DE4243654C2

DE4243654C2 - Dünne IC-Karte

Info

Publication number: DE4243654C2
Application number: DE4243654A
Authority: DE
Inventors: Katsunori Ochi; Seiji Takemura; Syojiro Kodai; Tuguo Kurisu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2012-12-23
Also published as: US5735040A; US5677568A; JPH05169885A; FR2687817B1; FR2687817A1; DE4243654A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dünne IC-karte mit einer eingebauten Batterie und einer Leiterplatte gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Das Dokument DE 40 37 555 A1 zeigt eine solche Halbleiterkarte. Diese weist zumindest eine gedruckte Leiterplatte, ein darauf angebrachtes flüchtiges Speicherelement, eine mit der gedruckten Leiterplatte elektrisch verbun dene Batterie zur Stromversorgung des flüchtigen Speicherelements, ei nen auf der gedruckten Leiterplatte angebrachten Schnittstellenbereich zum Datenaustausch mit einem externen Gerät mittels Ein- und Ausgabe, und eine Siegelschicht aus einem wärmehärtenden Kunststoff auf, in die die gedruckte Leiterplatte, das flüchtige Speicherelement und der Schnitt stellenbereich eingegossen sind. Die Halbleiterkarte weist außerdem ei nen aus einem Thermoplastharz gebildeten Batterieaufnahmebereich, der einen Raum zur Aufnahme der Batterie hat, sowie einen Batteriedeckel aus einem Thermoplastharz auf, der zum Verschließen der Öffnung des Raumes des Batterieaufnahmebereichs dient. Der Batterieaufnahmebe reich ist auf der gedruckten Leiterplatte befestigt und wird mit der Siegel schicht vergossen und der Batterieaufnahmebereich wird mit dem Batte riedeckel nach Aufnahme der Batterie mittels Verschweißens verbunden. Auf diese Weise kann eine Halbleiterkarte ohne thermische Belastung der gedruckten Leiterplatte hergestellt werden, die eine sehr gute Produk tionsausbeute und Wasserdichtigkeit aufweist.

Ferner ist aus dem Dokument DD 227 822 A1 ein tragbarer kartenförmi ger Datenträger mit eingearbeiteten integrierten Schaltkreisen bekannt, vorzugsweise als Geld- oder Identifikationskarte. Mit dem Ziel kosten günstig den unterschiedlichen Zwecken gerecht werdende tragbare Karten (Chipkarten) herzustellen, ist es die dort gestellte Aufgabe, eine derar tige Chipkarte mit mehreren integrierten Schaltkreisen auszurüsten und dazu ein geeignetes Trägermaterial zu entwickeln. Gelöst wird die Aufga be, indem das Trägerelement Aussparungen für Chipträger und einen Kontaktträger aufweist und mit einem Leiternetz mit in die Aussparungen hineinragenden Leiterenden und Außenkontakten versehen ist, daß der Kontaktträger aus der Ebene des Trägerelements verschoben wird, wozu das Leiternetz formdehnbare Bereiche besitzt, und daß das Trägerele ment als Vergussblock, der gegebenenfalls einschließlich Chips rückseitig abgeschliffen werden kann, in den Kartenträger eingesetzt wird.

Weiter zeigt Dokument US 5,018,051 eine IC-Karte, die ein kartenähnli ches Hauptsubstrat aufweist. Dieses hat eine Oberfläche, in die Ausspa rungen eingearbeitet sind, und einen Kantenabschnitt, in den eine Verbin dungsschicht mit einem passend zu einem externen Verbindungsteil aus geformten Anschlußmuster vorhanden ist. Weiter sind Schaltkreismodule in den Aussparungen des Hauptsubstrats eingebettet. Jedes dieser Mo dule weist elektronische Komponenten auf, die IC-Chips, einen Chip- Kondensator und auch eine dünne Gleichstrombatterieeinheit auf.

Fig. 16 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen dünnen IC-Karte. Eine IC-Karte 1 enthält eine Leiter platte 2, die in einem Kunststoffrahmen 11 eingebaut und in ihrer Lage festgelegt ist. An der Leiterplatte 2 sind eine als Funktionsteil dienende integrierte Schal tung 3, eine Batterie 4 und ein anderes Teil 5 ange bracht. Auf die obere und auf die untere Fläche des Rahmens 11 sind mit einem (nicht dargestellten) Kleb stoff Verkleidungen 60 aus dünnem Blech aufgeklebt.

Fig. 17 ist eine Schnittansicht einer anderen herkömm lichen IC-Karte. In dieser IC-Karte 1 sind die Leerräume, die zwischen der Leiterplatte 2, an der die Batte rie 4 und das andere Teil 5 angebracht sind, und der oberen und unteren Verkleidung 60 gebildet sind, durch Vergießen oder dgl. mit einem aushärtbaren Kunstharz 12 gefüllt, wodurch eine Festkörper-IC-Karte gebildet ist. Bei einer kontaktlosen IC-Karte mit einer eingebauten Übertragungsvorrichtung wie einer Spule ist die Verwen dung von Metallblechen als Verkleidungen eingeschränkt. Im Hinblick darauf wurden als Verkleidungen 60 auf den Oberflächen der Karte Kunststoffblätter verwendet, wo bei zum Erhöhen der Festigkeit der Karte dicke Verklei dungen 60 verwendet wurden oder wie bei der in Fig. 17 gezeigten Karte die Zwischenräume zwischen der Leiter platte 2 und der oberen und unteren Verkleidung 60 mit dem Kunstharz 12 gefüllt wurden.

Ein Problem bei der in Fig. 16 gezeigten herkömmlichen IC-Karte besteht darin, daß infolge der Zwischenräume zwischen den Verkleidungen 60 und der Leiterplatte 2 die Verkleidungen verformt oder verbogen werden können, wenn auf die Oberflächen der Karte eine äußere Kraft einwirkt. Wenn die IC-Karte als kontaktlose Karte für die Informationsübertragung durch elektromagnetische Wellen ausgebildet ist, müssen die Verkleidungen aus einem nichtmetallischen Material hergestellt werden. In diesem Fall werden zum Sicherstellen der erforderlichen Festigkeit Verkleidungen aus Kunstharz verwendet, die sehr dick sind, was zur Folge hat, daß die ganze Karte ziemlich dick ist.

Im Falle der in Fig. 17 dargestellten IC-Karte sind ge mäß den vorstehenden Ausführungen zum Sicherstellen der erforderlichen Festigkeit die Innenräume mit Harz gefüllt. Es ist jedoch schwierig, in die Leerräume eine Menge an Harz einzubringen, die gerade zum Füllen der Leerräume genügt, d. h., Weder zuviel noch zu wenig Harz einzubringen. Dies gilt insbesondere im Falle einer Karte, deren Verkleidungen aus einem thermoplastischen Harzmaterial bestehen. In diesem Fall ist es schwierig, die Oberflächen der Karte eben und parallel zu machen. Wenn sich ferner das Harz infolge des Aushärtens zu sammenzieht, kann ein Teil einer jeden der Kartenober flächen nach innen gezogen werden. Wegen des Funktions teils in der Karte ergibt ein solches Zusammenziehen Unebenheiten an den Kartenoberflächen. Ferner besteht ein Problem darin, daß Harz durch die Verbindungs stellen zwischen den Verkleidungen und dem Rahmen aus tritt. Davon abgesehen ist eine Anzahl von komplizier ten Prozessen zum Füllen der Innenräume mit Harz erfor derlich, wie das Verschmelzen und Aushärten. Außerdem wird dann, wenn die Karte bei hoher Temperatur mit Harz gefüllt wird, die Batterie der Wärme ausgesetzt, wo durch die Funktion der Batterie verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt gegenüber dem vorstehend genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine IC-karte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung die ser IC-karte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 derart wei terzubilden, daß die Batterie auf einfache und kostengünstige Weise ohne Beschädigungen in die Karte einzubauen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 8 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine dünne IC-Karte gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Vergrößerte Schnittansicht entlang einer Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer IC-Karte und zeigt eine Form der Verbindung der Leiter platte mit der Batterie.

Fig. 4A ist eine Draufsicht auf die in Fig. 3 gezeig te Leiterplatte und Fig. 4B ist eine Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie IVB-IVB in Fig. 4A.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Gußform zum Herstellen der in Fig. 3 gezeigten Karte.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer Gußform zum Herstellen einer in Fig. 7 gezeigten IC- Karte.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer IC-Karte und zeigt eine andere Form der Verbindung der Leiterplatte mit der Batterie.

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 7 gezeig te Leiterplatte und Fig. 8B ist eine Ansicht eine Schnittes entlang einer Linie VIIIB- VIIIB in Fig. 8A.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer Batterie.

Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht, die zeigt, wie die Batterie in die in Fig. 7 gezeigte IC-Karte eingebaut ist.

Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen dünnen IC-Karte und zeigt eine weitere Form der Verbindung der Leiterplatte mit der Batterie.

Fig. 12 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 11 gezeigte Leiterplatte in einem Zustand vor dem Eingießen mit Kunst harz.

Fig. 13 ist eine Teilschnittansicht einer dünnen IC-Karte gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung und zeigt deren Batterie-Einbauaussparung.

Fig. 14 ist eine Schnittansicht der in Fig. 13 gezeigten IC-Karte in einem Zustand vor dem Einbetten ihrer Batterie in ausdehnbarem Kunstharz.

Fig. 15A bis 15D sind Schnittansichten, die die Prozesse für das Einbetten der Batterie der IC-Karte nach Fig. 13 in das ausdehnbare Kunstharz veranschaulichen.

Fig. 16 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen dünnen IC-Karte.

Fig. 17 ist eine Schnittansicht einer anderen herkömmlichen dünnen IC-Karte.

Die Fig. 1 und 2 sind schematische Darstellungen einer dün nen Integrationsschaltungkarte bzw. IC-Karte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Karte und Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnittes entlang einer Li nie II-II in Fig. 1. Die Komponenten, die die gleichen wie bei den Beispielen für den Stand der Technik sind oder hierzu äquivalent sind, sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung dieser Komponenten ist weggelassen. Die IC-Karte 10 hat eine vordere und eine hintere Hauptfläche. An einer dieser Hauptflächen, die nachfolgend als Einbettungsfläche bezeichnet werden, sind eine integrierte Schaltungseinheit 3, die als Funktionsteil dient, und ein anderes Teil 5 angebracht, wobei zumindest an der Einbettungsfläche ein Leitermuster 2b gebildet ist. Wenn auch an derjenigen Hauptfläche, an der keine inte grierte Schaltung oder dgl. angebracht ist und die nachfol gend als Rückfläche bezeichnet wird, ein Leitermuster aus gebildet ist, werden die Leitermuster an der vorderen und hinteren Fläche miteinander durch (nicht gezeigte) Durch gangsöffnungen oder dgl. hindurch verbunden. Die Leiter platte 2 hat ferner eine Durchgangsöffnung 2a, die entspre chend der Form der Batterie 4 ausgebildet ist. Diese Durch gangsöffnung bildet den Umfangsrand bzw. Einlaß einer Ein bauaussparung 8 für die Batterie 4. An einem Teil des Um fangs der Durchgangsöffnung 2a ist ein Paar von Elektroden 20 für den Batterieanschluß ausgebildet.

Die integrierte Schaltungseinheit 3 und das andere Teil 5 werden mit der Leiterplatte 2 zusammengebaut, die durch Spritzguß unter Verwendung einer in Fig. 5 oder 6 gezeigten Form in einen Gießharzteil 7 eingebettet wird. Bei diesem Spritzguß wird die Batterie-Einbauaussparung 8, deren Um fangsrand durch die Durchgangsöffnung 2a gebildet ist, durch einen in der Form ausgebildeten Vorsprung 101a oder 102a geformt. Die Einbauausnehmung 8 hat eine Gestaltung, die derjenigen der darin einzusetzenden Batterie 4 ent spricht, und eine derartige Tiefe, daß die freiliegende Oberfläche der eingesetzten Batterie 4 im wesentlichen mit der Rückfläche der Leiterplatte 2 bündig ist. Wenn die Bat terie 4 in die Einbauausnehmung 8 eingesetzt ist und An schlüsse 40 der Batterie 4 mit den Batterieanschlußelektro den 20 an der Leiterplatte 2 verbunden sind (s. Fig. 4, 9 und 10), wird die Rückseite der Leiterplatte 2 mit einem Schmuckblatt 6 aus Kunststoff oder Papier mit einem die Art der Karte usw. angebenden Muster abgedeckt, wodurch die IC- Karte 10 fertiggestellt ist. Ein Beispiel für das verwen dete Gießharz ist Flüssigkristall-Polymer.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Ge staltung der elektrischen Verbindung zwischen der Leiter platte und der Batterie der in Fig. 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen IC-Karte. Die Fig. 5 ist eine Schnittan sicht, die ein Beispiel für die für den Harzguß bei der Herstellung der Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel ver wendete Form zeigt.

Die Fig. 3 ist eine Schnittansicht der IC-Karte 10. Gemäß dieser Figur ist die Leiterplatte 2, an der das Funktions teil befestigt ist und in der die Durchgangsöffnung ausge bildet ist, in den Gießharzteil eingebettet, während die Batterie 4 noch nicht in die Einbauausnehmung 8 eingesetzt ist. Gemäß Fig. 3 ist an der Rückseite des Gießharzteils 7, in den die Leiterplatte 2 eingebettet ist, eine Aufnahme ausnehmung 9 zur Aufnahme des Schmuckblattes 6 ausgebildet. Die Tiefe der Aufnahmeausnehmung 9 ist im wesentlichen gleich der Dicke des Schmuckblattes 6, so daß die freilie gende Fläche des Schmuckblattes 6 nach dem Einsetzen mit dem Gießharzteil 7 bündig ist.

Die Fig. 4A und 4B zeigen nur die Leiterplatte der in Fig. 3 gezeigten IC-Karte. Die Fig. 4A ist eine Draufsicht von der Seite des Gießharzteiles 7 her gesehen. Die Fig. 4B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IVB-IVB in Fig. 4A. Die rechte Seite in Fig. 4B entspricht der oberen Seite der in Fig. 3 gezeigten Karte. Gemäß Fig. 4A ist an einem Teil des Umfangs der Durchgangsöffnung 2a eine Ausnehmung 2c für das Löten oder dgl. zur elektrischen und mechanischen Ver bindung der Batterie 4 mit den Batterieanschlußelektroden 20 der Leiterplatte 2 ausgebildet. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 wird die Ausnehmung 2c an der Seite des Gießharztei les 7 gebildet, während der vorangehend beschriebene Spritzguß ausgeführt wird. Gemäß Fig. 4B sind die Batterie anschlußelektroden 20 in der Ausnehmung 2c freigelassen und mit dem Leitermuster 2b an der Leiterplatte 2 verbunden. Gemäß Fig. 9 und 10 werden die Batterianschlüsse 40 mit den Batterieanschlußelektroden 20 mittels eines Lotes 41 ver bunden, das ein leitendes Material ist. Die Batteriean schlußelektroden 20 und die Batterieanschlüsse 40 sind im allgemeinen jeweils ein Paar.

Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Form zum Herstellen der IC-Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Form be steht aus einer oberen und einer unteren Teilform 100 bzw. 101. Auf der unteren Teilform 101 sind der Vorsprung 101a zum Formen der Batterie-Einbauaussparung 8 und ein Vor sprung 101b für das Verformen eines Teils der Leiterplatte 2 zu der Ausnehmung 2c ausgebildet. Diese Teilformen sind nur schematisch dargestellt und es sind die Vorrichtung zum Festlegen der Leiterplatte 2 in der Form, der Spritzauslaß für das Kunstharz usw. weggelassen.

Wenn das Funktionsteil an der Leiterplatte 2 angebracht wurde und in dieser die Durchgangsöffnung 2a ausgebildet wurde, wird die Leiterplatte 2 für den Spritzguß in die Form eingesetzt. Dabei wird der Vorsprung 101a der unteren Teilform 101 in die Durchgangsöffnung 2a eingepaßt und die Leiterplatte 2 wird in diesem Zustand in der Form festge legt. Auf diese Weise ist nach beendetem Spritzguß in dem Gießharzteil 7 die Einbauaussparung 8 gebildet, deren Um fangsrand durch die Durchgangsöffnung 2a der Leiterplatte 2 gebildet ist. Zugleich bewirkt der angrenzend an den Vor sprung 101a der unteren Teilform 101 ausgebildete niedrige wallförmige Vorsprung 101b, daß ein Teil des Umfangs der Durchgangsöffnung 2a der Leiterplatte 2 zu der Ausnehmung 2c verformt wird, die an der Stelle liegt, an der die Bat terieanschlußelektroden 20 ausgebildet sind. Die Formen der Einbauausparung 8 und der Ausnehmung 2c können auf einfache Weise durch Ändern der Gestaltung der Vorsprünge 101a und 101b der unteren Teilform 101 geändert werden.

Die Batterie 4 wird in die Einbauaussparung 8 der als ein stückige Einheit geformten IC-Karte 10 eingesetzt. Als nächstes werden die sich von der Batterie 4 weg erstrecken den Batterieanschlüsse 40 mit dem in Fig. 10 gezeigten Lot 41 oder dgl. elektrisch und mechanisch mit den Batteriean schlußelektroden 20 verbunden, wodurch die Batterie 4 in der Einbauaussparung 8 befestigt wird. Die Ausnehmung 2c muß ausreichend tief zum Aufnehmen der Höhe des Verbin dungsteils zwischen den Elektroden und den Anschlüssen sein. In der Praxis muß die Ausnehmung die Tiefe von unge fähr 0,3 mm haben. Das Gießen wurde experimentell unter Verwendung einer gedruckten Leiterplatte mit einem Poly imid-Film mit einer Dicke von 0,2 mm als Leiterplatte 2 ausgeführt. Durch das Verformen der Leiterplatte selbst konnte auf einfache Weise eine Batterieanschlußausnehmung mit der gewünschten Tiefe gebildet werden.

Wenn die Leiterplatte 2 schwer zu verformen ist, ist es zweckdienlich, an jeder Seite desjenigen Abschnitts der Leiterplatte 2, an dem die Ausnehmung 2c zu formen ist, einen Schlitz 2d gemäß Fig. 4A und 4B vorzusehen. Das Schmuckblatt 6, das an die Rückseite der Leiterplatte 2 an zubringen ist, kann weggelassen werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, bei dem Harzguß an dem Gießharzteil 7 die Einsetzausnehmung 9 für das Schmuckblatt zu bilden.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindung der Leiter platte und der Batterie der IC-Karte. Die Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Gußform zeigt, welche bei dem Harzguß bei dem Herstellen einer IC-Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Die Fig. 7 ist eine Schnittansicht der IC-Karte 10 in einem Zustand vor dem Einsetzen der Batterie 4 in die Einbauaussparung 8. Die Fig. 8A und 8B zeigen nur die Leiterplatte 2 der IC- Karte nach Fig. 7. Die Fig. 8A ist eine Draufsicht auf die Leiterplatte von der Rückseite her gesehen. Die Fig. 8B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIIIB-VIIIB in Fig. 8A. Die rechte Seite der Fig. 8B entspricht der oberen Seite der in Fig. 7 dargestellten IC-Karte, die eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII in Fig. 8A ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an einem Teil des Um fangs der Durchgangsöffnung 2a der Leiterplatte 2 ein Paar von Ausschnitten 2e für den Batterieanschluß gebildet. An der Aufbaufläche der Leiterplatte 2 ist ein Paar von fla chen Batterieanschlußelektroden 20 aus Kupferfolie derart angebracht, daß die Bodenteile der Ausschnitte 2e überdeckt sind. Die Batterieanschlußelektroden 20 sind mit dem Lei termuster 2b (gemäß Fig. 1) auf der Aufbaufläche der Lei terplatte 2 verbunden. Die in Fig. 9 und 10 gezeigte Batte rie 4 wird in die Einbauaussparung 8 eingesetzt und die Batterieanschlüsse 40 werden mit dem Lot 41 als leitendes Material mit den Batterianschlußelektroden 20 verbunden.

Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die bei dem Herstellen der IC-Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendete Gußform. Diese ist aus einer oberen und einer unteren Teil form 100 bzw. 102 zusammengesetzt. An der unteren Teilform 102 sind ein Vorsprung 102a für das Formen der Einbauaus sparung 8 und ein Paar von Vorsprüngen 102b ausgebildet, die bei dem Formen der Karte zu einer einstückigen Einheit durch den Spritzguß in die Ausschnitte 2e der Leiterplatte 2 greifen. Während des Spritzgusses verhindern die Vor sprünge 102b das Eindringen von Gießharz in die Ausschnitte 2e, wodurch Ausnehmungen für das elektrische Verbinden der Leiterplatte 2 mit der Batterie 4 gebildet werden. Die Elektroden 20 liegen an den Bodenflächen der Ausnehmungen frei.

Wenn das Funktionsteil an der Leiterplatte 2 angebracht ist und in dieser die Durchgangsöffnung 2a und die Ausschnitte 2e ausgebildet sind, wird die Leiterplatte 2 zum Vergießen in die Gußform eingesetzt. Dabei wird der Vorsprung 102a der unteren Teilform 102 in die Durchgangsöffnung 2a der Leiterplatte 2 eingepaßt und die Vorsprünge 102b werden in die Ausschnitte 2e eingeführt, wonach die Leiterplatte 2 in diesem Zustand in der Gußform festgelegt wird. Auf diese Weise ist nach beendetem Spritzguß in dem Gießharzteil 7 die Einbauaussparung 8 gebildet, deren Umfang durch die Durchgangsöffnung 2a der Leiterplatte 2 gebildet ist. Zugleich verbleiben infolge der Vorsprünge 102b, die an grenzend an den Vorsprung 102a der unteren Teilform 102 in einer den Ausschnitten 2e entsprechenden Größe gebildet sind, die Ausschnitte 2e als Ausnehmungen, an deren Boden flächen die Batterieanschlußelektroden 20 freiliegen.

Die Batterie 4 wird an die Einbauaussparung 8 der zu einer einstückigen Einheit geformten IC-Karte 10 eingesetzt. Die Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer münzenförmigen Batterie 4. Die Unterseite der Batterie 4 gemäß dieser Figur ist die Anode. Von beiden Elektroden der Batterie 4 weg erstrecken sich die Batterieanschlüsse 40, deren Enden mit den Elek troden 20 an den Ausschnitten 2e der Leiterplatte 2 verbun den werden. Die Fig. 10 ist eine Schnittansicht, die den angeschlossenen Zustand zeigt. Die Batterie 4 ist in die Einbauaussparung 8 eingesetzt und die Enden der Batterie anschlüsse 40 sind mit den Batterieanschlußelektroden 20 durch das Lot 41 verbunden, wobei die Verbindung innerhalb der Ausschnitte 2e hergestellt ist. Wie aus der Fig. 10 er sichtlich ist, ragen die Batterieanschlußteile und die Bat terie nicht aus der Rückfläche der Leiterplatte 2 heraus, so daß die Kartenoberfläche keine Unebenheiten zeigt. Dann wird ggf. an der Rückseite der Leiterplatte 2 das Schmuck blatt 6 angebracht.

Wenn die Leiterplatte 2 ausreichende Dicke hat, können ge mäß Fig. 7 die Batterieanschlußelektroden 20 flach sein. Im allgemeinen ist jedoch die Leiterplatte 2 nur 0,2 mm dick, wogegen in manchen Fällen die Ausschnitte 2e eine Tiefe von 0,3 mm oder mehr haben müssen, um die Elektrodenverbindun gen mit den Batterieanschlußelektroden 20, den Anschlüssen 40 und dem Lot 41 aufnehmen zu können. Im Hinblick darauf ist es zweckdienlich, gemäß Fig. 8B die Batterieanschlußelektroden 20 kuppelförmig zu gestalten, wodurch die durch die Ausschnitte 2e bestimmten Batterieanschlußausnehmungen eine Tiefe von ungefähr 0,4 mm erhalten. Dies kann auf ein fache Weise z. B. dadurch bewerkstelligt werden, daß die Höhe der Vorsprünge 102b der unteren Teilform 102 nach Fig. 6 vergrößert wird.

Die Fig. 11 und 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Gestaltung für das elektrische Verbinden der Leiterplatte und der Batterie der IC-Karte. Die Fig. 11 ist eine Schnittansicht, die die IC-Karte 10 in einem Zustand vor dem Einsetzen der Batterie in die Einbau aussparung 8 zeigt. Die Fig. 12 ist eine Draufsicht, die nur die Leiterplatte der IC-Karte nach Fig. 11 von der Rückseite her gesehen zeigt. In Fig. 12 ist die Leiter platte 2 in einem Zustand vor dem Spritzguß dargestellt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Teil der Leiter platte 2 zu zwei Vorsprüngen 2f und 2g geformt, die sich von dem Umfang der Durchgangsöffnung 2a weg zu deren Mitte hin erstrecken. Auf den der (nicht gezeigten) Batterie zu gewandten Flächen der Vorsprünge 2f und 2g sind Batteriean schlußelektroden 20 gebildet, die sich von der Rückfläche der Leiterplatte weg erstrecken. Wenn die Leiterplatte 2 in die Gußform eingesetzt wird und der Spritzguß ausgeführt wird, werden die Vorsprünge 2f und 2g durch den an der un teren Teilform gebildeten Vorsprung eingepreßt und gebogen, so daß sie gemäß Fig. 11 entlang der Innenfläche der Ein bauaussparung 8 verformt werden. Dadurch ist es möglich, daß die an den Vorsprüngen 2f und 2g ausgebildeten Batte rieanschlußelektroden 20 mit den Elektroden der in die Ein bauaussparung 8 eingesetzten Batterie in Kontakt kommen. Wenn die Batterie in die Einbauaussparung eingesetzt ist, sind die Batterie und die Batterieanschlußelektroden 20 miteinander elektrisch verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, die Batterie einzubauen, ohne daß sie über die Rückfläche der Leiterplatte 2 heraussteht.

Die Anode der Batterie kann die obere und die untere Seite der Batterie sein. Die Form der Einbauaussparung kann ent sprechend der Form der Batterie durch entsprechendes Ändern des Vorsprungs der Gußform geändert werden. Ferner ist es duch Ändern des Vorsprungs der Gußform möglich, an der Ein bauaussparung gesonderte Ausnehmungen auszubilden, in die die Batterieanschlußelektroden einzupassen sind.

Ferner ist es erfindungsgemäß auch möglich, gemäß Fig. 13 in die Einbauaussparung 8, in die die Batterie 4 eingesetzt ist, ein nicht ausgedehntes bzw. aufgeblähtes ausdehnbares Harz 90 einzubringen. Wenn sich dieses Harz ausdehnt, füllt es den Zwischenraum zwischen der Einbauausparung 8 und der Batterie 4. Dies wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 beschrieben.

Die Fig. 13 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Einbau aussparung 8, in der die Batterie 4 aufgenommen ist. Der Zwischenraum zwischen der Einbauaussparung 8 und der Batte rie 4 ist mit dem ausdehnbaren Harz 90 gefüllt. Auf diese Weise ist die Batterie 4 in das Harz 90 eingebettet, das eine mit der Rückfläche der Leiterplatte 2 bündige Fläche bildet. Ferner ist an der Rückseite der Leiterplatte 2 das Schmuckblatt 6 angebracht. Dieses Einbetten der Batterie 4 erfolgt an einer in Fig. 14 dargestellten IC-Karte 10, in der durch Spritzguß die Einbauaussparung 8 ausgebildet ist.

Die Prozeduren zum Einbetten der Batterie werden unter Be zugnahme auf die Fig. 15A bis 15D beschrieben. Zuerst wird gemäß Fig. 15A das nicht aufgeblähte ausdehnbare Harz 90 in die Einbauaussparung 8 eingefüllt, deren Öffnung nach oben gerichtet ist. Dann wird die Batterie 4 in die Einbauaus sparung 8 eingesetzt und bspw. entsprechend einem der vor angehend beschriebenen Ausführungsbeispiele elektrisch mit den (nicht gezeigten) Batterieanschlußelektroden der Lei terplatte verbunden. Als nächstes wird gemäß Fig. 15B das nicht aufgeblähte ausdehnbare Harz 90 auch über die Batte rie 4 geschüttet und gemäß Fig. 15C die ganze IC-Karte zwischen einer oberen und einer unteren Preßplatte 103 bzw. 104 festgelegt. Bei diesem Zustand wird das Harz 90 zur Ausdehnung gebracht und ausgehärtet. Die Fig. 15D zeigt, wie das Harz 90 ausgedehnt und ausgehärtet ist, während die IC-Karte zwischen den Preßplatten gehalten ist. Das Volumen des über und unter die Batterie 4 geschütteten ausdehnbaren Harzes 90 wird größer und füllt den Zwischenraum um die Batterie 4 herum, wobei das Harz in diesem Zustand aushär tet. Die Preßplatten bewirken, daß die Fläche, unter der die Batterie 4 eingebettet ist, glatt und mit der Rückflä che der Leiterplatte bündig wird. Wenn die Ausdehnung bzw. Aufblähung des Harzes 90 in der Einbauaussparung 8 der IC- Karte mit der darin eingesetzten Batterie 3 herbeigeführt wird, füllt das Harz 90 nicht nur die Einbauaussparung 8, sondern auch die Ausnehmung 2c oder die Ausschnitte 2e, so daß das Harz 90 auch die Verbindung zwischen der Batterie und der Leiterplatte schützt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde als ausdehnbares Harz ein bei niedriger Temperatur aushärtendes Dreikomponenten- Epoxiharz verwendet, das aus einer Hauptkomponente aus ei nem anorganischen Füllmaterialpulver, einem Härtungsmittel und einem Blähmittel zusammengesetzt war. Aufgebläht wird dieses Harz zu einem Schaumkörper mit geschlossenen Zellen mit Leerräumen von 20 bis 50%. In die Zwischenräumen ober halb und unterhalb der Batterie 4 wurde eine Menge des nicht ausgedehnten aufblähbaren Harzes 90 eingebracht, die 60% der berechneten Leerräume entsprach und die ganze Karte wurde zwischen geschmierten Preßplatten festgehalten. Das Harz wurde dann bei 50°C aufgebläht und ausgehärtet. Nach dem das Harz 90 sich ausgedehnt hatte und den Raum um die Batterie 4 herum gefüllt hatte, war die Ausdehnung des Harzes durch den Haltedruck der Preßplatten begrenzt. In diesem Zustand war die Ausdehnung zusammen mit dem Aushär ten beendet und die Form des Harzes festgelegt.

Auf die Weise kann die Batterie in die Einbauaussparung eingebettet werden. Ferner kann die Fläche, unter der die Batterie in der Einbauaussparung eingebettet ist, glatt und mit der Rückfläche der Leiterplatte bündig gemacht werden, so daß auf diese Weise eine IC-Karte in vollständig massi ver Ausführung hergestellt wird, deren Oberfläche noch we niger Unebenheiten hat. Da ferner die Batterie 4 in dem Körper der IC-Karte festgelegt ist, d. h., mit der IC-Karte eine Einheit bildet, hat die elektrische Verbindung zwi schen der Batterie und der Leiterplatte eine sehr hohe Zu verlässigkeit in bezug auf Vibrationen der Karte und andere externe Kräfte.

Da weiterhin die Batterie 4 mit dem ausdehnbaren Harz 90 überdeckt ist, entsteht durch die Aushärteschrumpfung des Harzes an der Batterie keine Spannungsbelastung, wie es der Fall ist, wenn die Einbauaussparung mit wärmehärtbarem Harz oder dgl. gefüllt wird. Da außerdem die Batterie mit dem Harzschaum mit geschlossenen Zellen derart überdeckt ist, daß keine Fläche derselben frei bleibt, ist die IC-Karte gut für die Verwendung selbst unter ungünstigen Umgebungs bedingungen geeignet.

Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel ein wärmehärtbares aufblähbares Harz verwendet wurde, kann die gleiche Wirkung mittels ausdehnbaren Harzen anderer Arten erzielt werden. Im Hinblick auf den Umstand, daß die IC-Karte eine glatte Oberfläche ohne Unebenheiten zeigen soll, ist es jedoch an zustreben, ein Harz zu verwenden, das nach der Ausdehnung und Aushärtung gegen elastische Verformung widerstandsfähig ist.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist erfindungsgemäß in der Schaltungsplatte bzw. Leiterplatte, an der das Funkti onsteil angebracht ist, eine Durchgangsöffnung geformt, die den Rand der Einbauaussparung für die Batterie bildet, und diese Leiterplatte ist in den Gießharzteil derart eingebet tet, daß ihre Rückfläche freiliegt. Die Batterie-Einbauaus sparung ist in dem Gießharzteil entsprechend der Durch gangsöffnung der Leiterplatte geformt und die elektrische Verbindung der Leiterplatte mit der Batterie ist in der Ausnehmung oder in den Ausschnitten der Leiterplatte herge stellt, wodurch eine dünne Integrationsschaltungskarte mit einer glatten Oberfläche ohne Unebenheiten hergestellt ist.

Da die Batterie in die Einbauaussparung eingesetzt wird, nachdem der Gießharzteil geformt wurde, wird die Batterie nicht durch die Wärme geschädigt, die während des Vergie ßens mit dem Harz erzeugt wird.

Da ferner die Batterie-Einbauaussparung durch Harzguß ge formt wird, kann sie in eine gewünschte Form entsprechend der Form der Batterie gebracht werden.

Außerdem kann durch das Ausfüllen des Zwischenraums zwi schen der Batterie und der Einbauaussparung mit ausdehn barem Harz die Oberfläche der Karte noch glatter gemacht werden. Weiterhin wird dadurch auch die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der Batterie und der Lei terplatte verbessert.

Claims

1. IC-Karte mit
einer eingebauten Batterie (4),
einer Leiterplatte (2), bei der an einer Leiterplattenseite ein elektronisches Bauteil (3) angebracht und bei der zumindest an dieser Leiterplattenseite ein Leitermuster ausgebildet ist, und
einem Gießharzteil (7), der als Karte derart geformt ist, daß die Leiterplatte (2) und das elektronische Bauteil (3) darin eingebettet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiterplatte (2) eine Durchgangsöffnung (2a) auf weist, die einen Rand um eine Einbauaussparung (8) für die Aufnahme der Batterie (4) bildet,
die Einbauaussparung (8) für die Aufnahme der Batterie (4) in dem Gießharzteil (7) derart geformt ist, daß die Durchgangsöffnung der Leiterplatte (2) einen Einlaß der Einbauaussparung (8) bildet,
die Leiterplattenseite, an der das elektronische Bauteil (3) nicht angebracht ist, nicht vergossen ist, und
über eine Batterieanschlußvorrichtung (20, 40) die Batterie (4) elektrisch mit dem Leitermuster auf der Leiterplatte (2) verbunden ist und die Batterie (4) in der Einbauaussparung (8) befestigt ist.

2. IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Batterieanschlußvorrichtung eine Vertiefung (2c), die an dem Rand der Durchgangsöffnung (2a) der Leiterplatte (2) geformt ist und die zu dem Gießharzteil (7) hin eingerückt ist, mindestens zwei
Batterieanschlußelektroden (20), die in der Ausnehmung angebracht sind und elektrisch mit dem Leitermuster auf der Leiterplatte (2) verbunden sind, und mindestens zwei Batterieanschlüsse (40) aufweist, die die Batterie (4) elektrisch mit den Batterieanschlußelektroden verbinden, wobei die Elektroden und die Anschlüsse miteinander elektrisch durch ein leitendes Material (41) in der Vertiefung (2c) verbunden sind.

3. IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieanschlußvorrichtung mindestens zwei Ausschnitte (2e), die an dem Rand der Durchgangsöffnung (2a) der Leiterplatte (2) ausgebildet sind, mindestens zwei Batterieanschlußelektroden (20), die elektrisch mit dem Leitermuster auf der Leiterplatte (2) verbunden sind und die sich von der mit dem elektronischen Bauteil (3) bestückten Leiterplattenseite weg in die Ausschnitte (2e) erstrecken, und mindestens zwei Batterieanschlüsse (40) aufweist, die die Batterie (4) in der Einbauaussparung (8) halten und sie elektrisch mit den
Batterieanschlußelektroden (20) verbinden, wobei die Batterieanschlußelektroden (20) und die
Batterieanschlüsse (40) miteinander elektrisch über ein leitendes Material (41) in den Ausschnitten (2e) verbunden sind.

4. IC-Karte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieanschlußelektroden (20) kuppelförmige Elektroden sind, die zu dem Gießharzteil (7) hin eingedrückt sind und die sich derart erstrecken, daß sie die Ausschnitte (2e) an derjenigen Seite überdecken, an der das elektronische Bauteil (3) angebracht ist.

5. IC-Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieanschlußvorrichtung mindestens zwei Vorsprünge (2f, 2g), die einen Teil der Leiterplatte (2) bilden und sich derart in die Einbauaussparung (8) des Gießharzteiles (7) erstrecken, daß sie mit der Batterie (4) in Berührung kommen, und Batterieanschlußelektroden (20) aufweist, die an der der Batterie zugewandten Seite der Vorsprünge angebracht sind und mit der Batterie in Kontakt kommen.

6. IC-Karte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenraum zwischen der Einbauaussparung (8) und der Batterie (4) mit zu einem Schaumkörper aufgeblähten Harz (90) derart gefüllt ist, daß das Harz (90) eine mit der Leiterplatte (2) bündige glatte Oberfläche zeigt.

7. IC-Karte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Schmuckblatt (6) mit zwei Seiten, das an der Leiterplattenfläche angebracht ist, an der kein elektronisches Bauteil (3) angebracht ist, wobei die Leiterplatte (2) mit dem daran angebrachten elektronischen Bauteil (3) und das Schmuckblatt (6) in den Gießharzteil (7) so eingebettet sind, daß von dem Schmuckblatt eine Seite freiliegt, die zusammen mit dem Gießharzteil (7) eine glatte Oberfläche bildet.

8. Verfahren zum Herstellen einer IC-Karte mit einer einge bauten Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leiterplatte (2), bei der an einer Leiterplattenseite ein elektronisches Bauteil (3) angebracht und bei der zumindest an dieser Leiterplattenseite ein Leitermuster ausgebildet ist, eine Durchgangsöffnung (2a) geformt wird, die einen Rand einer Batterie-Einbauaussparung (8) bildet,
daß unter Verwendung einer Gußform (100, 101; 100, 102) ein kartenförmiger Gießharzteil gebildet wird, in dem die Leiterplatte (2) und das elektronische Bauteil (3) derart eingebettet sind, daß die Leiterplattenseite nicht vergossen ist, an der das elektronische Bauteil (3) nicht angebracht ist, wobei durch einen an der Gußform (100, 101; 100, 102) ausgebildeten Vorsprung (101a; 102a) die Batterie-Einbauaussparung (8) derart geformt wird, daß deren Rand durch die Durchgangsöffnung der Leiterplatte (2) gebildet ist, und
daß die Batterie (4) in die Batterie-Einbauaussparung (8) eingesetzt und elektrisch mit der Leiterplatte (2) ver bunden wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rand der Durchgangsöffnung an derjenigen Seite der Leiterplatte (2), an der das elektronische Bauteil (3) nicht angebracht ist, mindestens zwei Batterieanschlußelektroden (20) ausgebildet werden, wobei bei dem Harzguß durch einen anderen Vorsprung (101b) der Gußform derjenige Teil der Leiterplatte (2), an dem die Batterianschlußelektroden (20) ausgebildet sind, zu dem Gießharzteil (7) hin gedrückt wird und wobei bei dem Einsetzen der Batterie (4) jeweils ein Ende von Batterieanschlüssen (40) für das Verbinden der Elektroden mit der Batterie (4) durch ein leitendes Material (41) mit den Elektroden in der eingedrückten Vertiefung verbunden wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Formen der Durchgangsöffnung (2a) ferner ein Schlitz (2d) an jeder Seite des Abschnittes gebildet wird, an welchem an der Leiterplatte (2) bei dem Harzguß die Vertiefung (2c) geformt werden soll.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Formen der Durchgangsöffnung (2a) an dem Rand der Durchgangsöffnung der Leiterplatte (2) mindestens zwei Ausschnitte und ferner mindestens zwei Batterieanschlußelektroden (20) gebildet werden, die sich von der mit dem elektronischen Bauteil (3) bestückten Leiterplattenseite weg, in der Weise erstrecken, daß sie die Ausschnitte (2e) an der Seite überdecken, an der das elektronische Bauteil (3) angebracht ist, wobei bei dem Harzguß durch andere Vorsprünge (102b) der Gußform (102) das Eindringen des Gießharzes in die Ausschnitte (2e) verhindert wird und wobei bei dem Einsetzen der Batterie (4) jeweils ein Ende von Batterieanschlüssen (40) für das Verbinden der Batterie (4) mit den Elektroden durch ein leitendes Material (41) mit den Elektroden in den Aus schnitten (2e) verbunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die bei dem Formen der Durchgangsöffnung (2a) ausgebildeten Elektroden kuppelförmig zu dem Gießharzteil (7) hin gedrückt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Formen der Durchgangsöffnung (2a) eine Durchgangsöffnung ausgebildet wird, die mindestens zwei Vorsprünge (2g, 2f) hat, die einen Teil der Leiterplatte (2) bilden und sich zu der Mitte der Durchgangsöffnung (2a) hin erstrecken, wobei die Vorsprünge (2g, 2f) Batterieanschlußelektroden (20) haben, die sich derart erstrecken, daß sie mit der Batterie (4) in Kontakt kommen, und wobei bei dem Harzguß durch einen an der Gußform für das Formen der Batterie-Einbauaussparung ausgebildeten Vorsprung die Vorsprünge mit den Batterieanschlußelektroden (20) entlang der Innenseite der Batterie-Einbauaussparung (8) gebogen werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch einen Batterieeinbettungsschritt, bei dem nach Harzguß in die Batterie-Einbauaussparung (8) ein zu einem Schaumkörper aufblähbares Harz (90) eingebracht wird und nach dem Einsetzen der Batterie (4) die Karte mit der eingesetzten Batterie (4) an beiden Seiten durch Preßplatten (103, 104) festgehalten und in diesem Zustand die Aufblähung des nicht aufgeblähten Harzes (90) hervorgerufen wird, damit das Harz (90) einen Zwischenraum zwischen der Batterie-Einbauaussparung (8) und der Batterie (4) füllt und dadurch die Batterie einbettet, wobei das Harz eine glatte Oberfläche bildet, die mit der Leiterplatte (2) bündig ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anbringen eines Schmuckblattes (6) an der Leiterplattenseite, an der das elektronische Bauteil (3) nicht angebracht ist, bei dem Harzguß eine Gußform verwendet wird, die an derjenigen Seite des Gießharzteiles, an der die Leiterplatte (2) angeordnet ist, mit einer Tiefe, die gleich der Dicke des Schmuckblattes (6) ist, eine Einsetzausnehmung für das Schmuckblatt (6) bildet, in die das Schmuckblatt eingesetzt wird und in der es befestigt wird.