DE10311021A1 - Datenträger mit Funktionselement - Google Patents

Datenträger mit Funktionselement Download PDF

Info

Publication number
DE10311021A1
DE10311021A1 DE2003111021 DE10311021A DE10311021A1 DE 10311021 A1 DE10311021 A1 DE 10311021A1 DE 2003111021 DE2003111021 DE 2003111021 DE 10311021 A DE10311021 A DE 10311021A DE 10311021 A1 DE10311021 A1 DE 10311021A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
data carrier
functional element
laser radiation
connecting surface
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2003111021
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Hoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Priority to DE2003111021 priority Critical patent/DE10311021A1/de
Publication of DE10311021A1 publication Critical patent/DE10311021A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
    • 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
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/183Components mounted in and supported by recessed areas of the printed circuit board
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03Conductive materials
    • H05K2201/0332Structure of the conductor
    • H05K2201/0388Other aspects of conductors
    • H05K2201/0397Tab
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10689Leaded Integrated Circuit [IC] package, e.g. dual-in-line [DIL]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10727Leadless chip carrier [LCC], e.g. chip-modules for cards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107Using laser light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Ein Funktionselement 2 wird in einen Datenträger, z. B. eine Chipkarte oder sonstige Smart-Card, via Laserdurchstrahlschweißverfahren fixiert. Dazu werden die Materialien und/oder Schichtdicken des Datenträgers und des Funktionselements entsprechend aneinander angepaßt. Zusatzschichten im Datenträger oder am Funktionselement können vorgesehen werden, die die Laserdurchstrahlverschweißung ermöglichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Datenträger umfassend ein mit dem Datenträger verbundenes Funktionselement, insbesondere einen kartenförmigen Datenträger wie Chipkarte, Displaykarte, Multifunktionskarte oder sonstige Smart-Card, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Zur Fixierung von Funktionselementen in Datenträgern, nämlich insbesondere von elektronischen und mikromechanischen Bauelementen wie Chips, Displays, Batterien, Solarzellen, Sensoren und dergleichen in Smart-Cards, werden derzeit vorwiegend spezielle Klebstoffsysteme eingesetzt. Die Art der eingesetzten Klebstoffe zur Verbindung der Funktionselemente mit dem jeweiligen Datenträger ist vielfältig und reicht von vorlaminierten, heißschmelzenden Klebstoffen (Hot-Melt-Verfahren) über heißflüssige Klebersysteme (Hot-Liquid-Verfahren), bei denen schmelzflüssige Polymerkleber wie zum Beispiel Polyurethanschmelzen zum Einsatz kommen, bis hin zu kaltflüssigen Klebersystemen (Cold-Liquid-Verfahren), bei denen kaltflüssige Polymerkleber beispielsweise auf Cyanacrylatbasis zum Einsatz kommen.
  • Die bekannten Klebetechniken sind sowohl bezüglich der verwendeten Klebersysteme als auch bezüglich der Prozeßtechniken problematisch. So können thermische und/oder chemische Prozeßeinflüsse zu Deformationen innerhalb des Datenträgerverbunds führen und dadurch die Kartenkörperqualität beieinträchtigen. Darüber hinaus kann eine Überdosierung des Klebstoffs zum Ausquetschen und Heraustreten des Klebstoffs an der Datenträgeroberfläche führen. Eine Unterdosierung im kann dazu führen, daß kein oder nur ein unzureichender Klebekontakt hergestellt wird.
  • Eine ausreichende Verbundfestigkeit zwischen Funktionselement und Datenträger ist in der Regel nur durch relativ große Klebeflächen erreichbar. Der für den Klebeverbund zur Verfügung stehende Raum ist aber in der Regel sehr beschränkt. Um trotz dieser räumlichen Beschränkung eine zuverlässige Klebeverbindung zu erzielen, sind daher besonders hohe Anforderungen an die Fügeflächen zu stellen. In diesem Zusammenhang können aufwendige Oberflächenvorbehandlungen notwendig sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem sich Funktionselemente in einfacher Weise zuverlässig in einem Datenträger fixieren lassen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen entsprechenden Datenträger mit einem oder mehreren derart fixierten Funktionselementen zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgaben werden durch einen Datenträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Dementsprechend werden das Funktionselement und der Datenträger mittels Laserdurchstrahlverschweißung miteinander verbunden. Auf zusätzliche Klebstoffe kann bei dieser Verbindungsart verzichtet werden. Auch die thermische Belastung des Datenträgers ist gering und durch eine exakte Laserstrahlsteuerung lokal eng begrenzbar. Beeinträchtigungen der Kartenkörperqualität durch Deformationen lassen sich dadurch weitgehend vermeiden. Auch die Funktionselemente selbst, die bisweilen sehr empfindliche elektronische und mikromechanische Bauelemente umfassen, werden durch diese Verbindungsart geschont. Darüber hinaus lassen sich mittels der Laserdurchstrahlschweißtechnologie hochpräzise Verbundnähte erzeugen.
  • Diese Technologie basiert auf einer exakten Prozeßsteuerung und läßt sich daher relativ einfach und vollständig automatisieren, wodurch sie für steigende Anforderungen zukünftiger Multifunktions-Smart-Cards Bedeutung gewinnen kann. Bei hoher Prozeß- und Qualitätssicherheit lassen sich durch robotergestützte Verfahrenstechniken filigrane Nahtgeometrien erzeugen.
  • Die Technologie des Laserdurchstrahlschweißens ist nicht grundsätzlich neu, hat bislang aber noch keinen Eingang in die Datenträgerherstellung gefunden. Ein grundsätzliches Hindernis mag unter anderem darin gelegen haben, daß die Materialeigenschaften der bisherigen Datenträger und/oder Funktionselemente nicht im notwendigen Maß aufeinander abgestimmt waren. Denn Voraussetzung für die lasertechnische Verschweißung zweier Fügeteile ist, daß die miteinander zu verschweißenden Grenzflächen unterschiedliche Laserstrahldurchlässigkeit besitzen. Die eine Grenzfläche muß für die Laserstrahlung transparent und die andere Grenzfläche für die selbe Strahlung absorbierend sein. Bei optimaler Abstimmung der Spektraleigenschaften der Fügeteile dringt die Laserenergie durch das transparente Fügeteil hindurch und in das absorbierende Fügeteil mit einer Tiefenwirkung von 50 μm bis 300 μm ein – je nach eingebrachter Laserenergie und Absorptionsfähigkeit des Fügeteilmaterials. Darin wird die Laserenergie in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch eine Oberflächenschmelze entsteht. Durch diese Schmelze wird die anliegende Oberfläche des für die Laserstrahlung transparenten Fügeteils mit einer Tiefenwirkung von lediglich etwa 20 μm bis 50 μm miterwärmt und aufgeschmolzen. Beide Berührungsgrenzflächen, die unter leichtem Druck gegeneinander anliegen, werden auf diese Weise miteinander verschmolzen, so daß eine innige Materialverbindung entsteht, die lokal exakt begrenzt ist und flächig oder nahtförmig oder punktförmig ausgebildet werden kann.
  • Als Laserquelle sind beispielsweise Diodenlaser geeignet, insbesondere Laser mit einer Strahlungswellenlänge zwischen 800 nm und 1000 nm.
  • Die in der Kartentechnologie gängigen Kunststoffe wie PVC, ABS, PET, PC etc. sind nicht immer für das Laserdurchstrahlschweißen geeignet. Sie können aber durch den Einsatz entsprechender Additive oder durch geeignete Wahl ihrer Schichtdicken laserstrahlgeeignet adaptiert werden. So lassen sich zum Beispiel transparente Kunststoffe, die in der Regel auch für die Laserstrahlung transparent sind, durch Zusatzstoffe laserstrahlabsorbierend machen, wenn dies wegen der speziellen Materialpaarung mit der Grenzfläche eines angrenzenden laserstrahldurchlässigen Fügeteils notwendig ist. Die Entwicklung geeigneter Compounds zur Herstellung derartiger Kunststoffe stellt grundsätzlich kein Problem dar. Andererseits ist es möglich, die Schichtdicke eines Fügeteils, welches an sich aus einem für die Laserstrahlung absorbierenden Material besteht, so dünn zu wählen, daß die Laserstrahlung diese Schicht im wesentlichen ohne Energieverlust durchdringt und erst in der daran angrenzenden Schicht des entsprechend anderen Fügeteils absorbiert und in Wärme umgewandelt wird.
  • Im Falle der Adaption des Kunststoffmaterials einer oder beider Fügeteile derart, daß die Fügeteile miteinander im Laserdurchstrahlverfahren verschweißbar sind, ist darauf zu achten, daß die Qualitätsstandards für die Kartentechnologie eingehalten werden, insbesondere in Bezug auf die optischen Eigenschaften wie zum Beispiel der Weißgrad oder Transparenzgrad des Kunststoffs, die Laminiereigenschaften, die Bedruckeigenschaften sowie die mechanischen und die thermischen Eigenschaften. Sofern ein an das Laserdurchstrahlverfahren adaptiertes Kunststoffmaterial eines oder mehrerer Fügeteile diesen Qualitätsstandards nicht mehr entspricht, ist es vorteilthaft, den Datenträger und/oder das Funktionselement lediglich lokal an der Ver bindungsfläche mit geeignetem Material auszustatten, so daß die für die Kartentechnik und für die Funktionselementetechnik notwendigen Materialspezifikationen unverändert erhalten bleiben.
  • So ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine für die Laserdurchstrahlverschweißung speziell angepaßte Einlagefolie oder ein Einlagering im Inneren des Datenträgers vorgesehen, mit dem das Funktionselement verschweißt wird.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Funktionselement an seiner Verbindungsfläche zum Datenträger mit einer für die Laserdurchstrahlverschweißung speziell angepaßten Schicht versehen, um das Funktionselement mit dem Datenträger verschweißen zu können.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
  • 1 die Fixierung eines Funktionselements in einem Datenträger gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Querschnitt,
  • 2 die Fixierung eines Funktionselements in einem Datenträger gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Querschnitt,
  • 3 die Fixierung eines Funktionselements in einem Datenträger gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Querschnitt,
  • 4 die Fixierung eines Funktionselements in einem Datenträger gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Querschnitt,
  • 5 ein speziell angepaßtes Funktionselement im Querschnitt zur Fixierung in einem Datenträger,
  • 6 die Fixierung eines Funktionselements in einem Datenträger gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung schematisch im Querschnitt und
  • 7 zwei Varianten zur Fixierung eines Funktionselements in einem Datenträger gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Querschnitt.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zur Fixierung eines Funktionselements 2 in einer Kavität 3 eines Kartenkörpers 1. Der Boden der Kavität 3 des Kartenkörpers 1 wird durch eine Datenträgerdeckschicht 4 gebildet, an die das Funktionselement 2 mit seiner Verbindungsfläche 5 angrenzt. Die Deckschicht 4 ist für die zur Laserdurchstrahlverschweißung verwendete Laserstrahlung durchlässig, indem sie entweder für diese Strahlung grundsätzlich transparent ist oder indem sie so dünn ausgebildet ist, daß sie von der Laserstrahlung nahezu verlustfrei durchdrungen wird. Die Verbindungsfläche 5 des Funktionselements 2 besteht dementsprechend aus einer laserabsorbierenden Kunststoffschicht 5. Diese Kunststoffschicht 5 kann auf verschiedene Weise auf dem Funktionselement 2 erzeugt werden, wie zum Beispiel im Zweikomponentenspritzgußverfahren, im Folienlaminierverfahren, im Lackauftragsverfahren oder im Schmelzauftragsverfahren, je nach dem, welches Verfahren für das jeweilige Funktionsmodul am geeignetsten erscheint.
  • Nachdem das Funktionselement 2 in die Kavität 3 des Kartenkörpers 1 eingesetzt worden ist, wird es mittels einem Andruckstempel 6 unter leichtem Druck in der Kavität 3 fixiert, während gleichzeitig von der gegenüberliegenden Seite Laserenergie 7 durch die laserdurchlässige Deckschicht 4 hindurch auf die laserabsorbierende Beschichtung 5 des Funktionselements 2 gestrahlt wird. Die Bestrahlung kann vollflächig oder lokal begrenzt entlang einer definierten Verbindungslinie oder an einem oder mehreren Stellen punktförmig erfolgen. In jedem Falle tritt in dem bestrahlten Bereich 8 eine Materialverschmelzung zwischen der laserabsorbierenden Beschichtung 5 des Funktionselements 2 und der laserdurchlässigen Deckschicht 4 ein, wodurch das Funktionselement 2 zuverlässig in der Kavität 3 des Kartenkörpers 1 fixiert wird. Durch die lokal begrenzte Zuführung der Laserenergie und der dadurch lokal begrenzten Schmelzzone mit geringer Tiefenwirkung bleibt die Oberfläche der Deckschicht 4 in unbeschädigtem und optisch einwandfreiem Zustand. Es treten keine mechanischen Verquetschungen oder chemischen bzw. thermischen Verwerfungen auf. Auch gibt es keinerlei funktionale Schädigungen im Inneren des Funktionselements 2, da die Laserenergie in der Tiefenwirkung exakt begrenzt ist. Notwendigenfalls ist die Dicke der laserabsorbierenden Beschichtung 5 derart anzupassen, daß eine thermische Beeinträchtigung des Funktionselements 2 ausgeschlossen ist.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeipiel der Erfindung. In diesem Falle wird der Kartenkörper durch eine Einlagefolie 11 gebildet, die zwischen zwei Deckschichten 4 und 12 liegt und für Laserstrahlung absorbierend ist. Eine zweistufige Kavität 3 ist in der Einlagefolie 11 und einer angrenzenden Deckschicht 4 zur Implantation eines Funktionselements 2 vorgesehen. Die laserabsorbierende Einlagefolie 11 bildet eine Auflageschulter 9, auf der das Funktionselement 2 mit einem das Funktionselement 2 seitlich überragenden Kragen 10 aufliegt. Zumindest dieser seitlich überstehende Kragen 10 ist für die zum Laserdurchstrahlverschweißen verwendete Laserstrahlung durchlässig. Die Fixierung des Funktionselements 2 erfolgt dann ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 derart, daß das Funktionselement 2 in die Kavität 3 mit leichtem Druck so angepreßt wird, daß der Kragen 10 zuverlässig auf der Auflageschulter 9 aufliegt. Gleichzeitig wird Laserenergie durch den laserdurchlässigen Kragen 10 hindurch auf die Auflageschulter der laserabsorbierenden Einlagefolie 11 gestrahlt, wodurch das Material der Einlagefolie 11 an seiner Oberfläche aufgeschmolzen wird und mit dem angrenzenden, ebenfalls aufschmelzenden Kragen 10 eine feste Verbindung eingeht.
  • Da bei diesem Ausführungsbeispiel keine der beiden Deckschichten 4, 12 von Laserstrahlung durchdrungen wird, können die Materialspezifikationen dieser Deckschichten für die Kartentechnik unverändert erhalten bleiben.
  • 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 im wesentlichen lediglich dadurch unterscheidet, daß die laserabsorbierende Einlagefolie 11 als flexible Einlagefolie ausgebildet ist, die zwischen einem Kartenkörper 1 und einer Deckschicht 12 liegt. Die Dicke der Einlagefolie und die Laserenergie sind so aufeinander abgestimmt, daß die Einlagefolie im bestrahlten Bereich vollständig aufschmilzt und eine feste Verbindung sowohl mit dem angrenzenden Kragen 10 des Funktionselements 2 als auch mit der an der gegenüberliegenden Seite angrenzenden Auflageschulter 9 des Kartenkörpers 1 verschmilzt.
  • 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Falle ist ein für Laserstrahlung absorbierender Einlagering 13 in eine Kavität 3 eines Kartenkörpers 1 integriert, beispielsweise durch Umspritzen. Dadurch ergibt sich eine zweistufige Kavität 3 mit einer durch den Einlagering 13 ge-bildeten Auflageschulter 9, die mit einem Kragen 10 des Funktionselements 2 in derselben Weise verschweißt wird, wie dies in Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß 2 beschrieben wurde. Indem der Einlagering 13 mit laserabsorbierenden Eigenschaften in den Kartenkörper 1 integriert ist, wird erreicht, daß die spezifischen Materialeigenschaften des Kartenkörpers 1 unverändert für die Kartentechnik erhalten bleiben können.
  • 5 zeigt als Beispiel für ein Funktionselement 2 ein Chipmodul 14, welches für das Laserdurchstrahlschweißen speziell angepaßt ist. Das Chipmodul 14 basiert auf einem Leadframe 15 oder einem sonstigen Träger, welcher Aussparungen besitzt, die mit einem speziell für das Laserdurchstrahlschweißen angepaßten Kunststoff aufgefüllt sind, um Fixierstellen 16 zum Verschweißen mit einem Kartenkörper zu bilden. Je nach Bedarf können die Fixierstellen 16 für die Laserstrahlung absorbierend oder durchlässig ausgebildet sein.
  • 6 zeigt ein Funktionselement 2 mit einem dem Chipmodul 14 aus 5 entsprechenden Aufbau in einer vollständig geschlossenen Kavität zwischen zwei Kartenkörperschichten 17, 18. Das Funktionselement 2 besitzt einen Kragen 10 aus laserabsorbierendem Material. Angrenzend an den Kragen 10 weist eine der beiden Kartenkörperschichten 17, 18 einen Bereich 19 auf, der für die Laserstrahlung durchlässig ist. Die beiden Kartenkörperschichten 17, 18 werden dann mit leichtem Druck gegeneinander gepreßt, so daß der Kragen 10 des Funktionselements 2 und der laserstrahldurchlässige Bereich 19 der Kartenkörperschicht 18 aneinander grenzen. Gleichzeitig wird Laser energie durch den laserstrahldurchlässigen Bereich 19 auf den laserstrahlabsorbierenden Kragen 10 gestrahlt. Die Dicke des Kragens 10 und die Laserstrahlenergie können wiederum so aufeinander abgestimmt sein, daß der Kragen 10 vollständig aufgeschmolzen wird und sowohl mit der angrenzenden Kartenkörperschicht 18 als auch mit der auf der gegenüberliegenden Seite angrenzenden Kartenkörperschicht 17 eine feste Schweißverbindung eingeht.
  • 7 zeigt in einer Darstellung zwei Varianten eines sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel kombiniert das Ausführungsbeispiel gemäß 1, wo die Laserstrahlung durch eine für die Strahlung transparente Deckschicht hindurchgestrahlt wird, mit den Ausführungsbeispielen gemäß 2 bzw. 6, wo das Funktionselement 2 über einen laserdurchlässigen bzw. über einen laserabsorbierenden Kragen 10 auf einer Auflageschulter 9 der Kavität 3 aufliegen.
  • Gemäß der im linken Teil der 7 dargestellten Variante sind sowohl die Deckschicht 12 als auch der Kragen 10 des Funktionselements 2 für die Laserstrahlung durchlässig, und der daran angrenzende Kartenkörper 1 ist jedenfalls im Bereich der Auflageschulter 9 für die Laserstrahlung absorbierend. Die Verschweißung erfolgt dann wie in den vorherigen Beispielen unter leichtem Druck bei gleichzeitigem Bestrahlen der laserabsorbierenden Auflageschulter 9 durch die Deckschicht 12 und den Kragen 10 des Funktionselements 2 hindurch mit Laserenergie, die zum Aufschmelzen der Auflageschulter 9 im bestrahlten Bereich führt.
  • Demgegenüber erfolgt die Verbindung des Funktionselements 2 bei der im rechten Teil der 7 dargestellten Variante durch Bestrahlen des für Laserstrahlung absorbierenden Kragens 10 des Funktionselements 2 durch die für die Laserstrahlung durchlässige Deckschicht 12 hindurch derart, daß der Kragen 10 vollständig oder zumindest an der der Deckschicht 12 zugewandten Seite aufschmilzt und dementsprechend zumindest mit der Deckschicht 12 eine feste Verbindung eingeht.
  • Die Laserdurchstrahlschweißverbindung führt somit bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen dazu, daß zumindest eine der beiden miteinander verschweißten Schichten – in der Regel beide Schichten – nur bis zu einer bestimmten Tiefe aufgeschmolzen werden, so daß sich die resultierende Schweißnaht unabhängig davon, ob sie flächig, linienförmig, punktuell oder in einer sonstigen Form ausgebildet ist, nur bis in die entsprechende Tiefe der Schicht bzw. Schichten erstreckt. Rückseitig bleibt die betreffende Schicht unbeeinflußt, so daß die Schweißverbindung von außen nicht sichtbar ist.
  • Das schließt aber nicht aus, daß gegebenenfalls auch beide miteinander zu verschweißenden Schichten beim Laserdurchstrahlverschweißen vollständig oder nahezu vollständig aufgeschmolzen werden, wenn die Schichtdicken und die Laserstrahlenergie entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Das vollständige Aufschmelzen einer oder beider Schichten ist immer dann unkritisch, wenn an die außenliegende aufgeschmolzene Oberfläche keine besonderen – insbesonders keine besonderen optischen – Anforderungen gestellt werden, weil beispielsweise ohnehin noch eine zusätzliche Deckschicht aufgebracht wird.

Claims (27)

  1. Datenträger umfassend mindestens ein Funktionselement (2) mit einer Verbindungsfläche (5; 10) zum Verbinden des Funktionselements mit dem Datenträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger und die Verbindungsfläche des Funktionselements durch eine Laserdurchstrahlschweißverbindung miteinander verbunden sind.
  2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger kartenförmig ist.
  3. Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger eine Smart-Card ist.
  4. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdurchstrahlschweißverbindung einen flächigen Verbund bildet.
  5. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdurchstrahlschweißverbindung einen nahtförmigen Verbund bildet.
  6. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdurchstrahlschweißverbindung einen ein- oder mehrfachen punktförmigen Verbund bildet.
  7. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (2) in eine Kavität (3) des Datenträgers implantiert und nach Außen zumindest teilweise durch eine für Laserstrah lung, insbesondere im Wellenlängenbereich von 800 nm bis 1000 nm, transparente Deckschicht (4; 12) des Datenträgers abgedeckt ist.
  8. Datenträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4; 12) zwar aus einem für die Laserstrahlung absorbierenden Material besteht, daß aber die Dicke der Deckschicht so gering gewählt ist, daß die Laserstrahlung die Deckschicht vollständig oder teilweise durchdringt.
  9. Datenträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4; 12) aus einem für die Laserstrahlung nicht absorbierenden Material besteht.
  10. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger angrenzend an die Verbindungsfläche (5; 10) des Funktionselements (2) aus einem Kunststoff besteht, der für Laserstrahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich von 800 nm bis 1000 nm, transparent ist, und daß die Verbindungsfläche (5; 10) aus einem für dieselbe Laserstrahlung absorbierenden Kunststoff besteht.
  11. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger angrenzend an die Verbindungsfläche (10) des Funktionselements (2) aus einem Kunststoff besteht, der für Laserstrahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich von 800 nm bis 1000 nm, absorbierend ist, und daß die Verbindungsfläche (10) aus einem für dieselbe Laserstrahlung transparenten Kunststoff besteht.
  12. Datenträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der laserstrahlungsabsorbierende Kunststoff des Datenträgers im Inneren des Datenträgers liegt.
  13. Datenträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der laserstrahlungsabsorbierende Kunststoff als Einlagefolie (11) im Datenträger ausgebildet ist.
  14. Datenträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß laserstrahlungsabsorbierende Kunststoff als Einlagering (11) im Datenträger ausgebildet ist.
  15. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (5; 10) des Funktionselements (2) durch eine separate, mit dem Funktionselement verbundene Schicht gebildet wird, die aus einem für die Laserdurchstrahlverschweißung geeigneten Material besteht.
  16. Verfahren zum Herstellen eine Datenträgers, insbesondere eines kartenförmigen Datenträgers wie beispielsweise eine Chipkarte oder sonstige Smart-Card, mit mindestens einem Funktionselement (2), umfassend die Schritte: – In-Kontakt-Bringen einer Verbindungsfläche (5; 10) des Funktionselements mit dem Datenträger und – Verbinden des Funktionselements mit dem Datenträger im Bereich der Verbindungsfläche (5) mittels Laserdurchstrahlschweißen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Laserdurchstrahlschweißen eine Laserstrahlung im Wellenlängenbereich von 800 nm bis 1000 nm verwendet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (2) während des Schritts des Laserdurchstrahlschweißens mittels eines Stempels (6) gegen den Datenträger gedrückt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung für das Laserdurchstrahlschweißen durch eine für diese Laserstrahlung transparente Schicht (4; 12; 19) des Datenträgers auf die Verbindungsfläche (5; 10) des Funktionselements (2) gestrahlt wird, wobei die Verbindungsfläche (5) ihrerseits für diese Laserstrahlung absorbierend ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (2) mit seiner Verbindungsfläche (5) auf einen Boden einer Kavität (3) des Datenträgers gesetzt wird, um die Verbindungsfläche (5) mit dem Datenträger in Kontakt zu bringen, wobei der Boden der Kavität (3) für die Laserstrahlung transparent ist und wobei die Laserstrahlung durch den Boden der Kavität (3) hindurch auf die Verbindungsfläche (5) des Funktionselements (2) gestrahlt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement in eine Kavität (3) des Datenträgers gesetzt wird und daß die Kavität (3) mit einer für die Laserstrahlung transparenten Deckschicht (12) derart abgedeckt wird, daß die Deckschicht (12) mit der Verbindungsfläche (10) des Funktionselements (2) in Kontakt kommt, wobei die Laser strahlung durch die Deckschicht (12) hindurch auf die Verbindungsfläche des Funktionselements (2) gestrahlt wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (10) des Funktionselements (2) für die Laserstrahlung der Laserdurchstrahlschweißung transparent ist und daß die Laserstrahlung durch die Verbindungsfläche (10) des Funktionselements (2) hindurch auf einen mit der Verbindungsfläche (10) in Kontakt stehenden Bereich (9; 11) des Datenträgers gestrahlt wird, wobei dieser Bereich des Datenträgers für die Laserstrahlung absorbierend ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (2) mit seiner Verbindungsfläche (10) auf einer Auflageschulter (9) einer in dem Datenträger vorgesehenen Kavität (3) aufgesetzt wird, um die Verbindungsfläche (10) mit dem Datenträger in Kontakt zu bringen.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschulter (9) durch Integrieren eines Einlagerings (13) im Inneren des Datenträgers gebildet wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschulter (9) durch Integrieren einer Einlagefolie (11) im Inneren des Datenträgers gebildet wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (2) zumindest teilweise mit einer Deckschicht (12) abgedeckt wird und die Deckschicht (12) für die Laserstrahlung transparent ist.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (2) vor dem Schritt des In-Kontakt-Bringens mit einer speziellen, die Verbindungsfläche (5; 10) bildenden Schicht ausgestattet wird.
DE2003111021 2003-03-13 2003-03-13 Datenträger mit Funktionselement Withdrawn DE10311021A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003111021 DE10311021A1 (de) 2003-03-13 2003-03-13 Datenträger mit Funktionselement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003111021 DE10311021A1 (de) 2003-03-13 2003-03-13 Datenträger mit Funktionselement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10311021A1 true DE10311021A1 (de) 2004-12-16

Family

ID=33440570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003111021 Withdrawn DE10311021A1 (de) 2003-03-13 2003-03-13 Datenträger mit Funktionselement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10311021A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3061406A1 (fr) * 2016-12-23 2018-06-29 Oberthur Technologies Procede de fabrication d'une couche centrale d'une carte a microcircuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3061406A1 (fr) * 2016-12-23 2018-06-29 Oberthur Technologies Procede de fabrication d'une couche centrale d'une carte a microcircuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60124395T3 (de) Verfahren zum Verschweißen von Bestandteilen eines Mehrschichtaufbaus
DE10109595B4 (de) Fahrzeugleuchteneinheit und Verfahren zur Herstellung derselben
EP1800813B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Bauteilen
DE102007044590B4 (de) Verfahren zur Herstellung von geschweißtem Harzmaterial und geschweißtes Harzmaterial
EP0757330B1 (de) Datenträger und Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers
DE102005028691A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Fahrzeugleuchten
EP0346699B1 (de) Schmucksteinverbund und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2133828A2 (de) Verfahren zum Einbauen eines Chipmoduls in einen Chipkartenkörper
WO2008135496A2 (de) Verfahren zur montage einer verstelleinheit für ein kraftfahrzeug und hiermit herstellbare verstelleinheit
DE102008036467A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils durch Durchstrahllaserschweißen
DE69929981T2 (de) Verfahren zum herstellen einer kontaktlosen chipkarte
DE102013226150A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Elektronikmoduls mit formschlüssig angeschlossenem Gehäuseteilelement
EP2525888A1 (de) Leitfähiges filterelement sowie filtervorrichtung mit filterelement
DE10311021A1 (de) Datenträger mit Funktionselement
DE10338732A1 (de) Kartenförmiger Mehrschichtverbund
EP1374162B1 (de) Verfahren zur herstellung eines moduls
DE10110939B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Heißpressverbinden eines Chipmoduls mit einem Trägersubstrat
DE10248383B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Spritzgußkarten, Spritzgußwerkzeug und Spritzgußkarte
EP0763798A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Chipkarte
DE102012220285A1 (de) Verfahren zum Fügen eines Fügepartners aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem Fügepartner aus Glas
EP1475219B1 (de) Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung zum Fügen von Kunststoffen mit einem Zusatzwerkstoff
DE102005047511B4 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Kunststoffteile
DE102011107537A1 (de) Verfahren zum Verschweißen
DE102018112476B4 (de) Verfahren und Fertigungsanlage zum Herstellen eines Foliensubstrats
WO2018059749A1 (de) Verfahren zum fügen eines ersten bauteils und eines zweiten bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee