FR2823342A1

FR2823342A1 - ISO 7816 micro-chip card with high capacity data memory, data memory is placed off card principal flexion lines in cards neutral fiber

Info

Publication number: FR2823342A1
Application number: FR0104975A
Authority: FR
Inventors: Philippe Patrice; Laurent Audouard
Original assignee: Gemplus Card International SA; Gemplus SA
Current assignee: Gemplus SA
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-11
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: WO2002084587A1; WO2002084587B1; FR2823342B1

Abstract

Micro-chip card in ISO 7816 format having a communication interface (25). The card has a laminated body in which the micro-chip is located. It has a data memory (29) linked to the chip (28). The memory is physically distinct from the chip and is located in the card body at a place separated from principal the cards principal flexion lines and in the neutral fiber of the card. The chip ensures communication of memorized data in the memory (29) and the interface (25). The card has at least two distinct data memories (29) each placed off flexion lines and on a communication bus (20). The programmable logic Field Gate Array chip has means for limiting access to data stored in the memories (29). The communication interface, which is an antenna, is formed from contacts flush with the card surface and in electrical contact with the chip. The communication bus is a conducting ink. Soft metal angle bars are placed in each corner of the card. Electrical connections between the chip, memory and interface are in conducting ink. The memories are covered with a fine layer of rigid resin before card lamination.

Description

Carte à puce coopérant avec des mémoires haute capacité pour le stockage de données
Le domaine de l'invention est celui des cartes à puce et plus précisément celui des cartes de format ISO 7816. Smart card cooperating with high capacity memories for data storage
The field of the invention is that of smart cards and more precisely that of ISO 7816 format cards.

La figure 1 représente une carte à puce répondant à ce standard. FIG. 1 represents a smart card meeting this standard.

Une carte 10 comprend un corps de carte 11, par exemple en ABS injecté, extrudé ou laminé, dans lequel est noyée une puce 12 (en traits pointillés). La puce 12 est apte à communiquer avec un dispositif de lecture/écriture externe grâce à un jeu de contacts affleurants 13 auxquels les bornes de la puce 12 sont raccordées. Le format de la carte 10 répond au standard ISO 7816, c'est-à-dire que sa longueur L est de 85,6 mm, sa largeur 1 est de 54 mm et son épaisseur e est de 870 ptm. A card 10 comprises a card body 11, for example made of injected, extruded or laminated ABS, in which a chip 12 is embedded (in dotted lines). The chip 12 is able to communicate with an external read / write device by means of a set of flush contacts 13 to which the terminals of the chip 12 are connected. The format of the card 10 meets the ISO 7816 standard, that is to say that its length L is 85.6 mm, its width 1 is 54 mm and its thickness e is 870 ptm.

De telles cartes sont notamment connues dans le domaine bancaire ou de la téléphonie. Such cards are notably known in the banking or telephony field.

La puce 12 d'une telle carte a, pour des raisons d'encombrement, des dimensions très limitées, de l'ordre de 50 mm2, de sorte que la quantité d'informations qu'elle peut stocker est limitée à quelques Kb, classiquement 64 kbits. The chip 12 of such a card has, for reasons of space, very limited dimensions, of the order of 50 mm 2, so that the amount of information that it can store is limited to a few Kb, conventionally 64 kbits.

L'objectif de la présente invention est de fournir une carte à puce de ce format standard qui puisse stocker une quantité importante de données numériques. Ces données numériques sont par exemple des fichiers informatiques qu'un utilisateur souhaite physiquement stocker sur une carte à puce, la carte à puce remplaçant dans ce cas une disquette. Ces données peuvent également être des données compressées correspondant à un film vidéo ou à un ou plusieurs morceaux de musique. Il est également envisageable de stocker un répertoire de données accessible directement sur un ordinateur personnel. The objective of the present invention is to provide a smart card of this standard format which can store a large quantity of digital data. This digital data is for example computer files that a user physically wishes to store on a smart card, the smart card replacing in this case a floppy disk. This data can also be compressed data corresponding to a video film or to one or more pieces of music. It is also possible to store a data directory accessible directly on a personal computer.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à une carte à puce de format ISO 7816 comportant une interface de communication, la carte à puce comprenant un corps de carte laminé dans lequel est logée la puce, cette carte comportant au moins une mémoire de stockage de données coopérant avec la puce, la mémoire étant physiquement distincte de la puce et logée dans le corps de carte à un emplacement situé à distance des lignes de flexion principales de la carte et dans la fibre neutre de la carte, la puce assurant la communication de données mémorisées dans les mémoires de stockage entre l'interface et les mémoires de stockage. These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved by means of an ISO 7816 format smart card comprising a communication interface, the smart card comprising a laminated card body in which the chip is housed, this card comprising at least one data storage memory cooperating with the chip, the memory being physically separate from the chip and housed in the card body at a location located at a distance from the main bending lines of the card and in the neutral fiber of the card, the chip ensuring the communication of data stored in the storage memories between the interface and the storage memories.

Dans un mode de réalisation préférentiel, la carte comporte au moins deux mémoires de stockage distinctes logées dans le corps de carte, chacune à un emplacement situé à distance des lignes de flexion principales de la carte, les mémoires étant placées sur un bus de communication. In a preferred embodiment, the card comprises at least two separate storage memories housed in the card body, each at a location located at a distance from the main bending lines of the card, the memories being placed on a communication bus.

Avantageusement, la puce comporte des moyens limitant l'accès aux données stockées dans les mémoires. Advantageously, the chip includes means limiting access to the data stored in the memories.

L'interface de communication est préférentiellement constituée par des contacts affleurants la surface de la carte, les contacts étant en contact électrique avec la puce. The communication interface is preferably constituted by contacts flush with the surface of the card, the contacts being in electrical contact with the chip.

Dans un autre mode de réalisation, l'interface de communication est constituée par une antenne. In another embodiment, the communication interface consists of an antenna.

Le bus de communication est avantageusement constitué par une encre conductrice. The communication bus is advantageously constituted by a conductive ink.

La carte selon l'invention comporte préférentiellement des entretoises métalliques dans les quatre coins de la carte, les entretoises métalliques étant également situées dans la fibre neutre de la carte. The card according to the invention preferably comprises metal spacers in the four corners of the card, the metal spacers also being located in the neutral fiber of the card.

Ces entretoises métalliques sont avantageusement en fer doux. These metal spacers are advantageously made of soft iron.

Dans un mode de réalisation préférentiel, les connexions électriques entre la puce et les mémoires sont constituées par une encre conductrice. In a preferred embodiment, the electrical connections between the chip and the memories consist of a conductive ink.

Les connexions électriques entre la puce et l'interface de communication sont avantageusement constituées par une encre conductrice. The electrical connections between the chip and the communication interface are advantageously constituted by a conductive ink.

Les mémoires sont avantageusement recouvertes par une fine couche de résine rigide avant lamination de la carte. The memories are advantageously covered by a thin layer of rigid resin before lamination of the card.

La puce peut être constituée par un circuit logique programmable. The chip can be constituted by a programmable logic circuit.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels : ta figure 1 représente une carte à puce de format ISO 7816 ; les figures 2A à 2H représentent différentes étapes successives de réalisation d'une carte à puce selon l'invention ; la figure 3
La figure 1 a été décrite précédemment en référence à l'état de la technique. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of a preferred embodiment, given by way of nonlimiting illustration, and of the appended drawings in which: FIG. 1 represents a smart card of ISO 7816 format; FIGS. 2A to 2H represent different successive stages in the production of a smart card according to the invention; figure 3
Figure 1 has been described above with reference to the state of the art.

Les figures 2A à 2H représentent différentes étapes successives de réalisation d'une carte à puce selon l'invention. FIGS. 2A to 2H represent different successive stages in the production of a smart card according to the invention.

La figure 2A représente la première étape de fabrication d'une carte à puce selon l'invention. FIG. 2A represents the first step in manufacturing a smart card according to the invention.

La première étape de fabrication consiste à imprimer un bus de communication 20 sur une feuille isolante 21 ayant les dimensions d'une carte à puce de format ISO. La feuille 21 est par exemple en PVC ou en PET et a une épaisseur de 300 jum. Elle est pourvue d'une fenêtre 22 découpée dans son corps, destinée à recevoir les contacts électriques de la carte. L'encre électriquement conductrice utilisée pour l'impression est par exemple une encre de marque Dupont (marque protégée) référencée E520. Le bus 20 est ici constitué de 23 pistes conductrices formant un U autour de la fenêtre 22. The first manufacturing step consists in printing a communication bus 20 on an insulating sheet 21 having the dimensions of an ISO format smart card. The sheet 21 is for example made of PVC or PET and has a thickness of 300 µm. It is provided with a window 22 cut out from its body, intended to receive the electrical contacts of the card. The electrically conductive ink used for printing is for example an ink of the Dupont brand (protected mark) referenced E520. The bus 20 here consists of 23 conductive tracks forming a U around the window 22.

La figure 2B montre la deuxième étape de fabrication d'une carte à puce selon l'invention. Un ruban adhésif 23 est fixé sur la face opposée de la feuille isolante 21, à l'emplacement de la fenêtre 22. La fonction du ruban adhésif est de maintenir en place les contacts électriques de la carte, comme il sera vu par la suite. FIG. 2B shows the second step of manufacturing a smart card according to the invention. An adhesive tape 23 is fixed on the opposite face of the insulating sheet 21, at the location of the window 22. The function of the adhesive tape is to keep the electrical contacts of the card in place, as will be seen later.

La figure 2C montre la troisième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à procéder au montage de l'interface de communication, ici constituée par des contacts affleurants la surface de la carte. FIG. 2C shows the third step in manufacturing the card according to the invention. This step consists in mounting the communication interface, here consisting of contacts flush with the surface of the card.

La face de la feuille isolante 21 portant le bus de communication 20 est à nouveau visible. Un substrat isolant 24 portant des contacts électriques 25 (ici 8 contacts) est fixé contre l'adhésif 23 (Fig. 2B). La face du substrat non visible sur cette figure est identique à celle de la figure 1. Le substrat est par exemple en verre epoxy ou en capton. Un cordon de colle électriquement isolante 26 formant joint est ensuite dispensé entre le substrat 24 et le bord de la fenêtre pour que ce substrat soit maintenu en place lors de l'étape de lamination finale (Fig. 2H). Ce cordon de colle 26 est par exemple du Delo Photo Bond (marque déposée) référencé 4442. The face of the insulating sheet 21 carrying the communication bus 20 is again visible. An insulating substrate 24 carrying electrical contacts 25 (here 8 contacts) is fixed against the adhesive 23 (FIG. 2B). The face of the substrate not visible in this figure is identical to that of Figure 1. The substrate is for example made of epoxy glass or capton. A bead of electrically insulating glue 26 forming a seal is then dispensed between the substrate 24 and the edge of the window so that this substrate is held in place during the final lamination step (FIG. 2H). This bead of glue 26 is for example Delo Photo Bond (registered trademark) referenced 4442.

La figure 2D montre la quatrième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Figure 2D shows the fourth step in manufacturing the card according to the invention.

Cette étape consiste à positionner des entretoises métalliques 27 dans les quatre coins de la feuille isolante 21. Les entretoises 27 ont une épaisseur de 300 ; j. m et sont situées dans la fibre neutre de la carte. Elles sont préférentiellement en fer doux. Leur fonction est de conférer à la carte, une fois celle-ci assemblée, une certaine rigidité mettant les éléments qu'elle contient à l'abri d'une destruction par pliage de la carte, tout en conservant une souplesse suffisante pour que les This step consists in positioning metal spacers 27 in the four corners of the insulating sheet 21. The spacers 27 have a thickness of 300; j. m and are located in the neutral fiber of the card. They are preferably made of soft iron. Their function is to give the card, once it has been assembled, a certain rigidity putting the elements it contains safe from destruction by folding the card, while retaining sufficient flexibility so that the

entretoises 27 ne viennent pas briser les feuilles extérieures à la carte en cas de flexion de celle-ci. spacers 27 do not break the sheets outside the card in case of bending thereof.

Les entretoises 27 sont maintenues en place par collage afin qu'elles ne se déplacent pas pendant l'opération de lamination finale. The spacers 27 are held in place by gluing so that they do not move during the final lamination operation.

La figure 2E montre la cinquième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à positionner et coller la puce et les mémoires de stockage de données sur le bus de communication 20. FIG. 2E shows the fifth step of manufacturing the card according to the invention. This step consists in positioning and sticking the chip and the data storage memories on the communication bus 20.

Dans le mode de réalisation représenté, une puce 28 et sept mémoires 29 de stockage de données sont positionnées et collées sur le bus de communication 20. La puce 28 et les mémoires 29 ont une épaisseur de 100 pm et sont placées dans le corps de carte à des emplacements situés à distance des lignes de flexion principales de la carte et dans la fibre neutre de cette carte. In the embodiment shown, a chip 28 and seven data storage memories 29 are positioned and glued on the communication bus 20. The chip 28 and the memories 29 have a thickness of 100 μm and are placed in the card body at locations located away from the main bending lines of the card and in the neutral fiber of this card.

La figure 3 montre la coupe d'une carte comportant un circuit intégré, cette coupe faisant apparaître la fibre neutre. FIG. 3 shows the section of a card comprising an integrated circuit, this section showing the neutral fiber.

La fibre neutre est définie comme étant le plan compris au milieu des plans formant les surfaces extérieures de la carte. Sur la figure 3, un circuit intégré 40 est compris dans la fibre neutre d'une carte 41, c'est à dire qu'il est exactement placé au centre de la carte 41. The neutral fiber is defined as being the plane included in the middle of the planes forming the outer surfaces of the card. In FIG. 3, an integrated circuit 40 is included in the neutral fiber of a card 41, that is to say that it is exactly placed in the center of the card 41.

La figure 4 montre les lignes de flexion principales d'une carte 41 vue de dessus. Ces lignes, référencées 42 et 43, correspondent à des lignes de brisure, c'est-à-dire à des zones particulièrement sollicitées en flexion par les utilisateurs de cartes. La puce et les mémoires de stockage selon l'invention sont placées à distance de ces lignes de flexion principales, à l'extérieur des zones hachurées, afin d'éviter leur détérioration. Figure 4 shows the main bending lines of a card 41 seen from above. These lines, referenced 42 and 43, correspond to breaking lines, that is to say to areas particularly stressed in bending by card users. The chip and the storage memories according to the invention are placed at a distance from these main flexion lines, outside the hatched areas, in order to avoid their deterioration.

De retour à la figure 2E, la puce 28 est par exemple constituée par un circuit logique programmable (FPGA en anglais-Field-Programmable Gate Array), c'est-àdire par des portes logiques dont les fonctions et interconnexions peuvent être définies par programmation. Les mémoires 29 sont identiques entre-elles et possèdent chacune une capacité de 300 Moctets. Returning to FIG. 2E, the chip 28 is for example constituted by a programmable logic circuit (FPGA in English-Field-Programmable Gate Array), that is to say by logic gates whose functions and interconnections can be defined by programming . The memories 29 are identical to each other and each have a capacity of 300 Mbytes.

Le collage de la puce 28 et des mémoires 29 est de préférence réalisé avec une colle UV non conductrice. Une telle colle s'active lorsqu'un rayonnement UV lui est appliqué et sa polymérisation complète est obtenue au bout de quelques heures. The bonding of the chip 28 and of the memories 29 is preferably carried out with a non-conductive UV adhesive. Such an adhesive is activated when UV radiation is applied to it and its complete polymerization is obtained after a few hours.

Dans un mode de mise en oeuvre préférentiel, la colle UV utilisée est une colle Delo Photo Bond 4442 (marque déposée). Toutes les tranches de la puce et des mémoires sont isolées pour ne pas que l'étape suivante ne provoque de courtscircuits. In a preferred embodiment, the UV adhesive used is a Delo Photo Bond 4442 adhesive (registered trademark). All the slices of the chip and of the memories are isolated so that the next step does not cause short circuits.

La figure 2F montre la sixième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à dispenser une colle conductrice entre d'une part les contacts de la puce et des mémoires et d'autre part les pistes du bus de communication 20. FIG. 2F shows the sixth step in manufacturing the card according to the invention. This step consists in dispensing a conductive adhesive between on the one hand the contacts of the chip and of the memories and on the other hand the tracks of the communication bus 20.

La colle conductrice utilisée pour cette opération est par exemple une colle Johnson Mattey A1340. Une telle colle est couramment appelée Silver glue en terminologie anglo-saxonne. Des cordons de colle conductrice 30 sont déposés entre les contacts des mémoires 29 et les pistes conductrices, de manière à les connecter électriquement. La puce 28 subit la même opération et est reliée, également par dispense de colle conductrice, aux contacts 25. La polymérisation de la colle est obtenue par étuvage de l'ensemble pendant 24 heures à une température de 100oC. The conductive adhesive used for this operation is for example a Johnson Mattey A1340 adhesive. Such an adhesive is commonly called Silver glue in English terminology. Cords of conductive glue 30 are deposited between the contacts of the memories 29 and the conductive tracks, so as to connect them electrically. The chip 28 undergoes the same operation and is connected, also by dispensing conductive adhesive, to the contacts 25. The adhesive is polymerized by steaming the assembly for 24 hours at a temperature of 100oC.

Toutes les connexions électriques sont de ce fait réalisées. All the electrical connections are therefore made.

La figure 2G montre la septième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à protéger la puce 28 et les mémoires 29 par une résine de protection. FIG. 2G shows the seventh step of manufacturing the card according to the invention. This step consists in protecting the chip 28 and the memories 29 with a protective resin.

Une résine de protection 31 rigide (d'épaisseur d'environ 10 lit) est déposée par dispense sur les différents composants constituant l'électronique de la carte. Cette résine est par exemple de type E505 Epotecny. Son durcissage est obtenu par étuvage pendant 24 heures à une température de 60OC. A rigid protective resin 31 (about 10 liters thick) is deposited by dispensing on the various components constituting the electronics of the card. This resin is for example of the E505 Epotecny type. Its hardening is obtained by steaming for 24 hours at a temperature of 60OC.

La figure 2H montre la dernière étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à dispenser un matériau de remplissage sur le dispositif de la figure 2G, cette matière de remplissage étant par exemple du polyuréthane 32, et à laminer une feuille de recouvrement 33 sur l'ensemble. Cette lamination est donc une lamination à froid. Enfin, l'adhésif 23, présent sur la face non visible de la carte de la figure 2H, est enlevé. Figure 2H shows the last step in manufacturing the card according to the invention. This step consists in dispensing a filling material on the device of FIG. 2G, this filling material being for example polyurethane 32, and in laminating a covering sheet 33 on the whole. This lamination is therefore a cold lamination. Finally, the adhesive 23, present on the non-visible face of the card in FIG. 2H, is removed.

Le procédé de fabrication décrit ci-dessus peut bien entendu subir des modifications. A titre d'exemple, la puce 28, si sa taille le permet, peut être fixée directement sur le substrat 24 et reliée par dispense de colle conductrice au bus de communication 20 et aux contacts 25. The manufacturing process described above can of course undergo modifications. By way of example, the chip 28, if its size allows it, can be fixed directly to the substrate 24 and connected by dispensing conductive adhesive to the communication bus 20 and to the contacts 25.

D'autres matériaux que ceux donnés en exemple ci-dessus peuvent être utilisés mais il est essentiel que les liaisons électriques soient réalisées par dispense de colle conductrice. Other materials than those given in example above can be used but it is essential that the electrical connections are made by dispensing conductive adhesive.

La puce 28 assure la communication des données entre l'interface, ici constituée par des contacts 25 et les mémoires de stockage 29. Elle joue donc un rôle d'interface et assure également les différentes fonctions habituellement demandées à un microprocesseur (adressage, lecture, écriture,...). Cette interface The chip 28 ensures the communication of the data between the interface, here constituted by contacts 25 and the storage memories 29. It therefore plays an interface role and also ensures the various functions usually requested from a microprocessor (addressing, reading, writing,...). This interface

peut notamment comporter des moyens limitant l'accès aux données stockées dans les mémoires 29. A ce titre, un code confidentiel peut être demandé pour écrire et/ou lire les données mémorisées. may in particular include means limiting access to the data stored in the memories 29. As such, a confidential code may be requested to write and / or read the stored data.

Dans un autre mode de réalisation non représenté, l'interface de communication est constituée par une antenne. La lecture des données mémorisées dans les mémoires 29 ou l'écriture de données dans ces mémoires est alors réalisée sans contact, par induction électromagnétique. In another embodiment not shown, the communication interface is constituted by an antenna. The reading of the data stored in the memories 29 or the writing of data in these memories is then carried out without contact, by electromagnetic induction.

Le protocole de communication des données avec un dispositif de lecture/écriture est préférentiellement un protocole rapide de type MMC (Multi Media Card)
Une application préférentielle de la carte selon l'invention est le stockage de données relatives à un film vidéo. Une capacité de stockage de l'ordre de 2 Goctets, obtenue à l'aide de 7 mémoires flash de 300 Moctets chacune, permet en effet de stocker jusqu'à 1 heure de film vidéo. Une compression des données mémorisées est également possible, afin que celles-ci occupent moins d'espace mémoire. The data communication protocol with a read / write device is preferably a fast protocol of the MMC (Multi Media Card) type
A preferred application of the card according to the invention is the storage of data relating to a video film. A storage capacity of the order of 2 Gbytes, obtained using 7 flash memories of 300 Mbytes each, makes it possible to store up to 1 hour of video film. Compression of the stored data is also possible, so that it occupies less memory space.

Il est également possible d'envisager d'intégrer un afficheur sur une des faces externes de la carte selon l'invention, afin que l'utilisateur puisse directement visualiser le film stocké dans les mémoires 29. Des touches de contrôle sont dans ce cas prévues sur le corps de carte. It is also possible to envisage integrating a display on one of the external faces of the card according to the invention, so that the user can directly view the film stored in the memories 29. In this case, control keys are provided on the card body.

Claims

CLAIMS 1. ISO 7816 format chip card comprising a communication interface (25), said chip card comprising a laminated card body in which said chip (28) is housed, characterized in that it comprises at least one memory (29) for data storage cooperating with said chip (28), said memory (29) being physically separate from said chip (28) and housed in said card body at a location located at a distance from the lines (42,43) of main bending of said card and in the neutral fiber of said card, said chip (28) ensuring the communication of data stored in said memories (29) between said interface (25) and said storage memories (29).

2. Card according to claim 1, characterized in that it comprises at least two separate storage memories (29) housed in said body of said card, each at a location located at a distance from the main bending lines (42,43) of said card, said memories (29) being placed on a communication bus (20).

3. Card according to one of claims 1 and 2, characterized in that said chip (28) comprises means limiting access to the data stored in said memories (29).

4. Card according to one of claims 1 to 3, characterized in that said communication interface consists of contacts (25) flush with the surface of said card, said contacts (25) being in electrical contact with said chip (28 ).

5. Card according to one of claims 1 to 3, characterized in that said communication interface is constituted by an antenna.

6. Card according to one of claims 2 to 5, characterized in that said communication bus (20) consists of a conductive ink.

7. Card according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises metal spacers (27) in the four corners of said card, said metal spacers (27) being located in the neutral fiber of said card.

8. Card according to one of claims 1 to 7, characterized in that said metal spacers (27) are made of soft iron.

9. Card according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electrical connections between said chip (28) and said memories (29) are constituted by a conductive ink.

10. Card according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electrical connections between said chip (28) and said communication interface (25) consist of a conductive ink.

11. Card according to one of claims 1 to 9, characterized in that said memories (29) are covered by a thin layer (31) of rigid resin before lamination of said card.

12. Card according to one of claims 1 to 10, characterized in that said chip (28) is constituted by a programmable logic circuit.