DE4446369A1 - Datenträger mit einem elektronischen Modul - Google Patents

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.