ES2208314T3 - Procedimiento de fabricacion de tarjetas sin contacto por laminacion. - Google Patents

Procedimiento de fabricacion de tarjetas sin contacto por laminacion.

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ES2208314T3 ES00922778T ES00922778T ES2208314T3 ES 2208314 T3 ES2208314 T3 ES 2208314T3 ES 00922778 T ES00922778 T ES 00922778T ES 00922778 T ES00922778 T ES 00922778T ES 2208314 T3 ES2208314 T3 ES 2208314T3
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Abstract

Procedimiento de fabricación de un objeto portátil con forma de tarjeta que contiene: un cuerpo de objeto que cuenta con una lámina de apoyo (12) plástica, una lámina de incorporación (18) plástica, así como una primera (19) y una segunda (20) lámina externa de recubrimiento; una antena (11) dotada de dos bornes (13) de antena; y un chip (14) de circuitos integrados que cuenta con dos patillas (15) de conexión; dicho chip (14) está incorporado en la lámina de incorporación (18), cada una de dichas dos patillas (15) de conexión está conectada de forma eléctrica a un borne (13) de antena; dicho procedimiento cuenta con la siguiente fase, según la cual el chip (14) y la antena (11) se colocan en la lámina de apoyo (12); y está caracterizado en que cuenta además con las siguientes fases, en las que: la lámina de apoyo (12) sobre la que se ha colocado el chip (14) se lamina con la lámina de incorporación (18) para obtener un primer conjunto laminado en el que el chip (14) queda incorporado en lalámina de incorporación (18); y, en una fase posterior; el primer conjunto laminado se recubre con la primera (19) y la segunda (20) lámina externa de recubrimiento.

Description

Procedimiento de fabricación de tarjetas sin contacto por laminación.
El presente invento hace referencia a un proceso de fabricación de objetos portátiles con formato de tarjeta, especialmente objetos que constan por una parte de un cuerpo de objeto de plástico formado por láminas plásticas, cubiertas a su vez por láminas externas de recubrimiento u "overlays" y por otra parte, de una antena cuyos dos bornes están conectados a las patillas de conexión de un chip de circuitos integrados que se encuentra encartado en el cuerpo de la tarjeta.
Estos objetos portátiles con formato de tarjeta pueden funcionar sin contactos eléctricos a través de un acoplamiento inductivo entre la antena del cuerpo de la tarjeta y la de un lector asociado. Se utilizan especialmente como billetes de transporte o como insignias de identificación para acceder a locales protegidos.
El proceso clásico de fabricación se ilustra en las figuras 1 y 2 de los dibujos anexos.
En primer lugar, se imprimen láminas de policarbonato (PC) en cuatricromía offset. Se imprime una primera lámina 1 de PC por el anverso y una segunda lámina 2 se imprime por el reverso.
Por otro lado, se coloca un número determinado de chips 3, dotados previamente de unas protuberancias 4, sobre una lámina de apoyo 5 de policloruro de vinilo (PVC), de forma que las patillas de conexión de cada uno de dichos chips 3 se conecten eléctricamente a los bornes de una antena 6 serigrafiada en la superficie de la lámina de apoyo 5. Se coloca una resina de sellado 7 en el lugar de las conexiones y en la cara activa del chip 3.
A continuación, después de serigrafiar un adhesivo termoactivable sobre cada lámina, se realizan una serie de superposiciones en el siguiente orden: una primera lámina externa de revestimiento 8, la segunda lámina 2 de PC, la lámina de apoyo 5 que contiene el chip 3 y la antena 6, una lámina 9 de incorporación del chip 3, la primera lámina 1 de PC y una segunda lámina externa de revestimiento 10. Las láminas 5, 9, 8 y 10 son láminas de PVC. El resultado es un conjunto de superposiciones en el que el grosor de las diferentes láminas es como sigue:
- primera lámina externa de
\hskip1mm revestimiento: 50 \mum
- primera lámina de PC: 150 \mum
- lámina de incorporación: 300 \mum
- lámina de apoyo: 190 \mum
- chip: 260 \mum
- segunda lámina de PC: 150 \mum
- segunda lámina externa de
\hskip1mm revestimiento: 50 \mum
A continuación, todo el conjunto se somete a un primer y posteriormente a un segundo laminado en caliente, siguiendo unos ciclos de presión y temperatura determinados. El primer laminado, que se realiza a una temperatura aproximada de unos 140°C, sirve para pegar las láminas que forman el conjunto mediante la activación del adhesivo termoactivable y para hacer que los chips 3 se incorporen a la lámina de incorporación 9, mientras que el segundo laminado, que también se realiza a una temperatura de unos 140°, sirve para mejorar por una parte, la adhesión de las diferentes láminas del conjunto y por otro, el estado de la superficie de dicho conjunto.
A continuación, el conjunto laminado se corta y finalmente se obtienen objetos portátiles con formato de tarjeta, que se ajustan a la definición de la norma ISO 7816-1, es decir, cuentan con unos 0,760 mm de grosor, 85 mm de largo y 54 mm de ancho.
Sin embargo, el procedimiento que acabamos de describir conlleva algunos inconvenientes.
Es necesario contar con dos materiales termoplásticos principales: el PC y el PVC. Ahora bien, la temperatura de transición vítrea del PC, que es de unos 150°C, es superior a la temperatura de transición vítrea del PVC, que es sólo de unos 70°C. Como consecuencia, el PC no alcanza su temperatura de transición vítrea durante el primer y el segundo laminado. Este es el motivo por el cual se hace necesario pegar las diferentes láminas entre sí mediante un adhesivo.
Asimismo, es difícil asegurar la perfección de la impresión en offset del PC, al igual que el corte de este material plástico, que es el causante de las imperfecciones en el campo de las tarjetas.
Por supuesto, para resolver los inconvenientes del procedimiento descrito arriba, se ha pensado en sustituir las láminas de PC por láminas de PVC. Sin embargo, las tarjetas que se hubiesen obtenido habrían mostrado en su superficie y en la vertical por encima y por debajo del chip, defectos de aspecto consistentes en marcas blanquecinas, que en estos lugares están debidas a una polimerización/despolimerización del PVC de las diferentes láminas del conjunto laminado y especialmente, las láminas de recubrimiento, en unas condiciones específicas diferentes a las existentes en el resto del cuerpo de la tarjeta.
Téngase en cuenta que la demanda de patente EP 0 706 152 se refiere a una tarjeta inteligente de contactos que cuenta con una capa de apoyo. Un chip se monta sobre la capa de apoyo siguiendo la técnica "flip chip". El chip queda rodeado por una capa central. La capa central está recubierta por una capa de recubrimiento. A continuación, el conjunto resultante se lamina en una sola fase.
Asimismo, teniendo en cuenta lo anterior, el problema que pretende resolver el invento es la realización de un procedimiento de fabricación de un objeto portátil en formato de tarjeta que contenga: un cuerpo de objeto formado por una lámina de apoyo de plástico, una lámina de incorporación de plástico, así como una primera y una segunda lámina externa de recubrimiento;
una antena dotada de dos bornes de antena; y
un chip de circuitos integrados dotado de dos patillas de conexión, donde dicho chip se incorpora en la lámina de incorporación y cada una de dichas dos patillas de conexión se conecta eléctricamente a un borne de antena;
dicho procedimiento cuenta con la siguiente fase, según la cual:
se coloca el chip en la lámina de apoyo;
procedimiento que resuelve los inconvenientes mencionados arriba y especialmente, que permite evitar el empleo de PC sin que las tarjetas obtenidas presenten defectos de aspecto.
Teniendo en cuenta este problema, la solución del invento se centra en un procedimiento como el mencionado arriba, caracterizado en que consta de las
siguientes etapas, según las cuales:
la lámina de apoyo, en la que se ha colocado el chip, se lamina con la lámina de incorporación para obtener un primer conjunto laminado en el que el chip está incorporado a la lámina de incorporación; y en una fase posterior,
el primer conjunto laminado se recubre con la primera y la segunda lámina externa de recubrimiento.
Esta actuación en dos fases, donde se obtiene un primer conjunto laminado de PVC y donde después, este primer conjunto se recubre de las láminas de recubrimiento, es posible utilizar un único plástico para la fabricación de las láminas del objeto portátil con formato de tarjeta, y especialmente, evitar la utilización del PC sin que la tarjeta presente defectos de aspecto.
La exposición que sigue, que no tiene carácter limitativo, permitirá comprender mejor la forma en la que se puede poner en práctica el invento.
Se ha redactado respecto a los dibujos anexos, en los que:
- la figura 1 ilustra, a través de un corte transversal dividido, un procedimiento de fabricación de tarjeta según el arte anterior;
- la figura 2 muestra, a través de un corte transversal, una tarjeta obtenida según un procedimiento del arte anterior;
- la figura 3 ilustra, a través de un corte transversal, una etapa de laminado de un procedimiento de fabricación de una tarjeta según el invento;
- la figura 4 muestra, a través de un corte transversal, el primer conjunto obtenido siguiendo la fase de laminado del invento;
- la figura 5 ilustra, a través de un corte transversal dividido, una etapa de laminado del primer conjunto con las láminas de recubrimiento según el invento y;
- la figura 6 ilustra, a través de un corte transversal, una tarjeta obtenida mediante un procedimiento según el invento.
El propósito del invento es la fabricación de objetos portátiles inteligentes con formato de tarjeta. Estos objetos se definen en las normas ISO7810, ISO7816, en el proyecto de norma ISO14443 y en las normas ETSI/GSM11.11 y ESTI/GSM11.14.
Para llevar a la práctica de forma ventajosa la fabricación de estos objetos, se utilizan láminas de grandes dimensiones. Por ejemplo, las mencionadas láminas tienen un ancho de unos 22 cm y un largo de unos 32 cm. De esta forma, se puede obtener rápidamente un elevado número de tarjetas después del corte. En el ejemplo anterior, la cifra ronda las 10.
Sin embargo, para facilitar la lectura de la siguiente exposición, el invento se describirá en base a la fabricación de una única tarjeta.
Según el invento, para la fabricación de una tarjeta, se serigrafía una antena 11 en la superficie de una lámina de apoyo 12.
La lámina de apoyo 12 es de plástico, más concretamente, termoplástico y cuenta con las ventajas del PVC, que tiene una temperatura de transición vítrea de unos 70°C. Su grosor ronda los 190 \mum.
Por ejemplo, la antena 11 adopta la forma de una espiral de tres espiras de una tinta conductora de base epoxi, con partículas de plata y cuyas extremidades constituyen dos bornes 13, situados uno cerca del otro.
En una fase posterior, se coloca un chip 14 con circuitos integrados en los bornes 13 de la antena 11 para conectar las patillas 15 de contacto de dicho chip 14 con los bornes 13 de dicha antena 11.
Un chip de este tipo 14 es sensiblemente paralelepípedo y rectángulo con 260 \mum de grosor y 2 mm de lado. Contiene una cara activa formada por al menos dos patillas 15 de contacto. Estas patillas 15 cuentan a su vez con protuberancias 16 o "bumps" realizadas en un polímero conductor termoplástico o termoendurecible como un polímero de base epoxi con partículas de plata.
Se coloca una resina 17 de sellado en forma liquida sobre el lado del chip 14 que corresponda con su cara activa. Esta resina de sellado migra por capilaridad por debajo del chip 14, envuelve los elementos de conexión, es decir, las patillas 15 de contacto, las protuberancias 16 y los bornes 13 de la antena 11 y sella el chip 14 a la lámina de apoyo 12.
A continuación y como muestra la figura 3, en la lámina de apoyo 12, sobre la que se ha colocado el chip 14, se superpone una lámina de incorporación 18. Esta lámina 18 es una lámina de plástico, concretamente de termoplástico; un termoplástico que tiene la ventaja de contar con una temperatura de transición vítrea baja. Se trata del PVC, cuya temperatura de transición vítrea ronda los 70°C.
El conjunto de superposiciones que se obtiene de esta forma se lamina, según el invento, a una temperatura de unos 140°C y bajo presión, de acuerdo con un ciclo determinado. Por ejemplo, el conjunto se somete a una temperatura de 140°C y a una presión de 10 bar durante 10 minutos y después, la presión aumenta durante 7 minutos hasta alcanzar los 100 bar, donde dicha presión se estabiliza durante 4 minutos. Entonces, la temperatura desciende a 20°C y en ese momento, el conjunto se somete a una presión de 200 bar durante 18 minutos.
En la figura 4, se recoge el primer conjunto laminado obtenido. En este primer conjunto, el chip 14 está incorporado en la lámina 18 de incorporación; esta lámina 18 ha sido sometida a su vez a unas condiciones de temperatura y de presión determinadas, que han hecho que sufra una fusión que permite la integración de dicho chip 14. Este primer conjunto laminado se denomina "inlet". Se puede almacenar y manipular sin ningún riesgo para el chip 14 o para la antena 11, ya que estos elementos están completamente encartados en dicho conjunto.
En otra etapa, según el invento, se imprime una primera 19 y una segunda 20 lámina de recubrimiento en cuatricromía offset y en imágenes denominadas inversas, la primera lámina 19 por el reverso y la segunda 20 por el anverso. Estas láminas 19 y 20 son de plástico, concretamente de termoplástico, que ventajosamente es el PVC. Su grosor es de unos 50 \mum.
Como muestra la figura 5, el primer conjunto laminado se recubre con las dos láminas de recubrimiento, 19 y 20. La primera lámina 19 cubre directamente la lámina de incorporación 18 y la segunda lámina 20 cubre directamente la lámina de apoyo 12, los lados impresos de dichas láminas 19 y 20 están en contacto con dichas láminas 18 y 12, respectivamente. Esta etapa, en la que se recubre el primer conjunto laminado, puede tener la ventaja de contar con un segundo laminado de dicho primer conjunto con las láminas 19, 20. Este segundo laminado se realiza según un ciclo de temperatura y de presión del tipo mencionado anteriormente, que permite que las dos láminas de recubrimiento se suelden con el primer conjunto laminado. En la práctica, la temperatura que se alcanza durante este ciclo ronda los 140°C.
A continuación, se obtiene un segundo conjunto laminado que puede cortarse con la forma de una tarjeta.
En realidad, las tarjetas obtenidas sólo cuentan con cuatro grosores principales constituidos por las láminas 19, 12, 18 y 20, con un chip que se encuentra sobre la lámina 12 y que se incorpora en la lámina 18. Todos estos grosores tienen la ventaja de estar constituidos del mismo material plástico: el PVC.

Claims (4)

1. Procedimiento de fabricación de un objeto portátil con forma de tarjeta que contiene:
un cuerpo de objeto que cuenta con una lámina de apoyo (12) plástica, una lámina de incorporación (18) plástica, así como una primera (19) y una segunda (20) lámina externa de recubrimiento;
una antena (11) dotada de dos bornes (13) de antena; y
un chip (14) de circuitos integrados que cuenta con dos patillas (15) de conexión; dicho chip (14) está incorporado en la lámina de incorporación (18), cada una de dichas dos patillas (15) de conexión está conectada de forma eléctrica a un borne (13) de antena;
dicho procedimiento cuenta con la siguiente fase, según la cual
el chip (14) y la antena (11) se colocan en la lámina de apoyo (12); y está caracterizado en que cuenta además con las siguientes fases, en las que:
la lámina de apoyo (12) sobre la que se ha colocado el chip (14) se lamina con la lámina de incorporación (18) para obtener un primer conjunto laminado en el que el chip (14) queda incorporado en la lámina de incorporación (18); y, en una fase posterior;
el primer conjunto laminado se recubre con la primera (19) y la segunda (20) lámina externa de recubrimiento.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado en que la lámina de apoyo (12), la lámina de incorporación (18), la primera (19) y segunda (20) lámina externa de recubrimiento son termoplásticos de policloruro de vinilo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado en que la primera lámina de recubrimiento (19) cubre directamente la lámina de incorporación (18) y en que la segunda lámina de recubrimiento (20) cubre directamente la lámina de apoyo (12).
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado en que la etapa según la cual el primer conjunto laminado se recubre con la primera (19) y segunda (20) lámina externa de recubrimiento, se acompaña de un laminado del primer conjunto laminado con dichas primera (19) y segunda (20) láminas de recubrimiento.
ES00922778T 1999-04-29 2000-04-28 Procedimiento de fabricacion de tarjetas sin contacto por laminacion. Expired - Lifetime ES2208314T3 (es)

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