DE4446369A1 - Datenträger mit einem elektronischen Modul - Google Patents
Datenträger mit einem elektronischen ModulInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Datenträ
ger, der ein elektronisches Modul mit einem integrierten
Schaltkreis und eine mit dem Schaltkreis leitend verbun
dene Spule umfaßt, wobei die Spule in einem Kanal des
Kartenkörpers angeordnet ist. Darüber hinaus betrifft
die Erfindung ein Halbzeug zum Einbau in einen solchen
Datenträger und ein Herstellungsverfahren für einen sol
chen Datenträger.
Datenträger, in die ein elektronisches Modul eingebaut
ist, sind bereits hinlänglich bekannt und werden als
Kreditkarten, Bankkarten, Barzahlungskarten und derglei
chen in den verschiedensten Dienstleistungssektoren,
beispielsweise im bargeldlosen Zahlungsverkehr oder im
innerbetrieblichen Bereich als Zugangsberechtigung ver
wendet. Die Energieversorgung des elektronischen Moduls
und/oder der Datenaustausch mit externen Geräten erfolgt
entweder berührend über äußere Kontaktflächen oder aber
nichtberührend, beispielsweise induktiv über geeignete
Spulen im Datenträger.
Die EP 0 570 062 beschreibt beispielsweise einen Daten
träger, in dem ein berührungslos kommunizierendes elek
tronisches Modul, bestehend aus Spule und leitend damit
verbundenem integrierten Schaltkreis angeordnet ist. Der
Datenträger umfaßt drei Kartenschichten, die übereinan
der angeordnet sind. Die mittlere Schicht besteht aus
einem ovalen Mittelteil, das eine Durchbrechung mit dem
darin angeordneten integrierten Schaltkreis aufweist und
zwei äußeren Teilen, die einen Rahmen um das ovale Teil
bilden, so daß im Datenträger ein Kanal vorhanden ist,
in dem sich die Spule befindet. Die äußeren Teile der
mittleren Kartenschicht schließen mit den anderen Kar
tenschichten des Datenträgers bündig ab.
Ein derartiger Datenträger mit vielen Einzelteilen, die
alle unterschiedliche Abmaße aufweisen, ist relativ
schwierig herzustellen, da sich die Positionierung der
artiger Einzelteile relativ schwierig gestaltet.
Ein anderer Datenträger mit elektronischem Modul ist aus
der WO 92/21105 bekannt. Der Datenträger besteht aus
mehreren übereinander laminierten Kartenschichten. Eine
der Kernschichten hat geeignete Vertiefungen in Form von
Sacklöchern zur Aufnahme des integrierten Schaltkreises
und der mit dem Schaltkreis leitend verbundenen Spule.
Obwohl die Herstellung der Vertiefungen nicht näher be
schrieben ist, dürfte deren Herstellung relativ aufwen
dig sein, da diese Kartenschichten im allgemeinen eine
sehr geringe Dicke aufweisen.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der
Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Datenträ
ger obengenannter Art vorzuschlagen, der gerade bei gro
ßen Stückzahlen auf einfache Art und Weise herstellbar
ist.
Die Aufgabe wird durch die in den nebengeordneten
Ansprüchen 1, 6, 7, 10 und 14 angegebenen Merkmale ge
löst.
Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß
der Kanal zur Aufnahme wenigstens der Spule durch wenig
stens eine Durchbrechung in wenigstens einer Karten
schicht gebildet wird, wobei die Durchbrechung so vor
gesehen ist, daß bei der Herstellung des Datenträgers
ausschließlich zusammenhängende Kartenschichten verwen
det werden, die die Abmaße des Datenträgers aufweisen.
Vorzugsweise werden die Durchbrechungen in den Karten
schichten durch Stanzen gefertigt.
Hieraus ergeben sich einige wesentliche Vorteile. Durch
die Tatsache, daß der Datenträger nur aus Kartenschich
ten aufgebaut ist, die die Abmaße des Datenträgers auf
weisen, kann als Ausgangsprodukt für die Herstellung der
Datenträger Rollenmaterial verwendet werden. Anderer
seits beschränkt sich die Herstellung des Kanals im Da
tenträger auf das Ausstanzen von geeigneten Durchbre
chungen in einzelnen Kartenschichten, wodurch ein auf
wendiges Herstellen von Einzelteilen vermieden wird.
In einem Datenträger gemäß einer ersten Ausführungsform
weisen zwei der Kartenschichten Durchbrechungen auf, so
daß sich durch das Übereinanderliegen der zwei Karten
schichten im Datenträger der Kanal ergibt. Im Kanal ist
zumindest die Spule untergebracht. Der Datenträger kann
wahlweise in einer oder mehreren Kartenschichten zusätz
liche Durchbrechungen zur Aufnahme des integrierten
Schaltkreises aufweisen.
In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Datenträgers wird der Kanal durch wenigstens eine Durch
brechung in nur einer Kartenschicht gebildet. Der Kanal
ist hierbei nicht vollständig ausgestanzt und ist durch
mindestens einen Steg unterbrochen, der den innerhalb
des Kanals liegenden Bereich der Kartenschicht mit dem
außerhalb des Kanals liegenden Bereich der Kartenschicht
verbindet. Der/die verbindenden Stege weisen nicht die
gesamte Dicke der Kartenschicht auf, um hierdurch im
Datenträger einen Hohlraum zur Aufnahme der Spule zu
schaffen. Die Größe der den Kanal bildenden Durchbre
chungen kann hierbei variiert werden, so daß auch sehr
kleine Durchbrechungen in Form einer Perforation für den
Kanal vorgesehen sein können. Es können gleichfalls auch
mehrere Durchbrechungen nebeneinander angeordnet werden.
Natürlich kann auch die Dicke der Stege variiert werden,
so daß die Stege auch in Form von sehr dünnen Membranen
vorgesehen werden können. Zusätzlich kann in einer oder
mehreren Kartenschichten eine Durchbrechung zur Aufnahme
des integrierten Schaltkreises gefertigt werden.
In einer dritten Ausführungsform befindet sich in nur
einer Kartenschicht ein vollständig ausgestanzter Kanal,
der keine Stege aufweist. Die Herstellung eines derarti
gen Datenträgers ergibt sich wie folgt. Es wird auf ei
ner ersten Kartenschicht ein Trennmittel, wie beispiels
weise Silikon, in demjenigen Bereich aufgebracht, in dem
sich der auszustanzende Kanal zur Aufnahme wenigstens
der Spule befindet. Die erste Kartenschicht wird darauf
hin auf eine zweite Kartenschicht aufkaschiert. Das auf
getragene Trennmittel verhindert hierbei ein Verkleben
der Kartenschichten im Bereich des Trennmittels. Der
Kanal wird daraufhin aus einer der Kartenschichten aus
gestanzt, so daß die jeweils andere Kartenschicht nicht
verletzt wird.
Vorzugsweise werden die elektronischen Module, bestehend
aus Spule und integriertem Schaltkreis, in Form von so
genannten Halbzeugen auf Trägerschichten angeordnet, die
eine Handhabung der elektronischen Module bei der Kar
tenfertigung erleichtert.
In einer ersten Ausführungsform des Halbzeugs wird das
elektronische Modul auf einer Trägerschicht derart an
geordnet, daß die Spule teilweise oberhalb sowie teil
weise unterhalb der Trägerschicht verläuft. Dies wird
dadurch erreicht, indem in die Trägerschicht mindestens
eine rasche gestanzt wird, wobei ein Teil der Spule un
ter die Lasche geführt wird und die Lasche die Spule an
dieser Stelle festklemmt. Ein derartiges Halbzeug eignet
sich bevorzugt zum Einbau in die erste Ausführungsform
des oben beschriebenen Datenträgers, wobei die Durchbre
chungen in den beiden Schichten, die gemeinsam den Kanal
ergeben, so gefertigt sind, daß die oberhalb bzw. unter
halb der Trägerschicht verlaufenden Bereiche der Spule
in dem Kanal untergebracht sind.
In einer zweiten Weiterbildung kann das elektronische
Modul auf einer Trägerschicht aus einem thermoplasti
schen Kunststoff, der einen niedrigeren Erweichungspunkt
als die restlichen Kartenschichten aufweist, wie bei
spielsweise Polyethylen, angeordnet sein. Ein solches
Halbzeug kann in allen Ausführungsformen des Datenträ
gers eingebaut werden. Es hat neben der guten Positio
nierbarkeit weiterhin den Vorteil, daß beim Aufkaschie
ren weiterer Kartenschichten unter Druck und Wärme die
Trägerschicht erweicht und in den Kanal eindringt, um
hierdurch die Spule zusätzlich vor mechanischen Be
lastungen zu schützen. Natürlich kann das elektronische
Modul auch zwischen zwei Trägerschichten aus besagtem
thermoplastischen Kunststoff eingebettet sein.
Die Dicke des Datenträgers wird jedoch durch die
zusätzlichen Trägerschichten erhöht. Da es jedoch
wünschenswert ist, den Spulenkanal zumindest teilweise
mit Kunststoff zu befüllen, um die Spule besser gegen
mechanische Belastungen zu schützen, ist es gemäß einer
Weiterbildung des Halbzeugs auch möglich, ausschließlich
den Spulendraht zumindest teilweise mit einem thermopla
stischen Kunststoff zu unterlegen bzw. zu umhüllen, des
sen Erweichungspunkt unterhalb dem der restlichen Kar
tenschichten liegt. Ein derartiges Halbzeug kann eben
falls in allen drei Ausführungsformen der eingangs be
schriebenen Datenträger verwendet werden.
In einer dritten Ausführungsform eines Halbzeuges ist
das elektronische Modul zwischen zwei Trägerschichten
eingebettet. Das Halbzeug eignet sich zur Herstellung
von Datenträgern mit sehr ebenen Oberflächen, die durch
das Auflaminieren von Deckschichten auf das Halbzeug
hergestellt werden können. Die Spule befindet sich in
besagtem Halbzeug hierzu zwischen den Trägerschichten,
während der integrierte Schaltkreis in einem dafür vor
gesehenen Hohlraum der beiden Trägerschichten angeordnet
ist. Der verbleibende Hohlraum zwischen dem integrierten
Schaltkreis und den Schichten ist mit einem Füllmaterial
aufgefüllt, so daß das Halbzeug vollkommen ebene Ober
flächen aufweist. Vorzugsweise weisen die Trägerschich
ten dieselbe Dicke auf. Zusätzlich können in den Träger
schichten Vertiefungen ausgeformt sein, die einen Kanal
bilden, der die Spule zumindest teilweise aufnimmt. Der
Kanal kann teilweise mit Füllmaterial aufgefüllt sein.
Neben dem elektronischen Modul für den nichtberührenden
Datenaustausch kann zusätzlich ein elektronisches Modul
für den berührenden Datenaustausch, umfassend zumindest
Kontaktflächen und einem leitend mit den Kontaktflächen
verbundenen integrierten Schaltkreis, in einem weiteren
Hohlraum der Trägerschichten untergebracht sein. Der
verbleibende Hohlraum zwischen dem Modul und den Träger
schichten ist hierbei gleichfalls mit einem Füllmaterial
aufgefüllt.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus
der Beschreibung, den Unteransprüchen sowie aus den
Figuren, die nachfolgend erläutert werden.
Darin zeigen:
Fig. 1 Aufriß eines Datenträgers mit einem elek
tronischen Modul,
Fig. 2 Explosionszeichnung einer ersten Ausfüh
rungsform eines erfindungsgemäßen Daten
trägers, bei dem der Kanal von zwei auf
einanderliegenden Kartenschichten gebil
det wird,
Fig. 3 perspektivische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform eines Datenträgers mit
einer Kernschicht mit einem Kanal, wobei
der Kanal durch Stege unterbrochen ist,
Fig. 4 perspektivische Darstellung einer dritten
Ausführungsform eines Datenträgers mit
einem aus zwei Kartenschichten bestehen
den Kartenverbund im Schnitt, bei dem aus
der oberen Kartenschicht der Kanal ausge
stanzt ist,
Fig. 5 Auffüllen des Kanals gemäß Fig. 4 mit
einer Vergußmasse,
Fig. 6 ein Halbzeug, wobei eine Spule durch
Laschen auf einer Trägerschicht festge
klemmt wird,
Fig. 7 ein weiteres Halbzeug, welches auf einer
Trägerschicht aus Polyethylen aufliegt,
Fig. 8-13 jeweils eine Schnittdarstellung durch ein
Halbzeug, bei dem die Spule zwischen zwei
Trägerschichten fixiert ist.
Fig. 1 zeigt den Aufriß eines Datenträgers mit einem
eingebauten elektronischen Modul 6.
Fig. 2 zeigt die Explosionszeichnung einer ersten Aus
führungsform eines perspektivisch dargestellten erfin
dungsgemäßen Datenträgers. Der Datenträger umfaßt ein
elektronisches Modul 6 sowie die Kartenschichten 7, 8,
13, 15, 16. Das elektronische Modul 6 umfaßt ein isolie
rendes Substrat 5, auf dem sich die Leiterbahnen 3 be
finden. Die Leiterbahnen können durch ein chemisches
Ätzverfahren einer auf dem isolierenden Trägersubstrat 5
abgeschiedenen Metallschicht hergestellt sein. Mit den
Enden der Leiterbahnen 3 ist einerseits der integrierte
Schaltkreis 4 sowie andererseits die Spule 2 leitend
verbunden. Die Kartenschichten 8 und. 13 weisen Durchbre
chungen 9 und 12 auf, so daß sich beim Übereinanderlegen
der Kartenschichten 8 und 13 ein Kanal ergibt, in dem
die Spule 2 eingebettet ist. Zusätzlich weisen die Kar
tenschichten 8, 13, 15 die Durchbrechungen 10, 11, 14
auf, um hierin das Trägersubstrat 5 und den integrierten
Schaltkreis 4 unterbringen zu können. Die Kartenschich
ten sind durch die dem Fachmann hinreichend bekannte
Kaschiertechnik miteinander verbunden.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Kern
schicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Datenträgers. Die Kernschicht 26 weist hierbei
Durchbrechungen 27 und 29 zur Aufnahme des elektroni
schen Moduls 6 auf. Die Durchbrechungen sind so gefer
tigt, daß das innerhalb des Kanals liegende Material 24
der Kartenschicht 26 mit dem außerhalb des Kanals lie
genden Material 25 über Stege 30 verbunden ist. Zum Ein
bau des elektronischen Moduls 6 in den Datenträger wird
das Trägersubstrat 5 in der Durchbrechung 29 plaziert
sowie die Spule 2 in den Durchbrechungen 27, so daß nur
noch die Spule 2 im Bereich der Stege 30 sich außerhalb
der Ebene der Kartenschicht 26 befindet. Zur Fertigstel
lung der Karte wird von beiden Seiten eine Kartenschicht
unter Druck und Wärme aufgebracht, so daß die Stege 30
unter der Erhitzung schmelzen und zerfließen, wodurch
auch im Bereich der Stege 30 Raum zur Aufnahme der Spule
2 geschaffen wird. Da in der Durchbrechung 29 sowohl das
Trägersubstrat 5 wie auch der integrierte Schaltkreis 4
des elektronischen Moduls 6 untergebracht werden müssen,
muß die Dicke der Kartenschicht 26 der Modulhöhe ange
paßt sein. Selbstverständlich kann die Kartenschicht 26
auch aus mehreren übereinanderliegenden Kartenschichten
bestehen, deren Durchbrechungen genauer an die Konturen
der Spule 2, das Trägersubstrat 5 und den integrierten
Schaltkreis 4 angepaßt sind.
Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den
Schnitt eines aus den Kartenschichten 18 und 19 beste
henden Kartenverbundes, bei dem aus der Schicht 19 der
Kanal 20 zur Aufnahme des elektronischen Moduls 6 ausge
stanzt ist. Die Herstellung des aus den Kartenschichten
18 und 19 bestehenden Kartenverbundes geschieht wie
folgt. Auf einer der beiden Kartenschichten 18 oder 19
wird in demjenigen Bereich, in dem hinterher der Kanal
entstehen soll, ein Trennmittel, wie beispielsweise Si
likon, aufgetragen und ausgehärtet. Danach wird die an
dere Schicht mit einem Kleber beschichtet und in einem
Kaschierverfahren mit der anderen Schicht verklebt, wo
bei die beiden Kartenschichten in dem Bereich, in dem
das Trennmittel aufgetragen ist, nicht miteinander ver
kleben. Mit einem Stanzwerkzeug wird aus einer der bei
den Kartenschichten Material 21 ausgestanzt und ent
fernt, so daß der Kanal 20 entsteht. Die Entfernung des
ausgestanzten Materials 21 kann durch eine Hebeeinrich
tung bewerkstelligt werden, die sich durch eine Saugein
richtung am ausgestanzten Material 21 festsaugt und die
ses aus der Kartenschicht heraushebt.
Der Datenträger wird fertiggestellt, indem das elektro
nische Modul 6 in den Kanal 20 eingebettet wird und eine
Deckschicht darüber kaschiert wird. Auch in dieser Aus
führungsform muß die Kartenschicht 19 eine Dicke aufwei
sen, die der Dicke des elektronischen Moduls 6 ent
spricht. Die Kartenschicht 19 kann selbstverständlich
auch aus mehreren Schichten aufgebaut sein.
Die Spule 2 sowie auch der integrierte Schaltkreis 4
können in einer dritten Ausführungsform des Datenträgers
besonders gut gegen mechanische Belastungen durch Ver
biegung des Kartenkörpers geschützt werden, indem der
verbleibende Raum im Kanal 20 mit einem thermoplasti
schen Kunststoff 32 aufgefüllt wird, dessen Erweichungs
punkt niedriger als der der übrigen Kartenschichten ist,
wie dies Fig. 5 zeigt. Hierbei wird durch eine Rakel 31
der flüssige Kunststoff 32 über die Oberfläche der Kar
tenschicht 19 gezogen. Dies ist besonders leicht mög
lich, da die Kartenschichten 18 und 19 bei der Herstel
lung üblicherweise in Form von langen Bändern vorliegen
und diese Bänder zwischen zwei, hier nicht gezeigten,
Führungswänden hindurchgezogen werden, wobei die Rakel
31 zwischen den Führungswänden angeordnet ist, um die
Vergußmasse 32 von der Kartenschicht 19 abzustreifen.
Um die Positionierung des elektronischen Moduls zu ver
einfachen, kann dieses vor dem Einbau auf einer Träger
schicht angeordnet sein.
In einer ersten Ausführungsform eines solchen Halbzeuges
nach Fig. 6 kann das elektronische Modul, in dieser Aus
führungsform beispielhaft lediglich bestehend aus einer
Spule 2, deren Spulenenden direkt mit dem integrierten
Schaltkreis 4 leitend verbunden sind, auf einer Träger
schicht 34 so angeordnet sein, daß die Spule 2 durch die
Laschen 33 auf der Trägerschicht 34 festgeklemmt wird.
Die Trägerschicht 34 wird hierbei in Form eines langen
Bandes aus flexiblem Material, z. B. Kunststoffband,
bereitgestellt und erst direkt vor dem Einbau des Halb
zeuges in den Datenträger entsprechend abgelängt. Die
Montage des elektronischen Moduls auf der Trägerschicht
34 erfolgt wie folgt. Mit einem geeigneten Stanzwerkzeug
werden die Laschen 33 in die Trägerschicht 34 gestanzt.
Die Trägerschicht 34 wird daraufhin auf die in Fig. 6
gezeigte Vorrichtung aufgesetzt, die eine Grundplatte 37
aufweist, auf der vier Metallstifte 36 befestigt sind.
Die vier Metallstifte 36 sind derart angeordnet, daß
beim Auflegen der Trägerschicht 34 die raschen 33 nach
oben gebogen werden. Das elektronische Modul wird nun so
aufgesetzt, daß es die vier Metallstifte 36 der Vorrich
tung umschließt und auf der Trägerschicht 34 aufliegt.
Die Trägerschicht 34 kann nun von der Vorrichtung abge
zogen werden, wobei sich die raschen 33 über die Spule 2
legen.
In einer besonders vorteilhaften Weise kann das auf der
Trägerschicht 34 fixierte elektronische Modul in einen
Datenträger der ersten Ausführungsform eingebaut werden.
Die Durchbrechungen in den beiden Schichten, die gemein
sam den Kanal ergeben, müssen hierbei so ausgebildet
sein, daß sie jeweils die oberhalb bzw. unterhalb der
Trägerschicht 34 liegenden Teile der Spule 2 aufnehmen.
Eine zweite Ausführungsform eines Halbzeuges zeigt Fig.
7. Hierin wird ein elektronisches Modul auf einer Trä
gerschicht 35 aus einem thermoplastischen Kunststoff,
dessen Erweichungspunkt niedriger ist als der der rest
lichen Kartenschichten, wie beispielsweise Polyethylen,
mit einem Kleber fixiert. Das hier beispielhaft gezeigte
elektronische Modul unterscheidet sich von dem obenge
nannten dadurch, daß die Spulenenden der Spule 2 rechts
und links vom integrierten Schaltkreis 4 mit den Leiter
bahnen 3 leitend verbunden sind. Darüber hinaus werden
die restlichen Spulenwindungen der Spule 2 auf der dem
integrierten Schaltkreis 4 gegenüberliegenden Seite des
Trägersubstrats 5 durchgeführt. Die Trägerschicht 35 ist
hierbei in Form eines langen Bandes gezeigt, welches
sich zum Transport hervorragend eignet. Das Band wird
erst kurz vor dem Einbau der Halbzeuge in die Datenträ
ger geeignet abgelängt. Das hier gezeigte Halbzeug kann
in vorteilhafter Weise in die zweite und dritte Ausfüh
rungsform eines erfindungsgemäßen Datenträgers eingebaut
werden. Der Einbau gestaltet sich analog zu demjenigen
in oben beschriebener Weise. Die Verwendung eines der
artigen Moduls ist besonders vorteilhaft, weil bei einem
Verkleben des Kartenkörpers mit Wärme und Druck die Po
lyethylenschicht 35 flüssig wird und hierbei die Spule 2
im Kanal umgibt. Hierdurch kann ein guter zusätzlicher
Schutz der Spule 2 gegenüber mechanischen Belastungen
bei Verbiegung des Datenträgers erzielt werden.
Selbstverständlich kann das in Fig. 7 gezeigte elektro
nische Modul auch zwischen zwei Schichten aus Polyethy
len eingeschweißt sein. Dies hat den besonderen Vorteil,
daß das elektronische Modul beidseitig vor mechanischen
Belastungen geschützt ist und somit auch sicher vom Her
steller des Moduls zu einem Kartenhersteller transpor
tiert werden kann. Darüber hinaus ergibt sich gleichzei
tig ein besserer Schutz der Spule im Datenträger gegen
über Biegebeanspruchungen.
Natürlich können auch gemäß einer dritten, hier nicht
gezeigten, Weiterbildung eines Halbzeuges lediglich die
Spulendrähte 2 des elektronischen Moduls mit Polyethylen
von einer Seite unterlegt bzw. beidseitig umhüllt wer
den. Ein derartiges elektronisches Modul ist in allen
drei Ausführungsformen zur Herstellung des erfindungs
gemäßen Datenträgers verwendbar. Hierbei ergibt sich der
besondere Vorteil darin, daß einerseits die Spulendrähte
im Datenträger vor mechanischen Belastungen geschützt
sind, aber andererseits die Dicke des Datenträgers nicht
durch eine zusätzliche Schicht erhöht wird.
Die Fig. 8-13 zeigen jeweils eine dritte Ausführungs
form eines Halbzeugs im Querschnitt, das in einem Be
reich einen Hohlraum aufweist. Allen Ausführungsbeispie
len ist gemeinsam, daß der Hohlraum derart mit einer
Füllmasse aufgefüllt wird, daß das Halbzeug ebene Ober
flächen aufweist. Die in den Fig. 8-13 gezeigten Halb
zeuge können also mit Deckschichten versehen werden,
ohne daß sich diese im Bereich des Hohlraums merklich
verformen. Dies hat den Vorteil, daß die Deckschichten
insgesamt oder bereichsweise mit einem Element versehen
werden können, das aus bestimmten Gründen eine ebene
Oberfläche benötigt. Ein solches Element kann z. B. ein
Hologramm sein, dessen optische Wirkung auf Feinstruktu
ren beruht, die durch eine nichtebene Oberfläche gestört
werden können. Ein weiteres derartiges Element ist ein
Magnetstreifen, dessen Daten mit einem Lesekopf nur si
cher ausgelesen werden können, wenn der Streifen in ei
ner möglichst ebenen Oberfläche liegt. Weitere Elemente
sind denkbar.
Fig. 8 zeigt das Halbzeug in einer Füllstation. Das
Halbzeug umfaßt die Trägerschichten 38 und 39, zwischen
denen sich die Spule 2 befindet. Die Enden der Spule 2
sind leitend mit einem Chipträger 61 verbunden, in des
sen Inneren sich der integrierte Schaltkreis 4, hier
nicht gezeigt, befindet. Der Chipträger 61 ist hierbei
in einem Durchbruch der Trägerschichten 38 und 39 ange
ordnet. Der verbleibende Hohlraum ist mit einer Füll
masse 42 derart aufgefüllt, daß sich auch im Bereich des
Durchbruches ebene Oberflächen ergeben, die mit den au
ßenliegenden Oberflächen der Schichten 38 und 39 fluch
ten, so wie es in der Figur gezeigt ist. Als Füllmasse
42 können die unterschiedlichsten Materialien verwendet
werden, wie beispielsweise Gießharze, die unter Wärme
und UV-Licht aushärten oder thermoplastische Kunststoffe
etc.
Die Herstellung eines eben beschriebenen Halbzeuges er
folgt wie folgt. Das elektronische Modul, bestehend aus
der Spule 2 und dem leitend mit den Enden der Spule ver
bundenen Chipträger 61 wird auf die Schicht 39 aufge
legt, so daß der Chipträger 61 in der dafür vorgesehenen
Durchbrechung der Schicht 39 angeordnet ist. Die Durch
brechung kann beispielsweise gestanzt sein. Daraufhin
wird die Schicht 38 auf die Schicht 39 auflaminiert.
Dies kann beispielsweise unter der Einwirkung von Wärme
und Druck geschehen. Die Schichten können aber auch
durch das dem Fachmann bereits hinlänglich bekannte Ul
traschallschweißverfahren aufeinanderlaminiert werden.
Dies hat den Vorteil, daß die Spulen als Energierich
tungsgeber fungieren, wodurch die Trägerschichten beson
ders gut verschweißen und keine Hohlräume mehr zwischen
den Spulendrähten verbleiben. Nach dem Auflaminieren der
Schicht 38 wird das Laminat zwischen den Füllstations
hälften 40 und 41 plaziert (vgl. Fig. 8) und der noch
verbleibende Hohlraum zwischen Chipträger 61 und den
Durchbrechungen in den Schichten 38 und 39 mit der Füll
masse 42 aufgefüllt, indem die Füllmasse 42 durch den
Angußkanal 43 in den verbleibenden Hohlraum eingespritzt
wird. Dies kann vorzugsweise unter einem erhöhten Druck
geschehen, wodurch sichergestellt ist, daß der gesamte
verbleibende Hohlraum mit Füllmasse aufgefüllt wird. Die
Füllstation kann vor dem Auffüllen des Hohlraums zusätz
lich dazu genutzt werden, die Trägerschichten 38 und 39
miteinander zu verbinden, z. B. unter der Einwirkung von
Wärme und Druck. In diesem Fall ist mindestens eine der
Füllstationshälften beheizbar. Die Füllstationshälften
sind vorzugsweise aus Metall gefertigt, können aber auch
an das jeweilige Füllmaterial 42 angepaßt sein und z. B.
aus einem UV-strahlendurchlässigen Material bestehen,
wenn UV-aushärtende Vergußmasse benutzt wird.
Selbstverständlich können auch mehrere Füllstationen
nebeneinander angeordnet sein und die beschriebenen
Schichten 38 und 39 in Form von langen Bändern vorlie
gen, die erst kurz vor der Fertigstellung des Datenträ
gers entsprechend abgelängt werden.
Fig. 9 zeigt eine erste Weiterbildung des Halbzeuges im
Querschnitt. Das elektronische Modul umfaßt hierbei die
Spule 2 und den direkt leitend hiermit verbundenen inte
grierten Schaltkreis 4. Die Trägerschichten 44 und 45
weisen neben den Durchbrechungen für den integrierten
Schaltkreis 4 zusätzliche Vertiefungen 46 auf, die für
einen Teilbereich der Spule einen Kanal bilden und kön
nen beispielsweise in Spritzguß hergestellt werden. Die
Vertiefungen dienen der Aufnahme überschüssigen Füllma
terials 42. Die Herstellung des Halbzeuges erfolgt ana
log zu obengenanntem Verfahren.
Fig. 10 zeigt eine zweite Weiterbildung des Halbzeuges
im Querschnitt. Das Halbzeug entspricht im wesentlichen
demjenigen in Fig. 9. Die den Kanal für die Spule bil
denden Vertiefungen 47 sind jedoch für die ganze Spule 2
ausgeformt, so daß die gesamte Spule in einem Kanal ver
läuft. Der restliche Hohlraum in den Vertiefungen 47 ist
zumindest teilweise mit dem Füllmaterial 42 aufgefüllt.
Darüber hinaus weist die Schicht 48 keine Durchbrechung
zur Aufnahme des integrierten Schaltkreises auf. Die
Herstellung des Halbzeuges erfolgt ebenfalls im wesent
lichen analog zu dem im Zusammenhang mit Fig. 8
beschriebenen Verfahren. Das Füllmaterial 42 wird hier
jedoch von unten eingespritzt.
Fig. 11 zeigt eine dritte Weiterbildung des Halbzeuges
im Querschnitt, die im wesentlichen der der Fig. 10 ent
spricht. Hierin wird im Gegensatz zu der in Fig. 10 ge
zeigten in der oberen Trägerschicht 50 eine Vertiefung
zur Aufnahme des integrierten Schaltkreises 4 vorgese
hen. Darüber hinaus weist die untere Trägerschicht 51
eine Vertiefung zur Aufnahme des integrierten Schalt
kreises 4 sowie eine Durchbrechung 62 zum Einfüllen des
Füllmaterials 42 auf. Die Herstellung erfolgt analog zu
dem im Zusammenhang mit Fig. 10 beschriebenen Verfahren.
Fig. 12 zeigt eine vierte Weiterbildung des Halbzeuges
im Querschnitt. Hierbei wird zusätzlich zu den nichtkon
taktierenden elektronischen Modulen für den nichtberüh
renden Datenaustausch in einer weiteren Durchbrechung
der Trägerschichten ein zweites elektronisches Modul für
den berührenden Datenaustausch angeordnet. Das elektro
nische Modul besteht aus einem integrierten Schaltkreis
57, der auf einem Trägersubstrat 56 befestigt ist und
leitend durch Durchbrechungen im Trägersubstrat 56 hin
durch über Bonddrähtchen 64 mit Kontaktflächen 55, die
auf der dem Schaltkreis 57 gegenüberliegenden Seite des
Trägersubstrats liegen, verbunden ist. Der Einbau
erfolgt z. B. nach dem Einbau des nichtberührend kontak
tierenden elektronischen Moduls. Das Trägersubstrat 56
wird derart mit der Kartenschicht 53 verbunden, daß der
integrierte Schaltkreis 57 und die leitenden Verbindun
gen 64 in den dafür vorgesehenen Durchbrechungen der
Schichten 53 und 54 liegen, wie es auch in der Fig. 12
gezeigt ist. Danach wird der verbleibende Hohlraum in
den Durchbrechungen der Kartenschichten 53 und 54 von
der dem elektronischen Modul abgewandten Seite nach oben
beschriebenem Verfahren mit einer Füllmasse 42 gefüllt.
Hierdurch wird das elektronische Modul in der Durchbre
chung der Kartenschichten 53 und 54 fixiert. Eine beson
ders gute Fixierung des elektronischen Moduls wird dann
erreicht, wenn die Durchbrechung in der Schicht 54 grö
ßer ist als die Durchbrechung in der Schicht 53. In die
sem Fall wird nämlich die Schicht 53 einerseits von dem
Trägersubstrat 56 und andererseits von der Füllmasse 42
umgriffen, wie es auch in der Fig. 12 gezeigt ist, so
daß das elektronische Modul gut gegen senkrecht zu den
Schichten 53 bzw. 54 wirkende Kräfte gesichert ist.
Fig. 13 zeigt eine fünfte Weiterbildung eines erfin
dungsgemäßen Halbzeuges. Auch hierin wird neben den ge
mäß den Fig. 8-11 eingebauten nichtkontaktierenden
Modulen zusätzlich ein elektronisches Modul für die be
rührende Kontaktabnahme in eine Durchbrechung der Trä
gerschichten 59 und 60 eingesetzt. Das elektronische
Modul für die berührende Kontaktabnahme ist im wesentli
chen wie das in Fig. 12 gezeigte aufgebaut. Zusätzlich
jedoch ist der integrierte Schaltkreis mit einer Verguß
masse 58 umgeben, die aus dem Fachmann bereits hinrei
chend bekannten Materialien bestehen kann. Die Verguß
masse weist eine Nut 63 auf, so daß das elektronische
Modul für die berührende Kontaktabnahme besser in der
Durchbrechung der Trägerschichten fixiert ist.
Ausgehend von den in den Fig. 8-13 gezeigten Halbzeu
gen kann der Datenträger fertiggestellt werden, indem
auf beiden Seiten des Halbzeuges Deckschichten auflami
niert werden. Sollten elektronische Module zur berühren
den Kontaktabnahme gemäß Fig. 12 oder 13 in den Halbzeu
gen eingebaut sein, so weist die entsprechende Deckfolie
im Bereich des Trägersubstrats 56 eine Durchbrechung
auf. Die Dicke der oberen Deckfolie sollte dann so ge
wählt sein, daß sie bündig mit der Oberfläche des Trä
gersubstrats 56 abschließt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben
genannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sol
len auch Mischformen der einzelnen Komponenten erfaßt
werden.
Claims (15)
1. Mehrschichtiger Datenträger, der ein elektronisches
Modul mit einem integrierten Schaltkreis (4) und eine
mit dem Schaltkreis leitend verbundene Spule (2) umfaßt,
wobei zumindest die Spule (2) in einem Kanal (9, 12, 27)
des Datenträgers angeordnet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens eine Kartenschicht zur
Bildung des Kanals für zumindest die Spule wenigstens
eine Durchbrechung in der Form aufweist, daß die Schicht
als zusammenhängende Schicht mit den Abmaßen des Daten
trägers erhalten bleibt.
2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Durchbrechungen (9, 12) in
zwei Kartenschichten (8, 13) des Datenträgers derart
vorgesehen sind, daß sich durch das Übereinanderliegen
der zwei Kartenschichten der Kanal ergibt.
3. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Durchbrechung in nur einer
Kartenschicht des Datenträgers derart vorgesehen ist,
daß der Kanal durch mindestens einen Steg (30) unterbro
chen ist, wobei der Steg den außerhalb des Kanals lie
genden Bereich (25) der Kartenschicht (26) mit dem in
nerhalb liegenden Bereich (24) der Kartenschicht (26)
verbindet.
4. Datenträger nach Anspruch 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß sich zumindest in
einem Teilbereich des Kanals ein thermoplastischer
Kunststoff befindet, dessen Erweichungspunkt niedriger
als der der übrigen Kartenschichten ist.
5. Datenträger nach Anspruch 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Kar
tenschicht zusätzlich eine Durchbrechung (10) zur Auf
nahme des integrierten Schaltkreises enthält.
6. Halbzeug, geeignet zum Einbau in einen Datenträger,
gemäß Anspruch 1, mit einem elektronischen Modul, umfas
send einen integrierten Schaltkreis (4) und eine mit dem
Schaltkreis leitend verbundene Spule (2), dadurch
gekennzeichnet, daß die Spule auf wenig
stens einer Trägerschicht (34) aus flexiblem Material
angeordnet ist, wobei die Spule durch wenigstens eine in
der Trägerschicht vorgesehene Lasche (33) festgeklemmt
wird, wodurch die Spule abschnittsweise ober- und unter
halb der Trägerschicht verläuft.
7. Halbzeug, geeignet zum Einbau in einen Datenträger,
gemäß Anspruch 1, mit einem elektronischen Modul umfas
send einen integrierten Schaltkreis (4) und eine leitend
mit dem Schaltkreis verbundene Spule (2), dadurch
gekennzeichnet, daß das elektronische
Modul auf wenigstens einer Trägerschicht (35) aus ther
moplastischem Kunststoff angeordnet ist, deren Erwei
chungspunkt niedriger als der der übrigen Kartenschich
ten ist.
8. Halbzeug nach Anspruch 6-7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trägerschicht (34, 35) die
Abmaße des Datenträgers aufweist.
9. Halbzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schicht die Kontur der Spule
aufweist.
10. Halbzeug, geeignet zum Einbau in einen Datenträger
mit einem elektronischen Modul, umfassend zumindest ei
nen integrierten Schaltkreis (4) und eine leitend mit
dem Schaltkreis verbundene Spule (2), wobei die Spule
zwischen zwei Trägerschichten (38, 39, 44, 45, 48, 49,
50, 51, 53, 54, 59, 60) angeordnet ist und der inte
grierte Schaltkreis (4) in einem dafür vorgesehenen
Hohlraum der beiden Trägerschichten angeordnet ist, da
durch gekennzeichnet, daß der verblei
bende Hohlraum zwischen den Trägerschichten und dem in
tegrierten Schaltkreis mit einem Füllmaterial (42) de
rart aufgefüllt ist, daß sich hierdurch im Bereich des
Hohlraums plane Oberflächen ergeben, die mit den Ober
flächen der Trägerschichten fluchten.
11. Halbzeug nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest in einer der Trä
gerschichten ein Kanal (46, 47, 52) vorgesehen ist, in
dem sich zumindest Teile der Spule (2) befinden, wobei
der Kanal zumindest teilweise mit dem Füllmaterial (42)
gefüllt ist.
12. Halbzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich in einem
weiteren Hohlraum in den Trägerschichten ein berührend
kontaktierendes elektronisches Modul, umfassend zumin
dest Kontaktflächen (55) und einen integrierten Schalt
kreis (57), der leitend mit den Kontaktflächen verbunden
ist, aufweist, wobei der verbleibende Hohlraum zwischen
dem berührend kontaktierenden Modul und den Trä
gerschichten mit einem Füllmaterial (42) aufgefüllt ist.
13. Halbzeug nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest der integrierte Schalt
kreis (57) des berührend kontaktierenden elektronischen
Moduls zusätzlich mit einer Vergußmasse (58) vergossen
ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Da
tenträgers für den berührungslosen Datenaustausch,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrens
schritte:
- - Aufbringen eines Trennmittels auf einer ersten Kar tenschicht im Bereich eines auszustanzenden Kanals,
- - Aufkaschieren einer zweiten Kartenschicht auf die jenige Seite der ersten Kartenschicht, auf der sich das Trennmittel befindet,
- - Durchstanzen einer der beiden Kartenschichten bis zu dem Trennmittel, so daß in dieser Kartenschicht die Kontur des Kanals entsteht und die jeweils an dere Kartenschicht nicht verletzt wird,
- - Entfernen des zwischen den Stanzkanten liegenden Materials aus der Kartenschicht, so daß in dieser der Kanal entsteht,
- - Einbetten eines elektronischen Moduls, umfassend einen integrierten Schaltkreis und eine leitend mit dem Schaltkreis verbundene Spule in den Kanal,
- - Aufkaschieren einer dritten Kartenschicht, so daß der Kanal von dieser bedeckt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß zusätzlich mit einer Rakel nach
dem Einbetten des elektronischen Moduls eine flüssige
Vergußmasse über die Kartenoberfläche gestreift wird, so
daß der Kanal zumindest teilweise mit der Vergußmasse
aufgefüllt ist.
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