DE10162450A1

DE10162450A1 - Tragbarer Datenträger sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung

Info

Publication number: DE10162450A1
Application number: DE2001162450
Authority: DE
Inventors: Joachim Hoppe; Arno Hohmann
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: DE10162450B4

Abstract

Ein im Spritzgießverfahren hergestellter tragbarer Datenträger (1) besitzt ein oder mehrere Segmente (4), in denen jeweils ein oder mehrere elektronische Bauelemente (2) spritzgießtechnisch eingebettet sind. Für die Einbettung der elektronischen Bauelemente wird ein optimal geeignetes und vom Spritzgußkartenkörper (3) verschiedenes Material gewählt. Die Spritzgußsegmente (4) können von dem Spritzgußkartenkörper (3) durch Trennfugen (5) beabstandet sein, können aber auch im Co-Injektions-Verfahren hergestellt und durch Grenzverfließung in einer Übergangszone (14) miteinander verbunden sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tragbaren Datenträgern mit mindestens einem im Spritzgießverfahren in die Karte integrierten elektronischen Bauelement, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie einen entsprechend hergestellten Datenträger. Insbesondere betrifft die Erfindung tragbare Datenträger in Gestalt von Chipkarten.
Kartenkörper von Chipkarten werden entweder im Einlagenaufbau, im Mehrlagenaufbau oder im Spritzgießverfahren hergestellt. In den Kartenkörpern werden Aussparungen freigehalten oder in einem separaten Arbeitsschritt eingebracht, beispielsweise gefräst, um darin anschließend elektronische Bauelemente integrieren zu können. Beim Spritzgießen ist es auch möglich, die elektronischen Bauelemente in die Spritzgießform vorab einzusetzen und beim Spritzen des Kartenkörpers mit zu umspritzen, wodurch sie fest in den Kartenkörper integriert werden. Dieses Verfahren wird auch als "Inmoldtechnik" bezeichnet (Yahya Haghiri, Thomas Tarantino, "Vom Plastik zur Chipkarte", Karl Hanser Verlag). Problemtisch ist dabei insbesondere die Fixierung der Bauelemente in der Spritzgießform, so daß diese während des Spritzgießvorgangs nicht verrutschen.
In der US 5,134,773 wird vorgeschlagen, ein Chipmodul einer Chipkarte zunächst mit einem Harz rückseitig zu vergießen, so daß die Kontaktflächen auf der Vorderseite des Moduls frei zugänglich bleiben, wobei der Harzverguß spezielle Abmessungen besitzt, die es erlauben, das vergossene Modul an einer vorbestimmten Position in einer Kartenspritzgießform zu positionieren und festzuklemmen. Dadurch wird ein Verrutschen des Moduls in der Spritzgießform beim Einspritzen unter hohen Drücken vermieden. Um unschöne Positioniermarken auf der Rückseite des fertigen Spritzgußteils zu verdecken, sieht eine Variante des Verfahrens ein zweistufiges Spritzgießverfahren vor, bei dem eine obere und untere Schale nacheinander gespritzt werden, die dann zusammen die fertige Karte bilden.
Problematisch ist das vorgenannte Verfahren, wenn das zu integrierende Bauelement den hohen Spritzdrücken und/oder -temperaturen zur Herstellung des Kartenkörpers nicht standhält. Als geeignetes Spritzgießmaterial für den Kartenkörper, welches den relevanten ISO-Spezifikationen entspricht, hat sich beispielsweise TiO₂ gefülltes ABS erwiesen. Dieses Material wird im Spritzgießverfahren jedoch mit hohen Drücken und bei einer Temperatur von ca. 280°C verarbeitet, wofür Chipmodule, Displays, Tastermodule und dergleichen, deren Einsatz in Chipkarten zukünftig zunehmend zu erwarten ist, nicht ausgelegt sind. Darüber hinaus kann es vorkommen, daß das Kartenkörpermaterial zu zähflüssig ist, um damit filigrane Bauelemente zuverlässig zu umgießen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zeit- und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen von Chipkarten mit im Spritzgießverfahren in die Karte integrierten elektronischen Bauelementen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, bei dem auch empfindliche Bauelemente zuverlässig und ohne Gefahr der Beschädigung umgossen werden können.
Gegenüber den bekannten Spritzgießtechniken schlägt die vorliegende Erfindung einen "partiellen Spritzguß" vor. Das heißt, die spritzgießtechnische Einbettung der Bauelemente erfolgt getrennt von der Herstellung des Kartenkörpers. Der Kartenkörper kann in beliebiger Weise erzeugt werden, also beispielsweise in einem Spritzgießverfahren unter Verwendung eines Materials, das hohe Drücke und Temperaturen erfordert. Für die spritzgießtechnische Einbettung der elektronischen Bauelemente kann dagegen das jeweils optimal geeignete Material unter idealen Prozeßbedingungen eingespritzt werden, so daß eine Beschädigung der Bauelemente vermieden wird und die Bauelemente optimal ummantelt sind.
Die spritzgießtechnische Einbettung der elektronischen Bauelemente und der davon getrennte Kartenkörperspritzguß lassen sich vorteilhaft in einem gemeinsamen Prozeßablauf integrieren, indem zunächst das elektronische Bauelement in der Spritzgießkavität positioniert wird und dann zwei unterschiedliche Materialien in die Kavität derart eingespritzt werden, daß das eine Material, dessen Eigenschaften für das Umspritzen des elektronischen Bauelements besonders eingestellt sind, das elektronische Bauelement zumindest teilweise umfließt, wohingegen das andere Material den Kartenkörper bildet. Dies kann durch Ineinanderschachteln von mindestens zwei üblichen Gießwerkzeugen erreicht werden, indem mindestens ein erster Angußstutzen nahe dem zu umspritzenden Bauelement und mindestens ein zweiter Angußstutzen entfernt von dem ersten Angußstutzen in eine Spritzgießkavität führen, wobei die Angußstutzen an voneinander unabhängige Materialkanalsysteme angeschlossen sind.
In Fällen, in denen die Druckverhältnisse für das zu integrierende elektronische Bauelement unkritisch sind, brauchen keine besonderen Maßnahmen zum Schutz des elektronischen Bauelements während des Einspritzvorgangs ergriffen zu werden. Die an unterschiedlichen Stellen der Spritzgießkavität eingespritzten unterschiedlichen Materialien werden dann in einer nicht exakt definierbaren Übergangszone zusammenfließen und sich durch Grenzverfließungen fest miteinander verbinden. Dieses in der Spritzgießtechnik grundsätzlich bekannte Verfahren, dessen Verwendung allerdings nicht im Zusammenhang mit Chipkarten in Erwägung gezogen wurde, insbesondere nicht zum isolierten Umgießen von elektronischen Bauelementen, wird auch als Co-Injektions-Verfahren bezeichnet (DE 198 02 048 C2).
Für andere Fälle, in denen das zu integrierende Bauelement hohen Drücken nicht standhält, so daß es im Vergleich zur spritzgießtechnischen Herstellung des Kartenkörpers bei niedrigeren Drücken umspritzt werden muß, sieht eine besondere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Spritzgießkavität durch einen oder mehrere Separatoren, z. B. durch einen geschlossenen Mantel aus dünnem Blech, in ein oder mehrere Gießkammern unterteilt wird, wobei jede Gießkammer jeweils einen oder mehrere eigene Angußstutzen zum Einspritzen von Material besitzt. So ist es möglich, jedes elektronische Bauelement über den oder die individuellen Angußstutzen unter idealen Bedingungen mit dem optimalen Spritzgießmaterial zu umspritzen, während vorzugsweise gleichzeitig oder gegebenenfalls auch zeitversetzt andere Gießkammern der Spritzgießkavität mit anderen Materialien unter anderen Prozeßbedingungen mit Material gefüllt werden. Bei dieser Verfahrensvariante besteht dann keine Gefahr, daß die Bauelemente beim Spritzen des Kartenkörpers verdrängt bzw. verschoben werden. Vielmehr verteilt sich die Schmelze für alle Prozeßabläufe schnell und gleichmäßig, wodurch Fließlinien und andere Vergußfehler vermieden werden.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Unterteilung der Spritzgießkavität mittels dünnwandigen Separatoren ergibt sich dadurch, daß die fertige Karte entsprechend segmentiert ist und eine Trennfuge zwischen dem Funktionsbereich mit dem elektrischen Bauelement und den angrenzenden Bereichen der Karte, das können weitere Funktionsbereiche oder ein durch den Kartenkörper gebildeter grafischer Bereich sein, aufweist. Diese Trennfuge bietet einen hervorragenden Schutz der Funktionselemente gegen Biegestreß.
Während sich die unterschiedlichen Materialkomponenten bei dem zuvor erwähnten Co-Injektions-Verfahren durch Grenzverfließungen in einer Übergangszone fest miteinander verbinden, bedarf es im Falle einer mittels Separatoren unterteilten Spritzgießkavität besonderer Maßnahmen zur Verbindung der aus unterschiedlichen Materialien spritzgegossenen Funktions- und Kartenkörperbereiche. Gemäß einer ersten Variante wird diese Verbindung dadurch hergestellt, daß die unter unterschiedlichen Prozeßbedingungen in die jeweiligen Gießkammern eingespritzten Materialien auf ein gemeinsames Substrat gespritzt werden, auf dem sie entweder haften oder sich beispielsweise in Aussparungen des Substrats verankern. Dieses Substrat ist vorzugsweise eine Leiterbahnfolie, auf der die Funktionselemente bereits montiert und miteinander elektronisch verbunden sind. Selbstverständlich ist die Leiterbahnfolie mit den darauf montierten elektronischen Bauelementen auch vorteilhaft im Zusammenhang mit dem vorgenannten Co-Injektions-Verfahren einsetzbar.
Gemäß einer anderen Variante sind die Separatoren beweglich ausgebildet und können aus der Spritzgießkavität teilweise oder vollständig zurückgezogen werden. In diesem Falle werden spezielle Gießkammern der Spritzgießkavität als erstes gefüllt, anschließend werden die diese Gießkammern umgrenzenden Separatoren aus der Kavität zurückgezogen, und schließlich werden die davon angrenzenden Gießkammern mit anderem Kunststoffmaterial gefüllt, welches dann bis zu den bereits gespritzten Segmenten vordringt und sich mit dem dortigen Material verbindet. Das Füllen der Gießkammern kann auch gleichzeitig erfolgen, wobei die Separatoren unmittelbar nach dem Füllvorgang zurückgezogen werden und zusätzliches Material unter geringem Druck nachströmt, so daß sich die Materialien von aneinander angrenzenden Gießkammern durch Grenzvergließung miteinander verbinden.
Selbstverständlich können die beiden vorgenannten Varianten, d. h. die Verwendung beweglicher Separatoren bei gleichzeitigem Einsatz eines Substrats, insbesondere einer bestückten Leiterbahnfolie, in Kombination eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders kostengünstig, da es nicht notwendig ist, die elektronischen Bauelemente vor dem Einsetzen in die Spritzgießkavität in einen Harzblock zu gießen, wie dies in der US 5,134,773 vorgeschlagen wird. Das Umgießen kann vielmehr in der Spritzgießkavität selbst erfolgen, wodurch das Verfahren auch besonders zeitsparend ist. Auch empfindliche Bauelemente lassen sich auf diese Weise in die Karte integrieren, und ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, daß gleichzeitig mehrere elektronische Bauelemente integrierbar sind, die gegebenenfalls mit völlig unterschiedlichen Materialien unter völlig unterschiedlichen Prozeßbedingungen umspritzt werden können, so daß jegliche Gefahr der Beschädigung der elektronischen Bauelemente vermieden wird. Insbesondere bei Einsatz von Separatoren erhält man als fertige Chipkarte ein Produkt, welches einen besonderen Schutz der Funktionselemente vor Biegebeanspruchung bietet.
Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich auch auf Chipkarten mit laminierten Kartenkörpern und darin eingebrachten Fräskavitäten anwenden. Allerdings ist ein spritzgegossener Kartenkörper insofern zu bevorzugen, als der Kartenkörper Spritzguß mit der spritzgießtechnischen Einbettung der elektronischen Bauelemente in einer gemeinsamen Spritzgießprozeß auf einer einzigen Spritzgießmaschine integrierbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Chipkarte mit mehreren integrierten elektronischen Bauelementen in Draufsicht,
Fig. 2 eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 3 eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 4 eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 5 eine Chipkarte mit mehreren integrierten elektronischen Bauelementen, ähnlich Fig. 1, jedoch in geänderter Anordnung, und
Fig. 5b die Chipkarte aus Fig. 5a im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt einen tragbaren Datenträger 1 in Draufsicht. Der tragbare Datenträger 1 hat die Gestalt einer Chipkarte 1, die auch im folgenden stets zugrundegelegt wird. In die Chipkarte sind mehrere elektronische Bauelemente 2 integriert, nämlich ein Chipmodul, ein Display und eine Tastermodul zum Aktivieren des Displays durch Erfassen biometrischer Identitätsmerkmale der die Chipkarte benutzenden Person.
Die elektronischen Bauelemente 2 sind in den Kartenkörper 3 der Chipkarte 1 spritzgießtechnisch als Spritzgußsegmente 4 integriert und fixiert. Die Spritzgußsegmente 4 sind durch eine Trennfuge 5, die hier als umlaufende Konturfuge ausgebildet ist, vom Kartenkörper 3 isoliert, um die elektronischen Bauelemente 2 vor Beanspruchungen durch Biegen des Kartenkörpers 3 zu schützen. Eine feste Verbindung der Spritzgußsegmente 4 mit dem Kartenkörper 3 ist realisiert über ein im Innern der Karte 1 integriertes, in Fig. 1 nicht erkennbares Karteninlett in Form einer Leiterbahnfolie, auf welcher die elektronischen Bauelemente 2 montiert und durch in Fig. 1 strichliniert dargestellte Leiterbahnen elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Querschnitt durch ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung einer Chipkarte 1 nach Fig. 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei handelt es sich um ein Spritzgießwerkzeug in einer Chipkartenfertigungsstraße bestehend aus einer unteren Spritzgießform 8, die als feststehende Auflage für ein Endlossubstrat 9 dient, und einer beweglichen, oberen Spritzgießform 7. Zu Beginn befindet sich die obere Spritzgießform 7 in einer - nicht gezeigten - nach oben verlagerten Position, und ein elektronisches Bauelement 2, im Beispiel ein elektronisches Chipmodul, wird auf dem Substratmodul 9 positioniert. Mittels einer als federbelasteter Niederhalter ausgebildeten Fixiereinrichtung 10 wird das elektronische Bauelement 2 zumindest während des Umspritzens mit einem Druck p auf das Substrat 9 gedrückt, um ein Verrutschen beim Umspritzen zu verhindern. Bei dem Substrat 9 handelt es sich um eine Leiterbahnfolie, auf der das elektronische Bauelement 2 mit weiteren elektronischen Bauelementen wie Displaymodul, Tastermodul, Antennenspule etc. elektrisch leitend verbunden ist. Falls weitere elektronische Bauelemente in der Karte nicht vorhanden sind, kann das Chipmodul 2 auch auf einem einfachen Kunststoffsubstrat 9 montiert sein. Auf den Niederhalter 10 kann auch verzichtet werden, wenn das elektronische Bauelement 2 auf dem Substrat 9 derart fixiert ist, daß ein Verrutschen beim Umspritzen des Bauelements 2 nicht zu befürchten ist.
Nachdem das Substrat und das elektronische Bauelement in der unteren Spritzgießform 8 plaziert und gegebenenfalls mit dem Niederhalter 10 gegen Verrutschen fixiert sind, wird das Spritzgießwerkzeug durch Absenken der oberen Spritzgießform 7 geschlossen. Durch einen Separator 6 in Form eines in sich geschlossenen Blechmantels mit einer Dicke im Bereich von zehntel Millimetern umlaufend zu dem elektronischen Bauelement 2 wird die von der oberen und der unteren Spritzgießform 7, 8 gebildete Spritzgießkavität in zwei Gießkammern unterteilt. Der Separator 6 dient dabei gleichzeitig als Niederhalter für das Substrat 9. Die so voneinander getrennten Gießkammern werden über jeweils zugehörige Angußstutzen 11 und 12, die an voneinander unabhängige Material-Kanalsysteme angeschlossen sind, mit unterschiedlichen Kunststoffmaterialien und gegebenenfalls unter unterschiedlichen Spritzgießbedingungen, d. h. unterschiedlichem Druck und verschiedener Temperatur, gefüllt. Über den Angußstutzen 12 wird der Kartenkörper 3 in die Spritzgießkammer eingespritzt und in die davon durch den Separator 6 getrennte Gießkammer, in der sich das elektronische Bauelement 2 befindet, wird über den anderen Angußstutzen 11 ein zweites Kunststoffmaterial mit besonders ausgewählten Eigenschaften und unter besonders eingestellten Prozeßbedingungen eingespritzt, um ein Spritzgußsegment 4 innerhalb des Kartenkörpers 3 zu bilden.
Das Einspritzen der unterschiedlichen spritzgießfähigen Materialien in die voneinander getrennten Gießkammern erfolgt vorzugsweise gleichzeitig, um den Verfahrenszyklus möglichst kurz zu halten. Dabei verbinden sich die Materialien des Kartenkörpers 3 und des Spritzgußsegments 4 mit dem Substrat 9, insbesondere wenn es sich bei dem Substrat 9 ebenfalls um ein Kunststoffsubstrat handelt oder wenn das Substrat 9 Verankerungsaussparungen aufweist, in die das schmelzflüssige Material des Kartenkörpers 3 und des Spritzgußsegments 4 hineinfließen.
Nach dem Erstarren des Spritzgußsegments 4 und des Kartenkörpers 3 wird das Spritzgießwerkzeug durch Anheben der oberen Spritzgießform 7einschließlich des Separators 6 geöffnet und das Substrat 9 so weit weitertransportiert, daß das nächste elektronische Bauelement 2 auf dem Substrat 9 vergossen werden kann.
Vorzugsweise ist der Separator 6 beweglich ausgebildet und wird aus der durch die obere und die untere Spritzgießformen 7, 8 gebildeten Spritzgießkavität zurückgezogen, bevor die obere Spritzgießform 7 angehoben wird, da sonst die Gefahr besteht, daß die fertig gespritzte Karte aufgrund von Schrumpfungsprozessen an dem Separator 6 haften bleibt und mit angehoben wird. Andererseits kann der Niederhalter 10 die Auswerffunktion übernehmen, indem zunächst die obere Spritzgießform 7 einschließlich dem Separator 6 und zeitlich nachfolgend der Niederhalter 10 angehoben werden.
Im Falle eines beweglich ausgebildeten Separators 6, der aus der Spritzgießkavität zurückgezogen werden kann, besteht auch die Möglichkeit, nach dem Einspritzen der Kunststoffmaterialien in die einzelnen Gießkammern und vor dem Aushärten der Materialien den Separator 6 teilweise oder auch vollständig zurückzuziehen und weiteres Material bei geringerem Druck zumindest in einer der Gießkammern nachzuschieben, so daß die unterschiedlichen Materialien miteinander in Kontakt kommen und eine innige Verbindung eingehen. Es ist auch möglich, erst eine Gießkammer zu füllen und nach dem Zurückziehen des Separators die daran angrenzende Gießkammer zu füllen, d. h. das zweiteingespritzte Material an das zuvor eingespritzte Material anzuspritzen.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß einerseits die Spritzgießkavität nichts vollständig gezeigt ist und daß andererseits anstelle eines verkapselten Chipmoduls, d. h. eines Chipmoduls mit vorherigem Chipverguß, ein unverkapseltes Chipmodul 2 in die Kavität eingesetzt wird. Das Einsetzen und Fixieren des Chipmoduls 2 erfolgt mittels eines Vakuumsaugers 13, der nach dem Umspritzen des Chipmoduls und nach dem Aushärten des Spritzgußmaterials ähnlich wie der Niederhalter 10 in Fig. 2 zusätzlich als Auswerfer für das fertige Spritzgußteil dienen kann. Bei dieser Verfahrensvariante entfällt das vorherige Vergießen des Chips, indem die Chip-Verkapselung unter Verwendung eines dafür besonders geeigneten Spritzgießmaterials bzw. Harzes bei niedrigen Temperaturen und niedrigen Drücken, die nicht zu einer Beschädigung des Chipmoduls 2 führen können, in den Karten-Spritzgu verlagert wird.
Die Spritzgußteile gemäß Fig. 2 und Fig. 3 können gegebenenfalls nachfolgend oder in einem entsprechend modifizierten Spritzgießwerkzeug auch gleichzeitig auf der Rückseite des Substrats 9 mit Kartenkörpermaterial vergossen werden, so daß das Substrat 9 als Inletfolie in den Kartenkörper integriert ist. Das mit der Vorrichtung nach Fig. 2 und 3 hergestellte Spritzgußteil besitzt somit einen Kartenkörper 3 und ein davon durch eine durch den Separator 6 erzeugte Trennfuge 5 beabstandetes Spritzgußsegment 4, wie in Fig. 1 zu sehen ist.
In den Fig. 5a und 5b ist eine alternative Ausführungsform der Chipkarte aus Fig. 1 dargestellt, bei der die einzelnen elektronischen Bauelemente 2 gemeinsam in einem Spritzgußsegment 4 untergebracht sind, welches vom restlichen Kartenkörper 3 durch die Trennfuge 5 getrennt ist. Während die Trennfuge 5 in Fig. 1 als umlaufende Konturfuge ausgebildet ist, bildet sie in der Chipkarte gemäß Fig. 5 eine geradlinige Segmentfuge parallel zu einer typischen Biegelinie der Chipkarte, so daß der Funktionsbereich 15 mit den elektronischen Bauelementen 2 vor Biegebeanspruchung zuverlässig geschützt ist. Der übrige Kartenkörper 3 der Chipkarte 1 kann beispielsweise als grafischer Bereich 16 zum Bedrucken der Karte dienen und aus dafür entsprechend geeignetem Kunststoffmaterial bestehen.
In Fig. 5b ist die Chipkarte aus Fig. 5a im Querschnitt gezeigt, wobei das Substrat 9 hier als Inletttfolie in die Karte integriert ist.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Chipkarten mit im Spritzgießprozess in die Karte integriertem elektronischen Bauelement 2. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 vor allem dadurch, daß auf einen Separator 6 verzichtet wird. Demzufolge wird die durch die obere und untere Spritzgießform 7, 8 gebildete Spritzgießkavität nicht in Gießkammern unterteilt, und das fertige Spritzgußteil besitzt auch keine Trennfugen 5. Stattdessen werden unterschiedliche Spritzgießmaterialien im wesentlichen gleichzeitig an voneinander entfernten Positionen in die Spritzgießkavität eingespritzt. Die Angußstutzen 11 zum Umspritzen des elektronischen Bauelements 2 mit dafür speziell geeignetem Vergußmaterial liegen nahe an dem elektronischen Bauelement und sind gleichmäßig darum verteilt. Über die an entfernt liegenden Enden der Spritzgießkavität angeordneten Angußstutzen 12 wird gleichzeitig das Spritzgießmaterial zur Herstellung des Kartenkörpers 3 injiziert. Zu einem nicht exakt definierbaren Zeitpunkt werden die beiden unterschiedlichen Materialien in einer ebenfalls nicht exakt definierbaren Übergangszone 14 aufeinandertreffen und nach Abkühlung aufgrund von Grenzverfließungen in dieser Übergangszone 14 einen festen Verbund eingehen. Dieses Verfahren eignet sich daher auch besonders zum Implantieren und Verkapseln unvergossener Chipmodule unter Verwendung eines Vakuumsaugers, wie in Bezug auf Fig. 3 beschrieben, wobei auf das Substrat 9 gegebenenfalls verzichtet werden kann, da es jedenfalls zur Verbindung des Spritzgußsegments 4 mit dem Kartenkörper 3 nicht benötigt wird. Bezugsziffernliste 1 Chipkarte
2 elektronisches Bauelement
3 Kartenkörper
4 Spritzgußsegment
5 Trennfuge
6 Separator
7 obere Spritzgießform
8 untere Spritzgießform
9 Substrat; Leiterbahnfolie
10 Fixiereinrichtung; Niederhalter
11 (erste) Angußstutzen
12 (zweite) Angußstutzen
13 Fixiereinrichtung; Vakuumsauger
14 Übergangszone
15 Funktionsbereich
16 grafischer Bereich
p Druck

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines tragbaren Datenträgers (1) mit mindestens einem im Spritzgießprozeß in den tragbaren Datenträger integrierten elektronischen Bauelement (2), umfassend die Schritte:

- Positionieren eines elektronischen Bauelements (2) in eine Spritzgießkavität,

- Einspritzen eines ersten spritzgießfähigen Materials in die Spritzgießkavität derart, daß das elektronische Bauelement (2) zumindest teilweise mit dem ersten spritzgießfähigen Material umgossen wird, und

- Einspritzen eines zweiten spritzgießfähigen Materials in die Spritzgießkavität, welches von dem ersten spritzgießfähigen Material verschieden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spritzgießkavität durch mindestens einen Separator (6) in mindestens eine erste und eine zweite Gießkammer unterteilt wird und wobei das Einspritzen des ersten Materials in die erste Gießkammer und des zweiten Materials in die zweite Gießkammer erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einspritzen des ersten und des zweiten Materials gleichzeitig erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der mindestens eine die Spritzgießkavität unterteilende Separator (6) beweglich ist und nach dem Einspritzen mindestens eines der ersten und zweiten Materialien aus der Spritzgießkavität zumindest teilweise zurückbewegt wird, und wobei anschließend mindestens eines der ersten und zweiten Materialien so eingespritzt wird, daß sich das erste und das zweite Material miteinander verbinden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einspritzen des ersten und des zweiten Materials über separate Angußkanäle (11, 12) so erfolgt, daß die beiden Materialien zusammenfließen und eine Übergangszone (14) bilden, in der sie sich fest miteinander verbinden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend den weiteren Schritt des Einlegens eines Substrats (9) in die Spritzgießkavität, an welches sowohl das erste als auch das zweite Material beim Schritt ihres Einspritzens angespritzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6 und 2, wobei das Substrat (9) durch den mindestens einen Separator (6) in der Spritzgießkavität niedergehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das elektronische Bauelement (2) auf dem Substrat (9) vormontiert ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfassend den weiteren Schritt des Andrückens des elektronischen Bauelements (2) in die Spritzgießkavität zumindest während des Einspritzens des ersten Materials.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Plazieren des elektronischen Bauelements (2) in der Spritzgießkavität mittels eines Vakuumsaugers (13) erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das elektronische Bauelement (2) ein unverkapseltes Chipmodul ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das elektronische Bauelement (2) und mindestens ein weiteres elektronisches Bauelement (2) gemeinsam mit dem ersten Material umgossen werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das elektronische Bauelement (2) um mindestens ein weiteres elektronisches Bauelement (2) getrennt voneinander mit spritzgießfähigen Materialien umgossen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei es sich bei den spritzgießfähigen Materialien für die elektronischen Bauelemente 2 um unterschiedliche Materialien handelt.

15. Vorrichtung zum Herstellen eines tragbaren Datenträgers (1) mit mindestens einem im Spritzgießprozess in den tragbaren Datenträger (1) integrierten elektronischen Bauelement, umfassend:
eine Spritzgießkavität,
eine Einrichtung (10, 13) zum Fixieren eines elektronischen Bauelements (2) in der Spritzgießkavität während eines Spritzgießprozesses,
mindestens einen ersten Angußstutzen (11) zur Spritzgießkavität nahe der Fixiereinrichtung (10, 13),
mindestens einen zweiten Angußstutzen (12) zur Spritzgießkavität entfernt von der Fixiereinrichtung (10, 13),
wobei der mindestens eine erste Angußstutzen (11) und der mindestens eine zweite Angußstutzen (12) an voneinander unabhängigen Materialkanalsystemen angeschlossen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Spritzgießkavität mindestens einen Separator (6) aufweist, der die Spritzgießkavität in mindestens eine erste und eine zweite Gießkammer unterteilt, und wobei der mindestens eine erste Angußstutzen (11) zur ersten Gießkammer und der mindestens eine zweite Angußstutzen (12) zur zweiten Gießkammer führt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Separator (6) als Niederhalter für ein in der Spritzgießkavität zu plazierendes Substrat (9) fungiert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Separator (6) beweglich und zumindest teilweise aus der Spritzgießkavität zurückbewegbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Separator (6) einen in sich geschlossenen Mantel bildet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der Separator (6) eine Wandstärke im Zehntelmillimeterbereich besitzt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Fixiereinrichtung (10, 13) einen Niederhalter (10) zum Niederdrücken des elektronischen Bauelements (2) in der Spritzgießkavität umfaßt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Fixiereinrichtung (10, 13) einen Vakuumsauger (13) zum Fixieren des elektronischen Bauelements (2) in der Spritzgießkavität umfaßt.

23. Tragbarer Datenträger, umfassend einen aus einem ersten Material spritzgegossenen Kartenkörper (3) und mindestens ein mit einem zweiten Material im Spritzgießverfahren zumindest teilweise umgossenes elektronisches Bauelement (2), wobei das erste Material verschieden ist von dem zweiten Material und wobei die beiden Materialien durch eine oder beide der folgenden Alternativen miteinander verbunden sind:

a) die beiden Materialien sind aneinander gespritzt,

b) die beiden Materialien sind an ein gemeinsames Substrat (9) gespritzt.

24. Tragbarer Datenträger nach Anspruch 23, wobei das umspritze elektronische Bauelement (2) von einer Trennfuge (5) begrenzt ist, die an ihrer einen Seite an das erste Material und an ihrer anderen Seite an das zweite Material angrenzt.

25. Tragbarer Datenträger nach Anspruch 24, wobei die Trennfuge (5) eine Fugenbreite im Zehntelmillimeterbereich besitzt.

26. Tragbarer Datenträger nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei das elektronische Bauelement auf dem gemeinsamen Substrat (9) fest montiert ist.

27. Tragbarer Datenträger nach Anspruch 26, wobei das Substrat (9) eine Leiterbahnfolie ist.

28. Tragbarer Datenträger nach Anspruch 27, wobei auf der Leiterbahnfolie mehrere elektronische Bauelemente (2) montiert und elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

29. Tragbarer Datenträger nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei das elektronische Bauelement (2) und mindestens ein weiteres elektronisches Bauelement (2) gemeinsam in dem zweiten Material eingebettet sind.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei das elektronische Bauelement (2) und mindestens ein weiteres elektronisches Bauelement (2) getrennt voneinander mit unterschiedlichen Materialien umgossen sind.