DE69414331T2

DE69414331T2 - Verfahren zur herstellung einer karte, die mindestens einen elektronischen baustein enthält

Info

Publication number: DE69414331T2
Application number: DE69414331T
Authority: DE
Inventors: Francois La Chaux-De-Fonds Droz
Original assignee: Individual
Current assignee: Nagrald Sa La Chaux-De-Fonds Ch
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2014-03-15
Also published as: ES2126098T3; ATE173105T1; CH688696A5; EP0641469A1; AU6153594A; FR2703490B1; DE69414331D1; DK0641469T3; EP0641469B1; HK1012746A1; WO1994022111A1; FR2703490A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Karte mit wenigstens einem elektronischen Element. Siehe auch die Anmeldung WO-A-94/22110 desselben Anmeldedatums.
Die durch das Verfahren gemäss der Erfindung erhaltene Karte kann beispielsweise als Bankkarte, als Zugangsberechtigung für einen abgesperrten Bereich oder auch in Verbindung mit einem Warenverteiler benutzt werden. Eine solche Karte kann auch als Identifikations- oder Kontrollmittel verwendet werden.
Unter Karte versteht man jegliches Objekt mit einer merklich ebenen Struktur, das eine Hauptebene definiert und irgendeinen Umriss in dieser Hauptebene aufweist.
Dem Fachmann ist eine Karte mit elektronischen Elementen bekannt, die von einer Schale mit für die Aufnahme dieser elektronischen Elemente bestimmten Ausnehmungen und von einer die Ausnehmungen verschliessenden äusseren Schutzschicht gebildet ist.
Es ist ebenfalls eine Karte mit einer symmetrischen Struktur bekannt, die von zwei merklich ähnlichen Schalen gebildet ist, wobei jede dieser beiden Schalen eine strukturierte Oberfläche aufweist, die zur Bildung von Ausnehmungen dient, die dazu bestimmt sind, elektronische Elemente aufzunehmen, wenn die beiden Schalen gefügt werden.
Das Verfahren zur Herstellung dieser fetzten Karte ist im allgemeinen das folgende:
- erstens wird jede Schale mit Hilfe einer Spritztechnik hergestellt, zum Beispiel durch Heissformen.
- zweitens werden die elektronischen Elemente in einer der beiden Schalen angeordnet, und die andere Schale wird dann auf die erste gesetzt, wobei das Ganze durch eine Heissfügetechnik gefügt wird.
Das oben beschriebene Kartenherstellungsverfahren weist mehrere Nachteile auf.
Insbesondere füllen die elektronischen Elemente, nach der Heissfügung der beiden Schalen, die Ausnehmungen nur teilweise aus. Dies führt mit sich, dass die Karte an den Stellen, wo sich die Ausnehmungen befinden, zerbrechliche Zonen aufweist, insbesondere wenn die in die Karte eingebauten elektronischen Elemente relativ grosse Abmessungen aufweisen. Wenn eine Spule mit einem Durchmesser in der Grössenordnung der Karte vorgesehen ist, erzeugt ein solches Herstellungsverfahren somit auf den Aussenseiten der Karte deformierte Zonen (ausgebeult oder eingefallen), was sich natürlich ungünstig auf die Flachheit der Karte und auf die Aufdrucke, die auf den Aussenflächen dieser Karte vorgesehen sein können, auswirkt.
Aus dem Dokument EP 0 350 179 kennt man desweitern ein Kartenherstellungsverfahren, das darin besteht, in einer Form zwei Aussenschichten und eine elektronische Baugruppe anzuordnen, und dann ein Füllmaterial in flüssiger Form in diese Form einzuspritzen. Einmal erhärtet, bildet dieses Füllmaterial eine Zwischenschicht zwischen den beiden Aussenschichten.
Um die Herstellungsgeschwindigkeit zu steigern, sind zwei Ketten vorgesehen, von denen jede mehrere Halbformen umfasst, die miteinander verbunden sind. Diese beiden Ketten können eine Vertikalbewegung ausführen und mit zwei entsprechenden Halbformen, die je zu einer Kette gehören, eine Form bilden, die mindestens auf der oberen Partie der Form eine Öffnung für das Auffüllen dieser Form aufweist. Oberhalb der Stelle, wo die beiden entsprechenden Halbformen gefügt werden, um eine Form zu bilden, ist eine Düse vorgesehen, die ermöglicht, das Füllmaterial in flüssiger Form in die neu gebildete Form einzuspritzen.
Das vorstehend beschriebene Kartenherstellungsverfahren ist kompliziert. Darüber hinaus benötigt dieses Herstellungsverfahren für grosse Fertigungsdurchsätze viel Material, was es kostspielig werden lässt.
Es ist desweitern festzuhalten, dass im hier betrachteten Dokument das Einbringen der elektronischen Baugruppe und ihre Positionierung beim Einspritzen des Füllmaterials überhaupt nicht beschrieben werden, obwohl diese Verfahrensschritte nicht offensichtlich sind. Es verhält sich gleich für das Zuführen der Aussenschichten in die Halbformen.
Die durch das zuvor beschriebene Herstellungsverfahren erhaltene Karte, wie sie im Dokument EP 0 350 179 beschrieben ist, wird im wesentlichen von drei Schichten gebildet, nämlich von einer Zwischenschicht und von zwei Aussenschichten. Innerhalb der Zwischenschicht ist eine elektronische Baugruppe vorgesehen, die von elektronischen Elementen, einer auf einem eigenen Support angeordneten Spule und einem Verbindungssupport gebildet ist, wobei dieser Verbindungssupport dazu dient, die elektronischen Elemente und die Spule elektrisch und starr miteinander zu verbinden.
Ein Nachteil dieser Karte rührt daher, dass der Verbindungssupport und der zur Spule gehörende Support die Dicke der Karte vergrössern. Somit ist es schwierig, eine dünne Karte zu erhalten, die eine Dicke von 0.76 mm aufweist, welche durch die ISO-Norm vorgeschrieben ist und häufig für die Bankkarten benutzt wird.
Ferner erkennt man, dass das für diese Karte vorgeschlagene Herstellungsverfahren keine Trennung zwischen dem Verbindungssupport und der benachbarten Aussenschicht durch eine Füllmaterialschicht sicherstellt, was sich ungünstig auf ein gutes Anhaften dieser Aussenschicht an der Zwischenschicht auswirkt. Ferner gewährleistet dieses Herstellungsverfahren keine gute Positionierung der elektronischen Baugruppe innerhalb der Zwischenschicht.
Das Dokument EP-A-0 197 847 macht noch ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte mit äusseren elektrischen Kontaktflächen bekannt, das folgende Schritte umfasst:
- Aufbringen einer Struktur, die das Hauptstück der Karte bildet und aus einem schmelzbaren Material gebildet ist, auf eine Arbeitsfläche, wobei diese Struktur eine sich zu ihrer oberen Hauptfläche hin öffnende Ausnehmung aufweist, die eine Aufnahme mit einer peripheren Schulter definiert, welche ein Relief aufweist, dessen Vertiefungen miteinander in Verbindung stehen;
- Aufbringen mindestens eines elektronischen Elementes, das auf einer Seite eines Substrats befestigt ist, dessen gegenüberliegende Seite die äusseren elektrischen Kontaktflächen trägt, wobei dieses Substrat auf das Relief gesetzt wird und das elektronische Element in der Aufnahme angeordnet wird;
- Zuführen von Energie, die zum Erweichen des Reliefs dient;
- Anwenden eines Druckes auf das Substrat, bis die Kontaktflächen merklich in der Ebene der oberen Hauptfläche der Struktur sind;
- Einführen eines Leims durch die miteinander in Verbindung stehenden Vertiefungen des Reliefs in die Aufnahme, um die Fügung des Supports und des elektronischen Elements mit der Struktur zu beenden.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beheben, indem sie ein Verfahren zur Herstellung einer Karte vorschlägt, das ermöglicht, Karten in grosser Menge bei geringen Kosten zu produzieren und ausgefüllte Karten ohne äusseren Kontakt zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Verfahren, bei dem eine erste Ausführungsart eine erste Gruppe von Schritten mit den folgenden Schritten umfasst:
B) Aufbringen wenigstens eines elektronischen Elements auf eine Arbeitsfläche;
C) Aufbringen einer Struktur, die porös ist oder ein Relief umfasst, dessen Vertiefungen miteinander in Verbindung stehen, auf die Arbeitsfläche, wobei diese Struktur aus einem schmelzbaren Material gebildet ist und einen Positionierbereich definiert, und Anordnung dieser Struktur derart, dass das elektronische Element im Inneren des Positionierbereichs angeordnet ist; wobei diese erste Gruppe von Schritten von einer zweiten Gruppe von Schritten gefolgt ist, die folgende Schritte umfasst:
F) Zuführen von Energie, die dazu dient, wenigstens teilweise die Struktur zu schmelzen;
G) Anwenden eines Drucks auf die Struktur in Richtung der Arbeitsfläche derart, dass das schmelzbare Material dieser Struktur eine Masse bildet, in der das elektronische Element eingebettet ist;
wobei diese zweite Gruppe von Schritten durch einen Schritt des Verfestigens der Masse gefolgt ist.
Es ist festzuhalten, dass man unter poröser Struktur eine Struktur mit offenen Poren versteht, d. h. Poren, die miteinander in Verbindung stehen.
Aus den zuvor erwähnten Merkmalen resultiert ein Verfahren, das einfache Schritte umfasst und ermöglicht, gleichzeitig und billig eine grosse Anzahl von Karten herzustellen. Ferner gewährleistet die erste Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung eine bestimmte Positionierung des elektronischen Elements im Inneren der hergestellten Karte und ermöglicht während dem Schritt G ein Evakuieren der Restluft.
Dank diesen Vorteilen ist es möglich, eine Struktur auf die Arbeitsfläche aufzubringen, deren Abmessungen, wenn sie auf diese Arbeitsfläche projiziert werden, einer Gruppe von mehreren Karten entsprechen. In diesem Fall ist eine Anzahl von Positionierbereichen vorgesehen, die der Anzahl von gleichzeitig hergestellten Karten entspricht, und wenigstens ein elektronisches Element wird in jedem dieser Positionierbereiche angeordnet. Die Schritte F und G werden dann für die Gesamtheit der hergestellten Karten gleichzeitig ausgeführt, und nach Verfestigung ist ein Schritt des Austrennens jeder Karte vorgesehen. Dieser Schritt des Austrennens wird derart ausgeführt, dass der Austrennumriss jeder Karte nie den Positionierbereich dieser Karte durchquert.
Die zuvor beschriebenen Vorteile rühren ebenfalls von einer anderen Ausführungsart des Verfahrens zur Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung her. Gemäss dieser Ausführungsart umfasst das Verfahren gemäss der Erfindung eine erste Gruppe von Schritten, die folgende Schritte umfasst:
B) Aufbringen wenigstens eines elektronischen Elements auf eine Arbeitsfläche;
C) Aufbringen einer kompressiblen und aus einem schmelzbaren Material gebildeten Struktur auf die Arbeitsfläche derart, dass das elektronische Element in überlagerter Position mit dieser Struktur und benachbart zu dieser letzteren angeordnet ist;
wobei diese erste Gruppe von Schritten von einer zweiten Gruppe von Schritten gefolgt ist, die folgende Schritte umfasst:
E) Anwenden eines Drucks auf das elektronische Element derart, dass dieses letztere wenigstens teilweise in die Struktur eindringt;
F) Zuführen von Energie, die dazu dient, die Struktur wenigstens teilweise zu schmelzen;
G) Anwenden eines Drucks auf die Struktur in Richtung der Arbeitsfläche derart, dass das schmelzbare Material dieser Struktur eine Masse bildet, in der das elektronische Element eingebettet ist;
wobei diese zweite Gruppe von Schritten von einem Schritt des Verfestigens der Masse gefolgt ist.
Unter kompressibler Struktur versteht man eine Struktur, die einen genügend schwachen Widerstand gegen die Kompression aufweist, um das elektronische Element oder andere in der Karte vorgesehene Elemente während den zuvor erwähnten Schritten E und G nicht zu beschädigen.
Gemäss einer Variante der einen oder anderen der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsarten ist vorgesehen, ferner wenigstens eine Aussenschicht auf der Arbeitsfläche aufzubringen. Wenn zwei Aussenschichten vorgesehen sind, werden diese letzteren beiderseits der Struktur angeordnet. Die Schritte F und G dienen ebenfalls dazu, diese beiden Aussenschichten an der durch die geschmolzene Struktur gebildeten Masse anhaften zu lassen, wenn diese Masse verfestigt ist.
Es ist festzuhalten, dass die Arbeitsfläche, wenn keine Aussenschicht vorgesehen ist, für das geschmolzene schmelzbare Material der Struktur nicht anhaftend ist.
Gemäss einem besonderen Merkmal der ersten zuvor beschriebenen Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung wird der Positionierbereich durch eine in der Struktur vorgesehene Hauptöffnung definiert. Diese Hauptöffnung ist vorzugsweise durchgehend, was ermöglicht, diese Hauptöffnung durch ein einfaches Ausstanzen der Struktur zu erhalten.
Gemäss einer bevorzugten Variante der ersten Ausführungsart ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur, einmal aufgebracht, in einer Ebene merklich parallel zu der Arbeitsfläche ein Relief besitzt, dessen Extrempunkte merklich eine Ebene parallel zur Arbeitsfläche definieren. Insbesondere ist das Relief aus einer Gesamtheit von Pyramiden zusammengesetzt.
Aus diesem besonderen Merkmal resultieren wenigstens drei Vorteile. Erstens stellt die Struktur beim Schmelzen und Füllen des Positionierbereichs, in dem das elektronische Element angeordnet ist, sicher, dass die Luft, die sich anfänglich in diesem Positionierbereich befindet, leicht seitlich evakuiert werden kann.
Zweitens definiert die Struktur, wenn vor den Schritten F und G eine Aussenschicht aufgebracht wird, eine Halterungsebene dieser Aussenschicht, die merklich parallel zu der durch die Arbeitsfläche definierten Ebene ist.
Man bemerkt, dass, wenn die Energiezufuhr und die Anwendung des Drucks während den Schritten F und G des Verfahrens homogen sind, die auf der Struktur angeordnete Aussenschicht sich in Richtung der Arbeitsfläche senkt, wobei sie merklich parallel zu dieser letzteren bleibt. Somit verhindert die Struktur ein Zusammenziehen oder Wellen der oberen Aussenstruktur und gegebenenfalls der unteren Aussenstruktur. Ferner verhindert sie, dass die obere Aussenschicht eine das elektrische Element einschliessende Glocke bildet, was sich ungünstig auf die Flachheit der erhaltenen Karte und auf ihre Zuverlässigkeit auswirken würde.
Drittens gewährleistet die Struktur während dem ganzen Herstellungsverfahren die Positionierung des elektronischen Elements und somit eine bestimmte Position dieses elektronischen Elements und irgendeines anderen Elements, das in der durch das Verfahren gemäss der Erfindung erhaltenen Karte vorgesehen ist, so dass die Struktur schliesslich in eine ausgefüllte Masse umgewandelt wird, in der die verschiedenen vorgesehenen Elemente eingebettet sind.
Dieselben Vorteile werden durch eine Struktur erhalten, die bienenwabenförmig ist oder von einem Material, das wie ein Schaum expandiert ist, gebildet ist.
Schliesslich umfasst das Verfahren der Erfindung gemäss einer dritten Ausführungsart eine erste Gruppe von Schritten, die die folgenden Schritte umfasst:
B) Aufbringen wenigstens eines elektronischen Elements auf eine Arbeitsfläche;
C) Aufbringen von zwei Schichten auf die Arbeitsfläche, die jeweils aus einem kompressiblen und duroplastischen Material bestehen, derart, dass das elektronische Element zwischen diesen beiden Schichten eingeordnet ist; wobei diese erste Gruppe von Schritten von einer zweiten Gruppe von Schritten gefolgt ist, die folgende Schritte umfasst:
E) Anwenden eines Drucks auf die beiden Schichten derart, dass das elektronische Element in diese beiden Schichten eindringt;
H) Zuführen von Energie, die dazu dient, das kompressible und duroplastische Material der beiden Schichten zu härten, um eine feste, das elektronische Element enthaltende Masse zu bilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls mittels der nachfolgenden Beschreibung beschrieben, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wird, die als nicht einschränkende Beispiele gegeben sind und in denen:
- die Fig. 1 und 2 schematisch eine erste und eine zweite Variante einer ersten Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung darstellen;
- die Fig. 3 und 4 schematisch eine erste und eine zweite Variante einer zweiten Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung darstellen;
- die Fig. 5, 6 und 7 jeweils im Schnitt eine erste, eine zweite bzw. eine dritte Karte darstellen, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung erhalten werden;
- Fig. 8 schematisch eine dritte Ausführungsart des Verfahrens zum Herstellen einer Karte gemäss der Erfindung darstellt.
Es ist festzuhalten, dass die verschiedenen sich einschaltenden Elemente in den verschiedenen auf den Fig. 1, 2, 3, 4 und 8 dargestellten Ausführungsarten des Verfahrens zur Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung schematisch im Schnitt dargestellt sind. In jeder dieser Figuren entspricht die gewählte Schnittebene einer Ebene, die senkrecht zur Hauptebene der Karte steht, die durch das Verfahren gemäss der Erfindung erhalten wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 5, 6 und 7 wird nachstehend eine erste Ausführungsart des Verfahrens zur Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung sowie verschiedene Varianten von durch diese erste Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung erhaltenen Karten beschrieben.
Auf Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsart des Verfahrens zur Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung dargestellt. Gemäss dieser ersten Ausführungsart ist vorgesehen, einen Support 6 auf eine eine Ebene 4 definierende Arbeitsfläche 2 aufzubringen. Dieser Support 6 wird von einer eine erste Aussenschicht definierenden Basis 8 und von einer Struktur 10 gebildet, die aus einem schmelzbaren Material besteht und einen Positionierbereich 12 definiert. Es werden dann ein elektronisches Element 14 und eine direkt mit diesem elektronischen Element 14 verbundene Spule 16 aufgebracht und im Positionierbereich 12 angeordnet. Dann wird eine Aussenschicht 18 aufgebracht und auf der Struktur 10 angeordnet.
Die Struktur 10 wird von einer Gesamtheit von Pyramiden 20 gebildet, deren Spitzen 22 merklich eine Ebene 24 definieren, die parallel zur Ebene 4 ist. Diese Gesamtheit von Pyramiden 20 bildet ein Relief, dessen Vertiefungen miteinander in Verbindung stehen. Der Positionierbereich 12 liegt zwischen der Ebene 26, die durch die obere Oberfläche 28 der Basis 8 definiert ist, und der Ebene 24.
Der Positionierbereich 12, in dem das elektronische Element 14 und die Spule 16 plaziert sind, ist derart angeordnet, dass dieses elektronische Element 14 und diese Spule 16 im Positionierbereich 12 eingeschlossen sind, wenn die Aussenschicht 18 auf die Struktur 10 aufgebracht worden ist. Deshalb befinden sich das elektronische Element 14 und die Spule 16 im Inneren der Struktur 10. Es ist hier festzuhalten, dass die Basis 8 und die Struktur 10 einen einstückigen Support 6 bilden. Es ist jedoch möglich vorzusehen, dass das die Struktur 10 bildende schmelzbare Material verschieden vom die Basis 8 bildenden Material ist.
Nach dem Aufbringen der Aussenschicht 18 ist das Aufbringen einer Presse (durch zwei Pfeile schematisiert) vorgesehen, die dazu dient, die Aussenschicht 18 in anliegender Lage gegen die Spitzen 22 der die Struktur 10 bildenden Pyramiden 20 zu halten.
Dann ist eine Energiezufuhr vorgesehen, die dazu dient, die Struktur 10 wenigstens teilweise zu schmelzen. Gleichzeitig wird ein Druck auf die Aussenschicht 18 und folglich auf die Struktur 10 angewendet. Wenn die Pyramiden 20 unter der Energiezufuhr progressiv schmelzen, senkt sich somit die Aussenschicht 18 progressiv in Richtung der Basis 8. Es ist hier festzuhalten, dass die Senkung der Aussenschicht 18 in Richtung der Basis 8 dank der vorgesehenen Struktur 10 derart stattfindet, dass die Aussenschicht 18 während dieser Senkung ständig merklich parallel zu der durch die Basis 8 definierten Ebene 26 bleibt.
Deshalb kann das Ausbreiten des geschmolzenen schmelzbaren Materials in der Ebene 26 homogen stattfinden. Ferner kann die sich im Zwischenbereich zwischen der Aussenschicht 18 und der Basis 8 befindliche Luft während der ganzen Senkung der Schicht 18 in Richtung der Basis 8 seitlich evakuiert werden.
Es ist ebenfalls zu bemerken, dass das Anwenden eines Drucks auf die Aussenschicht 18 zusammen mit der vorgesehenen Struktur 10 ermöglicht zu verhindern, dass sich die Aussenschicht 18 unter der Wärmeeinwirkung zusammenzieht oder dass sie wellt, was sehr vorteilhaft für das Erhalten einer ebenen Karte ist, die weder Oberflächenunregelmässigkeiten noch eine Krümmung aufweist.
Somit stellt die Struktur 10 in dieser ersten Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung wenigstens drei wesentliche Funktionen sicher. Die erste Funktion ist, die Aussenschicht 18 während dem ganzen Schritt der Energiezufuhr, die dazu dient, die Struktur 10 wenigstens teilweise zu schmelzen, in einer Ebene merklich parallel zu der durch die Basis 8 definierten Ebene 26 zu halten.
Die zweite Funktion der Struktur 10 besteht darin, im Laufe des ganzen Schrittes, während dem die Aussenschicht 18 unter Einwirkung der Druckanwendung in Richtung der Basis 8 gesenkt wird, das seitliche Evakuieren der sich im Zwischenbereich zwischen der Basis 10 und der Aussenschicht 18 befindlichen Luft zu ermöglichen.
Die dritte Funktion der Struktur 10 besteht darin, während dem ganzen Verfahren für die Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung die Positionierung des elektronischen Elements 14 und der Spule 16 sicherzustellen.
Sobald das schmelzbare Material der Struktur 10, das wenigstens teilweise geschmolzen ist, den ganzen Raum ausfüllt, der zwischen der Basis 8 und der Aussenschicht 18 nicht vom elektronischen Element 14 und der Spule 16 eingenommen wird, sind dieses elektronische Element 14 und diese Spule 16 vollständig im geschmolzenen schmelzbaren Material der Struktur 10 eingebettet, welche dann eine das elektronische Element 14 und die Spule 10 enthaltende kompakte Masse bildet. Somit bildet die anfänglich aus Pyramiden 20 bestehende Struktur 10 nach den Schritten der Energiezufuhr und des Anwendens eines Druckes auf die Aussenschicht 18 eine Masse, die eine Zwischenschicht zwischen der Basis 8 und der Aussenschicht 18 bildet.
Schliesslich ist ein Schritt des Verfestigens dieser Masse vorgesehen, und die zur Anwendung eines Druckes dienende Presse wird entfernt.
Das schmelzbare Material, das die Struktur 10 bildet, kann beispielsweise ein Harz oder ein Plastikmaterial sein, wobei diese Beispiele keineswegs einschränkend sind.
Was die die Basis 8 und die Aussenschicht 18 bildenden Materialien anbelangt, so ist es möglich, wenigstens drei verschiedene Fälle in Verbindung mit dem die anfänglich aufgebrachte Struktur 10 bildenden schmelzbaren Material zu berücksichtigen.
In einem ersten Fall sind das die Basis 8 bildende Material und das die Aussenschicht 18 bildende Material merklich identisch mit dem schmelzbaren Material der Struktur 10. In diesem Fall ist die durch diese erste Ausführungsart gemäss der Erfindung erhaltene Karte schematisch auf Fig. 5 dargestellt. Auf dieser Fig. 5 wird die von einer homogenen Masse 32 gebildete Karte 30 von einem verfestigten Harz oder einem Plastikmaterial gebildet, wobei diese Masse 32 das elektronische Element 14 und die Spule 16 einschliesst.
In einem zweiten Fall ist das die Basis 8 bildende Material merklich identisch mit dem die Struktur 10 bildenden schmelzbaren Material, während die Aussenschicht 18 von einem anderen Material gebildet wird, das eine höhere Schmelztemperatur als das schmelzbare Material der Struktur 10 aufweist. In diesem Fall ist die durch die erste Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung erhaltene Karte schematisch auf Fig. 7 dargestellt.
Auf dieser Fig. 7 ist eine Karte 36 dargestellt, die von einer ersten Schicht 38 und von einer Aussenschicht 18 gebildet ist. Das elektronische Element 14 und die Spule 16 sind in der Schicht 38 eingebettet, die von dem den Support 6 bildenden Material gebildet ist, das anfänglich auf die Arbeitsfläche aufgebracht worden ist.
In diesem Fall ist vorgesehen, dass das die Aussenschicht 18 bildende Material und das die Schicht 38 bildende schmelzbare Material die Eigenschaft aufweisen, sich während dem Schritt des Verfestigens des Verfahrens gemäss der Erfindung fest miteinander zu verbinden. Die Karte 36 bildet somit eine kompakte Einheit, die das elektronische Element 14 und die Spule 16 in einem inneren Bereich einschliesst, der merklich dem durch die Struktur 10 definierten Positionierbereich entspricht.
Diese letzte Tatsache kann besonders vorteilhaft für gewisse Anwendungen der durch das Verfahren gemäss der Erfindung erhaltenen Karte sein, in denen das Lokalisieren der Spule innerhalb der Karte nötig ist. Wenn ein Schlussschritt des Austrennens des Umrisses der Karte vorgesehen ist, ist es schliesslich möglich, dieses Austrennen derart auszuführen, dass der vorgesehene Umriss nie den Bereich durchquert, der dem anfänglichen Positionierbereich des elektronischen Elements 14 und der Spule 16 entspricht. Somit weist dieser Schritt des Austrennens kein Beschädigungsrisiko für das elektronische Element 14 oder die Spule 16 auf. Dies gewährleistet, dass dieser Schritt des Austrennens keine Produktionsabfälle bewirkt. Ferner sind die Spule 16 und das elektronische Element 14 vollständig in der Karte 36 gemäss der Erfindung eingeschlossen.
In einem dritten Fall ist das die Struktur 10 bildende schmelzbare Material verschieden vom die Basis 8 bildenden Material und vom die Aussenschicht 18 bildenden Material, wobei dieses letzte Material eine höhere Schmelztemperatur als das schmelzbare Material der Struktur 10 aufweist. In diesem Fall ist die durch die erste Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung erhaltene Karte schematisch auf Fig. 6 dargestellt.
Auf dieser Fig. 6 umfasst die Karte 40 eine erste Aussenschicht 44 und eine zweite Aussenschicht 18. Die Karte 40 umfasst zwischen der ersten Aussenschicht 44 und der zweiten Aussenschicht 18 eine Zwischenschicht 42, die eine Masse bildet, welche aus dem schmelzbaren Material der Struktur 10 besteht, in der das elektronische Element 14 und die Spule 16 eingebettet sind.
Erneut werden das die Masse 42 der Zwischenschicht bildende schmelzbare Material und das die Basis 8 und die Aussenschicht 18 bildende Material derart gewählt, dass diese Basis 8 und diese Aussenschicht 18 nach Verfestigung der Masse 42 während dem Verfahren zur Herstellung dieser Karte gemäss der Erfindung fest an dieser Masse 42 anhaften. Das die Masse 42 bildende Material der Zwischenschicht ist insbesondere ein verfestigtes Harz oder ein Plastikmaterial, wobei diese Beispiele keineswegs einschränkend sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nachstehend eine Variante der ersten Ausführungsart des Verfahrens zur Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung beschrieben.
Gemäss dieser Variante ist vorgesehen, eine erste Aussenschicht 44 auf eine eine Ebene 4 definierende Arbeitsfläche 2 aufzubringen. Dann wird eine Struktur 46 aufgebracht und auf der Aussenschicht 44 angeordnet. Die Struktur 46 weist eine Hauptöffnung 48 auf, die einen Positionierbereich 13 definiert.
Wenigstens ein elektronisches Element 50 wird dann innerhalb des Positionierbereichs 13 angeordnet. Es ist hier festzuhalten, dass die Struktur 46 auch nach dem Aufbringen des elektronischen Elements 50 aufgebracht werden kann. Dann wird eine Aussenschicht 18 aufgebracht und auf der Struktur 46 derart angeordnet, dass die Hauptöffnung 48 ebenfalls von dieser Aussenschicht 18 überdeckt ist.
Die Struktur 46 ist eine poröse Struktur, die aus einem schmelzbaren Material gebildet ist. Diese Struktur 46 ist beispielshalber von einem Material, das wie ein Schaum expandiert ist, oder von einer bienenwabenförmigen Struktur gebildet. Die Struktur 46 definiert eine obere Ebene 24, die merklich parallel zu der Ebene 26 ist, die durch die obere Seite 52 der Aussenschicht 44 definiert ist.
Auf ähnliche Art und Weise wie in der weiter oben beschriebenen ersten Variante wird eine Presse auf die Aussenschicht 18 derart angebracht, dass diese Aussenschicht 18 in der Ebene 24, die durch die Struktur 46 definiert ist, in anliegender Lage gegen diese Struktur 46 gehalten wird.
Wenn die verschiedenen obenerwähnten Elemente aufgebracht worden sind, ist eine Energiezufuhr vorgesehen, um wenigstens teilweise die Struktur 46 zu schmelzen. Gleichzeitig wird ein Druck mit Hilfe einer Presse auf die Aussenschicht 18 und folglich auf die Struktur 46 angewendet. Deshalb breitet sich das die Struktur 46 bildende schmelzende schmelzbare Material in der Hauptöffnung 48 derart aus, dass es das elektronische Element 50 einschliesst.
Um die auf Fig. 1 dargestellten erwähnten Vorteile der Struktur 10 zu bewahren, ist vorgesehen, dass die Struktur 46 zwischen ihrer oberen Ebene 24 und der Ebene 26 der Aussenschicht 44, auf der sie aufliegt, ein Volumen definiert, das grösser ist als das sie bildende Volumen schmelzbaren Materials. Diese Eigenschaft wird von den weiter oben genannten Beispielen erfüllt, nämlich durch ein expandiertes Material und eine bienenwabenförmige Struktur. Deshalb kann sich das die Struktur 46 bildende schmelzbare Material beim Schmelzen dieser Struktur 46 im Positionierbereich 13 ausbreiten, ohne einen Überdruck zu erzeugen, da die Luft, die anfänglich diesen Positionierbereich 13 ausfüllt, seitlich durch die Struktur 46 hindurch evakuiert werden kann.
Die Struktur 46 wird derart geschmolzen, dass sie schliesslich eine Masse 42 bildet, die eine Zwischenschicht der erhaltenen Karte definiert, wie dies auf Fig. 6 dargestellt ist.
Erneut sind die für die Aussenschichten 18 und 44 gewählten Materialien kompatibel mit dem die Struktur 46 bildenden schmelzbaren Material, derart, dass sich diese Materialien nach dem Schritt des Verfestigens der aus dem Schmelzen der Struktur 46 resultierenden Masse 42 fest miteinander verbinden.
Gemäss zwei verschiedenen Fällen dieser Variante der Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung können die die Aussenschichten 18 und 44 bildenden schmelzbaren Materialien verschieden von den die Struktur 46 bildenden schmelzbaren Materialien sein oder sie können identisch damit sein.
Es ist noch zu bemerken, dass die Struktur 46, wie sie auf Fig. 2 dargestellt ist, ein Teil bildet, das anfänglich getrennt von der Aussenschicht 44 ist. Es ist jedoch auch möglich, eine vorangehende Fügung der Aussenschicht 44 mit der Struktur 46 vorzusehen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und auf die bereits beschriebenen Fig. 5 bis 7 wird nachstehend eine zweite Ausführungsart des Verfahrens für die Herstellung einer Karte gemäss der Erfindung beschrieben.
Gemäss dieser zweiten Ausführungsart ist vorgesehen, eine Struktur 56 auf die Arbeitsfläche 2 aufzubringen. In einer ersten Variante ist vorgesehen, ebenfalls eine Aussenschicht 44 aufzubringen, die zuvor mit der Struktur 56 gefügt worden ist. In einer zweiten Variante wird die Aussenschicht 44 weggelassen.
Im Gegensatz zu der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsart weist die Struktur 56 keinen anfänglichen Positionierbereich für das elektronische Element 14 und die Spule 16 auf. Diese letzteren werden auf die Struktur 56 aufgebracht und auf ihrer oberen Seite 58 angeordnet. Eine Aussenschicht 18 wird dann auf das elektronische Element 14 und die Spule 16 derart aufgebracht, dass diese Aussenschicht 18 die Struktur 56 überlagert.
Dann wird eine Presse (durch zwei Pfeile schematisiert) auf die Aussenschicht 18 derart angebracht, dass diese letztere in angliegender Lage gegen die Spule 16 und das elektronische Element 14 gehalten wird.
Die Struktur 56 ist eine poröse Struktur, die beispielsweise von einem expandierten Material oder von einer bienenwabenförmigen Struktur gebildet ist. Die Struktur 56 ist insbesondere von einem kompressiblen Schaum gebildet.
In einem ersten Fall ist nach den obenerwähnten Schritten vorgesehen, erstens Energie in Form von Wärme zuzuführen, die dazu dient, die Struktur 56 zu erweichen, dann einen Druck auf das elektronische Element 14 und die Spule 16 derart anzuwenden, dass diese letzteren in die Struktur 56 eindringen, wobei sie einen inneren Bereich dieser letzteren, ihre eigene Aufnahme, bilden. Sodann dient die Zufuhr von Energie in Form von Wärme dazu, mindestens teilweise die Struktur 56 zu schmelzen, und ein Druck wird auf diese letztere derart angewendet, dass eine kompakte Masse gebildet wird, in welcher das elektronische Element 14 und die Spule 16 eingebettet sind.
In einem zweiten Fall weist die Struktur 56 das Merkmal auf, dass sie bei Umgebungstemperatur genügend kompressibel ist, um unter Anwendung eines Drucks auf die Aussenschicht 18 und folglich auf das elektronische Element 14 und die Spule 16 das Eindringen des elektronischen Elements 14 und der Spule 16 in diese Struktur 56 zu ermöglichen, ohne diese letzteren zu beschädigen. Wenn das elektronische Element 14 und die Spule 16 durch Quetschung oder Zusammendrücken in der Struktur 56 ihre eigene Aufnahme gebildet haben, ist eine Energiezufuhr vorgesehen, die dazu dient, wenigstens teilweise die Struktur 56 zu schmelzen. Gleichzeitig wie diese Energiezufuhr wird auf die Struktur 56 ein Druck derart angewendet, dass diese letztere, einmal geschmolzen, eine Masse bildet, in welcher das elektronische Element 14 und die Spule 16 eingebettet sind.
Dieser zweite Fall ist besonders vorteilhaft, da die Energiezufuhr, die dazu dient, wenigstens teilweise die Struktur 56 zu schmelzen, erst dann stattfindet, wenn die Aussenschicht 18 mit Hilfe des auf diese letztere angewendeten Drucks in anliegender Lage gegen die Struktur 56 gehalten wird. Deshalb gewährleistet das Verfahren gemäss dieser bevorzugten Variante der zweiten Ausführungsart, wie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsart, dass sich die Aussenschicht 18 unter der Einwirkung der zugeführten Wärme nicht zusammenzieht oder verformt.
Wenn die vom schmelzbaren Material der Struktur 56 gebildete Masse verfestigt ist, liegt abhängig davon, ob die Aussenschicht 44 vorgesehen worden ist oder nicht und gegebenenfalls abhängig von den für die Aussenschicht 18, die Struktur 56 und die Aussenschicht 44 gewählten Materialien eine solche Karte vor, wie sie auf Fig. 5, auf Fig. 6 oder auf Fig. 7 beschrieben ist.
Indem nun auf Fig. 4 und auf die bereits beschriebene Fig. 5 Bezug genommen wird, wird eine weitere Variante der zweiten Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung beschrieben.
Gemäss dieser Variante ist vorgesehen, eine Struktur 60 aufzubringen, die ähnlich wie die auf Fig. 3 dargestellte Struktur 56 gebildet ist, aber einen ersten Abschnitt 62 und einen zweiten Abschnitt 64 umfasst.
Der erste Abschnitt 62 wird zuerst auf die Arbeitsfläche 2 aufgebracht, und dann werden das elektronische Element 14 und die Spule 16 auf diesen ersten Abschnitt 62 aufgebracht. Dann wird der zweite Abschnitt 64 der Struktur 60 auf das elektronische Element 14 und die Spule 16 aufgebracht.
Mit Hilfe einer Presse wird ein Druck auf den zweiten Abschnitt 64 der Struktur 60 derart angewendet, dass das elektronische Element 14 und die Spule 16 in die Struktur 60 eindringen, wobei der erste Abschnitt 62 und der zweite Abschnitt 64 dieser Struktur 60 dann in gegeneinander anliegende Lage gebracht werden.
Die vorliegende Variante der zweiten Ausführungsart gewährleistet, dass die aus dem Schmelzen der Struktur 60 resultierende Masse das elektronische Element 14 und die Spule 16 vollständig einschliesst und eine kompakte Masse bildet. Nach einem Schritt des Verfestigens resultiert aus dieser Variante eine solche Karte 30, wie sie auf Fig. 5 dargestellt ist.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 eine dritte Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung beschrieben.
Gemäss dieser dritten Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung ist vorgesehen, eine erste feste Schicht 68 und eine zweite feste Schicht 70 auf die Arbeitsfläche 2 aufzubringen. Ein elektronisches Element 14 und eine Spule 16 werden ebenfalls aufgebracht und zwischen der ersten festen Schicht 68 und der zweiten festen Schicht 70 angeordnet.
Die beiden festen Schichten werden von einem duroplastischen kompressiblen Material gebildet. Beispielshalber ist dieses Material Kautschuk.
Mit Hilfe einer Presse (durch zwei Pfeile schematisiert), wird ein Druck auf die Schichten 68 und 70 derart angewendet, dass das elektronische Element 14 und die Spule 16 in diese Schichten 68 und 70 eindringen, wobei diese letzteren gegeneinander anliegend sind.
Dann findet eine Zufuhr von Energie in Form von Wärme auf die beiden Schichten 68 und 70 statt, und diese letzteren verhärten sich. Um schliesslich ein gutes Anhaften der ersten Schicht 68 an der zweiten Schicht 70 sicherzustellen, werden das duroplastische Material und die Menge von zugeführter Energie derart gewählt, dass die jeweiligen Innenflächen 72 bzw. 74 der beiden Schichten 68 bzw. 70 unter der Einwirkung der Energiezufuhr und der Anwendung eines Drucks fest aneinander anhaften.
Nach dem Abkühlen liegt eine kompakte Karte vor, in welcher das elektronische Element 14 und die Spule 16 eingeschlossen sind.
In einer Variante dieser dritten Ausführungsart ist es ebenfalls möglich, wie in der zweiten Ausführungsart des Verfahrens gemäss der Erfindung das Aufbringen von einer oder von zwei Aussenschichten vorzusehen.
Schliesslich ist zu bemerken, dass jede der zuvor beschriebenen Ausführungsarten besonders geeignet ist, um gleichzeitig auf der gleichen Arbeitsfläche mehrere Karten herzustellen.
Dafür ist vorgesehen, die erwähnten Strukturen und die erwähnten Aussenschichten in Folien- oder Plattenform aufzubringen, deren Abmessungen bei Projektion auf die Arbeitsfläche derjenigen von mehreren nebeneinander angeordneten Karten entsprechen.
Bei dieser gleichzeitigen Herstellung von mehreren Karten ist ein Schlussschritt des Austrennens jeder Karte vorgesehen, wobei der Austrennumriss jeder Karte derart ausgeführt ist, dass er nie einen Positionierbereich oder einen Innenbereich durchquert, in dem sich die verschiedenen vorgesehenen Elemente und insbesondere eine Spule befinden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Karte, das eine erste Gruppe von Schritten umfaßt, die die folgenden Schritte umfaßt:

B) Aufbringen wenigstens eines elektronischen Elements (14) auf eine Arbeitsfläche (2);

C) Aufbringen einer Struktur (10; 46; 56; 60), die porös ist oder ein Relief umfaßt, dessen Vertiefungen miteinander in Verbindung stehen, auf die Arbeitsfläche (2), wobei diese Struktur aus einem schmelzbaren Material gebildet ist und einen Positionierbereich (12; 13) definiert, und Anordnung dieser Struktur derart, daß das elektronische Element im Inneren des Positionierbereichs angeordnet ist;

wobei diese erste Gruppe von Schritten von einer zweiten Gruppe von Schritten gefolgt ist, die folgende Schritte umfaßt:

F) Zuführen von Energie, die dazu dient, wenigstens teilweise die Struktur (10; 46; 56; 60) zu schmelzen;

G) Anwenden eines Drucks auf die Struktur in Richtung der Arbeitsfläche (2) derart, daß das schmelzbare Material, das die Struktur bildet, eine Masse (32; 42; 38) bildet, in der das elektronische Element eingebettet ist;

wobei diese zweite Gruppe von Schritten durch einen Schritt des Verfestigens der Masse gefolgt ist.

2. Verfahren zur Herstellung einer Karte, das eine erste Gruppe von Schritten umfaßt, die folgende Schritte umfaßt:

C) Aufbringen einer kompressiblen und aus einem schmelzbaren Material gebildeten Struktur (56; 60) auf die Arbeitsfläche (2) derart, daß das elektronische Element in überlagerter Position mit dieser Struktur und benachbart zu dieser letzteren angeordnet ist;

E) Anwenden eines Drucks auf das elektronische Element (14) derart, daß dieses letztere wenigstens teilweise in die Struktur (56; 60) eindringt;

F) Zuführen von Energie, die dazu dient, die Struktur (56; 60) wenigstens teilweise zu schmelzen;

G) Anwenden eines Drucks auf die Struktur in Richtung der Arbeitsfläche derart, daß das schmelzbare Material der Struktur eine Masse (32; 42; 38) bildet, in der das elektronische Element eingebettet ist;

wobei diese zweite Gruppe von Schritten von einem Schritt des Verfestigens der Masse gefolgt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe von Schritten auch den folgenden Schritt umfaßt:

A) Aufbringen einer Außenschicht (8; 44) auf die Arbeitsfläche (2) und Anordnen dieser Außenschicht derart, daß das elektronische Element (14) und die Struktur (10; 46; 56; 60) auf dieser Außenschicht angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe von Schritten auch den folgenden Schritt umfaßt:

D) Aufbringen einer Außenschicht (18) und Anordnen dieser Außenschicht auf dem elektronischen Element (14) und der Struktur (10; 46; 56; 60).

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte F und G gleichzeitig dazu dienen, die Außenschicht (8; 18; 44) mit der Masse (38; 42), wenn diese letztere verfestigt ist, fest zu verbinden.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (10) mit der Außenschicht (8) ein einstückiges Teil (6) bildet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierbereich durch eine Hauptöffnung (48), die in der Struktur (46) vorgesehen ist, definiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (60) einen ersten Abschnitt (62) und einen zweiten Abschnitt (64) umfaßt, wobei das elektronische Element (14) zwischen diesem ersten und diesem zweiten Abschnitt angeordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (2) eben ist und daß die Struktur (10), einmal aufgebracht, in einer Ebene (26) merklich parallel zu der Arbeitsfläche (2) ein Relief besitzt, dessen Extrempunkte (22) merklich eine Ebene (24) parallel zur Arbeitsfläche (2) definieren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Relief aus einer Gesamtheit von Pyramiden (20) zusammengesetzt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (46; 56, 60) aus einem expandierten Material gebildet.

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (10; 46; 56; 60) aus einem Harz gebildet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (10; 46; 56; 60) aus einem Plastikmaterial gebildet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (16), die elektrisch mit dem elektronischen Element (14) verbunden ist, ebenfalls mit diesem letzteren zugeführt wird.

15. Verfahren zur Herstellung einer Karte, das eine erste Gruppe von Schritten umfaßt, die folgende Schritte umfaßt:

B) Aufbringen wenigstens eines elektronischen Elements (14) zu einer Arbeitsfläche;

C) Aufbringen von zwei festen Schichten (68, 70) auf die Arbeitsfläche, die jeweils aus einem kompressiblen und duroplastischen Material bestehen, derart, daß das elektronische Element (14) zwischen diesen beiden festen Schichten eingeordnet ist;

E) Anwenden eines Drucks auf die beiden Schichten derart, daß das elektronische Element in diese beiden Schichten (68, 70) eindringt;

H) Zuführen von Energie, die dazu dient, das kompressible und duroplastische Material jeder festen Schicht (68, 70) zu härten, um eine feste, das elektronische Element enthaltende Masse zu bilden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible und duroplastische Material Kautschuk ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (16), die elektrisch mit dem elektronischen Element (14) verbunden ist, ebenfalls mit diesem letzteren aufgebracht wird.