ES2684221T3 - Conector de tarjeta de memoria resistente a las descargas electrostáticas - Google Patents

Conector de tarjeta de memoria resistente a las descargas electrostáticas Download PDF

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Abstract

Conector de tarjeta de memoria (20) que comprende un módulo de inserción (21) de forma globalmente paralelepipédica rectangular, comprendiendo dicho módulo de inserción (21) una rendija de inserción (221) de tarjeta de memoria y comprendiendo varias zonas descarga de electricidad estática (24) que entran en contacto con una parte de la superficie de la tarjeta de memoria durante la inserción de dicha tarjeta de memoria en dicho conector de tarjeta de memoria, estando constituida cada una de dichas zonas de descarga de electricidad estática (24) al menos en parte por un material plástico conductor, caracterizado por que cada una de dichas zonas de descarga de electricidad estática (24) tiene un valor de resistencia superficial diferente, y por que dichas varias zonas de descarga se disponen de manera que la descarga de la tarjeta se realice de manera progresiva en varias fases.

Description

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DESCRIPCION
Conector de tarjeta de memoria resistente a las descargas electrostáticas
1 CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un conector de tarjeta de memoria, igualmente llamado conector CAM. Un conector de tarjeta de memoria es un dispositivo que permite la inserción de una tarjeta de memoria. Un conector de tarjeta de memoria es generalmente un elemento componente de un terminal de lectura de tarjeta de memoria. Un terminal de lectura de tarjeta de memoria puede ser por ejemplo un terminal de pago, aunque igualmente un asistente personal o también un terminal de comunicación tal como un teléfono portátil o un teléfono inteligente.
2 TÉCNICA ANTERIOR
Un conector de tarjeta de memoria se destina a recibir una tarjeta de memoria. Se trata por ejemplo de la tarjeta de chips, que puede ser una tarjeta de pago. Las tarjetas de pago son unas tarjetas que integran unos medios de identificación y de autenticación de un usuario con el fin de permitir la realización de una o varias acciones, como por ejemplo un pago, una retirada de dinero, etc.
Una tarjeta de pago integra frecuentemente varios medios para permitir esta identificación y esta autenticación del usuario. De ese modo una tarjeta de pago puede comprender una banda magnética y un chip. Últimamente se han integrado nuevos medios de comunicación y/o de pago sobre las tarjetas: antena sin contacto, chips más potentes, capaces de realizar procesamientos particulares, etc.
Estos nuevos medios de comunicaciones permiten nuevos tipos de usos: se trata por ejemplo de pago sin contacto, de procesamientos de autenticación reforzados, etc. Paralelamente, estas nuevas tarjetas presentan nuevos inconvenientes: estas tarjetas, llamadas de nueva generación, tienen tendencia a cargarse eléctricamente de manera mucho mayor que las anteriores. Ahora bien, las tarjetas cargadas eléctricamente plantean al menos un problema: la carga eléctrica acumulada en la tarjeta debe, en un momento u otro, evacuarse. En un escenario frecuente, la tarjeta se descarga en el momento en que se inserta en el terminal. La descarga en el terminal introduce dos posibles problemas: o bien la tarjeta se descarga en el terminal, o bien la carga se conduce sobre el chip integrado en la tarjeta. En el primer caso, el terminal puede dañarse gravemente. En el segundo caso, es la tarjeta la que puede dañarse. En todos los casos, la descarga se conduce desde el potencial más alto hacia el más bajo, generalmente la masa, y con intensidades generalmente grandes. Si la parte atravesada por la corriente (chips de la tarjeta, terminal) es sensible a estas intensidades, entonces o el terminal, y/o la tarjeta pueden quedar dañado(s).
Se han propuesto soluciones para paliar este problema. Son de varios tipos: las soluciones integradas y las soluciones correctoras. Se basan sobre el mismo planteamiento: evacuar la carga eléctrica en el momento en que la tarjeta se inserta en el conector de tarjeta de memoria. Existen igualmente acciones de tipo correctivo que consisten en disponer componentes electrónicos (o el terminal, o la tarjeta de chips) más resistentes a las grandes corrientes.
Se describe una solución clásica de la técnica anterior en relación con las figuras 1A, 1B, 1C, 1D y 1E. Estas figuras son representaciones isométricas de un conector de tarjeta de memoria existente que comprende una solución de evacuación integrada. Un conector de tarjeta de memoria 10, comprende una envolvente 11, una rendija de inserción 12 destinada a recibir la tarjeta de memoria. Además de esta envolvente 11, el conector de tarjeta de memoria comprende una pieza metálica 13, que comprende unas pestañas 14. Estas pestañas 14 se insertan en unos espacios vacíos de la envolvente 11. Estas pestañas metálicas entran en contacto con la tarjeta en el momento de su inserción en el conector de tarjeta de memoria. Con el fin de que la descarga sea completa, las pestañas entran en contacto con la tarjeta en varios sitios: en el chip, en la cubierta de la tarjeta y en la cara de la tarjeta que no comprende el chip. De ese modo, en el momento de su inserción, la tarjeta se descarga al menos parcialmente. En efecto, la pieza metálica 13 se une a la masa del terminal y la carga eléctrica de la tarjeta se evacúa antes de que el chip entre en contacto con los terminales del conector de tarjeta de memoria.
Las soluciones correctoras funcionan según el mismo principio: se añade a un conector de tarjeta de memoria existente, uno o varios elementos metálicos, unidos a la masa, para permitir la evacuación de la carga. Esta operación es por otro lado compleja puesto que necesita crear varios elementos metálicos en función de un conector de tarjeta de memoria existente. Ahora bien, la creación de dichos elementos mecánicos es compleja y costosa.
Sin embargo, aunque resuelvan teóricamente el problema de la evacuación de la carga, estas soluciones de la técnica anterior plantean todavía otros problemas. Por un lado, en el caso de la solución integrada, la concepción del conector de tarjeta de memoria es compleja. Es necesario en efecto concebir una primera pieza, la envolvente, por ejemplo, de plástico inyectado, posteriormente añadir una pieza metálica sobre el contorno de la envolvente. Previamente, es necesario por tanto haber formado esta pieza metálica con múltiples pliegues para que las pestañas puedan tomar el lugar en los espacios vacíos de la envolvente. Esta operación de montaje es costosa.
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Por otro lado, otro problema, común a las dos soluciones de la técnica anterior, está vinculado al hecho de que las pestañas metálicas son susceptibles de dañar la tarjeta durante su retirada. En efecto, las pestañas metálicas son unas piezas abrasivas que rozan la tarjeta con más o menos intensidad. Ahora bien, a fuerza de rozarse, una tarjeta puede dañarse.
En resumen, en las soluciones anteriores, el contacto se realiza con una resistencia relativamente reducida, y la adición de una resistencia en serie necesita mucho espacio. Esto provoca que la corriente de la descarga siga siendo grande, y puede por tanto crear estragos sobre los componentes sensibles.
Además, el contacto con la tarjeta de memoria se realiza de manera puntual, sobre unas zonas definidas por la posición de las pestañas. Aunque estas zonas sean numerosas, esto no permite cubrir la totalidad de las configuraciones de tarjeta de chips.
Finalmente, la solución a base de una añadidura de una lámina (solución correctora) necesita la adición de una pieza suplementaria, lo que es generador de costes.
De ese modo, las soluciones existentes no son satisfactorias y es necesario proponer nuevas soluciones que no presenten los inconvenientes de las soluciones de la técnica anterior. El documento US 5.892.216 A divulga un conector de tarjeta de memoria según el preámbulo de la reivindicación 1.
3 RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La invención no presenta estos inconvenientes de la técnica anterior. En efecto, la invención se refiere a un conector de tarjeta de memoria que comprende un módulo de inserción de forma globalmente paralelepipédica rectangular, comprendiendo dicho módulo de inserción una rendija de inserción de tarjeta de memoria.
Según la invención un conector de ese tipo comprende además varias zonas de descarga de electricidad estática que entran en contacto con una parte de una superficie de una tarjeta de memoria durante la inserción de dicha tarjeta de memoria en dicho conector de tarjeta de memoria, estando constituida cada una de dichas zonas de descarga de electricidad estática al menos en parte por un material plástico conductor que tiene un valor de resistencia superficial diferente, y disponiéndose dichas varias zonas de descarga de manera que la descarga de la tarjeta se realice de manera progresiva en varias fases. De ese modo, la invención permite evitar la añadidura de zonas de descarga metálicas que tienen un efecto abrasivo sobre las tarjetas que se insertan en el conector de tarjeta de memoria.
Según una característica particular de la invención dicho valor predeterminado de resistencia superficial está comprendido entre 107 Q/cuadro y 1012 Q/cuadro.
Según una característica particular de la invención dicho valor predeterminado de resistencia superficial está comprendido entre 105 Q/cuadro y 108 Q/cuadro.
Según una característica particular de la invención dicho valor predeterminado de resistencia superficial es del orden de 107 Q/cuadro.
Según una característica particular de la invención dicho valor de resistencia es del orden de 108 Q/cuadro.
Según un modo de realización particular de la invención, dicha zona de descarga electrostática está formada por la totalidad de dicho conector de tarjeta de memoria.
De ese modo, la invención permite evitar la añadidura de un dispositivo complementario, el conector de tarjeta de memoria asegura él solo la descarga de la tarjeta.
Según un modo de realización particular de la invención, dicha zona de descarga electrostática es una pieza plástica conductora dispuesta a la altura de dicha rendija de inserción, comprendiendo dicha pieza plástica conductora una barra de enlace que conecta dicha pieza plástica conductora a al menos una conexión a la masa de dicho conector.
De ese modo, la invención permite añadir una zona de descarga que no es compleja de implementar o de fabricar.
4 DIBUJOS
Aparecerán más claramente otras características y ventajas de la invención con la lectura de la descripción que sigue de un modo de realización preferido, dado a título de simple ejemplo ilustrativo y no limitativo, y de los dibujos adjuntos, entre los que:
- las figuras 1A, 1B, 1C, 1D y 1E, ya comentadas, ilustran un conector y un dispositivo de descarga según la invención;
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- la figura 2 ilustra un modo de realización de la invención.
5 DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
5.1 Presentación general
Como se ha expuesto previamente, el principio general de la invención es proponer un conector de tarjeta de memoria que integra directamente los medios de descarga de las tarjetas. Más particularmente, los medios de descarga de las tarjetas de la invención forman parte integral del conector de tarjeta de memoria de tarjeta, lo que simplifica grandemente la concepción de este y prolonga la duración de vida útil de las tarjetas insertadas.
Ya no es necesario añadir piezas metálicas que permitan la descarga de la tarjeta. Se facilita por tanto la fabricación del conector de tarjeta de memoria. Por otro lado, como con la invención no es necesario el uso de piezas metálicas, no hay riesgo de deteriorar la tarjeta durante su inserción y/o su retirada. Se asegura por tanto la integridad de la tarjeta. Además, incluso en caso de implementación correctiva, la invención no obliga a una modificación importante del conector de tarjeta de memoria. Es necesario únicamente añadir una pieza de material plástico conductor, lo que es netamente más simple que la añadidura de una lámina metálica.
Dichos resultados se hacen posibles, según la invención, por la utilización de un plástico semiconductor para concebir el conector de tarjeta de memoria. Por supuesto, la aportación de la invención no se limita a la utilización de un material plástico conductor. Sin embargo, esta concepción, que ha sido pensada por los inventores, se reveló en el curso de los ensayos, mucho más eficaz de lo esperado. En efecto, los usuarios estimaban que una concepción así no podría responder al problema de descargas. No obstante, se ha mostrado que esta concepción responde perfectamente al problema y es más simple que las soluciones existentes.
Como se ha citado, con el fin de reducir los problemas ligados a la añadidura de partes metálicas sobre el conector de tarjeta de memoria, la invención propone construir dicho conector de tarjeta de memoria utilizando un conector realizado al menos en parte en plástico conductor. Los modos de realización de la invención incluyen unas características que son apropiadas para la problemática de descarga solucionada por la invención.
En efecto, para permitir una descarga completa de la tarjeta, en función del modo de realización, no es suficiente construir el conector de tarjeta de memoria en parte con un material plástico conductor.
Así, en función del modo de realización, es importante definir un valor de resistencia superficial en la pieza de plástico conductora. Este valor de resistencia se expresa en ohmios por cuadro (Q/cuadro). La resistencia en volumen se expresa en Q/m (o Q/cm). La resistencia de superficie (o superficial, la que es importante para la invención) se expresa en Q/cuadro, o Q/square. Esta denominación de la resistencia es usual para el experto en la materia.
Varía según que la totalidad del conector de tarjeta de memoria sea conductor o que solamente lo sea una parte de este. En lo que sigue, se presenta principalmente el caso de dos modos de realización. Es claro sin embargo que la invención no se limita a esta aplicación particular, sino que puede implementarse igualmente según numerosos otros modos de realización y más generalmente en todos los casos en los que las ventajas procuradas por la invención son interesantes.
5.2 Descripción de modos de realización 5.2.1 Primer modo de realización
En un primer modo de realización, el conector para tarjeta de memoria está equipado con una pieza específica, relativamente conductora, unida a la masa del terminal. La resistencia de esta pieza es relativamente reducida (del orden de algunos centenares de ohmios). Se trata de una configuración que necesita poca inversión en términos de concepción. Es únicamente necesario construir una pieza que llegue a fijarse al conector de tarjeta de memoria. Esta pieza se une a la masa del terminal.
En este primer modo de realización, la pieza puede estar sobremoldeada, o montada a posteriori (en este segundo caso, el material utilizado no tiene necesidad de tener una resistencia a la temperatura muy elevada puesto que no se monta en la superficie del circuito impreso).
Se presenta, en relación con la figura 2, este primer modo de realización de una parte de un conector para tarjeta de memoria según la invención.
El conector de tarjeta de memoria 20 comprende un módulo de inserción 21 de forma globalmente paralelepipédica rectangular. Este módulo de inserción 21 comprende una rendija de inserción 221 que permite insertar la tarjeta. El conector de tarjeta de memoria 20 comprende igualmente unas patillas metálicas 22 (igualmente denominadas clavijas). Estas patillas metálicas 22 se posicionan con el fin de entrar en contacto con las zonas de contacto del chip
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situadas sobre la tarjeta. En este modo de realización, se utilizan ocho patillas metálicas. El conector de tarjeta de memoria 20 comprende igualmente cuatro tetones 23 destinados a fijarse sobre un PCB que acoge el conector de tarjeta de memoria. En este modo de realización, se unen igualmente estos cuatro tetones 23 a la masa del terminal (por intermedio del PCB).
Según la invención, en este modo de realización, el conector de tarjeta de memoria 20 comprende además una pieza de plástico conductor 24, colocada sobre el módulo de inserción 21. Esta pieza de plástico conductor está formada para posicionarse a la entrada de la rendija de inserción 221 para que el chip de la tarjeta de chips entre en contacto con esta pieza de plástico conductor 24. Por otro lado, en este modo de realización, la pieza de plástico conductor 24 está conformada con el fin de no contener aristas salientes en la zona de contacto con la tarjeta para permitir una inserción suave. Esto permite no dañar la tarjeta durante su inserción. La pieza de plástico conductor 24 comprende además una barra de enlace 241. Esta barra de enlace permite conectar la pieza de plástico conductor 24 a al menos una conexión a la masa de dicho conector. En el modo de realización presentado en la figura 2, esta conexión se realiza sobre uno de los cuatro tetones 23.
En este modo de realización, la resistencia de la pieza de plástico conductor 24 es del orden de algunos centenares de millares de ohmios, incluso algunos megaohmios. La resistencia no debe ser demasiado reducida, porque se produciría un cortocircuito con las láminas metálicas que sirven para conectar la tarjeta, o por lo menos, habría unas resistencias de fuga entre contactos que impedirían pasar la acreditación del terminal ante organismos oficiales (Eurocard Mastercad-VISA, llamados EMV). La resistencia no debe ser demasiado elevada, porque entonces el dispositivo no sería eficaz durante descargas electrostáticas de algunos kilovoltios. De ahí este equilibrio: algunos centenares de kiloohmios entre los contactos.
5.2.2 Segundo modo de realización
En un segundo modo de realización, es el conector de tarjeta de memoria el que se realiza completamente en un material conductor, pero de muy reducido nivel (resistencia superficial del material del orden de 105 a 106 Q/cuadro).
Tanto si es en el primer como en el segundo modo de realización, se propone realizar las piezas en uno de los materiales conocidos siguientes:
- SABIC Innovative Plastics LNP Stat-kon REP349 PA 66 (1,00e+7 a 1,00e+9 ohm/cm de valor de resistencia en volumen)
- SABIC Innovative Plastics LNP Stat-kon LX04420C PEEK (1,00e+6 a 1,00e+8 ohm/cm de valor de resistencia en volumen)
- Cool Polymers Coolpoly® D5502 Thermally Conductive Liquid Crystalline Polymer (1,00e+14 ohm/cm 1,00e+14 ohm/cm de valor de resistencia volumen)
En el segundo modo de realización, el material, además de tener estas características eléctricas, debe resistir a la temperatura de refusión y al desgaste por rozamiento de las tarjetas.
5.2.3 Tercer modo de realización
En este modo de realización, se realiza la descarga con la utilización de varias piezas de plástico conductor. La ventaja de este modo de realización es permitir la descarga progresiva y no agresiva de la tarjeta. En este modo de realización, el conector de la tarjeta de memoria comprende una pluralidad de piezas de plástico conductor, teniendo cada pieza de plástico conductor una resistencia superficial diferente.
En una implementación particular de este modo de realización, una primera pieza, colocada a la entrada del conector de tarjeta de memoria, tiene una resistencia superficial del orden de 1012 Q/cuadro. Una segunda pieza, colocada en el interior del conector de tarjeta de memoria, dispone de una resistencia superficial del orden de 1010 Q/cuadro. Esta segunda pieza entra en contacto con la tarjeta posteriormente a la descarga realizada por la primera pieza. Una tercera pieza, colocada en el interior del conector de tarjeta de memoria, dispone de una resistencia superficial del orden de 108 Q/cuadro. Esta tercera pieza entra en contacto con la tarjeta posteriormente a la descarga realizada por la segunda pieza. Finalmente, según una variante, el conector dispone, en una zona situada justo delante de los contactos del conector, de una lámina metálica que permite finalizar la descarga de la tarjeta (estando puesta esta lámina a masa).
De ese modo, en lugar de realizar una descarga brutal de la tarjeta se realiza una descarga progresiva, pudiendo ser completa, lo que es aún menos susceptible de provocar daños a los circuitos impresos.
El número de fases de descarga puede así extenderse, según las cargas máximas para las que es necesario protegerse, y de la fragilidad de la electrónica, entre 2 y 5 niveles.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Conector de tarjeta de memoria (20) que comprende un módulo de inserción (21) de forma globalmente paralelepipédica rectangular, comprendiendo dicho módulo de inserción (21) una rendija de inserción (221) de tarjeta de memoria y comprendiendo varias zonas descarga de electricidad estática (24) que entran en contacto con una parte de la superficie de la tarjeta de memoria durante la inserción de dicha tarjeta de memoria en dicho conector de tarjeta de memoria, estando constituida cada una de dichas zonas de descarga de electricidad estática (24) al menos en parte por un material plástico conductor, caracterizado por que cada una de dichas zonas de descarga de electricidad estática (24) tiene un valor de resistencia superficial diferente, y por que dichas varias zonas de descarga se disponen de manera que la descarga de la tarjeta se realice de manera progresiva en varias fases.
  2. 2. Conector de tarjeta de memoria según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho valor de resistencia superficial está comprendido entre 107 Q/cuadro y 1012 Q/cuadro.
  3. 3. Conector de tarjeta de memoria según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho valor de resistencia superficial está comprendido entre 105 Q/cuadro y 108 Q/cuadro.
  4. 4. Conector de tarjeta de memoria según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho valor de resistencia superficial es del orden de 107 Q/cuadro.
  5. 5. Conector de tarjeta de memoria según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho valor de resistencia superficial es del orden de 108 Q/cuadro.
  6. 6. Conector según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas zonas de descarga electrostática están formadas por la totalidad de dicho conector de tarjeta de memoria.
  7. 7. Conector según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas zonas de descarga electrostática (24) son unas piezas de plástico conductor dispuestas a la altura de dicha rendija de inserción (221), comprendiendo dichas piezas de plástico conductor al menos una barra de enlace (241) que conecta dichas piezas de plástico conductor a al menos una conexión a la masa de dicho conector.
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