ES2894242T3 - Tarjeta metálica inteligente con capacidad de transmisión por radiofrecuencia (rf) - Google Patents

Abstract

Una tarjeta que comprende: una capa de plástico (18) que tiene una primera y una segunda superficie, una anchura W y una longitud L; unos devanados (24a) enrollados a lo largo de la primera superficie de la capa de plástico (18) o dentro de dicha capa de plástico (18) para formar una antena de la tarjeta (24); una capa metálica (30) que recubre la capa de plástico (18); dicha capa metálica (30) tiene una primera superficie (31) y una segunda superficie (35), y una anchura y una longitud iguales a las de la capa de plástico (18); en la que la segunda superficie (35) está orientada hacia la capa de plástico (18); un módulo (20) con un chip (20a) y una antena del chip (20b) para comunicarse con la antena de la tarjeta (24); caracterizada porque está formada una ranura (32) dentro de la segunda superficie (35) de dicha capa metálica (30); y una tira de material de ferrita (33) está dispuesta en dicha ranura (32) dispuesta entre la segunda superficie (35) de la capa metálica (30) y los devanados de la antena (24a); dicha banda de material de ferrita (33) se extiende por encima y sobre los devanados de la antena (24a); la banda de material de ferrita (33) tiene una longitud y una anchura limitadas para seguir los devanados de la antena subyacente (24a), en la que el material de ferrita (33) está dispuesto para apantallar la antena de la tarjeta (24) y la antena del chip (20b) para proporcionar un apantallamiento de RF mejorado entre la capa metálica (30) y los devanados (24a), tanto de la antena de la tarjeta (24) como de la antena del chip (20b).

Description

DESCRIPCIÓN

Tarjeta metálica inteligente con capacidad de transmisión por radiofrecuencia (rf)

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere, en general, a tarjetas "inteligentes" y, más particularmente, se refiere a una tarjeta inteligente que tiene, al menos, una capa metálica y es capaz de transmisión por radiofrecuencia (RF).

Una tarjeta "inteligente" es una tarjeta que incluye un chip electrónico incrustado que contiene memoria y/o un microprocesador y circuitos electrónicos asociados que almacenan y realizan transacciones de datos. Los datos de la tarjeta se tramitan a través de un lector de tarjetas que forma parte de un sistema informático.

Las tarjetas inteligentes pueden ser de tres tipos generales: (a) "sin contacto", (b) "con contacto", y (c) "doble interfaz" Una tarjeta inteligente sin contacto incluye una antena mediante la cual las señales de radiofrecuencia se acoplan entre el chip electrónico de la tarjeta inteligente y una antena de un lector de tarjetas. Es decir, no hay una conexión o contacto eléctrico directo entre la tarjeta y el lector de tarjetas. Una tarjeta inteligente de contacto tiene contactos que permiten una conexión eléctrica directa entre un chip eléctrico de la tarjeta y un lector de tarjetas. Una tarjeta inteligente de doble interfaz tiene las antenas y los contactos eléctricos directos de las tarjetas inteligentes sin contacto y con contacto, de modo que puede funcionar como una tarjeta inteligente sin contacto o con contacto.

Normalmente, las tarjetas inteligentes sin contacto y de doble interfaz no tienen una fuente de alimentación interna. En su lugar, la antena de su tarjeta capta parte de las señales de interrogación de radiofrecuencia que emanan del lector de tarjetas, que el chip rectifica para alimentar la electrónica de la tarjeta.

Las tarjetas inteligentes sin contacto son cada vez más populares y se están utilizando ampliamente, entre otras cosas: en aplicaciones de pago y expedición de billetes, como el transporte público y los peajes de las autopistas; en sistemas de identificación personal y de derechos a nivel regional, nacional e internacional; en tarjetas de ciudadano; en permisos de conducir; en sistemas de tarjetas de paciente; y en pasaportes biométricos para mejorar la seguridad en los viajes internacionales.

Se ha convertido en algo muy deseable y de moda hacer tarjetas con una o más capas metálicas. Una capa metálica proporciona un patrón decorativo y/o una superficie reflectante que mejora la apariencia y el valor estético de la tarjeta. Esto es especialmente deseable para los clientes de alto nivel. Sin embargo, cuando se utiliza una capa metálica con una tarjeta inteligente sin contacto surge un problema, ya que la capa metálica interfiere con las señales de comunicación de radiofrecuencia (RF) entre la tarjeta y el lector, y podría inutilizar la tarjeta inteligente sin contacto.

El documento US 2009/315320 A1 divulga incrustaciones para documentos seguros, como un pasaporte, que comprenden un sustrato de incrustación que puede tener recesos seccionados por láser dentro de los cuales se instala un módulo de chip. Se pueden formar canales para un cable de antena en una superficie del sustrato. En lugar de utilizar cables, los canales pueden rellenarse con un material conductor que puede fluir.

El documento US 2012/055013 A1 divulga microestructuras tales como áreas de conexión, almohadillas de contacto, antenas, devanados, placas para condensadores y similares que se forman utilizando nanoestructuras, tales como nanopartículas, nanohilos y nanotubos. Las reivindicaciones están delimitadas contra este documento.

El documento US 2012/055998 A1 divulga una estructura de RFID que incluye un conjunto de antena de bucle, un sustrato de antena que soporta el conjunto de antena de bucle, y una capa de apantallamiento paralela a un plano definido por el sustrato de antena.

El documento US 2014/224881 A1 divulga una tarjeta que incluye un subconjunto de núcleo cuyos elementos definen la funcionalidad de la tarjeta y un subconjunto de revestimiento duro unido a los lados superior y/o inferior del subconjunto de núcleo para proteger el subconjunto de núcleo del desgaste y de ser rayado. El subconjunto del núcleo puede estar formado únicamente por capas de plástico o por diferentes combinaciones de capas de plástico y metal y puede incluir todos los elementos de una tarjeta inteligente que permita la comunicación por RF sin contacto y/o la comunicación por contacto directo.

Como se muestra en la Figura 1, las tarjetas inteligentes sin contacto de la técnica anterior con capas metálicas han utilizado una capa 16 de material de ferrita entre una capa metálica 12 y la antena interna 22 de la tarjeta para proteger la antena del efecto nocivo de la capa metálica. Sin embargo, la capa de ferrita tiende a ser relativamente pesada, lo que hace que la tarjeta inteligente sea demasiado pesada, y el material de ferrita es bastante caro. Por lo tanto, es deseable proporcionar una tarjeta inteligente sin contacto que tenga una capa metálica, en la que la tarjeta la cantidad de material de ferrita se reduzca sustancialmente. Nota: Para mostrar un uso más amplio de las tarjetas inteligentes de la invención, la Figura 1 y otras figuras muestran que las tarjetas incluyen un módulo 20 con una almohadilla de contacto 20c para proporcionar una capacidad de interfaz dual (es decir, funcionamiento sin contacto y con contacto). Sin embargo, debe entenderse que el problema de la capa de ferrita se debe principalmente al funcionamiento sin contacto (RF).

Es por lo tanto un objeto de la presente invención reducir sustancialmente la cantidad de material de ferrita utilizado en una tarjeta inteligente con una capa metálica. Esto es así tanto si la tarjeta inteligente está diseñada para tener capacidad de contacto como de doble interfaz.

Sumario de la invención

Los objetos anteriores se resuelven con la materia objeto reivindicada en las reivindicaciones independientes.

Breve descripción de los dibujos

La breve descripción anterior y otros objetos, características y ventajas de la invención se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones actualmente preferentes, pero no obstante ilustrativas, de acuerdo con la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista transversal simplificada y parcial de una tarjeta "metálica" inteligente sin contacto/de doble interfaz del estado de la técnica 10 con una capa metálica 12;

La figura 2 es una vista en planta que ilustra una etapa en la formación de una tarjeta "metálica" inteligente de acuerdo con la presente invención;

La figura 3 es una vista transversal parcial del sustrato 30 de la figura 2;

Las Figuras 3A, 3B y 3C son diagramas en sección transversal de diferentes tarjetas metálicas inteligentes con apantallamientos de ferrita formados entre las antenas de la tarjeta y del chip y la capa metálica de las tarjetas de acuerdo con la invención;

La Figura 3D muestra un ejemplo comparativo no conforme a la invención;

Figuras 3E y 3F son vistas en despiece que muestran diferentes disposiciones posibles de un módulo de chip y de una antena de la tarjeta en las tarjetas que implementan la invención;

La figura 4 es una vista transversal parcial simplificada de una tarjeta inteligente 110 sin contacto/de doble interfaz que incorpora el subconjunto 36 de la figura 3;

La figura 5 es una vista transversal parcial simplificada de una tarjeta inteligente sin contacto/con interfaz 210 que implementa la invención; y

Las Figuras 6, 6A y 6B son vistas transversales parciales simplificadas de una tarjeta inteligente de doble interfaz 310 que implementa la invención; y

La Figura 7 es un diagrama en sección transversal de una tarjeta inteligente sin contacto/de doble interfaz que implementa la invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

Volviendo a los dibujos, la figura 1 es un diagrama transversal parcial simplificado de una tarjeta inteligente sin contacto/de doble interfaz de la técnica anterior 10 con una capa metálica 12. Debajo de la capa metálica 12 hay una capa de ferrita 16 que actúa como apantallamiento para evitar que la capa metálica 12 interfiera con la radiación de radiofrecuencia (RF) hacia y desde la tarjeta inteligente. Debajo de la capa de ferrita 16 se forma una capa 18. La capa 18 incluye un módulo integrado 20, que contiene un chip microprocesador 20a y una antena del chip 20b acoplada al chip 20a. Módulos como el módulo 20 están disponibles comercialmente, por ejemplo, de NXP, SMARTRAC, Infineon, o dentro de Secure.

Debajo de la capa 18, una capa 22 contiene una antena de la tarjeta incrustada 24. La antena de la tarjeta 24 está diseñada para captar la energía de radiofrecuencia (RF) generada por un lector de tarjetas asociado (no mostrado) y para comunicarse con el lector de tarjetas. Por su diseño, la antena del chip 20b está lo suficientemente cerca para acoplarse inductivamente con la antena 24, acoplando así las señales entre la antena 24 y el chip 20a, al tiempo que se evita que el chip haga una conexión eléctrica física con la antena 24.

En funcionamiento, la capa de ferrita 16 apantalla la capa metálica 12, para hacer posible que la radiación de radiofrecuencia entre y sea emitida por la tarjeta 10. Desgraciadamente, la capa de ferrita 16 es pesada y muy cara, lo que hace que la construcción sea poco práctica para muchas aplicaciones. Los presentes inventores han encontrado que no es necesario proporcionar una capa completa de material de ferrita para apantallar la antena de la tarjeta y/o la antena del chip de la capa metálica 12. Sólo es necesario proporcionar suficiente material de ferrita para ajustarse sustancialmente a la antena 24 y seguirla.

La capa 14, compuesta por las subcapas 14a y 14b mostradas debajo de la capa 22, pretende indicar que se pueden utilizar capas adicionales para formar la tarjeta 10.

Se hará referencia ahora a las Figuras 2 y 3, la figura 2 es una vista en planta que ilustra una etapa en la formación de una tarjeta inteligente de acuerdo con la presente invención, Una capa metálica 30, de anchura, W, y longitud, L, puede, por ejemplo, ser de aproximadamente 7,6 mm de espesor. La capa metálica 30 (que también puede denominarse sustrato) está formada por un canal (ranura) 32. El canal 32 está formado en la forma prevista de la antena 24 (ver, por ejemplo, las Figuras 3E y 3F) grabando (trazando) el sustrato metálico 30 por medios mecánicos que incluyen, por ejemplo, el fresado, el conformado, el estampado y el troquelado, o mediante un láser, o el grabado químico.

La Figura 3 incluye una vista en sección del sustrato metálico 30 que tiene una superficie exterior (externa) 31 y una superficie interior 35. Tras la formación de la ranura 32 en la superficie interior 35, se aplica el material de ferrita 33 y un adhesivo como epoxi, cianoacrilato, sistema de base de silicona o adhesivo termoplástico en el canal definido por la ranura 32. La ferrita 33 puede aplicarse como una lámina troquelada o como un oligómero acrílico intermedio de ferrita que se endurecerá bajo la exposición a los rayos UV o después de que el disolvente de la lechada sea expulsado. Cabe señalar que la ferrita 33 se aplica preferentemente de manera que quede por debajo de la superficie interior (por ejemplo, 35 en la Figura 3) del sustrato 30 y se eleve hasta la superficie (por ejemplo, 35 de la capa 30) de la tarjeta en los bordes de la ranura 32. Téngase en cuenta que los cables de la antena no pueden estar completamente encapsulados o apantallados por la capa de ferrita. Es decir, el apantallamiento de ferrita no puede rodear completamente la antena.

Una capa de plástico 34 que tiene una antena 24 montada en ella en forma de devanados 24a se fija entonces sobre el sustrato 30, preferentemente por adhesión o cualquier otro medio adecuado. La capa 34 puede estar hecha, por ejemplo, de PVC o poliéster y puede, por ejemplo, oscilar entre 0,25 y 3,81 mm de espesor. Los devanados 24a (también denominadas en el presente documento y en las reivindicaciones adjuntas como devanados) pueden, por ejemplo, tener un diámetro de entre 80 y 120 micrómetros y pueden fijarse a la capa 34 mediante soldadura por ultrasonidos o calentando el cable antes de ponerlo en contacto con la capa de plástico. Se apreciará que la ranura 32 se rellena con ferrita hasta un nivel suficientemente por debajo de la superficie horizontal superior del sustrato 30 para permitir que los devanados 24 queden al ras de la superficie horizontal del sustrato 30. Esto forma un subconjunto de tarjetas 36. [Nótese que las antenas enrolladas se muestran y discuten en la presente memoria, pero que las antenas grabadas también podrían utilizarse en las tarjetas que implementan la invención]

La figura 4 es una vista transversal parcial simplificada de una tarjeta inteligente 110 sin contacto/de doble interfaz que incorpora el subconjunto 36. La figura 4 debe compararse con la figura 1. El subconjunto 36 (invertido en comparación con la figura 3) proporciona una capa metálica 30 para la tarjeta inteligente 110 y contiene el apantallamiento de ferrita 33 que recubre la antena de la tarjeta (refuerzo) 24. Debajo del subconjunto 36 se forma una capa 18. La capa 18 contiene e incluye un módulo 20, que contiene un chip microprocesador 20a y una antena del chip 20b acoplada al chip 20a. Esta capa 18 es comparable a la capa 18 de la figura 1. La capa 14 pretende indicar que puede haber capas adicionales en la tarjeta inteligente 110 que no se detallan. En la Figura 4, el contacto directo con un lector 400 se realiza a través de una almohadilla de contacto con la tarjeta 20c. Obsérvese que la almohadilla de contacto 20c está en el lado opuesto del sustrato metálico. La lectura sin contacto entre el lector 400 y la tarjeta también es posible mediante la comunicación por radiofrecuencia entre el lector 400 y las antenas que se acoplan al chip 20a.

En funcionamiento, el material de ferrita 33 depositado en la ranura 32 apantalla la antena 24 (y la antena del chip 20b) del sustrato metálico 30, para hacer posible que la radiación de RF entre y sea emitida por la antena 24. Sin embargo, la cantidad de ferrita utilizada se ha reducido sustancialmente en comparación con la figura 1, lo que ha permitido reducir considerablemente el peso y el coste. Sin embargo, queda una cantidad suficiente de material de ferrita para que su peso haga que la tarjeta inteligente parezca sustancial. En parte, la reducción del material de ferrita ha sido posible porque la antena está situada en ranuras formadas en la tarjeta metálica y el material de ferrita forma un apantallamiento entre la antena y el metal. Una superficie metálica interfiere con la radiación de radiofrecuencia en el sentido de que absorbe las señales de radiofrecuencia incidentes, actuando el metal como una tierra virtual. La capa de ferrita formada entre la antena de la tarjeta 24 (incluida la antena del chip 20b) y la capa metálica 30 refleja las señales de RF incidentes para que no sean absorbidas por la capa metálica. Obsérvese que el lector 400 se muestra posicionado para interrogar a la tarjeta inteligente desde el lado no metálico de la tarjeta para su funcionamiento sin contacto.

Las Figuras 3A, 3B y 3C son diagramas en sección transversal de posibles tarjetas metálicas inteligentes con apantallamientos de ferrita formados entre las antenas de la tarjeta/chip (24 y 20b) y la capa metálica de las tarjetas (30) de acuerdo con la invención.

La Figura 3A es similar a la estructura mostrada en la Figura 4, excepto que la capa 34 ha sido eliminada. En esta realización, el subconjunto 36a incluye un sustrato metálico 361 y una capa portadora de chip de plástico 18. La capa metálica 361 se muestra con un apantallamiento de ferrita 33 unido a la ranura 32 y con una antena de la tarjeta de refuerzo 24 formada (enrollada) directamente dentro de la ranura blindada de ferrita.

La Figura 3B está dirigida a una tarjeta metálica inteligente en la que la antena y el módulo de chip están desplazados uno respecto del otro, lo que corresponde a la disposición mostrada en la Figura 3E. En esta realización, el subconjunto 36b incluye un sustrato metálico 362 y una capa portadora de chip de plástico 181. La Figura 3B muestra que el subconjunto de capa metálica 362 incluye un apantallamiento de ferrita 33 y una extensión de apantallamiento de ferrita 33a para apantallar el espacio entre la antena del chip 20b y la antena de la tarjeta 24 para mejorar el acoplamiento de RF. El apantallamiento de ferrita 33 se extiende una distancia "d" desde el borde horizontal inferior de la capa metálica (como se muestra en la Figura 3B) para permitir que la antena 24 se anide dentro del espacio de repliegue. En esta configuración, la antena de la tarjeta 24 se coloca sobre la capa de plástico 181 y el módulo de chip 20 se dispone sobre, o dentro de, la capa de plástico 181 para formar un segundo subconjunto que puede ajustarse a y con el subconjunto de la capa metálica 362.

La Figura 3C está dirigida a una tarjeta metálica inteligente que incluye un sustrato metálico 363 y una capa portadora de chip de plástico 183 para formar un subconjunto 36c. El sustrato de capa metálica 363 incluye un apantallamiento de ferrita 33 y una extensión de apantallamiento de ferrita 33a para apantallar el espacio entre la antena del chip 20b y la antena de la tarjeta 24 para mejorar el acoplamiento de RF. En esta configuración, el apantallamiento de ferrita 33 puede estar a ras del borde horizontal inferior de la capa metálica (como se muestra en la Figura 3C). La antena de la tarjeta 24 está empotrada dentro de la capa de plástico 183 y el módulo de chip está formado sobre o dentro de la capa de plástico 183 para formar un segundo subconjunto que puede ajustarse a y con el sustrato de la capa metálica 363.

El ejemplo comparativo de la Figura 3D muestra un subconjunto 36d que incluye un sustrato metálico 365 y un conjunto portador de chips de capa plástica 185. La Figura 3D muestra que la capa metálica 365 puede ser una capa metálica que no requiera de trazado o grabado. Es decir, a diferencia de la presente invención, no es necesario formar una ranura en la capa metálica. Se forma un segundo subconjunto 185 que incluye:

(a) un apantallamiento de ferrita 33 para apantallar una antena de la tarjeta 24 formada sobre o dentro de la capa de plástico 185; (b) un módulo de chip 20 y una antena del chip 20b formados sobre o dentro de la capa 185; y (c) una extensión de apantallamiento de ferrita 33a para apantallar la antena del chip 20b y su acoplamiento a la antena de la tarjeta 24 para mejorar el acoplamiento de RF. La antena de la tarjeta 24 y el módulo de chip pueden formarse como una etapa en el proceso de formación de un subconjunto 185 que, después de formarse, podría fijarse posteriormente a una capa metálica 365. El hecho de no tener que trazar o grabar la capa metálica puede suponer un importante ahorro en el coste de fabricación.

Con referencia a la Figura 3E obsérvese hace notar que el chip RFID y la antena de la tarjeta pueden estar formados en la misma capa o nivel. Es decir, la antena 24 podría montarse en una capa común con el chip/módulo RFID (por ejemplo, 20 en las figuras) y su chip podría estar conectado a la antena 24 a través de conductores proporcionados en la capa común. Esto eliminaría la necesidad de la antena 20a. Sin embargo, debe entenderse que una antena del chip y una antena de la tarjeta pueden estar formadas en la misma capa con las antenas acopladas inductivamente.

Alternativamente, como se muestra en la Figura 3F, una antena de la tarjeta 24 puede estar formada en, o dentro de, una capa de una tarjeta y el módulo de chip puede estar formado en otra capa de la tarjeta. En las configuraciones de la Figura 3E o 3F, el chip RFID puede estar conectado directamente o por inducción a la antena de la tarjeta. Como ya se ha señalado anteriormente, en las tarjetas metálicas inteligentes que incorporan la invención sólo se utiliza suficiente ferrita marcial para seguir y cubrir sustancialmente la antena subyacente de la tarjeta (refuerzo) y la antena del chip con el fin de formar un apantallamiento entre la(s) antena(s) y una capa metálica superpuesta.

La figura 5 es una vista transversal parcial simplificada de una tarjeta inteligente 210 de doble interfaz (con y sin contacto) que implementa la invención. En la figura 5, un sustrato metálico 30 tiene una ranura 32 formada en su superficie. La ranura 32 puede tener una profundidad de al menos 0,12 mm y puede ser de 1,01 mm. Una vez formada la ranura 32, se aplica el material de ferrita 33 y un adhesivo, como se ha descrito anteriormente, para rellenar el canal definido por la ranura. La ferrita puede aplicarse como una lámina troquelada o como una lechada de ferrita que se endurecerá bajo la exposición a los rayos UV o después de expulsar el disolvente. Debajo del sustrato 30 hay una capa de plástico 134 que tiene una antena incrustada 124 en forma de devanados 124a. Debajo de la capa 134 se forma una capa 18 que tiene un módulo integrado 20, que contiene un chip microprocesador 20a y una antena 20b acoplada al chip 20a. Esta capa 18 es comparable a la capa 18 de la figura 1. En las Figuras 4 y 5 se muestra que el módulo 20 y el chip 20a se extienden a través de las capas 18 y 14. En la práctica, esto puede no ser así, ya que el chip 20 está contenido en la capa 18. La capa 14, como se ha señalado anteriormente, pretende indicar que puede haber capas adicionales en la tarjeta inteligente 210 que no se muestran.

En la Figura 5, la ferrita 33' se extiende lateralmente más allá del devanado 124 en una cantidad identificada como "X" (que puede ser, por ejemplo, de al menos 0,12 mm) con el fin de asegurar que el sustrato metálico 30 no interferirá con la transmisión o recepción de RF por la antena 124.

También es posible formar el material de ferrita como en la figura 5, pero en una capa, como una capa de plástico, que está separada del sustrato 30.

En funcionamiento, el material de ferrita 33 depositado en la ranura 32 apantalla la antena 124 del sustrato 30, para hacer posible que la radiación de radiofrecuencia entre y sea emitida por la antena 124. Sin embargo, la cantidad de ferrita utilizada se ha reducido sustancialmente en comparación con la Figura 1, lo que supone una reducción sustancial del coste.

La Figura 6 es una vista transversal parcial simplificada de una tarjeta inteligente de doble interfaz 310 que encarna la invención. En esta realización, la almohadilla de contacto 20c está en el mismo lado/superficie que la superficie exterior (externa) de la capa metálica 30. La Figura 6A ilustra algunas etapas para formar la tarjeta de la Figura 6 y la Figura 6B ilustra una versión de la Figura 6. La antena de la tarjeta 124 está blindada con una capa de ferrita como en la Figura 5. Sin embargo, la estructura de la Figura 6 también incluye una provisión para montar el módulo de chip 20 de manera que la tarjeta 310 pueda funcionar como una tarjeta con o sin contacto (es decir, una tarjeta de doble interfaz). La Figura 6 incluye un sustrato metálico 30 con unas ranuras (32, 32a) formadas en, y a lo largo de, su superficie interior 35 como se detalla en la sección transversal (a) de la Figura 6A. Las ranuras (32, 32a) pueden oscilar, a modo de ejemplo, entre al menos 0,012 mm de profundidad y 0,101 mm de profundidad. Una vez formadas las ranuras 32 y 32a, se aplica material de ferrita 33 y un adhesivo para rellenar el canal definido por las ranuras, como se detalla en la sección transversal (b) de la Figura 6A. La ferrita puede aplicarse como una lámina troquelada o como una lechada de ferrita que se endurecerá bajo la exposición a los rayos UV o después de expulsar el disolvente. Como se muestra en la Figura 6A, el sustrato 30 está formado con un orificio pasante 30a, que tiene forma para recibir un módulo RFID 20, que contiene un chip microprocesador 20a, una antena 20b y una almohadilla de contacto 20c. La almohadilla 20c es una almohadilla de contacto convencional utilizada en las tarjetas inteligentes de contacto y está colocada para enganchar los contactos de un lector de tarjetas cuando la tarjeta inteligente se inserta en él. Se muestra que la antena 20b se proyecta por debajo del sustrato metálico 30, por ejemplo, en aproximadamente 0,25 mm.

Formada debajo del sustrato 30 hay una capa de plástico 134 que tiene una antena 124 formada enrollando espiras (devanados) 24a dentro de una capa de plástico 134, como se muestra en la figura. La capa 134 está formada con un rebaje 134a con forma para recibir la porción de la antena 20b que se extiende por debajo del sustrato 30, véase la Figura 6A). Esto permite que la antena 20b se extienda muy cerca de la antena 124. La capa 14 pretende indicar que puede haber capas adicionales en la tarjeta inteligente 310 que no se muestran.

Preferentemente, el apantallamiento de ferrita 33 se extiende lateralmente más allá del devanado 124 por lo menos 0,12 mm, como se muestra en mayor detalle en la Figura 6A, a fin de asegurar que el sustrato 30 no interfiera con la transmisión o recepción por la antena 124.

En funcionamiento, el material de ferrita 33 depositado en las ranuras 32, 32a apantalla la antena 124 desde el sustrato metálico 30, para hacer posible que la radiación de radiofrecuencia entre y sea emitida desde la antena 124 y que las antenas 20b y 124 se comuniquen efectivamente. Sin embargo, la cantidad de ferrita utilizada se ha reducido sustancialmente en comparación con la figura 1, lo que supone una reducción sustancial del coste. Con la almohadilla 20c disponible, la tarjeta inteligente 310 también puede ser utilizada como una tarjeta inteligente convencional de tipo contacto.

La Figura 7 ilustra que se puede formar un rebaje en el sustrato metálico 30 para acomodar una antena de la tarjeta y un módulo RFID. En esta configuración se formará un apantallamiento de ferrita sobre el módulo RFID y la antena de la tarjeta para proteger la combinación del sustrato metálico. En este tipo de configuración, la antena de la tarjeta y el módulo RFID se colocan dentro del sustrato metálico, pero se proporciona un apantallamiento para permitir la comunicación por RF entre la combinación y un lector de RF

La invención es aplicable a las tarjetas inteligentes sin contacto y, como se muestra en varias de las figuras, también puede utilizarse en la fabricación de tarjetas de doble interfaz.

Para la comunicación inalámbrica, el lector 400 está posicionado para enviar señales de interrogación hacia la superficie no metálica de la tarjeta. En el caso de la tarjeta de doble interfaz mostrada en la Figura 6, el lector (no mostrado) podría hacer contacto con el chip a lo largo de la misma superficie que la capa metálica.

Para diferenciar entre la capa de ferrita de la técnica anterior que se aplica para toda la superficie de una tarjeta y la aplicación limitada del material de ferrita de acuerdo con la invención, el material de ferrita puede ser referido como una tira metálica de ferrita.

De acuerdo con la presente invención, el material de ferrita utilizado en una tarjeta inteligente como apantallamiento entre una capa metálica y una antena no se extiende por toda el área de la tarjeta. En su lugar, sólo se utiliza suficiente material de ferrita para seguir y ajustarse sustancialmente a la antena.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Una tarjeta que comprende:

una capa de plástico (18) que tiene una primera y una segunda superficie, una anchura W y una longitud L; unos devanados (24a) enrollados a lo largo de la primera superficie de la capa de plástico (18) o dentro de dicha capa de plástico (18) para formar una antena de la tarjeta (24);

una capa metálica (30) que recubre la capa de plástico (18); dicha capa metálica (30) tiene una primera superficie (31) y una segunda superficie (35), y una anchura y una longitud iguales a las de la capa de plástico (18); en la que la segunda superficie (35) está orientada hacia la capa de plástico (18);

un módulo (20) con un chip (20a) y una antena del chip (20b) para comunicarse con la antena de la tarjeta (24);

caracterizada porque está formada una ranura (32) dentro de la segunda superficie (35) de dicha capa metálica (30); y

una tira de material de ferrita (33) está dispuesta en dicha ranura (32) dispuesta entre la segunda superficie (35) de la capa metálica (30) y los devanados de la antena (24a);

dicha banda de material de ferrita (33) se extiende por encima y sobre los devanados de la antena (24a); la banda de material de ferrita (33) tiene una longitud y una anchura limitadas para seguir los devanados de la antena subyacente (24a),

en la que el material de ferrita (33) está dispuesto para apantallar la antena de la tarjeta (24) y la antena del chip (20b) para proporcionar un apantallamiento de RF mejorado entre la capa metálica (30) y los devanados (24a), tanto de la antena de la tarjeta (24) como de la antena del chip (20b).

2. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que los devanados de la antena (24a) están dispuestos junto a la periferia exterior de la capa de plástico (18).

3. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que dichos devanados de la antena (24a) se extienden dentro de la ranura (32) con el material de ferrita (33).

4. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que dichos devanados de la antena (24a) se extienden en la dirección lateral, más allá de la proyección vertical de la ranura (32) con el material de apantallamiento de RF que proporciona un apantallamiento de RF entre los devanados de la antena y la capa metálica (30).

5. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que dicho material de ferrita está dispuesto en la capa de plástico (18), de forma que recubre los devanados de la antena (24a); y en la que la capa de plástico (18) así formada está unida a la segunda superficie (35) de la capa metálica (30).

6. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que la longitud y la anchura de la tira de material de ferrita se extiende, en la dirección lateral, más allá de la proyección vertical de los devanados subyacentes (24a) para mejorar el apantallamiento de RF entre los devanados de la antena (24a) y la capa metálica (30).

7. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que la dimensión lateral de la ranura (32) se hace mayor que la dimensión de los devanados de la antena subyacente (24a).

8. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que el módulo de chip (20) proporciona tanto capacidad de contacto como sin contacto; y en la que dicho módulo de chip (20) incluye contactos para establecer selectivamente un contacto directo con un lector de tarjetas.

9. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que dicha antena de la tarjeta y dicha antena del chip están en diferentes capas.

10. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que dicha antena de la tarjeta y dicha antena del chip están en la misma capa de plástico (18).

11. Una tarjeta según la reivindicación 1, en la que los devanados se enrollan alrededor de la capa de plástico.

12. Una tarjeta según la reivindicación 11, en la que dicha capa de plástico (18) tiene una primera superficie orientada hacia la capa metálica (30) y en la que los devanados (24a) están situados a lo largo de la primera superficie de dicha capa de plástico (18).

13. Una tarjeta según la reivindicación 12, en la que los devanados (24a) están situados dentro de la capa de plástico 14. Un procedimiento de formación de una tarjeta que incluye un módulo (20) que tiene un chip (20a) y una antena del chip (20b) para comunicarse con la antena de la tarjeta (24); y en el que el material de ferrita (33) está dispuesto para proporcionar un apantallamiento de RF mejorado entre la capa metálica (30) y los devanados (24a), tanto de la antena de la tarjeta (24) como de la antena del chip (20b), dicho procedimiento comprende las etapas de:

seleccionar una capa de plástico (18) que tenga una primera y una segunda superficie, una anchura W y una longitud L;

formar un devanado a lo largo de la primera superficie de la capa de plástico (18) o dentro de dicha capa de plástico (18) para formar una antena de la tarjeta;

seleccionar una capa metálica (30) que recubre la capa de plástico (18); dicha capa metálica (30) tiene una primera superficie (31) y una segunda, y tiene una anchura y una longitud iguales a las de la capa de plástico (18), en la que la segunda superficie (35) está orientada hacia la capa de plástico (18);

caracterizado por formar una ranura (32) dentro de la segunda superficie (35) de dicha capa metálica (30); y

disponer material de ferrita (33) entre la segunda superficie de la capa metálica (30) y los devanados de la antena (24a); dicho material de ferrita (33) se extiende sobre, y recubre, los devanados de la antena (24a) y se dispone en dicha ranura (32) dispuesta entre la segunda superficie (35) de la capa metálica (30) y los devanados de la antena (24a); la longitud y la anchura de la tira de material de ferrita se limitan a seguir y ajustarse sustancialmente a los devanados de la antena subyacentes para proporcionar un apantallamiento de RF entre los devanados de la antena (24a) y la capa metálica (30).