Бесконтактная карточка с микросхемой

 

Изобретение относится к носителям данных, а именно к карточкам с микросхемой с индуктивной связью. Технический результат - создание портативного носителя данных, обеспечивающего достаточный коэффициент связи с терминалом. Результат достигается тем, что индуктивная связь обеспечивается за счет размещения первой проводящей петли вокруг полупроводниковой микросхемы, наличия второй проводящей петли, площадь поперечного сечения которой соизмерима с размерами бесконтактной карточки и которая образует третью проводящую петлю, размерами сопоставимую с первой петлей и обеспечивающую индуктивную связь между первой и второй петлями за счет определенного размещения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Карточки с микросхемой, то есть пластиковые карточки, содержащие полупроводниковую микросхему, выполняются сегодня в большинстве случаев с контактами. Карточка с микросхемой тогда для употребления должна вводиться в считывающее устройство, которое создает омический контакт для связи между терминалом и карточкой.

Однако и бесконтактные карточки с микросхемой являются также известными и уже также используются. В них контакт с терминалом имеет место через емкостную или индуктивную связь, то есть через электрическую или магнитную составляющую электромагнитного поля. Предпочтительно при этом применяют индуктивную связь.

В случае индуктивной связи необходим определенный минимальный коэффициент связи между катушкой карточки с микросхемой и катушкой терминала. Коэффициент связи зависит от величины катушки терминала, удаления карточки от нее, относительного положения к ней и величины катушки в карточке. Чем большей является катушка в карточке, тем больше, как правило, является коэффициент связи. Поэтому, как правило, существует желание, выполнять катушку по возможности большой. Катушка, однако, должна быть электрически подключенной к микросхеме в карточке. Имеющая большую площадь катушка, однако, ведет при этом к технически сложным решениям монтажа, и прежде всего к сложностям обращения при транспортировке. Было бы гораздо проще изготавливать и работать с маленькими катушками, которые являются примерно такими же большими, как и обычные контактные модули снабженных контактами карточек с микросхемой. При этом, однако, коэффициент связи при заданном удалении был бы значительно меньше или соответственно для одинакового коэффициента связи была бы существенно снижена дальность действия.

Из NL 9100347 известна бесконтактная карточка с микросхемой, содержащая полупроводниковую микросхему, которая соединена с первой имеющей, по меньшей мере, один виток проводящей петлей, площадь поперечного сечения которой имеет примерно размеры полупроводниковой микросхемы. Кроме того, устройство носителя данных имеет, по меньшей мере, одну вторую, имеющую, по меньшей мере, один виток проводящую петлю, площадь поперечного сечения которой примерно равна размерам устройства носителя данных и имеет область, которая образует третью петлю примерно с размерами первой проводящей петли. Первая и вторая проводящие петли индуктивно связаны между собой через третью проводящую петлю.

Во всяком случае там первая и третья проводящие петли соединены между собой через магнитное ярмо, что влечет за собой сложный и тем самым дорогой монтаж полупроводниковой микросхемы в карточке.

Задачей настоящего изобретения является таким образом указание портативного устройства носителя данных, в частности карточки с микросхемой, в котором выше названные недостатки исключаются.

Эта задача решается за счет портативного устройства носителя данных согласно п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы дальнейшего развития указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствующем изобретению устройстве носителя данных большая катушка имеет большой коэффициент связи с катушкой терминала. В ней поэтому индуцируются токи, которые через местную индуктивную связь могут индуцировать токи в малой катушке. Малая катушка может легко изготавливаться изготовителями микросхем или соответственно модулей и интегрироваться в несущий модуль. Особенно предпочтительным образом катушка реализована уже на полупроводниковой микросхеме, например, за счет нанесенных там алюминиевых дорожек.

Большая катушка может простым образом встраиваться изготовителями карточек на или в карточку. Она может выполняться, например, в виде планарной катушки путем печатных технологий. За счет этого отпадает проблема транспортировки, при которой большая катушка может деформироваться и поэтому могут изменяться ее характеристики, в частности ее добротность и индуктивность.

Существенным для хорошего коэффициента связи между большой и малой катушкой устройства носителя данных является область по возможности большой длины, в которой провода катушек проходят с возможно малым расстоянием друг от друга и хорошо индуктивно связываются там. Это происходит согласно изобретению за счет того, что большая катушка, то есть вторая проводящая петля, образует малую петлю, которая имеет примерно размеры малой катушки, то есть первой проводящей петли. Эта малая петля может при этом быть образована как с перекрещиваниями, так и без них. Возможно также выполнять область связи обеих проводящих петель, то есть большой и малой катушек, в виде меандра, чтобы сделать ее по возможности длинной.

Если, например, входное сопротивление полупроводниковой микросхемы должно согласовываться с терминалом, возможно предпочтительным образом предусматривать в большой и малой катушке или также только в малой петле большой катушки различные числа витков, так что имеет место трансформация.

Выполнение петли связи, однако, может также осуществляться с различными вариациями, например в виде резонансного контура, состоящего из индуктивности и конденсатора. Таким образом могут изготавливаться все варианты: замкнутый резонансный контур является пригодным для индуктивной связи с терминалом, открытый резонансный контур является пригодным для емкостной связи. Для более высоких частот из резонансного контура получается антенна. Является возможным сознательно использовать резонанс петли связи.

Изобретение поясняется ниже на примере выполнения с помощью чертежей, на которых показано: фиг. 1 - в схематическом представлении микросхема и катушка первой соответствующей изобретению формы выполнения портативного устройства носителя данных, фиг. 2 - в схематическом представлении вторая форма выполнения катушек, фиг. 3 - в схематическом представлении меандрообразный ход области связи катушек.

На чертежах схематическим образом представлены только проводящие петли или соответственно катушки и полупроводниковая микросхема. Первая проводящая петля 2, то есть малая катушка в выбранном представлении, всегда расположена вокруг полупроводниковой микросхемы 1 и может располагаться, например, на непредставленном несущем элементе, вместе с полупроводниковой микросхемой 1. Однако возможно реализовывать малую катушку 2 непосредственно на полупроводниковой микросхеме 1, что сделало бы обращение с ней еще более простым. На фиг. 1 и 2 показано, что большая катушка, то есть вторая проводящая петля 3, имеет примерно размеры карточки с микросхемой. Она может быть расположена, например, в виде планарной катушки, посредством печатной технологии изготовителем карточек в карточке с микросхемой или на ней. Вторая проводящая петля 3 образует малую петлю 4, которая проходит с малым расстоянием относительно малой катушки 2. Она может при этом проходить внутри или вне, а также выше или ниже малой катушки. На фиг. 1 представлена свободная от перекрещиваний реализация малой петли 4 большой катушки 3, в то время как на фиг. 2 малая петля 4 имеет перекрещивания. При этом было бы возможным предусматривать в случае петли 4 большее или меньшее число витков, чем в большой проводящей петле 3. В случае соответствующей изобретению реализации с малой катушкой 2 и большой катушкой 3 является возможным в любое время предусматривать в обеих катушках 2, 3 различные числа витков, чтобы сделать таким образом возможной трансформацию, например, для согласования полных сопротивлений.

Фиг. 3 показывает другую возможность выполнения связывающей области между соединенной с полупроводниковой микросхемой 1 малой проводящей петлей 2 и большой проводящей петлей 3. Для этого связывающая область имеет меандрообразный ход, чтобы получить по возможности большую длину связывающей области.

Реализация переносного устройства носителя данных с первой и второй проводящими петлями, которые выполнены в виде большой и малой катушек, не обязательно связана с формой выполнения в виде карточки. Такая соответствующая изобретению форма выполнения является естественно возможной в любом устройстве носителя данных, при котором оно является большим, чем полупроводниковая микросхема.

Формула изобретения

1. Бесконтактная карточка с микросхемой, содержащая полупроводниковую микросхему, которая соединена с первой имеющей, по меньшей мере, один виток проводящей петлей, площадь поперечного сечения которой сравнима с размерами полупроводниковой микросхемы, причем первая проводящая петля расположена на несущем полупроводниковую микросхему несущем элементе или выполнена на полупроводниковой микросхеме, и, по меньшей мере, одну вторую имеющую, по меньшей мере, один виток проводящую петлю, площадь поперечного сечения которой сравнима с размерами бесконтактной карточки с микросхемой и которая имеет область, образующую третью проводящую петлю с размерами, сравнимыми с размерами первой проводящей петли, причем первая и вторая проводящие петли индуктивно связаны между собой через третью проводящую петлю, отличающаяся тем, что первая проводящая петля расположена вокруг полупроводниковой микросхемы, а третья проводящая петля и первая проводящая петля проходят с возможно малым расстоянием друг от друга, причем третья проводящая петля расположена внутри, или вне, или ниже первой проводящей петли.

2. Карточка по п. 1, отличающаяся тем, что первая и вторая проводящие петли имеют различные числа витков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3