DE10324043B4

DE10324043B4 - Kartenförmiger elektronischer Datenträger, Funktionsinlett dafür und ihre Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE10324043B4
Application number: DE2003124043
Authority: DE
Inventors: Joachim Hoppe
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: DE10324043A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Funktionsinletts (5) für die weitere Herstellung eines kartenförmigen elektronischen Datenträgers (24), insbesondere einer Displaykarte, umfassend die Schritte:
– zur Verfügung stellen einer ersten Kunststofffolie (1) mit mindestens einer ersten Durchbrechung (2) und einer zweiten Kunststofffolie (6) mit mindestens einer zweiten Durchbrechung (2),
– zur Verfügung stellen einer Leiterbahnstruktur (3) als separates Bauelement oder als Bestandteil der ersten Folie (1) oder der zweiten Folie (6) und
– Verbinden der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) miteinander derart, dass die mindestens eine erste Durchbrechung (2) der ersten Folie (1) und die mindestens eine zweite Durchbrechung (2) der zweiten Folie (6) einander zumindest bereichsweise überlappen und dass die Leiterbahnstruktur (3) mindestens ein Kontaktelement (4) aufweist, das in den überlappenden Bereich der beiden Durchbrechungen hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) zwischen der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) liegt und dass der...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Funktionsinletts und ein Verfahren zur weiteren Herstellung eines kartenförmigen elektronischen Datenträgers mit dem Funktionsinlett. Die Erfindung betrifft desweitern ein entsprechendes Funktionsinlett und einen entsprechenden Datenträger.
Kartenförmige elektronische Datenträger, insbesondere Chipkarten und Multifunktionskarten, wie zum Beispiel Kreditkarten, Scheckkarten, Ausweiskarten, Fahrkarten und dergleichen werden durch die zunehmende Integration unterschiedlicher elektronischer Bauelemente, so genannter „Funktionselemente", immer komplexer. Wurde früher in der Regel nur ein Chipmodul in die Karte integriert, so werden die Karten zukünftig Display, Batterie, Sensormodul, Tastatur, etc. aufweisen, die über im Inneren der Karte angeordnete Leiterbahnstrukturen elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Leiterbahnstrukturen werden auf einem Funktionsinlett – auch als „Karteninlett" bezeichnet – vorbereitet, welches eine zentrale Schicht innerhalb einer mehrschichtigen Karte bildet. Das Funktionsinlett kann eine selbständige Leiterbahnfolie oder eine mit Kontaktbahnen strukturierte Kartenfolie sein. Bevor und/oder nachdem das Funktionsinlett mit außen liegenden Kartendeckschichten abgedeckt wird, werden die Funktionselemente einseitig an die Leiterbahnstrukturen des Funktionsinletts in geeigneter Weise angeschlossen. Im Falle des nachträglichen Anschließens ist in der Kartendeckschicht eine Aussparung vorgesehen, durch die hindurch das Funktionselement auf die Leiterbahnstrukturen aufgesetzt wird. Im Falle von voluminösen Funktionselementen erstreckt sich das Funktionselement üblicherweise in eine Aussparung des Funktionsinletts hinein und liegt mit seinen Kontaktanschlüssen auf den Leiterbahnstrukturen auf der Oberfläche des Funktionselements auf. Die Funktionselemente werden mittels eines Klebers oder durch Vergussmasse fixiert. Der Kontaktanschluss an die Leiterbahnstrukturen ist relativ starr.
Es ist ein grundsätzliches Anliegen, die Funktionselemente möglichst flexibel in den Kartenkörper zu integrieren und mit den Leiterbahnstrukturen zu kontaktieren, damit die im üblichen Gebrauch der Karte auftretenden dynamischen Belastungen nicht auf die empfindlichen Funktionselemente übertragen werden. Defekte Bauteile und Kontaktunterbrechungen sowie Kurzschlüsse führen zu spontanen Funktionsausfällen.
Ein weiteres Anliegen besteht darin, eine einwandfreie Oberflächenqualität zu gewährleisten, wobei graphisch gestaltete Oberflächen durch die implantierten Funktionselemente nicht beeinträchtigt werden dürfen. Die Herstellung einwandfreier graphischer Oberflächen ist aber schwierig zu realisieren. Schon dünnste Kontaktierungsstrukturen auf dem Funktionsinlett, die zum Beispiel im Falle von Kupferbahnen etwa 10 μm bis 20 μm dick sind, bilden sich nach dem Fügevorgang durch die Kartendeckschicht hindurch in der graphischen Oberfläche störend ab, da die für die Kartendeckschichten zur Verfügung stehenden Restwandstärken nur bei beispielsweise 100 μm liegen. Eine Erhöhung der Restwandstärke zur Pufferung dieses negativen Effekts ist wegen der genormten Kartengeometrie häufig nicht möglich.
DE 199 39 347 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte mit unterschiedlichen möglichen Bauelementen durch Zusammenlaminieren von insgesamt sieben Einzelschichten. Durch geschickte Einbringung von Ausnehmungen in einige Schichten sowie durch Auswahl einer jeweils besonders geeigneten Beschaffenheit der Einzelschichten wird erreicht, daß durch den Laminierprozeß metallische Kontaktflächen in verschiedenen Kartenebenen zu liegen kommen. Alle metallischen Kontaktflächen liegen dabei unterseitig auf einer Leiterbahnträgerschicht auf.
DE 199 47 596 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden einer Spule mit einem Chip durch Durchkontaktierung einer Trägerschicht mittels eines Kontaktverbindungselements, dessen spulenseitiges freies Ende mit einem geeigneten Werkzeug umgebogen und auf die Spule gepreßt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gegenüber dynamischen äußeren Belastungen wenig anfällige Implantierung und Kontaktierung eines oder mehrerer Funktionselemente in kartenförmigen elektronischen Datenträgern zu gewährleisten, wobei die Oberflächenqualität des Datenträgers durch die implantierten Funktionselemente möglichst wenig beeinträchtig werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines Funktionsinletts und ein Verfahren zur weiteren Herstellung eines kartenförmigen elektronischen Datenträgers unter Verwendung des Funktionsinletts sowie ein entsprechender Datenträger, insbesondere Displaykarte, und ein Funktionsinlett dafür, jeweils mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche, vorgeschlagen. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Dementsprechend umfasst das Funktionsinlett zwei Schichten, zwischen denen die Leiterbahnstruktur liegt. Die beiden Schichten können miteinander heiß- oder kaltlaminiert – insbesondere verklebt – sein und sind vorzugsweise in etwa gleich dick, so dass jede Schicht in etwa die halbe Dicke eines üblichen einschichtigen Funktionsinletts besitzt. Dadurch können die Leiterbahnstrukturen in einem maximalen Abstand zur Kartenoberfläche in der Mittelzone des Kartengefüges liegen, so dass ein die graphische Oberfläche beeinträchtigendes Durchzeichnen der Leiterbahnstruktur weitestgehend vermieden wird. Selbstverständlich ist es nicht ausgeschlossen, dass das Funktionsinlett weitere Schichten besitzt, was allerdings den Herstellungsaufwand erhöht.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass mindestens ein Funktionselement in dem Funktionsinlett in mindestens einem Fenster aufgenommen werden soll, in welches ein oder mehrere, mit der Leiterbahnstruktur verbundene Kontaktelemente – ähnlich wie Kontaktfahnen – hineinragen. Das Fenster wird durch sich zumindest teilweise überlappende Durchbrechungen in den zwei Kartenschichten gebildet. Durch Kontaktieren des Funktionselements mit mindestens einer der Kontaktfahnen innerhalb des Fensters lässt sich für das Funktionselement eine schwimmende Lagerung erzielen, so dass das Funktionselement gegenüber dynamischen Kartenbelastungen weitgehend abgeschirmt ist. Ein oder mehrere der Kontaktelemente können – besonders bei einseitiger Kontaktgeometrie – lediglich der Fixierung des Funktionselements dienen, zum Beispiel durch Verkleben insbesondere unter Anwendung von Druck und Temperatur, und dienen dementsprechend nicht zur elektrischen Verbindung mit anderen Funktionselementen. Die elektrische und/oder fixierende Kontaktierung des Funktionselements innerhalb der Durchbrechung wirkt sich auf die Kartendicke in keiner Weise aus. Insbesondere können sich die Kontaktierungsstellen nicht bis zur graphischen Oberfläche der Karte durchzeichnen.

Die elektrische Verbindung zwischen dem Funktionselement und den Kontaktfahnen kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden, zum Beispiel durch elektrisch leitfähige Verklebung, Drahtbonden, Thermo-Kompressionsschweißen oder analog der Flip-Chip-Technologie. Es ist insbesondere möglich, die in das Fenster hinein ragenden Kontaktfahnen umzuformen, um sie in eine Position zu bringen, in der das zu kontaktierende Funktionselement eine optimale Lage im Kartengefüge einnimmt.

Gegebenenfalls kann das Funktionselement anschließend in dem Fenster mit einer elastischen Vergussmasse umgossen werden, so dass einerseits zwar keine Spannungen von der Karte auf das Funktionselement übertragen werden, andererseits aber Restspalte und Hohlräume gefüllt werden, so dass eine durchgehende Fläche zur Aufbringung von Kartendeckfolien zur Verfügung steht. Die Deckfolien können auch zweischichtig sein. Insbesondere können als Deckfolien Hochglanz-Kaltkleber-Folien zum Einsatz kommen, die mit der gewünschten Graphik bedruckt sind und eine Schutzlackierung tragen.

Gerade im Zusammenhang mit solchen Hochglanz-Kaltkleber-Graphikfolien, gegebenenfalls aber auch in anderem Zusammenhang, ist es vorteilhaft, das Funktionsinlett mit Pufferfolien zu kombinieren, um in das Funktionsinlett integrierte Funktionselemente, die nicht von außen zugänglich sein sollen, abzudecken und so eine ebene Fläche für die Aufbringung der Graphikfolien zu schaffen. Das Funktionsinlett ist dann vorzugsweise vierschichtig. Andererseits kann das Funktionsinlett zweischichtig sein, und die Pufferfolien einen Teil der aufzubringenden Kartendeckschichten bilden, so dass dann die Kartendeckschichten vorzugsweise jeweils mindestens zweischichtig sind.

Die in das Fenster hineinragenden Kontaktfahnen können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Gemäß einer ersten Variante werden zunächst die Durchbrechungen aus einer der beiden Kunststofffolien beispielsweise heraus gestanzt. Diese Kunststofffolie dient dann als Substrat für eine Metallschicht, die vorzugsweise bereits so maskiert ist, dass in einem anschließenden Ätzverfahren die Leiterbahnstrukturen einschließlich der Kontaktfahnen durch wegätzen der umgebenden Metallschichtbereiche erzeugt werden können. Diese Variante ist besonders vorteilhaft, da die Kontaktfahnen dabei einen integralen Bestandteil der Leiterbahnstruktur bilden. Darüber hinaus kann die Kunststofffolie selbst eine Schicht des Funktionsinletts bilden. Die Positionierung einer separaten Leiterbahnfolie zwischen zwei Kartenfolien erübrigt sich somit.

Gemäß einer zweiten Variante werden die Kontaktelemente durch ein separates, mit den Leiterbahnen erst noch zu verbindendes Bauelement in Form einer Kontaktspinne gebildet. Dies bietet verfahrenstechnisch den Vorteil, dass in einfacher Weise die Leiterbahnstruktur zunächst auf einer Folie des Funktionsinletts vorbereitet und anschließend die Durchbrechungen gestanzt werden können. Die Kontaktspinne kann von einem Transferband im Transferprägeverfahren oder als Leadframe auf die Leiterbahnstruktur aufgesetzt werden. Etwaige Kontaktierungsstellen machen sich auf der graphischen Oberfläche der fertigen Karte nicht bemerkbar, da sie in der Mittelzo ne der Karte liegen und demzufolge viel Puffermaterial zwischen den Kontaktstellen und der graphischen Oberfläche liegt.

Vorteilhafter Weise überspannen die empfindlichen Kontaktfahnen das Fenster zunächst vollständig und werden in einem separaten Schritt durchtrennt, der vorzugsweise erst im unmittelbaren Zusammenhang mit der Implantierung eines Funktionselements durchgeführt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
1: eine Leiterbahnfolie mit Fenster und Leiterbahnstruktur teilweise im Querschnitt;
2: den Fügeprozess der Leiterbahnfolie aus 1 mit einer Deckfolie zur Bildung eines Funktionsinletts;
3a–c: mehrere Varianten mit unterschiedlich geformten, in das Fenster hineinragenden Kontaktfahnen;
4a–c: mehrere Varianten zur Implantierung und Kontaktierung eines Funktionselements in dem Fenster;
4d: eine weitere Alternative zur Herstellung der in das Fenster hineinragenden Kontaktfahnen;
5: das Fertigstellen des Kartenschichtgefüges durch beidseitiges Auflaminieren einer Deckfolie;
6: das Fertigstellen des Kartenschichtgefüges mit im Fenster vergossenem Funktionselement und beidseitig vorgesehenen Pufferfolie;
7: den Prozess zur Herstellung eines Mehrnutzenlaminats;
8: ein Funktionsinlett vor der Implantierung von Funktionselementen;
9: das Funktionsinlett aus 8 mit implantierten Funktionselementen; und
10: das Funktionsinlett aus 9 teilweise im Querschnitt.
In 1 ist eine Leiterbahnfolie 1 mit einer aus der Folie ausgestanzten Durchbrechung 2 gezeigt, auf die eine Leiterbahnstruktur 3 derart aufgebracht ist, dass freie Enden 4 der Leiterbahnstruktur 3 kontaktfahnenartig über die Durchbrechung 2 hinausragen. Diese freien Enden 4 dienen später zur elektrischen und/oder fixierenden Kontaktierung eines in die Durchbrechung 2 einzusetzenden Funktionselements. Die Leiterbahnstruktur 3 kann beispielsweise eine auf die Leiterbahnfolie 1 applizierte und teilweise im Ätzverfahren weggeätzte Kupferfolie sein.
Die Leiterbahnfolie 1 dient als eine erste Schicht zur Herstellung eines zweischichtigen Funktionsinletts 5 (2). In einem Laminierprozess wird die Leiterbahnfolie 1 mit einer Deckfolie 6 derart verbunden, dass die Leiterbahnstruktur 3 zwischen der Leiterbahnfolie 1 und der Deckfolie 6 liegt. Die Deckfolie 6 weist ebenfalls eine Durchbrechung 2 auf, die im Laminierprozess über die Durchbrechung 2 der Leiterbahnfolie 1 zu liegen kommt, so dass das laminierte Funktionsinlett 5 in dem Überlappungsbereich ein Fenster 7 besitzt. In dieses Fenster 7 ragen die Kontaktelemente 4 seitlich herein.
Die Durchbrechungen 2 in den beiden Folien 1 und 6 können in einem einfachen Stanzvorgang erzeugt werden. Die laminiertechnische Verbindung der beiden Folien 1 und 6 kann unter Verwendung einer Kleberschicht mit oder ohne Temperatureinwirkung erfolgen. Im Falle thermoplastischer Folien kann auf die Kleberschicht gegebenenfalls auch verzichtet werden, indem die beiden Folien 1 und 6 thermisch miteinander verschweißt werden. Im Falle eines Klebstoffsverbunds wird die Verwendung eines Polyurethanheißschmelzklebers bevorzugt. Die Folien können als Mehrnutzenbogen oder vorzugsweise im kontinuierlichen Durchlaufverfahren miteinander laminiert werden. Als Materialien bieten sich die üblichen Kartenfolienmaterialien wie zum Beispiel PVC und ABS an. Aber auch andere Materialien, insbesondere hochtemperaturbeständige Folien wie zum Beispiel aus PE oder PI oder eine Kombination dieser Materialien sind geeignet.
Die in das Fenster 7 hineinragenden Kontaktfahnen 4 können für den bauteilgerechten Anschluss der zu implantierenden Funktionselemente in verschiedener Weise umgeformt werden. 3a zeigt nach oben umgebogene Kontaktfahnen 4, die das Einsetzen eines Funktionselements tief in das Fenster 7 hinein ermöglichen. 3b zeigt eine Umformung der Kontaktfahnen 4 für einen seitlichen Kontakt mit dem zu implantierenden Funktionselement. 3c zeigt eine Umformung der Kontaktfahnen 4 für einen beidseitigen Kontakt des zu implantierenden Funktionselements.
In 4a ist das Funktionsinlett 5 aus 3a mit in der Flip-Chip-Technologie implantiertem Funktionselement 8 dargestellt. Das Funktionselement 8 ist vollständig in dem Fenster 7 aufgenommen. Dadurch, dass das Funktionselement 8 lediglich über die Kontaktfahnen 4 mit dem Funkti onsinlett 5 verbunden ist, ergibt sich eine Art schwimmende Lagerung, die das Funktionselement 8 wirksam gegen von außen wirkende Spannungen schützt.
4b zeigt eine alternative Kontaktierung eines in das Funktionsinlett 5 implantierten Funktionselements 8, nämlich mittels Drahtbonden, wobei lediglich ein Bondraht 9 beispielhaft dargestellt ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4b dient lediglich der Bonddraht 9 zur elektrischen Kontaktierung des Funktionselements 8. Den Kontaktfahnen 4 kommt allein die Funktion der mechanischen Stabilisierung des Funktionselements 8 zu. Auf diese Weise kann das Funktionselement 8 in einem ersten Schritt in das Fenster 7 des Funktionsinletts 5 eingesetzt und mit den Kontaktfahnen fixiert werden und in einem zweiten Schritt die elektrische Kontaktierung über Bonddrähte 9 realisiert werden.
4c zeigt eine Variante zur Implantierung eines Funktionselements 8, welches zumindest einseitig bündig mit der Oberfläche der fertigen Karte abschließt. Bei dem Funktionselement 8 kann es sich beispielsweise um ein Chipmodul, ein Display oder einen Fingerprintsensor handeln. Man erkennt, dass das Funktionselement 8 wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen schwimmend auf den Kontaktfahnen 4 der Leiterbahnstrukturen 3 gelagert ist und sich aus dem Fenster 7 des Funktionsinletts 5 einseitig heraus erstreckt, wobei es zusätzlich über eine Auflageschulter klebetechnisch außen an dem Funktionsinlett 5 fixiert ist. Das Funktionsinlett 5 ist zur Bildung einer fertigen Karten beidseitig mit Kartendeckschichten 12 und 13 abgedeckt.
4d zeigt eine weitere Alternative zur Herstellung der in das Fenster 7 hineinragenden Kontaktfahnen 4. In diesem Falle handelt es sich bei der ersten Folie 1 des Folieninletts 5 um eine normale Kartenfolie mit beispielsweise im Druckverfahren aufgebrachter Leiterbahnstruktur 3. Demzufolge ragt die Leiterbahnstruktur 3 nicht in das Fenster 7 hinein. Stattdessen ist eine Kontaktspinne 10 oder eine Drahtbrücke sonstiger Art über Kontaktierungsstellen 11 mit der Leiterbahnstruktur 3 beispielsweise bondtechnisch verbunden. Die Drahtbrücke 10 überspannt das Fenster 7 zunächst vollständig und wird erst durchtrennt (siehe Pfeile), wenn das betreffende Funktionselement in das Fenster 7 eingesetzt wird.
5 zeigt die Komplettierung des Kartenschichtverbundes durch vorder- und rückseitiges Auflaminieren der Kartendeckschichten 12 und 13 auf das bereits mit einem Funktionselement 8 ausgestatteten Funktionsinlett 5. Die Kartendeckschichten 12 und 13 sind jeweils zweischichtig aufgebaut und umfassen eine normale Kunststofffolie 14 und eine Verbindungsschicht 15, beispielsweise eine Kleberschicht. Die Kleberschicht 15 besitzt eine Aussparung 16 im Bereich des Fensters 7, um zu verhindern, dass die Kunststofffolien 14 der Kartendeckschichten 12, 13 mit dem Funktionselement 8 des Funktionsinletts 5 verkleben. Die Deckfolien 12, 13 können aber auch einlagig aufgebaut sein. Sie werden vorzugsweise durch Heißlaminierung, insbesondere im kontinuierlichen Durchlauf-Laminierverfahren vorgefertigt. Es können aber auch Hochglanz-Kaltkleber-Folien zum Einsatz kommen.
6 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Kartenschichtverbunds aus 5. In diesem Fall wurde das Fenster 7 mit einer elastischen, weichen Vergussmasse 17 aufgefüllt, um eine durchgehende Ebene für die nachfolgend aufzubringenden Kartendeckschichten 12, 13 zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich sind beidseitig der Folien 1 und 6 Pufferfolien 18 vorgesehen, die zusammen mit den Folien 1 und 6 das Funktionsinlett 5 bilden. Dadurch wird die Oberflächenqualität des Kartenschichtverbunds stabilisiert.
7 zeigt die Herstellung eines Mehrnutzenlaminats, aus dem fertige Karten ausgestanzt werden können, im Inlinefertigungsprozess.
Zunächst wird die Leiterbahnfolie 1 von einer Vorratsrolle 19 als Halbzeug zugeführt, welches bereits vorgestanzte Durchbrechungen 2 aufweist. In der nächsten Station wird in einem Transferprägeprozess eine Kontaktspinne 10 derart auf die Leiterbahnfolie 1 übertragen, dass Kontaktfahnen 4 der Kontaktspinne 10 über die Durchbrechung 2 hinausragen. In der folgenden Station wird eine Deckfolie 6 von einer Vorratsrolle 20 der Leiterbahnfolie 1 derart zugeführt, dass die Leiterbahnstruktur der Leitbahnfolie 1 zwischen der Leiterbahnfolie 1 und der Deckfolie 6 liegt. Die Deckfolie 6 selbst besitzt ebenfalls Durchbrechungen 2. Mit Hilfe von Positionsmarken 21 wird sichergestellt, dass die Durchbrechungen 2 der Deckfolie 6 kongruent über den Durchbrechungen 2 der Leiterbahnfolie 1 liegen. Anschließend werden die Folien 1 und 6 in einem Heißlaminierprozess dauerhaft zu einer zweischichtigen Funktionsinlettfolie verbunden.
Die zweischichtige Funktionsinlettfolie kann kontinuierlich im Inlineprozess oder diskontinuierlich in Form von Mehrnutzenbögen weiterverarbeitet werden. Zunächst werden die Kontaktfahnen 4 mittels eines Stempels 22 mechanisch umgeformt, so dass innerhalb des von den Durchbrechungen gebildeten Fensters 7 mehr Raum zur Implantierung eines Funktionselements 8 zur Verfügung steht, welches im nächsten Verfahrensschritt eingesetzt und mit den Kontaktfahnen 4 kontaktiert wird. Daraufhin werden auf das so fertig gestellte Funktionsinlett 5 vorderseitig und rückseitig Kartendeckschichten 12 und 13 aufgebracht, welche zuvor mit einer Klebstoffverbindungsschicht 15 versehen worden sind. Schließlich werden die Schichten in einem weiteren Laminierprozess endgültig miteinander zu einem Mehrnutzenlaminat 23 verbunden, aus dem die einzelnen Karten 24 ausgestanzt werden können.
8 zeigt beispielhaft ein Funktionsinlett 5 in Draufsicht. Die Deckschicht 6 ist teilweise weggebrochen, so dass die darunterliegende Leiterbahnstruktur am linken Montagefenster 7 sichtbar wird. Zu erkennen sind sowohl eine Kontaktfahne 25 zur mechanischen Fixierung des einzusetzenden Funktionselements sowie Kontaktfahnen 26 zur elektrischen Kontaktierung des einzusetzenden Funktionselements, wobei die Kontaktfahnen 26 im Falle des unteren rechten Montagefensters 7 gleichzeitig zur mechanischen Fixierung und zur elektrischen Kontaktierung dienen.
In einem Ausschnitt aus 8 ist angedeutet, dass die das untere rechte Montagefenster 7 überspannenden Kontaktfahnen 26 in einem nachfolgenden Arbeitsschritt durchtrennt und teilweise entfernt werden, beispielsweise durch Stanzung.
9 zeigt das Funktionsinlett 5 aus 8 mit implantierten Funktionselementen. Dabei handelt es sich im einzelnen um ein Chipmodul 27, ein Displaymodul 28 und ein tastenartiges Steuermodul 29. Am Beispiel des Chipmoduls 27 zeigt 10 die mechanische Fixierung des Chipmoduls 27 über die Kontaktfahne 25 sowie die elektrische Kontaktierung des Chipmoduls 27 über die Kontaktfahnen 26.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Funktionsinletts (5) für die weitere Herstellung eines kartenförmigen elektronischen Datenträgers (24), insbesondere einer Displaykarte, umfassend die Schritte: – zur Verfügung stellen einer ersten Kunststofffolie (1) mit mindestens einer ersten Durchbrechung (2) und einer zweiten Kunststofffolie (6) mit mindestens einer zweiten Durchbrechung (2), – zur Verfügung stellen einer Leiterbahnstruktur (3) als separates Bauelement oder als Bestandteil der ersten Folie (1) oder der zweiten Folie (6) und – Verbinden der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) miteinander derart, dass die mindestens eine erste Durchbrechung (2) der ersten Folie (1) und die mindestens eine zweite Durchbrechung (2) der zweiten Folie (6) einander zumindest bereichsweise überlappen und dass die Leiterbahnstruktur (3) mindestens ein Kontaktelement (4) aufweist, das in den überlappenden Bereich der beiden Durchbrechungen hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) zwischen der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) liegt und dass der überlappende Bereich ein Fenster zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements (8) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Durchtrennens von einem oder mehreren des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Umformens von einem oder mehreren des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des elektrischen Verbinders eines elektronischen Bauelements (8) mit einem oder mehreren des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4).
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des mechanischen Fixierens des elektronischen Bauelements (8) an einem oder mehreren Kontaktelementen (4) des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4), welche von dem elektrisch mit dem elektronischen Bauelement (8) verbundenen Kontaktelement (4) elektrisch isoliert sind.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des elektrischen Verbinders den Schritt des Drahtbondens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des elektrischen Verbinders in Flip-Chip-Technologie durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Vergießens des elektrischen Bauelements (8) in dem Fenster (7) mittels einer elastischen Vergussmasse (17).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Verbindens unter Anwendung von Druck und Wärme erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Verbindens unter Verwendung eines Klebers erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) in einer Mittelzone des Funktionsinletts (5) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Folie (1) und für die zweite Folie (6) Folien gleicher Dicke gewählt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens der Leiterbahnstruktur (3) den Schritt des Aufbringens einer Kontaktspinne (10) umfasst, die einerseits mit der zwischen der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) liegenden Leiterbahnstruktur (3) kontaktiert wird und andererseits das mindestens eine in das Fenster (7) hineinragende Kontaktelement (4) bildet.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Übertragens der Kontaktspinne (10) von einem Transferband auf die Leiterbahnstruktur (3) und des Kontaktierens mit der Leiterbahnstruktur (3) im Transferprägeverfahren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens der Leiterbahnstruktur (3) die folgenden Schritte umfasst: – zur Verfügung Stellen der ersten Folie (1) mit der mindestens einen ersten Durchbrechung (2), – Aufbringen einer die erste Durchbrechung (2) überdeckenden Metallschicht und – bereichweises Wegätzen der Metallschicht zur Erzeugung der Leiterbahnstruktur (3) mit dem mindestens einen Kontaktelement (4).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsinlett (5) zweischichtig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Aufbringens jeweils einer Folie (18) auf beiden Seiten der miteinander verbundenen ersten Folie (1) und zweiten Folie (6).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsinlett (5) vierschichtig ist.
Verfahren zur Herstellung eines kartenförmigen elektronischen Datenträgers (24), insbesondere einer Displaykarte, umfassend die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 sowie den weiteren Schritt des Komplettierens des Funktionsinlett (5) zu einem fertigen Kartenschichtverbund durch vorder- und rückseitiges Aufbringen von Kartendeckschichten (12, 13).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartendeckschichten (12, 13) zweischichtig sind.
Mehrschichtiges Funktionsinlett zur Herstellung eines kartenförmigen elektronischen Datenträgers, insbesondere einer Displaykarte, umfassend eine erste Kunststofffolie mit mindestens einer ersten Durchbrechung (2) und eine zweite Kunststofffolie (6) mit mindestens einer zweiten Durchbrechung (2) sowie eine Leiterbahnstruktur (3), wobei die erste Folie (1) und die zweite Folie (2) derart miteinander verbunden sind, dass die mindestens eine erste Durchbrechung (2) der ersten Folie (1) und die mindestens eine zweite Durchbrechung (2) der zweiten Folie (6) einander zumindest bereichsweise überlappen und ein Fenster (7) bilden und dass die Leiterbahnstruktur (3) mindestens ein Kontaktelement (4) aufweist und dass die Leiterbahnstruktur (3) mindestens ein Kontaktelement (4) aufweist, das in den überlappenden Bereich der beiden Durchbrechungen hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) zwischen der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) liegt und dass der überlappende Bereich ein Fenster zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements (8) bildet.
Funktionsinlett nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kontaktelemente (4) des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4) innerhalb des Fenster (7) umgeformt sind.
Funktionsinlett nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Bauelement (8) elektrisch mit einem oder mehreren des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4) verbunden ist.
Funktionsinlett nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauelement (8) an einem oder mehreren Kontaktelemente (4) des mindestens einen in das Fenster (7) hineinragenden Kontaktelements (4) mechanisch fixiert ist, welche von dem elektrisch mit dem elektronischen Bauelement (8) verbundenen Kontaktelement (4) elektrisch isoliert sind.
Funktionsinlett nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung mindestens einen Bonddraht (9) umfasst.
Funktionsinlett nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung Flip-Chip-Technologie entspricht.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (8) in dem Fenster (7) mittels einer elastischen Vergussmasse (17) vergossen ist.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (15) zwischen der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) einen Kleber umfasst.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) in einer Mittelzone des Funktionsinletts (5) angeordnet ist.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Folie (1) und die zweite Folie (6) gleiche Dicke besitzen.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 30, gekennzeichnet durch eine Kontaktspinne (10), die einerseits mit der zwischen der ersten Folie (1) und der zweiten Folie (6) liegenden Leiterbahnstruktur (3) kontaktiert ist und andererseits das mindestens eine in das Fenster (7) hineinragende Kontaktelement (4) bildet.
Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (4) der Leiterbahnstruktur (3) mit der Leiterbahnstruktur (3) aus einer gemeinsamen Metallschicht geformt sind.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsinlett (5) zweischichtig ist.
Funktionsinlett nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der miteinander verbundenen ersten Folie (1) und zweiten Folie (6) jeweils eine Folie (18) aufgebracht ist.
Funktionsinlett nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsinlett (5) vierschichtig ist.
Kartenförmiger elektronischer Datenträger (24), insbesondere Displaykarte, umfassend ein Funktionsinlett (5) nach einem der Ansprüche 21 bis 35 sowie vorder- und rückseitig auf das Funktionsinlett (5) aufgebrachte Kartendeckschichten (12, 13).
Datenträger nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartendeckschichten (12, 13) zweischichtig sind.