ES2938055T3 - Dispositivo portátil con contactos eléctricos perforados - Google Patents

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ES2938055T3
ES2938055T3 ES12735234T ES12735234T ES2938055T3 ES 2938055 T3 ES2938055 T3 ES 2938055T3 ES 12735234 T ES12735234 T ES 12735234T ES 12735234 T ES12735234 T ES 12735234T ES 2938055 T3 ES2938055 T3 ES 2938055T3
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Lionel Merlin
Nizar Lahoui
Arek Buyukkalender
Lucile Dossetto
Laurence Robertet
Catherine Brondino
Frédérick Seban
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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo electrónico portátil (20) que comprende un elemento de soporte (21) que recibe en un lado (22) pistas o pistas de contacto conductoras (23) que se extienden sustancialmente hasta el borde (24) del lado y conectan un dispositivo electrónico microcircuito (45), comprendiendo las tierras o pistas de contacto conductor una pluralidad de perforaciones (27). El dispositivo es digno de mención porque el interior de dichas perforaciones está libre o está destinado a mantenerse libre de metal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo portátil con contactos eléctricos perforados
Campo de la invención
La presente invención se refiere a dispositivos portátiles de chip electrónico.
En particular, se refiere a dispositivos portátiles electrónicos que incluyen un soporte que recibe, en una cara trasera, una antena que conecta un microcircuito electrónico, y una cara que incluye placas de contactos que se extienden, al menos parcialmente, hasta el borde de la cara.
Tales dispositivos se encuentran, concretamente, entre las etiquetas electrónicas y las tarjetas inteligentes sin contacto, híbridas con contactos y sin contacto dotadas de un módulo electrónico.
Una norma habitual, pero en absoluto limitativa para la presente invención, es la denominada ISO 7810, que corresponde a una tarjeta de formato convencional de 85 mm de longitud, 54 mm de anchura y 0,76 mm de grosor. Los contactos están definidos por la norma 7816, concretamente en lo que se refiere a su posicionamiento y extensión.
Estado de la técnica
Se conoce la solicitud de patente EP 1.492.148 A2 del solicitante, que describe el principio de un módulo de antena que incluye un sustrato que lleva, en una cara trasera, una antena de radiofrecuencia bobinada plana y, en una cara delantera, placas de contactos para comunicarse con un lector de contactos.
También se conoce la patente EP 1031939 (B1), que describe una tarjeta inteligente de tipo híbrido con prestaciones de radiofrecuencia mejoradas. Describe una tarjeta que incluye un módulo de antena del tipo anterior acoplado magnéticamente a un relé de antena dispuesto en el cuerpo de la tarjeta.
La patente FR2765010 (B1) también describe un módulo de antena de interfaz dual. La antena está dispuesta en la periferia de los contactos eléctricos para evitar el apantallamiento de las ondas de radiofrecuencia formada por las placas de contactos, y mejorar, de ese modo, la comunicación por radiofrecuencia. De ese modo se mejora la permeabilidad electromagnética del módulo.
La solicitud de patente US-2009/0271972 describe una tarjeta inteligente sin contacto que usa un módulo de chip sin contacto que incluye placas de conexión perforadas. Estas placas se perforan en origen o durante una operación de costura mediante una aguja de costura. Estas perforaciones contienen un hilo de antena metálico que permanece en el interior de las perforaciones cuando se conecta la antena a las placas de conexiones.
La solicitud de patente EP 1932104 (A1), ilustrada en la Figura 1, también describe un módulo 11 de antena acoplado a un relé de antena en una tarjeta inteligente, y que incluye medios que mejoran la permeabilidad magnética. Enseña a colocar la antena en la periferia de las placas 19 de contacto en la cara trasera opuesta a la que porta las placas de contacto, y a colocar en la periferia y en el exterior de las placas de contacto una pluralidad de protuberancias 33 que se extienden sustancialmente desde las placas hacia la periferia del módulo. Esta disposición tiene como efecto, además de aportar una permeabilidad electromagnética, contribuir a distribuir una presión de adhesión del módulo en una cavidad del cuerpo de tarjeta durante la fase de adición de módulo.
Las protuberancias pueden constituir obstáculos y/o desgastes para ciertos conectores de lectores durante la introducción de la tarjeta en la ranura del lector.
La solicitud de patente FR 2.797.976 A1 describe un procedimiento de conexión de módulo de tarjeta inteligente híbrido (por contacto y sin contacto). El procedimiento prevé realizar una microperforación en una primera y, después, en una segunda placa de contacto, con fines de conexión de una antena colocada por debajo, en un cuerpo de tarjeta inteligente. Cada perforación se rellena, a continuación, con material eléctricamente conductor para la conexión entre cada placa de interconexión de la antena y cada placa del módulo que tiene una perforación.
La invención tiene como objetivo evitar los inconvenientes anteriores.
La presente invención también se refiere a una construcción del módulo, que permite una reducción de los costes de realización, al tiempo que se conservan las prestaciones de permeabilidad electromagnética con respecto a una antena de comunicación por radiofrecuencia, concretamente según la norma ISO/IEC 14443.
El principio de la invención consiste, en la medida de lo posible, en diseñar placas de contacto, pistas eléctricas rebajadas o disponer perforaciones calibradas hasta un máximo, en estas partes metálicas fuera de las zonas normalizadas.
Para ello, la invención se expone en el juego de reivindicaciones adjunto.
Según otras características:
- una cara trasera del soporte comprende una antena formada por un conjunto de espiras que incluye dos extremos de conexión, y en la cual la pluralidad de perforaciones forma zonas de permeabilidad magnética para la antena; - las perforaciones están dispuestas en la periferia del dispositivo y/o en el centro, estando la antena dispuesta sustancialmente, al menos parcialmente, frente a estas zonas magnéticamente permeables;
- las perforaciones están dispuestas en el recorrido (F) de las almohadillas de contacto de un conector de lector por contacto eléctrico, cuando se introduce el dispositivo en la ranura de un lector;
- las placas de contacto tienen su anchura reducida hacia el borde del soporte.
Descripción de las figuras
La invención se comprenderá mejor haciendo referencia a la siguiente descripción, realizada a modo de ejemplo no limitativo, y a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la Figura 1 representa un módulo para tarjeta sin contacto, según el estado de la técnica;
- la Figura 2 representa, en sección transversal, un módulo para tarjeta con contacto, según una realización la invención;
- la Figura 3 representa, en sección transversal, un módulo para tarjeta híbrida sin contacto, según una segunda realización de la invención;
- la Figura 4 representa, en sección transversal, un módulo de antena para tarjeta híbrida sin contacto, según una segunda realización de la invención;
- las Figuras 5A a 5D representan, en una vista desde arriba, variantes de realización de las placas de contacto de un módulo electrónico, conformes a la invención.
Descripción detallada de la invención
Elementos similares se designan mediante los mismos números de referencia, en el conjunto de las figuras.
En la Figura 2, un dispositivo 20 portátil electrónico incluye un soporte 21 y una cara 22 del soporte que incluye placas 23 de contactos que se extienden, al menos parcialmente, hasta el borde 24 de la cara. Estas placas están eléctricamente conectadas a un microcircuito electrónico 45.
El dispositivo es, en el ejemplo, una tarjeta inteligente con contactos eléctricos, y el soporte es un sustrato aislante del módulo electrónico 20 para tarjeta inteligente. El módulo está contenido en un cuerpo 25 de tarjeta inteligente. Alternativamente, el dispositivo puede ser el propio módulo.
Según la invención, las placas de contacto conductoras comprenden una pluralidad de perforaciones 27.
En el caso de las tarjetas inteligentes, las perforaciones pueden estar localizadas en unas zonas 25, 26 distintas de las zonas de contacto normalizadas C1-C8 (Figuras 5-8).
En el ejemplo, una pluralidad de perforaciones está, por ejemplo, en forma de círculo, pero puede tener otras formas geométricas.
La suma total de las superficies así retiradas debe ser suficiente para permitir un verdadero ahorro de material, tal como oro, paladio, níquel... al tiempo que se garantiza una rigidez suficiente para ser conforme a las exigencias de fiabilidad de los productos obtenidos, por ejemplo, de tipo micromódulo.
Las perforaciones se realizan durante la propia fabricación de la película, mediante grabado químico o mediante corte mecánico, al mismo tiempo que los contactos.
Unos orificios de 300 pm de diámetro parecen ser un buen compromiso con respecto a las superficies de contacto de los conectores, y una resistencia mecánica a los ensayos de flexión/torsión, gracias a la rigidez del módulo: sin efectos de escalón, sin fragilización de la parte electrónica. Los orificios pueden tener, preferiblemente, un diámetro comprendido entre 250 y 350 pm, o presentar una superficie equivalente.
No obstante, en función del modelo deseado y de las evoluciones tecnológicas de los proveedores de sustrato de módulo, denominado “ leadframe” (sustrato que comprende o que soporta placas de contacto), esta dimensión puede ser variable.
El módulo puede cortarse en el cobre o en la película de soporte dieléctrica, en cuanto al aspecto de la corrosión. En efecto, en este último caso, el cobre no se encuentra desnudo en su tramo, lo que limita los fenómenos de corrosión. No obstante, el espacio entre el borde del módulo y las zonas eléctricas puede reducirse lo suficiente como para no crear ningún efecto de escalón o para los conectores de lector de tarjeta.
No hay riesgo de fluencia de resina (adhesión del chip, resina de encapsulación...) durante el ensamblaje, en la medida en que se deposita en una zona donde el material dieléctrico es macizo o, en caso contrario (caso de una ranura central, zonas de soldadura), en una zona donde no están presentes perforaciones en el cobre.
Las perforaciones según la invención, se realizan, en todas partes, fuera de las zonas C1-C8 definidas por la norma ISO 7816. Las perforaciones que se realizan parcialmente (p. ej.: en las placas de contacto, pero no en la masa, o a la inversa, véanse las Figuras 5-8), o que están limitadas a determinadas zonas de las placas de contactos, no se refieren a la invención y solo se presentan a título ilustrativo.
En la Figura 3, el módulo es un módulo para tarjeta combinada (o de interfaz dual), en la cual la antena está en un cuerpo de tarjeta, tal como 25 (no representado). El módulo incluye, en este caso, metalizaciones 28 en las dos caras 25 y 35. Estas metalizaciones también pueden estar perforadas.
En la Figura 4, el módulo es un módulo de antena. Recibe en una cara trasera una antena 29 formada por un conjunto 30 de espiras que incluye dos extremos 31 de conexión. Estos extremos 31 están conectados a almohadillas del chip electrónico.
Ventajosamente, las perforaciones forman zonas de permeabilidad magnética para la antena.
Las perforaciones pueden estar dispuestas en la periferia del dispositivo y/o en el centro (Figura 7); las espiras de la antena están dispuestas sustancialmente, al menos parcialmente, frente a estas zonas magnéticamente permeables. Según una característica de la invención, las perforaciones están dispuestas fuera de un recorrido (flecha F) de las almohadillas de contacto de un conector de lector con contacto eléctrico, cuando el dispositivo se introduce en la ranura de un lector.
Las perforaciones están dispuestas en la periferia del dispositivo o en el centro; las espiras están dispuestas sustancialmente frente a estas zonas magnéticamente permeables.
La invención puede referirse a cualquier forma de módulo donde se necesite un número de 6, 8 placas de contacto. Otros tipos de módulo (enchufable combinado), de una sola cara, de doble cara de tipo combinado, módulo de antena, y cualquier nueva aplicación que tenga una cara con contactos eléctricos.
Se conocen las placas de contacto eléctricas en forma de paralelepípedos (véase la Figura 5), pero estas últimas pueden adoptar otras formas que permitan, de todos modos, “ llevar” correctamente los contactos a los conectores. En particular, tal como se ilustra en la Figura 8, las placas tienen su anchura 46 reducida al acercarse a un borde 24 correspondiente al menos al borde de introducción en un lector. Los bordes de los contactos están, por ejemplo, sustancialmente en forma de “V” . La punta de la V está sustancialmente centrada en el recorrido de los conectores durante la introducción en el lector.
Por tanto, esta forma en “V” permite separar zonas 47 de permeabilidad magnética entre placas de contacto adyacentes entre sí.
Ventajosamente, las placas de contacto no contienen ninguna perforación, o un mínimo de perforaciones dispuestas en el recorrido rectilíneo F de los conectores de lector que es perpendicular a un borde 24 del módulo.
Por tanto, los conectores se deslizan siempre sobre partes 49 sustancialmente macizas de material conductor, evitando, así, un desgaste prematuro de conectores y/o placas de contacto.
En la Figura 5, las placas 23 de contacto se extienden hasta el borde del módulo. El sustrato dieléctrico 21 presenta una superficie más extendida S1 en la parte superior S1 e inferior S2 del módulo.
La parte central S3 situada entre las zonas C1-C8, también está desprovista de superficie metálica.
En las Figuras 6 y 7, las superficies S1, S2, S3 anteriormente mencionadas están dotadas de partes P1-P5 que incluyen metal perforado. La ventaja de estas partes es evitar escalones para los conectores, pero también favorecer una buena distribución de presión de adhesión sobre el módulo durante su fijación en una cavidad de cuerpo de tarjeta y/o rigidez del módulo.
El dispositivo puede referirse a una ficha de radiofrecuencia de tipo RIFD, una llave USB dotada o no de una función de radiofrecuencia, cualquier dispositivo electrónico con chip de circuito integrado que incluya pistas conductoras que tengan un mínimo de superficie más o menos impuesta por su función. Las perforaciones permiten ganar del 20 al 50 % de metal con respecto a los contactos eléctricos, sin disminuir su función eléctrica o resistencia mecánica. Las pistas conductoras, o placas de conexiones, en la parte trasera del módulo (Figura 3), también pueden estar perforadas.
Las metalizaciones pueden recibir o comprender un relleno aislante parcial o total (resina u otro aislante, concretamente material de plástico) que permite concretamente tener anchuras de perforaciones más grandes, superiores a 350 pm, por ejemplo, comprendidas entre 350 pm y 1000 pm, o incluso más: 3000 pm, al tiempo que se evita el problema de escalón (o rampa), anteriormente mencionado con respecto a un conector de lector. El módulo también puede reforzarse mediante este rellenado de las perforaciones.
Por tanto, las perforaciones están libres, y se mantienen libres, de metal o de material eléctricamente conductor, al menos en el interior, concretamente, por motivos de economía o de permeabilidad magnética.
Puede rebajarse el metal de las metalizaciones o pueden formarse con sus rebajes desde su formación.
Las perforaciones pueden tener otras formas, tales como, por ejemplo, zigzag, ranuras rectilíneas, curvas, ondulaciones...
Por tanto, en principio, se excluye cualquier obstrucción total o parcial en el interior de las perforaciones, o frente a estas perforaciones; dado el caso, como excepción, pueden disponerse espiras de antena frente a las perforaciones, por motivos de permeabilidad magnética (no únicamente extremos de conexión, como en el documento US-2009/0271972). Las espiras están dispuestas, preferiblemente, en una cara de un sustrato (o de un soporte) opuesta a la que lleva las metalizaciones.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (20) portátil electrónico que comprende, o que constituye, un módulo de tarjeta inteligente, y que incluye un soporte (21) que recibe en una cara (22) placas (23) de contactos, o pistas conductoras, que conectan un microcircuito electrónico (45), siendo dichas placas de contacto o pistas conductoras conformes a la norma ISO 7816, y comprendiendo, cada una, una pluralidad de perforaciones (27), caracterizado por que dichas perforaciones o rebajes están libres de metal en el interior y están fuera de las zonas C1-C8 definidas por la norma ISO 7816.
2. Dispositivo portátil electrónico según la reivindicación anterior, caracterizado por que una cara trasera (35) del soporte comprende una antena (29) formada por un conjunto (30) de espiras que incluye dos extremos (31) de conexión, y por que la pluralidad de perforaciones o de rebajes forman zonas (25) de permeabilidad magnética para la antena.
3. Dispositivo portátil electrónico según la reivindicación anterior, caracterizado por que las perforaciones o rebajes están dispuestos en la periferia del dispositivo y/o en el centro, estando la antena dispuesta sustancialmente, al menos parcialmente, frente a estas zonas (25) magnéticamente permeables.
4. Dispositivo portátil electrónico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las perforaciones o rebajes están dispuestos en el recorrido (F) de las almohadillas de contacto de un conector de lector por contacto eléctrico cuando se introduce el dispositivo en la ranura de un lector.
5. Dispositivo portátil electrónico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las placas de contacto tienen su anchura (46) reducida hacia el borde (24) del soporte.
6. Dispositivo portátil electrónico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las perforaciones o rebajes tienen un diámetro comprendido entre 250 y 350 pm.
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