Displaymodul und

Datenträger mit eingesetztem Display modul

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul, welches eine Kontaktschnittstelle, einen integrierten Schaltkreis und ein Display umfasst, sowie einen portablen Datenträger mit einem solchen Modul. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Moduls und ei- nes entsprechenden Datenträgers.

Portable Datenträger, insbesondere in Form von Chipkarten, Schlüsselanhänger oder Karten-Token, mit einem Display werden als Ausweiskarten, Kreditkarten, Telefonkarten oder dergleichen sowie als so genannte "elektro- nische Geldbörsen" für den bargeldlosen Zahlungsverkehr eingesetzt.

Es hat sich gezeigt, dass ein Aufbau von Chipkarten mit Display im Mehrlagenverfahren, bei welchem mehrere Lagen von Kunststofffolien unter Druck und Hitze zu einem Kartenkörper zusammengefügt werden, technisch auf- wändig und kostenintensiv ist. Die Funktionsschichten des Displays müssen dabei während des Produktionsprozesses in die jeweiligen Lagen eingefügt werden und sind demnach einer hohen Druckbelastung ausgesetzt, welche das Display bereits bei der Herstellung beschädigen oder gar zerstören kann.

Die DE 10210606 Al beschreibt ein Displaymodul, bei welchem unmittelbar auf ein Displaysubstrat ein Ansteuerchipmodul aufkontaktiert ist. Das Ansteuerchipmodul beinhaltet dabei die Ansteuerelektronik zum Ansteuern der

einzelnen Elemente des Displays. Der Ansteuerchip ist auf einer Leiterbahnanordnung aufkontaktiert und mit einer Vergussmasse vor Umwelteinflüssen und mechanischen Beanspruchungen geschützt. Das Displaymodul kann als Steckmodul ausgebildet sein, welches von einem Nutzer in die Chipkarte eingesetzt und daraus entfernt werden kann. Eine Einrichtung, mittels derer ein integrierter Schaltkreis der Chipkarte mit dem Displaymodul elektronisch kontaktiert werden kann, muss in der Chipkarte separat vorgesehen werden.

Die EP 1411 467 Al beschreibt eine Chipkarte, die außerhalb einer Hauptbiegelinie der Chipkarte eine gemeinsame Kavität für ein Chipmodul und ein Display besitzt, wobei das Chipmodul eine Kontaktschnittstelle und einen damit kontaktierten integrierten Schaltkreis umf asst. Das Chipmodul und das Display sind elektronisch miteinander verbunden und können zu einem einheitlichen Modul vergossen sein, welches dann als ein Bauelement in die gemeinsame Kavität der Chipkarte eingesetzt wird. Dabei ist die elektronische Kontaktierung von Display und integriertem Schaltkreis bereits in dem einheitlichen Modul ausgebildet. Wegen seiner räumlichen Ausdehnung ist vor allem das einheitliche Modul, zu welchem Chipmodul und Dis- play vergossen sind, trotz seiner Anordnung außerhalb der Hauptbiegelinie der Chipkarte weiterhin anfällig für eine Beschädigung durch Biegebelastungen, die auf die Chipkarte wirken.

Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum kostengünstigen Herstellen eines robusten portablen Datenträgers mit einem Display vorzuschlagen sowie ein dazu geeignetes Modul mit Display und einen geeigneten Datenträger anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Modul, einen Datenträgerkörper und einen Datenträger sowie durch Verfahren zur Herstellung des Moduls, des Datenträgerkörpers und des Datenträgers mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Demnach umfasst ein erfindungsgemäßes Modul zum Einsetzen in einen Datenträgerkörper eine Kontaktschnittstelle mit einer Kontaktfläche, zumindest einen integrierten Schaltkreis und eine Anzeigeeinrichtung mit einer Anzeigefläche, wobei die Kontaktschnittstelle, der zumindest eine Schaltkreis und die Anzeigeeinrichtung miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß sind die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung in dem Datenträgerkörper derart anordnbar, dass die Kontaktfläche der Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in entgegenge- setzte Richtungen weisen. Die Kontaktschnittstelle, der zumindest eine

Schaltkreis und die Anzeigeeinrichtung können auf vielfältige Weise miteinander zu dem Modul verbunden werden, wobei die Verbindung mechanischer und/ oder elektronischer Art sein kann, wesentlich ist dabei nur, dass diese Einzelkomponenten des Moduls nicht mehr separat vorliegen.

Bei der Kontaktschnittstelle ist es alternativ möglich, daß diese auf der Kartenoberfläche keine Kontaktflächen aufweist. Anstatt der Kontaktfläche kann eine Abdeckplatte vorhanden sein. Damit kann das Modul beliebig auf oder in der Karte platziert werden. Falls die Kontaktschnittstelle Kontaktflächen hat, dann muß das Modul in der Position platziert werden, die von einer Norm, z.B. der ISO 7816 vorgegeben ist.

Ein erfindungsgemäßer flächiger Datenträgerkörper zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Moduls besitzt demnach eine durchgehende öffnung

oder eine Kavität, in welche das Modul derart einsetzbar ist, dass die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Datenträgerkörpers angeordnet sind und die Kontaktfläche der Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung eines eingesetz- ten Moduls in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Dementsprechend umfasst ein erfindungsgemäßer portabler Datenträger einen erfindungsgemäßen Datenträgerkörper und ein in die durchgängige öffnung des Datenträgerkörpers derart eingesetztes erfindungsgemäßes Modul, dass die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Datenträgerkörpers angeordnet sind und die Kontaktfläche der Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Moduls werden demnach die Kontaktschnittstelle, der zumindest eine integrierte Schaltkreis und die Anzeigeeinrichtung miteinander zu einem Modul verbunden, welches derart in dem Datenträgerkörper anordnbar ist, dass die Kontaktfläche der Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisen. Dabei ist es einerseits möglich, dass das Modul bereits vor dem Einsetzen in die öffnung des Datenträgerkörpers eine feste, definierte Form aufweist, gemäß der die Anzeigeeinrichtung und die Kontaktschnittstelle an gegenüberliegenden Seiten des Moduls angeordnet sind. Andererseits ist es möglich, dass die Einzelkomponenten des Mo- duls flexibel oder bewegbar verbunden sind und die gegenüberliegenden Seiten des Moduls erst durch das Einsetzen des Moduls in die öffnung des Datenträgerkörpers definiert werden. D.h., das Modul besitzt vor dem Einsetzen in die öffnung noch eine variable, veränderbare Form, die es jedoch gestattet, das Modul in der Weise in die öffnung des Datenträgerkörpers

einzusetzen, dass die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Datenträgerkörpers angeordnet sind und die Kontaktfläche der Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Datenträgerkörpers zum Aufnehmen der Kontaktschnittstelle, des zumindest einen integrierten Schaltkreises und der Anzeigeeinrichtung in der öffnung des Datenträgerkörpers wird die öffnung als durchgängige, sich vollständig durch den Datenträgerkörper hindurch erstreckende öffnung derart ausgebildet, dass die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Datenträgerkörpers anordnbar sind und die Kontaktfläche der angeordneten Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der angeordneten Anzeigeeinrichtung dann in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Datenträgers wird ein erfindungsgemäßer flächiger Datenträgerkörper mit durchgängiger öffnung sowie eine Kontaktschnittstelle, zumindest ein integrierter Schaltkreis und eine Anzeigeeinrichtung bereitgestellt. Die Kontaktschnittstelle, der zumindest eine integrierte Schaltkreis und die Anzeigeeinrichtung werden miteinander verbunden und in der öffnung des Datenträgerkörpers derart angeordnet, dass die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Datenträgerkörpers so angeordnet sind, dass die Kontaktfläche der Kontaktschnittstelle und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Mit Hilfe der beschriebenen Verfahren kann in effektiver und kostengünstiger Weise ein robuster portabler Datenträger mit einer Anzeigeeinrichtung hergestellt werden. Die Ausgestaltung des Moduls erlaubt die beschriebene

vorteilhafte Anordnung der Bauteile in der öffnung des Datenträgerkörpers. Dadurch sind die Bauteile vor Druck- und Biegebelastungen gut geschützt, da das in die öffnung des Datenträgerkörpers eingesetzte Modul eine sehr kompakte Form annimmt. Sensible Bauteile sind im Innern des Datenträger- körpers verborgen und die Ausbreitung des Moduls in der Fläche ist minimiert. Auf diese Weise können vor allem die Auswirkungen von Biegebelastungen auf das Modul gering gehalten werden. Das Modul kann aus Standardkomponenten oder speziellen Bauteilen zusammengestellt und als Halbzeug unabhängig von dem Datenträgerkörper hergestellt werden. Das gleiche gilt für den Datenträgerkörper. Die beschriebene Anordnung von

Anzeigeeinrichtung und Kontaktschnittstelle auf gegenüberliegenden Seiten des Datenträgerkörpers erlaubt es zudem, dass die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung leicht abgelesen werden kann, während der Datenträger über die Kontaktschnittstelle von einem entsprechend eingerichteten Kontakt- Lesegerät kontaktiert wird.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Modul als eine flexible Leiterplatte ausgebildet, auf der die Kontaktschnittstelle, der zumindest eine integrierte Schaltkreis und die Anzeigeeinrichtung angeordnet und elektronisch miteinander verbunden sind. Aufgrund der flexiblen Form des Moduls kann es zum Einsetzen in verschiedene Datenträgerkörper verwendet werden, wobei die endgültige Form des Moduls erst beim Einsetzen definiert wird.

Es ist auch möglich, das Modul mittels eines Vergussmaterials derart auszu- gießen, dass die Kontaktschnittstelle und die Anzeigeeinrichtung derart auf einander gegenüberliegenden Seiten des vergossenen Moduls angeordnet sind, dass das Modul in der oben beschriebenen Weise in den Datenträgerkörper eingesetzt werden kann. Das Modul erhält somit seine definierte Form und kann auf einfachem Weg in eine entsprechend ausgeformte öff-

nung eines Datenträgerkörpers eingesetzt werden. Eine derartige Formgebung des Moduls kann auch durch geeignetes Verkleben oder Verlöten der Leiterplatte erreicht werden.

Gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform umfasst das Modul zwei Leiterplatten, die elektronisch miteinander verbunden sind. Auf der ersten Leiterplatte ist die Kontaktschnittstelle angeordnet, auf der zweiten Leiterplatte die Anzeigeeinrichtung. Auf diese Weise ist es möglich, das Modul aus Standardkomponenten herzustellen, die dann nur noch geeignet elektronisch mitein- ander verbunden werden müssen.

Das Modul kann genau einen integrierten Schaltkreis enthalten, der dann auf der ersten Leiterplatte angeordnet ist, wenn z.B. ein Standardchipmodul mit einer Kontaktschnittstelle und/ oder einer Kontaktlosschnittstelle und einem mit dieser Schnittstelle kontaktierten und vergossenen integrierten Schaltkreis auf einer ersten Leiterplatte und ein gewöhnliches Display als Anzeigeeinrichtung auf einer zweiten Leiterplatte verwendet werden, wobei das Display über den einen integrierten Schaltkreis des Chipmoduls angesteuert wird. Als Kontaktlosschnittstelle könnte man auf einer oder beiden Leiter- platten auch eine Antenne integrieren.

Andererseits kann das Modul auch zumindest zwei integrierte Schaltkreise umfassen, beispielsweise zusätzlich einen separaten zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung und/ oder einen Kryptochip oder dergleichen. Die Schaltkreise können sowohl auf der ersten Leiterplatte als auch auf der zweiten Leiterplatte oder ausschließlich auf einer der beiden Leiterplatten angeordnet sein. In einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, ein Modul an die speziellen Anforderungen eines herzustellenden Datenträgers anzupassen.

Neben den integrierten Schaltkreisen können sich auf einer oder beiden Leiterplatten auch zusätzliche passive Bauelemente, wie z.B. Kondensatoren befinden.

Die beiden Leiterplatten können auf vielfältige Weise elektronisch miteinander verbunden werden, beispielsweise mittels einer die beiden Leiterplatten kontaktierenden anisotropen Kontaktleiste. Es ist auch möglich, ein Drahtgitter mit den beiden Leiterplatten zu verbinden, beispielsweise durch Verlöten, Verkleben oder Verschweißen, wobei dann das Drahtgitter die elektronische Verbindung zwischen den beiden Leiterplatten herstellt. Das Drahtgitter besteht aus mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Drähten, die sich gegenseitig nicht berühren. Schließlich können die beiden Leiterplatten mittels Bond-Drähten elektronisch verbunden werden.

Andere Arten der Verbindung der beiden Leiterplatten sind gleichfalls möglich. Zumindest eine der beiden Leiterplatten kann als flexible Leiterplatte ausgebildet werden. Diese flexible Leiterplatte kann dann mit der anderen Leiterplatte mittels Verlötens, Verklebens oder Verschweißens oder auf eine andere geeignete Weise elektronisch und/ oder mechanisch verbunden wer- den.

Die integrierten Schaltkreise in dem Modul sind in der Regel dadurch vor eventuell schädigendem Lichteinfall geschützt, dass sie in dem Modul zwischen der Kontaktschnittstelle und der Anzeigeeinrichtung angeordnet sind. In den Fällen, in denen die Schaltkreise an einer anderen Stelle angeordnet sind, z.B. auf der gleichen Seite einer Leiterplatte wie die Anzeigeeinrichtung und neben derselben oder auf der Seite der Leiterplatte gegenüber der Anzeigeeinrichtung, jedoch nicht verdeckt durch die Anzeigeeinrichtung, können die Schaltkreise mit zusätzlichen Einrichtungen vor Lichteinfall ge-

schützt werden. Es ist z.B. möglich, die Schaltkreise mittels eines Lichtschutz-Vergussmaterials zu vergießen oder die Leiterplatte an der entsprechenden Stelle auf der Seite gegenüber den Schaltkreisen mit einer Lichtschutzschicht, z.B. einer dünnen Kupferschicht, zu überziehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Modul Vergussmaterial derart angeordnet, dass die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte voneinander beabstandet und/ oder räumlich zueinander angeordnet in dem Datenträgerkörper anordnbar sind. D.h., das Vergussmaterial bestimmt nicht notwendig die endgültige Form des Moduls, solange dieses nicht in die öffnung des Datenträgerkörpers eingesetzt ist, sondern wirkt als formgebend für das Modul erst in dem Moment, in dem das Modul tatsächlich in die öffnung eingesetzt wird. Es ist z.B. möglich, jeweils die Seite der ersten und/ oder zweiten Leiterplatte, die der Kontaktschnittstelle bzw. der Anzei- geeinrichtung gegenüberliegt, mit Vergussmaterial zu vergießen und dieses geeignet plan zu formen. Neben einem Schutz für die eventuell vergossenen integrierten Schaltkreise, die auf den jeweiligen Leiterplatten angeordnet sind, können so die beiden Leiterplatten beim Einsetzen in die öffnung des Datenträgerkörpers beabstandet werden, indem die jeweiligen Vergussmate- rialien aneinander stoßen bzw. ein Vergussmaterial auf einer Leiterplatte an die nicht vergossene andere Leiterplatte stößt. Das Modul erreicht dadurch, wenn es in die öffnung eingesetzt wird, im Wesentlichen die gleiche Dicke wie der Datenträgerkörper.

Um dem Modul schon vor dem Einsetzen in die öffnung des Datenträgerkörpers seine endgültige Form zu geben, kann das Vergussmaterial entsprechend in dem Modul ausgeformt und mit den Komponenten im Modul verbunden werden. Es ist z.B. möglich, die beiden vorstehend beschriebenen vergossenen Seiten der beiden Leiterplatten miteinander zu verkleben oder

eine nicht vergossene Leiterplatte mit dem Vergussmaterial auf der anderen, vergossenen Leiterplatte zu verkleben. Dabei ist die nicht vergossene Leiterplatte vorzugsweise flexibel ausgebildet, so dass sie sich der Form des Vergussmaterials auf der anderen Leiterplatte anpassen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Vergussmaterial in einem vergossenen Modul oder in einem in dem Datenträgerkörper angeordneten Modul zwischen der Kontaktschnittstelle und der Anzeigeeinrichtung stufenförmig ausgebildet. Dementsprechend ist die durchgehende öffnung in dem Datenträgerkörper komplementär dazu ebenfalls stufenförmig ausgebildet. Auf diese Weise wird das Fixieren des Moduls in der öffnung erleichtert, wenn das Modul z.B. in die öffnung geklebt wird. Die Stufen können hierbei als Klebeflächen dienen.

In dem Datenträgerkörper kann zusätzlich auf einer der Stufen eine Kontaktlos-Schnittstelle, z.B. in Form einer Antennenspule, aufgebracht sein, beispielsweise aufgedruckt. Das Modul besitzt dann auf einer der Leiterplatten mindestens einen Kontakt zum Kontaktieren der Kontaktlos-Schnittstelle beim Einsetzen des Moduls in die öffnung des Datenträgerkörpers. Ein Schaltkreis des Moduls kann dadurch auch kontaktlos mit einem entsprechenden Lesegerät kommunizieren und der Datenträger wird zum Dual- Interface-Datenträger. Falls die Kontaktflächen an der Position einer Norm, z.B. ISO 7816 fehlen, dann wird der Datenträger nicht zu einem Dual- Interface-Datenträger, weil dann nur eine Kontaktlosschnittstelle vorhanden ist.

Das Modul kann weiterhin eine Eingabeeinrichtung, z.B. einen Knopf, zum manuellen Eingeben von Daten umfassen. Die Eingabeeinrichtung ist mit dem zumindest einen Schaltkreis und der Anzeigeeinrichtung elektronisch

verbunden und die Eingabeeinrichtung und die Anzeigeeinrichtung sind in dem Datenträgerkörper derart anordnbar, dass die Eingabeeinrichtung und die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung in die gleiche oder in eine unterschiedliche Richtung weisen. Durch Betätigen der Eingabeeinrichtung kann ein Nutzer des Datenträgers eine Funktionalität des Datenträgers anstoßen, z.B. das Erzeugen eines Einmal-Passworts. Es ist dann zweckmäßig, dass die Anzeigeeinrichtung gleichzeitig eingesehen werden kann, z.B. zum Lesen des generierten Einmal-Passworts, ohne den Datenträger dazu umwenden zu müssen.

Vorzugsweise umfasst das Modul auf einer der Leiterplatten Kontakte zum Kontaktieren von Batterieanschlüssen einer in den Datenträgerkörper vorzugsweise integrierten Batterie, wobei die Anschlüsse der Batterie in die durchgängige öffnung des Datenträgerkörpers hineinragen. Auf diese Weise können die integrierten Schaltkreise und die Anzeigeeinrichtung und andere elektronische Einheiten, z.B. ein Fingersensor auch unabhängig von einem Lesegerät, welches den Datenträger mit Energie versorgen kann, über die Batterie betrieben werden.

Beim Verfahren zum Herstellen des Datenträgers können die Kontaktschnittstelle, der zumindest eine Schaltkreis und die Anzeigeeinrichtung in Form eines vorstehend beschriebenen Moduls wie beschrieben in die öffnung des Datenträgerkörpers eingesetzt werden, d.h. insbesondere, dass diese Einzelkomponenten vor dem Anordnen in der öffnung des Datenträgerkörpers verbunden werden. Es ist gleichfalls möglich, dass eine Einzelkomponente, beispielsweise eine auf einer Leiterplatte angeordnete Anzeigeeinrichtung, zuerst in der öffnung angeordnet wird und dann erst mit einer anderen Einzelkomponente, z.B. einem auf einer anderen Leiterplatte angeordneten Chipmodul mit Kontaktschnittstelle, verbunden wird, wonach schließlich

auch die andere Einzelkomponente in der öffnung angeordnet wird. Auf diese Weise kann in manchen Fällen die Qualität der Verbindung zwischen den Komponenten des Moduls und dem Datenträgerkörper verbessert werden.

Der Datenträger kann auf der Seite des Datenträgerkörpers, auf der die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, mit einer Schutzschicht überzogen werden, um die Anzeigeeinrichtung und gegebenenfalls auch die vorstehend beschriebene Eingabeeinrichtung zu schützen.

Als Kontaktschnittstelle eignet sich z.B. ein Kontaktfeld gemäß ISO/ IEC 7816 oder eine USB-Schnittstelle. Als Kontaktlosschnittstelle eignet sich z.B. eine Antenne. Bei der Kontaktlosschnittstelle befindet sich an der Stelle der Kontaktflächen eine Abdeckung, z.B. ein Tape, auf dem sich z.B. eine optische Darstellung eines Firmenlogos befinden kann. Als Anzeigeeinrichtung eignet sich z.B. ein Display oder eine LED oder ein Feld von LEDs. Der Datenträgerkörper kann die Maße einer Chipkarte gemäß ISO/ IEC 7816 besitzen.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnun- gen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt einer ersten Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Moduls, eingesetzt in eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Datenträ- gerkörpers;

Figur 2A einen Querschnitt einer zweiten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform des Moduls, eingesetzt in eine zweite Ausgestaltung des Datenträgerkörpers;

Figur 2B den Datenträgerkörper aus Figur 2A im Querschnitt ohne das eingesetzte Modul;

Figur 2C den Datenträgerkörper aus Figur 2B in Draufsicht;

Figur 3 einen Querschnitt einer ersten Ausgestaltung einer zweiten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Moduls, eingesetzt in eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Daten- trägerkörpers;

Figur 4 einen Querschnitt einer zweiten Ausgestaltung der zweiten

Ausführungsform des Moduls;

Figur 5 einen Querschnitt einer dritten Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform des Moduls;

Figur 6 einen Querschnitt einer vierten Ausgestaltung der zweiten

Ausführungsform des Moduls;

Figur 7 A einen Querschnitt einer fünften Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform des Moduls;

Figur 7B das Modul aus Figur 7 A in Untersicht;

Figur 8 einen Querschnitt einer sechsten Ausgestaltung der zweiten

Ausführungsform des Moduls; und

Figur 9 einen Querschnitt einer siebten Ausgestaltung der zweiten

Ausführungsform des Moduls.

Mit Bezug auf Figur 1 umfasst eine erste Ausgestaltung eines Moduls 10 eine Kontaktschnittstelle 20, integrierte Schaltkreise 30 und 30', eine Anzeigeeinrichtung 40, hier in Form eines Displays, mit Anzeigefläche 42 und eine Eingabeeinrichtung 50 in Form eines Eingabeknopfs, wobei die Eingabeeinrichtung 50 im Prinzip optional ist. Diese Bauteile sind auf einer flexiblen Leiterplatte 60 angeordnet und miteinander elektronisch zu dem Modul 10 ver- bunden. Die flexible Leiterplatte 60 kann beispielsweise mittels einer PoIy i- midf olie hergestellt werden, die das Ausbilden von besonders feinen Kupferbahnen erlaubt. Die Schaltkreise 30 und 30' sind mittels Bond-Drähten 32 mit den Kontaktflächen 22 der Kontaktschnittstelle 20 kontaktiert. Es ist genauso möglich, die Schaltkreise 30, 30' mittels des so genannten flip-chip- Verfahrens mit der Leiterplatte elektrisch zu verbinden. Die elektrisch leitfähigen Verbindungen der Bauelemente können durch Drahtbonden oder Löten, z.B. durch sog. solderbumps, oder andere geeignete elektrische leitfähige Verbindungen hergestellt werden. Das Modul 10 ist mittels eines Vergussmaterials 70 vergossen, wodurch das Modul 10 derart ausgeformt ist, dass die Kontaktflächen 22 der Kontaktschnittstelle 20 und die Anzeigefläche 42 des Displays 40 in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Das Modul 10 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in eine durchgängige öffnung 120 eines flächigen Datenträgerkörpers 110 eingesetzt, wel- che nach dem Einsetzen des Moduls 10 mit Vergussmaterial 72, wie in Figur 1 gezeigt, vergossen worden ist. Grundsätzlich kann das Modul auch in eine Kavität eingesetzt werden, die ausgefräst wird oder durch ein entsprechendes Herstellungsverfahren des Kartenkörpers hergestellt wird. Als Datenträger 100 wird der Datenträgerkörper 110 mit eingesetztem Modul 10 bezeich-

net. Die öffnung 120 ist in den Datenträgerkörper 110 gefräst. Es ist auch möglich, die öffnung 120 beim Bilden des Datenträgerkörpers 110 mittels Spritzgießens auszusparen. Die Seite des Datenträgerkörpers 110, auf der das Display 40 angeordnet ist, ist mit einer transparenten Schutzfolie 130 über- zogen, um das Display 40 und den Knopf 50 zusätzlich zu schützen. Die Folie 130 kann aber auch fehlen. Die Schutzfolie 130 kann auch ein Teil des Datenträgerkörpers 110 sein und eine öffnung 120 aufweisen. Das Modul 10 weist eine derartige Dicke auf, dass das Display 40 und der Knopf 50 auf der einen Seite des Datenträgerkörpers 110 plan mit demselben abschließen und die Kontaktflächen 22 der Kontaktschnittstelle 20 auf der anderen Seite des Datenträgerkörpers 110 leicht aus demselben herausragen, um von entsprechenden Gegenkontakten eines Kontakt-Lesegeräts (nicht gezeigt) zuverlässig kontaktiert werden zu können.

Der integrierte Schaltkreis 30 steuert den Datenträger 100 und ist eingerichtet, über die Kontaktschnittstelle 20 Daten mit einem externen Kontakt- Lesegerät auszutauschen und zu verarbeiten. Der Schaltkreis 30' steuert das Display 40. Es ist gleichfalls möglich, dass der Schaltkreis 30 das Steuern des Displays 40 mit übernimmt, wodurch auf den Schaltkreis 30' verzichtet wer- den kann. Die Schaltkreise 30 und 30' müssen nicht bei den Kontaktflächen 22 liegen, sie können sich auch beim Display 40 befinden. Die Elektronik kann aber auch in der Weise vereinfacht werden, dass das Display 40 ausschließlich von einem Kontakt-Lesegerät über die Kontaktschnittstelle 20 angesteuert wird. Auch eine so genannte "discrete component", also ein Bauteil, welches nur aus einem Schaltkreis besteht, wird im Rahmen dieser Erfindung als integrierter Schaltkreis bezeichnet, z.B. ein LED. Zudem ist es möglich, dass ein oder mehrere weitere integrierte Schaltkreise, also auch "discrete components", auf der flexiblen Leiterplatte 60 angeordnet werden, bei-

spielsweise ein Kryptochip, der speziell zum Entschlüsseln und Verschlüsseln von Daten eingerichtet ist.

Die Kontaktschnittstelle 20 ist als Kontaktfeld nach ISO/ IEC 7816 ausgebil- det. Eine andere Ausgestaltung der Kontaktschnittstelle 20 ist möglich.

Der Eingabeknopf 50 dient zur manuellen Eingabe von Daten in den Datenträger 100. Dazu ist der Knopf 50 mit dem integrierten Schaltkreis 30 und dem Display 40 über die Leiterplatte 60 verbunden. Durch das Betätigen des Knopfs 50 kann ein Nutzer des Datenträgers 100 beispielsweise das Generieren eines Einmalpassworts in dem Schaltkreis 30 und das Anzeigen des generierten Einmalpassworts auf dem Display 40 veranlassen. Weitere oder alternative Funktionen des Datenträgers 100 können mittels des Knopfs 50 abrufbar sein. Es ist möglich, dass als Eingabeeinrichtung 50 eine Mehrzahl von Knöpfen oder dergleichen vorgesehen sind. Der Knopf 50 ist in dem Modul 10 auf derselben Seite wie das Display 40, also gegenüber der Kontaktschnittstelle 20, angeordnet. Auf diese Weise kann der Nutzer das Display 40 betrachten, während er den Knopf 50 betätigt. Die Anordnung des Displays 40 in der beschriebenen Weise, also' auf der der Kontaktschnittstelle 20 gegenüberliegenden Seite des Moduls 10, ermöglicht es z.B., das Display 40 abzulesen, während der Datenträger 100 mit einem geeignet eingerichteten Kontakt-Lesegerät (nicht gezeigt), z.B. einem Chipkartenleser, kontaktiert ist.

In Figur 2A ist eine zweite Ausgestaltung der ersten Ausführungsform des Moduls 10 mit einer flexiblen Leiterplatte 60 gezeigt. Die Figuren 2B und 2C zeigen den entsprechenden Datenträgerkörper 110 ohne das Modul 10, wobei Figur 2B einen Querschnitt entlang der Linie B-B des in Figur 2C in Draufsicht dargestellten Datenträgerkörpers 110 zeigt. Bauteile, die identisch

sind mit den in Figur 1 beschriebenen Bauteilen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hier und im Folgenden nicht mehr näher beschrieben. Das Vergussmaterial 70 ist in der in Figur 2A illustrierten Ausgestaltung stufenförmig ausgebildet. Dementsprechend besitzt auch die durchgehende öffnung 120 (Fig. 2B) im Datenträgerkörper 110 eine stufenförmige Gestalt. Das Modul 10 wird in die öffnung 120 geklebt, wobei die Stufen 150 der öffnung 120 als Klebestellen dienen. Auf diese Weise kann ein guter Kompromiss zwischen der Biegsamkeit des Datenträgerkörpers 110 und der Zuverlässigkeit der Verbindung des Moduls 10 mit dem Datenträ- gerkörper 110 erreicht werden.

Der Datenträger 100 umfasst weiterhin eine Energiequelle, z.B. eine Batterie 140, die in Form einer Flachbatterie in den Datenträgerkörper 110 integriert ist oder ein entsprechend großer Kondensator. Batterieanschlüsse 142 ragen in die öffnung 120 derart hinein, dass sie von entsprechenden Kontakten 62 auf der flexiblen Leiterplatte 60 kontaktiert werden. Ein weiterer Kontakt 64 auf der Leiterplatte 60 kontaktiert eine Kontaktlos-Schnittstelle 160, die in Form einer Antennenspule auf eine der Stufen 150 der öffnung 120 aufgebracht worden ist und ihrerseits einen Gegenkontakt 162 aufweist (Fig. 2C). Für eine Kontaktlosschnittstelle werden zwei Kontakte benötigt.

Figur 3 zeigt eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausführungsform des Moduls 10, eingesetzt in einen Datenträgerkörper 110 gemäß einer dritten Ausgestaltung. Die durchgängige öffnung 120 des Datenträgerkörpers 110 ist, wie vorstehend in den Figuren 2A - 2C illustriert, stufenförmig ausgebildet. Das Modul 10 umfasst zwei Leiterplatten 60' und 60". Die Leiterplatten 60', 60" können z.B. aus FR4-Material (mit Epoxidharz gebundenes Glasfasergewebe) hergestellt sein, solange sie eine gewissen Steifigkeit aufweisen sollen und nicht allzu flexibel sein müssen. Zur Herstellung einer flexiblen

Leiterplatte kann, wie vorstehend beschrieben, z.B. eine Polyimidfolie herangezogen werden. Auf der ersten Leiterplatte 60' ist z.B. die Kontaktschnittstelle 20 aufgebracht, auf der zweiten Leiterplatte 60" die integrierten Schaltkreise 30 und 30' und das Display 40. Die Leiterplatten 60' und 60" sind z.B. mittels einer anisotropen Kontaktleiste 200 elektronisch miteinander kontaktiert, wobei alternativ zur anisotropen Kontaktleiste 200 auch eine Silberpaste verwendet werden kann. Dabei ist die Leiterplatte 60" mit dem Datenträgerkörper 110 auf einer zweiten Stufe der öffnung 120 in einem ersten Schritt und die Leiterplatte 60' auf einer ersten Stufe der öffnung 120 in einem zwei- ten Schritt verklebt.

Eine solche Ausführungsform des Moduls 10 mit zwei miteinander elektronisch verbundenen Leiterplatten 60 und 60' kann auch mittels eines Standardchipmoduls und/ oder eines Standarddisplaymoduls, z.B. eines LED- Moduls gebildet sein, die mittels der Kontaktleiste 200 oder einer anderen geeigneten Verbindungseinrichtung, wie sie nachstehend beispielhaft mit Bezug auf die Figuren 4 bis 7B dargestellt werden, elektronisch verbunden sind. Dabei umfasst das Standardchipmodul auf der ersten Leiterplatte 60' einen mit der Kontaktschnittstelle 20 kontaktierten und dann vergossenen integrierten Schaltkreis 30 und das Standarddisplaymodul auf der zweiten Leiterplatte 60" außer dem Display 40 z.B. noch den integrierten Schaltkreis 30' zum Ansteuern der Anzeigeelemente des Displays 40.

Mit Bezug auf Figur 4 umfasst das Modul 10 gemäß einer zweiten Ausgestal- tung der zweiten Ausfuhrungsform wieder zwei Leiterplatten 60' und 60". Auf die Leiterplatte 60' sind die Kontaktschnittstelle 20 und die integrierten Schaltkreise 30 und 30' aufgebracht, welche mittels eines ersten Vergussmaterials 70' vergossen sind. Auf der zweiten Leiterplatte 60" ist in dieser Ausgestaltung lediglich das Display 40 angeordnet. Die Leiterplatten 60' und 60"

sind mittels eines Drahtgitters 210 elektronisch miteinander verbunden. Dabei ist das Drahtgitter seinerseits mit einem zweiten Vergussmaterial 70" teilweise vergossen und mit den Leiterplatten 60', 60" mittels eines leitfähigen Klebers verklebt. Es ist auch möglich, die Leiterplatten 60' und 60" mit dem Drahtgitter 210 zu verlöten oder zu verschweißen.

Figur 5 zeigt eine dritte Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform des Moduls 10 mit den zwei Leiterplatten 60' und 60". Das Modul 10 umfasst hier drei integrierte Schaltkreise 30, 30' und 30", die auf die beiden Leiterplatten 60' und 60" verteilt sind. Die Schaltkreise 30, 30* und 30" sind mit Vergussmaterialien 70' und 70" vergossen, welche eine plane Oberfläche haben. Alternativ zur planen Oberfläche können zum Fixieren und Positionieren der Vergußmaterialien 70' und 70" auch Befestigungseinrichtungen z.B. in Form von Nut und Feder vorgesehen sein. Dabei könnte beispielsweise eine Feder des Vergußmaterials 70' in eine Nut des Vergußmaterials 70" eingreifen. Auf diese Weise ist es möglich, die vergossenen Leiterplatten 60' und 60" miteinander zu verkleben. Dadurch können die Leiterplatten 60' und 60" geeignet beabstandet werden, d.h. das Modul 10 besitzt dann eine Dicke, die im Wesentlichen einer Dicke eines Datenträgerkörpers 110 entspricht, in den das Modul 10 eingesetzt werden soll. Die Leiterplatten 60' und 60" sind mittels Bond-Drähten 220 elektronisch miteinander verbunden. Es ist auch möglich, das Modul 10 nach dem Bonden erneut zu vergießen, um die Bond-Drähte 220 und ihre Kontaktstellen mit den Leiterplatten 60' und 60" zu schützen.

Anstatt des Vergießens mit einem Vergussmaterial 70 kann auch eine mit einem Klebstoff oder einem anderen, vorzugsweise flüssigen oder teigigen, Material gefüllte Dose (nicht gezeigt) auf einer oder beiden Leiterplatten 60', 60" angeordnet werden, wobei das Material im Inneren der Dose die auf der

entsprechenden Leiterplatte 60', 60" angeordneten Schaltkreise umgibt wie zuvor das Vergussmaterial 70', 70".

Figur 6 zeigt eine vierte Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform mit den beiden Leiterplatten 60' und 60". Hier ist nur die erste Leiterplatte 60' auf der Seite, auf der die integrierten Schaltkreise 30 und 30' angeordnet sind, mit einem Vergussmaterial 70' vergossen. Die zweite Leiterplatte 60", auf der das Display 40 angeordnet ist, ist als flexible Leiterplatte 60" ausgebildet und mit der ersten Leiterplatte 60' durch Verlöten elektronisch verbunden. Es ist auch möglich, dass die beiden Leiterplatten 60' und 60" elektrisch leitend verklebt oder verschweißt werden. Zusätzlich ist die zweite Leiterplatte 60" mit dem Vergussmaterial 70', das, wie vorstehend beschrieben, geeignet plan geschliffen worden ist, verklebt. Auch auf diese Weise können die beiden Leiterplatten 60' und 60" bereits vor dem Einsetzen in einen Datenträgerkör- per derart räumlich zueinander angeordnet werden, dass sie an gegenüberliegenden Seiten des Moduls 10 angeordnet sind. Das Vergussmaterial 70' ist einseitig stufenförmig ausgebildet, wodurch ein Verkleben des Moduls 10 beim Einsetzen in eine entsprechende öffnung eines Datenträgerkörpers 110 erleichtert wird. Es ist möglich, das Vergussmaterial 70' auf der Seite, auf der die beiden Leiterplatten 60' und 60" verbunden sind, angeschrägt oder auch stufig auszuformen, um die Verbindung der Leiterplatten 60', 60" zu vereinfachen.

Mit Bezug auf die Figuren 7A und 7B ist eine fünfte Ausgestaltung der Aus- führungsform mit den beiden Leiterplatten 60' und 60" dargestellt. Figur 7B zeigt eine Untersicht des Moduls 10 aus Figur 7A und Figur 7A zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A aus Figur 7B. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung in Figur 6 ist hier die flexible Leiterplatte 60" einseitig mit Kupferkontakten beschichtet. Durchkontaktierungen, wie sie in der Ausgestal-

tung aus Figur 6 notwendig waren, können hier vermieden werden. Das Vergussmaterial 70' ist beidseitig stufenförmig ausgebildet. Prinzipiell kann auch keine Stufe vorhanden sein.

Für alle Ausgestaltungen der zweiten Ausführungsform, die vorstehend mit Bezug auf die Figuren 3 bis 7B beschrieben worden sind, gilt, dass eine der beiden Leiterplatten 60', 60" auch in einen entsprechenden Datenträgerkörper 110 eingesetzt werden kann, bevor die Leiterplatten (60 ¹ , 60") mittels einer der beschriebenen Einrichtungen elektronisch miteinander verbunden werden. Auf diese Weise ist es möglich, beim Herstellen des Datenträgers 100 auf Einzelkomponenten und nicht auf vorgefertigte Module, bei denen die Leiterplatten 60', 60" bereits elektronisch verbunden sind, zurückzugreifen. In manchen Fällen kann zudem eine geforderte Zuverlässigkeit der Verbindung der Einzelkomponenten in der öffnung 120 des Datenträgerkörpers 110 mit dem Datenträgerkörper 110 besser gewährleistet werden, wenn beispielsweise die Leiterplatte 60" mit dem Display 40 und die Leiterplatte 60' mit der Kontaktschnittstelle 20 in separaten Schritten in die öffnung 120 geklebt werden (Fig.4). Geklebt wird dabei auf den Stufen.

Mit Bezug auf Figur 8 sind in einer sechsten Ausgestaltung der Ausführungsform die beiden Leiterplatten 60' und 60" direkt miteinander verklebt oder anders geeignet elektronisch verbunden. Grundsätzlich können die beiden Leiterplatten 60' und 60" auch durch eine Leiterplatte hergestellt werden. Die Schaltkreise 30, 30', 30" sind auf der gleichen Seite der Leiterplatte 60" angeordnet wie das Display 40. In den Modulen 10 gemäß den vorstehenden, mit Bezug auf die Figuren 1 bis 7 beschriebenen Ausgestaltungen waren die Schaltkreise 30, 30', 30" gegen Lichteinfluss stets durch die Kontaktschnittstelle 20 und das Display 40 geschützt, zwischen denen die Schaltkreise 30, 30', 30" angeordnet waren. In dem Modul aus Figur 8 werden die Schaltkrei-

se 30, 30', 30" zu diesem Zweck mit einem Lichtschutz-Vergussmaterial 71 vergossen, welches gleichzeitig für eine plane Oberfläche des Moduls 10 auf der Seite des Moduls 10 sorgt, auf der das Display 40 angeordnet ist. Prinzipiell kann das Lichtschutz- Vergußmaterial 71 dünner sein, als das Display 40. Ferner kann das Lichtschutz- Vergußmaterial 71 eine Stufe ausbilden, was Vorteile für die Montage des Displays 40 hat.

In dem Modul 10, welches in Figur 9 dargestellt ist, sind die Schaltkreise 30, 30' auf der Leiterplatte 60" zwar auf der Seite gegenüber dem Display 40 an- geordnet, jedoch nicht hinter dem Display 40, sondern daneben, vergossen mit einem Vergussmaterial 70", welches auch ein Lichtschutz- Vergussmaterial sein kann. Um die Schaltkreise 30, 30' zusätzlich gegen Lichteinfall zu schützen, ist die flexible Leiterplatte 60" auf der Seite gegenüber den Schaltkreisen 30, 30' mit einer Lichtschutzschicht 80, z.B. in Form einer Kup- ferschicht, überzogen. Das Anordnen der Schaltkreise 30, 30' auf der Leiterplatte 60" auf der gegenüberliegenden Seite des auf der Leiteplatte 60" angeordneten Displays 40 schützt das Display 40 zusätzlich vor Beschädigung, wenn die Schaltkreise 30, 30' z.B. auf die Leiterplatte 60" gelötet werden.