DE19800341A1 - IC-Karte, insbesondere für ein schlüsselloses Zugangssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine IC-Karte, insbesondere für ein schlüsselloses Zugangssystem, umfassend einen Kartenkörper mit einer Antenne zum drahtlosen Informationsaustausch, auf oder in dem Kartenkörper angeordnete elektronische Komponenten, be­ stehend aus mindestens einem Chipmodul und einer Batterie- oder Akkumulator-Stromversorgungseinheit, wobei der Kartenkör­ per mit einer Deckfolie oder einer Deckschicht laminiert ist.

Ein tragbarer Hochfrequenzsender für schlüssellose Zugangs­ systeme, insbesondere an Fahrzeugen mit einem dünnen Gehäuse in dem ein elektronische Komponenten aufweisendes Substrat an­ geordnet ist wurde beispielsweise mit der DE 36 27 194 A1 vor­ geschlagen.

Derartige bekannte tragbare Hochfrequenzsender mit Abmessungen etwa in der Größe einer Kreditkarte dienen dem Abgeben eines kodierten Hochfrequenzsignales, um zum Beispiel Fahrzeugein­ richtungen, wie eine Türverriegelung, einen Kofferraumver­ schluß oder aber auch die Zündung oder dergleichen zu betäti­ gen.

Bekannte IC-Karten-Sender können in Kleidungstaschen getragen werden, jedoch ist die Karte durch Bewegungen des Benutzers nicht unerheblichen Biegebelastungen ausgesetzt. Diese Biege­ belastungen können zu Schäden der elektronischen Komponenten führen.

Durch die Anordnung eines Chipmoduls mit Montage dieses Moduls Chip face-down hinein in eine Kavität des Kartenkörpers, wird das unerwünschte Einwirken von Biegespannungen auf den aktiven elektronischen Schaltkreis stark reduziert, so daß die ge­ wünschte Langzeitstabilität der Karte bereits annähernd er­ reichbar ist.

Schwierigkeiten bestehen jedoch dann, wenn herkömmliche Bat­ terien oder Akkumulatoren in den Kartenkörper zu implementie­ ren sind. Um die gewünschten Kapazitäten der Stromversorgungs­ einheit, bestehend aus Akkumulator oder Batterie zu erreichen, ist ein Element entsprechend großer Dimension erforderlich, was jedoch aufgrund seiner Kompaktheit in dem zur Verfügung stehenden Kartenraum nicht oder nur unzulänglich eingebracht und dort fixiert werden kann.

Wird eine bekannte Batterie- oder Akkumulatorzelle als groß­ flächiger, starrer Körper in der Karte positioniert, übertra­ gen sich mangels Elastizität der Zelle Biegekräfte ungehindert auf die weiteren elektronischen Komponenten, mit dem Nachteil, örtlich hoher mechanischer Spannungen, die zu einer Zerstörung mit nachfolgendem Funktionsausfall führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine IC-Karte, insbesondere für ein schlüsselloses Zugangssystem, umfassend einen Karten­ körper mit einer Antenne zum drahtlosen Informationsaustausch anzugeben, wobei im Kartenkörper eine Stromversorgungseinheit so angeordnet werden kann, daß die gewünschte Kapazität der Spannungs- und Stromversorgung gewährleistet ist und anderer­ seits das Biegeverhalten der Karte entsprechend den einschlä­ gigen Normerfordernissen gewährleistet wird.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegen­ stand gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen umfassen.

Gemäß einem wesentlichen Grundgedanken der Erfindung ist in­ nerhalb des Kartenkörpers als Stromversorgungseinheit eine Vielzahl von vorkonfektionierten, miniaturisierten, flächigen Batterie- oder Akkumulatorzellen, insbesondere Dünnfilm-Elek­ trolytzellen vorgesehen. Diese einzelnen Zellen befinden sich vorzugsweise in Ausnehmungen im Kartenkörper und sind elek­ trisch in Reihe und/oder parallel verschaltet, um die ge­ wünschte Kapazität, respektive die notwendige Spannung für die Versorgung der übrigen elektronischen Komponenten zu gewähr­ leisten. Mit der Erfindung wird also quasi eine Batteriekarte anhand einer üblichen Kartenbatterie realisiert.

In vorteilhafter Weise werden die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Batterie- oder Akkumulatorzellen durch eine strukturierte Leitfolie realisiert. Zweckmäßigerweise wird die Leitfolie beim Laminieren der Karte so thermisch und durch Druckkräfte behandelt, daß sich die elektrische Kontak­ tierung wie gewünscht einstellt. Die Herstellung von Karten und die Ausbildung der Batterien wird dem Grundgedanken der Erfindung folgend vereint.

Durch die in der IC-Karte vorhandene Antenne bzw. Antennen­ spule zum drahtlosen Informationsaustausch kann in besonders bevorzugter Weise während des Einsatzes der Karte beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges ein induktives Laden der Akkumulatoren erfolgen.

Nach dem mit dem schlüssellosen Zugangssystem in Form der be­ schriebenen IC-Karte beispielsweise die Tür eines Kraftfahr­ zeuges geöffnet und das Fahrzeug mit dem Zugangssystem in Be­ trieb genommen wurde, bleibt die IC-Karte in einem dafür vor­ gesehenen Aufnahmeschlitz. Hier wird, in an sich bekannter Weise dann induktiv der Stromversorgungseinheit Energie zuge­ führt, so daß ein Wiederaufladen oder Puffern der Akkumulator­ zellen gegeben ist.

Damit die gewünschte Biegeradien der IC-Karte erreicht werden können, ist der seitliche Abstand der Akkumulatorzellen unter­ einander so gewählt, daß eine biegeseitige Beschädigung der Zellen bzw. der in den Ausnehmungen im Kartenkörper befind­ lichen Zellen ausgeschlossen wird.

Damit die Verbindungs-Leitfolie den im Betrieb bei der Handha­ bung oder Transport auftretenden Biegekräften folgen kann, ohne daß Kontaktabrisse auftreten, wird die Leitfolie vorzugs­ weise im Bereich zwischen den Akkumulatorzellen oder zwischen den Ausnehmungen im Kartenkörper mit Biege- und Verformungs­ sicken versehen.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß alternativ zu dem Leit­ folie-Laminat auf andere, bekannte Verbindungstechniken zu­ rückgegriffen werden kann.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vielzahl von vorkonfektionierten, miniaturisierten, flächigen eine Gitterstruktur aufweisende Batterie- oder Akkumulatorzellengruppe so im Kartenkörper angeordnet werden, daß zwischen den Zellen ein Verbindungskanal besteht, der sich zu einer Kartenaußenseite hin öffnet. Auf diese Weise können die IC-Karten komplett vorgefertigt werden, um diese anschlie­ ßend auf Lager zu halten. Kurz vor der Auslieferung der IC-Karte oder beim Kunden erfolgt dann das Einspritzen von Elektrolytflüssigkeit über die vorgesehene Öffnung unter Nutzung der Verbindungen zwischen den Räumen, die die Zellen aufnehmen oder die Zellen selbst bilden. Durch diese quasi trockene Herstellung und Lagerung wird Alterungserscheinungen und damit einer unerwünschten Reduzierung der Lebensdauer der Zellen und damit der IC-Karte vorgebeugt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine IC-Karte ohne Deckfolie mit erkennbarer Anordnung der Batterie- oder Akkumula­ torzellen und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie AA einer IC-Karte, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die IC-Karte nach Fig. 1 besteht aus einem Kunststoffkarten­ körper 1. Dieser Kunststoffkartenkörper 1 weist eine Kavität 2 auf, die der Aufnahme eines Chipmoduls (nicht gezeigt) dient. Der Chipmodul wird mechanisch und elektrisch mit dem Karten­ körper 1 verbunden, insbesondere wird ein elektrischer An­ schluß der Antennenspule 3 realisiert. Hierfür sind entspre­ chende Kontaktfelder 31 vorgesehen.

In dem Kartenkörper 1 befinden sich nun eine Vielzahl von vor­ konfektionierten, miniaturisierten, flächigen Batterie- oder Akkumulatorzellen 4. Diese Zellen 4 sind so angeordnet, daß die zur Verfügung stehende Restfläche im Kartenkörper 1 ohne dessen Gesamtstabilität zu beeinträchtigen maximal ausgenutzt wird.

Die Abstände a sind dabei so gewählt, daß auch beim Biegen der Karte ein Berühren der Zellen ausgeschlossen ist.

Über eine in der Fig. 1 nicht gezeigte Leitfolie werden dann entsprechend den Anforderungen an die Versorgungsspannung, so­ wie unter Beachtung der gewünschten Kapazität, die elektri­ schen Verbindungen zwischen den einzelnen Zellen 4 herge­ stellt. Vorzugsweise kann der Kartenkörper 1 Ausnehmungen 7 aufweisen, in die die Batterie- oder Akkumulatorzellen 4, insbesondere Dünnfilm-Elektrolytzellen eingebracht werden. Durch Verbindungskanäle 5 die zu mindestens einer seitlichen Öffnung 6 im Kartenkörper 1 führen, besteht die Möglichkeit die IC-Karte trocken auszuliefern, das heißt diese erst am Einsatzort mit Elektrolytflüssigkeit zu füllen, um ein vorzeitiges Altern der Stromversorgungseinheit zu verhindern.

Wie mit der Querschnittsdarstellung nach Fig. 2 gezeigt, be­ finden sich die Zellen 4 in den erwähnten Ausnehmungen 7. Eine Kontaktierung erfolgt über eine mittels Laminieren aufge­ brachte strukturierte Leitfolie 8.
Im Bereich zwischen den Zellen 4 bzw. zwischen den Ausnehmun­ gen 7 im Kartenkörper 1 weisen die hier vorgesehenen Ab­ schnitte der Leitfolie B Sicken 9 auf, die die gewünschte Be­ weglichkeit bei auftretenden Biegebeanspruchungen gewährlei­ sten, ohne daß eine Beschädigung der Kontakte selbst die Folge ist.

Durch die Vielzahl von kleinen, flächigen Einzelzellen 4, die über die Fläche im Kartenkörper verteilt und elektrisch ver­ schaltet angeordnet werden können, bleiben die Eigenschaften der Karte hinsichtlich Elastizität einerseits und Biegefestig­ keit andererseits erhalten, wodurch sich weitere Anwendungs­ möglichkeiten erschließen. In einer vorteilhaften Ausführungs­ form wird die Struktur der Leitfolie so vorgegeben, daß sich ein sogenanntes Gegengewicht zur Antennenspule 3 einstellt, wodurch sich deren Strahlungscharakteristik verbessert.

Bezugszeichenliste

1

Kartenkörper

2

Kavität

3

Antennenspule

4

Batterie- oder Akkumulatorzelle

5

Verbindungskanal

6

seitliche Öffnung

7

Ausnehmungen

8

Leitfolie

9

Biege- und Verformungssicken

Claims (6)

1. IC-Karte, insbesondere für ein schlüsselloses Zugangs­ system, umfassend
einen Kartenkörper (1) mit einer Antenne oder einer Anten­ nenspule (3) zum drahtlosen Informationsaustausch, auf oder in dem Kartenkörper (1) angeordnete elektronische Komponenten, bestehend aus mindestens einem Chipmodul und einer Batterie- oder Akkumulator-Stromversorgungseinheit, wobei der Kartenkörper (1) mit einer Deckfolie oder einer Deckschicht laminiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kartenkörpers (1) als Stromversorgungs­ einheit eine Vielzahl von vorkonfektionierten, miniaturi­ sierten, flächigen Batterie- oder Akkumulatorzellen (4), insbesondere Dünnfilm-Elektrolytzellen angeordnet ist und diese elektrisch in Reihe- und/oder Parallelschaltung ver­ bunden sind.

2. IC-Karte nach Anspruch 1, d. h., daß die elektrischen Verbindungen vorzugsweise durch eine strukturierte Leitfolie (8) oder dergleichen beim Laminieren der IC-Karte realisierbar sind.

3. IC-Karte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorkonfektionierten Zellen (4) in Ausnehmungen (7) im Kartenkörper (1) eingebracht sind.

4. IC-Karte nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die im Kartenkörper (1) befindliche Antennenspule (3) die Akkumulatorzellen (4) induktiv, vorzugsweise wäh­ rend des Einsatzes der Karte beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges ladbar sind.

5. IC-Karte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand (a) der Akkumulatorzellen (4) untereinander so gewählt ist, daß bei üblichen Kartenbie­ geradien eine gegenseitige Beschädigung der Akkumulator­ zellen (4) ausgeschlossen ist.

6. IC-Karte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs-Leitfolie (8) im Bereich zwischen den Akkumulatorzellen (4) oder zwischen den Ausnehmungen (7) im Kartenkörper (1) Biege- und Verformungssicken (9) auf­ weisen.