DE19929912A1 - Trägerelement für einen IC-Baustein - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in eine Chipkarte mit einem plattenförmigen Tragkörper, an dessen einer vorderen Flachseite metallische Kontaktflächen und an dessen anderer rückseitigen Flachseite der IC-Baustein angeordnet sind, einer den IC-Baustein überdeckenden Schutzschicht aus einem Vergussmaterial und einer an der Rückseite des Tragkörpers aufgebrachten Klebefläche zur Festlegung des Trägerelementes an der Chipkarte vorgestellt, bei dem die Klebefläche als vollflächige Klebeschicht die gesamte rückseitige Oberfläche des Trägerelementes bedeckt. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung ist eine nicht unwesentliche Herabsetzung der Produktionskosten der angesprochenen Trägerelemente möglich. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Trägerelementes vorgestellt, bei dem die vollflächige Klebeschicht durch einen Anpressvorgang mittels einer Andruckvorrichtung mit einer Andruckfläche aus einem elastischen Material an dem Trägerelement festgelegt wird, wobei die Andruckfläche so nachgiebig ist, daß das Trägerelement vollflächig mit seiner dem IC-Baustein und der diesen bedeckenden Schutzschicht versehenen Rückseite in die Andruckfläche eintauchen kann.
Description
Die Erfindung betrifft ein Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in eine
Chipkarte mit einem plattenförmigen Tragkörper, an dessen einer vorderen Flach
seite metallische Kontaktflächen und an dessen anderer rückseitigen Flachseite der
IC-Baustein angeordnet sind, einer den IC-Baustein überdeckenden Schutzschicht
aus einem Vergussmaterial und einer an der Rückseite des Tragkörpers aufge
brachten Klebefläche zur Festlegung des Trägerelementes an der Chipkarte sowie
ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Trägerelemente der gattungsgemäßen Art werden als Massenbauteile üblicherweise
in Rahmen von Modulbändern, auf denen eine große Anzahl von Trägerelementen
gleichzeitig bearbeitet werden, gefertigt, mit dem IC-Baustein bestückt und verdrah
tet und danach in einem separaten Arbeitsgang auf entsprechenden Chipkarten an
geordnet, wobei die Chipkarten in zunehmendem Maße in allen Bereichen des tägli
chen Lebens, beispielsweise in Form von Telefonkarten, Zugangsberechtigungskar
ten für Mobilfunktelefone, Bankkarten usw. Verwendung finden. Die für die Chipkar
ten verwendeten Trägerelemente werden in die Karten so eingesetzt, daß die vorde
re Seite des plattenförmigen Tragkörpers mit seinen metallischen Kontaktflächen ein
Kontaktfeld zur Verbindung der auf dem Trägerelement angeordneten IC-Baustein
mit externen Datenübertragungs- oder Lesegeräten bildet. Der IC-Baustein als
Rechnermodul liegt hierbei an der Rückseite des Tragkörpers des Trägerelementes
geschützt in einer Vertiefung der Chipkarte. Der Tragkörper ist hierbei so ausgebil
det, daß auf dessen Rückseite rund um den IC-Baustein eine Klebefläche vorhanden
ist. Der mittlere Bereich der Trägerplatte, in dem der IC-Baustein sowie eine diesen
überdeckende Schutzschicht aus einem Vergussmaterial angeordnet sind, wird ge
mäß dem Stand der Technik von dem in den Randbereichen aufgetragenen Kleber
freigehalten. Die Aufbringung des Klebers zur Befestigung des Tragkörpers inner
halb der Chipkarte wird üblicherweise mit Hilfe einer Klebefolie vorgenommen, die
hierzu in einem separaten Arbeitsgang mit Löchern versehen wird, in denen später
der IC-Baustein sowie das Vergussmaterial anzuordnen sind. Ein derartiger Aufbau
des Trägerelementes beinhaltet zwei ernstzunehmende Nachteile. Zum einen ist wie
oben erwähnt für die Vorbereitung der Aufbringung des Klebers auf den Tragkörper
ein gesonderter Stanzvorgang für die Klebefolie notwendig, darüber hinaus ist eine
genaue Überwachung der Positionierung der ausgestanzten Klebefolie beim an
schließenden Aufbringen der Folie auf dem Modulband notwendig. Die Kontrolle der
Positionierung erfolgt mittels optischer Sensoren und Wegaufnehmer, die den Vor
schub des Modulbandes sowie der Klebefolie aufnehmen und steuern, was einen
erheblichen Zusatzaufwand beim Herstellungsprozess bedingt. Wird die Klebefolie
mit ihren ausgestanzten Löchern nicht richtig zu den Verguss-"Hügeln" des Modul
bandes positioniert, liegt diese einerseits teilweise auf den "Hügeln", andererseits
ergibt sich im eigentlichen Klebebereich eine nichtklebende Fläche, die die Festigkeit
der Verbindung des Trägerelementes mit der Chipkarte mindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Trägerelement der eingangs
geschilderten gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß dessen Herstellung
einfacher und somit kostengünstiger durchgeführt werden kann und darüber hinaus
ein Verfahren zu offenbaren, mit dem das erfindungsgemäß gestaltete Trägerele
ment hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Zusammenschau mit den gattungsbilden
den Merkmalen durch die technische Lehre der offenbarten Ansprüche 1 und 6 ge
löst.
Gemäß der in diesen Ansprüchen beschriebenen technischen Lehre wird das Trä
gerelement so gestaltet, daß die Klebefläche als vollflächige Klebeschicht die ge
samte rückseitige Oberfläche des Trägerelementes bedeckt. Durch diese Maßnah
me werden die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, ins
besondere entfällt der bislang übliche und notwendige Ausstanzprozess für die ver
wendete Klebefolie und die Überwachung des Positioniervorganges der Klebeschicht
auf dem Modulband. Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß die Ausschußrate bei der
Herstellung der Trägerelemente trotz fehlender Positionierkontrolle geringer ausfällt
als beim aus dem Stand der Technik üblichen Herstellverfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes gemäß
dem Hauptanspruch sieht vor, daß die vollflächige Klebeschicht durch einen An
pressvorgang mittels einer Andruckvorrichtung mit einer Andruckfläche aus einem
elastischen Material an dem Trägerelement festgelegt wird, wobei die Andruckfläche
so nachgiebig ist, daß das Trägerelement vollflächig mit seiner mit dem IC-Baustein
und der diesen bedeckenden Schutzschicht versehenen Rückseite in die Andruckfä
che eintauchen kann.
Die Nachgiebigkeit der Andruckfläche gewährleistet, daß zum einen eine Beschädi
gung der den IC-Baustein bedeckenden Vergussmaterialschutzschicht verhindert
wird, gleichzeitig jedoch eine vollflächige Verklebung sowohl im Bereich des Ver
gussmaterials als auch im um diesen angeordneten Klebeflächenbereich. Weitere
spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den in
den Unteransprüchen 2 bis 5 offenbarten Merkmalen für das erfindungsgemäße
Trägerelement sowie aus den in den Ansprüchen 7 bis 11 offenbarten Merkmalen für
das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Trägerelementes.
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, daß die Klebeschicht als
mehrschichtige Laminatbeschichtung mit mindestens einer dem Trägerelement zu
gewandten Klebebeschichtung und mindestens einer die Klebebeschichtung an der
dem Trägerelement abgewandten Seite abdeckenden Trägerschicht ausgeführt ist.
Die Laminatbeschichtung verhindert zuverlässig eine Adhäsion zwischen Andruck
fläche und Klebeschicht während des Anpressvorganges für die Klebeschicht.
Als Material für die Andruckfläche haben sich aufgrund ihrer speziellen elastischen
Eigenschaften insbesondere Schaumstoff und Gummi als vorteilhaft erwiesen.
Die äußere Gestalt der Andruckfläche kann auf unterschiedliche Art und Weise reali
siert werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Andruckfläche als Andruckrolle
auszugestalten, die einen kontinuierlichen Transport des mit den einzelnen Trä
gerelementen versehenen Modulbandes gestattet und als angetriebene Andruckrolle
unter Umständen diesen kontinuierlichen Transport zusätzlich unterstützen kann.
Um eine ausreichende Andruckfläche bei Gestaltung von dieser als Andruckrolle zu
gewährleisten, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die verwendete An
druckrolle einen Durchmesser von 10 bis 40 mm aufweist.
Im folgenden werden sowohl das erfindungsgemäße Trägerelement als auch die
speziellen Merkmale des zur Herstellung des Trägerelementes verwendeten Verfah
rens anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Trägerelement im Querschnitt,
Fig. 2: das erfindungsgemäße Trägerelement aus Fig. 1 eingebaut in
eine Chipkarte und
Fig. 3a und b: zwei Ausgestaltungen der für das erfindungsgemäße Verfahren
der Herstellung des Trägerelementes verwendeten Andruckfläche.
Das in der Fig. 1 in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Trägerelement weist einen
innen liegenden plattenförmigen Tragkörper 2 auf, welcher an seiner vorderen
Flachseite mehrere metallische Kontaktflächen 5 besitzt. Die metallischen Kontakt
flächen 5 bilden in ihrer Gesamtheit ein Kontaktfeld, wobei die Kontaktflächen durch
Spalte 17 voneinander getrennt sind. An der der vorderen Flachseite des Tragkör
pers 2 abgewandten Rückseite ist ein IC-Baustein 3 angeordnet. Die Schaltkreise
dieses Bausteines 3 sind über mehrere Anschlussdrähte 15 mit den Kontaktflächen
5 verbunden. Zu diesem Zweck befinden sich im Tragkörper 2 mehrere Bohrungen
16, durch die die einzelnen Anschlussdrähte 15 geführt sind. Im Rahmen des Her
stellungsvorganges des Trägerelementes 1 wird der IC-Baustein 3 nach der Ver
drahtung mit den Kontaktflächen 5 mit einer Schutzschicht 6 aus einem Verguss
material abgedeckt. Erfindungswesentlich bei dem dargestellten Trägerelement 1 ist
es, daß die Schutzschicht 6 wiederum von einer Klebeschicht 7 umschlossen ist, die
sich vollflächig über die gesamte rückseitige Oberfläche des Trägerelementes er
streckt. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist ein Ausstanzen der Klebefläche
des Trägerelementes im Bereich der Schutzschicht 6 nunmehr überflüssig, wodurch
die Produktionskosten nicht unwesentlich verringert werden können. Darüber hinaus
ist gemäß der Erfindung die Gestalt des "Hügels" des den IC-Baustein 3 abdecken
den Vergussmaterials nicht mehr relevant, so daß sich Kontrollmaßnahmen vor der
Aufbringung der Klebeschicht 7 erübrigen.
Aus der Fig. 1 ist ergänzend ersichtlich, daß die Klebeschicht 7 als Laminatausfüh
rung mit einer innenliegenden, dem Tragkörper 2 zugewandten Klebebeschichtung 9
sowie einer außen auf die Klebebeschichtung 9 aufgebrachten Trägerschicht 8 ver
sehen ist.
Die Trägerschicht 8 gestattet ein problemloses Aufbringen der Klebeschicht 7 auf die
Rückseite des Trägerelementes 1, wie dies im einzelnen bei der Beschreibung des
Verfahrens noch erläutert wird.
Die Fig. 1 stellt somit ein einzelnes Trägerelement dar, welches als Gesamtbauteil
in eine Chipkarte eingesetzt wird. Eine Chipkarte 4 mit dem darin eingesetzten Trä
gerelement 1 ist im Schnitt in der Fig. 2 dargestellt. Zum Einsetzen des Trägerele
mentes 1 in die Chipkarte 4 wird die oben erwähnte Trägerschicht 8 vom Trägerele
ment 1 entfernt. Danach wird das Trägerelement 1 in einer stufenförmig ausgebilde
ten Aussparung 14 innerhalb der Chipkarte 4 plaziert. Die Aussparung 14 weist eine
innenliegende Vertiefung 18 auf sowie einen abgesetzten Kragenbereich 19, auf
dem der Rand des Tragkörpers 2 aufliegt. Die Verklebung zwischen Tragkörper 2
und Chipkarte 4 erfolgt ausschließlich in diesem Kragenbereich 19, da die Vertiefung
18 in ihrer Tiefenausdehnung so bemessen ist, daß zwischen der äußeren Oberflä
che der Klebebeschichtung 9 und dem Boden der Vertiefung 18 noch ein wenn auch
geringer Spalt verbleibt.
In der Fig. 3a und b ist schematisch dargestellt, wie mit Hilfe einer Andruckfläche
20 durch einen Anpressvorgang eine Verbindung zwischen dem Trägerelement 1
bzw. der Schutzschicht 6 sowie dem Tragkörper 2 und der Klebeschicht 7 herbeige
führt werden kann. Das Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes der oben
beschriebenen Art sieht vor, daß die einzelnen Trägerelemente zu Modulbändern
zusammengefaßt werden, auf der sich gleichzeitig eine große Anzahl einzelner Trä
gerelemente befinden. Nachdem auf dem jeweiligen Tragkörper 2 jeweils ein IC-
Baustein 3 aufgebracht und angeschlossen worden ist und nachdem der IC-Baustein
anschließend mit einer Schutzschicht 6 aus Vergussmaterial bedeckt worden ist,
wird an der Außenseite der Schutzschicht 6 die oben bereits erwähnte Klebeschicht
7 plaziert, und zwar dergestalt, daß die aus der Trägerschicht 8 und der Klebebe
schichtung 9 bestehende Klebeschicht 7 mit ihrer Klebeseite zur Schutzschicht 6
bzw. zum Tragkörper 2 weist. Danach wird mit Hilfe einer aus elastischem Material
bestehenden Andruckfläche eine dauerhafte Verklebung zwischen Klebeschicht 7
und Trägerelement 1 herbeigeführt. Zur Realisierung dieses Verfahrensschrittes ist
notwendig, daß das elastische Material der Andruckfläche so nachgiebig ist, daß das
Trägerelement 1 vollflächig mit seiner mit dem IC-Baustein und der diesen bedec
kenden Schutzschicht 6 versehenen Rückseite vollständig in die Andruckfläche ein
tauchen kann. Nur durch das vollständige Eintauchen ist gewährleistet, daß sich die
Klebeschicht 7 auch in den zwischen den einzelnen "Hügeln" des Modulbandes be
findlichen Vertiefungen mit dem Tragkörpermaterial 2 verbinden.
In der Fig. 3a ist die Andruckfläche 20 als Andruckkissen 21 aufgeführt, welches
mit einer Kraft F auf das Modulband gedrückt wird, wobei ein Gegenhalter 23 ein
Ausweichen des Modulbandes in Richtung der Wirkrichtung der Kraft F verhindert.
Die Andruckkraft F ist so zu bemessen, daß auch in den zwischen den "Hügeln" des
Modulbandes befindlichen Vertiefungen eine ausreichende Andruckkraft zur dauer
haften Fixierung zwischen Tragkörper 2 und Klebeschicht 7 herbeigeführt wird.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante der Andruckfläche 20 ist in der Fig. 3b darge
stellt. Hier wird die Andruckfläche als umlaufende Andruckrolle 22 ausgeführt, wobei
ein Gegenhalter 23 wiederum ein Ausweichen des Modulbandes in Richtung der
Kraft F verhindert. Der Abstand des Mittelpunktes der Andruckrolle 22 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel so zu bemessen, daß auch die tiefer liegenden Bereiche zwi
schen den Tragelementen berührt werden. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 3a hat die Ausgestaltung mit einer Andruckrolle 22 den Vorteil, daß eine konti
nuierliche Transportbewegung des Modulbandes mit den einzelnen Tragelementen 1
durchgeführt werden kann. Als vorteilhaftes Material für die Andruckrolle 22 als auch
das Andruckkissen 21 sind vor allem Schaumstoff und Gummi in entsprechend not
wendiger Weichheit geeignet.
Natürlich ist es denkbar, die Andruckvorrichtung für das erfindungsgemäße Verfah
ren mit speziellen zusätzlichen Merkmalen zu versehen. Erfindungswesentlich ist
jedoch die Abstimmung der Materialeigenschaften der Andruckrolle bzw. des An
druckkissens im Hinblick auf die Materialeigenschaften der Vergussmasse für den
IC-Baustein dahingehend, daß die Andruckfläche weicher ist als die Vergussmasse.
Darüberhinaus ist es bei Verwendung einer Andruckrolle erforderlich, die Abmaße
der Rolle den Abmessungen des Modulbandes, d. h. auf die Abmaße der zwischen
den einzelnen "Hügeln" der einzelnen Trägerelemente liegenden Vertiefungen sowie
auf die Geometrie der einzelnen Vergusshügel abzustimmen.
1
Tragelement
2
Tragkörper
3
IC-Baustein
4
Chipkarte
5
Kontaktfläche
6
Schutzschicht
7
Klebeschicht
8
Trägerschicht
9
Klebebeschichtung
14
Aussparung
15
Anschlussdraht
16
Bohrung
17
Spalt
18
Vertiefung
19
Kragenbereich
20
Andruckfläche
21
Andruckkissen
22
Andruckrolle
23
Gegenhalter
Claims (11)
1. Trägerelement für einen IC-Baustein zum Einbau in eine Chipkarte mit
einem plattenförmigen Tragkörper, an dessen einer vorderen Flachseite
metallische Kontaktflächen und an dessen anderer rückseitigen Flach
seite der IC-Baustein angeordnet sind, einer den IC-Baustein überdec
kenden Schutzschicht aus einem Vergußmaterial und einer an der Rück
seite des Tragkörpers aufgebrachten Klebefläche zur Festlegung des
Trägerelementes an der Chipkarte, dadurch gekennzeichnet, daß die
Klebefläche als vollflächige Klebeschicht (7) die gesamte rückseitige
Oberfläche des Trägerelementes (2) bedeckt.
2. Trägerelement für einen IC-Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Klebeschicht (7) als mehrschichtige Laminatbeschich
tung mit mindestens einer dem Trägerelement (2) zugewandten Klebebe
schichtung (9) und mindestens einer die Klebebeschichtung (9) an der
dem Trägerelement (2) abgewandten Seite abdeckende Trägerschicht (8)
ausgeführt ist.
3. Trägerelement für einen IC-Baustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klebeschicht (9) aus einem Hot-Melt-Kleber
aufgebaut ist.
4. Trägerelement für einen IC-Baustein nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die die Klebebeschichtung (9) abdeckende Trägerschicht
(8) aus Silikon besteht.
5. Trägerelement für einen IC-Baustein nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die die Klebebeschichtung (9) abdeckende Trägerschicht
(8) aus Papier besteht.
6. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vollflächige Klebe
schicht (7) durch einen Anpreßvorgang mittels einer Andruckvorrichtung
mit einer Andruckfläche (20) aus einem elastischen Material an dem Trä
gerelement (2) festgelegt wird, wobei die Andruckfläche (20) so nachgie
big ist, daß das Trägerelement (2) vollflächig mit seiner mit dem IC-
Baustein (3) und der diesen bedeckenden Schutzschicht (6) versehenen
Rückseite in die Andruckfläche (20) eintauchen kann.
7. Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Trägerelementes, da
durch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (20) aus Schaumstoff
hergestellt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Trägerelementes, da
durch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (20) aus Gummi herge
stellt ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zur Herstellung eines Trä
gerelementes, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (20) als
Andruckkissen (21) gestaltet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zur Herstellung eines Trä
gerelementes, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (20) als
Andruckrolle (22) gestaltet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10 zur Herstellung eines Trägerelementes, da
durch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (22) einen Durchmesser
von 10-40 mm aufweist.
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8131 | Rejection |