PT2143046E - Instrumento de interface electrónica e método e sistema para o seu fabrico - Google Patents

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PT2143046E
PT2143046E PT07827351T PT07827351T PT2143046E PT 2143046 E PT2143046 E PT 2143046E PT 07827351 T PT07827351 T PT 07827351T PT 07827351 T PT07827351 T PT 07827351T PT 2143046 E PT2143046 E PT 2143046E
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chip module
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Guy Shafran
Oded Bashan
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Smartrac Ip Bv
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Description

1
DESCRIÇÃO
"CARTÃO DE CHIP, MÉTODO E SISTEMA PARA O FABRICO DE UM CARTÃO DE CHIP"
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a cartões de interface electrónicos, também geralmente conhecidos como "cartões inteligentes" e mais particularmente como cartões de interface electrónicos com funcionalidades com contacto e/ou sem contacto.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Acredita-se que as seguintes patentes dos Estados Unidos representam o actual estado da arte: 7.278.580; 7.271.039; 7.269.021; 7.243.840; 7.240.847 e 7.204,427.
O documento US2004/0206799 divulga um método para fabricar um cartão de chip. Um fio antena é formado num substrato do cartão, com as extremidades do fio antena estendidas para além de uma cavidade para montar o módulo do chip. O módulo do chip está conectado às extremidades do fio antena antes que o módulo seja montado na cavidade. RESUMO DA INVENÇÃO A presente invenção procura fornecer cartões de interface electrónicos melhorados e seus métodos de fabrico.
Assim, é fornecido um método de acordo com a invenção definido como reivindicação 1.
Preferivelmente, o método inclui também a aplicação de uma primeira camada adicional de substrato e uma segunda camada adicional de substrato sobre o lado inferior da camada de substrato antes da laminação. Adicionalmente ou alternativamente, a camada superior inclui uma primeira camada de substrato superior e uma segunda camada de substrato superior. Adicionalmente, o método inclui também expor uma superfície rebaixada da segunda camada superior adjacente ao rebaixamento e a selagem inclui 2 colocar um adesivo num lado inferior do módulo do chip e a introdução do módulo do chip no rebaixamento tais que o lado inferior acopla à superfície rebaixada.
Preferivelmente, o método inclui também dobrar os fios debaixo do módulo do chip. Adicionalmente ou alternativamente, o método é automatizado.
Preferivelmente, a união das extremidades dos fios de conexão aos elementos do metal inclui a soldadura com laser. Adicionalmente ou alternativamente, a união das extremidades opostas dos fios de conexão a um módulo do chip inclui a soldadura.
Preferivelmente, os fios têm um comprimento substancialmente maior do que a distância entre as suas respectivas extremidades opostas no cartão de interface electrónico. É fornecido adicionalmente em concordância com a invenção um cartão com chip de acordo com a reivindicação 13 .
Preferivelmente, o módulo do chip inclui um conjunto cartão inteligente com chip. Adicionalmente ou alternativamente, os fios são dobrados debaixo do módulo do chip no rebaixamento. Preferivelmente ou alternativamente, os fios têm um comprimento substancialmente maior do que a distância entre as suas respectivas extremidades opostas no cartão de interface electrónico. É ainda fornecido adicionalmente de acordo com a invenção um sistema para o fabrico de um cartão com chip como definido na reivindicação 10.
Preferivelmente, a primeira ligação do fio é uma ligação do fio por soldadura laser. Adicionalmente ou alternativamente, a segunda ligação do fio é uma ligação do fio por soldadura.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A presente invenção será melhor compreendida e reconhecida a partir da seguinte descrição detalhada, feita 3 conjuntamente com as figuras, das quais: A Fig. 1 é uma ilustração pictórica e seccional simplificada de um cartão de interface electrónico que tem funcionalidades com contacto e sem contacto, construída e operativa de acordo com uma realização preferida na presente invenção; A Fig. 2 é uma ilustração pictórica simplificada de uma etapa inicial no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 3A e 3B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa mais adiante no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 4A e 4B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa ainda mais adiante no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 5A e 5B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa ainda mais adiante no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 6A e 6B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa adicional no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 7A e 7B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa adicional mais adiante no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 8A e 8B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa adicional ainda mais adiante no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1;
As Figs. 9A e 9B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa 4 adicional ainda mais adiante no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1; e
As Figs. ÍOA e 10B são, respectivamente, ilustrações pictóricas e seccionais simplificadas de uma etapa final no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1; DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA REALIZAÇÃO PREFERIDA
Faz-se agora referência à Fig. 1, a qual ilustra um cartão de interface electrónico 100 que tem funcionalidades com contacto e sem contacto, construído e operativo de acordo com uma realização preferida na presente invenção; Como visto na Fig.l, o cartão de interface electrónico 100 compreende preferivelmente um substrato multicamada incluindo as camadas de protecção superior e inferior 102 e 104, tipicamente feitas de PVC (Policloreto de Vinil), cada uma tipicamente de espessura 0,05mm. Alternativamente, as camadas de protecção 102 e 104 podem ser formadas por qualquer outro material apropriado, tal como Teslin®, PET-G (Glicol Tereftalato de Polietileno), PET-F (Película de
Tereftalato de Polietileno), policarbonato ou ABS.
Dispostas internamente em ambas as camadas de protecção 102 e 104 estão preferivelmente as camadas com ilustrações 106 e 108, tipicamente de PVC, cada uma tipicamente de espessura 0,15mm, tipicamente contendo as ilustrações que são visíveis através das camadas de protecção respectivas 102 e 104. Alternativamente, as camadas com ilustrações 106 e 108 podem ser de qualquer material apropriado, tal como Teslin®, PET-G (Glicol Tereftalato de Polietileno), PET-F (Película de
Tereftalato de Polietileno), policarbonato ou ABS. Alternativamente, as camadas com ilustrações 106 e 108 podem ser omitidas.
Disposta internamente a ambas as camadas com ilustrações 106 e 108 é fornecido preferivelmente um embutimento 110 incluindo um fio de antena 112, preferivelmente um fio com 0,1 mm de diâmetro, embebido 5 numa primeira camada do embutimento 114, feita tipicamente de PVC, preferivelmente de espessura 0,15 mm. O embutimento 110 inclui também as segundas e terceiras camadas do embutimento 116 e 118, também feitas preferivelmente de PVC, com as espessuras 0,1 mm e 0,15 mm, respectivamente. Alternativamente, as primeiras, segundas e terceiras camadas de embutido 114, 116 e 118 podem ser formadas por qualquer outro material apropriado, tal como Teslin®, PET-G (Glicol Tereftalato de Polietileno), PET-F (Película de Tereftalato de Polietileno), policarbonato ou ABS. O módulo do chip 120 é montado num rebaixamento 122 formado no cartão de interface electrónico 100. O módulo do chip inclui preferivelmente um conjunto cartão inteligente com chip 124 que tem ilhas 126 e uma matriz 128 de contactos, preferivelmente de espessura 0,06 mm. Alternativamente, os contactos 128 podem ser omitidos e um cartão de chip inteligente 124 pode fornecer a funcionalidade sem contacto.
As conexões eléctricas entre o módulo do chip 120 e a antena embebida 112 são realizadas pelos fios 130, preferivelmente de espessura 0,1mm, os quais são soldados preferivelmente nas primeiras extremidades às ilhas 126 e soldados a laser nas extremidades opostas aos elementos metálicos 132 que são ligados às extremidades respectivas do fio antena 112. É uma caracterí stica particular da presente invenção que o comprimento dos fios 130 entre as ilhas 126 e os elementos metálicos respectivos 132 é substancialmente mais longo do que a distância entre as ilhas 126 e os elementos metálicos 132 no cartão montado. Esta característica fornece a fiabilidade reforçada.
Uma camada de adesivo derretido a quente 134, disposta na periferia do lado inferior da matriz de contactos 128, retém o módulo do chip 120 no rebaixamento 122, acoplando a correspondente superfície periférica oposta rebaixada 136 da camada 106. 6 A referência à Fig. 2 é agora realizada, a qual é uma ilustração pictórica simplificada de uma etapa inicial no fabrico do cartão de interface electrónico da Fig. 1 que na camada 114 são perfurados para definir um par de aberturas 150 .
Como visto nas Figs. 3A e 3B, a antena 112 está associada à camada 114, com técnicas de encapsulamento conhecidas, empregando tipicamente um dispositivo ultra-sónico comercialmente disponível por PCK Tecnologia, Inc. do Islip, Nova Iorque, EUA. As extremidades opostas 152 da antena 112 terminam nas aberturas 150, como visto nas Figs. 3A e 3B.
Alternativamente, a antena 112 pode ser uma antena impressa formada no substrato 114 por técnicas de impressão apropriadas ou pode ser uma antena unida ao substrato 114 por qualquer outro método apropriado de ligação.
Considerando agora as Figs. 4A e 4B, constata-se que as almofadas adesivas 154 estão montadas na camada 114 nos limites correspondentes 156 das aberturas 150. Como visto nas Figs. 5A e 5B, os elementos metálicos 132 são colocados nas aberturas 150 e retidos na sua posição pelas almofadas de ligação 154. As extremidades 152 da antena 112 são conectadas preferivelmente aos elementos metálicos 132 pela ligação de térmico-compressão ou por qualquer outra técnica apropriada. Depois desta etapa de conexão, as almofadas adesivas 154 já não são necessárias para reter os elementos metálicos 132 no lugar e as almofadas 154 são removidas. Reconhece-se que alternativamente as almofadas adesivas 154 não necessitem de ser removidas.
Nesta fase, como visto nas Figs. 6A e 6B, as camadas 116 e 118 são aplicadas no lado inferior da camada 114 e as camadas 102, 104, 106 e 108 são todas laminadas conjuntamente, com a estrutura laminada resultante que se mostra nas Figs. 7A e 7B.
Considerando agora as Figs. 8A e 8B, mostra-se que o 7 rebaixamento 122 está formado nas camadas 102, 106 e 114 e os elementos metálicos 132 e a superfície periférica oposta rebaixada 136 da camada 106 são expostos, preferivelmente por fresagem. Reconhece-se que alternativamente o rebaixamento possa ser formado na superfície oposta do cartão. Como visto nas Figs. 9A e 9B, os fios finos 130 são unidos, preferivelmente por soldadura laser, aos elementos metálicos 132. Os fios 130 são aparados e arranjados preferivelmente e prolongados geralmente perpendicularmente à camada 102.
Considerando agora as Figs. 10A e 10B, mostra-se que depois da união dos fios 130 às correspondentes ilhas 126 do módulo do chip 120, e a colocação do adesivo derretido a quente 134 na periferia do lado inferior da matriz 128, o módulo do chip 120 é introduzido no rebaixamento 122 tais que a periferia da matriz 128 acopla de forma estanque a superfície periférica oposta rebaixada 136 da camada 106. O método de inserção é tal que os fios 130 estão dobrados debaixo do módulo do chip 120, como se mostra na Fig. 1;
Reconhece-se que a metodologia descrita anteriormente com respeito às Figs. 1 - 10B seja preferivelmente altamente automatizado.
Reconhece-se que quando a realização ilustrada descrita neste documento incluir as camadas 102, 104, 106, 108, 114, 116 e 118 do substrato, o substrato multicamada do cartão de interface electrónico 100 pode incluir qualquer número apropriado de camadas de qualquer espessura que seja apropriada.
Reconhece-se também que alguma ou todas as camadas do substrato multicamada do cartão de interface electrónico 100 podem ser formadas por qualquer dos materiais descritos anteriormente, ou qualquer outro material apropriado, tal como material compósito. Adicionalmente, as camadas do substrato multicamada do cartão de interface electrónico 100 não necessitam ser formadas do mesmo material e cada camada pode ser formada de um material diferente ou de materiais diferentes.
Será reconhecido por pessoas competentes na área que o âmbito da presente invenção não está limitado pelo que particularmente foi mostrado e descrito anteriormente. Mais precisamente, a invenção inclui de igual modo as combinações e sub-combinações das várias caracteristicas descritas anteriormente assim como as suas modificações e variações que ocorreriam a pessoas competentes na área com a leitura da descrição antecedente em conjunto com os desenhos e que não existem previamente, e que estão incluídas pelas reivindicações anexadas. 9
DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO
Esta lista de documentos referidos pelo autor da presente solicitação de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.
Documentos de patente referidos na descrição • us 7278580 B [0002] • US 7240847 B [0002] • us 7271039 B [0002] • us 7204427 B [0002] • us 7269021 B [0002] • us 2004026799 A [0003] • us 7243840 B [0002]

Claims (15)

1 REIVINDICAÇÕES 1. 0 método para o fabrico de um cartão com chip que compreende uma interface electrónica: definindo um par de aberturas (150) numa camada de substrato (114); associando uma antena (112) com a referida camada de substrato (114) tais que as extremidades opostas (152) da referida antena (112) terminem nas referidas aberturas (150); colocando um elemento metálico (132) em cada uma das referidas aberturas (150); conectando as referidas extremidades (152) da referida antena (112) aos elementos metálicos referidos (132); a camada de substrato referido laminada (114) juntamente com uma camada superior (106) e uma camada inferior (116); formando um rebaixamento (122) na referida camada superior (106) e na referida camada de substrato (114) tais que os elementos metálicos (132) estão expostos no rebaixamento que se formou; unindo as extremidades dos fios de conexão (130) aos referidos elementos metálicos (132); unindo as extremidades opostas dos referidos fios de conexão (130) a um módulo do chip (120); após ter introduzido o módulo do chip (120) no referido rebaixamento (122) e selando o referido módulo com chip (120) no referido rebaixamento (122).
2. Um método de acordo com a reivindicação 1 e também compreendendo o fornecimento de uma primeira camada adicional do substrato (118) e uma segunda camada adicional do substrato (108) no lado inferior da referida camada de substrato (114) antes da referida laminação.
3. Um método de acordo com a reivindicação 1 ou com a reivindicação 2 e em que a referida camada superior 2 compreende uma primeira camada superior do substrato (106) e uma segunda camada superior do substrato (102).
4. Um método de acordo com a reivindicação 3 e incluindo também a exposição de uma superfície rebaixada (136) da referida segunda camada superior (102) adjacente ao referido rebaixamento (122) e referido neste documento como selagem compreende: colocação de um adesivo num lado inferior do referido módulo com chip (120); e introduzindo o referido módulo com chip (120) no referido rebaixamento (122) tais que o referido lado inferior acopla a referida superfície rebaixada (136).
5. Um método de acordo com todas as reivindicações 1-4 e incluindo também os referidos fios dobrando-se (130) por debaixo do referido módulo com chip (120).
6. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 1 - 5 e no qual o referido método é automatizado.
7. Um método de acordo com todas as reivindicações 1-6 sem que as referidas extremidades dos fios de conexão (130) unindo os referidos elementos metálicos (132) compreendem a soldadura com laser.
8. Um método de acordo com todas das reivindicações 1-7 em que as referidas extremidades opostas dos fios de conexão (130) a um módulo com chip (120) implica soldadura.
9. Um método de acordo com todas das reivindicações 1-8 e em que os referidos fios (130) que têm um comprimento substancialmente maior do que a distância entre as suas respectivas extremidades opostas no referido cartão de interface electrónico 3
10. Um sistema para fabricar um cartão com chip, compreendendo o cartão com chip uma interface electrónica, tendo o substrato pelo menos uma camada de substrato (114), pelo menos dois elementos metálicos (132) situados nas aberturas da referida pelo menos uma camada de substrato (114) e um fio antena (112) associada com o referido substrato, tendo o fio antena as extremidades acopladas electricamente aos referidos pelo menos dois elementos metálicos (132), o sistema compreende: uma operação de laminagem para laminar a referida camada de substrato (114) compreendendo os referidos elementos metálicos e o referido fio antena juntamente com a camada superior (106) e a camada inferior (116); uma operação para formar o rebaixamento (122) na referida camada superior (106) e referida camada de substrato (114) tal que os elementos metálicos (132) estão dispostos no rebaixamento formado; uma primeira operação de união para unir as extremidades dos fios de conexão (130) aos referidos elementos metálicos (132); uma segunda operação de união para unir as extremidades opostas dos referidos fios de conexão (130) a um módulo com chip (120) antes do módulo com chip (120) ser introduzido no rebaixamento (122); e uma operação de selagem para selar o referido módulo com chip (120) no referido rebaixamento (122) .
11. Um sistema para fabricar um cartão com chip de acordo com a reivindicação 10 e neste documento referida como primeira união dos fios é uma união de fios por soldadura laser.
12. Um sistema para fabricar um cartão com chip de acordo com a reivindicação 10 ou a reivindicação 11 e neste documento referida como a segunda união dos fios é uma 4 união de fios por soldadura.
13. Um cartão com chip que compreende uma interface electrónica, o cartão com chip que compreende um substrato que tem pelo menos uma camada de substrato (114); pelo menos dois elementos metálicos (132) situados na referida pelo menos uma camada de substrato (114); um fio antena (112) associada com o referido substrato (114) e tendo as extremidades acopladas electricamente ao referido pelo menos dois elementos metálicos (132); uma camada superior (106) laminada com a camada de substrato (114); um módulo com chip (120) montado num rebaixamento (122) formado no referido substrato (114) e na referida camada superior (106); e fios (130) que fornecem as conexões eléctricas entre o referido módulo com chip (120) e o referido fio antena (112) através dos referidos elementos metálicos (122), referidos fios (130) que têm um comprimento substancialmente maior do que a distância entre as suas respectivas extremidades opostas.
14. Um cartão com chip de acordo com a reivindicação 13 e neste documento referido como módulo com chip (120) compreende um conjunto cartão inteligente com chip.
15. Um conjunto interface cartão com chip de acordo com a reivindicação 13 ou a reivindicação 14 e os referidos fios (130) são dobrados por debaixo do referido módulo com chip (120) no referido rebaixamento (122), conectam os fios a um módulo com chip e selam o módulo com chip no rebaixamento.
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