DE3741925A1 - Ic-karten und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Ic-karten und verfahren zu ihrer herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft IC-Karten sowie Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere solche IC-Karten, in denen IC-Module eingebettet oder an denen die IC-Module ange­ bracht sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Einbettung der IC-Module in den Kartenkörper von derartigen IC-Karten.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnitt­ ansicht einer IC-Karte bzw. einer kartenförmigen integrierten Schaltungsanordnung, bei der ein IC-Modul im Inneren des Kartenkörpers angeordnet ist. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die IC-Karte 1 einen Kartenkörper 1 a und einen darin eingebetteten IC-Modul 2 auf. Im einzelnen weist die IC-Karte 1 folgendes auf:
Einen IC-Modul 2; äußere Verbindungsanschlüsse 2 a des IC-Moduls 2; eine opake Kernplatte bzw. Harzplatte 4 mit einer Aussparung 40, in der der IC-Modul 2 eingebettet ist; transparente Oberflächenschutzbeläge 3 und 5; sowie einen Klebstoff 6. Fig. 3 zeigt im Schnitt ein anderes Ausführungsbeispiel eines derartigen Aufbaus. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
Der IC-Modul 2 ist in einer herkömmlichen IC-Karte dieses Typs in der Weise eingebettet, daß die Aussparung 40, in welche der IC-Modul 2 eingesetzt wird, in dem Kartenkörper 1 a ausgebildet wird; ferner wird der Boden bzw. die Unterseite des IC-Moduls 2 mit dem Boden der Aussparung 40 des Karten­ körpers 1 a mit der Klebstoffschicht 6 verbunden, wobei der Kartenkörper 1 a eine durchgehende gleichförmige Dicke besitzt.
Im einzelnen ist es so, daß der Kartenkörper 1 a, an dem der IC-Modul 2 angebracht wird, aus harten Polyvinylchloridplatten hergestellt wird, und ein Design oder eine Bemusterung wird durch ein Siebdruck- oder Offsetdruckverfahren auf die Ober­ fläche der Kernplatte 4 gedruckt, die aus einer opaken Platte besteht und die die Außenseite der Karte bildet. Die transparenten Schutzbeläge 3 und 5 relativ kleiner Dicke werden über die beiden Oberflächen der Kernplatte 4 gelegt und durch Erhitzen und Pressen integral damit verbunden, um auf diese Weise die Karte zu bilden. Es gibt zwei Ver­ fahren zur Herstellung der IR-Karte. Ein erstes Verfahren, bei dem die Aussparung 40, in welche der IC-Modul 2 einge­ paßt wird, in dem Kartenkörper geformt und der IC-Modul 2 in der Aussparung 40 mit dem Klebstoff 6 montiert wird, nachdem der Kartenkörper hergestellt worden ist; ein zweites Verfahren, bei dem die Aussparung 40 in dem Kartenkörper hergestellt, der IC-Modul 2 mit dem Klebstoff 6 in der Aus­ sparung 40 montiert, und diese Teile dann durch Erhitzen und Pressen integral miteinander verbunden werden, so daß dadurch die IC-Karte hergestellt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren wird der IC-Modul mit dem Kartenkörper verbunden, indem man eine Klebstofflage verwendet, welche die gleiche Größe wie die Bodenfläche des IC-Moduls hat. In diesem Falle gibt es kein Problem, wenn das Volumen der Kartenkörper gebildeten Ausparung gleich der Summe der Volumina von IC-Modul und Klebstofflage ist.
Wenn jedoch das Volumen oder die Tiefe der Aussparung des Kartenkörpers größer ist, wird der IC-Modul nicht in adäquater Weise gepreßt, wenn er durch Erhitzen und Pressen mit der Karte verbunden wird, und ein Teil der Karte, der dem IC-Modul entspricht, wird relativ zur Oberfläche der Karte mit einer Aussparung oder Einbuchtung versehen, wie es z. B. in Fig. 4A dargestellt ist. Auch wenn die Karte nach ihrer Fertigstellung eine flache Oberfläche hat, fließt das Material des Plattenteiles des Kartenkörpers außerhalb der Aussparung teilweise in die Aussparung hinein, und zwar wegen des übermäßigen Volumens der Aussparung, wenn das Erhitzen und Pressen stattfindet; dementsprechend kann das Design, welches auf die Kernplatte an der Rückseite des IC-Moduls aufgedruckt ist, lokal verschoben werden, was zu einer lokalen Deformation des Kartendesigns führt.
Wenn andererseits das Volumen oder die Tiefe der Aussparung, die im Kartenkörper gebildet ist, kleiner ist als die Volumina, die von dem IC-Modul und dem Klebstoff eingenommen werden, so steht der IC-Modul über die Oberfläche der Karte vor bzw. die Dicke eines Kartenteiles beim IC-Modul wird größer als die Dicke der übrigen Teile, wie es schematisch in Fig. 4B angedeutet ist. Dementsprechend wird dieser Bereich der Karte während des Erhitzens und Pressens lokal mit einem höheren Druck gepreßt, die Kernplatte an der Rückseite des IC-Moduls wird lokal nach außen gedrückt, und das Muster oder Design, welches auf die Kernplatte an der Rückseite des IC-Moduls gedruckt ist, wird lokal deformiert, was ein minderwertiges Aussehen ergibt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, IC-Karten und Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, so daß es möglich ist, IC-Karten mit einem einwandfreien Aussehen und einer sehr zuverlässigen Verbindungskonstruktion zu erhalten.
Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von IC-Karten angegeben, in denen ein IC-Modul eingebettet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Herstellen von mindestens einer ersten Harzplatte mit einem Durchgangsloch in einer Position, in der der IC-Modul einge­ bettet wird, und mindestens einer zweiten Harzplatte, die kein Loch an der Position hat, die dem Durchgangsloch entspricht; Übereinanderanordnen der ersten und zweiten Platten; Anordnen einer Klebstoffschicht oder Klebstofflage, die eine größere Fläche als das Durchgangsloch hat, zwischen der ersten Harz­ platte mit dem Durchgangsloch und der zweiten Harzplatte ohne Durchgangsloch in einer Position, die dem Durchgangsloch entspricht, so daß die Mitte der Klebstoffschicht oder -lage mit der des Durchgangsloches zusammenfällt; Einsetzen des IC-Moduls in das Durchgangsloch der ersten Harzplatte, die übereinander angeordnet sind; anschließendes Erhitzen und Pressen des IC-Moduls und sämtlicher Platten bzw. Lagen zur Bildung einer integralen Struktur.
Gemäß der Erfindung wird bei dem Prozeß der Verbindung von IC-Modul mit dem Kartenkörper eine Klebstoffschicht oder -lage mit einer größeren Fläche als der des Durchgangsloches zwischen der Platte, in der das Durchgangsloch vorhanden ist, und der anderen Platte ohne Durchgangsloch in einer Position angeordnet, die dem Durchgangsloch entspricht. Wenn das Volumen des Durchgangsloches größer ist als das des IC-Moduls, so schmilzt die Lage oder Schicht aus Klebstoff und fließt in das Durchgangsloch in dem Kartenkörper, wenn er erhitzt und gepreßt wird. Wenn andererseits das Volumen des Durchgangs­ loches kleiner ist, fließt der Klebstoff über eine breite, ausgedehnte Fläche zwischen der Platte, in der ein Durchgangs­ loch vorhanden ist, und der anderen Platte ohne Durchgangs­ loch an der Position des Durchgangsloches. Die Differenz zwischen den Volumina des Durchgangsloches im Kartenkörper und des IC-Moduls wird somit aufgefangen und absorbiert, so daß jegliche lokale Verformung des Plattenteiles an der Rückseite des IC-Moduls verhindert werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Draufsicht einer herkömmlichen IC-Karte üblicher Bauform;
Fig. 2 einen Querschnitt des Aufbaus der herkömmlichen IC-Karte gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt eines anderen Beispiels einer Bauform einer herkömmlichen IC-Karte;
Fig. 4A einen Querschnitt durch eine mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellte IC-Karte, bei der das Volumen der Aussparung zu groß ist;
Fig. 4B einen Querschnitt durch eine mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellte IC-Karte, bei der das Volumen der Aussparung unzureichend ist;
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Aufbau einer IC-Karte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung der IC-Karte gemäß Fig. 5;
Fig. 7 eine Explosionsdarstellung im Schnitt zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von IC-Karten;
Fig. 8A einen Querschnitt zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, bei dem das Volumen eines Durchgangsloches zu groß ist und in
Fig. 8B einen Querschnitt zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, wo das Volumen des Durchgangsloches unzu­ reichend ist.
Zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird zunächst auf Fig. 5 Bezug genommen, die im Schnitt den Aufbau einer IC-Karte zeigt, die gemäß der Erfindung hergestellt worden ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, hat der Kartenkörper 1 b der IC-Karte eine mehrschichtige Struktur, die aus harten Polyvinylchloridplatten aufgebaut ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind dabei sechs Lagen oder Schichten vorgesehen, bestehend aus zwei transparenten Oberflächenschutzbelägen 3 und 5 sowie vier opaken Kernlagen oder Kernschichten 4 a bis 4 d.
Wie auch aus Fig. 6 ersichtlich, die eine perspektivische Explosionsdarstellung zeigt, ist der Aufbau gemäß Fig. 5 mit einer Schicht, Platte oder Lage 6 aus Klebstoff sowie Durchgangslöchern 7 versehen, die in den Platten 3 sowie 4 a bis 4 c ausgebildet sind und die unter Bildung einer Aussparung 40 kombiniert sind, in welche ein IC-Modul 2 eingepaßt ist.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der IC-Karte gemäß der Erfindung näher beschrieben. Die Durchgangslöcher 7, in welche der IC-Modul 2 eingepaßt wird, sind in der Platte 3, die der ersten Schicht entspricht, und in den Platten 4 a bis 4 c ausgebildet, die den zweiten bis vierten Lagen oder Schichten entsprechen, und zwar in einer Position, in der der IC-Modul 2 in die IC-Karte eingesetzt wird.
Die Lagen oder Platten 3 sowie 4 a bis 4 c, in welchen die Durchgangslöcher 7 ausgebildet sind, die Klebstofflage 6 mit einer größeren Fläche als die Durchgangslöcher 7, die Lagen oder Platten 4 d oder 5, die keine Löcher in der den Durchgangslöchern 7 entsprechenden Position haben und die den fünften und sechsten Schichten bzw. Lagen entsprechen, werden nacheinander in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet, wie es Fig. 7 zeigt.
Die Klebstofflage 6 ist eine Platte aus Polyester-Heißkleber oder Hotmelt, der eine Dicke von 30 µm hat und über den gesamten Umfang um 5 mm größer ist als die Durchgangslöcher 7; die Klebstofflage 6 wird zwischen der Platte 4 c, welche die vierte und damit die unterste Lage mit Durchgangsloch bildet, und der Platte 4 d angeordnet, welche die fünfte Lage und damit die untere Lage ohne Durchgangsloch bildet, und zwar in der Weise, daß das Zentrum der Klebstofflage 6 mit dem Zentrum der Durchgangslöcher 7 übereinstimmt. Der IC-Modul 2 wird in die Durchgangslöcher 7 der übereinander angeordneten Platten in der Weise eingepaßt, daß die äußeren Anschlüsse des IC- Moduls 2 mit einer Außenfläche der Karte zusammenpassen. Die auf diese Weise zusammengebauten Elemente werden integral zu einer Einheit geformt, und zwar durch Erhitzen und Pressen bei einer Temperatur von 130°C für eine Dauer von 5 Minuten.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Differenz zwischen den Volumina der Aussparung 40 des Kartenkörpers 1 b und des IC-Moduls 2 durch die Klebstoffschicht 6 absorbiert, die eine größere Fläche als die Durchgangslöcher 7 hat, wie es in den Fig. 8A und 8B dargestellt ist; dadurch wird die Möglichkeit der lokalen Verformung der Kernplatte an der Rückseite des IC-Moduls eliminiert.
Wenn, wie in Fig. 8A dargestellt, das Volumen oder die Dicke des IC-Moduls 2 kleiner ist als die entsprechenden Werte der Aussparung 40, die von den Durchgangslöchern 7 gebildet wird, so fließt das Material der Klebstofflage 6 - durch Erhitzen und Pressen - in den Bereich auf dem Plattenteil, mit dem der IC-Modul 2 verbunden wird, also unter den IC-Modul. Wenn, wie in Fig. 8B dargestellt, das Volumen oder die Dicke des IC-Moduls 2 größer sind als die entsprechenden Werte der Aussparung 40, so fließt das Material der Kleb­ stoffschicht 6 über einen ausgedehnten Bereich zwischen den Kernlagen 4 c und 4 d, also der untersten Lage mit Durchgangs­ loch und der anschließenden Lage ohne Durchgangsloch.
Bei einem herkömmlichen Verfahren ist die Klebstofflage ebenso groß wie die Bodenfläche des IC-Moduls und ist außerdem in den Spalt zwischen dem IC-Modul und dem Karten­ körper eingesetzt; dabei ist es nicht möglich, festzustellen, ob die Klebstoffschicht vollständig eingepaßt worden ist oder nicht. Im Gegensatz dazu wird bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung eine Klebstoffschicht oder Klebstofflage mit einer größeren Fläche als der des Durchgangsloches verwendet, die Materiallagen werden übereinander angeordnet, nachdem die Klebstoffschicht vorübergehend an einer der Lagen an der Unterseite des Durchgangsloches angebracht worden ist, und danach wird der IC-Modul montiert. Somit ist es möglich, den IC-Modul danach zu montieren, um zu sehen, ob die Klebstoffschicht gebogen oder geknittert bzw. gefaltet worden ist. Somit kann die Durchführbarkeit dieses Verfahrens erleichtert werden, und der IC-Modul kann in wirksamer Weise mit dem Kartenkörper verbunden werden.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird eine wärmeempfind­ liche Klebstofflage verwendet, jedoch kann jede andere Art von Klebstoffschicht oder Klebstofflage eingesetzt werden, solange sie die Eigenschaften besitzt, daß sie sich während des Erhitzens und Pressens leicht verformen läßt. Eine Duroplast- oder thermohärtende Klebstoffschicht in einem halbausgehärteten Zustand kann selbstverständlich auch verwendet werden.
Wenn bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Karten­ körper (abgesehen von der Klebstoffschicht) aus sechs Lagen besteht, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsform beschränkt; vielmehr kann jede andere Art des Aufbaus verwendet werden, solange sie aus mehr als zwei Lagen oder Schichten besteht, die aus einer Lage mit Durch­ gangsloch und einer Lage ohne Durchgangsloch besteht, wobei letztere darunter angeordnet ist, um den Boden des IC-Moduls zu tragen. Dementsprechend kann der Oberflächenschutzbelag auf einer oder beiden Oberflächen des Kartenkörpers in der gewünschten Weise aufgebracht werden.
Gemäß der Erfindung wird somit ein Verfahren angegeben, bei dem der Kartenkörper aus einem oder mehreren Kernlagen mit jeweils einem Durchgangsloch, in die der IC-Modul einge­ paßt wird, und einer anderen Kernlage hergestellt wird, die darunter angeordnet und zur Abstützung des Bodens des IC-Moduls verwendet wird. Dabei wird eine Klebstoffschicht mit einer größeren Fläche als der des Durchgangsloches zwischen der Kernlage mit dem Durchgangsloch und der anderen Kernlage, welche den Boden des IC-Moduls trägt, in der Weise angeordnet, daß das Zentrum der Klebstoffschicht mit dem Zentrum des Durchgangsloches übereinstimmt, so daß der IC-Modul mit dem Kartenkörper verbunden wird. Mit einem derartigen Verfahren können sämtliche lokalen Verformungen der Plattenelemente der Karte verhindert werden, die sonst aufgrund einer Differenz zwischen dem Volumen des IC-Moduls und dem Volumen einer Aussparung auftreten könnten, in welche der IC-Modul eingepaßt wird. Somit kann jede Verformung des äußeren Designs oder Musters verhindert werden. Mit diesem Verfahren kann die Verarbeitbarkeit und Zuverlässigkeit der so herge­ stellten IC-Karte wesentlich verbessert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung einer IC-Karte, in die ein IC-Modul eingebettet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • - Herstellen von mindestens einer ersten Harzplatte mit einem Durchgangsloch in einer Position, in der der IC-Modul eingebettet wird, und von mindestens einer zweiten Harzplatte ohne Loch in einer Position, die dem Durchgangsloch entspricht;
  • - Übereinanderanordnen der ersten und zweiten Harzplatten in Form eines Stapels;
  • - Anordnen einer Klebstoffschicht mit einer größeren Fläche als der des Durchgangsloches zwischen der ersten Harzplatte mit Durchgangsloch und der zweiten Harzplatte ohne Loch in einer Position, die dem Durchgangsloch entspricht, so daß das Zentrum der Klebstoffschicht mit dem des Durch­ gangsloches zusammenfällt;
  • - Einpassen des IC-Moduls in das Durchgangsloch der ersten Harzplatte und
  • - Erhitzen und Pressen des IC-Moduls und sämtlicher Platten bzw. Lagen zur Bildung einer integralen Struktur.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoffschicht eine wärmeempfindliche Klebstofflage verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoffschicht eine thermohärtende Klebstofflage in einem halbgehärteten Zustand verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartenkörper aus mindestens drei ersten Harzplatten hergestellt wird, die zumindest einen Oberflächenschutz­ belag aufweisen, der zur Bildung einer Außenschicht vorgesehen ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt, bei dem die Harzplatten übereinander angeordnet werden, ein Design oder Muster auf der äußeren Fläche von einer der Harzplatten aufgedruckt wird, die dem Oberflächenschutzbelag benachbart vorgesehen wird.
6. IC-Karte, bestehend aus einem Kartenkörper (1 b) und einem IC-Modul (2), der in den Kartenkörper (1 b) eingebettet ist, gekennzeichnet durch
  • - mindestens eine erste Harzplatte (4 a, 4 b, 4 c) mit einem Durchgangsloch (7) in einer Position, in der der IC-Modul (2) einzupassen ist, und mindestens eine zweite Harzplatte (4 d) ohne Loch in einer Position, die dem Durchgangsloch (7) entspricht;
  • - stapelförmige Anordnung der ersten und zweiten Harzplatten (4 a-4 d) übereinander mit ausgefluchteten Durchgangslöchern (7);
  • - Anordnung einer Klebstofflage (6) zwischen der untersten ersten Harzplatte (4 c) mit Durchgangsloch (7) und der darunterliegenden zweiten Harzplatte (4 d) ohne Loch in einer Position, in der die Zentren des Durchgangsloches und der Klebstofflage ausgefluchtet sind;
  • - einen in das Durchgangsloch dieser Anordnung eingesetzten und auf der Klebstofflage aufliegenden IC-Modul, wobei sämtliche Komponenten durch Erhitzen und Pressen zu einer integralen Struktur verbunden sind.
7. IC-Karte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegende Harzplatte mit einem Oberflächenschutz­ belag (3, 5) beschichtet ist.
8. IC-Karte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Oberflächenschutzbelag (3, 5) befindlichen Platten mit einem aufgedruckten Muster versehen sind.
9. IC-Karte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstofflage (6) zwischen dem IC-Modul (2) bzw. der untersten ersten Harzplatte (4 c) mit Durchgangsloch und der darunterliegenden zweiten Harzplatte (4 d) ohne Loch aus einem wärmeempfindlichen Kunststoff oder einem wärme­ härtbaren Kunststoff besteht.
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