ES2206228T3 - Procedimiento de fabricacion de una tarjeta sin contacto. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de fabricación de soportes de circuito integrado del tipo sin contacto, tales como tarjetas con chip sin contacto, equipado de elementos funcionales que comprenden un bloque electrónico (5) conectado a un devanado (6) con función de antena, y cuyo cuerpo comprende por un lado, como mínimo, una capa de revestimiento de dichos elementos funcionales, caracterizado porque dichos medios funcionales (5, 6) están implantados en una hoja de soporte, y porque por lo menos dicha capa de revestimiento está formada por extrusión, inmediatamente al contacto de dicha hojas de soporte.

Description

Procedimiento de fabricación de una tarjeta sin contacto.

El presente invento concierne la fabricación de soportes de circuito integrado del tipo sin contacto, tales como etiquetas electrónicas o tarjetas denominadas "sin contacto", debido a su aptitud a intercambiar informaciones a distancia con un lector, según un modo lectura o bien un modo escritura/lectura.

Estas tarjetas son principalmente insignias de identificación, o bien tarjetas con chip con funciones más amplias, cuyas aplicaciones se multiplican actualmente. Por ejemplo, en una aplicación denominada "telebillética", la tarjeta se adeuda en cuenta cuando pasa cerca de un terminal, e incluso puede recargarse a distancia. Por regla general, la transmisión de los datos se efectúa por radiofrecuencia o hiperfrecuencia.

En un procedimiento conocido de fabricación de una tarjeta sin contacto, se aplica la técnica denominada "colaminación". Esta técnica consiste en colocar entre los platos de una prensa un apilamiento de hojas termoplásticas entre las cuales se coloca el circuito electrónico para una transmisión sin contacto; y seguidamente en efectuar la soldadura de las diferentes hojas termoplásticas mediante presión y aumento de la temperatura. Este procedimiento permite obtener una tarjeta en la que toda la electrónica se encuentra sumergida en la materia plástica. Pero a causa de diferencias entre los coeficientes de dilatación de los diversos materiales utilizados, la acción combinada de la presión y de la temperatura engendra una deformación residual en la superficie de la tarjeta. Y el remedio de esta deformación penaliza de manera considerable la producción, puesto que consiste en alargar sensiblemente los tiempos de ciclo; principalmente el enfriamiento. Otro inconveniente de estas tarjetas es su mediocre aptitud para resistir a repetidas solicitaciones de flexión.

El documento US-5,387,306 describe la fabricación de una tarjeta con chip que comprende la integración de una hoja soporte entre dos hojas exteriores. Se inyecta una resina y un endurecedor en un tubo plano formado por revestimientos que recubren ambas caras con una capa media que comprende un chip y una antena. Seguidamente, el conjunto se mantiene en un molde de formación durante el tiempo que le cueste endurecerse a la resina.

El documento EP-0,476,636 describe la fabricación de un elemento destinado a agregarse en una tarjeta. Este elemento es un recuadro, como por ejemplo una etiqueta, destinada a recibir una firma. Está formado por una capa de papel en la que se firma y una capa de resina termoplástica destinadas a unirse en el cuerpo de la tarjeta de destino.

En el documento EP-A-O 640 940 con el nombre de N.V. Nederlandsche Apparentfabriek NEDAP, que refleja el estado de la técnica más allegada se ha propuesto una solución a este doble problema, según la cual, se interpone entre dos capas superficiales, una capa intermedia con una función de soporte para los medios funcionales de la tarjeta, cada una de estas últimas está fijada a la capa intermedia mediante una capa de enlace con una temperatura de reblandecimiento más baja. No obstante, este procedimiento tiene la desventaja de comprender un gran número de etapas, y por lo tanto, de tener una aplicación bastante compleja.

El presente invento procede de la búsqueda de una nueva solución de fabricación de soportes de circuito integrado del tipo sin contacto para superar los problemas citados anteriormente, al mismo tiempo que para satisfacer otros objetivos de automatización de la fabricación y de producción en gran serie a cadencia elevada.

Para este fin, el invento consiste en un procedimiento de fabricación de un soporte de circuito integrado del tipo sin contacto, equipado de elementos funcionales que comprenden un bloque electrónico o chip conectado a un devanado de función de antena, y cuyo cuerpo comprende una capa de revestimiento sobre, por lo menos, un lado de dichos elementos funcionales, caracterizado porque dichos medios funcionales están implantados en una hoja de soporte, y porque como mínimo dicha capa de revestimiento está formada por extrusión, inmediatamente al contacto de la dicha hoja de soporte.

En el caso preferencial en el que se extrudan dos capas de revestimiento, una por cada lado de dicha hoja de soporte, se obtiene un cuerpo que integra los componentes electrónicos, de alimentación y transmisión del sistema, estos componentes están completamente sumergidos en dicho cuerpo.

En una forma de realización del invento, dicha hoja de soporte de dichos medios funcionales es un film en material dieléctrico. Como variante, es una rejilla o sección de banda conductora (de tipo "lead frame") en la que puede recortarse dicho devanado en forma de una o varias espiras.

Según otra característica del invento, dicho procedimiento de fabricación se aplica haciendo pasar, por lo menos, dicha hoja de soporte, equipada previamente de dichos medios funcionales, por una hilera de extrusión de dicha capa de revestimiento. Si se han previsto dos capas de revestimiento, se realizan juntas de manera ventajosa mediante coextrusión por ambos lados de dicha hoja de soporte.

En ambos casos, en una etapa preliminar del procedimiento de fabricación, dicha hoja soporte, equipada de dichos elementos funcionales de tarjeta, está acondicionada ventajosamente en forma de bobina a desenrollar en continuo con vistas a una aplicación en continuo de la etapa de extrusión o de coextrusión, a raíz de la cual, después de la refrigeración, pueden tener lugar en línea una etapa de impresión y/o de recorte al formato final, y/o de prueba de los productos, y/o de depósito en el recto y/o el reverso del film impreso, pista magnética u otras.

Según otra característica del invento, la etapa de recorte comprende una frase previa de identificación, con vistas al posicionamiento para el recorte propiamente dicho, la identificación consiste en una detección de dichos medios funcionales a través de la materia con la que están recubiertos (por ejemplo por radio, ultrasonidos, etc..). Esta manera de proceder es particularmente ventajosa cuando se ha previsto que dicha hoja de soporte esté completamente sumergida en la materia procedente de extrusión.

En caso de que dicha hoja de soporte fuera un film en materia dieléctrica constituyendo un alma central entre dos capas de revestimiento obtenidas por coextrusión, se ha previsto ventajosamente una o varias aberturas en dicha alma central de la tarjeta, de manera a que dichas capas inferior y superior resulten coextrusionadas al juntarse una con otra de manera monolítica.

Por lo tanto, el presente invento concierne asimismo un soporte de circuito integrado del tipo sin contacto, tal como una tarjeta con chip, que comprende una hoja central de soporte de medios funcionales, y capas inferior y superior, caracterizada porque dicha hoja central de soporte presenta por lo menos una abertura a través de la cual comunican las capas inferior y superior. En un conjunto de este tipo, la materia de las capas inferior y superior presenta, por lo menos, con la materia que se encuentra en dicha abertura una continuidad molecular homogénea y constitutiva de un solo y único material, dichas capas inferior y superior se obtienen por extrusión.

Otras características del invento se refieren a la realización y/o al montaje de los elementos funcionales (bobina de alimentación y antena en forma de un devanado, y bloque electrónico o chip), en un film en material dieléctrico en calidad de hoja de soporte central, según las cuales, ventajosamente:

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dicho devanado se realiza por metalización de dicho film;

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el chip está pegado a dicho film, y sus contactos están unidos ventajosamente mediante soldadura, a dos hilos de conexión de dicho devanado, el conjunto del chip y de los hilos de conexión están sumergidos en una gota de resina;

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ambas operaciones se realizan en continuo en dicho film, con un material dieléctrico acondicionado para este fin en bobina de devanar en continuo.

Estas características y ventajas del invento, así como otras, aparecerán más claramente cuando se lea la siguiente descripción, hecha en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 es una vista esquemática en corte, que ilustra en su principio un dispositivo de extrusión utilizado en una forma de aplicación del procedimiento según el invento,

las Figs. 2 y 3 son vistas desde arriba similares de una porción de film destinado a constituir el alma central de una tarjeta fabricada según el invento, y equipada de los elementos funcionales de la tarjeta, y

la Fig. 4 es una vista esquemática en corte del detalle inscrito en un círculo en las Fig. 2 y 3, que ilustra el montaje del chip en dicha alma central y su conexión al devanado de funciones de la bobina de alimentación y de antena.

Si consideramos en primer lugar la Fig. 1, ésta ilustra en el procedimiento de fabricación, según el invento de una tarjeta sin contacto, en forma de dispositivo, la etapa de realización de dos capas inferior y superior 2 y 3 que recubren un alma central 1, equipada previamente con los elementos funcionales de la tarjeta, que según los casos, pueden estar implantados en posiciones variables con respecto a ella. Las capas 2 y 3 protegen el conjunto del alma 1 y sus componentes, y por regla general, se imprimen durante una etapa ulterior del procedimiento.

Según el invento, las dos capas inferior y superior 2 y 3 están realizadas por extrusión, directamente en el alma 1. En el ejemplo representado, se obtienen simultáneamente por la técnica tan conocida de extrusión de placa, debido a que se hace desfilar el alma 1 previamente equipada en componentes a través de la hilera F del dispositivo de extrusión E.

Para este fin, la cabeza de alimentación T de la hilera F consiste en un bloque en el que se acondicionan un canal C de paso del alma 1, que desemboca en la entrada de la hilera F, así como dos conductos A1 y A2 de llegada de la materia a extrudir, la cual desemboca respectivamente a nivel inferior y superior en el canal C, inmediatamente río arriba de la entrada de la hilera F. De este modo, se obtiene a la salida de la hilera F un estratificado cuyo espesor y aspecto de ambas capas exteriores 2 y 3 extrusionadas pueden controlarse perfectamente de una manera conocida de por sí. Para reforzar el enlace entre las capas extrusionadas 2, 3 y el alma central 1, ésta puede recubrirse con un adhesivo apropiado antes de que pase en el dispositivo de extrusión E.

En el dibujo, el alma 1 aparece acondicionada en forma de una bobina B que debe devanarse en continuo, con vistas a una alimentación sin interrupción del dispositivo de extrusión E, y por consiguiente, de una producción en salida de una cinta continua de estratificado que puede experimentar en su estado tratamientos ulteriores, tales como enfriamiento e impresión, las tarjetas sólo se forman al final mediante recorte en dicha cinta.

En la práctica, pueden utilizarse materias de extrusionar clásicas, tales como polietileno-teraftalato (PET) o policloruro de vinilo, etc., seleccionadas en función de los materiales que constituyen el alma central 1, y los elementos funcionales de las tarjetas por realizar:

La Fig. 2 ilustra una etapa previa en la forma de aplicación preferida del procedimiento según el invento, relativa a la preparación del alma central 1, que aparece aquí en calidad de parte de un film 10 devanado de una bobina, tal como B en la Fig. 1.

En el film 10, se forman sucesivamente los mismos arreglos de circuito, correspondiendo cada uno al equipo funcional de una tarjeta, y agrupando por lo tanto un chip 5 y un devanado 6 con función de bobina de alimentación y de antena.

El devanado 6 se realiza ventajosamente de manera clásica, por metalización del dieléctrico que constituye el film 10, ya sea por grabado químico o bien contraencolado del metal, o aún impresión serigráfica.

El montaje del chip 5 en el film 10 se ilustra en la Fig. 4: en primer lugar, se pega el chip 5 en el film 10, seguidamente sus contactos se unen a los extremos del devanado 6, principalmente mediante soldadura en el extremo de los hilos de conexión 7. El conjunto del chip 5 y de los hilos de conexión 7 puede sumergirse a continuación en una gota de resina 8. Por consiguiente, todas esas operaciones relativas al chip 5 y al devanado 6 pueden realizarse en línea, de manera muy amplia, o casi completamente automatizada. En una forma más sencilla, el devanado 6 puede formar parte íntegra del bloque electrónico 5, lo que reduce la operación de montaje a la simple fijación de éste en el film 10.

En la Fig. 2, aparece además en el film 10, un contorno 11 en trazos mixtos finos que rodea el conjunto funcional constituido por el chip 5 y el devanado 6, y que indica el corte que se efectuará al final, según el formato del producto final que se desee obtener. Principalmente, en el caso en que el alma central esté completamente sumergida en la materia extrusionada, el recorte se opera ventajosamente a raíz de un marcado por detección de los medios 5, 6 a través de la materia (por ejemplo por radio, ultrasonidos, etc..).

Por lo esencial, la figura 3 es idéntica a la Fig. 2 y comprende, por consiguiente, los mismos signos de referencia para designar los mismos elementos. Solamente se han representado además entallas 12 acondicionadas en el film 10 en el emplazamiento de cada futura tarjeta, antes o después de la instalación de los conjuntos de equipamiento 5,6. Las entallas 12 se han previsto en calidad de paso de comunicación entre el recto y el anverso del film 10, las cuales permitirán que la materia de extrusión se reparta sin interrupción de continuidad alrededor del film, constituyendo por lo tanto las capas superficiales 2 y 3 unidas entre sí de manera monolítica. Si aparte de una entalla central, se prevén entallas longitudinales y transversales a caballo sobre el contorno de recorte 11, se puede obtener un cuerpo de tarjeta que forma una envoltura casi continua, excepto en una parte mínima del contorno.

Además, debido a las ventajas de la aplicación del procedimiento de fabricación resultante de la descripción anterior, el invento es significativo, asimismo, a nivel del producto que resulta de ello, cuyos medios funcionales están completamente protegidos por una funda de materia plástica, cuya seguridad es máxima, puesto que no existe ningún acceso físico a los circuitos de electrónica sin destruir el cuerpo de tarjeta, y cuya superficie de impresión resulta mayor.

Claims (14)

1. Procedimiento de fabricación de soportes de circuito integrado del tipo sin contacto, tales como tarjetas con chip sin contacto, equipado de elementos funcionales que comprenden un bloque electrónico (5) conectado a un devanado (6) con función de antena, y cuyo cuerpo comprende por un lado, como mínimo, una capa de revestimiento de dichos elementos funcionales, caracterizado porque dichos medios funcionales (5, 6) están implantados en una hoja de soporte, y porque por lo menos dicha capa de revestimiento está formada por extrusión, inmediatamente al contacto de dicha hojas de soporte.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha hoja de soporte es una tabla conductora en la que está formado dicho devanado (6).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se aplica haciendo pasar dicha hoja de soporte, equipada previamente por dichos medios funcionales (5,6), por una hilera (F) de extrusión de dicha capa de revestimiento (2 y/o 3).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha hoja de soporte, equipada de dichos elementos funcionales (5, 6), está acondicionada en continuo, con vistas a una aplicación sin interrupción, de la etapa de extrusión.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque a raíz de la etapa de extrusión y después del enfriamiento, tiene lugar en línea una etapa de impresión y/o una etapa de recorte al formato final de los productos que desean obtenerse.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende una etapa de recorte al formato final de los productos en la que está prevista para el posicionamiento necesario al recorte propiamente dicho, una fase de identificación previa mediante detección de dichos medios funcionales (5,6) a través de la materia de la que están recubiertos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque a raíz de la etapa de extrusión, tiene lugar en línea una etapa para el depositado de un film impreso en el recto y/o el reverso de los productos que desean obtenerse.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 3 a 7, caracterizado porque está equipado en calidad de hoja de soporte de dichos elementos funcionales (5, 6), un film en material dieléctrico (1).

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque se han previsto dos capas inferior (1) y superior (2) de revestimiento del film en dieléctrico (1) formando alma central entre ambos, y porque se ha previsto además una o varias aberturas (12) en dicha alma central de la tarjeta, de manera a que dichas capas inferior y superior (2, 3) estén coextrusionadas al juntarse entre sí de manera monolítica.

10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9 caracterizado porque previamente a la etapa de extrusión de las capas (2, 3), se ha realizado por metalización en el alma (1) un devanado (6) con funciones de antena y de bobina de alimentación para el chip (5).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el chip (5) está pegado a dicha alma central, y sus contactos están conectados a dos hilos (7) de conexión de dicho devanado (6), el conjunto del chip (5) y de los hilos de conexión (7) está sumergido en una gota de resina (8).

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque ambas operaciones de realización del devanado (6) y de montaje del chip (5) están realizadas en continuo en un film (10) acondicionado en bobina (B) para devanar en continuo y constituyendo dicha alma central.

13. Soporte de circuito integrado del tipo sin contacto, tal como la tarjeta con chip sin contacto, obtenido por el procedimiento según una de las reivindicaciones de 1 a 12.

14. Soporte de circuito integrado de tipo sin contacto, tal como la tarjeta con chip sin contacto, comprendiendo una hoja central (1) de soporte de medios funcionales (5, 6), y capas inferior y superior (2, 3), caracterizado porque dicha hoja central de soporte (1) presenta por lo menos una abertura (12) a través de la cual comunican las capas inferior (2) y superior (3), la materia de las capas inferior y superior (2, 3) presenta, por lo menos, con la materia que se encuentra en dicha abertura (12) una continuidad molecular homogénea y constitutiva de un solo y único material, dichas capas inferior y superior (3) se obtienen por extrusión.