DE8429701U1 - Datentraeger mit integriertem schaltkreis - Google Patents
Datentraeger mit integriertem schaltkreisInfo
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- DE8429701U1 DE8429701U1 DE19848429701 DE8429701U DE8429701U1 DE 8429701 U1 DE8429701 U1 DE 8429701U1 DE 19848429701 DE19848429701 DE 19848429701 DE 8429701 U DE8429701 U DE 8429701U DE 8429701 U1 DE8429701 U1 DE 8429701U1
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Description
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Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Datenträger, bestehend aus mindestens einer Kernschicht sowie einer
oberen und ünteifen Deckschicht, einem IC-Baustein für
die Verarbeitung elektrischer Signale und Kontaktflächen sowie Leiterbahnen zur Verbindung des IC-Baüsteins mit
externen Geräten, wobei IG-Baustein, Kontaktflächen Und Leiterbahnen gemeinsam auf einem Substrat angeordnet
sind, die Kontaktflächen und Leiterbahnen aus einer dünnen elektrisch leitenden Beschichtung des Substrats hergestellt
sind und das Substrat derart, zwischen Kern- und Deckschichten eingelagert ist, daß der IG-Baustein in
einer Aussparung der Kernschicht liegt und die Kontakt-I";
flächen in wenigstens einer Aussparung der oberen Dfcck-
i' schicht vorliegen.
15
Datenträger, wie Kredit-, Ausweis- oder Identifikätionskarten,
mit integriertem Schaltkreis werden in zunehmen- '■' dem Maße im automatischen Waren- und Dienstleistungsver-
If kehr eingesetzt. Die Kommunikation des integrierten
Schaltkreises mit entsprechenden Automaten wird dabei
am einfachsten über eine galvanische Kontaktierung vorgenommen.
Dazu sind auf der Karte leitende Beläge (Kontakt- |i flächen) vorgesehen, die einerseits über Leiterbahnen mit
i| dem Schaltkreis in der Karte verbunden sind und anderer-
\ 25 seits über einen geeigneten Kontaktkopf die elektrische
Verbindung zu einem externen Gerät ermöglichen. Der Schaltkreis selbst ist vorzugsweise in der Mitte der Ausweiskarte
angeordnet, während die Kontaktflächen mit der 'Λ Oberfläche der Karte bündig abschließen. In dieser Aus-
t 30 führung können die Kontaktflächen im täglichen Gebrauch
der Karte am einfachsten von Verschmutzungen freigehalten.
ί. werden.
Von den vielen bereits bekanntgewordenen Ausweiskarten f: 35 nit integriertem Schaltkreis und galvanischer Kontaktabnähme
seien nachfolgend einige genannt.
In der DE-OS 26 59 573 ist der IC-Baustein gemeinsam mit
den Leiterbahnen und den Kontaktflächen auf einem flachen, nicht flexiblen Substrat angeordnet. Zum Einbau des
Substrats in eine Ausweiskarte wird der IC-Baustein in
einer Aussparung der Karte positioniert und die Ränder
des flachen Substrats mit der Karte verbunden. Da die
Kontaktflächen mit dem Schaltkreis auf dem gleichen Substrat angeordnet sind, liegen sie in der Ausweiskarte in || der Ebene des Schaltkreises, also etwa in der Mitte der I Karte. Der Zugang zu den Kontaktflächen ist daher nur ψ über Vertiefungen in der Kartenoberfläche möglich. Da | sich in diesen Vertiefungen bevorzugt Schmutz ansammelt, i werden sie, wie in der DE-OS 26 59 573 vorgeschlagen, mit
einem leitenden Material gefüllt, das dann mit der Kar-
den Leiterbahnen und den Kontaktflächen auf einem flachen, nicht flexiblen Substrat angeordnet. Zum Einbau des
Substrats in eine Ausweiskarte wird der IC-Baustein in
einer Aussparung der Karte positioniert und die Ränder
des flachen Substrats mit der Karte verbunden. Da die
Kontaktflächen mit dem Schaltkreis auf dem gleichen Substrat angeordnet sind, liegen sie in der Ausweiskarte in || der Ebene des Schaltkreises, also etwa in der Mitte der I Karte. Der Zugang zu den Kontaktflächen ist daher nur ψ über Vertiefungen in der Kartenoberfläche möglich. Da | sich in diesen Vertiefungen bevorzugt Schmutz ansammelt, i werden sie, wie in der DE-OS 26 59 573 vorgeschlagen, mit
einem leitenden Material gefüllt, das dann mit der Kar-
tenoberfläche abschließt. ί
Die mit dem Auffüllen der Kartenaussparungen vorgenommene §
Erhöhung der Kontaktflächen kann auch von der Karteriher- |
stellung getrennt bereits bei der Herstellung des Träger- '
Substrats für den Schaltkreis vorgenommen werden. Dazu ;
sei die DE-OS 30 29 667 genannt, in der die Kontaktflä- ;
chen des Trägersubstrats bzw. Trägerelements vor dem Ein- j
bau in eine Karte mit elektrisch leitenden Höckern verse- f
hen werden. Bei der Fertigstellung der Karte wird das |
Trägerelement in ein Fenster dieser Karte eingesetzt und I
mit einer Deckfolie laminiert, die im Bereich der Hocker s
Aussparungen aufweist. Die Höhe der leitenden Hocker ent- J
spricht der Dicke der Deckfolie, so daß die Kontaktflä- ;
chen bei der fertigen Karte bündig mit der Kartenoberfla- s
ehe abschließen.
Den genannten !lösungen ist gemeinsam, daß das Anordnen
der Kontaktflächen an der Kartenoberfläche zusätzliche |
Arbeitsgänge und zusätzlichen Materialaufwand erfordert. |
Außerdem läßt sich bei den bekannten Lösungen dutch die |
Verwendung erhöhter Kontakte eine zusätzliche Übergangs- |
stelle zwischen den eigentlichen Kontaktflächen des
gersubstrats und den an der fertigen Karte zugänglichen
Kontaktflächen nicht umgehen, womit grundsätzlich eine zusätzliche Gefahrenquelle für Störungen geschaffen
wird.
Diese zusätzliche Übergangsstelle kann vermieden werden,
wenn, wie in der DE-OS 31 23 198 beschrieben, das Trägerelement verbiegbare, frei über den Rand des Trägers hinausragende
Kontaktfahnen aufweist, die beim Zusammenbau der Karte durch Schlitze der Deckfolie geführt und umgeklappt
werden. Beim Laminieren der Kartenschichten unter Wärme und Druck werden die Kontaktfahnen in die Deckfolie
eingepreßt und schließen bei der fertigen Karte bündig mit der Kartenoberfläche ab. Bei dieisem Verfahren ist
darauf zu achten, daß die vergleichsweise dünnen Kontaktfahnen nicht knicken, wenn sie durch Schlitze der Deckfolie
geführt werden. Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich daher weniger für die Herstellung von Ausweiskarten
mit integriertem Schaltkreis in großen Serien.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Ausweiskarte mit IC-Baustein vorzuschlagen, bei der die Kontaktflächen
an der Kartenoberfläche liegen, während der Baustein selbst etwa in der Kartenmitte lagert. Die Ausweiskarte
soll im Gegensatz zu bekannten Karten einfach und damit kostengünstig herstellbar sein, damit sie auch
in großen Serien wirtschaftlich gefertigt werden kann. Darüberhinaus sollten Gefahrenquellen, die den Betrieb
des IC-Bausteins stören könnten, soweit wie möglich vermieden werden. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung
sowie ein Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in einen Datenträger vorgeschlagen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch
angegebenen Merkmale gelöst.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
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der IC-Baustein auf einer flexiblen Trägerfolie mit hoher ThermoStabilität und hoher Zugfestigkeit, dem Substrat,
montiert. Der Schaltkreis ist in einer Aussparung des Substrats mit in die Aussparung hineinragenden Leiterbahnen
verbunden. Die Leiterbahnen enden auf dem Substrat in Kontaktflächen, wobei Leiterbahnen und Kontaktflächen aus
einer dünnen, elektrisch leitenden Beschichtung des Substrats hergestellt sind. Die Kontaktflächen sind, beispielsweise
zusammengefaßt in zwei Gruppen, beidseitig des Schaltkreises auf dem Substrat angeordnet. Die Ausweiskarte
besteht aus drei Schichten. Die mittlere Schicht oder Kernschicht ist mit einer dem Schaltkreis
angepaßten Aussparung versehen. Die obere Deckschicht hat zwei Aussparungen, die kongruent zu den Abmaßen der Kon-
15 taktgruppen gestanzt sind.
Während des Zusammenpressens bzw. Kaschierens der Kartenschichten
wird das flexible Substrat, im wesentlichen bedingt durch die Aussparungen in den einzelnen Schichten
der Karte, derart verformt, daß bei der fertigen Karte der Baustein geschützt in der Mitte liegt, während die
Kontaktflächen bündig mit der Oberfläche der Karte abschließen. Der sehr einfache Kartenaufbau, verbunden mit
der Verwendung eines ebenfalls einfachen und kostengünstig herstellbaren Trägerelements, bestehend aus dem Substrat,
dem IC-Baustein, den Leiterbahnen und Kontaktflä-
\ chen, erlaubt die wirtschaftliche Herstellung einer Ausweiskarte
mit IC-Baustein gerade auch in großen Serien=, Der, wie oben ausgeführt, bei den bekannten Ausweiskarten
notwendige Materialaufwand und vor allem auch der über die übliche Kartenherstellung zum Teil weit hinausgehende
Arbeitsaufwand erübrigt sich bei der erfindungsgemäßen Kaite. Außerdem ist dafür gesorgt, daß die Kontaktflächen
über Leiterbahnen direkt mit dem Schaltkreis verbunden sind, womit Gefahrenquellen für Störungen, bedingt durch
zusätzliche Kontakt-· bzw« Verbindungsstellen, vermieden werden* '
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind
gekennzeichnet durch unterschiedliche Gestaltung der Ausfe^arungen
der oberen Deckfolie bezogen auf die Kontaktbereiche des Trägerelements oder auch durch unterschiedliehe
Befestigungstechniken des Trägerelements in der Karte.
Nachfolgend werden die Auεführungsformen sowie weitere
Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1, 2, 3 Ausweiskarten mit eingelagertem IC-Baustein in drei verschiedenen Aus
führung sformen,
Fig. 4 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 1 mit
detaillierter Darstellung des Trägerelements,
Fig. 5 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 4 im
Schnitt vor dem Zusammenfügen der einzelnen Schichten, 2ϊί
Fig. 6 die fertige Ausweiskarte im Schnitt
entlang der Linie 6-6 aus der Fig. 4,
Fig. 7 die fertige Ausweiskarte im Schnitt
entlang der Linie 7-7 aus der Fig. 4,
Fig. 8 detaillierte Darstellung eines Trä-
gerelements zum Einbau in eine Ausweiskarte gemäß Fig. 2,
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Fig. | 11 | |
10 | ||
Fig. | 12 | |
15 | ||
Fig. | 13 |
Fig. 9 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 2 im
Schnitt vor dem Zusammenfügen der
einzelnen Schichten,
einzelnen Schichten,
Fig. 10 die fertige Karte im Schnitt entlang
der Linie 10-10 aus Fig. 8,
detaillierte Darstellung eines Trägerelements zum Einbau in eine Ausweiskarte
gemäß Fig. 3,
die Ausweiskarte gemäß der Fig. 3 im Schnitt vor dem Zusammenfügen der
einzelnen Schichten,
die fertige Ausweiskarte im Schnitt entlang der Linie 13-13 aus Fig. 12.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Ausweiskarten mit einem auf
einem Substrat angeordneten integrierten Schaltkreis,
einem Substrat angeordneten integrierten Schaltkreis,
wobei jeweils die Lage des IC-Bausteins und der Kontaktflächen sowie die Ausbildung der Aussparungen in der oberen
Deckfolie der Karte variieren. Im unteren Bereich der Karte sind beispielsweise der Name des Karteninhabers und
eine Kartennummer aufgedruckt. Der Übersichtlichkeit wegen wurde auf die Darstellung weiterer Zeichen und Druckbil4er,
wie sie bei derartigen Karten üblich sind, verzichtet. Auf die Einzelheiten der in den Fig. 1, 2 und 3
gezeigten Ausweiskarten soll nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der einzelnen Ausführungsformen detailliert
eingegangen werden.
Die Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen eine erste Ausführungsform
der Erfindung vor und nach dem Zusammenpressen der einzelnen Kartenschichten. Die fertige Ausweiskarte entspricht
der in Fig. 1 gezeigten Karte. Zunächst sei der
Aufbau des Trägerelements 2 erläutert, das in der Fig. 4
Aufbau des Trägerelements 2 erläutert, das in der Fig. 4
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-13- "
in der Aufsicht und in der Fig. 5 im Schnitt dargestellt
ist. Das Tfägerelement 2 besteht aus dem IC-Baustein 3, den Leiterbahnen 4, den Kontaktflächen 9 und dem Substrat
10. Der IC-Baustein 3 ist in einer Aussparung 11 des Substrats 10 mit den in die Aussparung hineinragenden
Enden der Leiterbahnen 4 verbunden und wird in dem Fenster lediglich durch die Befestigung der Leiterbahnen mit
den entsprechenden Anschlußpunkten des Bausteins gehalten. Diese Art der Befestigung bzw. Bondierung Von HaIbleiter-Bauelementen
mit Leiterbahnen, die aus einer lei"· tenden Beschichtung des Substrats geätzt sind, ist seit
langem bekannt und hat sich in der Praxis bewährt (siehe dazu auch Siemens-Bauteile-Report 16 (1978), Heft 2, Seite
40 - 44).
Bei dem für die erfindungsgemäße Ausweiskarte verwendetem
Trägerelement enden die Leiterbahnen 4 in auf dem Substrat 10 angeordneten Kontaktflächen 9, deren Abmaße so
gewählt sind, daß die berührende Kontaktabnahme mit einem >
geeigneten Abtastkopf in einem Automaten möglich ist. |
Jeweils 4 Kontaktflächen sind beidseitig des IC-Bausteins j 3 in Gruppen zusammengefaßt. Das Substrat 10, das aus
flexiblem, thermostabilem und undehnbarem Material, beispielsweise Polyimid besteht, ist derart gestanzt, daß im
wesentlichen nur die für die Kontaktflächen und äie Lei- '
tsrbahnen notwendige Fläche durch Filmnnaterial unterlegt
ist. Die Kontaktgruppen sind über vergleichsweise schmale Substratstege 12 mit dem Substratbereich verbunden, in
dem der IC-Baustein angeordnet ist.
Die Fig. 5 zeigt die einzelnen Elemente der Ausweiskarte vor dem Laminieren der Schichten. Die obere Deckfolie 14 \
hat etwa die Dicke des Substrats 10 einschließlich der i
Kontaktflächen 9 und ist mit zwei Aussparungen 17, 18 versehen. Die Aussparungen sind so dimensioniert, daß sie
jeweils eine Gruppe bestehend aus vier Kontaktflächen aufnehmen können. Die mittlere Kartenschicht oder Kern-
· f
•chicht 13 hat eine Aussparung 16 (siehe dazu auch Fig.
4)„ die geringfügig größer ist als der IC-Baustein» Die
untere Deckfolie 15 schließt die Ausweiskarte rückseitig
ab. Wenn, wie in diesem Äusführungsbeispiel gezeigt, das
S Substrat 10 aus einem Material besteht (beispielsweise aus Polyimid), das sich mit dem Material der Ausweiskarte
(beispielsweise PVC) während des Zusammenpressens der
Schichten unter Härme und Druck nicht verbindet, sind geeignete Elemente zur Verbindung der unterschiedlichen
Materialien vorzusehen. In diesem Fall kann ein sogenannter Schmelzkleber in Form einer Folie 19 verwendet werden.
Mit Hilfe eines solchen Klebers können auch unterschiedliche Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise
Polyimid und PVC, unter Einwirkung von Wärme und Druck dauerhaft miteinander verklebt werden.
Der in der Fig. 5 gezeigte Schichtaufbau wird, wie bei der Kartenherstellung konventioneller Art üblich, mit
Hilfe zweier Stahlplatten 21, 22 unter Einwirkung von Wärme und Druck zusammengepreßt. In der Anfangsphase des
Leiminierens wirkt sich der Druck der Kaschierplatten vorwiegend auf die Stellen mit der jeweils größten Mate^ialanhäufung
im Laminat aus. Es sind dies die durch die strichpunktierten Linien 24, 25 angedeuteten Bereiche, wo
jeweils untere Deckschicht 15, Kernschicht 13, Schmelzkleberfolie 19, Substrat 10 und obere Deckschicht 14
übereinanderliegen. Aufgrund dieser Druckverteilung sind
der IC-Baustein 3 und die Anschlußpunkte der Leiterbahnen 4 mit dem IC-Baustein zunächst entlastet. Im weiteren
Verlauf des Laminierens erweicht die Schmelzkleberfolie und paßt sich dabei formschlüssig der durch IC-Baustein
3, Leiterbahnen 4 und Substrat 10 gebildeten geometrischen Struktur an. Nachfolgend erweichen auch die Kartenschichten.
Da das Material des Substrats 10 im Bereich der Laminartemperaturen nicht erweicht, wird es an den
durch die Linien 24, 25 angedeuteten Stellen unter Verdrängung des erweichenden Kartenmaterials zwischen Kern-
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folie 13 und oberer Deckfolie 14 eingebettet. Der IQ-Baustein
3 wird, verursacht durch den zwischen den Aussparungen 17, 18 liegenden Steg 26 der Deckfolie 14, in die
Aussparung 16 der Kernfolie 13 gedrückt, während die mit 5 den Kontaktflächen 9 versehenen Teile des Substrats 10 in
die Aussparungen 17 und 18 der oberen Deckfolie 14 ausweichen. Während dieser Phase, in der schließlich auch
die Aussparung 16 der Kernfolie nahezu vollständig mit Kartenmaterial ausgefüllt wird, bietet die sehr weiche
I 10 iJchmelzkleberfolie 19 eine schützende Pufferzone für den i IC-Baustein 3 und für die Anschlußleitungen 4.
I Die Fig. 6 und 7 zeigen die fertige Ausweiskarte. Fig. 6,
* eine Schnittzeichnung entlang der Linie 6-6 der Fig. 4,
15 zeigt anschaulich die Verformung des Substrats 10, die
, dazu führt, daß der IC-Baustein 3 geschützt in der Kar-
§ tennitte liegt, während die Kontaktflächen 9 bündig mit
■ der Oberfläche der Karte abschließen. Vor allem im Be-
I reich der Kontaktflächen 9 sorgt der Schmelzkleber 19
i 20 nach dem Erkalten des Laminats für eine sichere Haftung
.; des Substrats 10 mit der Karte.
i Die Fig. 7, eine Schnittzeichnung entlang der Linie 7-7
1 der Fig. 4, zeigt, daß obere Deckfolie 14 und Kernfolie
25 13 durch die so groß wie möglich ausgebildete Aussparung
i 11 des Substrats 10 hindurch miteinander verbunden sind,
so daß die obere Deckfolie 14 auch in der Umgebung des
j^ IC-Bausteins 3 fest mit dem Kartenkern verbunden ist. Die
I bereits erwähnten relativ schmalen Verbindungsstege 12
I.: 30 zwischen den jeweiligen Kontaktgruppen und dem Substrat-
I bereich, in dem sich der IC-Baustein befindet, erleich-
I tern die Deformierung des Substrats.
I Im folgenden wird eine Karte bzw. der Einbau eines Trail
ψ 35 gerelements in eine Karte, wie sie bereits in Fig. 2 gell
zeigt wurde, beschrieben. Bei dieser Ausführungεform be-
§ finden sich alle Kontaktflächen auf einer Seite des Sub-
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-16-
stratß, während der IC-Baustein auf der anderen Seite
angeordnet ist. In diesem Fall können beispielsweise dickere IC-Bausteine in dem bei Ausweiskarten für Hochprägungen
vorgesehenen Bereich angeordnet werden, während die Kontaktflächen an üblicher Stelle plaziert werden, um
den für Prägungen vorgesehenen Bereich möglichst wenig zu beanspruchen.
Die Fig. 8 zeigt ein Trägerelement 30 in Aufsicht, bei dem der IC-Baustein 3 und die Kontaktbereiche 31 räumlich
getrennt sind. Der IC-Baustein ist in einer Aussparung 32 des Substrats 33 angeordnet und wird durch freitragende
Leiterbahnen 4 in dieser Aussparung gehalten. Die Leiterbahnen verbinden den IC-Baustein 3 mit 3en Kontaktflächen
31. Die Anzahl und die Anordnung der Kontaktflächen richtet sich nach dem verwendeten IC-Baustein und kann an die
jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden. In Fig. 8 ist beispielhaft eine Ausführung mit 8 Kontaktbereichen dargestellt,
über das Substrat 33 verteilt sind in Fig. 8 mehrere kleine Löcher 35, 38 erkennbar, die zur Verankerung
des Substrats zwischen den einzelnen Kartenfolien dienen.
Fig. 9 zeigt das beschriebene Trägerelement 30 sowie die
drei Kartenschichten vor dem Zusammenbau in einer Schnittdarstellung entlang der Linie 10-10 der Fig. 8.
Die Kernfolie 13 weist im Bereich des IC-Bausteins 3 eine Aussparung 16 auf, deren Umriß nahezu dieselbe Größe hat
wie die Aussparung 32 des Substrats. Die obere Deckfolie besitzt eine Aussparung 17 im Bereich der Kontaktflächen,
wobei diese Aussparung kleiner ist als die die Kontaktflächen 31 tragende Substratfläche. Durch das Zusammenpressen
unter Einwirkung von Wärme wird das Trägerelement 30, wie in der Fig. 10 dargestellt, derart verformt, daß
die die Kontaktflächen tragende Substratfläche relativ
zum IC-Baustein in Richtung zur Oberfläche der Karte Hiin
versetzt ist, se daß der IC=BaUätein 3 geschützt dürclti
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aie beiden Kartendeckfolien 14, 15 in der Mitte der Karte
liegt, während die Kontaktflächen 31 bündig mit der Kartenoberfläche
abschließen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Kernfolie 13 einerseits die Randbereiche
des Substrats einbettet und andererseits die Kontaktbereiche durch die Aussparung 17 zur äußeren Oberfläche
des Schichtaufbaues hochdrückt.
Da das Substrat im Bereich der Kontaktflächen einen gegenüber der Aussparung 17 in der oberen Deck folie 14
großen Umriß aufweist, sind die Randbereiche des Substrats zwischen oberer Deckfolie 14 und Kernschicht 13
verankert. In Bereichen des Substrats, die keine Kontaktflächen aufweisen, beispielsweise der in Fig. 10 gezeigte
linke Teil, ist das Substrat ohnehin zwischen Kern- und oberer Deckfolie eingebettet.
Der IC-Baustein ist in der fertigen Karte in die Aussparung 16 der Kernfolie 13 nach unten verschoben. Die für
diese Lageänderung benötigte Dehnung der Leiterbahnen 4 wird durch die im Bereich der Aussparung 32 vorgesehene
über Eck-Führung abgefangen.
Weiterhin ist aus Fig. 10 ersichtlich, daß im Bereich der Löcher 35 thermoplastisches Material der Kernfolie 13 und
der oberen Deckfolie 14 eingeflossen ist und ßich verbunden
hat. Durch diese innige Verbindung wird das deizwischenliegende
Trägerelement fest in dem Kartenverbund verankert. Durch das Loch 38 im Bereich der Kontaktfläche
fließt aufgrund der Druckeinwirkung ebenfalls Material der Kernschicht 13, bis es bündig mit der Kontaktoberfläche
abschließt. Da die Aussparung 39 der metallischen Kontaktfläche größer als das Loch 38 im Substrat ißt,
bildet sich ein im Schnitt T-förmiger Pfropfen, der das Substrat im Kontaktflächenbereich zusätzlich mit der
Kernfolie verbindet. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, wenn der Kontaktbereich großflächig ist.
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Die Pig. 11 zeigt ein für diese Ausführungsform bevorzugt
geeignetes Trägerelement 40. Es gleicht dem in Fig. 4 ausführlich beschriebenen Trägerelement in vielen Punkten.
So ist beispielsweise der IC-Baustein 3 in einer Aussparung 11 des Substrats 10 angeordnet und über Leiterbahnen
4 mit den Kontaktflächen 42 verbunden. Einziger Unterschied ist/ daß die metallischen Kontaktflächen 42
nicht vollständig von dem Substrat 10 unterlegt sind. Die gestrichelten Linien 41 deuten die im Substrat vorgesehenen.
Aussparungen unter den jeweiligen Kontaktflächen an.
Fig. 12 zeigt das Trägerelement 40 in Schnittdarstellung entlang der in Fig. 11 eingezeichneten Linie 13-13 vor
dem Einbau in die Karte zusammen mit den drei Kartenfolien. Kfernfolie 13 und obere Deckfolie 14 weisen die bereits
bekannten Aussparungen zur Aufnahme des IC-Bausteins bzw. der Kontaktflächen auf. Für die beschriebene
Ausführungsform ist es zweckmäßig, das Trägerelement 40
vor dem Einbau in die Karte mit einer Kleberschicht 19 zu unterlegen. Die Eigenschaften dieser Kleberschicht wurden
bereits weiter oben ausführlich beschrieben.
Nach dem Erweichen der Kernschicht 13 wird das Substrat 10 im Bereich des IC-Bausteins 3 zur Kartenmitte hin verformt,
während das thermoplastische Kartenrcaterial in die Aussparungen 17, 18 der oberen Deckfolie ausweicht. Dabei
werden die metallischen Kontaktflächen 42 durch das Kernmaterial
zur Oberfläche hin verformt. 30
Die mit der Verformung verbundene Dehnung wird von den als dünne Metallschichten ausgebildeten Kontaktflächen 42
ausgeglichen. Falls die Kontaktflächen die Dehnung nicht ausgleichen können, beispielsweise bei Verwendung einer
relativ dicken Deckfolie, nuß dafür gesorgt werden, daß die Längendöhnung auf andere Weise kompensiert wird. Beispielsweise
kann man die Verbindung der metallischen Kon-
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taktflMchen 42 mit dem Substrat 10 im Randbereich des
Trägerelements so ausführen, daß sich diese bei Zugbean-SDruchung löst, wodurch die metallischen Kontaktflächen
an einer oder mehreren Seiten frei bewegbar sind.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, das Substrat 10 über mehrere Kontaktflächen 42 großflächig auszusparen.
So können beispielsweise die Kontaktbereiche des in Fig. 11 dargestellten Trägerelements 40 nur an den äußeren
bzw. dem IC-Baustein zugewandten Längsseite*.! mit schmalen Streifen aus Substratmaterial unterlegt sein, um
das gleiche Ergebnis zu erzielen, wie bei der oben beschriebenen Form.
Für Anwendungsfälle, in denen das Aufbringen des Schmelzklebers, das üblicherweise unter Wärmeeinwirkung stattfindet,
unerwünscht oder unmöglich ist, kann anstelle des Schmelzklebers ein Material in Form einer Folie oder Folienstücken
mit Hilfe eines bei Raumtemperatur wirksamen Klebers mit dem Substrat verbunden werden. Dieses Folienmaterial
ist so gewählt, daß es beim Laminieren unter Druck- und Wärmeeinwirkung mit dem Kartenmaterial eine
innige Verbindung eingeht. Vorzugsweise wird das gleiche Material gewählt, das auch für den restlichen Schichtaufbau
verwendet wurde» beispielsweise PVC. Ein Vorteil dieser Art von Verbindung zwischen Substrat und Kartenschichten
ist, daß in Bereichen des Trägerelements, die beim Laminieren verformt werden sollen, durch gezielte
Auftragung des Folienmaterialii die Verformung des Trägerelements wirkungsvoll unterstützt werden kann.
Das beschriebene Trägerelement unterliegt sowohl bei der
Herstellung des Datenträgers als auch beim Gebrauch desselben unterschiedlichen mechanischen Belastungen..
Die beim Kaschieren auf das TrKgerelement einwirkenden
mechanischen Belastungen treten in erster Linie in den
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Bereichen des Trägerelementes auf, die während des Kaechiervöfganges
verformt bzw. deformiert werden. Für die spatere Funktion des Datenträgers können sich dabei insbesondere
die auf den IC-Baustein oder die auf die Leiterbahnen einwirkenden mechanischen Kräfte negativ bemerkbar
machen.
Die während der Kartenherstellung auf den IC-Baustein einwirkenden Belastungen werden erfindungsgemäß dadurch
abgefangen, daß die während der Kaschierung vorliegenden Druckbelastungen durch Anordnung in einem Hohlraum des
Schichtaufbaus vom IC-Baustein ferngehalten werden, so daß zumindest vor Erweichung des Kartenmaterials am IC-Baustein
keine direkten Druckbelasfc'&ngen anliegen.
Die auf die zwischen IC-Baustein und Kontaktflächen vorgesehenen Leiterbahnen wirkenden mechanischen Belastungen
sind ebenfalls durch besondere Schutzmaßnahmen vor Zug- | und Deformationskräften geschützt, in dem die während des
Kaschiervorganges deformierten Bereiche der Leiterbahnen durch thermostabile zugfeste Materialien derart unterlegt
und mit diesen fest verbunden sind, daß die während der Verformung auftretenden Kräfte von den empfindlichen Leiterbahnen
ferngehalten bzw. vom Verstärkungsmaterial abgefangen werden. Die im Bereich der Substrataussparung
nicht mit Substrat unterlegten Leiterbahnbereiche werden während des Kaschiervorganges durch einen Streifen der
Deckfolie in einer stabilen Lage gehalten, so daß in die- ^sem Bereich die Deformationskräfte relativ gering gehalten
werden.
Wie umfangreiche Versuche zeigten, sind die beim Gebrauch der Datenträger vorliegenden mechanischen Belastungen
vorwiegend auf Biegebeanspruchungen in Kartenlängs- oder Diagonalrichtung zurückzuführen. Die in Richtung der Kartenbreite
wirkenden Biegebelastungen sind demgegenüber weniger von Bedeutung. Eine Beschädigung des Trägerele-
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-21-
»entes wird bei der erfindungsgemaßen Ausführungsform dadurch
verhindert, daß zumindest die in Richtung der HauptbelastungSachsen verlaufenden/ d. ha die in Kartenlängs-
oder Diagciialrichtung verlaufenden Leiterbahnen
vollständig mit thermostabilem und zugfestem Folienmaterial unterlegt und mit diesem fest verbunden sind. Die
Bereiche der Zuleitungen, die nicht mit Substrat unterlegt sind, sind vorzugsweise parallel bzw. entlang der
kurzen Kanten des Datenträgers an die Kontaktierüngspünkte des IC-Bausteins herangeführt.
Je nach dem, für welche Anwendungszwecke der Datenträger hergestellt wird, können durch spezielle Ausbildung des
Trägerelementes bzw. durch die spezielle Gestaltung des Substrats und durch die Anordnung der Kontaktflächen der
Leiterbahnen und des IC-Bausteins auf dem Substrat die verschiedenen Belastungsarten gezielt berücksichtigt werden.
Bei einem wie in Fig. 4 oder Fig. 11 dargestelltem Trägerelement, das gemäß der Darstellung von Fig. 1 oder
Fig. 3 in dem Datenträger eingebettet ist, sind so beispielsweise sowohl die bei der Herstellung als auch die
beim Gebrauch der Karte auftretenden mechanischen Belastungen berücksichtigt. Ein derartiger Aufbau empfiehlt
sich insbesondere bei Datenträgern, die über längere Zeiträume besonders starken mechanischen Belastungen unterworfen
werden.
Das in Fig. 8 dargestellte und entsprechend Fig. 2 im Datenträger eingebaute Trägerelement berücksichtigt demgegenüber
in erster Linie die bei der Karteriherstelltmg
auftretenden Belastungen. Ein derartiger Aufbau kann, beeinflußt durch verschiedene Randbedingungen, wie z. B,
das Vorsehen eines Magnetstreifens auf der Kartenrückseite, besonders sinnvoll sein. Er ist insbesondere dann unbedenklich,
wenn der Datenträger im späteren Gebrauch durch kürzere Laufzeit oder sorgsamere Behandlung weniger
starken Belastungen ausgesetzt ist.
Claims (13)
- SCHUTZANS P: RÜCHJU 1. Mehrschichtiger Datenträger, bestehend aus- mindestens einer Kernschicht sowie einer oberen und unteren Deckschicht,- einem IC-Baustein für die Verarbeitung elektrischer Signale und- Kontaktflächen sowie Leiterbahnen zur Verbindung des IC-Bausteines mit externen Geräten,wobei IC-Baustein, Kontaktflächen und Leiterbahnen gemeinsam auf einem Substrat angeordnet sind, die Kontaktflächen und Leiterbahnen aus einer dünnen elektrisch leitenden Beschichtung des Substrats hergestellt sind und das Substrat derart zwischen Kern- und Deckschichten eingelagert ist, daß- der IC-Baustein in einer Aussparung der Kernschicht liegt und- die Kontaktflächen in wenigstens einer Aussparung der oberen Deckschicht vorliegen,dadurch gekennzeichnet, daßSubstrat, Kontaktflächen und Leiterbahnen flexibel ausgeführt sind und im Datenträger in derart deformierter Form vorliegen, daß der IC-Baustein in einer mittleren Ebene des Datenträgers angeordnet ist und die Kontaktflächen derart aus dieser mittleren Ebene durch die Aussparungen der oberen Deckschicht hindurch versetzt sind, daß sie mit mit der Oberfläche der oberen Deckschicht bündig abschließen.κ "•"■■•••Ι..,I ·il
• U · ·· ι - 2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß- mehrere Kontaktflächen in Gruppen zusammengefaßt sind,- sowohl die Bereiche des Substrats, die die Kontaktgruppen tragen als auch die Aussparungen der oberen Deckschicht an die Umrisse der Kontaktgruppen angepaßt sind.
- 3. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß- die Dicke der oberen Deckschicht gleich oder geringfügig größer als die Dicke des Substrats einschließlich der Kontaktflächen ist und- die Kontaktgruppen zusammen mit den zugehörigenSubstratteilen vollständig in die Aussparungen der Deckschicht gebogen sind.
- 4. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche des Substrats, uie den Kontaktflächen unterlegt sind, im Randbereich der Kontaktflächen über diese hinausstehen und die überstehenden Bereiche zwischen Kernschicht und oberer Deckschicht fixiert sind.
- 5. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen zu Gruppen zusammengefaßt sind, die Bereiche des Substrats, die den Kontaktgruppen zugeordnet sind, im Randbereich der Kontaktgiuppen über diese hinausstehen und diese überstehenden Bereiche des Substrats zwischen Kernschicht und oberer Deckschicht fixiert sind.i i it it ti it
ι * . » · ·I I I I · * · 4ι tut «· - 6. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl die obere Deckschicht als auch das Substrat im Bereich der Kontaktflächen Aussparungen aufweisen, daß die Kontaktflächen deraft verformt sind, daß sie durch die Aussparungen der oberen Deckschicht hindurch mit der Oberfläche der Deckschicht abschließen und der unter den Kontaktflächen von den Aussparungen verbleibende Raum mit Material der Kernschicht ausgefüllt ist.
10 - 7. Datenträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktgruppen tragenden Teile des Substrats mittels eines Schmelzklebers auf der Kernschicht fixiert sind.
- 8. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem flexiblen Folienmaterial hoher Thermostabilität und hoher Zugfestigkeit, vorzugsweise aus Polyimid, hergestellt ist.
- 9. Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche des Substrats, auf denen die Kontaktgruppen angeordnet sind, durch schmale Substratstege von den Substratteilen getrennt sind, die den IC-Baustein tragen.
- 10. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen in den deformierten Bereichen des Substrates vollständig mit Substrat un- terlegt und mit diesem fest verbunden sind.
- 11. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß- die Ausführungsform des Datenträgers rechteckig ist.• ι r · »• ι ι ·«•ill ι- das Substrat im Datenträger derart angeordnet ist* daß die Kontaktreihen parallel zu den kurzen Kanten des Datenträgers verlaufen und,- zumindest die Bereiche der Zuleitungen, die entlang der Längskanten der Datenträger verlaufen, vollständig mit Substrat unterlegt und mit diesem fest verbunden sind.
- 12. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche der Zuleitungen, die nicht mit Substrat unterlegt sind, vorzugsweise parallel bzw. entlang der kürzen Kanten des Datenträgers an die Kontaktierungspunkte des IC-Baüsteins herangeführt sind.
- 13. Datenträger mit Trägerelement für einen. IC-Baustein, bei dem das Trägerelement besteht aus- einem Substrat mit einer Aussparung,- auf dem Substrat angeordneten und zu Kontaktbereichen zusammengefaßten Kontaktflächen,- Leiterbahnen auf dem Substrat, die jeweils an einemEnde mit den Kontaktflächen verbunden sind und mit dem jeweils anderen Ende frei in die Aussparung des Substrats ragen und dort mit den Anschlußpunkten des IC-Bausteins verbunden sindund dadurch den IC-Baustein in der Aussparung halten,Ii Ii ι> ίιι> · ι ι ι ιdadurch gekennzeichnet , daßf. - der rechteckige IC-Baustein ausschließlich an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Anschlußpunkten versehen ist,- der IC-Baustein derart in der Aussparung angeordnet 10 ist, daß die von den Kontaktflächen kommenden Zuleitungen jeweils im rechten Winkel an die Kontaktpunkte des IC-Bausteins herangeführt werden und- die Zuleitungen in ihrem Verlauf von den Kontaktflä-15 chen bis kurz vor den Anschlußpunkt der IC-Bausteine mit Substratmaterial unterlegt und mit diesem fest verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19848429701 DE8429701U1 (de) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | Datentraeger mit integriertem schaltkreis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19848429701 DE8429701U1 (de) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | Datentraeger mit integriertem schaltkreis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8429701U1 true DE8429701U1 (de) | 1985-02-21 |
Family
ID=6771543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19848429701 Expired DE8429701U1 (de) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | Datentraeger mit integriertem schaltkreis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8429701U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007038318A1 (de) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Giesecke & Devrient Gmbh | Hochgeprägter kartenförmiger Datenträger |
-
1984
- 1984-10-09 DE DE19848429701 patent/DE8429701U1/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007038318A1 (de) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Giesecke & Devrient Gmbh | Hochgeprägter kartenförmiger Datenträger |
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