SE458645B - Flerskiktigt identitetskort med en ic-modul och foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Description

458 645 10 15 20 25 30 35 minerar de nämnda nackdelarna och som kan tillver- kas till betydligt mindre kostnad.

Enligt uppfinningen uppnäs detta ändamål genom att bärelementet är inlaminerat i ett kortlaminat och är allsidigt och över hela ytan förbundet med identitetskortet. Framstâllningsförfarandet känne- tecknas av att kascheringstrycket under uppvärm- ningsfasen för identitetskortsskikten ätminstone i bärelementets område hälles lägre än i slutfasen av kascheringen.

Enligt uppfinningen utnyttjas den sedan läng tid kända och i praktiken beprövade varmkascherings- tekniken för att i ett enda arbetsförlopp under hop- smältningen av de enskilda kortskikten inordna det med IC-anordningen och anslutningsledarna försedda bärelementet i kortlaminatet.

Bearbetningen av ett separat och av framställ- ningen av identitetskortet oberoende tillverkat bär- element för framställningen av IC-identitetskort med användning av den s k varmkascheringstekniken visar sig därvid särskilt fördelaktig.

Bärelementet, som förutom den integrerade kopp- lingskretsen även uppbär samtliga anslutningsled- ningar, är särskilt lämpat att utstå mekaniska be- lastningar. Detta gäller framför allt för de belast- ningar. som identitetskortet är utsatt för under _ dagligt bruk av detsamma.

Användningen av en i praktiken sedan länge be- prövad kascheringsteknik erbjuder möjligheten att framställa korten rationellt.

I övrigt utmärkes varmkascherade identitetskort av ett tilltalande utseende, som bl a är betingat av kortens släta och högtransparenta täckskikt. Dess- utom är varmkascherade identitetskort mycket för- falskningssäkra. eftersom denna teknik kräver hög 10 15 20 25 30 35 458 645 grad av praktisk erfarenhet och emedan de enskilda skikten i ett varmkascherat identitetskort äter kan skiljas fràn varandra blott under förstöring av kor- tet.

Identitetskort med integrerad kopplingskrets är redan kända, vid vilka det vid framställningen av korten användes värme eller värme och tryck (tyska offentliggörandeskrifterna 22 20 721 och 26 33 164).

I dessa publikationer utgár man emellertid i motsats till uppfinningen frän en fullkomligt annorlunda grundkonstruktion hos IC-kortet. Den integrerade kopplingskretsens ledarnät är anordnat över stor yta pà ett mittre kortskikt. Vid dessa anordningar är förbindningspunkterna mellan ledarnät och IC-anord- ning säväl under tillverkningen av kortet som under hanteringen av detta kraftigt utsatta.

Publikationerna, som nämner framställningen av identitetskort blott i förbigàende, har med avseende pá identitetskortsteknologin inte anknytning till praktiken. Framställningsförfarandena har övertagits frán den konventionella identitetskortsframställ- ningen utan beaktande av de specifika problem, som uppstär vid inbyggnaden av IC-byggstenar inbegripet anslutningsledningarna i identitetskort.

I motsats härtill tages i tyska offentliggöran- deskriften 26 59 573 för första gängen hänsyn till de i praktiken vid framställningen och hanteringen av IC-identitetskort uppträdande problemen. I nämnda offentliggörandeskrift anges. att framställningen i ett varmkascheringsförfarande inte är möjlig, dä IC~anordningen utsattes för alltför stora risker särskilt genom den termiska belastningen. För undan- röjande av de därigenom uppstäende svårigheterna tillgripes därför en annan, väsentligt dyrare och framställningsvänligare väg för kortframställningen. 458 645 i 10 15 20 25 30 35 Ehuru de i den tyska offentliggörandeskriften 26 59 573 mot varmkascheringsförfarandet framförda argumenten kunde stvrkas genom ett flertal försök, visade det sig, att framställningen av IC-identi- tetskort genom s k varmkascheringsteknik likväl år möjlig, om det träffas särskilda åtgärder för att skydda IC-modulen och dess anslutningsledningar. Det har dessutom visat sig, att jämsides med den ter- miska belastningen den under kascheringsförloppet uppträdande höga mekaniska belastningen i samma mån kan ävertyra IC-anordningen, framför allt då det i anordningens område uppträder lokala trycktoppar.

Sådana belastningar kan medföra brott på kiselplat- tan eller förstöra förbindningsstállena mellan kris- tallen och anslutningsledningarna, som under alla förhållanden är utsatta för risker på grund av in- verkan av värme: Grundtanken i uppfinningen består i huvudsak i att bärelementet först efter uppmjukning av ett el- ler flera skikt i kortlaminatet belastas med det fulla kascheringstrycket. Detta kan ske exempelvis genom att i det ännu inte laminerade kortlaminatet eller i kascheringsanordningen anordnas buffertzo- ner, genom vilka det fulla kascheringstrycket hålles borta från bärelementet i inledningsfasen. En ytter- ligare möjlighet erhålles genom regleringen av ka- scheringstrycket i avhàngighet av temperaturen eller mjukningsgraden hos skikten i identitetskortet. Det är inte möjligt, att lokala trycktoppar uppträder. då genom utförandet enligt uppfinningen hela kasche- ringstrycket alltid överföres över stor yta över det redan uppmjukade och i kallt tillstånd elastiskt de- formerbara samt bärelementet omgivande materialet.

Uppfinningen definieras i de självständiga kraven 1 och 11. ' 10 15 20 25 30 35 458 645 Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen utgör föremàl för underkraven. I det följande be- skrives utföringsexempel_pä uppfinningen i anslut- ning till bifogade ritningar, pä vilka FIG 1 är en planvy av ett identitetskort med inlagrad integrerad byggsten, FIG 2a, b i sektion visar en första utförings- form av kortkonstruktionen före och efter ka- scheringen.

FIG 3a, b i sektion visar en andra utförings- form av kortkonstruktionen före och efter ka- scheringen.

FIG 4a, b i sektion visar en tredje utförings- form av kortkonstruktionen före och efter ka- scheringen. samt FIG 5a, b i sektion visar en fjärde utförings- form av kortkonstruktionen före och efter ka- scheringen.

FIG 1 visar ett identitetskort l med en inlag- rad IC-modul 5. Själva IC-modulen är anbragt i ett bärelement 6,-vilket i det visade utföringsexemplet är gjort skivformigt. För kontaktgivning är kontakt- ytorna 7 anordnade.

Bärelementet 6 framställes oberoende av fram- ställningen av kortet. Uppbyggnaden av bärelementet, arten av de använda materialen, anordningen och ut- formningen av kontakterna kan variera kraftigt i be- roende av hur päkostad framställningen är och i be- roende av insättningsomràdet för elementet i det färdiga identitetskortet.

Det i FIG 1 visade identitetskortet motsvarar med avseende pä sina dimensioner samt med avseende pà anordningen av ytterligare funktionsomräden ISO- normen. Enligt denna befinner sig magnetremsan 15 pà 458 645 10 15 20 25 30 35 kortets baksida, såsom också är visat i FIG 2a, b.

För maskinläsbara och icke maskinlâsbara präg- lade data är anordnade fält 9 resp 10.

FIG 1 visar en fördelaktig anordning av bárele- mentet 6 utanför präglingsfälten 9 resp 10 i ett för ringa belastning utsatt område av kortet.

De i det följande beskrivna utföringsformerna visar som exempel pà grund av vilka atgärder lokala trycktoppar kan hallas borta fràn bärelementet, ehu-I ru hela kortlaminatet, inklusive det omràde, i vil- ket bärelementet år anordnat, åtminstone i slutfasen av kascheringsprocessen belastas med hela kasche- ringstrycket. _ Det är därmed möjligt att framställa även iden- titetskort med integrerad kopplingskrets i samma kvalitet som konventionella varmkascherade kort utan att utsätta kopplingskretsen med dessa anslutnings- ledningar för risker. ' FIG 2a och 2b visar ett första utföringsexempel pà uppfinningen före och efter kascheringsprocessen.

Proportionerna hos de enskilda elementen i kortet är i detta och i de efterföljande utföringsexemplen för bättre förstàelses skull inte alltid visade i rätt skala.

Det enkla. i ett snitt visade kortlaminatet be- stàr av en eventuellt flerskiktig och med tryck för- sedd kortkärna eller kortbàdd 11 samt täckfolierna 12 och 13. Kortkàrnan och táckfolierna kan bestà av PVC (polyvinylklorid). Som kortkärna kan även använ- das papper. För upptagningen av bärelementet 6 är kortkärnan försedd med en snävt anpassad urtagning.

Tjockleken hos kortkârnan 11 är sà vald i relation till tjockleken hos bärelementet 6, att det vid det okascherade kortlaminatet mellan ytan pà bärelemen- tet och täckfolien 12 finns ett hálrum l4¿ 10 15 20 25 30 35 458 645 Pà grund av den genom hàlrummet 14 bildade buffertzonen belastas bärelementet i begynnelsefasen av kascheringsprocessen blott i ringa män. Under det fortsatta förloppet av kascheringsförfarandet upp- hettas kortlaminatet successivt, sä att PVC-skikten mjuknar. I skiktens mjukningsfas försvinner halrum- met 14 och blir nu hela kascheringstrycket verksamt även i bârelementets 6 omräde. I denna fas bildar de uppmjukade skikten en kudde. som haller lokala trycktoppar borta fràn bärelementet.

Som man ser av det kascherade kortlaminatet (FIG 2b) blir bärelementet 6 förbundet allsidigt och över hela ytan med identitetskortet 1. dvs det blir inlaminerat. Därvid inbáddas en i vissa fall anord- nad magnetremsa 15 pä sådant sätt i foliematerialet, tatt det erhälles en slät yta även i omradet av mag- netremsan.

Kontakterna eller kopplingselementen 7 är i ut- föringsexemplet täckta medelst folien 12. Denna ut- föringsform är därför lämpad för en beröringslös kontaktgivning (exempelvis kapacitiv eller optisk).

Om energiöverföringen sker pà optisk väg, skall täckfolien 12 i omradet av kopplingselementen_7 an- ordnas genomsläpplig för det slags ljus som använ- des. Vid användningen av IR-ljus kan täckfolien vara svártad i omradet av bärelementet. varigenom samti- digt störljus hàlles borta frän IC-anordningenl I princip kan kontaktgivning också genomföras med beröring, dä man exempelvis sticker genom täck- skiktet 12 för àstadkommande av kontakt med lämpliga kontaktelement.

FIG 3a och 3b visar en andra utföringsform av uppfinningen, vid vilken en eller flera buffertzoner bildas genom mellanskikt i kortlaminatet, exempelvis medelst en s k kascheringsklistrare. För ändamålet 458 645 10 15 20 25 30 35 beskiktar man täckfolierna 12 och 13 med kasche- ringsklister 17 före kascheringsförfarandet (FIG 3a).

För detta ândamäl lämpliga klister (exempelvis polyuretanvarmsmältklister) skall vid normaltempera- tur vara elastiska och skall uppvisa en mjuknings- punkt, som ligger under mjukningspunkten för de till kortlaminatet valda täckskikten.

Vid den nämnda utföringsformen stansas urtag- ningen i kortkärnan 11 med en diameter, som är stör- re än diametern hos bärelementet 6. Pà grund därav erhålles - förutom det redan i FIG 2a visade hàlrum- met 14 - runt om bärelementet 6 en fri spalt 18. Ur- tagningen behöver i detta fall inte med sä snäva to- leranser anpassas till bärelementet som vid den i FIG 2a visade anordningen. Även vid den i FIG 3a visade kortkonstruktionen utsättes bärelementet i inledningsfasen av kasche- ringsprocessen för nästan ingen belastning; Sá snart kascheringstemperaturen uppnär och slutligen över- stiger mjukningspunkten för klistret 17, flyter ka- scheringsklistret 17 in i de förefintliga hàlrummen 14 och 18 och bildar därvid en homogen mantel om- kring bärelementet 6.

Det sålunda för lokala trycktoppar skyddade bärelementet kan nu ytmässigt upptaga hela kasche- ringstrycket och överföra det till omgivningen. Un- der tiden har även täckskikten uppnätt mjuknings- punkten, sä att det slutligen erhälles ett intimt förband mellan alla skikten och med det allsidigt inneslutna bärelementet.

Vid det färdigkascherade identitetskortet (FIG 3b) är bärelementet 6 omgivet av det i kallt till- stånd elastiska klistret 17, vilket häller de vid dagligt bruk av kortet uppträdande mekaniska belast- ningarna borta fràn bärelementet i stor utsträckning. 10 15 20 25 30 35 '458 645 Polyuretan kan bearbetas som smältklister eller också i form av en smältklisterfolie i kortlamina- tet. Använder man i kortlaminatet en mycket mjuk smältklisterfolie av polyuretan (exempelvis Platilon U02 - varumärke, Plate Bonn GmbH), är det möjligt att sà välja tjockleken hos de enskilda kortskikten relativt tjockleken hos bârelementet med avseende pá toleranserna, att hälrummet 14 blir mycket litet el- ler i vissa fall helt försvinner. En mycket mjuk smâltklisterfolie kan även i kallt tillstànd hos kortlaminatet i viss man upptaga lokala trycktoppar.

Efter hand som folien mjuknar, försiggàr sedan ka- scheringsförloppet sasom ovan beskrivits.

I FIG 4a och 4b är visat ett tredje utförings- exempel pà kortkonstruktionen enligt uppfinningen, vid vilket buffertzonerna bildas bl a under använd- ning av laminatfolier.

Den i FIG 4a visade visade anordningen áskàd- liggör konstruktionen hos kortskikten före kasche- ringen.

Den flerskiktiga kortkärnan bestàr av ett pap- persskikt 23 och de pà bada sidor av detta skikt an- ordnade folierna 22 och 24. De senare består av det termoplastiska materialet polyeten (PE). PE kan i beroende av tätheten varieras inom ett vidsträckt omrâde med avseende pa sina mekaniska och termiska egenskaper. PE med ringa täthet är i motsats till PVC relativt mjukt vid hög plastisk deformerbarhet och lag mjukningspunkt.

I den utvidgade kortkärnan stansas i beroende av bärelementets diameter en urtagning, som lämnar en fri spalt runt om bärelementet. Tjockleken hos de enskilda skikten i kortkärnan väljes sà i relation till tjockleken hos bârelementet, att det även mel- lan bärelementet och de anslutande täckskikten 21 10 15 20 25 30 35 458 645 10 och 22 kvarstår ett hàlrum 29. Tâckskikten 20, 21 och 25, 26 bestàr av polyeten-beskiktade polyvinyl- kloridfolier, vilka bearbetas som laminatfolier. Det övre täckskiktet 20, 21 är anordnat med lämpliga ur- tagningar för genomföringen av bárelementets kontak- ter 30.

I kallt tillstànd belastas bärelementet pà grund av den valda skiktkonstruktionen blott ovä- sentligt genom kascheringsplattans tryck. Under ka- scheringsprocessens lopp kommer först PE-skikten i flytfasen, sá att de förefintliga hàlrummen 28, 29 fylles med PE-material. Ommantligen skyddar bärele- mentet vid det i kascheringens slutfas nödvändiga höga trycket mot lokala trycktoppar och erbjuder dessutom vid dagligt bruk av kortet ett gott skydd mot mekanisk deformering.

Vid den i FIG 4b visade utföringsformen av ett IC-identitetskort är bàrelementets kontakter dragna till ytan pà täckskiktet, sa att det i detta fall är möjligt med en berörande kontaktgivning.

I FIG Sa resp Sb är visat ett fjärde utförings- exempel pà uppfinningen, vid vilket för bildande av buffertzonerna användes uteslutande s k laminatfo- lier.

De i detta exempel som täckskikt anordnade la- minatfolierna är polyesterfolier (PETP) 32 resp 40. som är beskiktade med polyeten (PE) 33 resp 39l De symmetriskt anslutande andra laminatfolierna består av PE 34. 38 och PVC 35, 37. Den egentliga kortkär- nan 36 kan pá grund av denna speciella kortkonstruk- tion bestà valfritt av PVC eller av papper.

FIG Sb visar identitetskortet efter kasche- ringsförloppet, vilket kan försiggà sàsom förklarats i samband med FIG 4a, 4b. Som nämnts, består täckfo- lierna i det sistnämnda identitetskortet av en spe- 10 15 20 25 30 35 458 645 11 ciell polyester.

PETP (polyetylenglykolterephtalat) är en termo- plastisk polyester med mycket hög hàllfasthet, hög slitstyrka, ringa krympbenägenhet och hög mjuknings- punkt. Dessa folier är sålunda särskilt väl lämpade för identitetskort, som vid dagligt bruk är utsatta för höga belastningar. ' Da de använda polyesterfolierna exempelvis i motsats till PVC-folier uppvisar blott ringa krymp- benägenhet, är det möjligt att inledningsvis värma kortlaminatet utan användning av tryck, tills PE- skikten övergår i flytfasen. Det sálunda mjukade kortlaminatet sammanpressas därefter under tryck.

Sålunda kan exempelvis vid den s k valskascheringen sammanpressningen av de tidigare i en uppvärmnings- station mjukade kortskikten genomföras med hjälp av tva valsar. vid de ovan beskrivna utföringsexemplen är till skydd för bärelementet anordnade buffertzoner i kortlaminatets skiktkonstruktion.

Dessutom år det givetvis också möjligt att an- ordna sjálva bärelementet - före kascheringen - med en buffertzon över hela ytan eller partiellt. An- vändbara material, deras egenskaper samt deras för- hallande under kascheringsprocessen är omnâmnda i samband med beskrivningen av FIG 3a och 3b. För om- mantling över hela ytan skulle bärelementet kunna doppas i lämpligt harts.

Om själva bärelementet bestàr av styvt materi- al, kan partiell beskiktning av elementet exempelvis genom övertäckning av kontaktsidan med en smältklis- terfolie anordnas som buffertzon.

En ytterligare möjlighet att under kascheringen skydda bärelementet för lokala trycktoppar bestàr i att man beskiktat kascheringsplattorna àtminstone i 458 10 15 20 25 30 35 645 12 bärelementets omràde med ett mjukt, bójligt materi- al. Hàrför lämpar sig exempelvis silikongummi.

Slutligen är det också möjligt att skydda bär- elementet vid inbyggnad i identitetskort mot punkt- formiga mekaniska belastningar, dà kascheringstryc- ket regleras i beroende av temperaturen. Därvid mas- te krympbenägenheten hos den använda folietypen be- aktas. vilken stiger med temperaturen.

Man höjer sålunda kascheringstrycket i beroende av temperaturen pà sadant sätt, att de deltagande folierna inte drages men bärelementet à andra sidan i kascheringsprocessens slutfas, sedan kortskikten är uppmjukade, belastas med hela kascheringstrycket.

Med förfarandet att styra kascheringstrycket i bero- ende av temperaturen kan integrerade kopplingskret- sar riskfritt inbäddas i identitetskort utan att extra skyddsåtgärder måsta vidtagas.

A andra sidan kan det för vissa användnings- fall, exempelvis vid bearbetningen av folier med hög krympbenägenhet, visa sig fördelaktigt, om för- farandet för reglering av kascheringstrycket kombi- neras med en eller flera av de ovan nämnda skyddsåt- gârderna.

Claims (19)

10 15 20 25 30 35 458 645 13 PATENTKRAV

1. Flerskiktigt identitetskort (1) eller liknande databärare med en IC-modul (5) för bearbetning av elektriska signaler, varvid IC-modulen (5) tillsam- mans med sina anslutningsledningar är anordnad pà ett separat, i jämförelse med identitetskortet litet bärelement (6), och bärelementet är inlagrat i en i skiktkonstruktionen utformad och till bärelementet anpassad ursparning, k ä n n e t e c k n a t av att de enskilda skikten i kortet (1) är laminerade under användning av värme och tryck, och att kortets skiktkonstruktion åtminstone i omradet för bärele- mentet (6) är sà vald, att termoplastiska material med olika mjukningspunkter är anordnade ovanpà var- andra.

2. Identitetskort enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att bärelementet (6) är fullstän- digt omgivet av termoplastiska material, vilkas mjukningspunkt ligger under den hos de övriga kort- skikten.

3. Identitetskort enligt något av krav 1-2, k ä n n e t e c k n a t av att det termoplastiska materialet är polyeten.

4. Identitetskort enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att skiktkonstruktionen i kortet àtminstone i bärelementets (6) område är sa vald, att åtminstone ett skikt bestár av ett i kallt till- stand relativt de övriga skikten mjukt och elastiskt material.

5. Identitetskort enligt krav 4, t e c k n a t av att materialet är polyuretan.

6. Identitetskort enligt nagot av krav 1-3, k ä n n e - k ä n n e t e c k n a t av följande skiktkonstruk- tion: PVC/PVC eller papper/PVC. ' 458 645 10 15 20 25 30 35 14

7. Identitetskort enligt nagot av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t av följande skiktkonstruk- tion: PVC/smâltklister/PVC eller papper/smältklis- ter/PVC. _

8. Identitetskort enligt nagot av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t av följande skiktkonstruk- tion: laminatfolie av PVC/PE, PE, papper, PE, lami- natfolie av PE/PVC.

9. Identitetskort enligt nagot av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t av följande skiktuppbygg- nad: laminatfolie av PETP/PE, laminatfolie av PE/PVC, PVC eller papper, laminatfolie av PVC/PE, laminatfolie av PE/PETP.

10. Identitetskort enligt ett eller flera av de fö- regàende kraven. k ä n n e t e c k n a t av att de bärelementet (6) täckande skikten är åtminstone del- vis ljusgenomslâppliga.

11. Förfarande för framställning av flerskiktiga identitetskort (1) med en IC-modul (5) för bearbet- ningen av elektriska signaler enligt nàgot av kraven 1-10, varvid IC-modulen (5) tillsammans med sina an- slutningsledningar är anordnad pà ett separat, i jämförelse med identitetskortet litet bárelement (6) och IC-modulen (5) med bärelementet (6) insättes i en urtagning i ett mittre skikt, k å n n e - _ t e c k n a t av att skikten under anvándning_av värme och tryck förbindes med varandra över hela ytan och att under inledningsfasen under uppvärm- ningen av identitetskortsskikten kascheringstrycket hàlles lägre, åtminstone i omradet för bàrelementet (6), än i kascheringens slutfas.

12. Förfarande enligt krav 11, k ä n n e t e c k - n a t av att åtminstone i bärelementets (6) omràde anordnas en eller flera buffertzoner, genom vilka det fulla kascheringstrycket för skiktens mjuknings- 10 15 20 25 30 35 458 645 15 fas halles borta fràn bàrelementet (6).

13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k - n a t av att buffertzonen bildas medelst ett hàlrum mellan bärelementet (6) och täckfolien.

14. Förfarande enligt krav 12 eller 13, k ä n - n e t e c k n a t av att buffertzonen bildas av ett skikt med relativt täckskikten lägre mjukningspunkt.

15. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k - n a t av att buffertzonen (buffertzonerna) bildas genom ommantling av bärelementet (6) àtminstone del- vis, vars mjukningspunkt är lägre än den hos de öv- riga kortskikten.

16. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k - n a t av att buffertzonen bildas av ett elastiskt skikt pà kascheringsplattorna.

17. Förfarande enligt nagot av krav 12, 14 eller 15, k ä n n e t e c k n a t av att ett som buf- fertzon verkande skikt eller en som buffertzon ver- kande ommantling pà bärelementet (6) består av ett material, som är mjukt och elastiskt i förhållande till de övriga kortskikten i kallt tillstànd.

18. Förfarande enligt krav 11, k ä n n e t e c k - n a t av att kascheringsanordningen regleras i be- roende av temperaturen.

19. Förfarande enligt krav 18. k ä n n e t e c k - n a t av att kortskikten till att börja med uppvär- mes till mjukningspunkten för de intill bärelementet (6) belägna skikten och i anslutning därtill hop- pressas.