Wandstärke

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Chipkarten und Chipkarten-Rohlingen mit bereichsweise reduzierter Wandstärke durch Ein¬ spritzen eines schmelzflüssigen Kunststoffmaterials in einen Formraum und anschließendem Abkühlen des Kunst- stoffmaterials.

Aus der EP 0 277 854 AI und aus der EP 0 267 826 AI sind Chipkarten bzw. Chiupkarten-Rohlinge, die einen Membran¬ bereich bzw. eine Vertiefung zur Aufnahme des Chipmoduls aufweisen und in Spritzgußtechnik gefertigt werden, bekannt.

Bei dem in der EP 0 277 854 AI vorgestellten Verfahren zur Herstellung der Karte befindet sich das Modul während des Einspritzvorganges bereits in der Gußform und wird dort durch Saugluft gehalten. Durch eine im Hohlraum der Gußform befindliche federnd gelagerte Platte, die das Modul gegen die obere Gußform preßt, wird eine zusätz¬ liche Positionierung und Fixierung des Moduls vor dem Spritzgießen sichergestellt. Der Kunststoff wird über eine Seitenkante der Form eingespritzt, wobei sich die Platte aufgrund des hierbei entstehenden Drucks auf Kartendicke absenkt.

Das Verfahren ermöglicht es, eine Chipkarte in einem

Arbeitsgang herzustellen. Da sich das Modul während des Einspritzvorgangs im Formraum befindet, wirkt es jedoch wie ein in die Gußform ragender Stempel. Aufgrund der seitlichen Einspritzung des Materials teilt sich der Kunststoffström vor dem Modul bzw. vor einem Stempel in zwei Ströme auf, die das Hindernis umfließen und sich hinter diesem wieder vereinigen. Dabei entstehen hinter

dem im Formraum befindlichen Hindernis bevorzugte Moleku¬ larorientierung in Fließrichtung, die sich im Extremfall als Sollbruchstellen auswirken. Darüber hinaus erlaubt die durch den seitlichen Einspritzkanal festgelegte Strömungsrichtung nicht die Ausbildung komplexer, scharfer Konturen im Bereich der Membran, wie sie bei¬ spielsweise zur Bildung von Verankerungselementen für das Modul notwendig sind. Schließlich kann es bei seitlicher Einspritzung im Membranbereich durch Lufteinschlüsse zu Blasenbildung kommen.

In der EP 0 267 826 AI wird ein Verfahren zur Herstellung von Chipkarten-Rohlingen in Spritzgußtechnik vorgestellt. Die verwendete Gußform ist aus planparallelen Platten gebildet, die gegeneinander beweglich sind. In einer der Platten ist der Einspritzkanal vorgesehen. Gegenüber diesem ist in der anderen Platte ein in die Gußform ragender und mit Kühlkanälen versehener Stempel ange¬ ordnet, durch den die Aussparung zur späteren Aufnahme für das Chipmodul in der Karte geformt wird. Der Stempel hat auf seiner Stirnfläche Vertiefungen zur Erzeugung von Noppen im Boden der Modulaussparung. Wird das Chipmodul in die Aussparung eingebracht, liegt es auf den Noppen auf, so daß der Spalt zwischen dem Chipmodul und dem Boden mit einem Kleber zur Befestigung des Moduls aufgefüllt werden kann.

Das in der EP 0 267 826 AI vorgestellte Verfahren behebt aufgrund der Lage des Einspritzkanals die Nachteile des in der EP 0 277254 AI genannten Verfahrens. Insbesondere entstehen keine Vorzugsbruchstellen und können im Bereich der Stirnfläche des Stempels komplexe, scharfe Konturen (Noppen) ausgebildet werden. Wegen der Lage des Ein¬ spritzkanals liegt der zwangsläufig entstehende Ein- spritznippel jedoch im Bereich der Membran auf der Rück¬ seite des Karten-Rohlings, was das optische Erscheinungs¬ bild der fertiggestellten Karte beeinträchtigt. Gravie-

render ist aber, daß das Kunststoffmaterial zunächst in den Bereich mit reduzierter Wandstärke eingespritzt wird, um dann unter beträchtlichem Druckverlust in die übrigen Bereiche zu fließen. Aufgrund dessen besteht die Gefahr der unvollständigen Füllung der peripheren Bereiche des Formraums mit Kunststoffmaterial.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß beide Verfahren eine kostengünstige Herstellung von Chipkarten bzw. Chip- karten-Rohlingen erlauben, die jedoch mit Qualitätsein¬ bußen verbunden sind.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die eine wirtschaftliche Fertigung von Chipkarten und Chipkarten-Rohlingen mit in Teil¬ bereichen erheblich reduzierter Wandstärke ohne die geschilderten Einschränkungen ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kenn¬ zeichen des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht demzufolge ein Ein¬ spritzen des Kunststoffmaterials zunächst in einen Aus- gangsformraum vor, dessen Konfiguration im wesentlichen derjenigen des Formstückes ohne Wandstärkenreduktion ent¬ spricht. Da keine den Fließweg behindernde Querschnitts¬ verengungen bei diesem anfänglichen Zustand des Form¬ raumes vorliegen, ergeben sich keinerlei Probleme hin- sichtlich des Füllens des Formraumes mit dem Kunststoff- material. Demzufolge bestehen auch keinerlei Einschrän¬ kungen hinsichtlich der verwendbaren Materialien.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner vor, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt der Abstand bestimmter Wand¬ bereiche des Ausgangsformraumes, die dem oder den Bereichen der Wandstärkenreduktion entsprechen, ver-

kleinert wird, so daß das Kunststoffmaterial an diesen Bereichen bis zu einer verbleibenden Restwandstärke ver¬ drängt wird, die um ein Vielfaches kleiner als die Wand¬ stärke an benachbarten Bereichen sein kann.

Obschon mit dem Verkleinern des Abstandes der bestimmten Wandbereiche des Formraumes in der Regel erst nach im wesentlichen vollständiger Füllung des Ausgangsformraumes begonnen wird, kann dieser Verfahrensschritt auch schon zu einem Zeitpunkt erfolgen, bei dem das Kunststoff- material zwar den Raum zwischen den bestimmten Wand¬ bereichen, nicht jedoch den gesamten Ausgangsformraum gefüllt hat. Während im ersteren Fall Maßnahmen getroffen werden müssen, daß das durch die Abstandsverkleinerung verdrängte Materialvolumen von anderen Bereichen des

Formraumes aufgenommen werden kann, besteht im zweiten Fall die Möglichkeit, das verdrängte Materialvolumen zur endgültigen Füllung des Formraumes heranzuziehen.

Geeignete Maßnahmen zur Kompensation des verdrängten

Materialvolumens können eine entsprechende Änderung des Volumens des Formraumes an Stellen außerhalb der bestimm¬ ten Wandbereiche und/oder eine Verdrängung des Kunst- stoffmaterials zurück in das Angießsystem sein.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die beweg¬ lichen Elemente der Spritzgußform nicht nur zur Her¬ stellung der dünnen Wandbereiche, sondern auch zur Ein¬ bettung von Fremdkörpern in die KunstStoffmasse benützt. Wie anhand der Ausführungsbeispiele noch weiter erläutert wird, kann dies auf verschiedene Weise geschehen. Um die Vielfalt der Möglichkeiten zu veranschaulichen, werden hierzu zwei Ausführungsvarianten beschrieben.

Bei einer dieser Ausführungsformen wird mit einem beweg¬ lichen Stempel ein an der Stirnseite des Stempels fixier¬ tes Mikrochipmodul, wie es für Chipkarten üblicherweise

Anwendung findet, in die Kunststoffmasse gepreßt. Auf diese Weise wird in einem einzigen Arbeitsgang sowohl das Modul in den Kartenkörper eingebracht und fixiert als auch der dafür benötigte Hohlraum geschaffen.

Bei der zweiten Ausführungsform wird das Einbetten des Moduls in zwei Schritte unterteilt, wobei in einem ersten Schritt durch Einpressen des Stempels der Hohl¬ raum geschaffen wird, in einem zweiten, direkt anschlie- ßenden Schritt wird das Modul in diesen Hohlraum einge¬ setzt. Die Fixierung im Hohlraum erfolgt mit Hilfe einer am Modul vorgesehenen Heißkleberbeschichtung, die von der Restwärme des Spritzgußkartenkδrpers aktiviert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bekannten Möglichkeiten eine Vielzahl von Vorteilen auf. So kann beispielsweise die Stirnfläche der beweglichen Stempel nahezu beliebig kompliziert strukturiert sein. Durch Einpressen des Stempels in die Kunststoffmasse erhält man stets einen exakten Abdruck dieser Strukturen. Die Bildung von Blasen, Fehlstellen, unscharfer Konturen etc. wird vollständig vermieden.

Da der Stempel erst nach dem Einfließen der Kunststoff- asse in diese eingepreßt wird, ist die Molekülorien¬ tierung über das ganze Volumen der Karte einheitlich, d. h. auf unterschiedliche Molekülorientierung zurückzu¬ führende Vorzugsbruchlinien entstehen nicht. Üblicher¬ weise ist mit derartigen Vorzugsbruchlinien zu rechnen, wenn die Kunststoffmasse während des Einspritzens in die Form eingesetzte Formelemente umströmt bzw. an den Stellen, an denen die verschiedenen Kunststoffströme nach Umfließen des "Hindernisses" aufeinandertreffen.

Da die dünnen Wandbereiche durch Pressen der bereits ein¬ geströmten Kunststoffmasse erzeugt wird, erhält man nicht nur die exakte Form- und Wandstärke auch sehr dünner Mem-

branen, in diesen Bereichen wird auch durch Komprimieren der Kunststoffmasse eine erhöhte Festigkeit des derart verdichteten Kunststoffmaterials erreicht. Gerade dies ist bei Chipkarten von besonderem Interesse, da die Karten in den anschließenden Druckvorgängen (Aufbringen des Druckbildes) sowie im späteren Kartengebrauch beson¬ deren Belastungen ausgesetzt sind.

Weitere Vorteile und Ausführungsvarianten sind den nach- folgenden Beispielen zu entnehmen, die anhand der Figur beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 die SchnittZeichnung einer rotationssymmetrischen Membrane mit unter¬ schiedlichen Wandstärkenbereichen,

Fig. 2 eine Spritzgußform in fragmentarischer ge- schnittener Ansicht in Stellungen zum Zeit¬ punkt des Formfüllvorganges und der Wand- stärkenreduzierung,

einen Chipkartenrohling in Aufsicht,

den Schnitt A-B aus Fig. 3,

den Schnitt A-B mit eingesetztem Chipmodul,

eine Vorrichtung zum Herstellen von Spritzgußkarten in vereinfachter Schnitt- darsteilung,

Fig. 7 alternative Vorrichtungselemente zum Herstellen von Spritzgußkarten,

Fig. 8a - e alternative Chipmodule zum vorteilhaften

Einbau in Spritzgußkarten,

Fig. 9 eine Normkarte mit integrierter Minichip¬ karte in Aufsicht,

Fig. 10 eine Vorrichtung zum Herstellen von Norm¬ karten mit integrierter Minichipkarte in vereinfachter Schnittdarstellung.

Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung des erfindungsgemäß genutzten Grundprinzips die Schnittdarstellung eines Formstücks 1 aus Kunststoff mit unterschiedlichen Wand¬ stärken. Das Formstück 1 ist rotationssymmetrisch aufge¬ baut. Es weist einen äußeren Ring 2 auf, der verstärkt ausgeführt und derart profiliert ist, daß er bei der späteren Anwendung in einer ringförmigen Gehäusenut befestigt werden kann. Im Inneren des Formstücks 1 ist ein kreisförmigen Boden bzw. eine Membran 3 mit erhöhter Wandstärke vorgesehen. Zwischen dem äußeren Ring 2 und der Membran 3 ist eine ringförmige Wandstärkenreduzierung 4 vorgesehen, die eine elastische Einbettung der Membrane 3 bewirkt.

Fig. 2 zeigt eine schematisch dargestellte Spritzguß- form, mit der das in Fig. 1 skizzierte Formteil 1 her¬ gestellt werden kann.

Die dargestellte Spritzgießform umfaßt in an sich bekann¬ ter Weise ein erstes Formteil bzw. eine Formplatte 12 und ein zweites Formteil bzw. eine Formplatte 13, die mit

Hilfe nicht dargestellter Vorrichtungselemente zum Öffnen der Form längs der Mittellinie 10 verschoben werden können. In der dargestellten geschlossenen Position definieren die Formteile 12, 13 zwischen sich einen Form- räum 11 bzw. 11' . Obschon der Formraum 11, 11' bei der dargestellten Ausführungsform rotationssymmetrisch zur Mittellinie 10 angeordnet ist, ist die Erfindung auf eine

derartige Lage des Formraumes natürlich nicht beschränkt. Es können auch andere nicht symmetrische Anordnungen vor¬ gesehen werden.

In einem der Formteile 12, 13, bei der vorliegenden Aus- fühinαngsform im Formteil 13, ist eine Anordnung, beste¬ hend aus einem äußeren Kernelement 14 und einem inneren Stempelelement 15, vorgesehen. Die Elemente 14, 15 können relativ zueinander und zum Formteil 13 bewegt werden und besitzen freie Stirnflächen, die den Formraum 11 be¬ reichsweise begrenzen bzw. definieren.

Wie bereits erwähnt, dient bei der vorliegenden Ausfüh¬ rungsform die Spritzgießform zum Herstellen eines scheibenförmigen Formteiles mit einer ringförmigen Quer- schnittverdünnung nahe seinem äußeren Umfang. Das äußere Kernelement 14 kann demzufolge eine zylinderfόrmige Kon¬ figuration mit einer Achse haben, die mit der Mittellinie 10 des Formraumes 11 zusammenfällt.

Das äußere Kernelement 14 ist, wie durch die Pfeile 5, 6 angedeutet, zwischen einer ersten und zweiten Stellung relativ zum gegenüberliegenden Formteil 12 bewegbar, die jeweils durch nicht gezeigte geeignete Mittel anschlag- begrenzt sind. Bei der Ausgangsstellung (in der Zeichnung rechts) ist der Abstand "S" zwischen der freien Stirn¬ fläche des Kernelements 14 und einem gegenüberliegenden Wandbereich des Formraumes 11 relativ groß, da das Kern¬ element 14 im Formteil 13 im wesentlichen versenkt ist. Im Bereich des Kernelementes 14 liegt somit keine Quer¬ schnittsverengung vor, die das Material am Einfließen von einer nicht gezeigten zentralen Angießstelle zu den äußeren Begrenzungen des Formraumes 11 hindern könnten. Der Formraum 11 hat in dieser Stellung des Kernelementes 14 eine Konfiguration, die im wesentlichen derjenigen des zu fertigenden Formstückes ohne Wandstärkenreduktion ent¬ spricht und wird deshalb nachfolgend auch Ausgangsform-

räum 11' bezeichnet.

In der zweiten, in der Zeichnung auf der linken Seite gezeigten, Stellung wurde das Kernelement 14 in den Form¬ raum 11 verschoben, wodurch der Abstand zwischen seiner freien Stirnfläche und dem gegenüberliegenden Wandbereich des Formraumes 11 auf ein Maß "s" herabgesetzt. Dieses Maß "s" entspricht der gewünschten reduzierten Wandstärke am zu fertigenden Formstück.

Obschon andere geeignete Einrichtungen vorgesehen werden können, dient bei der vorliegenden Ausführungsform zur Steuerung der Bewegung des Kernelements 14 zwischen der ersten und zweiten Stellung eine Anordnung aus zusammen- wirkenden ersten Keilflächen 21, 22 an der dem Formraum 11 abgewandten Stirnseite des Kernelementes 14 bzw. an einem zwischen dem Formteil 13 und einer Stützplatte 17 verschiebbar angeordneten Steuerelement 16. Die Keil- flachen 21, 22 bewirken, daß die translatorische hin- und hergehende Bewegung des Steuerelementes 16 (vgl. Pfeil 9) in eine Bewegung des Kernelementes 14 in Richtung der Pfeile 5 bzw. 6 umgesetzt wird. Es versteht sich, daß zu diesem Zweck auch andere geeignete Einrichtungen, z. B. eine Solenoid- oder hydraulische Kolben-/Zylindereinrich- tung, vorgesehen werden können.

Die Bewegung des Steuerelementes 16 in Richtung des Pfeiles 9 kann durch irgendeine geeignete Betätigungs- einrichtung (nicht gezeigt), z. B. Kolbenzylinderein- richtung, in Abhängigkeit des Befehls einer, ebenfalls nicht gezeigten, Steuereinrichtung erfolgen.

Die Anordnung der zusammenwirkenden ersten Keilflächen 21, 22 ist so, daß bei einer Bewegung des Steuerelementes 16 in eine Richtung (in der Zeichnung nach rechts) das

Kernelement 14 die erste oder Ausgangsposition einnimmt, während bei einer Bewegung des Steuerelementes 16 in die

entgegengesetzte Richtung das Kernelement 14 in die zweite, in der Zeichnung linksseitige, Position gebracht wird.

Ein zweites Paar zusammenwirkende Keilflächen 23, 24 ist am inneren Stempelelement 15 bzw. Steuerelement 16 vorge¬ sehen. Die zweiten Keilflächen 23, 24 sind in Bezug auf die ersten Keilflächen 21, 22 entgegengesetzt orientiert, so daß die Bewegung des Steuerelementes 16 in eine Rich- tung eine Bewegung des Stempelelementes 15 in eine Rich¬ tung auslöst, die entgegengesetzt zu der des Kernele¬ mentes 14 ist. Bei einer Verschiebung des Steuerelementes 16, in der Zeichnung nach links, erfährt daher das Stem¬ pelelement 5 eine Bewegung in Richtung des Pfeiles 7 weg vom gegenüberliegenden Formteil 12, so daß sich der Abstand zwischen der freien Stirnfläche des Stempel- elementes 15 und dem gegenüberliegenden Wandbereich des Formraumes 11 etwas vergrößert, während gleichzeitig der Abstand zwischen der freien Stirnfläche des Kernelementes 14 dem gegenüberliegenden Wandbereich des Formraumes 11 verringert wird.

Durch geeignete Abstimmung der Neigung der ersten und zweiten Keilflächen 21, 22 bzw. 23, 24 kann erreicht werden, daß die durch die Bewegung des Stempelelementes 15 erzielte Vergrößerung des Volumens des Formraumes 11 im wesentlichen der Abnahme des Volumens infolge der Bewegung des Kernelementes 14 in die zweite Stellung ent¬ spricht. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß das Gesamtvolumen des Formraumes 11 sowohl in der ersten als auch zweiten Stellung des Kernelementes 14 im wesent¬ lichen verändert ist. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf einen im wesentlichen vollständigen Volumenausgleich beschränkt ist. Vielmehr können, wenn erwünscht, die von den Elementen 14, 15 verdrängten bzw. geschaffenen Teilvolumina voneinander abweichen, wodurch sich besondere Wirkungen am zu fertigenden Formstück,

z. B. eine Materialverdichtung, erzielen lassen.

Die Funktionsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung ist wie folgt. Über das in der Zeichnung nicht gezeigte zen- trale Angießsystem wird schmelzflüssiges Kunststoff- material in den Ausgangsformraum 11' eingespritzt, wobei sich das Kernelement 14 und Stempelelement 15 in den in der Zeichnung rechten Positionen befinden, so daß das Material ohne wesentliche Behinderung durch den großen Spalt "S" zu den äußeren Bereichen des Ausgangsformraumes 11' fließen kann und damit dessen problemlose vollstän¬ dige Füllung gewährleistet ist. Unmittelbar nach Beendi¬ gung des Füllvorganges wird von der Steuereinrichtung ein Befehl an die Betätigungseinrichtung des Steuerelementes 16 geliefert, aufgrund dessen das Steuerelement 16 in eine Richtung in der Zeichnung nach links längs des Pfei¬ les 9 bewegt wird. Die Bewegung des Steuerelementes 16 hat zur Folge, daß das Kernelement 14 in Richtung des Pfeiles 5 in die zweite, in der Zeichnung linksseitige, Position gebracht wird und dabei das zwischen seiner Stirnfläche und der gegenüberliegenden Wand des Form¬ raumes 11 befindliche Material verdrängt wird. Gleich¬ zeitig bewirkt die Verschiebung des Steuerelementes 16 eine Bewegung des inneren Stempelelementes 15 in eine Richtung längs des Pfeiles 7 weg vom gegenüberliegenden Formteil 12, wodurch sich der Abstand zwischen seiner freien Stirnfläche und der gegenüberliegenden Wand des Formraumes 11 etwas vergrößert, um das durch das Kern¬ element 14 verdrängte Volumen aufzunehmen.

Die auf der linken Seite der Zeichnung gezeigte Stellung der Teile wird solange beibehalten, bis das Material im Formraum 11 abgekühlt und das erhaltene Formstück nach Öffnen der Form durch geeignete mechanische oder pneu- matische Einrichtungen aus dem Formraum ausgeworfen worden ist. Im Wirkbereich des äußeren Kernelementes 14 verbleibt danach im Formstück eine dem Spalt "s" ent-

sprechende Wandstärke, die, wenn erwünscht, um ein Viel¬ faches kleiner als die Wandstärke an benachbarten Berei¬ chen des Formstückes sein kann. Versuche haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres eine Reduzierung von einer Ausgangswandstärke von z. B. 0,8 mm auf 0,15 mm oder weniger ermöglicht, ohne daß Bindenähte oder Lufteinschlüsse an den gefertigten Formstücken auf¬ traten. Da der Formfüllvorgang durch keine Querschnitts- Verengung des Formraumes eingeschränkt ist, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch sämtliche thermoplastische Kunststoffmaterialien verarbeiten. Die diesbezüglichen, bei herkömmlichen Verfahren zum Spritzen dünner Wandstärken bestehenden Einschränkungen entfallen.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die ge¬ zeigte Anzahl der Kern- und Stempelelemente 14, 15 und deren Anordnung untereinander und in Bezug auf den Form¬ raum 11 beschränkt ist, sondern eine beliebige Anordnung eines oder mehrerer wandstärkenreduzierender Kernelemente 14 mit ein oder mehreren Stempelelementen 15 vorgesehen werden kann. Anstelle eines Stempelelementes 15 kann zur Volumenänderung auch vorgesehen sein, daß das durch das Kernelement 14 verdrängte Materialvolumen durch die noch plastische Seele des im Formraum anstehenden Materials zurück in das Angießsystem geführt wird. Andere, eine Volumenänderung bewerkstelligende, Einrichtungen, z. B. eine membranartige Nachgiebigkeit eines Wandbereiches des Formraumes, können ebenfalls vorgesehen sein.

Bei der gezeigten Ausführungsform erfolgt die Bewegung der Elemente 14, 15 im wesentlichen parallel zueinander zu der Mittellinie 10. Die Erfindung ist auf eine der¬ artige Bewegungsrichtung nicht beschränkt. Vielmehr können die Bewegungen der einzelnen Elemente zwischen ihren jeweiligen Endstellungen dem jeweiligen Anwendungs- falls angepaßt und unterschiedlich ausgerichtet sein.

Fig. 3 zeigt einen Chipkartenrohling 26, der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in besonders vorteil¬ hafter Weise hergestellt werden kann. Der Kartenrohling 26 weist eine Vertiefung 27 mit den Stufen 28 und 33 auf, in die zu einem späteren Zeitpunkt ein Chipmodul einge¬ setzt wird.

In Fig. 4 ist der Schnitt A-B der Fig. 3 schematisch wiedergegeben. Der besseren Übersicht wegen wurde auf die exakte Wiedergabe der Proportionen verzichtet. Üblicher¬ weise sind die äußeren Abmaße derartiger Chipkarten etwa 85 mm x 54 mm, die Dicke beträgt 0,76 mm, die Membran 28 am Boden der Vertiefung 27 weist eine Wandstärke von etwa 100 m auf. Der äußere Durchmesser der Vertiefung 27 beträgt etwa 15 - 20 mm, die Form der Vertiefung kann sowohl hinsichtlich des äußeren Umrisses als auch in der Abstufung beliebig variieren. So sind z. B. rechteckige, quadratische oder auch ovale äußere Umrisse bekannt. Die Vertiefung selbst kann auch mehrere Abstufungen aufweisen oder im inneren Bereich linsenförmig ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt den Schnitt A-B des Kartenbereichs mit ein¬ gesetztem Chipmodul 44. Das Chipmodul besteht dabei aus einem Trägerfilm 29, auf dem metallische Kontaktflächen 30 vorgesehen sind, über welche bei der Benutzung der

Chipkarte 26 mit dem in der Gießharzpille 31 angeordne¬ ten integrierten Schaltkreis, oder kurz Chip genannt (nicht dargestellt) , kommuniziert werden kann. Das Chip¬ modul 44 ist mit einer Klebeschicht 32 versehen, mit deren Hilfe die Fixierung des Moduls in der Aussparung 27 erfolgt.

Fig. 6 zeigt eine Spritzgußform zur Herstellung von Chip¬ karten unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer unteren Formhälfte 35 und einer oberen Formhälfte 36. Zwischen diesen beiden Formhälften ist der Formraum 38 vorgesehen,

der die Form der späteren Chipkarte aufweist, allerdings ohne die in Fig. 4 dargestellte Vertiefung 27. Die beiden Formhälften 35 und 36 weisen einen Einspritzkanal 39 auf, über den das Kunststoffmaterial in die Form einfließt. Des weiteren ist eine Stempelführung 46 vorgesehen, über die der Stempel 40 in den Formraum 38 eingeführt werden kann.

Im einfachsten Fall könnte das Spritzen der Spritzguß- karte 26 nun so erfolgen, daß der Stempel 40 soweit in die Stempelführung 46 eingeführt ist, daß die Stirnfläche des Stempels mit der Kante zum Formraum 38 abschließt. Bei dieser Anordnung wird in einem ersten Schritt das Kunststoffmaterial über den Einspritzkanal 39 eingepreßt. Nachdem der Formraum weitgehend mit Kunststoffmaterial gefüllt ist, wird der Stempel 40 soweit in den Formraum bzw. die dort befindliche Kunststoffmasse eingepreßt, daß sich die Stirnfläche des Stempels 40 in der Kunststoff¬ masse abbildet bzw. die gestufte Vertiefung 27 herge- stellt ist. Das vom Stempel 40 verdrängte Kunststoff- material wird, wie bereits beschrieben, entweder in den noch nicht mit Kunststoffmaterial ausgefüllten Formraum verdrängt oder in den Einspritzkanal 39 zurückgepreßt. Nach Abschluß des Spritzvorgangs und ausreichender Abküh- lung der Kunststoffmasse werden die beiden Formhälften 35 und 36 geöffnet und das Formteil bzw. der Chipkarten¬ rohling 26 aus der Form entnommen. Die Entnahme kann dabei durch weiteres Absenken des Stempels 40 anstelle eines hierfür gesondert vorzusehenden Ausstoßers mecha- nisch unterstützt werden.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es selbstver¬ ständlich notwendig, die Stirnfläche des Stempels 40 abweichend von der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform entsprechend der Vertiefung 27 auszubilden. Das heißt, die Stirnfläche hat eine, wie in Fig. 7a gezeigte, Stufe aufzuweisen, mit der die Membran 28 gebildet wird. Die

Form des Stempels selbst entspricht dann dem erweiterten Bereich der Vertiefung bzw. der äußeren Umrißform der Aussparung 27.

Neben der entsprechenden Formgestaltung der Stempel-

Stirnfläche kann selbstverständlich auch die Oberfläche gezielt beeinflußt werden, beispielsweise um, wie im vorliegenen Fall notwendig, spezielle Oberflächenrauhig¬ keiten der ringförmigen Stufe 33 beim späteren Chip- kartenrohling zu erzeugen. Durch das gezielte Aufrauhen dieser Fläche wird eine bessere Haftung des Klebers 32 bei der Montage des Chipmoduls erreicht.

Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung weist weitere Vor- richtungselemente auf, mit deren Hilfe neben der Her¬ stellung des einleitend beschriebenen Chipkartenrohlings auch die gleichzeitige Einbettung des Chipmoduls möglich ist.

Die obere Formhälfte 36 wird hierfür um eine weitere Führungsplatte 37 ergänzt, die ebenfalls eine Stempel- führung 46 aufweist. Der Stempel 40 kann somit durch die Führungsplatte 37 und die obere Formhälfte 36 hindurch in den Formraum eingepreßt werden. Zwischen der oberen Form- hälfte 36 und der Führungsplatte 37 ist ein Transport- kanal 34 vorgesehen, der die Stempelführung 46 kreuzt und über den ein Folienband 41 an der Stirnseite des Stempels 40 vorbeitransportiert werden kann. Das Folienband 41 ist als "Endlosband" ausgeführt und enthält aneinandergereiht die Chipmodule 44.

In Abwandlung der anfangs beschriebenen einfachsten Ausführungsvariante weist der in Fig. 6 dargestellte Stempel 40 keine Abstufung, sondern eine plane Oberfläche auf. Außerdem sind ein oder mehrere Saugluftkanäle 43 vorgesehen, mit deren Hilfe das Folienband an die Stem¬ pelstirnseite angesaugt werden kann.

Die Herstellung der Karte erfolgt nun wie folgt:

In einem ersten Schritt wird das Folienband 41 so vor der Stirnseite des Stempels 40 angeordnet, daß ein Chip- kartenmodul 44 davor positioniert ist. Durch Absenken des Stempels 40 in Richtung Formraum 38 (Pfeil 42) wird das Chipmodul in die Stempelführung des Formteils 36 gedrückt und aus dem Folienband 41 ausgestanzt. Das aus¬ gestanzte Chipmodul wird über die Saugkanäle 43 ange- saugt und somit an der Stirnfläche des Stempels gehalten. Der Stempel 40 wird nun soweit in Richtung Formraum 38 abgesenkt, daß die Unterkante des Chipmoduls in etwa mit der Oberkante des Formraums 38 abschließt, d. h. das Chipmodul noch nicht in den Formraum hineinragt. In dieser Position wird das Kunststoffmaterial über den Einspritzkanal 39 eingespritzt. Nach ausreichender Füllung des Formraums wird der Stempel zusammen mit dem Chipmodul in die Kunststoffmasse eingepreßt und zwar soweit, daß die plane Stirnfläche des Stempels 40 bündig mit der späteren Kartenoberfläche abschließt.

Nach ausreichender Abkühlung der Kunststoffmasse wird die Form geöffnet, d. h. die Formhälften 35 und 36 ausein¬ andergefahren und durch erneutes Aktivieren des Stempels 40 aus der Form ausgestoßen. Die Trennung der Karte von der im Einspritzkanal 39 befindlichen Kunststoffmasse erfolgt in bekannter Weise entweder durch Abreißen oder Abschneiden mit Hilfe von nicht dargestellten Schneid¬ elementen.

Nach dem Schließen der beiden Formhälften 35 und 36 wird der Stempel 40 in die Ausgangspositon zurückgezogen und der mit der Ausstanzung 45 versehene Bereich des Film¬ bandes weiterbewegt, bis erneut ein Chipmodul 44 vor dem Stempel 40 positioniert ist.

Das in Fig. 6 dargestellte Kartenherstellverfahren ermög¬ licht somit die Herstellung von Spritzguß-Chipkarten bei gleichzeitiger Einbettung des Chipmoduls. Das Einpressen des Chipmoduls in die eingespritzte Kunststoffmasse ist, wie Versuche zeigten, relativ unproblematisch, solange die äußere Form des Chipmoduls einfach strukturiert und das Modul mechanisch belastbar ist. Bei aufwendiger strukturierten Modulen oder auch bei Verwendung von großen Chipbausteinen (wie z. B. Mikroprozessor-Chips) kann es ratsam sein, vor der Einbettung des Moduls den Hohlraum in der Karte zu schaffen. Dies erfolgt in ein¬ facher Weise dadurch, daß der zur Fig. 6 beschriebene Verfahrensablauf modifiziert und ein Stempel 40 ver¬ wendet wird, mit dem diese zusätzlichen Funktionen zu bewerkstelligen sind.

Fig. 7a zeigt eine mögliche Ausführunsform eines derartigen mit zusätzlichen Funktionen ausgestatteten Stempels 40. Der Stempel 40 besteht aus drei ineinander gleitenden Stempelelementen 47, 48 und 49. Der Stempel 40 wird in der in Fig. 7a dargestellten Form zum Einpressen der Vertiefung 27 verwendet. Hierfür wird der Stempel durch die Folien-Ausstanzung 45 des Folienbandes 41 hin¬ durch an den Formraum 38 herangeführt, das Kunststoff- material in den Formraum eingespritzt und, wie anfangs beschrieben, in die Formmasse eingepreßt.

Nachdem nun die gestufte Vertiefung 27 in den Karten¬ körper eingeprägt wurde, wird der Stempel 40 in die Führungsplatte 37 zurückgezogen. Außerdem wird das Stem¬ pelelement 48 zurückbewegt, bis die Stirnfläche des Elements 48 mit der Stirnfläche des Elements 49 bündig abschließt. Des weiteren wird der Stift 47 in die in Fig. 7b gezeigte Stellung zurückgezogen und fixiert. In dieser Position ergibt sich ein im Zentrum der Stempelstirn¬ fläche mündender Luftkanal, der durch eine Bohrung im Element 48 und eine im Element 49 vorgesehene Längsnut 50

das Ansaugen des Chipmoduls 44 gestattet.

Nachdem der Stempel 40 durch Zurückziehen der Elemente 47 und 48 in die in Fig. 7b dargestellte Anordnung ge- bracht und das Folienband 41 um eine Postion weiterbewegt wurde, wird der Stempel 40 wieder in Richtung Formraum gedrückt, wobei er, wie anfangs beschrieben, ein Chip- odul 44 aus dem Folienband 41 ausstanzt und dieses in der vorher geschaffenen gestuften Vertiefung plaziert. Das mit einer Kleberschicht 32 ausgestattete Chipmodul 44 wird nun mit dem Stempel 40 in die Ausnehmung 27 einge¬ preßt. Die Restwärme des Kunststoffmaterials aktiviert den Heißkleber und fixiert das Modul im Kartenkδrper.

Nach ausreichender Abkühlung können die Formhälten 35 und 36 wieder geöffnet werden und der Kartenkδrper aus der Form entnommen werden.

Besonders geeignet zum Einbau in Spritzgußkarten sind Chipmuodule mit Verankerungselementen, die das Modul zusätzlich oder alternativ zu einer Klebeschicht in dem Kartenkδrper verankern.

Ein solches Modul ist bereits aus der DE 31 31216 C2 bekannt und in der Fig. 8a gezeigt. Der Einfachheit halber sind hier - genau wie in den folgenden Figuren - nur die zur Beschreibung des Sachverhalts notwendigen Komponenten eingezeichnet. Das Chipmodul besteht aus einem Trägerfilm 29, auf dem Kontaktflächen 30 liegen, die mit dem Chip leitend verbunden sind. Zum Schutz vor mechanischen Belastungen sind Chipmodul und leitende Verbindungen von einem Gußkδrper 55 umgeben. Über den Rand des Gußkδrpers 55 ragen Verankerungselemente 56 hinaus, die ausschließlich der Verankerung des Moduls im Kartenkδrper dienen. Dazu kann das Verankerungs- ele ent 56 beispielsweise als durchlöcherter Ring aus¬ gebildet sein, der im Kartenmaterial einzubetten ist.

Hierbei sind die Löcher vom Kartenmaterial durchdrungen, so daß eine Verankerung des Chipmoduls in der Karte gewährleistet ist.

Darüber hinaus sind bei in Spritzgußtechnik hergestellten Karten auch Chipmodule denkbar, bei denen die Veranke¬ rungselemente nicht über den Gußkörper hinausragen, sondern durch besondere Ausbildung, wie z. B. Ausspa¬ rungen, Vertiefungen, Bohrungen etc., im Gußkörper selbst vorgesehen sind. Derartige Ausführungsformen sind in den Fig. 8b - 8e gezeigt.

Bei der Herstellung der Spritzgußkarten können der¬ artige Module entweder zunächst in den Formraum ein- gebracht und anschließend umspritzt oder nachträglich in die noch nicht erstarrte Kunststoffmasse eingepreßt werden. Besonders gut mit Kunststoffmaterial ausge¬ füllt werden dabei in Richtung des Materialflusses angeordnete Aussparungen, Kerben, Bohrungen, Profile etc.

Bei dem in Fig. 8b abgebildeten Modul ist in den Guß- kδrper 55 eine ringförmige Vertiefung eingelassen. Die keilförmige Ausbildung dieser Vertiefung begünstigt einerseits die Ausfüllung mit Kunststoffmaterial und gewährleistet andererseits eine optimale Verankerung des Moduls auch bei gebogener Chipkarte.

In Fig. 8c ist ein Chipmodul mit Aussparungen sowohl in der Mantelfläche als auch in der Stirnfläche des Guß- kδrpers dargestellt. Die Aussparung 59 in der Mantel¬ fläche ist ringförmig ausgebildet und verhindert ein Entfernen des Chipmoduls aus dem Kartenkörper. Die angewinkelten Aussparungen 60 verankern das Modul zusätzlich im Kartenkδrper, verhindern aber darüber hinaus auch ein Verdrehen des Moduls in der Karte.

Fig. 8d zeigt ein Chipmodul, dessen Gußkδrper 55 von Kanälen 58 durchsetzt ist. Die Kanäle münden einer¬ seits in der Bodenfläche des Moduls und andererseits in der Mantelfläche des Gußkörpers. Die Kanäle weisen beispielsweise eine Neigung von ca. 45° auf. Das in Fig. 8d dargestellte Chipmodul eignet sich besonders, wenn das Modul in die bereits eingespritzte Kunst- Stoffmasse eingepreßt werden soll, da die Kanäle 58 auch dabei sehr gut von dem noch flüssigen Kunststoff- material durchströmt werden. Um ein späteres Brechen des in die Bohrungen eingeflossenen Kunststoffmate- rials im Gebrauch der Karte zu verhindern, sind die Öffnungen in der Mantelfläche so angeordnet, daß sie bei eingepreßtem Chipmodul etwa in der Kartenmitte positio- niert sind. Die hier bei gebogener Karte auftretenden Kräfte sind minimal, so daß eine Beschädigung der Ver¬ ankerung durch Biegen der Karte nicht zu erwarten ist.

In Fig. 8e zeigt ein Chipmodul mit einem Gußkδrper 55, dessen Mantelfläche als Gewinde ausgebildet ist. Die vergleichsweise komplexe Gewindestruktur bildet sich durch das Einpressen des Moduls in der noch nicht erstarrten Kunststoffmasse als exakte Negativform ab. Sind die den Gußkδrper und den Kartenkδrper bildenden Materialien so gewählt, daß sie sich nicht miteinander verbinden, kann das über das Gewinde mit dem Kartenkδrper verankerte Modul später aus diesem herausgeschraubt werden. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung einer Chipkarte mit auswechselbarem Modul, ohne zusätzliche Verfahrensschritte vorsehen zu müssen.

Die Fig. 8f zeigt, das in Fig. 8e dargestellte Modul 55 in Verbindung mit einer Gewindehülse 61. Die Hülse weist Verankerungseiemente 56 auf, über die die Hülse im Kartenkδrper fixiert werden kann. Die Hülse 61 wird entweder mit oder ohne eingeschraubtem Modul 55 während

des Spritzvorganges in den Kartenkörper eingebracht. Um eine Deformierung der Hülse zu verhindern, ist die Ein¬ bringung zusammen mit dem Chipmodul oder einem entspre¬ chenden Moduldummy aber vorzuziehen.

Die in Fig. 8f dargestellte Hülse 61 ist mit einem Ver¬ ankerungsrahmen ausgestattet, wie er in Fig. 8a gezeigt ist. Dieser ragt über den Rand der Hülse 61 hinaus und gewährleistet eine besonders gute Verankerung der Ein- heit Chipmodul/Hülse im Kartenkörper. In gleicher Weise sind aber auch andere Verankerungselemente verwendbar, wie z. B. die in den Fig. 8b - 8e gezeigten. Anstelle des Gewindes kann bei dieser Ausführungsform auch eine andere lösbare Verbindung, wie z. B. eine Art Bajo- nettverschluß, gewählt werden.

Fig. 9 zeigt eine Normkarte 65 mit integrierter Mini- chipkarte 66, wie sie beispielsweise aus der DE

40 07 221 AI bekannt ist. Wie in der DE 40 07 221 AI erläutert, werden derartige Minichipkarten 66 üblicher¬ weise aus herkömmlichen Normkarten 65 ausgestanzt. Eine derartige Normkarte 65 mit integrierter Minichipkarte 66 kann aber auch mit Hilfe des erfindungsgemäßen Spritz¬ gußverfahrens ohne nachträgliche Stanzvorgänge herge- stellt werden. Dazu ist beispielsweise die in Fig. 6 abgebildete Spritzgußform zu modifizieren.

Fig. 10 zeigt eine derart angepaßte Spritzgußform. Bei ihr ist in der unteren Gußformhälfte 35 eine spaltformige Öffnung vorgesehen, über die ein Stanzwerkzeug 69 in den Formraum 38 einbringbar ist. Das Stanzwerkzeug 69 weist die Form des in Fig. 9 in der Normkarte 65 dargestellten Stanzspaltes 75 auf.

Im Ruhezustand, d. h. in der in Fig. 10 gezeigten Anord¬ nung, schließt die wirksame Stirnfläche des Stanzwerk¬ zeuges 69 mit der Oberfläche des Formraumes der unteren

Gußformhälfte 35 bündig ab. Das Stanzwerkzeug 69 ist dabei in der unteren Gußformhälfte 35 so eingepaßt, daß es zwar mit Hilfe der Greifer 74 in den Formraum einge¬ schoben werden kann, daß aber kein Spalt vorliegt, über den die in den Formraum eingespritzte Kunststoffmasse austreten kann. In der Stirnfläche des Stanzwerkzeugs 69 sind an den Stellen, an denen in der späteren Karte die Verbindungsstege 67 erzeugt werden sollen, "Kerben" vor¬ gesehen, die in Form und Größe den späteren Verbindungs- Stegen entsprechen.

Die Herstellung der Normkarten mit integrierten Minichip¬ karten erfolgt in üblicher Weise, d. h. wie im Zusammen¬ hang mit den Fig. 6 und 7 erläutert. Nach Abschluß dieses Vorgangs wird das Stanzwerkzeug 69 mit Hilfe der Greifer 74 in den Formraum eingepreßt, um die Umrißlinie 75 und die Stege 67 zu erzeugen. Nach Erstarren des Karten- materials wird das Stanzwerkzeug mit den Greifern 74 wieder aus dem Formraum 38 entfernt und nach Öffnen der Spritzgußform die Karte entnommen.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele keine ab¬ schließende Aufzählung der möglichen Ausführungsformen darstellen soll. Es ist für den Fachmann verständlich, daß die Kombination der verschiedenen Ausführungsdetails ebenso möglich ist, wie die Ergänzung oder Abänderung durch aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen, ohne das erfindungsgemäße Grundprinzip zu verlassen.