BR102012004272A2

BR102012004272A2 - Cartão incorporando um transponder

Info

Publication number: BR102012004272A2
Application number: BR102012004272-0A
Authority: BR
Inventors: Francois Droz
Original assignee: Nagraid Sa
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2014-01-07
Also published as: EP2492847A1; JP2012178157A; CN102708392A; KR20120098496A; RU2012106579A; US20120217309A1; MA34991B1; AU2012200788A1; IL218092A0; MX2012002345A; CA2767698A1; AR085493A1; SG183645A1

Abstract

CARTÃO INCORPORANDO UM TRANSPONDER Cartão incorporando um transponder, que compreende uma unidade eletrônica e uma antena ligada eletricamente a esta unidade eletrônica, em que esta antena é formada por uma faixa condutora sem isolamento, a qual é disposta sobre um suporte de isolamento. A faixa condutora define pelo menos um enrolamento e tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, respectivamente, localizadas em ambos os lados deste pelo menos um enrolamento. A unidade eletrônica é disposta dentro ou fora deste pelo menos um enrolamento sobre o lado da referida primeira extremidade, à qual está ligada eletricamente. A segunda extremidade da faixa condutora é eletricamente ligada à unidade eletrônica por um fio elétrico equipado com uma bainha de isolamento cruzando referido pelo menos um enrolamento, em que a primeira e segunda partes de extremidades deste fio elétrico são pelo menos parcialmente despidas para assegurar contatos elétricos necessários para a ligação elétrica entre a referida segunda extremidade da faixa condutora e a unidade eletrônica.

Description

I CARTÃO INCORPORANDO UM TRANSPONDER

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção relaciona-se com o campo de cartões eletrônicos compreendendo um transponder formado a partir de uma unidade eletrônica e uma antena com pelo menos um enrolamento. Outros elementos eletrônicos podem também ser incorporados em tais cartões. 0 termo cartão é entendido para significar não só cartões de plástico em formato de banco e outros cartões estendendo em um plano geral principal com qualquer tipo de contorno, mas também fichas, bilhetes, rótulos etc. Em particular, a presente invenção relaciona-se a cartões de acesso ou cartões RFID equipados com um transponder que permite que eles sejam identificados remotamente por um leitor de radiofreqüência (RF).

FUNDAMENTO TECNOLÓGICO

Transponders foram integrados em cartões eletrônicos com antenas tipo bobinas por muitos anos. Em particular, a antena de bobina é formada por uma faixa condutora sem

2 0 isolamento (isto é, em que a face oposta suporte de isolamento não é coberta por uma película isolante ou laca antes da formação de ligações elétricas da antena para a unidade elétrica). A faixa condutora é disposta sobre um suporte de isolamento definindo alguns enrolamentos que são 25 separados um do outro. Esta faixa condutora pode ser depositada por uma técnica de impressão ou ser gravada em uma folha condutora em primeiro lugar depositada sobre o suporte de isolamento.

Um problema que tem sido desde há muito conhecido na produção de cartões eletrônicos do tipo descrito acima vem do fato de as duas extremidades da antena de bobina estarem localizadas, respectivamente, em ambos os lados dos enrolamentos, o que coloca um problema em eletricamente ligar estas duas extremidades para a unidade eletrônica.

5 Várias soluções já foram propostas. Em particular, tem sido proposto organizar a unidade eletrônica acima dos enrolamentos, mas tal técnica só é concebível em casos particulares com uma unidade eletrônica relativamente grande ou uma bobina com poucos enrolamentos. A formação do 10 cartão não é tão simples porque não é necessário que uma fase de laminação incorpore a unidade eletrônica no suporte dividindo a antena em secções. Assim, no âmbito da presente invenção está previsto que a unidade eletrônica é disposta dentro ou fora dos enrolamentos da antena. Neste último 15 caso, para resolver o problema de ligação é proposto a utilização de vias através do suporte de isolamento com o depósito de uma tira de conexão na parte de trás deste suporte. Esta técnica é relativamente complexa, uma vez que é necessário formar as vias e arranjar as faixas condutoras

2 0 sobre as duas faces opostas do suporte de isolamento. Para

superar esta desvantagem, documento de patente EP 1 168 239 (ver Figura 2 aqui) propõe-se arranjar uma ponte de isolamento através dos enrolamentos da antena impressa. Esta ponte de isolamento pode também ser depositada 25 utilizando uma técnica de impressão. Uma secção de faixa condutora é então impressa sobre a ponte de isolamento para ligar duas almofadas de contato, respectivamente, localizadas em cada lado dos enrolamentos da antena. Esta última técnica requer várias operações sucessivas que

3 0 aumentam o tempo de produção e, portanto, o custo dos cartões obtidos.

RESUMO DA INVENÇÃO

0 objetivo da presente invenção é proporcionar um cartão eletrônico que incorpora um transponder que pode ser 5 produzido a um custo menor enquanto continua confiável.

Nesta base, a presente invenção refere-se a um cartão eletrônico que incorpora um transponder, o qual compreende uma unidade eletrônica e uma antena ligada eletricamente a esta unidade eletrônica, em que esta antena é formada por 10 uma faixa condutora sem isolamento, a qual é disposta sobre um suporte de isolamento, e o fio de condução ou faixa condutora define pelo menos um enrolamento e tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, respectivamente, localizadas em ambos os lados deste pelo 15 menos um enrolamento. A unidade eletrônica é disposta dentro ou fora do referido pelo menos um enrolamento sobre o lado da primeira extremidade da faixa condutora e é eletricamente ligada a esta primeira extremidade. A segunda extremidade da faixa condutora é eletricamente ligada à 20 unidade eletrônica por um fio elétrico equipado com uma bainha de isolamento cruzando referido pelo menos um enrolamento, em que a primeira e segunda partes de extremidades deste fio elétrico são pelo menos parcialmente nuas para assegurar contatos elétricos necessários para a 25 ligação elétrica entre a segunda extremidade da faixa condutora e a unidade eletrônica.

De acordo com uma modalidade preferida, a primeira e segunda partes de extremidades do fio elétrico, respectivamente, possuem primeira e segunda zonas achatadas e despidas que definem duas zonas de contato elétrico deste fio elétrico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A presente invenção será descrita em mais detalhes na descrição seguinte de uma modalidade, as variantes da mesma 5 e uma instalação para o fornecimento do fio elétrico isolado e seu arranjo sobre o suporte de isolamento, em que esta descrição é feita com referência aos desenhos anexos que são dadas como exemplos completamente não restritivos:

A Figura 1 é uma vista plana parcial de um cartão eletrônico de acordo com a invenção durante a produção;

A Figura 2 é uma vista em secção parcial do cartão eletrônico durante a produção mostrada na Figura 1;

A Figura 3 é uma vista em secção parcial semelhante à da Figura 2 do cartão eletrônico da Figura 1 no estado acabado e do corpo intermediário de tal cartão eletrônico;

A Figura 4 é uma vista plana parcial de uma variante de um cartão eletrônico de acordo com a invenção, durante a produção, e

A Figura 5 mostra esquematicamente uma instalação para secções de alimentação de fio elétrico isolado com as suas duas extremidades nuas que participam na produção de cartões eletrônicos de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVEÇÃO

Uma modalidade de um cartão eletrônico de acordo com a 25 invenção será descrita abaixo com base nas figuras 1 e 2, referido cartão sendo parcialmente mostrado nestas figuras. O cartão eletrônico 2 compreende um transponder incorporado em seu corpo ou seja, no interior do cartão. Este transponder é formado por uma unidade eletrônica 6 30 eletricamente ligada a uma antena 8. Esta antena é formada por uma faixa condutora sem isolamento 10, a qual é disposta sobre um suporte de isolamento 4 e define vários enrolamentos 12 (a invenção também diz respeito a uma variante com um único enrolamento). A faixa condutora é 5 obtida, por exemplo, por meio da impressão com uma tinta condutora ou por gravura em uma película metálica depositada sobre o suporte 4. A antena tem uma primeira extremidade 16 e uma segunda extremidade 18, respectivamente, localizadas em cada lado dos enrolamentos 10 12. A unidade eletrônica 6 é disposta no interior desses enrolamentos sobre o lado da referida primeira extremidade

16, no qual ela está ligada eletricamente por uma aba de metal 26. Em uma outra variante, a unidade eletrônica está localizada fora dos enrolamentos.

Em geral, referida segunda extremidade da faixa

condutora 10 é eletricamente ligada a uma unidade eletrônica 6 por um fio elétrico 3 0 equipado com uma bainha de isolamento 36. Este fio elétrico atravessa os enrolamentos 12 e as sua primeira e segunda partes de 20 extremidades são pelo menos parcialmente nuas para assegurar os contatos elétricos necessários para a ligação elétrica entre a segunda extremidade 18 da faixa condutora e a unidade eletrônica 6. As zonas nuas estão localizadas em cada lado dos enrolamentos 12, a parte do fio elétrico 25 30 sendo sobreposta nestes enrolamentos é isolada pela bainha de isolamento que a rodeia. Assim, a passagem através dos enrolamentos não causa qualquer problema de curto circuito. Uma vez que o fio fornecido é em si isolado, não é necessário cobrir estes enrolamentos pelo

3 0 menos localmente, com uma película de isolamento protetora como na arte anterior.

Na variante mostrada na Figura 1, uma secção adicional de faixa condutora 22 que define a primeira e segunda almofadas de contato 23 e 24 é disposta sobre o suporte de 5 isolamento 4 no lado da unidade eletrônica relativa aos enrolamentos 12. A primeira almofada de contato 23 é eletricamente ligada â unidade eletrônica por uma aba de metal 28. A primeira e segunda partes de extremidades do fio elétrico 30, respectivamente, possuem primeira e 10 segunda zonas achatadas e despidas 32 e 34 que definem duas zonas de contato elétrico deste fio elétrico. A primeira zona achatada e despida 32 é sobreposta sobre a almofada de contato 24 da segunda secção adicional de faixa condutora 22 e é eletricamente ligada a esta segunda almofada. A 15 segunda zona achatada e despida 34 é sobreposta sobre a segunda extremidade 18 da referida faixa condutora 10 formando a antena e é eletricamente ligada a esta segunda extremidade.

Deve notar-se que em outra modalidade que não é mostrada nas figuras a segunda extremidade do fio elétrico

3 0 é ligada diretamente a uma almofada de contato da unidade eletrônica formada em particular por um bloco de contato. Também será notado que as duas extremidades nuas do fio elétrico 30 podem não ser achatadas. A laminação 25 permite que as duas almofadas de contato sejam deformadas, que, em seguida, molde para o fio circular sobre uma superfície de contato determinada. Em uma modalidade as extremidades do fio elétrico são soldadas às almofadas de contato correspondentes. Neste último caso, a operação de

3 0 soldar pode, em conjunto, servir para despir o fio elétrico.

Em uma variante vantajosa, o contato elétrico entre a primeira zona achatada e despida 32 do fio elétrico e a segunda almofada de contato 24 da secção de faixa condutora 5 22, bem como o contato elétrico entre a segunda zona achatada e despida 34 do fio elétrico e a segunda extremidade 18 da faixa condutora 10 são feitos sem solda. Como mostrado na Figura 3, um material confinante assegura que essas zonas achatadas e despidas são pressionadas, 10 respectivamente, contra a segunda almofada de contato 24 e contra a segunda extremidade 18 da faixa condutora. Nesta variante o confinante é conseguido através do suporte 4 e uma camada superior 4 0 que são laminados em conjunto. 0 contato físico que assegura a ligação elétrica é mantido 15 pela camada superior que adere firmemente ao suporte 4. Deve notar-se que, após a etapa de laminação, a interface entre o suporte 4 e a camada superior 4 0 pode desaparecer de modo que eles só formam uma massa plástica única confinando o transponder e formando um corpo do cartão. 2 0 Cartão 42 pode definir um cartão acabado, em que um padrão impresso pode possivelmente ser fornecido em um passo final ou pode definir uma "pré-fuga" ou "entrada", isto é, um produto intermediário a ser terminado, proporcionando camadas adicionais ou filmes às suas faces.

Na Figura 1, a extremidade 18 da faixa condutora 10

tem uma largura maior do que a da secção da faixa condutora, que forma os enrolamentos 12. No entanto, em uma outra variante a extremidade 18 e os enrolamentos têm a mesma largura.

0 fio elétrico 3 0 com a sua bainha de isolamento 36 pode ter um diâmetro relativamente pequeno, de preferência um diâmetro na gama de entre 50 e 150 mícrons (50-150 μπι) . Uma pessoa especialista na técnica não teria previsto esta solução com um fio elétrico, em especial com uma secção transversal essencialmente circular, em um tal cartão obtido por um processo incluindo uma operação de laminação. De fato inicialmente uma tal solução parece ser tecnicamente inadequada, uma vez que se espera que o fio elétrico 30 dividirá os enrolamentos 12 em secções no passo de laminação. No entanto, com um fio elétrico de pequeno diâmetro, em particular, verificou-se que os enrolamentos não são divididos em secções sem modificar a laminação e isto ocorre mesmo com uma faixa condutora impressa. Uma faixa condutora obtida por gravura de uma película de metal depositada sobre o suporte 4 é ainda mais resistente e suporta diâmetros de fio elétricos que são maiores do que 150 μτη, sem qualquer problema. Além disso, com um diâmetro grande um perito na arte pode ajustar os diferentes parâmetros da laminação para permitir uma deformação dos 2 0 enrolamentos sob o fio elétrico sem que este seja rompido.

A Figura 4 mostra uma variante do cartão da Figura 1. Na variante da Figura 1, as partes de extremidade do fio elétrico 3 0 estão alinhadas na direção dos enrolamentos 12 na região em que este fio elétrico e estes enrolamentos se

2 5 cruzam, enquanto a parte isolada central deste fio elétrico atravessa os enrolamentos da antena 8 obliquamente. Assim, o fio elétrico tem um curso não retilineo, que pode ser alcançado sem grande dificuldade, mas utilizando uma instalação relativamente sofisticada desenvolvida dentro do 30 âmbito da presente invenção, que será descrito mais abaixo, com base na Figura 5. Na variante da Figura 4, a extremidade 18A da faixa condutora 10 e a almofada de contato 24A da secção condutora 22A são configuradas de modo que as partes de extremidade, em particular as zonas 5 de contato 32 e 34, do fio elétrico 3 0 são alinhadas na parte central deste fio elétrico de modo a que elas retêm a mesma direção retilínea em todo seu comprimento. Sem qualquer ligação direta com o invento, a unidade eletrônica 6A compreende duas almofadas de contato ligadas às 10 almofadas 16A (primeira extremidade da faixa condutora) e 23A (primeira almofada de contato do setor condutor adicional) por fios de solda 46 e 48 (tecnologia de ligação de fio).

A Figura 5 mostra esquematicamente uma instalação 52 para a alimentação do fio elétrico 30 sobre o suporte 4 do cartão durante a produção. Esta instalação é adaptada para uma produção de múltiplos cartões lote por lote. O fio elétrico 3 0 necessário para cada cartão é, de fato, uma secção do fio que tem sido dada a mesma referência 30. Esta instalação permite tais seções de fio elétrico que são isoladas em duas zonas achatadas e despidas (portanto, sem bainha de isolamento 36), respectivamente, nas duas partes de extremidade de cada secção do fio a ser produzido, sucessivamente, a uma taxa de produção elevada. Além disso, esta instalação permite que uma secção seja depositada ao longo de um curso não retilíneo como mostrado na Figura 1, por exemplo. Nesta base, a instalação 52 compreende uma cabeça com um canal, no qual o fio elétrico 30 é alimentado para uma parte terminal 56 dessa cabeça tendo uma superfície inclinada que define uma superfície de impacto para uma ferramenta de furo ou perfuração 58 que é móvel na direção vertical e é fornecido para formar as duas almofadas de contato de cada secção de fio produzida. Esta ferramenta de perfuração é seguida por uma lâmina 60, que 5 também é móvel verticalmente e é fornecida para dividir os pedaços de fio elétrico 30 em secções. Em uma variante tesouras são fornecidas no lugar da lâmina móvel para facilitar e assegurar a divisão do fio em secções. Finalmente, um membro de pressão 62 segue a lâmina e serve 10 para pressionar o fio elétrico contra o suporte 4. Para facilitar esta operação, o membro de pressão 62 é de preferência equipado com um elemento de aquecimento para aquecer a bainha 3 6 ligeiramente. Deve notar-se que é possível inverter a ferramenta de perfuração e a lâmina uma 15 vez que o membro de pressão 62 prende o fio no lugar. Em uma variante preferida, a bainha 3 6 é termicamente adesiva, de modo que a aplicação de calor permite o fio aderir ao suporte 4 e aos enrolamentos 12. Em outra variante, é fornecido para fazer com que o fio elétrico penetre no

2 0 suporte 4 a uma curta distância, por meio do membro de

pressão com ou sem uma aplicação de calor, como mostrado na Figura 2.

As funções de instalação como segue: o fio elétrico isolado 3 0 é empurrado para dentro do canal da cabeça 54 e

a ferramenta de perfuração espreme o fio elétrico 30 uma primeira vez para formar uma primeira zona plana que é pelo menos parcialmente despida. A remoção localizada da bainha de isolamento é conseguida pela ferramenta de perfuração enquanto espremendo, que varia localmente a forma do fio

3 0 elétrico fazendo com que a bainha arrebente localmente como um resultado da deformação da forma tubular dessa bainha e porque a periferia com uma secção transversal circular é menor do que a periferia com uma secção transversal retangular da mesma superfície se a ação de compressão é

5 significativa. Como um exemplo, o fio elétrico circular tem um diâmetro de cerca de 8 0 μτη e a zona de achatada tem uma espessura de cerca de 30 μιη. Simultaneamente ou pelo menos antes de esta zona achatada passar a posição da lâmina 60, esta lâmina é movida para baixo (ou as tesouras são 10 atuadas) para dividir o fio em secções e para formar uma primeira parte terminal da secção do fio elétrico para ser depositada sobre o suporte 4. O fio é então empurrado para dentro da cabeça e a primeira parte terminal entra no membro de pressão 62, que o pressiona contra o suporte de 15 modo que a primeira zona achatada e despida é sobreposta sobre uma primeira almofada de contato disposta sobre esse suporte. A instalação 52 é então deslocada horizontalmente em sincronização com o movimento para frente do fio no canal da cabeça 54 ao longo de um curso predeterminado para

2 0 atravessar os enrolamentos da antena na vizinhança de uma

segunda almofada de contato do suporte. A ferramenta de perfuração é então acionada novamente para formar a segunda zona achatada e pelo menos parcialmente despida, que é então movida para além da lâmina 60, a qual corta então o

fio mais uma vez para definir sua segunda parte terminal. A cabeça continua a ser movida e esta segunda parte do terminal move abaixo o membro de pressão, que o pressiona contra o suporte de modo que a segunda zona achatada e despida é sobreposta sobre a segunda almofada de contato do

3 0 suporte 4. Finalmente, deve ser notado que em outras modalidades exemplares do processo para formar o transponder em um suporte de isolamento de acordo com a invenção, a operação de despir o isolamento a partir das partes terminais do fio elétrico 3 0 pode ser executada por um "thermode" aplicado localmente a estas partes terminais, ou por um maçarico de solda gerando uma pequena chama para permitir que a bainha de isolamento seja localmente sublimada.

Claims

1. Cartão de incorporação de um transponder, caracterizado por compreender uma unidade eletrônica e uma antena ligada eletricamente a esta unidade eletrônica, em que esta antena é formada por uma faixa condutora sem isolamento, a qual é disposta sobre um suporte de isolamento, e esta faixa condutora define pelo menos um enrolamento e tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, respectivamente, localizadas em ambos os lados deste pelo menos um enrolamento, em que a referida unidade eletrônica é disposta dentro ou fora deste pelo menos um enrolamento sobre o lado da primeira extremidade, à qual está ligada eletricamente, no qual a referida segunda extremidade da faixa condutora é eletricamente ligada à unidade eletrônica por um fio elétrico equipado com uma bainha de isolamento cruzando referido pelo menos um enrolamento, em que a primeira e segunda partes de extremidades deste fio elétrico são pelo menos parcialmente despidas para assegurar contatos elétricos necessários para a ligação elétrica entre a referida segunda extremidade da referida faixa condutora e a unidade eletrônica.

2. Cartão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as referidas partes de primeira e segunda extremidades dos referidos fios elétricos têm respectivamente primeira e segunda zonas achatadas e despidas que definem duas zonas de contato elétrico do referido fio elétrico.

3. Cartão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma secção adicional de faixa condutora, definindo primeira e segunda almofadas de contato, é disposta sobre o referido suporte de isolamento no lado da referida unidade eletrônica em relação ao referido pelo menos um enrolamento, em que a primeira almofada de contato é eletricamente ligada à referida unidade eletrônica e referida primeira zona achatada e despida é sobreposta sobre a referida segunda almofada de contato e eletricamente ligada a esta segunda almofada, e em que a referida segunda zona achatada e despida é sobreposta na referida segunda extremidade da referida faixa condutora e eletricamente ligada a esta segunda extremidade.

4. Cartão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o contato elétrico entre a primeira parte de extremidade do fio elétrico e referida segunda almofada de contato, bem como o contato elétrico entre a segunda parte de extremidade do fio elétrico e referida segunda extremidade da referida faixa condutora são feitos sem solda, em que um material confinante assegura que essas zonas achatadas e despidas são pressionadas respectivamente contra a referida segunda almofada de contato e contra a referida segunda extremidade da referida faixa condutor.

5. Cartão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o referido fio elétrico tem um diâmetro na gama de entre 50 e 150 microns.