DE69617753T2

DE69617753T2 - Verfahren zur herstellung von gedruckten schaltungen sowie nach diesem verfahren hergestellte gedruckte schaltung

Info

Publication number: DE69617753T2
Application number: DE69617753T
Authority: DE
Inventors: Francois Droz
Original assignee: NID SA
Current assignee: NID SA
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: IL128055A0; AU717462B2; EP0913076A1; JP2000515683A; WO1998004105A1; DE69617753D1; ATE210365T1; ZA976339B; US6176010B1; IL128055A; AU6297196A; ES2168490T3; EP0913076B1; HUP9903550A3; DK0913076T3; HUP9903550A2

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für gedruckte Schaltungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ausserdem betrifft die vorliegende Erfindung auch eine gedruckte Schaltung, zum Beispiel eine Induktionsspule, deren Windungen aus Leiterbahnen der gedruckten Schaltung bestehen, die nach diesem Verfahren hergestellt wurde.

Stand der Technik

In der Chipkarten- und Transpondertechnik ist es oft erwünscht, einem elektronischen Schaltkreis, zum Beispiel einem auf eine bestückte Leiterplatte montierten integrierten Schaltkreis, eine Induktionsspule beizugesellen. Eine solche Konfiguration wird zum Beispiel in WO-91/19302 beschrieben. Die Spule wird allgemein durch Wicklung eines Drahts um einen Kern realisiert. Solche Spulen sind in ihrer Realisierung kompliziert und daher verhältnismässig teuer. Ausserdem verursacht die Verbindung zwischen der gedruckten Schaltung und der Spule bestimmte zusätzliche Montageschwierigkeiten und birgt Probleme der Zuverlässigkeit in sich, insbesondere wenn diese Elemente auf einer Chipkarte integriert werden, die gegen Verformungen und mechanische Beanspruchungen keinen wirksamen Schutz bietet. Ausserdem birgt die Dicke der Spule auch häufig ein Problem in sich, wenn sie in eine miniaturisierte Vorrichtung oder in eine Chipkarte integriert werden soll, bei der man die standardisierte Dicke von 0,76 mm bewahren möchte.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, kennt man auch Vorrichtungen, in denen die Induktionswindungen direkt durch Leiterbahnen der gedruckten Schaltung dargestellt werden. Die gedruckten Leiterbahnen von Schaltungen werden allgemein photochemisch hergestellt, wobei zahlreiche teure Arbeitsgänge erforderlich sind und umweltschädliche Produkte verwendet werden.
Die US-4 555 291 beschreibt ein im wesentlichen mechanisches Herstellungsverfahren für gedruckte Schaltungen. Eine dünne Metallfolie wird im voraus in Gestalt einer Spirale ausgeschnitten. Die verschiedenen Windungen werden nicht völlig getrennt, um die ausgeschnittene Spirale zu versteifen. Die Spirale wird sodann auf einer Folie aus isolierendem Material befestigt, und eine zweite Schneidevorrichtung wird betätigt, um die Verbindungen zwischen den Windungen zu entfernen und einen induktiven Kreis zu hinterlassen.
Diese Lösung ist kompliziert in ihrer Anwendung und erfordert insbesondere zwei getrennte Schneidevorgänge. Die Dicke der vorgeschnittenen Metallfolie muss dafür genügen, dass diese transportiert werden kann, ohne sich zu verformen oder zu reissen; auch muss die Breite der Windungen und der zwischen den Windungen ausgeschnittenen Zwischenräume dafür genügen, um ein Mindestmass an Steifigkeit der Folie zu gewährleisten, bevor sie als eine Schicht auf den nichtleitenden Träger gebracht wird.
Man kennt weitere Herstellungsverfahren für gedruckte Schaltungen, die von einer Kunststofffolie ausgehen, die mit einer oberflächlichen Leiterschicht bedeckt ist, in denen die verschiedenen Leiterbahnen durch mechanische Prägung der benannten Leiterschicht abgegrenzt werden, die mit Hilfe einer Prägeform erfolgt. Zum Beispiel beschreiben FR-2 674 724, GB-1 138 628 oder US-4 356 627 Varianten eines solchen Verfahrens. Es ist schwierig, Leiterbahnen sehr geringer Breite mit solchen Prägetechniken zu erlangen. Ausserdem muss die Kunststofffolie genügend dick sein, um den Prägedruck auszuhalten und selbst in den durch die Prägeform niedergedrückten Bereichen genügend steif zu bleiben.
Andere, bekannte Herstellungsverfahren für gedruckte Schaltungen, die von einer mit einer oberflächlichen Leiterschicht bedeckten Kunststofffolie ausgehen, umfassen eine Abgrenzung der verschiedenen, die gedruckte Schaltung darstellenden Leiterbahnen durch Fräsen der oberflächlichen Schicht der gedruckten Schaltung (siehe DE-33 30 738 und US-4-138 924). Die Zwischenräume zwischen den Leiterbahnen haben daher notwendigerweise eine ziemlich erhebliche Breite, die mindestens der Breite des Fräswerkzeugs entspricht. Es ist daher nicht möglich, eine optimale Leiterbahnendichte zu erzielen. Ausserdem erzeugt das Fräsen Späne, die sorgfältig entfernt werden müssen, um eventuelle Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnen zu vermeiden. Wenn die oberflächliche Metallschicht aus einem teuren Material wie zum Beispiel Silber besteht, wird Material verschwendet.
In der DE-27 58 204 wird ein Herstellungsverfahren für Schaltkreise, insbesondere induktive Kreise, in Gestalt von gedruckten Schaltungen beschrieben, worin die verschiedenen, die Windungen der Spule darstellenden Leiterbahnen durch thermomechanische Bearbeitung einer mit einer oberflächlichen Metallschicht überzogenen Kunststofffolie abgegrenzt werden. Eine geheizte Metallspitze (3) dringt durch die oberflächliche Metallschicht und bringt gleichzeitig einen Teil der Kunststoffschicht unter dem Metall zum Schmelzen.
Dieses Verfahren ist spezieller dafür geeignet, verschiedene Arten von Vorrichtungen zu realisieren oder Spulen zu schaffen, deren Dicke nicht kritisch ist. Die Kunststoffschicht (1) muss genügend dick sein, um von der Spitze (3) eingekerbt und gleichzeitig erhitzt zu werden, ohne völlig durchstossen zu werden. Die Einstellung der Temperatur der Spitze birgt zusätzliche Probleme in sich; ausserdem muss die Metallspitze (3) genügend langsam bewegt werden, damit der Kunststoff Zeit hat zu schmelzen. Dieses Verfahren ist daher ungeeignet, um Spulen herzustellen, die zum Beispiel in Chipkarten integriert werden sollen und deren Dicke ebenso wie die Herstellungskosten und -zeit auf ein Minimum beschränkt werden müssen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen vorzuschlagen, insbesondere für den Einsatz bei der Herstellung von Induktionsspulen für Chipkarten, deren Windungen aus Leiterbahnen der gedruckten Schaltung bestehen.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Nach einem Aspekt der Erfindung wird dieses Ziel mit Hilfe eines Herstellungsverfahrens für eine Elektronikbaugruppe erreicht, wie es durch Anspruch 1 genauer beschrieben wird.
Dieses Verfahren gestattet es, die erwähnten Nachteile von Verfahren des Standes der Technik zu vermeiden.
Überdies gestattet es dieses Verfahren, eine gedruckte Schaltung von bemerkenswerter Planheit zu erhalten. Wenn die gedruckte Schaltung in eine Chipkarte integriert wird, ist es daher leichter, die Aussenseiten der Karte streng plan zu gestalten, was namentlich den Aufdruck eventueller Muster erleichtert.
Die Erfindung betrifft des weiteren Chipkarten, die eine mit diesem Verfahren hergestelle Elektronik-Baugruppe enthalten.
Abwandlungen der Erfindung, insbesondere solche, wie sie in den abhängigen Ansprüchen beschrieben werden, gestatten es ausserdem, die Dichte der erhaltenen Kreise und/oder die Induktivität der erhaltenen Spulen weiter zu erhöhen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren hervorgehen, in denen veranschaulicht werden:
in Fig. 1 eine Schnittansicht einer nichtleitenden Folie, die mit einer oberflächlichen Leiterschicht überzogen und dafür geeignet ist, mit der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden,
in Fig. 2 eine Schnittansicht eines Prägestempels und einer mit einer oberflächlichen Leiterschicht überzogenen nichtleitenden Folie vor Abgrenzung der Leiterbahnen,
in Fig. 3 eine Schnittansicht einer mit einer oberflächlichen Leiterschicht überzogenen nichtleitenden Folie nach Abgrenzung der Leiterbahnen,
in Fig. 4 eine Schnittansicht einer auf jeder Seite mit einer oberflächlichen Leiterschicht überzogenen nichtleitenden Folie nach Abgrenzung der Leiterbahnen auf beiden Seiten,
in Fig. 5 eine Schnittansicht einer auf einer Seite mit mehreren oberflächlichen Leiterschichten überzogenen nichtleitenden Folie nach Abgrenzung der Leiterbahnen,
in Fig. 6 eine Schnittansicht einer auf einer Seite mit mehreren oberflächlichen Leiterschichten überzogenen nichtleitenden Folie nach Abgrenzung der Leiterbahnen,
in Fig. 7 eine Seitenansicht verschiedener Schneidwerkzeuge, die im Verfahren der Erfindung eingesetzt werden können,
in Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Chipkarte mit einer gedruckten Schaltung auf nur einer Seite gemäss der Erfindung,
in Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Chipkarte mit einer erfindungsgemässen gedruckten Schaltung, die zwischen zwei Schutzfolien montiert ist,
in Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer gedruckten Schaltung vor dem Falten, die nach einer Variante der Erfindung mit Faltschritt realisiert wurde.
Fig. 1 veranschaulicht eine Schnittansicht einer mit einer oberflächlichen Leiterschicht 2 überzogenen Folie 1. Die Folie 1 besteht bevorzugt aus einem beliebigen nichtleitenden Material, zum Beispiel einem Kunststoff vom PVC-Typ oder aus Karton. Je nach Anwendung wird eine weiche Folie oder im Gegenteil ein steiferes Substrat gewählt werden. Die Folie 1 kann auch aus einem Verbund- oder Mehrschichtenmaterial bestehen, zum Beispiel einem Laminat aus mehreren Kunststoff-, Karton- und/oder Metallschichten.
Die oberflächliche Leiterschicht 2 wird durch ein bekanntes Verfahren auf die Folie 1 aufgebracht und zum Beispiel durch Schweissen oder mit Leim 4 gehalten. Der Leim 4 kann zum Beispiel ein Heiss- oder ein Kaltleim sein; anstelle des Leims 4 kann auch eine doppelseitige Klebefolie oder eine Heissklebefolie verwendet werden. Die Schicht 2 wird aus einem geeigneten Metall hergestellt, zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Silber oder einer leitenden Legierung.
In einer Variante wird die oberflächliche Leiterschicht 2 durch Aufkleben auf eine Metallplatte und nicht auf eine nichtleitende Folie aufgebracht. Dann wird die Isolation zwischen den Leiterbahnen (siehe unten) einzig und allein durch die Schicht aus Leim 4 gewährleistet, der als nichtleitende Folie wirkt. Die Schicht aus Leim 4 muss in diesem Falle elektrisch vollkommen isolierend sein.
Fig. 2 stellt eine Schnittansicht eines Prägestempels 5 über der nichtleitenden Folie vor der Abgrenzung der Leiterbahnen dar. Der Prägestempel 5 hat schneidende Berührungsflächen 6 für die oberflächliche Schicht 2 auf der Kunststofffolie 1.
Der Prägestempel 5 wird durch nicht dargestellte Mittel abgesenkt, und zwar mit einem Druck, der gerade dafür ausreicht, dass die schneidenden Berührungsflächen 6 die oberflächliche Metallschicht 2 durchstossen und zerschneiden. Das Profil der Flächen 6 ist scharf genug, so dass der Stempel feine Einschnitte 7 in die Schicht 2 schneidet, ohne leitendes Material zu entfernen, wie es in den Fräsverfahren geschieht, oder niederzudrücken, wie in den Prägeverfahren des Typs von GB- 1 138 628. Das metallische Material wird hier durch die Flächen 6 eingeschnitten.
Fig. 3 veranschaulicht eine Schnittansicht einer mit einer Metallschicht 2 überzogenen nichtleitenden Folie 1 nach Abgrenzung der Leiterbahnen 8. Man sieht, dass die Einschnitte 7 gerade tief genug sind, um die Metallschicht 2 und die eventuell vorhandene Leimschicht 4 zu durchdringen und eventuell die nichtleitende Kunststoffschicht 1 leicht zu ritzen. In einer Variante durchdringen die Einschnitte 7 nur die oberflächliche Metallschicht vollständig, während der Boden der Einschnitte sich in der Mitte der Leimschicht 4 befindet. Auf diese Weise wird die Kunststofffolie 1 nur so wenig geschwächt, wie es für die Herausarbeitung der Abgrenzungen zwischen den Leiterbahnen 8 notwendig ist, und kann eine minimale Dicke haben.
Um die Dichte der Leiterbahnen 8 auf der gedruckten Schaltung zu optimieren, ist die Breite der Einschnitte 7 so gering wie möglich. Wenn das Substrat 1 besonders weich ist, muss die Breite jedoch genügend gross sein, um jede Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Leiterbahnen 8 zu vermeiden.
Durch eine geeignete Anordnung der Leiterbahnen 8, zum Beispiel als Spirale, können leicht induktive Elemente realisiert werden, deren Windungen aus den Leiterbahnen der gedruckten Schaltung bestehen. Zusätzliche herkömmliche Bearbeitungsschritte, zum Beispiel Bohren und Schweissen, können danach ausgeführt werden, um diskrete Bauteile auf der so realisierten gedruckten Schaltung zu befestigen.
Fig. 4 veranschaulicht eine Schnittansicht einer auf beiden Seiten mit einer oberflächlichen Leiterschicht 2 überzogenen nichtleitenden Folie 1 nach Abgrenzung von Leiterbahnen 8 auf beiden Seiten. Die die Leiterbahnen 8 auf beiden Seiten begrenzenden Einschnitte 7 werden bevorzugt in einem einzigen Arbeitsgang realisiert. Dafür wird die auf beiden Seiten mit einer Leiterschicht 2 überzogene nichtleitende Folie 1 zwischen zwei nicht dargestellte Prägestempel eingespannt, die beide schneidende Berührungsflächen 6 für die Metalloberfläche aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, die Einschnitte 7 auf den beiden Seiten in zwei Arbeitsgängen, eine Seite nach der anderen, anzubringen.
Da das Verfahren der Erfindung selbst mit nichtleitenden Folien 1 von sehr geringer Dicke eingesetzt werden kann, kann man mit dieser Variante sehr einfach kapazitive Elemente realisieren, deren Beläge aus überlagerten metallischen Leiterbahnen der beiden Seiten bestehen. Diese Bauteile können zum Beispiel mit induktiven Elementen kombiniert werden, um LC-Resonanzkreise geringen Volumens darzustellen. Wenn die kapazitive Kopplung zwischen den Leiterbahnen auf den beiden Seiten vermindert werden soll, werden im Gegenteil Muster mit einem Minimum von Überlagerung für die Leiterbahnen auf den beiden Seiten gewählt werden.
Fig. 5 veranschaulicht eine Schnittansicht einer auf einer ihrer Seiten mit mehreren oberflächlichen Leiterschichten überzogenen nichtleitenden Folie nach Abgrenzung der Leiterbahnen. Die nichtleitende Folie 1 ist in diesem Beispiel mit einem ersten Metallfilm 2 überzogen, der durch eine erste Leimschicht 4 gehalten wird. Ein zweiter Metallfilm 2' wird durch eine zweite Leimschicht 4' auf dem ersten Film 2 gehalten. Die zweite Leimschicht 4' wirkt auch als Isolation zwischen den beiden Metallschichten 2 und 2'. Wenn nötig, ist es auch möglich, eine zusätzliche isolierende Schicht zwischen die beiden Metallschichten einzuschieben, zum Beispiel eine zusätzliche Kunststoffschicht. Es ist ausserdem natürlich möglich, mehr als zwei Metallschichten 2, 2' einander zu überlagern.
In dieser Variante ist das zur Abgrenzung der Leiterbahnen 8 eingesetzte Schneidwerkzeug 5 so konzipiert, dass Einschnitte 7' geschnitten werden, die tief genug sind, um in einem einzigen Arbeitsgang alle Metallschichten 2, 2' usw. zu durchdringen. Das von den Leiterbahnen 8 in den verschiedenen Leiterschichten 2, 2' gebildete Muster ist demnach identisch. Indem die verschiedenen Schichten an geeigneten Orten miteinander verbunden werden, zum Beispiel durch metallisierte Löcher, können mit dieser Anordnung Kreise erhöhter Induktivität realisiert werden.
Es ist natürlich auch möglich, Mehrschichtkreise mit Mustern herzustellen, die sich in den verschiedenen Schichten unterscheiden. Fig. 6 veranschaulicht ein Beispiel einer auf ihrer Oberseite mit vier oberflächlichen, mit einem Kleber 4, 4', 4", 4''' voneinander isolierten und gegenseitig fixierten Leiterschichten 2, 2', 2", 2''' überzogenen nichtleitenden Folie 1. Die Tiefe der Einschnitte 7, die in einem einzigen Arbeitsgang durch das Schneidwerkzeug erzeugt werden, ist hier veränderlich; bestimmte Einschnitte 7" dringen zum Beispiel durch alle überlagerten, metallisierten Schichten, während andere (7) nur die oberste Schicht 2''' queren, wieder andere (7') mehrere Schichten 2''', 2" queren, aber nicht alle. Auf diese Weise können verschiedene Leiterbahngeometrien in den verschiedenen Schichten erzeugt werden.
Nur bestimmte Kreise, in denen die Leiterbahnen in den unteren Metallschichten 2 durch Aneinanderreihung einer oder mehrerer Leiterbahnen in den oberen Schichten dargestellt werden, können durch Anbringen der Einschnitte in einer Mehrschichtenfolie in einem einzigen Arbeitsgang erhalten werden. Um Mehrschichtenkreise mit einer völlig freien Geometrie der Leiterbahnen in jeder Schicht zu erhalten, müssen mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsgänge vorgesehen werden:
Aufbringen einer oder mehrerer erster unterer metallisierter Schichten auf eine nichtleitende Folie
Anbringen von die Leiterbahnen abgrenzenden Einschnitten an dieser oder diesen ersten Schichten

Aufbringen von oberen metallisierten Schichten

Anbringen von die Leiterbahnen abgrenzenden Einschnitten an dieser oder diesen oberen Schichten.
Der Fachmann wird verstehen, dass es natürlich möglich ist, die oben angeführten Varianten frei zu kombinieren. Es ist zum Beispiel möglich, Kreise zu realisieren, die auf jeder Seite von mehreren oberflächlichen Leiterschichten überzogen sind.
Das Anbringen der Einschnitte 7, 7', 7" mit Hilfe eines Prägestempels mit schneidenden Berührungsflächen in der oberflächlichen Leiterschicht, wie es oben beschrieben wurde, ist sehr schnell, erfordert aber im voraus die Herstellung eines Prägestempels mit dem Muster der Abgrenzungen zwischen den Leiterbahnen. Diese Lösung empfiehlt sich daher nur für die Herstellung von gedruckten Schaltungen in grossen oder mittleren Serien. Um ein sauberes Ausschneiden der Metallschichten zu gewährleisten, ist es überdies notwendig, von Zeit zu Zeit die Schnittflächen des Prägestempels zu ersetzen oder zu schärfen.
In einer Variante, die sich besonders für die Herstellung kleinerer Serien oder Prototypen eignet, können die Einschnitte 7, 7', 7" mit Hilfe eines herkömmlichen Schneidetisches angebracht werden, wie er zum Beispiel im Zuschnitt von Selbstklebefolien für Werbe- oder andere Zwecke bekannt ist. In diesem Falle wird das Muster der Abgrenzungen zwischen den Leiterbahnen im voraus mit Hilfe eines geeigneten Programms mit Computer gezeichnet, dann in einem elektronischen Speicher gespeichert. Diese Zeichnung wird dann verwendet, um die aufeinanderfolgenden Bewegungen einer Klinge 10 auf dem Schneidetisch zu steuern.
Bestimmte Schneidetische erlauben eine Steuerung der Ausrichtung der Klinge in den Rundungen und/oder Hin- und Herbewegungen der Klinge. Die Gestalt der Klinge 10 muss entsprechend gewählt werden, zum Beispiel unter den Varianten in Fig. 7 und entsprechend der Dicke der zuzuschneidenden Metallschicht. Die Klinge ist scharf genug, um die oberflächliche Schicht ohne Schwund oder Niederdrücken des leitfähigen Materials zu schneiden. Seine Breite ist minimal, um Leiterbahnen 8 von maximaler Breite stehenzulassen. Die Tiefe genügt gerade, um die oberflächliche Metallschicht zu durchdringen, ohne die nichtleitende Schicht 1 übermässig zu schwächen, die daher eine minimale Dicke haben kann. Sofern Einschnitte von unterschiedlicher Tiefe erforderlich sind, zum Beispiel, um Mehrschichtenkreise mit verschiedenen Mustern in den verschiedenen Schichten herzustellen (Fig. 6), muss die Klinge bei jedem gewünschten Tiefenwechsel ausgewechselt werden. Es ist auch möglich, einen Schneidetisch zu verwenden, der mit mehreren Klingenhaltern ausgestattet ist, die mit Klingen verschiedener Tiefe versehen sind, oder Mittel vorzusehen, um die Eindringtiefe der Klinge zu steuern.
Je nach der Breite der Einschnitte 7 und der Verformbarkeit des Substrats 1 besteht die Gefahr, dass sich elektrische Kontakte zwischen benachbarten Leiterbahnen 8 bilden, wenn Einschnitte sich bei Deformation der gedruckten Schaltung wieder schliessen. Wenn nötig, kann irgendein Kunststoff oder Thermoplast in die Einschnitte 7 eingesetzt oder eingegossen werden, um eine elektrische Trennung der Bahnen unter allen Bedingungen zu garantieren.
Die Erfindung empfiehlt sich insbesondere für die Herstellung von gedruckten Schaltungen, deren Dicke und eventuell deren Gewicht auf ein Minimum reduziert werden sollen. Zum Beispiel ist dieses Verfahren ideal für gedruckte Schaltungen, die für Chipkarten bestimmt sind. Fig. 8 veranschaulicht ein erfindungsgemässes Beispiel einer Chipkarte 20.
Die Chipkarte besteht aus einer erfindungsgemässen gedruckten Schaltung 21 mit nur einer Seite, zum Beispiel einer der in den Fig. 3, 5 oder 6 veranschaulichten Varianten entsprechend, und aus einer oberen Schutz- und Dekorfolie 22. Die Unterseite der Folie 21, die keine Leiterbahnen aufweist, kann gleichfalls bedruckt werden. Die gedruckte Schaltung 21 besteht aus einem genügend steifen Substrat 1 und aus einer oder mehreren oberflächlichen Leiterschichten 2, 2' usw. Einschnitte 7 sind nach dem oben beschriebenen Verfahren so in der Leiterschicht angebracht worden, dass eine spiralförmige Leiterbahn 8, die ein induktives Element 23 darstellt, abgegrenzt wird. Die Anzahl der Windungen wird in Abhängigkeit von der gewünschten Induktivität ausgewählt. Da das erfindungsgemässe Bearbeitungsverfahren Einschnitte 7 minimaler Breite zwischen den Windungen 8 erzeugt, kann auf einer gegebenen Oberfläche ein Maximum von Windungen untergebracht und folglich eine erhöhte Induktivität erhalten werden. Um die Induktivität noch weiter zu erhöhen, wird bevorzugt ein Kreis mit mehreren Leiterschichten 2, 2' usw. gemäss dem Beispiel der Fig. 5 oder 6 gewählt.
Ein Lager 24 ist in einem Abschnitt der unteren Folie 21, der nicht von Leiterbahnen 8 besetzt ist, vorgesehen, in diesem Beispiel im Inneren des induktiven Elements 23. Ein integrierter Schaltkreis 25 ist in diesem Lager 24 befestigt, und mit den beiden Enden des induktiven Elements 23 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Kreis 25 und dem inneren Abschnitt des induktiven Elements 23 kann direkt hergestellt werden. Die Verbindung mit dem äusseren Abschnitt des induktiven Elements 23 muss hingegen vermittels einer Brücke 26 über die Windungen 8 hergestellt werden. Die Brücke 26 kann zum Beispiel aus einem einfachen Draht bestehen, der über oder unter den Leiterbahnen 8 angeschweisst ist. Im Falle eines Kreises mit mehreren Leiterschichten ist es ferner möglich, eine der metallisierten Schichten 2, 2' usw. dazu zu benutzen, die Brücke 26 zu bilden. Schliesslich kann die Brücke vor dem Aufbringen der Leiterschichten 2 in das Substrat 1 integriert werden.
Je nach der gewünschten Anwendung und dem auf der Karte verbleibenden, verfügbaren Platz können ausser dem integrierten Schaltkreis 25 und dem induktiven Element 23 noch andere Bauteile in die gedruckte Schaltung 21 integriert werden. Zum Beispiel ist es möglich, einen (nicht dargestellten) Akkumulator auf der Schaltung unterzubringen, der von aussen über das induktive Element 23 aufgeladen werden kann. Diese anderen Bauteile werden idealerweise untereinander und mit den Elementen 23 und 25 durch Leiterbahnen verbunden, die in der oben beschriebenen Weise aus der oder den oberflächlichen Leiterschichten 2 herausgearbeitet worden sind.
Nach Anbringen der Einschnitte 7 und Verbindung der verschiedenen Bauteile miteinander wird die obere Schutzfolie 22 auf die untere Folie 21 gelegt und durch bekannte Mittel, zum Beispiel Kleben, zusammengefügt. Zum Beispiel wird man einen Heissleim wählen, der beim Schmelzen die Einschnitte 7 ausfüllt und so die erwähnten Gefahren von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Leiterbahnen unterbindet.
Der Fachmann wird hier feststellen, dass im Gegensatz zu den meisten bekannten Verfahren des Standes der Technik die Herstellung der Leiterbahnen 8 auf der gedruckten Schaltung durch das erfindungsgemässe Verfahren bemerkenswert wenige oberflächliche Unregelmässigkeiten erzeugt, die ausserdem durch den Leim ausgeglichen werden. Es ist daher verhältnismässig leicht, die obere Folie 22 aufzubringen und eine streng ebene Aussenseite zu erhalten.
Das Lager 24 für den integrierten Schaltkreis 25 in der unteren Folie 21 kann, wenn erforderlich, durch ein entsprechendes Lager in der oberen Folie 22 ergänzt werden. Es ist auch möglich, auf das Lager 24 in der unteren Folie 21 zu verzichten und ein entsprechendes, tieferes Lager in der oberen Folie 22 zu verwenden. In einer Variante sind die obere Folie 22 und/oder die untere Folie 21 anstelle eines Lagers mit einem Fenster versehen, durch das der Kreis 25, die Anschlusslaschen des Kreises 25 oder mit dem Kreis 25 verbundene Kontakte von ausserhalb der Karte sichtbar werden.
Die Fig. 9 veranschaulicht ein zweites erfindungsgemässes Beispiel einer Chipkarte 30.
In diesem Beispiel besteht die Karte aus einer gedruckten Schaltung 31, zum Beispiel einer doppelseitigen gedruckten Schaltung nach dem Beispiel der Fig. 4, die zwischen einer unteren Schutzfolie 27 und einer oberen Schutzfolie 22 montiert ist. Die Folien 22 und 27 sind durch irgendein bekanntes Mittel mit der gedruckten Schaltung 31 zusammengefügt, zum Beispiel Kleben, und dann eventuell bedruckt. In dieser Variante hat die gedruckte Schaltung 31 bevorzugt eine minimale Dicke, obwohl sie falls erforderlich auf jeder Seite mehrere Leiterschichten trägt. Lager 28 bzw. 29 sind also für den integrierten Schaltkreis 25 in der unteren Folie 27 und in der oberen Folie 22 vorgesehen. Natürlich ist es je nach Anwendung ebenfalls möglich, ein einziges Lager 28 oder 29 zu verwenden und/oder zumindest eines der Lager 28 oder 29 durch ein Fenster zu ersetzen, das es gestattet, von ausserhalb der Karte auf den Kreis 25 oder auf an den Kreis 25 angeschlossene Kontakte zuzugreifen.
Es versteht sich von selbst, dass die Variante der Fig. 9 auch auf einseitige gedruckte Schaltungen 21 anwendbar ist.
Andere Verfahren können für die Montage von Chipkarten mit gedruckten Schaltungen der Erfindung verwendet werden, zum Beispiel die Verfahren, die den Gegenstand der Patentanmeldung WO-94/22111 bilden, deren Text hier durch Bezugnahme einbezogen wird, oder eines der Verfahren des Standes der Technik, die in dieser Anmeldung erwähnt wurden.
Fig. 10 veranschaulicht eine gedruckte Schaltung in einem Zwischenstadium der Herstellung in einer Verfahrensvariante, die dazu bestimmt ist, die Verbindung zwischen dem Kreis 25 und dem äusseren Abschnitt 26 des induktiven Elements 23 zu erleichtern. Diese Variante ist zum Beispiel für Sicherheitsetiketten bestimmt, mit denen Waren geschützt werden, lässt sich aber auch auf Chipkarten und andere Vorrichtungen anwenden. Eine gedruckte Schaltung mit einem Abschnitt in Gestalt eines induktiven Elements 23 wird in der oben beschriebenen Weise auf einem verformbaren Substrat 1 herausgearbeitet, zum Beispiel auf einem Kartonträger. Das induktive Element 23 nimmt nur etwa die Hälfte der ganzen Oberfläche des Substrats 1 ein. Eines der Enden 26 des induktiven Elements 23 ist über die andere Hälfte der Folie 21 hinweg verlängert. Dieses Ende kann zum Beispiel aus einem diskreten Draht bestehen, der mit dem äusseren Abschnitt des induktiven Elements 23 verschweisst ist. In einer Variante ist dieses Ende 26 in der oben beschriebenen Weise durch Ausschneiden aus der oberflächlichen Leiterschicht 2 herausgearbeitet. Der auf dieser Hälfte der Folie 21 verbleibende Teil der oberflächlichen Schicht 2 kann dann abgezogen werden, wobei nur das Ende 26 zurückbleibt.
Ein elektronisches oder elektrisches Element 25 wird in einem nicht durch die Leiterbahnen eingenommenen Bereich der Folie 21 montiert, in diesem Beispiel im Inneren des induktiven Elements 23. Das Element 25 kann zum Beispiel ein integrierter Schaltkreis oder eine Sicherung sein. Es wird mit dem inneren Abschnitt des induktiven Elements 23 durch eine Leiterzunge 51 verbunden. Ausserdem wird das Element 25 mit einer zweiten Leiterzunge 52 verbunden, die dazu bestimmt ist, die Verbindung mit dem Ende 26 des induktiven Elements 23 herzustellen.
Nach Anbringen der Leiterbahnen, die die Wicklung darstellen, und Montage des Elements 25 wird die durch die Leiterbahnen besetzte Hälfte der Folie 21 durch eine (nicht dargestellte) isolierende Schicht bedeckt. Dazu kann das induktive Element 23 zum Beispiel durch eine isolierende Lackschicht oder eine isolierende Klebefolie überdeckt werden. Die Kontaktzone 52 wird aber nicht von der isolierenden Schicht bedeckt.
Die Folie 21 wird sodann entlang einer Faltachse 53 so zusammengefaltet, dass die beiden erwähnten Hälften sich übereinander legen. Das Ende 26 des induktiven Elements 23 wird so in elektrischen Kontakt mit der Kontaktzunge 52 gebracht. So wird auf sehr einfache Weise eine Verbindung zwischen dem äusseren Abschnitt des induktiven Elements 23 und dem Element 25 hergestellt. Die beiden übereinandergefalteten Hälften der Folie 21 können zum Beispiel durch Kleben aneinander befestigt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren empfiehlt sich auch in vollkommener Weise für die Herstellung von biegsamen gedruckten Schaltungen. Solche Schaltungen werden zum Beispiel eingesetzt, um flexible Kontaktelemente herzustellen. Ausserdem eignet sich das Verfahren immer dann in vollkommener Weise, wenn eine maximale Leiterbahnendichte auf der Oberfläche der gedruckten Schaltung erreicht werden soll.
Der Fachmann wird ausserdem erkennen, dass dieses Verfahren auch in Verbindung mit jedwedem anderen, bekannten Verfahren der Herstellung gedruckter Schaltungen verwendet werden kann. Es ist zum Beispiel möglich, Karten herzustellen, auf denen ein Teil der Leiterbahnen zum Beispiel elektrochemisch realisiert oder abgegrenzt wird und die übrigen Bahnen auf die in den Ansprüchen beschriebenen Weise herausgearbeitet werden.
Der Fachmann wird erkennen, dass der Ausdruck 'gedruckte Schaltung' in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen übereinkunftsgemäss verwendet wird, obwohl die Erfindung auf Schaftkreise überhaupt sowie auf ohne einen Druckschritt im gewöhnlichen Sinne realisierte Karten anwendbar ist.

Claims

1. Herstellungsverfahren für ein elektronisches Bauteil (20), die folgenden Schritte umfassend:

- Abgrenzung der verschiedenen Leiterbahnen (8) einer gedruckten Schaltung (21; 31) in einer mit einer oberflächlichen Leiterschicht (2) überzogenen nichtleitenden Folie (1) durch mechanische Bearbeitung der benannten oberflächlichen Leiterschicht mit Hilfe eines scharfen Schneidwerkzeugs (5, 10), das es gestattet, Einschnitte (7, 7', 7"), die die benannten Leiterbahnen trennen, ohne Schwund oder Niederdrücken des Leitermaterials dadurch zu schneiden, indem ein seitlicher Druck auf zumindest eine Seite der benannten Leiterbahnen ausgeübt wird,

- Anschluss von zumindest einem elektronischen Bauteil (25) auf den benannten Leiterbahnen (8),

- Anfügen von zumindest einer Schutzfolie (22; 27) auf die benannte gedruckte Schaltung (21; 31).

2. Verfahren gemäss dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte nichtleitende Folie (1) von mehreren gegenseitig isolierten, übereinanderliegenden oberflächlichen Leiterschichten (2, 2', 2", 2''') überzogen ist und dass die benannten Einschnitte (7, 7', 7"), die die Leiterbahnen (8) trennen, so angebracht werden, dass sie mehrere übereinanderliegende Leiterschichten durchdringen.

3. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite der benannten nichtleitenden Folie (1) von einer oder mehreren übereinanderliegenden oberflächlichen Leiterschichten (2, 2', 2", 2''') überzogen ist, wobei verschiedene Leiterbahnen (8) auf jeder Seite durch Anbringen von Einschnitten (7, 7', 7") in diesen Leiterschichten abgegrenzt werden.

4. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das benannte Schneidwerkzeug ein Prägestempel (5) ist, der schneidende Berührungsflächen (6) für die oberflächliche Leiterschicht (2; 2''') aufweist.

5. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das benannte Schneidwerkzeug ein Messer oder eine Klinge (10) ist, das gemäss einem im voraus in einem elektronischen Speicher aufgezeichneten Muster nacheinander die die Leiterbahnen (8) trennenden Einschnitte (7, 7', 7") schneidet.

6. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem einen Schritt umfasst, in die benannte Folie ein Lager (24) einzuarbeiten, das dazu bestimmt ist, ein an die benannten Leiterbahnen (8) angeschlossenes elektronisches Bauteil (25) unterzubringen.

7. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem einen Schritt umfasst, einen Teil der Leiterbahnen (8) durch eine isolierende Schicht abzudecken, sowie einen Schritt, die benannte elektrische Folie um eine Faltachse (53) so zusammenzufalten, dass zumindest eine elektrische Brücke (26) zwischen den Abschnitten (26, 52) der nicht durch die benannte isolierende Schicht abgedeckten elektrischen Bahnen (8) geschaffen wird.

8. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte, zumindest eine Schutzfolie (22; 27) durch Kleben auf die benannte gedruckte Schaltung (21; 31) aufgebracht wird.

9. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt der Einfügung von Material in die benannten Einschnitte (7) umfasst, um eine elektrische Trennung der verschiedenen Leiterbahnen (8) zu gewährleisten.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte, zumindest eine Schutzfolie (22; 27) durch Heisskleben auf die benannte gedruckte Schaltung (21; 31) aufgebracht wird.

11. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt, in der benannten, zumindest einen Schutzfolie ein Fenster herzurichten, das Zugriff auf das elektronische Bauteil oder auf die mit dem benannten elektronischen Bauteil verbundenen Kontakte von ausserhalb der Karte gestattet.

12. Chipkarte (20; 30) mit einer elektronischen Baugruppe, die nach dem Verfahren eines der vorangehenden Ansprüche hergestellt wurde.

13. Chipkarte (20) gemäss dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte gedruckte Schaltung (21) eine Schaltung ist, die Leiterbahnen nur auf einer ersten Seite umfasst, wobei die benannte Seite von einer Schutzfolie (22) überdeckt ist und die der benannten Seite gegenüberliegende Seite der gedruckten Schaltung (21) eine Aussenseite der benannten Chipkarte ist.

14. Chipkarte (30) gemäss dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte gedruckte Schaltung (31) eine Schaltung ist, die Leiterbahnen auf beiden Seiten umfasst, und dass sie zwischen einer unteren Schutzfolie (27) und einer oberen Schutzfolie (22) montiert ist.