnung eines zehntel Millimeters.
Gleichfalls ist die Tiefe der leeren Räume 5 gleich der Dicke der Felder 6 und 7. Dagegen ist die Breite dieser leeren Räume 5 in der Größenordnung eines zehntel Millimeters.
Erfindungsgemäße bringt man einen Isolator in jeden der leeren Räume ein, auf solche Weise, dass die Kanten bzw. Flanken der Kontaktfelder 6 und 7, welche sich in der Räumen 5 gegenüberstehen, bedeckt sind.
Der Isolator 9 wird in einem gegenüber der Herstellung des Mikromoduls und einer Anbringung des letzteren im Kartenkörper 2 späteren Schritt angebracht. Es ist ebenfalls möglich einerseits das Verfahren der Erfindung auf vorher hergestellte Karten anzuwenden, egal wann diese hergestellt wurden, und andererseits die Art des Isolators zu wählen, der die leeren Räume 5 füllt.
Die Einführung des Isolators vollzieht sich entlang einer Sekantenrichtung in der Ebene der Karte, z. B. ungefähr entlang einer Richtung 10, die in Fig. 1 angegeben ist, von außerhalb der Karte, direkt auf die Kontaktfelder 6, 7.
Der Isolator bildet eine elektrische Barriere zwischen elektrisch leitfähigen Felder 6 und 7. Wohlgemerkt, es ist möglich den Isolator auf solche Weise in die leeren Räume einzuführen, dass diese Räume vollständig gefüllt sind.
Dennoch dürfen nur die Kanten bzw. Flanken der Felder 6 und 7 vom Isolator bedeckt sein.
Die Erfindung schlägt die Verwendung vorzugsweise eines flüssigen Isolators vor, der sich somit leichter verteilt in dem Raum für den er bestimmt ist. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise eine polymerisierende Flüssigkeit. Folglich, sobald er polymerisiert ist, bleibt der Isolator in den leeren Räumen 5 in fester und stabiler Position.
Erfindungsgemäß entfernt man nach der Einführung des Isolator in die leeren Räume 5 den überschüssigen Isolator, der teilweise die Oberfläche der Felder 6 und 7 und/oder die Karte 1 bedeckt hat.
Man trägt folglich vorzugsweise auf die Oberseite der Kontaktfelder 6, 7 eine Isolatormenge auf, welche größer ist als die Menge, die notwendig ist zur Auffüllung der leeren Räume (siehe Fig. 4).
Somit sind die leeren Räume 5 gut gefüllt, und Luftbläschen, welche sich bei der Verteilung des Isolators in den Räumen 5 bilden können, werden zur Oberfläche der Karte gedrängt. Unterdessen bedeckt der überschüssige Isolator teilweise die Kontaktfelder, oder einen Teil der Karte selbst. Es stellt sich somit das Problem der Beseitigung des überschüssigen Isolators.
Wenn man den überschüssigen Isolator beseitigt während er immer noch flüssig ist mit einer geringen Viskosität, kann diese Beseitigung bestenfalls partiell sein. Tatsächlich hat der flüssige Isolator die Tendenz sich auszubreiten auf den Metallisierungen und auf der Oberfläche der Karte. Zusätzlich dringt er ein in die Mikro-Unebenheiten des Metalls oder der Kartenoberfläche, was später Schwierigkeiten verursachen kann bei der elektrischen Verbindung mit dem Lese/Schreib-Apparat, und was den Karten ein unästhetisches Aussehen verleiht.
Ebenfalls ist die Beseitigung des überschüssigen Isolators nach der vollständigen Polymerisation wenig günstig. Tatsächlich befindet sich der Isolator dann im festen Zustand. Die Beseitigung muss dann folglich mit Kraft bewirkt werden, zum Beispiel durch intensives Abschaben oder eventuell durch Auflösung mit Lösungsmitteln, mit allen Konsequenzen, die dies für die Karte mit sich bringt: z. B. ein leichter Oberflächenabtrag des Isolators in den gefüllten leeren Räumen.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird die Beseitigung des überschüssigen Isolators vorzugsweise dann durchgeführt, wenn er nicht mehr vollständig in flüssiger Form ist, vor seiner vollständigen Polymerisierung, in einem Schritt, der als Vor- Polymerisation bezeichnet wird. In diesem Augenblick hat der Isolator ein steifes bzw. pastenartiges Aussehen, und seine Viskosität ist erhöht.
Verschiedene Ausführungen sind zur Umsetzung der Erfindung geeignet.
Eine erste Ausführung der Erfindung schlägt vor in einem Hauptschritt den Isolator auf die Kontaktfelder 6, 7 zu zerstäuben, zum Beispiel ausgehend von einer Aerosolflasche, und eventuell durch eine Maske, welche das Muster der zu füllenden Räume trägt.
Eine weitere Ausführung schlägt ein Vorgehen in zwei Hauptschritte vor, den zu Folge man eine Schicht des Isolators auf die Kontaktfelder 6 und 7 aufbringt, und man die Oberfläche dieser Felder abstreift bzw. abkratzt. Man erhält somit eine Speicherkarte, bei welcher die leeren Räume 5 vollständig mit dem Isolator 9 gefüllt sind, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Der Isolator kann zum Beispiel ein Silikon sein, wie jenes, welches unter der Bezeichnung RTV TOSHIBA TSE 326 verkauft wird. Dieser Isolator hat den Vorteil, dass er bei Raumtemperatur flüssig ist, und eine Polymerisationstemperatur in der Größenordnung von 65ºC hat. Man nimmt die Aufbringung von Isolatorschicht folglich in flüssigen Form vor, zum Beispiel bei Raumtemperatur. Deswegen wird der Schritt des Abstreifens durchgeführt nachdem man zu einer Temperatur in der Nähe von 65ºC übergegangen ist. Tatsächlich erhält man somit den Zustand der Vor-Polymerisation, der erforderlich ist für die adäquate Beseitigung des überschüssigen Isolators. Die Polymerisation wird vollständig und endgültig nach einer Temperatur-Nachbearbeitung für eine ausreichende Zeitdauer.
Unterdessen schlägt eine weiter Ausführung der Erfindung vor, den Isolator 8 direkt in die leeren Räume 5 einzubringen, durch einspritzen. Man erhält folglich eine Speicherkarte, bei welcher die leeren Räume 5 vollständig mit dem Isolator 9 gefüllt sind, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Einspritzung bzw. Injektion wird verwirklicht unter Verwendung einer Form, welche über den leeren Räumen angeordnet wird.
Der Isolator wird somit nur in die leeren Räume eingebracht. Die an die Oberfläche der Kontaktfelder 6 und 7 abgegebene Materie ist mengenmäßig praktisch Null.
Eine weitere Ausführung der Erfindung schlägt vor den Isolator 9 in die leeren Räume 5 unter Verwendung der Siebdrucktechnik einzubringen. Man erhält folglich eine Speicherkarte, bei welcher die leeren Räume 5 teilweise mit Isolator 9 gefüllt sind, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Diese Technik wird verwirklicht mit Hilfe eines Schirms der Maschen trägt. Diese Maschen definieren das Bild, das man auf die Karte drucken will, d. h. das Ensemble der leeren Räume. Man bringt den Schirm an der Karte an. Mit Hilfe eines Rakels verteilt man den Isolierlack auf dem Rahmen. Der Lack läuft durch die Maschen und lagert sich direkt in den leeren Räumen 5 ab, zwischen den Kanten bzw. Flanken der Kontaktfelder 6 und 7. Er lagert sich mengenmäßig ausreichend ab, um den Boden des leeren Raums 5 zu bedecken. In dem Fall, dass die Benetzbarkeit des Lacks ausreichend stark ist, klebt dieser an den Wänden, welche die Kanten der Felder bilden, um diese zu bedecken. Unterdessen ist es besonders vorteilhaft die Maschen, durch welche der Druck vollzogen wird, geringfügig zu überdimensionieren, um jedes Risiko einer unzureichenden Bedeckung der Kanten der Felder 6 und 7 zu vermeiden.
Für die Verwirklichung dieser Ausführung kann der Isolierlack zum Beispiel ein solcher Lack sein, wie er unter der Bezeichnung COATS XZ15 verkauft wird, der eine akzeptable Benetzbarkeit hat, die sich vorteilhafterweise für die Siebdrucktechnik eignet.
Eine weitere Ausführung der Erfindung schlägt vor den Isolator 9 durch inverse Gravur in die leeren Räume 5 einzubringen. Man erhält somit eine Speicherkarte, bei welcher die leeren Räume 5 zum Beispiel teilweise gefüllt sind mit dem Isolator 9, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Die Verwirklichung dieser Ausführung wird vorzugsweise nach den verschiedenen Schritten ausgeführt, die in der Einleitung der Beschreibung beschrieben wurden, bezüglich der Gravurtechnik. Gemäß der Technik der inversen Gravur, sobald man das Ensemble der Felder in Übereinstimmung mit der bei dem Gravurverfahren verwendeten Maske erhalten hat, trägt man auf diesem Ensemble eine Schicht aus fotoresistentem Material auf, das man durch eine Maske belichtet, welche dem Ensemble von leeren Räumen, das man versucht mit dem Isolator zu füllen, komplementär ist. Nach der Entwicklung und chemischen Verarbeitung erhält man eine Struktur, bei welcher das fotoresistente Material die leeren Räume füllt und die Kanten der Felder bedeckt, die sich in diesen Räumen gegenüberstehen.
Das isolierende fotoresistente Material kann z. B. ein solches Material sein, wie jenes, das von MAC DERMITE unter der Bezeichnung MACUMASK verkauft wird, oder auch ein Fotobelichtungsfilm, der unter der Bezeichnung PROBIMER 52 verkauft wird.
Schließlich schlägt eine weitere Ausführung der Erfindung vor zur Einbringung des Isolators 9 in die leeren Räume 5 mittels Tampographie bzw. Steindruck vorzugehen. Man erhält folglich eine Speicherkarte, bei welcher die leeren Räume 5 zum Beispiel teilweise oder vollständig mit Isolator 9 gefüllt sind, wie dies in Fig. 3 und 4 dargestellt ist.
Diese verschiedenen zuvor genannten Ausführungen der Erfindung beschränken die Erfindung nicht. Jede unter ihnen schafft den Vorteil, dass man sie anwenden kann auf die Großserien- Herstellung von Karten mit geschützten Feldern.

Claims

1. Verfahren zum Schutz von elektrisch leitfähigen Kontaktfeldern (6, 7) einer Speicherkarte (1), wobei die Kontaktfelder (6, 7) aneinander angrenzend angeordnet sind, aus der Oberfläche der Karte (1) heraustreten und durch Leerräume (5) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Isolator (9) in jeden dieser Leerräume (5) einbringt, auf solche Weise, dass die Kanten der Kontaktfelder (6, 7), die sich in den Räumen (5) gegenüber stehen, bedeckt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator auf die Oberseite der Kontaktfelder (6, 7) aufgebracht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Isolator (9) auf solche Weise in die Leerräume (5) einführt, dass die Leerräume (5) durch den Isolator (9) vollständig gefüllt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eingeführte Isolator eine polymerisierende Flüssigkeit ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man den überschüssigen Isolator (9), der zumindest teilweise die Oberfläche der Kontaktfelder (6, 7) und/oder der Karte (1) bedeckt hat, in einem Vorpolymerisationszustand vor der vollständigen Polymerisierung entfernt.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Isolierschicht auf die Kontaktfelder (6, 7) aufbringt, und dass man die Oberfläche der Felder (6, 7) abstreift.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (9) durch Pulverisierung auf die Kontaktfelder (6, 7) eingebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man den Isolator (9) durch Injektion in die Leerräume (5) einbringt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man den Isolator (9) unter Verwendung der Siebdrucktechnik in die Leerräume (5) einbringt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den Siebdruck dadurch verwirklicht, dass man das zu druckende Bild der Leerräume (5) leicht überdimensioniert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (9) eine ausreichend starke Benetzungsfähigkeit hat.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man den Isolator (9) durch Verarbeitung mit inverser Gravur in die Leerräume (5) einbringt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man es durch Tampographie vollzieht.

14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (9) in einem Schritt eingeführt wird, der nach der Herstellung des Mikromoduls liegt und nach der Anbringung des letzteren im Körper der Karte (2).