DE10108930A1

DE10108930A1 - Verfahren zum Herstellen eines Komponentenlayers

Info

Publication number: DE10108930A1
Application number: DE10108930A
Authority: DE
Inventors: Tomas Meinen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Komponentenlayers, enthaltend aktive und/oder passive Bauelemente zur Fertigung von Karten, insbesondere Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen, wobei die Bauelemente in Ausstanzungen oder Aussparungen einer Basisplatte oder -folie aufgenommen und mittels eines Klebers fixiert sind. Erfindungsgemäß wird auf einer unteren Fügeplatte einer Fügeeinrichtung eine Antikleberhaftbeschichtung oder eine Antikleberfolie aufgebracht, die Basisplatte aufgelegt und mit Bauelementen bestückt. Auf einer oberen Fügeplatte der Fügevorrichtung ist eine Klebertransferfolie befindlich, welche Klebstoffinseln entsprechend der Konfiguration der Ausstanzungen oder Aussparungen in der Basisplatte und den dort befindlichen Bauelementen aufweist. Über eine Relativbewegung der Fügeplatten zueinander wird der Klebstoff übertragen und es werden die Ausnehmungen oder Aussparungen formgebend unter Erhalt einer im wesentlichen ebenen Oberfläche verfüllt. Mit beginnendem Vernetzen oder Aushärten des Klebers kann dann die Klebertransferfolie entfernt und der Komponentenlayer zur weiteren Verarbeitung der Fügevorrichtung entnommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Komponentenlayers, enthaltend aktive und/oder passive Bau elemente zur Fertigung von Karten, insbesondere Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen, wobei die Bauelemente in Aus stanzungen oder Aussparungen einer Basisplatte oder -folie aufgenommen und mittels eines Klebers fixiert sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der PCT-WO 98/18623 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen bekannt.

Die Herstellung derartiger Karten erfolgt nach dem bekannten Stand der Technik normalerweise durch Auflaminieren, also einem thermischen Prozeß, bei welchem Stapel von übereinander liegenden Karten oder Kartenbögen gefertigt werden. Bei vielen Fällen, insbesondere dann, wenn Zusatzelemente wie Magnet streifen, Fotografien oder dergleichen miteinlaminiert werden, können Höhenunterschiede bzw. Unregelmäßigkeiten der Außen kontur entstehen mit der Folge von Schwierigkeiten beim späteren Bedrucken. Ähnliche Probleme entstehen dann, wenn Karten mit in einer Ausnehmung befindlichem Chip mit einer Deckschicht versehen werden sollen.

Um eine optimale Kartenoberfläche zu erhalten, wird nun nach PCT-WO 98/18623 vorgeschlagen, während des eigentlichen Laminiervorgangs, d. h. im Zuge des Aufbringens einer Deckfolie oder Deckschicht ein Vakuum zu erzeugen, das dem Austreiben von Lufteinschlüssen bzw. von Gasen dient, die beim Abbinden eines verwendeten Klebers entstehen. Das den Kartenkörper einschließlich Kleber und Deckfolie umgebende Vakuum bleibt mindestens so lange erhalten, bis ein ausreichendes Aushärten des Klebers gegeben ist.

Vorrichtungsseitig ist bei der zitierten Lehre eine Aufnahme platte für den Kartenkörper vorgesehen, die mit einem absenk baren Laminierstempel zusammenwirkt. Der zwischen dem absenk baren Laminierstempel und der Aufnahmeplatte für den Karten körper verbleibende Raum ist evakuierbar, wofür zweckmäßiger weise eine umlaufende elastische Dichtung vorgesehen ist. Die Unterseite des absenkbaren Laminierstempels nimmt die Deck folie auf, die die spätere Deckschicht des Kartenkörpers bildet. Diese Deckfolie kann elektrostatisch oder mittels Vakuum am absenkbaren Laminierstempel fixiert sein. Es ist also die mit der Deckschicht zu versehende Fläche der Karte in ihrer Gesamtheit mit einer Kleberschicht zu versehen, wobei die Deckschicht bzw. das Overlay auf ihrer, dem Kartenkörper abgewandten Fläche auf einer Formfläche derart und so lange während des Aushärtens des Klebers fixiert gehalten wird, daß die Außenkontur der Deckfolie und damit die Außenkontur der fertigen ID-Karte der Kontur der Formfläche entspricht, wobei das Halten der Deckschicht sowie das mindestens teilweise Aushärten des Klebers im Vakuum mit dem Zweck der Vermeidung der vorerwähnten Lufteinschlüsse und der Entfernung von Gasen beim Abbinden des Klebers erfolgt.

Der Kleber kann mittels einer Rakel auf den Kartenkörper aufgebracht bzw. aufgestrichen werden, wobei auch ein Schablonendruck- oder Siebdruckverfahren denkbar ist.

Aufgrund der Tatsache des vollflächigen Aufbringens von sehr teuren Klebstoffen steigen die Fertigungskosten. Auch kann in den Rand- oder Kantenbereichen in unerwünschter Weise Kleber austreten, was zu notwendigen Nacharbeiten an der fertigen Karte führt.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zum Verfüllen von Hohl räumen gemäß PCT-WO 96/31841 werden bei kontaktlosen Chip karten elektronische Bauteile in Hohlräume innerhalb der Karte eingesetzt. Um das Verfüllen der Hohlräume mit Füllmaterial einfacher zu gestalten, wird dort vorgeschlagen, ein Sieb aufzulegen, das im Öffnungsbereich der Chipkarte offene Maschen hat, um Füllmaterial mittels einer Rakel in die Hohlräume einzubringen. Die Hohlräume sollen in mehreren, nacheinander stattfindenden Arbeitsgängen verfüllt werden, um die gewünschte glatte Oberflächenstruktur zu erhalten.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei dieser Lösung Niveau unterschiede zwischen den in den Kartenausnehmungen einge brachten Bauelementen und der Umgebung des Kartenkörpers verbleiben, die sich insbesondere bei hochglänzenden Karten oberflächen als sehr störend, weil qualitätsmindernd erweisen. Auch muß bei dem bekannten Stand der Technik für ein unmittel bares Aufbringen des Overlays gesorgt werden, da erst mit dieser Deckschicht die gewünschte gleichmäßige Verteilung des Klebers erreicht wird.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Komponentenlayers, enthaltend aktive und/oder passive Bauelemente zur Fertigung von Karten anzugeben, wobei sicherzustellen ist, daß die erhaltene Ober flächenstruktur des weiterverarbeitbaren Komponentenlayers sehr glatt ist und nur über eine geringe Restwelligkeit ver fügt, die bei späteren Verarbeitungsschritten ohne weiteres noch ausgeglichen werden kann. Der Komponentenlayer soll stabil und dicht und damit gut weiterverarbeitbar sein, wobei ein weiteres Ziel der Erfindung darin besteht, die Kleber schicht möglichst dünn und die Klebermenge gering zu halten.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Ver fahren nach Definition des Patentanspruchs 1, wobei die Unter ansprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiter bildungen umfassen.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht demgemäß in der Verwendung einer Klebertransferfolie oder einer Klebertrans ferplatte, die selbst bezogen auf den Kleber nicht haftend ist oder mit einer nichthaftenden Beschichtung versehen wird. Auf die Oberfläche der Klebertransferfolie oder der Klebertransferplatte werden je nach Art und Größe von Aussparungen oder Ausstanzungen in der Basisplatte oder -folie Klebstoffinseln aufgebracht.

Die Klebertransferfolie oder die Klebertransferplatte wird dann in Verbindung mit einer an sich bekannten Fügevorrichtung bzw. einer Fügeplatte in Kontakt mit der Basisplatte oder -folie gebracht. Der Klebstoff verfüllt dann restliche Volumenfreiräume in den Ausstanzungen oder Aussparungen der Basisplatte, welche aktive und/oder passive Bauelemente auf weist. Mit Aushärten oder mit beginnendem Vernetzen kann dann die Klebertransferfolie, die beispielsweise aus PTFE besteht, abgezogen werden.

Der so erhaltene Komponentenlayer besitzt nur eine sehr dünne Kleberschicht, die sich nahezu ausschließlich im Bereich der Aussparungen oder Ausnehmungen der Basisplatte befindet und die dort eingebrachte Bauelemente fixiert. Eine verbleibende, nur eine geringe Restwelligkeit aufweisende Oberflächenform läßt sich bei einem nächsten Schritt, z. B. dem Auftragen eines Overlays, im Sinne eines Mehrstufenausgleichs vollständig eliminieren.

Es liegt im Sinne der Erfindung, daß das Übertragen des Kleb stoffs mit Hilfe der Transferfolie und das Inkontaktbringen mit der Basisplatte im Vakuum erfolgen kann, so daß uner wünschte Einschlüsse von Luft oder Gasen verhindert werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf einer unteren Fügeplatte einer an sich bekannten Fügevorrich tung eine Antikleberhaftbeschichtung oder eine Antikleberfolie aufgebracht. Die Basisplatte oder -folie wird auf diese mit der Beschichtung versehenen unteren Fügeplatte aufgelegt und mit Bauelementen bestückt.

Auf einer oberen Fügeplatte der Fügevorrichtung wird dann die vorerwähnte Klebertransferfolie fixiert, wobei dieses durch Vakuumöffnungen oder elektrostatisch möglich ist. Die Kleber transferfolie weist Klebstoffinseln entsprechend der Konfigu ration der Ausstanzungen oder Aussparungen in der Basisplatte oder -folie und den dort aufgenommenen bzw. befindlichen Bauelementen auf.

Über eine Relativbewegung der Fügeplatten zueinander bzw. Bewegung der oberen Fügeplatte zur unteren Fügeplatte wird der Klebstoff übertragen und es erfolgt ein Verfüllen der Ausneh mungen oder Aussparungen formgebend unter Erhalt einer im wesentlichen ebenen Oberfläche.

Mit beginnendem Vernetzen oder Aushärten des Klebers wird dann die Klebertransferfolie entfernt und es steht der Komponenten layer zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung bzw. kann der Fügevorrichtung entnommen werden.

Die Klebstoffinseln können mit bekannter Maskierungs- oder Siebdrucktechnik aufgebracht werden.

Die Auswahl der jeweiligen Klebstoffmenge erfolgt in Abhängig keit von der jeweiligen Bauelemente-Bestückung, insbesondere dem freien, verbleibenden Restvolumen, nachdem die Bauelemente in die Aussparungen oder Ausnehmungen der Basisplatte einge setzt bzw. eingelegt wurden.

Wie erwähnt, kann die Klebertransferfolie und/oder die Anti kleberfolie auf der jeweiligen Fügeplatte über dort vorge sehene Vakuumöffnungen gehalten werden.

In einer Ausführungsform kann die Klebertransferfolie mit einer Haltelasche oder -klammer an der oberen Fügeplatte befestigt werden, so daß beim Entfernen dieser die Kleber transferfolie vom Komponentenlayer mitgenommen und abgezogen wird.

Anstelle einer flexiblen Folie zum Transfer des Klebers kann auch eine starre Platte Verwendung finden.

Ebenfalls besteht die Möglichkeit, den Klebstoff unmittelbar auf vorgegebene Bereiche der Basisplatte oder -folie aufzu bringen und die Klebertransferfolie oder -platte in Verbindung mit den Fügeplatten zum gleichmäßigen Verteilen und Einpressen des Klebers in die Aussparungen oder Ausnehmungen zu nutzen.

Zusätzlich besteht bei einer weiteren Alternative die Möglich keit, auf der Antikleberhaftbeschichtung oder der Antikleber folie der unteren Fügeplatte Klebstoffinseln entsprechend den Aussparungen oder Ausnehmungen in der Basisplatte oder -folie aufzubringen, so daß auf beiden Seiten des Komponentenlayers mit jeweils minimaler Klebstoffmenge eine gewünschte ebene Oberflächenkonfiguration sichergestellt werden kann.

Es liegt im Sinne der Erfindung, daß das vorgestellte Ver fahren nicht nur für genormte Kartenprodukte Verwendung finden kann, sondern daß auf diese Weise auch Produkte realisiert werden können, die eine andersartige flächige Struktur besitzen.

Bei hohen Stückzahlen wird nach einem weiteren Erfindungsge danken im Sinne eines kontinuierlichen oder zyklischen Ferti gungsprozesses die Klebertransferfolie über ein Transportband geführt, so daß in einem ersten Takt der Klebstoff übertragen werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite eines schlaufen förmig geführten Endlosbands kann ein Auftragen von Klebstoff inseln erfolgen, so daß im nächsten Takt nach Abheben des Bandes mit Klebertransferfolie und Weiterschalten einer unteren Fügeplatte mit einer neuen Basisplatte, enthaltend eine Vielzahl von Ausstanzungen oder Aussparungen mit dort befindlichen Bauelementen, die vorangehend bestückte, mit Kleber versehene Transferfolie zum Übertragen des Klebers bereitsteht.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.

Die Figur zeigt hierbei eine prinzipielle Darstellung einer Fügevorrichtung, wie sie zur Realisierung des Verfahrens genutzt werden kann.

Auf einer unteren Fügeplatte 1 einer Fügevorrichtung ist eine Antikleberhaftbeschichtung oder eine Antikleberfolie 2 aufge bracht und letztere z. B. durch Vakuumöffnungen 3 gehalten.

Eine Basisplatte 4, beispielsweise aus Kunststoff, besitzt eine Vielzahl von Ausstanzungen 5, in die jeweils elektro nische Hybridschaltungen 6, enthaltend aktive und passive Bauelemente, sowie ein Primärelement eingelegt werden.

Eine obere Fügeplatte 7 ist bezogen zur unteren Fügeplatte 1 beweglich. Die obere Fügeplatte 7 dient als Träger einer Klebertransferfolie 8, welche bezogen auf die dort befind lichen Klebstoffinseln 9 nicht haftend ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Klebertransferfolie eine PTFE-Folie, aber auch eine PTFE-beschichtete Platte sein.

Die Klebstoffinseln 9 werden entsprechend der Konfiguration der Ausstanzungen 5 in der Basisplatte 4 aufgebracht, wobei die Menge des Klebstoffs jeder Insel sich am freien Restvo lumen bemißt, welches sich nach dem Einlegen der elektroni schen Hybridschaltung 6 in die entsprechende der Ausnehmungen 5 ergibt.

Über eine Bewegung der oberen Fügeplatte 7 mit Klebertransfer folie 8 und dort befindlichen Klebstoffinseln 9 hin zur unteren Fügeplatte 1 wird der Klebstoff übertragen und die Ausnehmungen oder Ausstanzungen 5 werden formgebend unter Erhalt einer im wesentlichen ebenen Oberfläche verfüllt. Mit beginnendem Vernetzen oder Aushärten des Klebers kann dann die Klebertransferfolie 8 abgezogen und entfernt werden.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, durch eine nicht gezeigte Halteklammer beim Abheben oder Abschwenken der oberen Fügeplatte 7 für eine Mitnahme der Klebertransferfolie 8 Sorge zu tragen, so daß sich die Technologie hierdurch vereinfacht.

Durch das gezielte vorbestimmte Aufbringen und Übertragen einer minimierbaren Klebstoffmenge gelingt es, die Kosten pro Einheit eines gefertigten Komponentenlayers zu reduzieren und es stellt sich eine wesentliche Verbesserung der Oberflächen qualität des Halbfertig- oder Zwischenprodukts ein. Durch die gleichmäßige Flächenpressung bei Relativbewegung von oberer Fügeplatte zu unterer Fügeplatte verteilt sich der Klebstoff der Klebstoffinseln bis zu den Kanten oder Randbereichen der Ausstanzungen oder Aussparungen in der Basisplatte, ohne daß ein seitliches nennenswertes Herausquellen, welches uner wünscht ist, eintritt.

In einer Modifikation kann bei einem weiteren Ausführungsbei spiel auch die untere Folie 2, die sich auf der unteren Fügeplatte 1 befindet, mit Klebstoffinseln versehen sein, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die verbleibenden Frei- oder Zwischenräume der elektronischen Hybridschaltung 6 außerordentlich gering oder nicht vorhanden sind, jedoch die Schaltung selbst eine unebene Struktur auf beiden Seiten aufweist.

Alles in allem gelingt es mit der Erfindung, ein wesentlich verbessertes Verfahren zur Herstellung von Komponentenlayer anzugeben, welches mit einem minimalen Klebstoffeinsatz auskommt und das bereits beim Zwischenprodukt für eine außer ordentlich ebene glatte Oberflächenstruktur sorgt, so daß bei nachfolgenden Schritten, insbesondere dem Aufbringen eines Oberlays, noch vorhandene Restwelligkeiten beseitigt werden können.

Bezugszeichenliste

1

untere Fügeplatte

2

Antikleberfolie

3

Vakuumöffnungen

4

Basisplatte

5

Ausstanzungen oder Ausnehmungen

6

elektronische Hybridschaltung

7

obere Fügeplatte

8

Klebertransferfolie

9

Klebstoffinseln

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Komponentenlayers, enthal tend aktive und/oder passive Bauelemente zur Fertigung von Karten, insbesondere Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen, wobei die Bauelemente in Ausstanzungen oder Aussparungen einer Basisplatte oder -folie aufgenommen und mittels eines Klebers fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß
auf einer unteren Fügeplatte einer Fügevorrichtung eine Antikleberhaftbeschichtung oder eine Antikleberfolie aufge bracht, weiterhin die Basisplatte oder -folie aufgelegt und mit den Bauelementen bestückt wird;
auf einer oberen Fügeplatte der Fügevorrichtung eine Klebertransferfolie befindlich ist, welche Klebstoffinseln entsprechend der Konfiguration der Ausstanzungen oder Aussparungen in der Basisplatte oder -folie und den dort befindlichen Bauelementen aufweist;
über eine Relativbewegung der Fügeplatten zueinander der Klebstoff übertragen und die Ausnehmungen oder Ausparungen formgebend unter Erhalt einer im wesentlichen ebenen Ober fläche verfüllt werden; und
mit beginnendem Vernetzen oder Aushärten des Klebers die Klebertransferfolie entfernt und der Komponentenlayer zur weiteren Verarbeitung der Fügevorrichtung entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffinseln mittels Siebdrucktechnik aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmenge in Abhängigkeit von der jeweiligen Bauele menten-Bestückung, insbesondere dem freien, verbleibenden Restvolumen gewählt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebertransferfolie und/oder die Antikleberfolie auf der jeweiligen Fügeplatte über dort vorgesehene Vakuumöffnungen fixiert sind.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebertransferfolie bezogen auf den Klebstoff antihaftend ausgebildet ist.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebertransferfolie mit einer Haltelasche oder -klammer an der oberen Fügeplatte befestigt ist, so daß beim Entfernen dieser die Klebertransferfolie vom Komponentenlayer abgezogen wird.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Klebertransferfolie eine Klebertransferplatte eingesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber unmittelbar auf vorgegebene Bereiche der Basis platte oder -folie aufgebracht und die Klebertransferfolie oder -platte in Verbindung mit den Fügeplatten den Kleber zur Bildung einer im wesentlichen ebenen Oberfläche verteilt.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf der Antikleberhaftbeschichtung oder der Anti kleberfolie der unteren Fügeplatte Klebstoffinseln ent sprechend den Aussparungen oder Ausnehmungen der Basisplatte oder -folie aufgebracht sind.