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Patent Searching and Data


Title:
DATA MEDIUM PROVIDED WITH AN INTEGRATED CIRCUIT AND MANUFACTURING PROCESS THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/002046
Kind Code:
A1
Abstract:
Data medium comprising a plurality of layers as well as a medium element (2) of an integrated circuit block (3). A process for producing such a data medium is also disclosed. The medium element (2) is comprised of a flexible substrate (10) on which are formed contact surfaces connected to the integrated circuit block (3) by conductor tracks. When assembling the medium element (2) in the data medium, the medium element is deformed so that the integrated circuit block (3), protected by a card coating, is arranged in the middle of the card in the finished data medium, the contact surfaces being terminated flush with the top surface of the card.

Inventors:
HOPPE JOACHIM (DE)
HAGHIRI-TEHRANI YAHYA (DE)
Application Number:
PCT/EP1984/000315
Publication Date:
May 09, 1985
Filing Date:
October 09, 1984
Export Citation:
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Assignee:
GAO GES AUTOMATION ORG (DE)
International Classes:
G06K19/00; G06K19/077; G06K19/06; H01L23/498; (IPC1-7): G06K19/06
Foreign References:
DE2659573A11977-07-14
EP0068539A11983-01-05
EP0071255A21983-02-09
DE8221495U11983-01-27
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Claims:
1. p"ä'"t"e"n""f"ä"n""s"p"'r"ü"c"h""e"': Mehrschichtiger Datenträger, bestehend aus mindestens einer Kernschicht sowie einer oberen und unteren Deckschicht, einem ICBaustein für die Verarbeitung elektrischer Signale und Kontaktflächen sowie Leiterbahnen zur Verbindung des ICBausteines mit externen Geräten, wobei ICBaustein, Kontaktflächen und Leiterbahnen ge¬ meinsam auf einem Substrat angeordnet sind, die Kontakt¬ flächen und Leiterbahnen aus einer dünnen elektrisch lei tenden Beschichtung des Substrats hergestellt sind und das Substrat derart zwischen Kern und Deckschichten ein¬ gelagert ist, daß.
2. der ICBaustein in einer Aussparung der Kernschicht liegt und die Kontaktflächen in wenigstens einer Aussparung der oberen Deckschicht vorliegen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Substrat, Kontaktflächen und Leiterbahnen flexibel aus¬ geführt sind und im Datenträger in derart deformierter Form vorliegen, daß der ICBaustein in einer mittleren Ebene des Datenträgers angeordnet ist und die Kontaktflä¬ chen derart aus dieser mittleren Ebene durch die Ausspa¬ rungen der oberen Deckschicht hindurch versetzt sind, daß sie mit mit der Oberfläche der oberen Deckschicht bündig abschließen.
3. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß mehrere Kontaktflächen in Gruppen zusammengefaßt sind, sowohl die Bereiche des Substrats, die die Kontakt¬ gruppen tragen als auch die Aussparungen der obe¬ ren Deckschicht an die Umrisse der Kontaktgruppen angepaßt sind.
4. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Dicke der oberen Deckschicht gleich oder ge¬ ringfügig größer als die Dicke des Substrats.ein¬ schließlich der Kontaktflächen ist und die Kontaktgruppen zusammen mit den zugehörigen Substratteilen vollständig in die Aussparungen der Deckschicht gebogen sind.
5. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Bereiche des Substrats, die den Kontaktflächen unterlegt sind, im Randbereich der Kontaktflächen über diese hinausstehen und die überste¬ henden Bereiche zwischen Kernschicht und oberer Deck¬ schicht fixiert sind.
6. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Kontaktflächen zu Gruppen zu¬ sammengefaßt sind, die Bereiche des Substrats, die den Kontaktgruppen zugeordnet sind, im Randbereich der Kon¬ taktgruppen über diese hinausstehen und diese überstehen den Bereiche des Substrats zwischen Kernschicht und obe¬ rer Deckschicht fixiert sind.
7. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e e n n ¬ z e i c h n e t , daß sowohl die obere Deckschicht als auch das Substrat im Bereich der Kontaktflächen Ausspa¬ rungen aufweisen, daß die Kontaktflächen derart verformt sind, daß sie durch die Aussparungen der oberen Deck¬ schicht hindurch mit der Oberfläche der Deckschicht ab¬ schließen und der unter den Kontaktflächen von den Aus¬ sparungen verbleibende Raum mit Material der Kernschicht ausgefüllt ist.
8. Datenträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die die Kontaktgruppen tragenden Teile des Substrats mittels eines Schmelzkle¬ bers auf der Kernschicht fixiert sind.
9. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß das Substrat aus einem flexiblen Folienmaterial hoher Thermostabilität und hoher Zugfe¬ stigkeit, vorzugsweise aus Polyimid, hergestellt ist.
10. Datenträger nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Bereiche des Substrats, auf denen die Kontaktgruppen angeordnet sind, durch schmale Substratstege von den Substratteilen getrennt sind, die den ICBaustein tragen.
11. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t , daß die Leiterbahnen in den deformier¬ ten Bereichen des Substrates vollständig mit Substrat un terlegt und mit diesem fest verbunden sind.
12. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Ausführungsform des Datenträgers rechteckig ist. O P 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, voll¬ ständig mit Substrat unterlegt und mit diesem fest verbunden sind.
13. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Bereiche der Zuleitungen, die nicht mit Substrat unterlegt sind, vorzugsweise parallel bzw. entlang der kurzen Kanten des Datenträgers an die Kontaktierungspunkte des ICBausteins herangeführt sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers nach An¬ spruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Substrat mit den darauf angeordneten Kontakt flächen, Leiterbahnen und dem ICBaustein derart auf der Kernschicht fixiert ist, daß der ICBau¬ stein im Bereich einer Aussparung der' Kernschicht angeordnet ist, die obere Deckschicht derart über der Kernschicht positioniert wird, daß die Aussparungen dieser Deckschicht über den auf dem Substrat vorgesehenen Kontaktflächen liegen und daß dieser Schichtaufbau unter Druck und Wärmeein¬ wirkung miteinander verschweißt wird, so daß die Kontaktflächen an die Oberflächen der oberen Deck¬ schicht und der ICBaustein ins Innere des Schicht aufbaus gedrückt werden.
15. Datenträger mit Trägerelement für einen ICBaustein, bei dem das Trägerelement besteht aus einem Substrat mit einer Aussparung, auf dem Substrat angeordneten und zu Kontaktberei¬ chen zusammengefaßten Kontaktflächen, Leiterbahnen auf dem Substrat, die jeweils an einem Ende mit den Kontaktflächen verbunden sind und mit dem jeweils anderen Ende frei in die Aussparung des Substrats ragen und dort mit den Anschlußpunkten des ICBausteins verbunden sind und dadurch den ICBaustein in der Aussparung hal¬ ten, dadurch g. e k e n n z e i c h n e t , daß der rechteckige ICBaustein ausschließlich an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Anschlußpunkten verse¬ hen ist, der ICBaustein derart in der Aussparung angeordnet ist, daß die von den Kontaktflächen kommenden Zulei¬ tungen jeweils im rechten Winkel an die Kontaktpunk¬ te des ICBausteins herangeführt werden und die Zuleitungen in ihrem Verlauf von den Kontaktflä chen bis kurz vor den Anschlußpunkt der ICBausteine mit Substratmaterial unterlegt und mit diesem fest verbunden sind.
Description:
Datenträger mit integriertem Schaltkreis und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen 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-Bausteins mit externen Geräten, wobei IC-Baustein, Kontaktflächen und Leiterbahnen gemeinsam auf einem Substrat angeordnet sind, die Kontaktflächen und Leiterbahnen aus einer dün¬ nen elektrisch leitenden Beschichtung des Substrats her- gestellt sind und das Substrat derart zwischen Kern- und Deckschichten eingelagert ist, daß der IC-Baustein in einer Aussparung der Kernschicht liegt und die Kontakt¬ flächen in wenigstens einer Aussparung der oberen Deck¬ schicht vorliegen.

Datenträger, wie Kredit-, Ausweis- oder Identifikations¬ karten, mit integriertem Schaltkreis werden in zunehmen¬ dem Maße im automatischen Waren- und Dienstleistungsver¬ kehr eingesetzt. Die Kommunikation des integrierten Schaltkreises mit entsprechenden Automaten wird dabei

' ameinfachsten über eine galvanische Kontaktierung vorge¬ nommen. Dazu sind auf der Karte leitende Beläge (Kontakt¬ flächen) vorgesehen, die einerseits über Leiterbahnen mit dem Schaltkreis in der Karte verbunden sind und anderer- seits über einen geeigneten Kontaktkopf die elektrische Verbindung zu einem externen Gerät ermöglichen. Der Schaltkreis selbst ist vorzugsweise in der Mitte der Aus¬ weiskarte angeordnet, während die Kontaktflächen mit der Oberfläche der Karte bündig abschließen. In dieser Aus- führung können die Kontaktflächen im täglichen Gebrauch der Karte am einfachsten von Verschmutzungen freigehalten werden.

Von den vielen bereits bekanntgewordenen Ausweiskarten mit integriertem Schaltkreis und galvanischer Kontakt¬ abnahme seien nachfolgend einige genannt.

Λ f OMPI

In der DE-OS 26 59 573 ist der IC-Baustein gemeinsam mit den Leiterbahnen und den Kontaktflächen auf einem fla¬ chen, 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 Sub¬ strat angeordnet sind, liegen sie in der Ausweiskarte in der Ebene des Schaltkreises, also etwa in der Mitte der Karte. Der Zugang zu den Kontaktflächen ist daher nur über Vertiefungen in der Kartenoberfläche möglich. Da sich in diesen Vertiefungen bevorzugt Schmutz ansammelt, werden sie, wie in der DE-OS 26 59 573 vorgeschlagen, mit einem leitenden Material gefüllt, das dann mit der Kar- tenoberfläche abschließt.

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¬ bau in eine Karte mit elektrisch leitenden Höckern verse¬ hen werden. Bei der Fertigstellung der Karte wird das Trägerelement in ein Fenster dieser Karte eingesetzt und mit einer Deckfolie laminiert, die im Bereich der Höcker Aussparungen aufweist. Die Höhe der leitenden Höcker ent¬ spricht der Dicke der Deckfolie, so daß die Kontaktflä¬ chen bei der fertigen Karte bündig mit der Kartenoberflä- 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 durch die Verwendung erhöhter Kontakte eine zusätzliche Übergangs¬ stelle zwischen den eigentlichen Kontaktflächen des Trä-

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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 Träger¬ element verbiegbare, frei über den Rand des Trägers hin¬ ausragende Kontaktfahnen aufweist, die beim Zusammenbau der Karte durch Schlitze der Deckfolie geführt und umge¬ klappt 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 diesem Verfahren ist darauf zu achten, daß die vergleichsweise dünnen Kontakt¬ fahnen nicht knicken, wenn sie durch Schlitze der Deckfo¬ lie 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 Aus¬ weiskarte mit IC-Baustein vorzuschlagen, bei der die Kon¬ taktflächen an der Kartenoberfläche liegen, während der Baustein selbst etwa in der Kartenmitte lagert. Die Aus- weiskarte 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 ver- mieden werden. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstel¬ lung sowie ein Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in einen Datenträger vorgeschlagen werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptan- spruch angegebenen Merkmale gelöst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist

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der IC-Baustein auf einer flexiblen Trägerfolie mit hoher Ther ostabilität und hoher Zugfestigkeit, dem Substrat, montiert. Der Schaltkreis ist in einer Aussparung des Substrats mit in die Aussparung hineinragenden Leiterbah- nen verbunden. Die Leiterbahnen enden auf dem Substrat in Kontaktflächen, wobei Leiterbahnen und Kontaktflächen aus einer dünnen, elektrisch leitenden Beschichtung des Sub¬ strats hergestellt sind. Die Kontaktflächen sind, bei¬ spielsweise zusammengefaßt in zwei Gruppen, beidseitig des Schaltkreises auf dem Substrat angeordnet. Die Aus¬ weiskarte 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- taktgruppen gestanzt sind.

Während des Zusammenpressens bzw. Kaschierens der Karten¬ schichten 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 ab¬ schließen. Der sehr einfache Kartenaufbau, verbunden mit der Verwendung eines ebenfalls einfachen und kostengün- stig herstellbaren Trägerelements, bestehend aus dem Sub¬ strat, dem IC-Baustein, den Leiterbahnen und Kontaktflä¬ chen, erlaubt die wirtschaftliche Herstellung einer Aus¬ weiskarte 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 Karte. 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 Aus¬ sparungen der oberen Deckfolie bezogen auf die Kontaktbe¬ reiche des Trägerelements oder auch durch unterschiedli¬ che Befestigungstechniken des Trägerelements in der Kar¬ te.

Nachfolgend werden die Ausführungsformen 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¬ führungsformen,

Fig. 4 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 1 mit detaillierter Darstellung des Träger¬ elements,

Fig. 5 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 4 im Schnitt vor dem Zusammenfügen der einzelnen Schichten,

Fig. 6 dier 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 Aus¬ weiskarte gemäß Fig. 2,

Fig. 9 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 2 im

Schnitt vor dem Zusammenfügen der einzelnen Schichten,

Fig. 10 die fertige Karte im Schnitt entlang der Linie 10-10 aus Fig. 8,

Fig. 11 detaillierte Darstellung eines Trä¬ gerelements zum Einbau in eine Aus- weiskarte gemäß Fig. 3,

Fig.12 die Ausweiskarte gemäß der Fig. 3 im

Schnitt vor dem Zusammenfügen der einzelnen Schichten,

Fig. 13 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, wobei jeweils die Lage des IC-Bausteins und der Kontakt¬ flächen sowie die Ausbildung der Aussparungen in der obe¬ ren Deckfolie der Karte variieren. Im unteren Bereich der Karte sind beispielsweise der Name des Karteninhabers und eine Kartennummer aufgedruckt. Der Übersichtlichkeit we¬ gen wurde auf die Darstellung weiterer Zeichen und Druck¬ bilder, wie sie bei derartigen Karten üblich sind, ver¬ zichtet. Auf die Einzelheiten der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausweiskarten soll nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der einzelnen Ausführungsformen de¬ tailliert eingegangen werden.

Die Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung vor und nach dem Zusammenpressen der ein- zelnen Kartenschichten. Die fertige Ausweiskarte ent¬ spricht der in Fig. 1 gezeigten Karte. Zunächst sei der Aufbau des Trägerelements 2 erläutert, das in der Fig. 4

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in der Aufsicht und in der Fig. 5 im Schnitt dargestellt ist. Das Trägerelement 2 besteht aus dem IC-Baustein 3, den Leiterbahnen 4, den Kontakt lächen 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 Fen¬ ster lediglich durch die Befestigung der Leiterbahnen mit den entsprechenden Anschlußpunkten des Bausteins gehal¬ ten. Diese Art der Befestigung bzw. Bondierung von Halb- leiter-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, Sei¬ te 40 - 44).

Bei dem für die erfindungsgemäße Ausweiskarte verwendetem Trägerelement enden die Leiterbahnen 4 in auf dem Sub¬ strat 10 angeordneten Kontaktflächen 9, deren Abmaße so gewählt sind, ' daß die berührende Kontaktabnähme mit einem geeigneten Abtastkopf in einem Automaten möglich ist.

Jeweils 4 Kontaktflächen sind beidseitig des IC-Bausteins 3 in Gruppen zusammengefaßt. Das Substrat 10, das aus flexiblem, thermostabilem und undehnbarem Material, bei¬ spielsweise Polyimid besteht, ist derart gestanzt, daß im wesentlichen nur die für die Kontaktflächen und die Lei¬ terbahnen notwendige Fläche durch Filmmaterial 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 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-

schicht 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 Ausführungsbeispiel gezeigt, das Substrat 10 aus einem Material besteht (beispielsweise aus Polyimid), das sich mit dem Material der Ausweiskarte (beispielsweise PVC) während des Zusammenpressens der Schichten unter Wärme und Druck nicht verbindet, sind geeignete Elemente zur Verbindung der unterschiedlichen Materialien vorzusehen. In diesem Fall kann ein sogenann¬ ter Schmelzkleber in Form einer Folie 19 verwendet wer¬ den. Mit Hilfe eines solchen Klebers können auch unter¬ schiedliche 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 Stahlplätten 21, 22 unter Einwirkung von Wärme und Druck zusammengepreßt. In der Anfangsphase des Laminierens wirkt sich der Druck der Kaschierplatten vor¬ wiegend auf die Stellen mit der jeweils größten Material¬ anhäufung im Laminat aus. Es sind dies die durch die strichpunktierten Linien 24, 25 angedeuteten Bereiche, wo jeweils untere Deckschicht 15, Kernschicht 13, Schmelz¬ kleberfolie 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 geometri¬ schen Struktur an. Nachfolgend erweichen auch die Karten¬ schichten. Da das Material des Substrats 10 im Bereich der Laminartemperaturen nicht erweicht, wird es an den durch die Linien 24, 25 angedeuteten Stellen unter Ver¬ drängung des erweichenden Kartenmaterials zwischen Kern-

folie 13 und oberer Deckfolie 14 eingebettet. Der IC-Bau¬ stein 3 wird, verursacht durch den zwischen den Ausspa¬ rungen 17, 18 liegenden Steg 26 der Deckfolie 14, in die Aussparung 16 der Kernfolie 13 gedrückt, während die mit den Kontaktflächen 9 versehenen Teile des Substrats 10 in die Aussparungen 17 und 18 der oberen Deckfolie 14 aus¬ weichen. Während dieser Phase, in der schließlich auch die Aussparung 16 der Kernfolie nahezu vollständig mit Kartenmaterial ausgefüllt wird, bietet die sehr weiche Schmelzkleberfolie 19 eine schützende Pufferzone für den IC-Baustein 3 und für die Anschlußleitungen 4.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die fertige Ausweiskarte. Fig. 6, eine SchnittZeichnung entlang der Linie 6-6 der Fig. 4, zeigt anschaulich die Verformung des Substrats 10, die dazu führt, daß der IC-Baustein 3 geschützt in der Kar¬ tenmitte liegt, während die Kontaktflächen 9 bündig mit der Oberfläche der Karte abschließen. Vor allem im Be-^- reich der Kontaktflächen 9 sorgt der Schmelzkleber 19 nach dem Erkalten des Laminats für eine sichere Haftung des Substrats 10 mit der Karte.

Die Fig. 7, eine Schnittzeichnung entlang der Linie 7-7 der Fig. 4, zeigt, daß obere Deckfolie 14 und Kernfolie 13 durch die so groß wie möglich ausgebildete Aussparung 11 des Substrats 10 hindurch miteinander verbunden sind, so daß die obere Deckfolie 14 auch in der Umgebung des IC-Bausteins 3 fest mit dem Kartenkern verbunden ist. Die bereits erwähnten relativ schmalen Verbindungsstege 12 zwischen den jeweiligen Kontaktgruppen und dem Substrat¬ bereich, in dem sich der IC-Baustein befindet, erleich¬ tern die Deformierung des Substrats.

Im folgenden wird eine Karte bzw. der Einbau eines Trä- gerelements in eine Karte, wie sie bereits in Fig. 2 ge¬ zeigt wurde, beschrieben. Bei dieser Ausführungsform be¬ finden sich alle Kontaktflächen auf einer Seite des Sub-

strats, während der IC-Baustein auf der anderen Seite angeordnet ist. In diesem Fall können beispielsweise dickere IC-Bausteine in dem bei Ausweiskarten für Hoch¬ prägungen vorgesehenen Bereich angeordnet werden, während die Kontaktflächen an üblicher Stelle plaziert werden, um den für Prägungen vorgesehenen Bereich möglichst wenig zu beanspruche .

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 Leiter¬ bahnen verbinden den IC-Baustein 3 mit den Kontaktflächen 31. Die Anzahl und die Anordnung der Kontaktflächen rich¬ tet sich nach dem verwendeten IC-Baustein und kann an die jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden. In Fig. 8 ist beispielhaft eine Ausführung mit 8 Kontaktbereichen dar¬ gestellt. Über das Substrat 33 verteilt sind in Fig. 8 mehrere kleine Löcher 35, 38 erkennbar, die zur Veranke¬ rung 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 Kontakt¬ flächen 31 tragende Substratfläche. Durch das Zusammen¬ pressen unter Einwirkung von Wärme wird das Trägerelement 30, wie in der Fig. 10 dargestellt, derart verformt, daß die die Kontakt lächen tragende Substratfläche relativ zum IC-Baustein in Richtung zur Oberfläche der Karte hin versetzt ist, so daß der IC-Baustein 3 geschützt durch

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die beiden Kartendeckfolien 14, 15 in der Mitte der Karte liegt, während die Kontaktflächen 31 bündig mit der Kar¬ tenoberfläche abschließen. Es hat sich überraschenderwei¬ se gezeigt, daß die Kernfolie 13 einerseits die Randbe- reiche des Substrats einbettet und andererseits die Kon¬ taktbereiche durch die Aussparung 17 zur äußeren Oberflä¬ che des Schichtaufbaues hochdrückt.

Da das Substrat im Bereich der Kontaktflächen einen ge- genüber der Aussparung 17 in der oberen Deckfolie 14 großen Umriß aufweist, sind die Randbereiche des Sub¬ strats zwischen oberer Deckfolie 14 und Kernschicht 13 verankert. In Bereichen des Substrats, die keine Kontakt¬ flächen aufweisen, beispielsweise der in Fig. 10 gezeigte linke Teil, ist das Substrat ohnehin zwischen Kern- und oberer Deckfolie eingebettet.

Der ΪC-Baustein ist in der fertigen Karte in die Ausspa¬ rung 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 sich verbun¬ den hat. Durch diese innige Verbindung wird das dazwi¬ schenliegende 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 Kontaktoberflä¬ che abschließt. Da die Aussparung 39 der metallischen Kontaktfläche größer als das Loch 38 im Substrat ist, bildet sich ein im Schnitt T-förmiger Pfropfen, der das Substrat im Kontaktflächenbereich zusätzlich mit der

Kernfolie verbindet. Diese Ausführung ist besonders vor¬ teilhaft, wenn der Kontaktbereich großflächig ist.

Die Fig. 11 zeigt ein für diese Ausführungsform bevorzugt geeignetes Trägerelement 40. Es gleicht dem in Fig. 4 ausführlich beschriebenen Trägerelement in vielen Punk¬ ten. So ist beispielsweise der IC-Baustein 3 in einer Aussparung 11 des Substrats 10 angeordnet und über Lei¬ terbahnen 4 mit den Kontakt lächen 42 verbunden. Einziger Unterschied ist, daß die metallischen Kontaktfl chen 42 nicht vollständig von dem Substrat 10 unterlegt sind. Die gestrichelten Linien 41 deuten die im Substrat vorgese- henen 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 Kartenfo¬ lien. Kernfolie 13 und obere Deckfolie 14 weisen die be¬ reits bekannten Aussparungen zur Aufnahme des IC-Bau¬ steins 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 ver¬ formt, während das thermoplastische Kartenmaterial in die Aussparungen 17, 18 der oberen Deckfolie ausweicht. Dabei werden die metallischen Kontaktflächen 42 durch das Kern¬ material zur Oberfläche hin verformt.

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, muß dafür gesorgt werden, daß die Längendehnung auf andere Weise kompensiert wird. Bei¬ spielsweise kann man die Verbindung der metallischen Kon-

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taktflächen 42 mit dem Substrat 10 im Randbereich des Trägerelements so ausführen, daß sich diese bei Zugbean¬ spruchung 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 auszuspa¬ ren. So können beispielsweise die Kontaktbereiche des in Fig. 11 dargestellten Trägerelements 40 nur an den äuße- ren bzw. dem IC-Baustein zugewandten Längsseiten mit schmalen Streifen aus Substratmaterial unterlegt sein, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, wie bei der oben be¬ schriebenen Form.

Für Anwendungsfälle, in denen das Aufbringen des Schmelz¬ klebers, das üblicherweise unter- Wärmeeinwirkung statt¬ findet, unerwünscht oder unmöglich ist, kann anstelle des Schmelzklebers " ein Material in Form einer Folie oder Fo¬ lienstücken mit Hilfe eines bei Raumtemperatur wirksamen Klebers mit dem Substrat verbunden werden. Dieses Folien¬ material ist so gewählt, daß es beim La inieren unter Druck- und Wärmeeinwirkung mit dem Kartenmaterial eine innige Verbindung eingeht. Vorzugsweise wird das gleiche Material gewählt, das auch für den restlichen Schichtauf- bau verwendet wurde, beispielsweise PVC. Ein Vorteil die¬ ser Art von Verbindung zwischen Substrat und Karten¬ schichten ist, daß in Bereichen des Trägerelements, die beim Laminieren verformt werden sollen, durch gezielte Auftragung des Folienmaterials die Verformung des Träger- elements wirkungsvoll unterstützt werden kann.

Das beschriebene Trägerelement unterliegt sowohl bei der Herstellung des Datenträgers als auch beim Gebrauch des¬ selben unterschiedlichen mechanischen Belastungen.

Die beim Kaschieren auf das Trägerelement einwirkenden mechanischen Belastungen treten in erster Linie in den

Bereichen des Trägerelementes auf, die während des Ka¬ schiervorganges verformt bzw. deformiert werden. Für die spätere Funktion des Datenträgers können sich dabei ins¬ besondere die auf den IC-Baustein oder die auf die Lei- terbahnen einwirkenden mechanischen Kräfte negativ be¬ merkbar 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 Sehichtaufbaus vom IC-Baustein ferngehalten werden, so daß zumindest vor Erweichung des Kartenmaterials am IC- Baustein keine direkten Druckbelastungen anliegen.

Die auf die zwischen IC-Baustein und Kontaktflächen vor¬ gesehenen 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 Lei¬ terbahnen ferngehalten bzw. vom Verstärkungsmaterial ab- gefangen 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 gehal- ten 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 Kar¬ tenbreite wirkenden Biegebelastungen sind demgegenüber weniger von Bedeutung. Eine Beschädigung des Trägerele-

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entes wird bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform da¬ durch verhindert, daß zumindest die in Richtung der Hauptbelastungsachsen verlaufenden, d. h. die in Karten- längs- oder Diagonalrichtung verlaufenden Leiterbahnen vollständig mit thermostabilem und zugfestem Folienmate¬ rial unterlegt und mit diesem fest verbunden sind. Die Bereiche der Zuleitungen, die nicht mit Substrat unter¬ legt sind, sind vorzugsweise parallel bzw. entlang der kurzen Kanten des Datenträgers an die Kontaktierungspunk- te 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 wer¬ den. 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 bei¬ spielsweise sowohl die bei der Herstellung als auch die beim Gebrauch der Karte auftretenden mechanischen Bela¬ stungen berücksichtigt. Ein derartiger Aufbau empfiehlt sich insbesondere bei Datenträgern, die über längere Zeiträume besonders starken mechanischen Belastungen un¬ terworfen werden.

Das in Fig. 8 dargestellte und entsprechend Fig. 2 im Da¬ tenträger eingebaute Trägerelement berücksichtigt demge- genüber in erster Linie die bei der Kartenherstellung auftretenden Belastungen. Ein derartiger Aufbau kann, be¬ einflußt durch verschiedene Randbedingungen, wie z. B. das Vorsehen eines Magnetstreifens auf der Kartenrücksei¬ te, besonders sinnvoll sein. Er ist insbesondere dann un- bedenklich, wenn der Datenträger im späteren Gebrauch durch kürzere Laufzeit oder sorgsamere Behandlung weniger starken Belastungen ausgesetzt ist.