DE69500592T2

DE69500592T2 - Geerdete Chipkarte

Info

Publication number: DE69500592T2
Application number: DE69500592T
Authority: DE
Inventors: Gordon W Funck; Harold Keith Lang
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-04
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2015-03-05
Also published as: EP0671704A1; TW296839U; US5502620A; KR200143651Y1; HK1000443A1; KR950028756U; DE69500592D1; JP3015339U; EP0671704B1; ES2107870T3; MY117238A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine IC-Karte, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
Eine bekannte IC-Karte dieser Art (EP-A-0-532 166) enthält einen Rahmen, welcher einen Verbinder oder eine Aufnahme trägt, welche mit den Kontaktflecken auf der Schaltungsplatine verbunden sind, sowie eine Schicht oder eine Klammer für einen Kontakt mit den Masse-Kontaktflecken der elektronischen Vorrichtung, die auf der Schaltungsplatine montiert ist. Die Klammer ist so gestaltet, daß sie sich selbst an dem Rahmen festhält. Darüber hinaus sind elektrisch leitende Abdeckungen an dem Rahmen dort befestigt, wo die Klammern keine Möglichkeiten haben, um die Abdeckplatten festzuhalten.
Im allgemeinen sind IC-Karten oder -Kartenbündel, wie beispielsweise Speicherkarten, Dateneingabevorrichtungen, die elektrisch mit einer elektronischen Vorrichtung oder einer Speichervorrichtung, wie beispielsweise einem Wortprozessor, Personal Computer oder einer anderen elektronischen Vorrichtung, verbunden sind. Die in der IC- Karte gespeicherten Daten werden zu einer elektronischen Vorrichtung übertragen. Derartige Karten sind tragbare Instrumente, die leicht in einen Verbinder eingesetzt oder aus diesem entfernt werden, welcher Verbinder als eine lösbare Kopplung der Karte mit beispielsweise einer gedruckten Schaltungsplatine verwendet wird.
Eine IC-Karte umfaßt in typischer Weise einen rechteckigen Rahmen, der entweder in seiner oberen Oberfläche oder in seiner unteren Oberfläche eine Öffnung aufweist, oder, wie bei einigen Konstruktionen, in beiden Oberflächen. Die Öffnung nimmt eine Schaltungsplatine auf, und eine Platte oder Abdeckung verschließt die Öffnung und schließt die Schaltungsplatine in dem Rahmen ein. Bei anderen IC-Karten wird ein separater Rahmen nicht verwendet, und die Schaltungsplatine wird in Sandwich-Bauweise zwischen einem Paar von Abdeckplatten angeordnet. Bei beiden Konfigurationen wird dieser Aufbau in typischer Weise und meist üblich durch Klebemitteln zusammengehalten.
Die Schaltungsplatine auf der IC-Karte enthält ein allgemein planares Substrat, auf dem mindestens ein elektronisches Bauelelement montiert ist. Das/die elektrische/n Bauelement/e kann/können Halbleitervorrichungen, integrierte Schaltungen, Batterien oder dergleichen sein.
Eines der Probleme bei der Herstellung von IC-Karten besteht, wie oben beschrieben, darin, daß die ausgedehnte Verwendung von Klebemitteln selbst nicht zu einer effizienten Automation oder Verarbeitung durch Roboter führt. Die Klebemittel sind schwierig in der Anwendung, und sie sind im allgemeinen auch sehr schwierig im Gebrauch
Ein anderes etwas abseits liegendes Problem betrifft das sich Aufbauen von elektrischen Ladungen in der IC-Karte. Ladungen entstehen besonders in der IC-Karte während ihrer Handhabung, da die Karte generell ein transportables Instrument ist und oft am menschlichen Körper getragen wird. Wenn eine Ladung führende Karte in eine elektronische Vorrichtung oder deren Verbinder eingesetzt wird, fließen die Ladungen über die Verbindungsanschlüsse des Verbinders zu der elektronischen Vorrichtung. Die Ladungen können dabei zu Schäden oder zu einem endgültigen Fehler der integrierten Schaltung oder anderen Schaltungselementen, sowohl auf der Karte, als auch in der elektronischen Vorrichtung selbst führen.
Daher wurden in den IC-Karten und/oder ihren zugeordneten Verbindern Strukturen eingebaut, um elektrostatische Ladungen, die in den Karten gespeichert sind, abzuleiten. Die Karte weist in typischer Weise eine Masseverbindung mit der elektronischen Vorrichtung auf. Um eine Masse-Verbindung zu vereinfachen und einen wirkungsvollen statischen Schutz zu erzielen, wurden die IC- Karten mit zusätzlichen internen Masse-Komponenten ausgestattet, die in typischer Weise an die Schaltungsplatine angelötet sind, die in der Karte montiert und an eine leitende Abdeckplatte angeschlossen ist, die ihererseits eine Masseverbindung zu der elektronischen Vorrichtung hat. Dieses Vorgehen involviert Zweitoperationen (d.h. zusätzlich zur Montage der Kartenbauteile selbst) und erhöht die Herstellungskosten der Karten beträchtlich.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Lösung dieser obengenannten, etwas abseitsliegenden Probleme mittels einer einzigen leitenden Masse-Klammer gerichtet, welche die zweifache Funktion des Haltens der IC-Kartenbauelemente in zusammengebautem Zustand, ohne die Verwendung von Klebemitteln, und ferner als Masse-Verbindungsmittel für die IC-Karte zu dienen, erfüllt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neue und verbesserte IC-Karte mit den oben beschriebenen Merkmalen anzugeben, einschließlich einer neuen leitenden Masse-Klammer.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung in einer IC-Karte verkörpert, die eine Schaltungsplatine enthält, die ein allgemein planares Substrat mit mindestens einem aufmontierten elektronischen Bauelement aufweist. Eine Aufnahme, einschließlch Anschlüssen, ist an einer Kante der Schaltungsplatine angebracht. Ein Paar von Abdeckplatten mit einer dazwischen befindlichen Schaltungsplatine bildet eine Sandwichstruktur und läßt mindestens eine Einsteckleiste für ein Zusammenfügen mit einer elektrischen Vorrichtung unbedeckt.
Die Erfindung beabsichtigt das Vorsehen von mindestens einer leitenden Masse-Klammer, die Mittel für das Festhalten der sandwichartig angeordneten Abdeckplatten mit der dazwischen befindlichen Schaltungsplatine in montiertem Zustand, aufweist. Auf der Schaltungsplatine ist ein Masse- Schaltkreismittel für eine Verbindung mit der Masse-Klammer vorgesehen. Mindestens ein Abschnitt der Masse-Klammer liegt außerhalb der IC-Karte frei, um in ein geeignetes Masseteil der mit ihr zusammengefügten elektrischen Vorrichtung einzugreifen.
Wie hier dargelegt, sind die Abdeckplatten aus nichtleitendem Material hergestellt. Die leitende Masse- Klammer ist länglich und kanalförmig, damit sie die benachbarten Seitenkanten-Abschnitte der Abdeckplatten umfassen kann. Die Abdeckplatten sind allgemein eben und enthalten für die Aufnahme von Schenkelabschnitten der kanalförmigen Masse-Klammer ausgesparte Bereiche an den Seitenkanten derselben, um die Schenkelabschnitte allgemein bündig mit den Ebenen der Abdeckplatten zu halten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist an jeder gegenüberliegenden Seite der IC-Karte eine der Masse- Klammern vorgesehen.
Des weiteren definieren die kanalförmigen Masse-Klammern einen Buchtabschnitt, der mit seinen Schenkelabschnitten verbunden ist. Innerhalb des Buchtabschnitts erstreckt sich ein Kontaktabschnitt für eine Verbindung mit den Masse- Schaltmitteln auf der Schaltungsplatine. Der Kontaktabschnitt ist gegabelt, um ein Kontaktpaar für eine Verbindung mit den gegenüberliegenden Seiten der Schaltungsplatine zu bilden. Vorzugsweise ist die Masse- Klammer ein gestanztes und geformtes Metallblechteil, das einen generell U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der Kontaktabschnitt an einem Ende des Buchtabschnitte der Klammer nach innen gebogen ist.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen, hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die für neu gehaltenen Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in Sonderheit in den beiliegenden Ansprüchen beschrieben. Die Erfindung, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, ist am besten an Hand der folgenden Beschreibung, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, zu verstehen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren bezeichnen und in denen:
Figur 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer IC-Karte ist, die das Konzept der Erfindung verkörpert;
Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Schaltungsplatine und der leitfähigen Masse-Klammer der IC- Karte ist;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Masse-Klammer ist:
Figur 4 ein Teilvertikalschnitt durch eine Seitenkante der IC-Karte in zusammenmontiertem Zustand und eine Aufsicht auf das Ende der Masse-Klammer ist:
Figur 5 eine Draufsicht auf eine IC-Karte ist, die zwei der Masse-Klammern nach der Erfindung benutzt und
Figur 6 eine Teildraufsicht in vergrößertem Maßstab auf einen herausgeschnittenen Abschnitt der IC-Karte ist, in welche die Masse-Klammer eingebaut ist.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zuerst auf Figur 1 in größerer Ausführlichkeit, ist die Erfindung in eine IC-Karte eingebaut, die mit 10 bezeichnet und als eine Dateneingabevorrichtung vorgesehen ist, wie beispielsweise eine Speicherkarte für einen Anschluß an eine elektronische Vorrichtung oder eine Speichervorrichtung, wie beispielsweise ein Wortprozessor, Personal Computer oder eine andere (nicht dargestellte) elektronische Vorrichtung. Die in der Speicherkarte 10 gespeicherten Daten werden über Anschlüsse in einer länglichen Aufnahme 12, die an der Kante innerhalb eines ausgeschnittenen Abschnitts 14 (Fig.2) einer Schaltungsplatine, die allgemein mit 16 bezeichnet ist, angebracht sind, zu der elektronischen Vorrichtung übertragen.
In die längliche Aufnahme 12 ist eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen 18 montiert. Die Anschlüsse stehen mechanisch und elektrisch in Verbindung mit Kontaktflecken 20 auf einem Schaltungssubstrat 22 auf der Schaltungsplatine 16. Verschiedene elektrische Baukomponenten oder Schaltungselemente 24 sind auf dem Substrat 22 längs von Leiterbahnen 26, die zu den Kontaktflecken 20 an der Vorder- oder Frontkante 28 des Substrats führen, oberflächenmontiert. Diese Kante ist mit der länglichen Aufnahme 12 verbunden, und die Aufnahme ist an eine elektrische Verbindervorrichtung, wie beispielsweise einen Verbinderkopf auf einer gedruckten Schaltungsplatine der elektronischen Vorrichtung anschließbar, zu der die in der Schaltungsplatine gespeicherten Daten übertragbar sind. Für die Zwecke einer noch folgenden ausführlichen Beschreibung sind die Masse-Schaltungsmittel auf dem Substrat 22 der Schaltungsplatine 16 vorgesehen, und sie enthalten mindestens einen Masse-Flecken 30 und eine entsprechende Masse-Leiterbahn 32 die elektrisch mit dem Masse-Flecken 20a verbunden ist, der mittels eines Masse-Anschlusses 18a der Aufnahme 12 verbunden werden kann. Figur 1 zeigt eine Speicherkarte mit zwei solcher Masse-Schaltungsmittel.
Die obige Beschreibung der Schaltungsplatine 16 ist allgemein konventionell, mit Ausnahme der besonderen Masse- Mittel, und daher ist die Darstellung der Schaltungsplatine nicht extrem detailliert. Es sollte jedoch verstanden sein, daß die elektrischen Komponenten oder Schaltungselemente 24 Halbleitervorrichtungen, Batterien und andere Teile integrierter Schaltungen enthalten können, von denen gespeicherte Daten zu der elektronischen Vorrichtung übertragen werden.
In Figur 1 ist noch zu sehen, daß die IC-Karte 10 ein Paar von Abdeckplatten 34 und 36 enthält, die nach Sandwichart die Schaltungsplatine 16 zwischen sich einschließen. Die Platten haben an der Außenseite befindliche Flansche 38, welche die Platten in einem Abstand von der Schaltungsplatine halten, zusammen mit offenen Abschnitten 40 an der Stirnseite der Platten, um die längliche Aufnahme 12 unterzubringen, welche mindestens eine Einsteckleiste 43 der Aufnahme für eine Verbindung mit dem entsprechenden Verbindungsteil der elektronischen Vorrichtung, wie beispielsweise durch einen Verbinderkopf, der auf der Hauptplatine in der Vorrichtung befestigt ist, offen läßt. Schließlich ist für die Zwecke, die hier noch beschrieben werden, jede Seitenkante 42 jeder Platte 34 und 36 mit einem ausgesparten Abschnitt 44 versehen.
Ohne im wesentlichen den obigen "Hintergrund" zu wiederholen, wurden die Abdeckungen, wie beispielsweise die Abdeckplatten 34 und 36 durch den Einsatz von Klebemitteln sandwichartig mit der Schaltungsplatine dazwischen zusammengehalten. Klebemittel erfordern typischerweise teure, gewöhnlich manuelle, Montageoperationen. Zusätzlich wurden die Abdeckplatten für die Masse-Verbindungen oftmals aus leitfähigem Material hergestellt, was wiederum erhöhte Kosten mit sich brachte. Die hier verwendeten Abdeckplatten 34 und 36 sind preiswert aus nichtleitendem Material, wie Plastik oder Ähnlichem hergestellt. Für den Zusammenbau der Abdeckplatten mit der Schaltungsplatine 16 werden keine Klebemittel verwendet. Stattdessen beabsichtigt die Erfindung, mindestens eine Masse-Klammer vorzusehen, allgemein mit 50 bezeichnet, für die Ausübung der zweifachen Funktion, die Erleichterung der Montage der IC-Karte und die Erleichterung der Masse-Verbindung der Karte mit geeigneten zusätzlichen Masse-Verbindungen außerhalb der Karte, wie beispielsweise an der eingesteckten elektrischen Vorrichtung oder deren Verbinder.
Insbesondere ist die leitfähige Masse-Klammer, wie am besten in den Figuren 2 und 3 zu sehen ist, kanalförmig, um ein längliches Bauteil zu definieren, das einen generell U- förmigen Querschnitt aufweist. Die Klammer kann auf herkömmliche Weise wirkungsvoll und unaufwendig als ein gestanztes und geformtes Metallblechteil hergestellt werden. So geformt, definiert die Kanalform der Klammer ein Paar von Schenkelabschnitten 52, die mit einem Buchtabschnitt 54 vereinigt sind. Die Masse-Klammer hat auch einen Kontaktabschnitt 56, der von dem Buchtabschnitt 54 nach innen gebogen ist. Der Kontaktabschnitt ist gegabelt, um ein Kontaktpaar 58 für eine Verbindung mit den Masse-Flecken 30 auf einer oder beiden Seiten des Substrats 22 der Schaltungsplatine 16 zu definieren. Daher sind die Masse- Klammern 50 mit den Masse-Leiterbahnen 32 und den Masse- Flecken 20a verbunden, um eine Masseverbindung mit den Anschlüssen 18a der Aufnahme 12 herzustellen.
In Figur 4 nun definieren im zusammengebauten Zustand der Schaltungsplatine 10 die Kontakte 58 jeder Masse-Klammer 50 einen Mund 60 für die Aufnahme einer Seitenkante 62 des Substrats 22 im Abschnitt des/der Masse-Fleckens/Masse- Flecken 30. Die Klammer so ist so gestanzt und geformt, daß der Mund 60 zwischen den Kontakten 58 eine Weite aufweist, die schmaler ist, als die Dicke des Substrats 22. Bei einer aus Metallblech hergestellten Klammer haben die Kontakte 58 im wesentlichen eine inherente Elastizität, mit der sie eine zwangsläufige Kontaktkraft auf die Masse-Flecken 30 ausüben.
Die Figuren 5 und 6 zeigen, wie die leitfähigen Masse- Klammern 50 im Zusammenbau innerhalb der ausgesparten Abschnitte 44 der Abdeckplatten 34 und 36 montiert werden. Dieses ist auch in Figur 4 zu sehen. Wenn die Masse-Klammern montiert werden, wie in Figur 4 zu sehen ist, erfassen die Schenkelabschnitte 52 der Masse-Klammern die Abdeckplatten sicher innerhalb der ausgesparten Abschnitte 44. Insbesondere, wenn die Abdeckplatten 34 und 36 zusammenmontiert werden, wobei sie die Schaltungsplatine 16 sandwichartig zwischen sich einschließen, dann definieren die äußeren Flansche 38 (Fig.1) im wesentlichen den Abstand der ausgeparten Abschnitte 44, wie Figur 4 zeigt. Die Masse- Klammern 50 sind größenmäßig so geformt, daß die Schenkelabschnitte 52 einen geringeren Abstand aufweisen, als die ausgesparten Abschnitte 44. Daher greifen und klammern die Masse-Klammern mit ihren Schenkelabschnitten 52 sicher und leicht die Abdeckplatten 34 und 36 zu einer stabilen Struktur zusammen, bei der sich auf den einander gegenüberliegenden Seiten der IC-Karte eine Masse-Klammer befindet, wie Figur 5 zeigt. Figur 6 zeigt auch, wie im zusammengebauten Zustand der IC-Karte die Kontakte 58 der Masse-Klammern die Masse-Flecken 30 umgreifen.
Im Zusammenbau sind die Schenkelabschnitte 52 der Masse- Klammern allgemein bündig mit den Abdeckplatten 34 und 36, wie Figur 4 am besten zeigt. Die Buchtabschnitte 54 der Klammern sind an den Kanten 42 der Abdeckplatten offen für den Eingriff eines geeigneten Masse-Mittels an der angeschlossenen elektrischen Vorrichtung oder an deren Verbinder. Zum Beispiel ist die IC-Karte, wie es in dieser Technik bekannt ist, mit den Seitenkanten der IC-Karte in einen Verbinderkopf einsteckbar, wobei sie in einem Paar von Schlitzen oder Kanälen sitzt, deren Kontakte innen auf beiden Seiten des Verbinderkopfes angeordnet sind. Es ist auch bekannt, Masse-Mittel in diesen Kanälen vorzusehen, in die auch die Masse-Klammern 50 einrücken können. Das Einrücken sollte vor dem Einrücken der Anschlüsse 20 in die Anschlüsse der angeschlossenen elektrischen Vorrichtung oder des Verbinderkopfes erfolgen, sodaß statische Aufladungen vor dem Verbinden der Anschlüsse entladen werden. Des weiteren können die Masse-Anschlüsse 18a länger gemacht werden, als die Eingangsanschlüsse 18, sodaß die IC-Karte auch eine Masse-Verbindung mit dem Verbinder vor der Verbindung mit den entsprechenden Eingangsanschlüssen erhält.
Aus dem vorher Gesagten ist zu verstehen, daß die leitfähigen Masse-Klammern eine zweifache Funktion in dem Aufbau der IC-Karte 10 ausüben, nämlich (1) sie ermöglichen eine Masse-Verbindung der IC-Karte zur Beseitigung statischer elektrischer Ladungen von ihr und (2) sie erleichtern den Zusammenbau der gesamten IC-Karte, insbesondere ohne den Einsatz von Klebemitteln. Darüber hinaus können die Masse-Klammern entfernt werden, um einen Zugang zum Inneren der Karte zu erlauben, was einen Vorteil darstellt, der früheren IC-Karten, die mit permanenten Klebemitteln zusammengebaut wurden, nicht zur Verfügung stand.
Es sollte begreiflich sein, daß die Erfindung auch in anderen speziellen Ausführungsformen verkörpert sein kann, ohne von deren Sinn oder deren zentralen Besonderheiten abzuweichen. Daher sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht als restriktiv angesehen werden, und die Erfindung soll auch nicht auf die Einzelheiten begrenzt sein, die hier dargelegt wurden.

Claims

1. IC-Karte mit einer Schaltungsplatine (16) aus einem generell planaren Substrat (22) mit Leiterbahnen (26) und mindestens einem auf diesem angebrachten elektrischen Bauelement (24), wobei die Schaltungsplatine (16) einen ersten Rand (28) mit darauf befindlichen Kontaktflecken (20) und einen zweiten Rand mit darauf befindlichen Masse-Kontaktflecken (30) aufweist, mit einem Paar von Abdeckplatten (34, 36) für die Sandwich-artige Aufnahme der Schaltungsplatine (16) zwischen denselben, mit einer Aufnahme (12) mit Anschlüssen (18), die mit den Kontaktflecken (20) der Schaltungsplatine (16) verbunden sind und eine Einsteckleiste (13) aufweist, die für das Zusammenfügen mit einer elektrischen Vorrichtung freiliegt, und einer leitenden Masse-Klammer (50), die einen Kontaktabschnitt (56), der an den Masse-Kontaktflecken (30) anliegt und einen Abschnitt (54) aufweist, der von der IC-Karte (10) nach außen freiliegt, um in ein geeignetes Masseteil der mit ihr zusammengefügten elektrischen Vorrichtung einzugreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (12) an dem Rand der Schaltungsplatine (16) angebracht ist, die Masse-Klammer (50) Schenkelabschnitte (52), einen Buchtabschnitt (54), der die Schenkelabschnitte (52) mit dem Kontaktabschnitt (56) verbindet, enthält, wobei die Schenkelabschnitte (52) so angeordnet sind, daß sie die Abdeckplatten (35, 36) zusammenhalten und der Buchtabschnitt (54) der freiliegende Abschnitt der Masse-Klammer (50) ist.

2. IC-Karte nach Anspruch 1, bei der die Abdeckplatten (34, 36) aus nicht-leitendem Material hergestellt sind.

3. IC-Karte nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Masse- Klammer (50) länglich und Kanal-artig für die Umfassung benachbarter Seitenkanten (42) der Abdeckplatten (34, 36) ist.

4. IC-Karte nach Anspruch 3, bei der die Abdeckplatten (34, 36) generell eben sind und Aussparungen (44) an den Rändern (42) enthalten, um die Schenkelabschnitte (52) der Masse-Klammer (50) aufzunehmen, damit die Schenkelabschnitte allgemein bündig mit den Ebenen der Abdeckplatten gehalten werden.

5. IC-Karte nach Anspruch 4, bei welcher der Kontaktabschnitt (56) im Inneren des Buchtabschnitts (54) vorspringt.

6. IC-Karte nach Anspruch 5, bei welcher der Kontaktabschnitt (56) Kontakte (58) aufweist, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Schaltungsplatine (16) aufliegen.

7. IC-Karte nach Anspruch 6, bei der die Kontakte (58) die gabelförmige Enden des jeweiligen Kontaktabschnitts (56) bilden, der an dem jeweiligen Ende der Klammer (50) angeordnet ist.

8. IC-Karte nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der die Masse- Klammer (50) ein gestanztes und geformtes Blechteil darstellt, das einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Kontakte (58) an einem Ende des Buchtabschnitts (54) nach innen gebogen sind.

9. IC-Karte nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der an jeder gegenüberliegenden Seiten (42) der IC-Karte (16) eine Masse-Klammer vorhanden ist.