WO1988008171A1 - Support for an identity card and process for manufacture thereof - Google Patents

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WO1988008171A1
WO1988008171A1 PCT/CH1988/000023 CH8800023W WO8808171A1 WO 1988008171 A1 WO1988008171 A1 WO 1988008171A1 CH 8800023 W CH8800023 W CH 8800023W WO 8808171 A1 WO8808171 A1 WO 8808171A1
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WO
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band
carrier
plastic
die
recess
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PCT/CH1988/000023
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Inventor
Alban Siegfried
Rudolf RÖCK
Walter Trächslin
Original Assignee
Lgz Landis & Gyr Zug Ag
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Publication date
Application filed by Lgz Landis & Gyr Zug Ag filed Critical Lgz Landis & Gyr Zug Ag
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07745Mounting details of integrated circuit chips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the invention relates to a carrier of the type mentioned in the preamble of claim 1, as used for electronic ID cards or similar data carriers.
  • An electronic ID card shows that for credit cards. usual format and contains a semiconductor circuit whose information content can be read and / or changed in special signal processing devices.
  • the standardized coupling surfaces and the semiconductor circuit are purchased from a card manufacturer as ready-made units on a tape ready for installation.
  • the installation height of these units is approximately 0.5 mm and is therefore smaller than the thickness of the carrier of 0.76 mm.
  • a stepped recess with predetermined dimensions must not completely penetrate the carrier.
  • the front and back of the carrier must not have a bulge, as this makes the functioning of the standardized devices impossible.
  • the unit with the semiconductor circuit is inserted into the recess in the carrier and fastened, for example, by gluing.
  • Free surfaces of the card usually have a print with information of all kinds.
  • the unit with the semiconductor circuit against damage and position the unit precisely in the device. It consists of a stiff, dimensionally stable and impact-resistant material.
  • Carriers currently in use consist of a laminate of at least three foils a plastic with adhesive layers in between.
  • the recess in the carrier is produced in the predetermined shape by punching out recesses in at least two of the foils and by precisely aligning the foils during the joining process.
  • the invention has for its object to provide a permanent, stress-free, completely flat and dimensionally accurate carrier that is cheap with a simple process can be made.
  • FIG. 4 a second device for producing the carrier according to FIG. 2 in a cross section
  • FIG. 5 a third device for producing the carrier according to FIG. 2 in a cross section.
  • FIG. 1 shows schematically the cross section through a carrier 1, which is constructed according to the prior art. At least three individual foils 2 are glued to one another by means of intermediate adhesive layers and form adhesive joints 3.
  • a stepped recess 4 which is intended for receiving a semiconductor circuit and has predetermined dimensions, is formed on the top 5 of the carrier 1 by punching out a large recess 6 in a cover foil 7 and a smaller recess 8 in an underlying interlayer 9 before assembly and the subsequent precise gluing of the individual foils 2.
  • Inner sides 10 of the recess 4 therefore have a structure determined by the layering of the foils. The position and the dimensions of the recess 4 are predetermined and must be precisely observed.
  • the top 5 are completely flat except for the recess 4 and the back 11 of the carrier 1.
  • the embodiment of the carrier 1 according to the invention is shown in FIG. 2 in a cross section through the carrier 1.
  • the carrier 1 consists of a flat, solid body made of plastic, has the necessary recess 4 for receiving the semiconductor circuit and is z. B. generated by one of the methods of claims 4 to 10 or by injection molding.
  • the top 5 and the back 11 of the carrier 1 are completely flat even after the depression 4 has been produced.
  • the carrier 1 is not laminated, i.e. H. the inner sides 10 of the recess 4 have no adhesive joints 3 (FIG. 1) caused by the lamination.
  • the starting material of the carrier 1 (FIG. 3) is a thermoplastic plastic in the form of a band 12.
  • the thickness of the band 12 corresponds to the thickness of the carrier 1.
  • the thickness is 0.76 mm for cards according to ISO 2894.
  • the band 12 becomes performed in a press tool between a punch 13 and a plate 14.
  • the stamp 13 covers at least the entire surface 5 of the carrier 1 and has a raised die 15 with a negative of the depression 4 at the predetermined location, which can advantageously be displaced in the stamp.
  • the plastic is at least in the area of the recess 4, for example by means of the die 15, first heated to the range of the flow temperature and then molded under pressure, material 16 displaced by the die 15 from the area of the depression 4 at a predetermined point by a Ventilation duct 17, which is predetermined by the level of the necessary pressing pressure Dimension has escapes. After the plastic has solidified again, the pressing tool can be opened.
  • the position of the ventilation duct 17 depends on the design of the press tool. In particular, it is advantageous to also arrange the ventilation duct 17 in the plate 14 or to provide more than one ventilation duct 17.
  • Plastics that have a very high dielectric loss factor that increases with temperature such as B. polyamide-6, hard polyvinyl chloride, copolymers of polyvinyl chloride - vinyl acetate or other derivatives of polyvinyl chloride are particularly advantageous for the preparation of the carrier 1.
  • These plastics can be easily in the electromagnetic field between z. B. locally heat the die 15 and the plate 14 and bring it into the mold according to FIG. 2 by means of an extrusion process.
  • Electromagnetic fields used with preference have frequencies of 10 MHz and more.
  • the individual components of the pressing tool are used to generate and concentrate the electromagnetic field in the band 12 in between.
  • the design of the punch 13, the die 15 and the plate 14 is adapted to the method, and the band 12 is heated to an area that is necessary for the method.
  • the stamp 13 is advantageously produced from a low-loss dielectric.
  • the electrically conductive die 15 is slidably formed in the punch 13 and is connected to a first connection of a high-frequency source 18.
  • the electrically conductive plate 14 is connected with a second connection
  • the ventilation duct 17 is not required.
  • a hole 19 (FIG. 4) is punched into the band 12 at the point intended for the recess 4.
  • the amount of the material 16 displaced by the die 15 determines the dimension of the hole 19.
  • FIG. The band 12 with holes 19 is pushed forward by the distance between two holes 19 after each pressing operation.
  • the plastic located between the die 15 and the plate 14 is heated.
  • the die 15 deforms the flowable plastic. Since the cold plastic and the plate 14 held between the punch 13 and the plate 14 prevent the displaced material 16 from flowing away, the hole 19 is filled up and closed by the displaced material 16. After cooling, the press tool releases the belt 12 and the process is repeated.
  • a third embodiment of the method additionally allows the top side 5 of the carrier 1 to be designed.
  • the stamp 13 has at least the dimensions of the identification card. Raised on the surface of the stamp 13 are conceivable Markings 20 of numbers, lettering or even just a certain surface texture.
  • the die 15 is embedded in the punch 13.
  • the punch 13 is surrounded by a ring 21 which can be moved independently of the punch 13 and which lies lowered on the band 12 along the edge of the carrier 1.
  • the ring 21 is advantageously beveled downwards in a wedge shape and forms a cutting edge 22 as a bearing surface.
  • the ventilation duct 17 is let into the ring 21 at one point.
  • the ring 21 is first lowered onto the band 12 and the plastic located under the cutting edge 22 is heated.
  • the cutting edge 22 sinks into the band 1 to such an extent that a connecting skin 23 remains between the cutting edge 22 and the plate 14 with a thickness of a few hundredths of a millimeter.
  • the ring 21 encloses the plastic of the carrier 1 in the pressing tool.
  • the stamp 13 and the die 15 heat the enclosed plastic simultaneously or successively and press it into the predetermined shape of the carrier 1.
  • the depression 4 and any structure 24 determined by the markings 20 are formed on the top.
  • the excess, displaced material 16 escapes through the ventilation duct 17.
  • the pressing tool releases the carrier 1 connected to the band 12 by means of the thin connecting skin 23 for further processing.
  • band 12 Since in this process the band 12 is brought to the flow temperature within the ring 21, it is conceivable to use instead of one band 12 also several differently colored bands of the same material with a prescribed total thickness, which is necessary for the production of the carrier 1, to feed the press tool and to weld it over the entire carrier surface during the pressing process.
  • the use of a band 12 with holes 19 (FIG. 4) is also conceivable here.
  • the displaced material 16 (FIG. 5) fills the hole 19 located within the ring 21. If the dimension of the hole 19 is selected precisely, only displaced air and no material 16 escapes through the ventilation duct 17.
  • the carriers 1 can be produced individually or several at the same time in a multiple tool. Each of the methods is also suitable for repetitive production after a feed determined by the card dimensions after each pressing operation.
  • the carrier 1 can also be produced from cut plastic plates.
  • the supply of the Kunststoff ⁇ described in Volume 12 i ⁇ t only a vorteilhafte ⁇ method as an ⁇ chlie ⁇ send printing of the top side 5 and the rear side 11 and an insertion is simplified in the semiconductor circuit associated with the support band 12 1 prior to punching out '.
  • the solidification is advantageously accelerated by means of a cooling device.
  • a method with direct heating of the band 12 made of impact-resistant polyvinyl chloride by means of displacement currents allows cycle times of approximately 10 seconds. About half of this cycle time is used to heat the plastic to a flow temperature of at least 150 ° C. below the injection temperature of 220 ° C. and to mold the carrier 1. Cooling supported by an effective cooling device, the solidification of the plastic, that is Releasing the shaped carrier 1 and the tape feed require the remaining cycle time.

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Abstract

A non-embossed solid support (1) in the shape of an identity card has a groove (4) with internal surfaces (10) free of adhesive joints (3) to accommodate a semiconductor circuit. A support (1) of this type can be pressed and punched out of plastic strip by an extrusion process. These supports (1) are economical, flat and free of internal stresses.

Description

Träger für eine Ausweiskarte und Herstellverfahren für denselben ID card holder and manufacturing method for the same
Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie er für elektronische Ausweiskarten oder ähnliche Datenträger Verwendung findet.The invention relates to a carrier of the type mentioned in the preamble of claim 1, as used for electronic ID cards or similar data carriers.
Eine elektronische Ausweiskarte weist das für Kreditkarten u. ä. übliche Format auf und enthält eine Halbleiterschaltung, deren Informationεinhalt in speziellen, εignalverarbeitenden Geräten gelesen und/oder verändert werden kann. Die genormt angeordneten Ankopplungsflachen und die Halbleiterschaltung werden von einem Kartenhersteller als vorfabrizierte Einheiten einbaufertig auf einem Band eingekauft. Die Einbauhöhe dieser Einheiten beträgt etwa 0,5 mm und ist somit kleiner als die Dicke des Trägers von 0,76 mm. Eine abgestufte Vertiefung mit vorbestimmten Abmessungen darf den Träger nicht vollständig durchdringen. Andererseits darf die Vor- und Rückseite des Trägers keine Ausbuchtung aufweisen, da dies die Funktionsweise der genormten Geräte verunmöglicht.An electronic ID card shows that for credit cards. usual format and contains a semiconductor circuit whose information content can be read and / or changed in special signal processing devices. The standardized coupling surfaces and the semiconductor circuit are purchased from a card manufacturer as ready-made units on a tape ready for installation. The installation height of these units is approximately 0.5 mm and is therefore smaller than the thickness of the carrier of 0.76 mm. A stepped recess with predetermined dimensions must not completely penetrate the carrier. On the other hand, the front and back of the carrier must not have a bulge, as this makes the functioning of the standardized devices impossible.
Bei der Endmontage der Ausweiskarte wird die Einheit mit der Halbleiterεchaltung in die Vertiefung des Trägers eingelegt und beispielsweise durch Kleben befestigt. Freibleibende Oberflächen der Karte weisen meist einen Aufdruck mit Informationen aller Art auf.During the final assembly of the identity card, the unit with the semiconductor circuit is inserted into the recess in the carrier and fastened, for example, by gluing. Free surfaces of the card usually have a print with information of all kinds.
Für eine sichere Funktionsweise der Ausweiskarte uss der Träger die Einheit mit der Halbleiterschaltung vor Beschädigungen schützen und die Einheit im Gerät genau positionieren. Er besteht aus einem steifen, masshaltigen und schlagfesten Material.To ensure that the ID card of the carrier functions securely, protect the unit with the semiconductor circuit against damage and position the unit precisely in the device. It consists of a stiff, dimensionally stable and impact-resistant material.
Derartige Träger sind bekannt. Bisher im Einsatz befindliche Träger bestehen aus einem Laminat aus mindestens drei Folien eines Kunststoffes mit dazwischenliegenden Klebeschichten. Durch Ausstanzen von Ausnehmungen in mindestens zwei der Folien und durch präzises Ausrichten der Folien beim Fugeprozess wird die Vertiefung im Träger in der vorbestimmten Form erzeugt.Such carriers are known. Carriers currently in use consist of a laminate of at least three foils a plastic with adhesive layers in between. The recess in the carrier is produced in the predetermined shape by punching out recesses in at least two of the foils and by precisely aligning the foils during the joining process.
Eine derartige, mehrschichtige Struktur, die oft noch aus verschiedenen Kunststoffen aufgebaut ist, birgt die Gefahr in sich, dasε bei grossen Temperaturdifferenzen aufgrund der unterschiedlichen Temperaturausdehnung der Schichtmaterialien Spannungen entstehen, die den Träger durchbiegen lassen. Eine sichere Funktionsweise einer derartig verformten Ausweiskarte ist nicht mehr gewährleistet.Such a multilayer structure, which is often still made up of different plastics, harbors the danger that at large temperature differences, due to the different temperature expansion of the layer materials, tensions arise which cause the support to bend. The secure functioning of such a deformed ID card is no longer guaranteed.
Ein anderes Herstellverfahren ist aus DE-PS 26 59 573 bekannt. Die Vertiefung wird von der Rückseite her in den Träger eingeprägt. Dabei wird die Vorderseite bis zu 0,5 mm aufgewölbt. Im Ausmass entspricht dies einer bei normalen Ausweiskarten, wie beispielsweise den bekannten Kreditkarten, üblichen Prägehöhe der für eine Identifizierung des Karteninhabers notwendigen, eingeprägten alphanumerischen Zeichen. Durch den Prägedruck entstehen Spannungen in der Karte, die die Karte durchbiegen lassen. Zudem stören diese für Ausweiskarten unnötigen Prägungen die Funktion der Geräte. Diese Herstellungsverfahren haben den gemeinsamen, weiteren Nachteil, dass sie für grosse Produktionszahlen zu aufwendig und daher zu teuer sind.Another manufacturing process is known from DE-PS 26 59 573. The recess is stamped into the carrier from the back. The front is arched up to 0.5 mm. To the extent, this corresponds to an embossed alphanumeric character that is customary for normal identification cards, such as the known credit cards, for the embossed alphanumeric characters required for identification of the cardholder. The embossed print creates tensions in the card that cause the card to bend. In addition, these embossments, which are unnecessary for ID cards, interfere with the function of the devices. These manufacturing processes have the common, further disadvantage that they are too complex and therefore too expensive for large production numbers.
Die bekannten Verbindungsverfahren von Kunststoffen sind in "Kunststoff - Fügeverfahren" von G. Abele (ISBN 3-446-12481-0, H user - Verlag, BRD) beschrieben. Insbesondere befasst sich der Teil II mit dem Hochfrequenzschweissen von Kunststoffen.The known joining methods of plastics are described in "plastic joining methods" by G. Abele (ISBN 3-446-12481-0, H user - Verlag, FRG). Part II deals in particular with high-frequency welding of plastics.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dauerhaften, spannungsfreien, völlig flachen und massgenauen Träger zu schaffen, der sich mit einem einfachen Verfahren billig herstellen lässt.The invention has for its object to provide a permanent, stress-free, completely flat and dimensionally accurate carrier that is cheap with a simple process can be made.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4.The problem is solved by the characterizing features of claims 1 and 4.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: Einen Querschnitt durch einen Träger gemäss dem Stand der Technik,1 shows a cross section through a carrier according to the prior art,
Fig. 2: einen Querschnitt durch eine Ausführung des Trägers nach Anspruch 1,2 shows a cross section through an embodiment of the carrier according to claim 1,
Fig. 3: eine erste Vorrichtung zum Herstellen des Trägers nach Fig. 2 in einem Querschnitt,3: a first device for producing the carrier according to FIG. 2 in a cross section,
Fig. 4: eine zweite Vorrichtung zum Herstellen des Trägers nach Fig. 2 in einem Querschnitt undFIG. 4: a second device for producing the carrier according to FIG. 2 in a cross section and
Fig. 5: eine dritte Vorrichtung zum Herstellen des Trägers nach Fig. 2 in einem Querschnitt.5: a third device for producing the carrier according to FIG. 2 in a cross section.
Die Figur 1 zeigt schematisch den Querschnitt durch einen Träger 1, der gemäss dem Stand der Technik aufgebaut ist. Mindestens drei .Einzelfolien 2 sind mittels dazwischenliegenden Klebeschichten miteinander verklebt und bilden Klebefugen 3. Eine abgestufte Vertiefung 4, die zur Aufnahme einer Halbleiterschaltung bestimmt ist und vorbestimmte Abmessungen aufweist, entsteht an der Oberseite 5 des Trägers 1 durch Ausstanzen einer grossen Ausnehmung 6 in einer Deckfolie 7 und einer kleineren Ausnehmung 8 in einer darunterliegenden Zwiεchenfolie 9 vor dem Zusammenfügen und dem anschliessenden präzisen Zusammenkleben der Einzelfolien 2. Innenseiten 10 der Vertiefung 4 weisen daher eine von der Schichtung der Folien bestimmte Struktur auf. Die Lage und die Abmeεsungen der Vertiefung 4 sind vorbestimmt und müssen präzise eingehalten werden. Insbesondere sind die Oberseite 5 bis auf die Vertiefung 4 und die Rückseite 11 des Trägers 1 völlig eben.FIG. 1 shows schematically the cross section through a carrier 1, which is constructed according to the prior art. At least three individual foils 2 are glued to one another by means of intermediate adhesive layers and form adhesive joints 3. A stepped recess 4, which is intended for receiving a semiconductor circuit and has predetermined dimensions, is formed on the top 5 of the carrier 1 by punching out a large recess 6 in a cover foil 7 and a smaller recess 8 in an underlying interlayer 9 before assembly and the subsequent precise gluing of the individual foils 2. Inner sides 10 of the recess 4 therefore have a structure determined by the layering of the foils. The position and the dimensions of the recess 4 are predetermined and must be precisely observed. In particular, the top 5 are completely flat except for the recess 4 and the back 11 of the carrier 1.
Die erfindungsgemässe Ausführung des Trägers 1 ist in der Figur 2 in einem Querschnitt durch den Träger 1 gezeigt. Der Träger 1 besteht aus einem ebenen, massiven Körper aus Kunststoff, weist die zur Aufnahme der Halbleiterschaltung notwendige Vertiefung 4 auf und ist z. B. nach einem der Verfahren der Ansprüche 4 bis 10 oder durch Spritzgiessen erzeugt. Die Oberseite 5 und die Rückseite 11 des Trägers 1 sind auch nach dem Erzeugen der Vertiefung 4 völlig eben. Im Bereich der Vertiefung 4 ist der Träger 1 nicht laminiert, d. h. die Innenseiten 10 der Vertiefung 4 weisen keine durch das Laminieren verursachten Klebefugen 3 (Figur 1) auf.The embodiment of the carrier 1 according to the invention is shown in FIG. 2 in a cross section through the carrier 1. The carrier 1 consists of a flat, solid body made of plastic, has the necessary recess 4 for receiving the semiconductor circuit and is z. B. generated by one of the methods of claims 4 to 10 or by injection molding. The top 5 and the back 11 of the carrier 1 are completely flat even after the depression 4 has been produced. In the region of the recess 4, the carrier 1 is not laminated, i.e. H. the inner sides 10 of the recess 4 have no adhesive joints 3 (FIG. 1) caused by the lamination.
Das Auεgangsmaterial des Trägerε 1 (Figur 3) iεt ein thermoplaεtiεcher Kunststoff in der Form eines Bandes 12. Die Dicke des Bandes 12 entspricht der Dicke des Trägers 1. Beispielsweiεe beträgt die Dicke 0,76 mm für Karten nach ISO 2894. Das Band 12 wird in einem Presswerkzeug zwischen einem Stempel 13 und einer Platte 14 geführt. Der Stempel 13 bedeckt mindestenε die ganze Oberfläche 5 des Trägers 1 und weist an der vorbestimmten Stelle eine erhabene, im Stempel vorteilhaft verschiebbare Matrize 15 mit einem Negativ der Vertiefung 4 auf. Der Kunststoff wird mindestens im Bereich de Vertiefung 4, beispielsweise mittels der Matrize 15, zunächst bis in den Bereich der Fliesstemperatur erwärmt und danach unter Druckanwendung geformt, wobei von der Matrize 15 verdrängtes Material 16 aus dem Bereich der Vertiefung 4 an einer vorbestimmten Stelle durch einen Lüftungskanal 17, der eine durch die Höhe des notwendigen Pressdruckes vorbestimmte Dimension aufweist, entweicht. Nach dem Wiedererstarren des Kunststoffs kann das Presswerkzeug geöffnet werden.The starting material of the carrier 1 (FIG. 3) is a thermoplastic plastic in the form of a band 12. The thickness of the band 12 corresponds to the thickness of the carrier 1. For example, the thickness is 0.76 mm for cards according to ISO 2894. The band 12 becomes performed in a press tool between a punch 13 and a plate 14. The stamp 13 covers at least the entire surface 5 of the carrier 1 and has a raised die 15 with a negative of the depression 4 at the predetermined location, which can advantageously be displaced in the stamp. The plastic is at least in the area of the recess 4, for example by means of the die 15, first heated to the range of the flow temperature and then molded under pressure, material 16 displaced by the die 15 from the area of the depression 4 at a predetermined point by a Ventilation duct 17, which is predetermined by the level of the necessary pressing pressure Dimension has escapes. After the plastic has solidified again, the pressing tool can be opened.
Die Lage des Lüftungskanals 17 hängt von der Ausgestaltung des Presεwerkzeugeε ab. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Lüftungskanal 17 auch in der Platte 14 anzuordnen oder mehr als einen Lüftungskanal 17 vorzusehen.The position of the ventilation duct 17 depends on the design of the press tool. In particular, it is advantageous to also arrange the ventilation duct 17 in the plate 14 or to provide more than one ventilation duct 17.
Kunststoffe, die einen ausgesprochen hohen und mit der Temperatur steigenden dielektrischen Verlustfaktor aufweisen, wie z. B. Polyamid-6, hartes Polyvinylchlorid, Copolymerisate aus Polyvinylchlorid - Vinylacetat oder andere Derivate des Polyvinylchlorids, sind für die Herstellung der Träger 1 besonders vorteilhaft. Diese Kunststoffe lassen sich auf einfache Weise im elektromagnetischen Feld zwischen z. B. der Matrize 15 und der Platte 14 lokal erwärmen und mittelε eines Fliesεpresεverfahrens in die Form gemäss Figur 2 bringen. Bevorzugt angewendete elektromagnetische Felder weisen Frequenzen von 10 MHz und mehr auf. Die einzelnen Bestandteile des Presswerkzeuges dienen zur Erzeugung und Konzentrierung des elektromagnetischen Feldes im dazwischenliegenden Band 12. Durch eine dem Verfahren angepasste Ausgestaltung des Stempels 13, der Matrize 15 und der Platte 14 wird die Erwärmung des Bandes 12 auf einen für das Verfahren notwendigen Bereich beschränkt.Plastics that have a very high dielectric loss factor that increases with temperature, such as B. polyamide-6, hard polyvinyl chloride, copolymers of polyvinyl chloride - vinyl acetate or other derivatives of polyvinyl chloride are particularly advantageous for the preparation of the carrier 1. These plastics can be easily in the electromagnetic field between z. B. locally heat the die 15 and the plate 14 and bring it into the mold according to FIG. 2 by means of an extrusion process. Electromagnetic fields used with preference have frequencies of 10 MHz and more. The individual components of the pressing tool are used to generate and concentrate the electromagnetic field in the band 12 in between. The design of the punch 13, the die 15 and the plate 14 is adapted to the method, and the band 12 is heated to an area that is necessary for the method.
Vorteilhaft wird in der Vorrichtung gemäsε Figur 3 der Stempel 13 aus einem verlustarmen Dielektrikum hergestellt. Die elektrisch leitende Matrize 15 ist verschiebbar im Stempel 13 ausgebildet und ist mit einem ersten Anschluεs einer Hochfreguenzguelle 18 verbunden. Die elektrisch leitende Platte 14 ist mit einem zweiten Anεchluss derIn the device according to FIG. 3, the stamp 13 is advantageously produced from a low-loss dielectric. The electrically conductive die 15 is slidably formed in the punch 13 and is connected to a first connection of a high-frequency source 18. The electrically conductive plate 14 is connected with a second connection
Hochfreguenzguelle 18 verbunden. Zwiεchen der Platte 14 und der Matrize 15 entsteht das elektromagnetische Feld nach einem Einschalten der Hochfreguenzguelle 18 und heizt den Kunststoff nur im Bereich der Matrize 15 auf die Fliesstemperatur auf. Die Matrize 15 wird in den fliessfähigen, heissen Kunststoff hineingepresst und erzeugt die Vertiefung 4. Das verdrängte Material 16 tritt durch den Lüftungskanal 17 aus, da der zwischen dem Stempel 13 und der Platte 14 eingeschlossene, kalte Kunststoff das verdrängte Material 16 am Wegfliessen in der Ebene des Bandes 12 hindert. Der Kunststoff erstarrt nach Ausschalten der Hochfreguenzguelle 18 wieder. Beim Abheben der . Matrize 15 vom Träger 1 reisst an der Mündung des Lüftungskanals 17 das erstarrte verdrängte Material 16 ab.Hochfreguenzguelle 18 connected. Between the plate 14 and the die 15, the electromagnetic field arises after the high-frequency source 18 is switched on and heats the plastic only in the area of the die 15 to the flow temperature. The die 15 is pressed into the flowable, hot plastic and creates the depression 4. The displaced material 16 exits through the ventilation duct 17, since the cold plastic enclosed between the punch 13 and the plate 14 prevents the displaced material 16 from flowing away in the Level of the band 12 prevents. The plastic solidifies again after switching off the high-frequency source 18. When lifting the. Die 15 from carrier 1 tears off the solidified displaced material 16 at the mouth of ventilation duct 17.
Es ist auch möglich, den Kunstεtoff durch einen Wärmekontakt mit der Matrize 15 und der Platte 14 indirekt zu erwärmen.It is also possible to indirectly heat the plastic by thermal contact with the die 15 and the plate 14.
In einer anderen Ausbildung dieses Verfahrens wird der Lüftungskanal 17 nicht benötigt. In das Band 12 wird vor dem Pressvorgang an der Stelle der für die Vertiefung 4 bestimmten Stelle ein Loch 19 (Figur 4) gestanzt. Die Menge des durch die Matrize 15 verdrängten Materials 16 bestimmt die Abmessung des Loches 19. In der Figur 4 ist eine bandgerechte Verarbeitung i Längsεchnitt dargestellt. Das Band 12 mit Löchern 19 wird nach jedem Pressvorgang um den Abstand zwischen zwei Löchern 19 vorgeεchoben. Der zwischen der Matrize 15 und der Platte 14 befindliche Kunststoff wird erwärmt. Die Matrize 15 verformt den fliessfähigen Kunststoff. Da der zwischen dem Stempel 13 und der Platte 14 feεtgehaltene, kalte Kunststoff und die Platte 14 das verdrängte Material 16 am Wegfliessen hindern, wird das Loch 19 durch das verdrängte Material 16 aufgefüllt und geschloεsen. Nach dem Abkühlen gibt das Presswerkzeug das Band 12 frei und der Vorgang wiederholt sich.In another embodiment of this method, the ventilation duct 17 is not required. Before the pressing process, a hole 19 (FIG. 4) is punched into the band 12 at the point intended for the recess 4. The amount of the material 16 displaced by the die 15 determines the dimension of the hole 19. FIG. The band 12 with holes 19 is pushed forward by the distance between two holes 19 after each pressing operation. The plastic located between the die 15 and the plate 14 is heated. The die 15 deforms the flowable plastic. Since the cold plastic and the plate 14 held between the punch 13 and the plate 14 prevent the displaced material 16 from flowing away, the hole 19 is filled up and closed by the displaced material 16. After cooling, the press tool releases the belt 12 and the process is repeated.
Eine dritte Ausbildung des Verfahrens erlaubt zusätzlich eine Gestaltung der Oberεeite 5 des Trägers 1. In der Figur 5 weist der Stempel 13 mindestens die Abmessungen der Ausweiskarte auf. Denkbar sind an der Oberfläche des Stempels 13 erhabene Markierungen 20 von Ziffern, Schriftzügen oder auch nur einer bestimmten Oberflächentextur. In den Stempel 13 eingelassen is die Matrize 15. Den Stempel 13 umgibt ein unabhängig vom Stempel 13 verschiebbarer Ring 21, der abgesenkt auf dem Band 12 längs der Berandung des Trägers 1 aufliegt. Vorteilhaf ist der Ring 21 aussen keilförmig nach unten abgeschrägt und bildet eine Schneide 22 als Auflagefläche. In den Ring 21 ist an einer Stelle der Lüftungkanal 17 eingelassen.A third embodiment of the method additionally allows the top side 5 of the carrier 1 to be designed. In FIG. 5, the stamp 13 has at least the dimensions of the identification card. Raised on the surface of the stamp 13 are conceivable Markings 20 of numbers, lettering or even just a certain surface texture. The die 15 is embedded in the punch 13. The punch 13 is surrounded by a ring 21 which can be moved independently of the punch 13 and which lies lowered on the band 12 along the edge of the carrier 1. The ring 21 is advantageously beveled downwards in a wedge shape and forms a cutting edge 22 as a bearing surface. The ventilation duct 17 is let into the ring 21 at one point.
Für die Herstellung des Trägers 1 wird zunächst der Ring 21 au das Band 12 abgesenkt und der unter der Schneide 22 befindlich Kunststoff erwärmt. Die Schneide 22 sinkt soweit in das Band 1 ein, dass eine Verbindungshaut 23 zwischen der Schneide 22 und der Platte 14 von einigen hundertstel Millimeter Dicke verbleibt. Der Ring 21 schliesst den Kunststoff des Trägers 1 im Presswerkzeug ein. Danach erwärmt der Stempel 13 und die Matrize 15 gleichzeitig oder nacheinander den eingeschlossenen Kunststoff und presst ihn in die vorbestimmte Form des Trägers 1. Die Vertiefung 4 und eine allfällige durch die Markierungen 20 bestimmte Struktur 24 werden an der Oberseite ausgeformt. Das überschüssige, verdrängte Material 16 entweich durch den Lüftungskanal 17. Nach dem Abkühlen und dem Wiedererstärren des Kunstεtoffes gibt daε Presswerkzeug den mittels der dünnen Verbindungshaut 23 mit dem Band 12 verbundenen Träger 1 zur Weiterverarbeitung frei.For the manufacture of the carrier 1, the ring 21 is first lowered onto the band 12 and the plastic located under the cutting edge 22 is heated. The cutting edge 22 sinks into the band 1 to such an extent that a connecting skin 23 remains between the cutting edge 22 and the plate 14 with a thickness of a few hundredths of a millimeter. The ring 21 encloses the plastic of the carrier 1 in the pressing tool. Thereafter, the stamp 13 and the die 15 heat the enclosed plastic simultaneously or successively and press it into the predetermined shape of the carrier 1. The depression 4 and any structure 24 determined by the markings 20 are formed on the top. The excess, displaced material 16 escapes through the ventilation duct 17. After cooling and re-strengthening of the plastic, the pressing tool releases the carrier 1 connected to the band 12 by means of the thin connecting skin 23 for further processing.
Da in diesem Verfahren das Band 12 innerhalb des Ringes 21 auf die Fliesstemperatur gebracht wird, ist eε denkbar, an Stelle eines Bandes 12 auch mehrere, verschieden eingefärbte Bänder aus gleichem Material mit einer vorgeschriebenen Gesamtstärke, die für die Herstellung des Trägers 1 notwendig iεt, dem Preεεwerkzeug zuzuführen und während deε Pressvorgangeε auf de ganzen Trägerfläche zu verschweissen.Since in this process the band 12 is brought to the flow temperature within the ring 21, it is conceivable to use instead of one band 12 also several differently colored bands of the same material with a prescribed total thickness, which is necessary for the production of the carrier 1, to feed the press tool and to weld it over the entire carrier surface during the pressing process.
Die Verwendung eines Bandeε 12 oder mehrerer, verschieden eingefärbter Bänder.mit einer Gesamtstärke, die einen um 2 % bis 5 % grösεeren Wert alε die Dicke deε Trägers 1 aufweist, ist bei dieεem Verfahren besonders vorteilhaft.The use of a band 12 or more different dyed tapes with a total thickness that has a value 2% to 5% greater than the thickness of the carrier 1 is particularly advantageous in this method.
In einer Abwandlung des Verfahrens ist auch hier die Verwendung eines Bandes 12 mit Löchern 19 (Figur 4) denkbar. Daε verdrängte Material 16 (Figur 5) füllt daε sich innerhalb deε Ringes 21 befindliche Loch 19 auf. Bei genauer Wahl der Abmessung des Loches 19 entweicht durch den Lüftungskanal 17 nur verdrängte Luft und kein Material 16.In a modification of the method, the use of a band 12 with holes 19 (FIG. 4) is also conceivable here. The displaced material 16 (FIG. 5) fills the hole 19 located within the ring 21. If the dimension of the hole 19 is selected precisely, only displaced air and no material 16 escapes through the ventilation duct 17.
Die Träger 1 sind einzeln oder mehrere gleichzeitig in einem Mehrfachwerkzeug herstellbar. Jedes der Verfahren eignet sich auch für eine repetitive Herstellung nach einem durch die Kartenabmeεsungen bestimmten Vorschub nach jedem Presεvorgang.The carriers 1 can be produced individually or several at the same time in a multiple tool. Each of the methods is also suitable for repetitive production after a feed determined by the card dimensions after each pressing operation.
Die Herstellung des Trägers 1 ist grundsätzlich auch aus zugeεchnittenen Kunststoffplatten möglich. Die beschriebene Zuführung des Kunststoffε im Band 12 iεt nur ein vorteilhafteε Verfahren, da anεchlieεsend ein Bedrucken der Oberseite 5 und der Rückseite 11 und ein Einsetzen der HalbleiterSchaltung in die mit dem Band 12 verbundenen Träger 1 vor dem Freistanzen vereinfacht'wird.Basically, the carrier 1 can also be produced from cut plastic plates. The supply of the Kunststoffε described in Volume 12 iεt only a vorteilhafteε method as anεchlieεsend printing of the top side 5 and the rear side 11 and an insertion is simplified in the semiconductor circuit associated with the support band 12 1 prior to punching out '.
Vorteilhaft wird mittels einer Kühlvorrichtung das Erstarren beschleunigt.The solidification is advantageously accelerated by means of a cooling device.
Ein Verfahren mit direkter Erwärmung des Bandeε 12 auε schlagfestem Polyvinylchlorid durch Verschiebungsströme erlaub TaktZeiten von etwa 10 Sekunden. Für das Aufwärmen des Kunststoffes auf eine unterhalb der Spritztemperatur von 220°C liegende Fliesstemperatur von mindestens 150°C und das Formen des Trägers 1 werden etwa die Hälfte dieεer Taktzeit beanεprucht. Eine mit einer wirksamen Kühlvorrichtung unterstützte Abkühlung, das Erstarren des Kunstεtoffeε, daε Freigeben des geformten Trägers 1 und der Bandvorεchub benötigen die restliche Taktzeit. A method with direct heating of the band 12 made of impact-resistant polyvinyl chloride by means of displacement currents allows cycle times of approximately 10 seconds. About half of this cycle time is used to heat the plastic to a flow temperature of at least 150 ° C. below the injection temperature of 220 ° C. and to mold the carrier 1. Cooling supported by an effective cooling device, the solidification of the plastic, that is Releasing the shaped carrier 1 and the tape feed require the remaining cycle time.

Claims

P A T E N T A N S P R U E C H E PATENT CLAIMS
1. Träger (1) in Form einer Karte aus einem Kunststoff für eine Ausweiskarte mit einer Vertiefung (4) zur Aufnahme einer integrierten Halbleiterschaltung, dadurch gekennzeichnet, daεs der Träger (1) ein im Bereich der Vertiefung (4) nicht laminierter, von erhabenen Stellen freier maεεiver Körper auε Kunststoff ist.1. Carrier (1) in the form of a card made of a plastic for an identification card with a recess (4) for receiving an integrated semiconductor circuit, characterized in that the carrier (1) is a non-laminated in the region of the recess (4), of raised Make free solid bodies out of plastic.
2. Träger (1) nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daεε die in einem Fliesspressverfahren bei einem lokalen Erwärmen deε Kunεtstoffeε erzeugte Vertiefung (4) Innenwände (11) auε einer einzigen Materialart und keine Klebefugen (3) aufweiεt.2. Carrier (1) according to claim 1, characterized in that the depression (4) produced in a extrusion process with local heating of the plastic (4) has inner walls (11) made of a single type of material and no adhesive joints (3).
3. Träger (1) nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daεs der Träger (1) aus einem Kunstεtoff besteht, dessen dielektrischer Verlustfaktor mit der Temperatur zunimmt und der bei Raumtemperatur grösser als 0,01 ist.3. Carrier (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (1) consists of a plastic whose dielectric loss factor increases with temperature and which is greater than 0.01 at room temperature.
4. Verfahren zum Herstellen eines Trägers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dasε ein Band (12), das eine Dicke von der für den Träger (1) vorgeschriebenen Dimension aufweist, in einem Presswerkzeug zwischen einem Stempel (13) mit einer als ein Negativ der Vertiefung (4) ausgebildeten Matrize (15) und einer ebenen Platte (14) lokal auf die Fliesstemperatur des Kunstεtoffs gebracht wird, so dass die Vertiefung (4) in das Band (12) eingepresεt wird, daεε daε durch die Matrize (15) verdrängte Material (16) nur durch einen dafür vorbestimmten Lüftungskanal (17) aus dem Presswerkzeug entweicht, dass nach dem Pressvorgang daε Preεεwerkzeug gekühlt wird und dass nach dem Erstarren des Kunststoffes das mit der Vertiefung (4) geprägte Band (12) zur Weiterverarbeitung freigegeben wird.4. A method for producing a carrier (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a band (12), which has a thickness of the dimension prescribed for the carrier (1), in a pressing tool between a stamp (13). with a die (15) designed as a negative of the recess (4) and a flat plate (14) is brought locally to the flow temperature of the plastic, so that the recess (4) is pressed into the band (12), so that it is the die (15) displaced material (16) only escapes from the pressing tool through a predetermined ventilation channel (17), that after the pressing process the pressing tool is cooled and that after the plastic has solidified, the band (12) embossed with the recess (4) ) is released for further processing.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dasε die Erwärmung des Kunststoffes im Presswerkzeug mittels hochfrequenten, dielektrischen Verschiebungsströmen lokal erfolgt.5. The method according to claim 4, characterized in that das The plastic is heated locally in the pressing tool by means of high-frequency, dielectric displacement currents.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (12) durch eine Schneide (22) eines die Stempel (13) ringsum begrenzenden Rings (21) auf die Platte (14) niedergedrückt wird, wobei der Lüftungskanal (17) an mindestenε einer vorbestimmten Stelle in der Schneide (22) eingebaut iεt, dasε daε Band (12) lokal zwischen der den Träger (1) begrenzenden Schneide (22) und der Platte (14) auf die Flieεεtemperatur des Kunststoffs gebracht wird, so dass di Schneide (22) in das Band (12) einsinkt und sich zwischen der Schneide (22) und der Platte (14) eine dünne Verbindungshaut (23) bildet, dass der gegen den Ring (21) verschiebbare Stempel (13) und die Matrize (15) auf die Oberfläche (5) des Bandes (12) gepresεt werden, dass der vom Ring (21) umschlossene Kunststoff auch auf die Fliesstemperatu erwärmt wird und dasε zur Weiterverarbeitung der Träger (1) mittelε einer dünnen Verbindungshaut (23) mit dem Band (12) verbunden bleibt.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the band (12) by a cutting edge (22) of a punch (13) surrounding ring (21) is pressed onto the plate (14), the ventilation channel (17th ) is installed in at least one predetermined point in the cutting edge (22), that the strip (12) is brought locally to the flow temperature of the plastic between the cutting edge (22) delimiting the support (1) and the plate (14), so that di cutting edge (22) sinks into the band (12) and between the cutting edge (22) and the plate (14) a thin connecting skin (23) forms that the stamp (13) which can be moved against the ring (21) and the die (15) are pressed onto the surface (5) of the band (12), that the plastic enclosed by the ring (21) is also heated to the flow temperature and that for further processing of the carrier (1) by means of a thin connecting skin (23) with the Band (12) remains connected.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (12) durch einen dielektrischen, verlustarmen Stempel (13) auf die Platte (14) niedergedrückt wird, dass die im Innern des Stempels (13) verschiebbare Matrize (15) auf die Oberfläche (5) des Bandes (12) gepresst wird, wobei der Lüftungskanal (17) in der Matrize (15) eingelassen ist, dass der Kunststoff des Bandes (12) lokal zwischen der Matrize (15) und der Platte (14) auf die Fliesstemperatur erwärmt wird und dasε nach Erstarren des Kunststoffes das verdrängte Material (16) in der Vertiefung (4) abgerissen wird.7. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the band (12) by a dielectric, low-loss stamp (13) is pressed onto the plate (14) that the inside of the stamp (13) displaceable die (15) is pressed onto the surface (5) of the band (12), the ventilation duct (17) being embedded in the die (15), that the plastic of the band (12) locally between the die (15) and the plate (14) is heated to the flow temperature and that after the plastic has solidified, the displaced material (16) in the depression (4) is torn off.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dasε in das Band (12) an einer für das Pressen der Vertiefung (4) vorgeεehenen Stelle ein Loch (19) mit einem vorbestimmten Durchmesser gestanzt wird und dass beim Pressen das Loch (19) mit dem durch die Matrize (15) verdrängten Material (16) aufgefüllt und verschlossen wird.8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that dasε in the band (12) on one for pressing a hole (19) with a predetermined diameter is punched into the recess (4) provided for the hole (19) and the hole (19) is filled and closed with the material (16) displaced by the die (15) during pressing.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vertiefung (4) im Band (12) gleichzeitig erzeugt wird und dasε wenigεtenε eine weitere Vertiefung (4) nach einem Vorεchub von mindestenε der Abmessung des Trägers (1) in der Vorschubrichtung nacheinander im Band (12) erzeugt wird.9. The method according to any one of claims 4 to 8, characterized in that at least one depression (4) in the band (12) is produced simultaneously and dasε leastεtenε another depression (4) after a feed of at least the dimension of the carrier (1) is generated in the feed direction one after the other in the band (12).
10. Verfahren nach einem der Anεprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausweiskarte erst nach Bestückung mit der Einheit mit der Halbleiterschaltung und nach Bedrucken deε Trägerε (1) auε dem Band (12) freigeεtanzt wird. 10. The method according to any one of claims 4 to 9, characterized in that the identity card is only punched out of the tape (12) after it has been equipped with the unit with the semiconductor circuit and after the support (1) has been printed on.
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