ES2256496T3 - Tarjeta con chip sin contacto con un soporte de antena y un soporte de chip de material fibroso. - Google Patents

Tarjeta con chip sin contacto con un soporte de antena y un soporte de chip de material fibroso.

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ES2256496T3 ES02748948T ES02748948T ES2256496T3 ES 2256496 T3 ES2256496 T3 ES 2256496T3 ES 02748948 T ES02748948 T ES 02748948T ES 02748948 T ES02748948 T ES 02748948T ES 2256496 T3 ES2256496 T3 ES 2256496T3
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Abstract

Tarjeta con chip sin contacto que comprende una antena (12) sobre un soporte de antena (10) de material fibroso, estando dicha antena constituida por lo menos por una espira de tinta conductora polimerizable y por dos bornes de conexión (14 y 16) serigrafiados sobre dicho soporte de antena, un cuerpo de tarjeta (32, 34) a cada lado de dicho soporte de antena, estando dichos cuerpos de tarjeta constituidos por lo menos por una capa de material plástico, y un chip (26) provisto de bornes de conexión (28 y 30), conectado a dicha antena, caracterizada porque comprende asimismo un soporte de chip (20) de material fibroso que comprende dos bandas de tinta conductora polimerizable (22 y 24) serigrafiadas sobre dicho soporte de chip (20), y a las cuales están conectados dichos bornes de conexión (28 y 30) del chip (26), estando dicho soporte de chip (20) posicionado sobre dicho soporte de antena (10) de manera que dichas bandas de tinta conductora polimerizable (22 y 24) entran en contacto con dichos bornes de conexión (14 y16) de la antena y se conectan a estos últimos, y de manera que dicho chip (26) pase a posicionarse en una cavidad (18), practicada a este fin en dicho soporte de antena (10) a fin de que ningún elemento rígido del chip esté en contacto con dichos bornes de conexión (14 y 16) de la antena o dicha antena (12).

Description

Tarjeta con chip sin contacto con un soporte de antena y un soporte de chip de material fibroso.
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo de la tarjetas con chip y más particularmente a una tarjeta con chip sin contacto que comprende un adaptador en papel.
Estado de la técnica
El sector de la tarjeta con chip está en plena expansión. Estas herramientas que se han democratizado en forma de las tarjetas bancarias y de tarjetas de teléfono, han tenido un segundo impulso considerable con el desarrollo de nuevas tecnologías y en particular en la aparición del sin contacto. En efecto, nuevas aplicaciones han visto la luz. Así, en el sector de los transportes, la tarjeta sin contacto ha sido desarrollada como medio de pago ya sea a nivel de los transportes en común o sobre los ejes de carreteras. El monedero electrónico es otra aplicación de las tarjetas con chip sin contacto como medio de pago. Numerosas sociedades han desarrollado asimismo unos medios de identificación de su personal por tarjetas con chip sin contacto.
El intercambio de informaciones entre una tarjeta sin contacto y el dispositivo de lectura asociado se efectúa por acoplamiento electromagnético a distancia entre una antena alojada en la tarjeta sin contacto y una segunda antena situada en el lector. Para elaborar, almacenar y procesar las informaciones, la tarjeta está provista de un chip o de un módulo electrónico sin contacto que está conectado a la antena. La antena y el chip o el módulo sin contacto se encuentran generalmente sobre un soporte dieléctrico de material plástico (policloruro de vinilo (PVC), poliéster (PET), policarbonato (PC)...). La antena se obtiene por grabado químico al cobre o al aluminio sobre el soporte o bobinado de un hilo de metal conductor tal como cobre.
La tarjeta es a menudo monobloque. En efecto, el soporte de antena está insertado entre dos capas de material plástico (PVC, PET, PC, acrilonitrilo-butadino-estireno (ABS)...) que constituyen los cuerpos de tarjeta superior e inferior y termosoldados por laminado a presión en caliente. El chip o el módulo son contacto está conectado a la antena por una cola conductora o equivalente que permite establecer el contacto óhmico.
Sin embargo, una tarjeta de este tipo adolece de varios inconvenientes principales. El inconveniente más importante es que la termosoldadura plástica, utilizada en el momento del laminado, conduce a una tarjeta monobloque cuyas propiedades mecánicas son mediocres en términos de restitución de los esfuerzo absorbidos. Cuando unos esfuerzos excesivos de torsión y/o presión son aplicados, la totalidad del esfuerzos impuesto es transmitida al chip o módulo sin contacto y más particularmente a los puntos de cola que aseguran las conexiones. El comportamiento mecánico de las juntas de cola es sometido a una ruda prueba y ello puede traducirse en una ruptura de la conexión chip-antena o módulo sin contacto-antena. La antena puede asimismo ser cortada debido a estos esfuerzos mecánicos.
Otro inconveniente de las tarjetas con chip sin contacto clásicas es su precio de coste. En efecto, la utilización de una antena obtenido por grabado químico o bobinado de un hilo de metal es la causa del precio de coste elevado que es poco compatible con una difusión importante de este tipo de herramienta. Asimismo, la utilización de un módulo electrónico sin contacto aumenta este precio de coste.
Para evitar estos inconvenientes, otro procedimiento de fabricación, descrito en la patente francesa FR-A-2 801 708 consiste en utilizar un soporte de material fibroso tal como un papel sobre el cual está realizada al antena por serigrafía de tinta conductora. El soporte de antena sufre entonces un tratamiento térmico a fin de cocer la tinta. Las etapas siguientes consisten en conectar el chip y la antena y en soldar a cada lado del soporte de antena los cuerpos de tarjeta sobre el soporte de antena por prensado en caliente, siendo esta última etapa la etapa de laminado.
El inconveniente de este procedimiento reside en el hecho de que la rigidez del chip cuyos bornes de contacto están pegados sobre los bordes de contacto de la antena a fin de establecer la conexión, crea unas fisuras de la tinta conductora que forma la antena cuando tiene lugar la etapa de laminado. Por consiguiente, la conexión entre el chip y la antena se rompe a veces, en todos los casos la misma es fragilizada, y puede romperse en cualquier momento y en particular cuando tienen lugar esfuerzos externos.
Exposición de la invención
Un primer objetivo de la invención es por tanto evitar estos inconvenientes proporcionando una tarjeta con chip sin contacto que sea poco sensible a los esfuerzos mecánicos ligados a su utilización y cuyo precio de coste sea bajo gracias al uso de materiales poco costosos.
Un segundo objetivo de la invención es proporcionar una tarjeta con chip sin contacto cuyas conexiones entre la antena y el chip no sean fragilizadas cuando tiene lugar la etapa de laminado de la tarjeta.
La invención se refiere por tanto a una tarjeta con chip sin contacto que comprende una antena sobre un soporte de antena de material fibroso, estando la antena constituida por lo menos por una espira de tinta conductora y por dos bornes de conexión serigrafiados sobre el soporte de antena, dos cuerpos de tarjeta a cada lado del soporte de antena, estando cada uno de los cuerpos de tarjeta constituido por lo menos por una capa de material plástico, y un chip, provisto de bornes de conexiones, conectado a la antena. Esta tarjeta comprende asimismo un soporte de chip de material fibroso que comprende dos bandas de tinta conductora polimerizable, serigrafiadas sobre el soporte de chip, sobre las cuales están conectados los bornes de conexión del chip, estando el soporte del chip posicionado sobre el soporte de antena de manera que las bandas de tinta conductora polimerizable entren en contacto con unos bornes de conexión de la antena y se conecten a estos últimos de manera que el chip pase a posicionarse en una cavidad practicada a este fin en el soporte de antena a fin de que ningún elemento rígido del chip esté en contacto con los bornes de conexión de la antena o con la antena. Otro objeto de la invención es un procedimiento de fabricación de una tarjeta con chip que comprende las etapas siguientes:
-
fabricar una antena que consiste en serigrafiar unas espiras de tinta conductora polimerizable y dos bornes de conexión delantera sobre un soporte de antena de material fibroso y en someter este soporte de antena a un tratamiento térmico de manera que se cueza y polimerice la tinta conductora,
-
practicar una cavidad en el soporte de antena por recorte de este último,
-
fabricar un soporte de chip de material fibroso por serigrafía de dos bandas de tinta conductora polimerizable sobre un soporte de material fibroso,
-
conectar un chip, provisto de bornes de conexión sobre el soporte de chip, de manera que los bornes de conexión del chip estén en contacto con las bandas de tinta conductora polimerizable,
-
posicionar el soporte de chip sobre el soporte de antena de manera que las bandas de tinta conductora polimerizable estén en contacto con los bornes de conexión de la antena y que el chip se encuentre de nuevo en la cavidad, y
-
laminar los cuerpos de tarjeta a cada lado del soporte de antena, que consiste en soldar a cada lado del soporte por lo menos una capa de material plástico por prensado en caliente.
Breve descripción de las figuras
Los objetivos, objetos y características se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la lectura de la descripción siguiente haciendo referencia a los planos anexos, en los que:
La figura 1 representa una vista frontal del soporte de antena de la tarjeta con chip según la invención.
Las figuras 2a y 2b representan una vista frontal del soporte de chip de la tarjeta con chip según la invención.
La figura 3 representa una vista en sección según el eje A-A del soporte de chip representado en la figura 2.
La figura 4 representa una vista en sección longitudinal del soporte de antena que lleva el soporte de chip.
La figura 5 representa una vista en sección longitudinal de la tarjeta con chip según la invención.
Descripción detallada de la invención
La tarjeta con chip, según la invención comprende un soporte de antena 10, tal como el representado en la figura 1. Este soporte 10 está constituido por un material fibroso. Este material es preferentemente papel. Sobre este soporte está serigrafiada una antena 12. Esta antena está constituida por cuatro espiras concéntricas. Cada uno de los extremos de la antena 10 constituye un borne de conexión de la antena 14 ó 16. Las espiras y los bornes de conexión de la antena están constituidos por una tinta conductora polimerizable. Según un modo de realización preferido, esta tinta es una tinta epoxi cargada con elementos conductores tales como plata, cobre o carbono. Una cavidad 18 está practicada en el soporte de antena por recorte de éste último. Esta cavidad tiene por función recibir el chip.
El soporte del chip 20 está representado de cara en las figuras 2a y 2b. Ese soporte 20 está constituido por un material fibroso. Según un modo de realización preferido, este material fibroso es papel. Sobre este soporte 20, están serigrafiadas dos bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24. Según un modo de realización preferido, esta tinta es una tinta epoxi cargada con elementos conductores tales como plata, cobre o carbono. La superficie de tinta polimerizable 22 y 24 puede ser de otra forma sin apartarse de ello del marco de la invención. Por ejemplo, las superficies 22 y 24 pueden ser dos trapecios cuyos lados mayores están yuxtapuestos con los borde externos opuestos del soporte 20 tal como se ha representado en la figura 2b. La superficie mayor de esta forma trapezoidal disminuye el grado de precisión de la operación que consiste en colocar el soporte de chip sobre el soporte de antena a fin de establecer la conexión, por tanto aumentar la velocidad de realización de esta operación y por tanto, obtener unos rendimientos superiores y unos menores costes de máquinas. Un chip 26 provisto de dos bornes de conexión es posicionado sobre el soporte 20.
La figura 3 representa una sección longitudinal al soporte de chip 20 representado en la figura 2, según el eje A-A. Se observa que el chip 26 está conectado al soporte 20 de manera que los bornes de conexión 28 y 30 estén en contacto con las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24. Pueden ser utilizados varios procedimientos para conectar el chip 28 sobre el soporte 20.
Según un primer modo de realización, una vez el chip 26 está posicionado de tal manera que los bornes de conexión 28 y 30 estén frente a las bandas de tinta conductora 22 y 24, se ejerce una presión sobre el chip de manera que sus bornes de conexión deformen el soporte de chip 20 y las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24, bajo el efecto de la presión. El soporte de chip 20 y las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24 conservan entonces su deformación después de que se ha dejado de ejercer presión, permitiendo así obtener una superficie de contacto importante entre los bornes de conexión del chip y las bandas de tinta conductora.
Según un segundo modo de realización, las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24 son recubiertas con una cola conductora. Después, el chip 26 es posicionado sobre el soporte de chip 20 de manera que los bornes de conexión 28 y 30 de dicho chip pasen a impregnarse en dicha cola conductora, frente a las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24.
El soporte de chip 20 así obtenido es posicionado sobre el soporte de antena 10 de manera que el chip 26 esté contenido en la cavidad 18, tal como se ha representado en la figura 4. Las bandas de cinta conductora polimerizable 22 y 24 entran en contacto con los bornes de conexión de la antena 14 y 16. El chip 26 está entonces conectado a la antena 12. Cuando la fabricación de la tarjeta ha terminado, esta conexión realizada sin cola conductora es definitiva. La gran longitud de las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24 permite un eventual desplazamiento longitudinal, del soporte de chip 20 sobre el soporte de antena 10 sin afectar la conexión entre el chip y la antena. Un desplazamiento transversal no es posible una vez la tarjeta fabricada. Sin embargo, con un fin de perfeccionamiento y a fin de mejorar el contacto e impedir que el soporte de chip 20 se desplace, una capa de cola conductora puede ser aplicada entre las bandas de tinta conductora polimerizable 22 y 24 y los bornes de conexión de la antena 14 y 16.
La tarjeta con chip en su configuración definitiva está representada en sección longitudinal, en la figura 5. Una capa de material plástico ha sido laminada a cada lado del soporte de antena 10, llevando el soporte de chip 20, constituyendo así los cuerpos de tarjeta 32 y 34. Este laminado es preferentemente realizado por prensado en caliente. El material plástico de los cuerpos de tarjeta es policloruro de vinilo (PVC), poliéster (PET, PETG), policarbonato (PC) o acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). Según un modo de realización preferido, estos cuerpos de tarjeta son de PVC. Según este modo de realización, cada cuerpo de tarjeta está constituido por una sola capa. Sin embargo, cada cuerpo de tarjeta puede estar constituido por varias capas de material plástico idéntico o diferente.
La tarjeta con chip así obtenida dispone de un excelente comportamiento mecánico por el hecho de que el soporte de antena y el soporte de chip son de un mismo material fibroso muy flexible. Así, contrariamente a las tarjetas sin contacto que utilizan un módulo metálico, ningún esfuerzo mecánico es transmitido al soporte de antena, con el riego de provocar cortes de antena. El único punto de fuerza existente en esta tarjeta es el propio chip debido a su estructura rígida. Sin embargo, siendo la superficie del chip muy limitada, estos esfuerzos son también limitados. Además, estando el chip posicionado sobre un soporte de chip específico y dispuesto en una cavidad practicada en el soporte de antena, no está en contacto directo con este último por tanto, no está en contacto con lo bornes de conexión o las espiras de la antena, lo que reduce los esfuerzos mecánicos y en particular los esfuerzos de cizalladura que podrían ejercerse sobre los bornes de conexión de la antena o sobre la antena misma en el momento de la etapa de laminado. Esta tarjeta con chip posee por tanto una gran fiabilidad, y esto a pesar de la utilización de materiales poco costosos, materiales que permiten obtener una tarjeta con un precio de coste muy bajo.

Claims (8)

1. Tarjeta con chip sin contacto que comprende una antena (12) sobre un soporte de antena (10) de material fibroso, estando dicha antena constituida por lo menos por una espira de tinta conductora polimerizable y por dos bornes de conexión (14 y 16) serigrafiados sobre dicho soporte de antena, un cuerpo de tarjeta (32, 34) a cada lado de dicho soporte de antena, estando dichos cuerpos de tarjeta constituidos por lo menos por una capa de material plástico, y un chip (26) provisto de bornes de conexión (28 y 30), conectado a dicha antena,
caracterizada porque comprende asimismo un soporte de chip (20) de material fibroso que comprende dos bandas de tinta conductora polimerizable (22 y 24) serigrafiadas sobre dicho soporte de chip (20), y a las cuales están conectados dichos bornes de conexión (28 y 30) del chip (26), estando dicho soporte de chip (20) posicionado sobre dicho soporte de antena (10) de manera que dichas bandas de tinta conductora polimerizable (22 y 24) entran en contacto con dichos bornes de conexión (14 y16) de la antena y se conectan a estos últimos, y de manera que dicho chip (26) pase a posicionarse en una cavidad (18), practicada a este fin en dicho soporte de antena (10) a fin de que ningún elemento rígido del chip esté en contacto con dichos bornes de conexión (14 y 16) de la antena o dicha antena (12).
2. Tarjeta con chip según la reivindicación 1, en la que la conexión del chip a las bandas de tinta conductora polimerizable se obtiene por hundimiento de dichos bornes de conexión del chip en dichas bandas de tinta conductora y en dicho soporte de
chip.
3. Tarjeta con chip según la reivindicación 1, en la que la conexión del chip a las bandas de tinta conductora polimerizable se obtiene por medio de una capa de cola conductora dispuesta entre los bornes del chip y dichas bandas de tinta conductora polimerizable.
4. Tarjeta con chip según una de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho material fibroso es papel.
5. Tarjeta con chip según una de las reivindicaciones anteriores, en la que las bandas de tinta conductora polimerizable están conectadas a los bornes de conexión de la antena por medio de una capa de cola conductora.
6. Tarjeta con chip según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el material plástico que constituye los cuerpos de tarjeta es policloruro de vinilo (PVC), poliéster (PET, PETG), policarbonato (PC) o acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS).
7. Tarjeta con chip según una de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha tinta conductora polimerizable es una tinta epoxi cargada con elementos conductores tales como partículas de plata, de cobre o de carbono.
8. Procedimiento de fabricación de una tarjeta con chip según una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende las etapas siguientes:
-
fabricar una antena (12) que cosiste en serigrafiar una espiras de tinta conductora polimerizable y dos bornes de conexión (14 y 16) de dicha antena sobre un soporte de antena (10) de material fibroso y en someter este soporte de antena a un térmico de manera que cueza y polimerice la tinta conductora.
-
practicar una cavidad (18) en dicho soporte de antena (10) por recorte de este último,
-
fabricar un soporte de chip de material fibroso por serigrafía de dos bandas de tinta conductora polimerizable (22 y 24) sobre un soporte de material fibroso (20),
-
conectar un chip (26), provisto de bornes de conexión (28 y 30) sobre dicho soporte de chip (20), de manera que dichos bornes de conexión (28 y 30) estén en contacto con dichas bandas de tinta conductora polimerizable (22 y 24),
-
posicionar el soporte de chip (20) sobre un soporte de antena (10) de manera que dichas bandas de tinta conductora polimerizable estén en contacto con dichos bornes de conexión (14 y 16) de la antena (12) y porque dicho chip (26) se encuentra de nuevo en la cavidad (18) a fin de que ningún elemento rígido del chip esté en contacto con dichos bornes de conexión (14 y 16) de la antena o dicha antena (12), y
-
laminar los cuerpos de tarjeta (32 y 34) a cada lado de dicho soporte de antena (10), que consiste en soldar a cada lado de dicho soporte por lo menos una capa de material plástico por prensado en caliente y en conectar perfectamente dicho chip (26) con la antena (12).
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