CH654143A5 - Traegerelement mit einem ic-baustein und ausweiskarte. - Google Patents

Traegerelement mit einem ic-baustein und ausweiskarte. Download PDF

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CH654143A5
CH654143A5 CH7592/81A CH759281A CH654143A5 CH 654143 A5 CH654143 A5 CH 654143A5 CH 7592/81 A CH7592/81 A CH 7592/81A CH 759281 A CH759281 A CH 759281A CH 654143 A5 CH654143 A5 CH 654143A5
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conductor tracks
film
element according
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CH7592/81A
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Yahya-Tehrani Haghiri
Joachim Hoppe
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Gao Ges Automation Org
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Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Trägerelemente der obengenannten Art lassen sich beispielsweise verwenden, um IC-Bausteine in Ausweiskarten oder ähnliche Datenträger einzubauen. Alternativ können die Trägerelemente auch dort eingesetzt werden, wo heute noch überwiegend sogenannte Dual-Inline-Gehäuse als IC-Träger Verwendung finden. Werden die Trägerelemente in flexible Datenträger wie Ausweiskarten eingebaut, wirft dies besondere Probleme auf, die sowohl in der Herstellung der Ausweiskarten als auch in der Handhabung der Karten liegen.
Zum Schutz des Bausteins mit seinen Anschlussleitungen ist daher schon vorgeschlagen worden (DE-OS 26 59 573), den Baustein und das Leiternetz, die sogenannte Koritaktspinne, auf 1 einem gemeinsamen, relativ starren Träger anzuordnen. Die Kontaktspinne besteht aus Leiterbahnen, die einerseits mit Anschlusspunkten auf dem Baustein verbunden sind und andererseits in Kontaktflächen münden, auf der Trägeroberfläche aufliegen und die Kommunikation mit dem Baustein ermöglichen.
Das Trägerelement wird lediglich an den Rändern mit der Ausweiskartenfolie verschweisst bzw. verklebt.
Das in der DE-OS vorgeschlagene Trägerelement hat verglichen mit der Grösse des Bausteins noch relativ grosse Abmasse. Dies ist im wesentlichen durch die rings um den Baustein angeordneten Kontaktflächen bedingt. Grossflächige Trägerelemente bieten jedoch, beispielsweisé eingebaut in Ausweiskarten, eine entsprechend grosse Angriffsfläche bezüglich mechanischer Belastungen.
Auch im Hinblick auf andere Anwendungen, beispielsweise beim Einbau der Trägerelemente in miniaturisierte Hybridschaltungen ist eine der Grösse des Bausteins angepasste Bauform vorteilhaft.
Der Einbau der bekannten Trägerelemente in Ausweiskarten ist aufwendig und für Grossserien ungeeignet. Um die Zugänglichkeit zu den auf dem Träger fixierten Kontaktflächen herzustellen, ist die Ausweiskarte mit entsprechenden Durchführungen versehen. Diese müssen, will man eine schnelle Verschmutzung der Kontakte vermeiden, mit einem leitenden Material gefüllt werden. Abgesehen von dem dazu notwendigen zusätzlichen Arbeitsgang, wird mit dieser Massnahme eine zusätzliche Kontaktstelle und damit eine zusätzliche Gefahrenquelle für Störungen, Unterbrechungen usw. während des Betriebs der Ausweiskarte geschaffen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Trägerelement der obengenannten Art vorzuschlagen, dessen Grösse der Grösse des IC-Bausteins möglichst nahe kommt und das eine für Grossserien geeignete einfache Integration in Datenträger, wie beispielsweise Ausweiskarte zulässt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Trägerelemente sind somit derart ausgebildet, dass die auslaufenden Enden der Anschlussleitungen bzw. Leiterbahnen frei beweglich bleiben und so bei der Fertigstellung und dem Einbau der Trägerelemente in die gewünschte Position gebogen werden können.
Werden die in die Kontaktflächen mündenden Leiterbahnenden beispielsweise um die Trägerebene in Richtung des IC-Bausteins bzw. über die Bausteinoberfläche zurückgebogen, ergibt sich ein kompaktes, den Abmassen des IC-Bausteins optimal angepasstes Trägerelement.
Das Element kann überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo kleine Abmessüngen eine wichtige Rolle spielen, wie z.B. in Hybridschaltungen für Uhren oder ähnliches.
Im Zusammenhang mit Ausweiskarten oder ähnlichen Datenträgern kann das Element ohne jegliche Zusatzmassnahmen in ein entsprechend vorbereitetes Sackloch der Karte auf kleinstem Raum eingeklebt werden.
Die geringe Grösse des Trägerelements gewährleistet eine hohe Sicherheit in der Handhabung der Karte, da die mechanische Angriffsfläche entsprechend klein ist.
Beim Einbau der erfindungsgemässen Trägerelemente in Ausweiskarten während des Heisskaschiervorgangs ist eine einfache Herstellungstechnik möglich, wenn die freien Leiterbahnenden zunächst durch vorbereitete Aussparungen der Kartendeckfolie hindurchgeführt werden und erst während der Kaschierung der Deckfolien mit den übrigen Kartenschichten auf den über der Bausteinoberfläche gelegenen Bereich der Deckfolie zurückgebogen und dabei in das Folienmaterial eingepresst werden..
Die Karte zeigt aufgrund der nahtlosen Übergänge zwischen den Kontaktbereichen und der Deckfolie ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild. Das zentral in der Karte gelagerte Trägerelement ist optimal geschützt, wobei der Baustein nur über eine einzige Kontaktstelle mit den extern zugängigen Kontaktflächen verbunden ist.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung erge-
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ben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsformen des Trägerelements anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben.
Darin zeigen:
Fig. 1 bis 3 ein Beispiel zur Herstellung des erfindungsge-mässen Trägerelements,
Fig. 4a, 4b, 5a, und 5b Weiterbildungen der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Trägerelemente,
Fig. 6a bis 6c ein Trägerelement mit gegenüber dem Baustein dünnerer Trägerfolie,
Fig. 7 bzw. 8 ein Verfahren zum Einbau des erfindungsge-mässen Trägerelements in Ausweiskarten sowie die fertige Ausweiskarte ,
Fig. 9a und 9b eine vorteilhafte Ausführungsform der im Herstellungsverfahren verwendeten Deckfolie,
Fig. 10 ein Trägerelement, bei dem die den Baustein tragende Folie mit der Deckfolie der Karte identisch ist,
Fig. 11, 12, 13 ein Trägerelement mit einem Gussgehäuse als Träger für den IC-Baustein in drei Phasen seiner Herstellung und •
Fig. 14 die Herstellung eines Trägerelements ohne Verwendung eines Trägerfilms.
In den Fig. 1 bis 3 ist in einem Beispiel die Herstellung des erfindungsgemässen Trägerelements gezeigt. Als Träger für die IC-Bausteine kann Folien- bzw. Filmmaterial verwendet werden. Die üblicherweise bei den Filmen 1 vorhandene Perforation 2 wird während der einzelnén Produktionsphasen zum Transport bzw. auch zur Justierung des Films, beispielsweise in der Kontaktiervorrichtung, genutzt.
Die den Baustein 3 mit dem Träger 1 verbindende Kontaktspinne mit ihren Leiterbahnen 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer leitenden Filmbeschichtung nach bekannten Verfahren herausgeätzt.
Im Zusammenhang mit der Kontaktierung von Halbleiter-Bausteinen ist!es auch bekannt geworden, die Kontaktspinne unabhängig vom Film in einem separaten Verfahrensgang herzustellen. In diesem Fall wird die Kontaktspinne erst während des Kontaktiervorgangs auf dem Trägerfilm positioniert und dort mit dem Träger und den entsprechenden Anschlusspunk-ten des Bausteins verbunden.
Unabhängig von der Herstellung der Kontaktspinne wird die Leiterbahn 4 an jeweils einem Ende mit den entsprechenden .Anschlusspunkten 6 des Bausteins 3 verbunden. Die in die Kontaktflächen 4a auslaufenden Enden der Leiterbahnen 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung über ausgestanzten Fenstern 7 frei beweglich angeordnet.
Die Fig. 2 zeigt die Anordnung der Fig. 1 im Schnitt. In dem gezeigten Beispiel ist der den Baustein 3 tragende Film 1 dicker als der Baustein einschliesslich der kontaktierten Leiterbahnen 4. Dieser Aufbau bietet einen optimalen Schutz des Bausteins mit seinen Anschlussleitungen.
Die Leiterbahnen 4 sind nur auf einem relativ schmalen Bereich mit dem Film 1 verbunden, so dass die Enden der Leiterbahnen frèi beweglich bleiben.
Die Fig. 3 zeigt das aus dem Film ausgestanzte Trägerelement 10, wobei die in der Fig. 1 durch strichlierte Linien angedeuteten Stege 11 durchtrennt werden. Falls die Länge der Leiterbahnen 4 relativ zur Weite der Fenster 7 so gewählt ist, dass sie die Fenster überbrücken (strichlierte Darstellung in Fig. 1), sind während des Ausstanzvorgangs auch die Leiterbahnen zu durchtrennen.
Nachfolgend werden vorteilhafte Weiterbildungen des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Trägerelements beschrieben.
Bei der in den Fig. 4a und 4b gezeigten Ausführungsform werden die Enden 4a der Leiterbahnen 4 um die Ebene des Trägers 1 über den Baustein 3 gebogen. Anschliessend wird der Hohlraum 15 zum Schutz des IC-Bausteins 3 und der Anschlüsse mit einem geeigneten Material ausgegossen. Dabei werden auch die Enden 4a der umgebogenen Leiterbahnen (Kontaktflächen) mit eingegossen und somit automatisch befestigt.
Das-Biegen der Leiterbahnen und das Ausgiessen der Hohlräume wird zur Erleichterung der Verfahrensgänge vorzugswei-5 se an dem noch mit dem Film verbundenen Element durchgeführt. Das schliesslich aus dem Film ausgestanzte Trägerelement 16 zeigt die Fig. 4b. Wie man erkennt, liefert die spezielle Ausbildung der Leiterbahnen ein sehr kompaktes und in den Abmassen der Grösse des IC-Bausteins optimal angepasstes io Trägerelement.
Die Fig. 5a und 5b zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Leiterbahnen der Kontaktspinne in einem separaten Arbeitsgang und nicht in Verbindung mit dem Trägerfilm hergestellt wurden. In diesem Fall ist es^notwendig, dass 15 die Leiterbahnen 4 der Kontaktspinne vor bzw. während der Kontaktierung durch einen geeigneten Kleber 17 mit dem Trägerfilm 1 verbunden werden. Das Umbiegen der Leiterbahnen und das Ausgiessen des Trägerelements kann, wie oben beschrieben, durchgeführt werden.
20 Wie auch die Fig. 5b zeigt, werden die Leiterbahnen 4 bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich durch vom Rand des Trägerelements vorgesehene Aussparungen 18 geführt und in diesen vergossen. Diese Massnahme unterstützt die Festigkeit in der Verbindung der Leiterbahnen mit dem Träger.
25 Die Fig. 6a bis 6c zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem der zur Kontaktierung des Bausteins 3 verwendete Film 25 dünner ist als der Baustein. Wie man der Fig. 6a entnehmen kann, sind bei dieser Ausführungsform die auslaufenden Enden 4a der Leiterbahnen 4 auf einem frei beweglichen 30 Abschnitt 26 des Trägerfilms 25 angeordnet. Der senkrecht zur Filmebene bewegliche Abschnitt wird in der Form aus dem Film 25 ausgestanzt, dass er lediglich noch über die schmalen Stege 27 mit dem Film verbunden bleibt. Nach der Kontaktierung des IC-Bausteins 3 werden die in die Kontaktflächen 4a 35 auslaufenden Enden der Leiterbahnen, wie anhand der Pfeile 28 in der Fig. 6b gezeigt, gemeinsam mit dem Abschnitt 26 auf die rückwärtige Filmseite gebogen. Der den Baustein 3 umgebende Hohlraum 29 kann abschliessend ausgegossen werden.
Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen weist ' 40 das Trägerelement 30, das durch einfaches Auftrennen der Stege 52 entlang der strichlierten Linien aus dem Film 25 ausgestanzt werden kann, einen der Grösse des Bausteins gut ange-passten Aufbau auf. Mit dem beschriebenen Verfahren wird die Dicke des Films verdoppelt, so dass auch hier der Baustein ge-45 schützt in der mittleren Ebene des Trägerelements angeordnet ist.
Anhand der Fig. 7 wird nachfolgend ein Verfahren beschrieben, mit dem ein gemäss der Erfindung hergestelltes Trägerelement auf einfache Weise in Ausweiskarten oder ähnliche Daten-50 träger eingebaut werden kann.
Zunächst wird das Trägerelement 40 in eine vorbereitete, der Grösse des Elements angepasste Aussparung 45 des Kartenkerns 42 eingesetzt und in dieser Lage durch die rückwärtige Deckfolie 43 gehalten. Anschliessend wird die vordere Deckfo-55 lie 41 so auf dem mit einem Trägerelement 40 bestückten Kartenkern 42 abgelegt, dass die Leiterbahnenden 4a durch entsprechende Einschnitte bzw. Schlitze 44 der Deckfolie hindurchgeführt werden. Nach dem Umbiegen der Leiterbahnenden auf die vordere Deckfolie 41 werden die einzelnen Folien 60 miteinander und mit dem Trägerelement beispielsweise durch das Heisskaschierverfahren verbunden.
Wie man an der fertig kaschierten Ausweiskarte (Fig. 8) erkennt, sind die Enden der Leiterbahnen bzw. die Kontaktflä-chen 4a des Trägerelements nahtlos in die vordere Deckfolie 41 65 eingepresst. Diese Tatsache verleiht der Karte ein gutes Erscheinungsbild und hat ausserdem den Vorteil, dass die Kontaktflächen einfach sauber gehalten werden können.
Wie man der Fig. 8 auch entnehmen kann, ist der IC-Bau
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stein lediglich über eine einzige Kontaktstelle mit dem an die Oberfläche der Karte geführten und direkt für periphere Geräte zugängigen Kontaktflächen 4a verbunden, wodurch die Betriebssicherheit gegenüber bekannten Ausweiskarten mit integrierten Schaltkreisen verbessert wird.
Die Fig. 9a bzw. 9b zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform einer Folie 48, die in dem oben beschriebenen Verfahren als Deckfolie verwendet werden kann. Die Schlitze 49 in der Folie sind, wie man der Zeichnung entnehmen kann, so ausgebildet, dass die Durchführung der Leiterbahnenden erleichtert wird. Ausserdem werden die Leiterbahnenden während der Durchführung bereits zur Oberfläche der Deckfolie hingebogen, so dass sie während des Kaschiervorgangs durch die Kaschierplatte automatisch in die endgültige Lage gedrückt werden.
Die Fig. 10 zeigt schliesslich eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der IC-Baustein 3 vor der Kontaktierung zunächst auf einer mit dem Trägerfilm 1 verbundenen Folie 50 mit Hilfe eines geeigneten Klebers 51 befestigt wird. Ein Vorteil der letzteren Ausführungsform liegt darin, dass die verwendete Folie 50 als Deckfolie der in der Fig. 8 gezeigten Ausweiskarte dienen kann, wodurch die Herstellung von Ausweiskarten mit integrierten Schaltkreisen weiter vereinfacht wird.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der als Träger für den IC-Baustein ein gegossenes Gehäuse verwendet wird.
Der Baustein 3 wird zunächst, beispielsweise wie bereits weiter oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben,
kontaktiert. Lediglich der in einem Fenster 61 des Films 60 angeordnete Baustein wird daraufhin in einer geeigneten Giesssta-tion (in den Figuren nicht gezeigt) mit dem Gussgehäuse 63 versehen. Das aus dem Fenster 61 des Films an den Leiterbahnen-5 den 4a ausgestanzte Tragerelement 64 zeigt die Fig. 13. Die über den Rand des Bausteinträgers bzw. Gussgehäuses 63 hinausragenden Leiterbahnenden 4a sind frei verbiegbar und können beispielsweise auf die Träger- bzw. Bausteinoberfläche gebogen werden.
io Die letztgenannte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich durch eine sehr kompakte, den Abmassen des Bausteins 3 angepasste Bauform aus. Das Trägerelement enthält nur den IC-Baustein und die Leiterbahnen 4 bzw. 4a, jedoch nicht mehr den Trägerfilm 60, auf dem die Leiterbahnen während der Kon-15 taktierung befestigt waren.
Die Fig. 14 zeigt schliesslich eine Ausführungsform der Erfindung, bei der schon während der Kontaktierung auf einen Trägerfilm verzichtet wird. Zur Kontaktierung des Bausteins 3 wird ein elektrisch leitender Film 65 verwendet, aus dem, wie in 20 der Figur gezeigt die Leiterbahnen 4 ausgestanzt oder ausgeätzt sind. Die Perforation 66 dient dem Transport des Films während der Bearbeitungsphasen.
Nach der Verkapselung des Bausteins mit einem Gussgehäuse 63 wird das eigentliche Trägerelement aus dem Film ausge-25 stanzt, indem die Stege 68, die in diesem Fall mit den Leiterbahnenden 4a identisch sind, durchtrennt werden. Das Endprodukt hat die in Fig. 13 gezeigte Bauform.
3 Blätter Zeichnungen

Claims (9)

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1. Trägerelement mit einem IC-Baustein, der mittels einer Kontaktspinne auf einem Träger befestigt ist, wobei die Leiterbahnen der Kontaktspinne einerends mit den entsprechenden Anschlusspunkten des Bausteins verbunden sind und' andern-ends in Kontaktflächen münden, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontaktflächen (4a) tragenden Enden der Leiterbahnen (4) über zumindest einen Rand wenigstens eines Teiles des Trägers hinausragen und derart ausgebildet sind, dass sie auf die Rückseite des Trägers umlegbar sind.
2. Trägerelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einer Folie (1, 25) besteht, auf der die Leiterbahnen befestigt sind.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Trägerelement nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontaktflächen (4a) tragenden Enden der Leiterhahnen (4) auf einem weiteren bezüglich des erstgenannten Teiles beweglichen Teil (26) des Trägers angeordnet sind.
4. Trägerelement nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil (26) des Trägers mit den Kontaktflächen (4a) auf die Rückseite des erstgenannten Teiles des Trägers umlegbar ist.
5. Trägerelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Teiles des Trägers mit Kerben versehen ist, in welche die Leiterbahnen beim Umbiegen zu liegen kommen.
6. Trägerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume im Bereich des Bausteins auf die gleiche Dicke wie der Teil des Trägers vergossen sind.
7. Trägerelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Leiterbahnen (4) mit den Kontaktflächen (4a) durch Schlitze (44, 49) in einer mit dem Träger verbundenen Folie (41, 48) geführt sind.
8. Trägerelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Gussgehäuse (63) ist, in das der IC-Baustein mit einem Teil der Leiterbahnen (4) eingegossen ist.
9. Ausweiskarte mit einem Trägerelement gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement in einem Fenster (45) des Kerns (42) der Karte eingesetzt ist, dessen Dicke etwa jener des Trägerelements entspricht, wobei die Enden der Leiterbahnen mit den Kontaktflächen (4a) sich durch die Schlitze (44, 49) in einer auf dem Kern (42) befestigten Deckfolie (41, 48) erstrecken.
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