BRPI0205607B1 - cartão inteligente sem contato e processo de fabricação do mesmo - Google Patents

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Abstract

"cartão inteligente sem contato e processo de fabricação do mesmo". a invenção trata de um cartão inteligente sem contato que compreende uma antena (12) sobre um suporte de antena (10) de material fibroso, esta antena sendo constituída de uma espira e de dois pontos de conexão (14 e 16) serigrafados sobre o suporte de antena, um corpo de cartão (32 e 34) de cada lado do suporte de antena, e um chip (26), munido de pontos de conexões (28 e 30), conectado à antena. este cartão compreende igualmente um suporte de chip (20) de material fibroso comportando duas tiras condutoras (22 e 24), serigrafadas sobre o suporte de chip (20), e às quais são conectados os pontos de conexão (28 e 30) do chip (26), o suporte de chip (20) sendo posicionado sobre o suporte de antena (10) de maneira que as tiras condutoras (22 e 24) entrem em contato com os pontos de conexão (14 e 16) da antena e se conectem a estes últimos, e de maneira que o chip (26) venha se posicionar em uma cavidade (1 8) praticada para este fim no suporte de antena (10).

Description

“CARTÃO INTELIGENTE SEM CONTATO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO MESMO” Domínio Técnico A presente invenção se refere ao domínio dos cartões inteligentes e mais particularmente a um cartão inteligente sem contato compreendendo um adaptador de papel.
Estado da Técnica O setor dos cartões inteligentes está em plena expansão. Estas ferramentas que se democratizaram sob a forma de cartões bancários e de cartões telefônicos, sofreram um crescimento considerável com o desenvolvimento de novas tecnologias e notadamente o advento do sem contato. Com efeito, novas aplicações surgiram. Assim, no setor dos transportes, o cartão sem contato foi desenvolvido como meio de pagamento seja ao nível dos transportes de massa ou nos eixos viários. O dinheiro eletrônico é uma outra aplicação dos cartões inteligentes sem contato como meio de pagamento. Numerosas empresas igualmente desenvolveram meios de identificação de seu pessoal por cartões inteligentes sem contato. A troca de informações entre um cartão sem contato e o dispositivo de leitura associada é efetuada por acoplamento eletromagnético à distância entre uma antena alojada no cartão sem contato e uma segunda antena situada na leitora. Para elaborar, armazenar e processar as informações, o cartão é munido de um chip ou de um módulo eletrônico sem contato que é ligado à antena. A antena e o chip ou o módulo sem contato se encontram geralmente sobre um suporte dielétrico de material plástico (policloreto de vinila (PVC), poliéster (PET), policarbonato (PC)....). A antena é obtida por gravação química de cobre ou de alumínio sobre o suporte ou enrolamento de um fio de metal condutor tal como o cobre. O cartão é frequentemente monobloco. Com efeito, o suporte de antena é inserido entre duas camadas de material plástico (PVC, PET. PC, acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS)...) constituindo os corpos de cartão superior e inferior e termossoldadas por laminação sob pressão a quente. O chip ou o módulo sem contato é conectado à antena por uma cola condutora ou equivalente que permite estabelecer o contato ôhmico.
Todavia, um cartão deste tipo possui vários inconvenientes principais. O inconveniente mais importante é que a termossoldagem plástica, executada no momento da laminação, conduz a um cartão monobloco cujas propriedades mecânicas são medíocres em termo de restituição das tensões absorvidas. Quando tensões excessivas de torção e/ou de flexão são aplicadas, a totalidade da tensão imposta é transmitida ao chip ou módulo sem contato e mais particularmente aos pontos de cola que asseguram as conexões. A resistência mecânica das juntas de cola é submetida a uma rude prova e isto pode se traduzir por uma ruptura da conexão chip-antena ou módulo sem contato-antena. A antena pode igualmente ser cortada devido a estas tensões mecânicas.
Um outro inconveniente dos cartões inteligentes sem contato clássicos e seu preço de custo. Com efeito, a utilização de uma antena obtida por gravação química ou enrolamento de um fio de metal se encontra na origem de um preço de custo elevado que é pouco compatível com uma grande difusão deste gênero de ferramenta. Da mesma forma, a utilização de um módulo eletrônico sem contato aumenta o preço de custo.
Para remediar estes inconvenientes, um outro processo de fabricação, descrito na patente FR 9915019 consiste em utilizar um suporte de material fibroso tal como o papel sobre o qual é realizada a antena por serigrafia de tinta condutora. O suporte de antena sofre então um tratamento térmico a fim de cozer a tinta. As etapas seguintes consistem em submeter o chip e a antena e em soldar de cada lado do suporte de antena, os corpos de cartão sobre o suporte de antena por prensagem a quente, esta última etapa sendo a etapa de laminação. O inconveniente deste processo reside no fato de que a rigidez do chip cujos pontos de contato são colados sobre os pontos de contato da antena a fim de estabelecer a conexão, cria fissuras da tinta condutora que forma a antena durante a etapa de laminação. Em consequência, a conexão entre o chip e a antena às vezes é rompida, sendo em todos os casos fragilizada e pode se romper em qualquer momento e em particular por ocasião de tensões externas.
Exposição da invenção Um primeiro objetivo da invenção, é pois o de paliar estes inconvenientes fornecendo um cartão inteligente sem contato que seja pouco sensível às tensões mecânicas ligadas à sua utilização e cujo preço de custo seja baixo graças ao uso de materiais de baixo custo.
Um segundo objetivo da invenção é o de fornecer um cartão inteligente sem contato cujas conexões entre a antena e o chip não sejam fragilizadas durante a etapa de laminação do cartão. A invenção trata pois de um cartão inteligente sem contato que compreende uma antena sobre um suporte de antena de material fibroso, a antena sendo constituída de pelo menos uma espira de tinta condutora e de dois pontos de conexão serigrafados sobre o suporte de antena, dois corpos de cartão de cada lado do suporte de antena , cada um dos corpos de cartão sendo constituído de pelo menos uma camada de material plástico e um chip, munido de pontos de conexões, conectado à antena. Este cartão compreende igualmente um suporte de chip de material fibroso comportando duas tiras de tinta condutora polimerizável, serigrafadas sobre o suporte de chip, sobre as quais são conectados os pontos de conexão do chip, o suporte de chip sendo posicionado sobre o suporte de antena de maneira que as tiras de tinta condutora polimerizável entrem em contato com os pontos de conexão da antena e se conectem a estes últimos, e de maneira que o chip venha se posicionar em uma cavidade praticada para este fim no suporte de antena a fim de que nenhum elemento rígido do chip esteja em contato com os pontos de conexão da antena ou com a antena. Um outro objetivo da invenção é um processo de fabricação de um cartão inteligente, que compreende as seguintes etapas: - fabricação de uma antena que consiste em serigrafar espiras de tinta condutora polimerizável e dois pontos de conexão da antena sobre um suporte de antena de material fibroso e em fazer este suporte de antena sofrer um tratamento térmico de modo a cozer e polimerizar a tinta condutora, - abertura de uma cavidade no suporte de antena por recorte deste último, - fabricação de um suporte de chip de material fibroso por serigrafia de duas tiras de tinta condutora polimerizável sobre um suporte de material fibroso, - conexão de um chip, munido de pontos de conexão sobre o suporte de chip, de maneira que os pontos de conexão do chip estejam em contato com as tiras de tinta condutora polimerizável, - posicionamento do suporte de chip sobre o suporte de antena de maneira que as tiras de tinta condutora polimerizável estejam em contato com os pontos de conexão da antena e que o chip se encontre na cavidade, e - laminação de corpos de cartão de cada lado do suporte de antena consistindo em soldar de cada lado do suporte pelo menos uma camada de material plástico por prensagem a quente.
Breve descrição das fíeuras As finalidades, objetivos e características da invenção vão aparecer melhor pela leitura da descrição que se segue dada com referência aos desenhos anexos, nos quais: A figura 1 representa uma vista de frente do suporte de antena do cartão inteligente de acordo com a invenção.
As figuras 2a e 2b representam uma vista de frente do suporte de chip do cartão inteligente de acordo com a invenção. A figura 3 representa uma vista em corte segundo o eixo A-A do suporte de chip representado na figura 2. A figura 4 representa uma vista em corte longitudinal do suporte de antena que carrega o suporte de chip. A figura 5 representa uma vista em corte longitudinal do cartão inteligente de acordo com a invenção.
Descrição detalhada da invenção O cartão inteligente de acordo com a invenção compreende um suporte de antena 10, tal como representado na figura 1. Este suporte 10 é constituído por um material fibroso. Este material é preferencialmente o papel. Sobre este suporte é serigrafada uma antena 12. Esta antena é constituída de quatro espiras concêntricas. Cada uma das extremidades da antena 10 constitui um ponto de conexão da antena 14 ou 16. As espiras e os pontos de conexão da antena são constituídos de uma tinta condutora polimerizável. De acordo com um modo de realização preferido, esta tinta é uma tinta epóxi carregada de elementos condutores tais como a prata, o cobre ou o carbono. Uma cavidade 18 é praticada no suporte de antena por recorte deste último. Esta cavidade tem como função receber o chip. O suporte de chip 20 é representado de frente nas figuras 2a e 2b. Este suporte 20 é constituído por um material fibroso. De acordo com um modo de realização preferido, este material fibroso é o papel. Sobre este suporte 20, são serigrafadas duas tiras de tinta condutora polimerizável. De acordo com um modo de realização preferido, esta tinta é uma tinta epóxi carregada de elementos condutores tais como a prata, o cobre ou o carbono. A superfície de tinta polimerizável 22 e 24 pode ter uma outra forma sem com isso sair do quadro da invenção. Por exemplo, as superfícies 22 e 24 podem ser dois trapézios cujos lados maiores são justapostos com as bordas externas opostas do suporte 20 tal como representado na figura 2b. A grande superfície desta superfície trapezoidal diminui o grau de precisão da operação que consiste em dispor o suporte de chip sobre o suporte de antena a fim de estabelecer a conexão e assim aumentar a velocidade de realização desta operação e portanto de obter rendimentos superiores e custos de máquina menores. Um chip 26 munido de dois pontos de conexão é posicionado sobre o suporte 20. A figura 3 representa um corte longitudinal do suporte de chip 20 representado na figura 2, segundo o eixo A-A. Observa-se que o chip 26 é conectado ao suporte 20 de maneira que os pontos de conexão 28 e 30 estejam em contato com as tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24. Vários métodos podem ser utilizados para conectar o chip 26 sobre o suporte 20.
De acordo com um primeiro modo de realização, uma vez o chip 26 posicionado de modo tal que os pontos de conexão 28 e 30 estejam em frente das tiras de tinta condutora 22 e 24, uma pressão é exercida sobre o chip de modo que seus pontos de conexão deformem o suporte de chip 20 e as tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24, sob o efeito da pressão. O suporte de chip 20 e as tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24 conservam então sua deformação depois que a pressão tiver cessado de ser exercida, permitindo assim obter uma superfície de contato elevada entre os pontos de conexão do chip e as tiras de tinta condutora.
De acordo com um segundo modo de realização, as tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24 são recobertas de uma cola condutora. Em seguida, o chip 26 é posicionado sobre o suporte de chip 20 de maneira que os pontos de conexão 28 e 30 do dito chip venham se imergir na dita cola condutora, em frente das tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24. O suporte de chip 20 assim obtido é posicionado sobre o suporte de antena 10 de maneira que o chip 26 esteja contido na cavidade 18, tal como representado na figura 4. As tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24 entram em contato com os pontos de conexão da antena 14 e 16. O chip 26 é então conectado à antena 12. Quando a fabricação do cartão está terminada, esta conexão realizada sem cola condutora é definitiva. O grande comprimento das tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24 possibilita um eventual deslocamento longitudinal do suporte de chip 20 sobre o suporte de antena 10 sem afetar a conexão entre o chip e a antena. Um deslocamento transversal não é possível uma vez fabricado o cartão. No entanto, num propósito de aperfeiçoamento e a fim de melhorar o contato e impedir o suporte de chip 20 de se mover, uma camada de cola condutora pode ser aplicada entre as tiras de tinta condutora polimerizável 22 e 24 e os pontos de conexão da antena 14 e 16. O cartão inteligente na sua configuração definitiva é representado em corte longitudinal na figura 5. Uma camada de material plástico foi laminada de cada lado do suporte de antena 10 que carrega o suporte de chip 20, constituindo assim os corpos de cartão 32 e 34. Esta laminação é preferencialmente realizada por prensagem a quente. O material plástico dos corpos de cartão é o policloreto de vinila (PVC), o poliéster (PET, PETG), o policarbonato (PC) ou o acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS). De acordo com um modo de realização preferido, estes corpos de cartão são de PVC. De acordo com este modo de realização, cada corpo de cartão é constituído de uma única camada. Todavia, cada corpo de cartão pode ser constituído de várias camadas de material plástico idêntico ou diferente. O cartão inteligente assim obtido dispõe de uma excelente resistência mecânica pelo fato de que o suporte de antena e o suporte de chip são de um mesmo material fibroso muito flexível. Assim, contrariamente aos cartões sem contato que utilizam um módulo metálico, nenhuma tensão mecânica é transmitida ao suporte de antena, arriscando acarretar desconexões da antena. O único ponto de tensão existente neste cartão é o próprio chip devido à sua estrutura rígida. Contudo, como a superfície do chip é muito limitada, estas tensões são igualmente limitadas. Além disso, como o chip fica posicionado sobre um suporte de chip específico e se localiza em uma cavidade praticada no suporte de antena, ele não está em contato direto com este último porque ele não está em contato com os pontos de conexão ou as espiras da antena, o que reduz com isso as tensões mecânicas e notadamente as tensões de cisalhamento que poderíam ser exercidas sobre os pontos de conexão da antena ou sobre a própria antena no momento da etapa de laminação. Este cartão inteligente possui assim uma grande confiabilidade e isto apesar da utilização de materiais de baixo custo, materiais que permitem obter um cartão inteligente com um preço de custo muito baixo.

Claims (8)

1. Cartão inteligente sem contato,, que compreende uma antena (12) sobre um suporte de antena (10) de material fibroso, a antena sendo constituída de pelo menos uma espira de tinta condutor a e de dois pontos de conexão (14 e 16) serigrafados sobre o dito suporte de antena, um corpo de cartão (32, 34) de cada lado do dito suporte de antena , os ditos corpos de cartão sendo constituídos de pelo menos uma camada de material plástico e um cbip (26), munido de pontos de conexões (28 e 30), conectado à dita antena, caracterizado pelo lato de que o dito cartão compreende igualmente um suporte de chip (20) de material fibroso comportando duas tiras de tinta condutora polimerizável (22 e 24), serigrafadas sobre o dito suporte de cbip (20), e às quais são conectados os ditos pontos de conexão (28 e 30) do cbip (26), o dito suporte de chip (20) se tido posicionado sobre o dito suporte de antena (10) de maneira que as ditas tiras de tinta condutora polimerizável (22 e 24) entrem em contato com os ditos pontos de conexão (14 e 16) da antena e se conectem a estes últimos, e de maneira que o dito chip (26) venha se posicionar em uma cavidade (18) praticada para este fim no dito suporte de antena (10) a fim de que nenhum elemento rígido do chip esteja em contato com os ditos pontos de conexão (14 e 16) da antena ou com a dita antena (12)/
2. Cartão inteligente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conexão do chip com as tiras de tinta condutora polimerizável é obtida por imersão dos ditos pontos de conexão do chip nas ditas tiras de tinta condutora e no dito suporte de chip.
3. Cartão inteligente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conexão do chip com as tiras de tinta condutora polimerizável é obtida por intermédio de uma camada de cola condutora colocada entre os pontos de conexão do cbip as ditas tiras de tinta condutora polimerizável.
4. Cartão inteligente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dito material fibroso é o papel.
5. Cartão inteligente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as ditas tiras de tinta condutora polimerizável são conectadas aos pontos de conexão da antena por intermédio de uma camada de cola condutora.
6. Cartão inteligente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o material plástico que constitui os corpos de cartão é o policloreto de vinila (PVC), o poliéster (PET, PETG), o policarbonato (PC) ou o acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS).
7. Cartão inteligente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a dita tiras de tinta condutora polimerizável é uma tinta epóxi carregada de elementos condutores tais como partículas de prata, de cobre ou de carbono.
8. Processo de fabricação de um cartão inteligente, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - fabricação de uma antena (12) que consiste em serigrafar espiras de tinta condutora polimerizável e dois pontos de conexão (14 e 16) da dita antena sobre um suporte de antena (10) de material fibroso e em fazer este suporte de antena sofrer um tratamento térmico de modo a cozer e polimerizar a tinta condutora, - abertura de uma cavidade (18) no DITO suporte de antena (10) por recorte deste último, - fabricação de um suporte de chip de material fibroso por serigrafia de duas tiras de tinta condutora polimerizável (22 e 24) sobre um suporte de material fibroso (20), - conexão de um chip (26) munido de pontos de conexão (28 e 30) sobre o dito suporte de chip (20), de maneira que os ditos pontos de conexão (28 e 30) do chip estejam em contato com as ditas tiras de tinta condutora polimerizável (22 e 24), - posicionamento do suporte de chip (20) sobre o suporte de antena (10) de maneira que as ditas tiras de tinta condutora polimerizável estejam em contato com os ditos pontos de conexão (14 e 16) da antena (12) e que o dito chip (26) se encontre na cavidade (18) a fim de que nenhum elemento rígido do chip esteja em contato com os ditos pontos de conexão (14 e 16) da antena ou com a dita antena (12), e - laminação de corpos de cartão (32 e 34) de cada lado do dito suporte de antena (10) consistindo em soldar de cada lado do dito suporte pelo menos uma camada de material plástico por prensagem a quente e em conectar perfeitamente o dito chip (26) com a antena (12).
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