EP2743952B1 - Contacteur pour carte plastique mince - Google Patents

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EP2743952B1
EP2743952B1 EP13197104.6A EP13197104A EP2743952B1 EP 2743952 B1 EP2743952 B1 EP 2743952B1 EP 13197104 A EP13197104 A EP 13197104A EP 2743952 B1 EP2743952 B1 EP 2743952B1
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EP
European Patent Office
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capsule
terminals
elastically deformable
height
terminal
Prior art date
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EP13197104.6A
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EP2743952B2 (fr
EP2743952A1 (fr
Inventor
Agnès Duval
Loïc Le Garrec
Charles Muller
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Idemia France SAS
Original Assignee
Oberthur Technologies SA
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Publication date
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Application filed by Oberthur Technologies SA filed Critical Oberthur Technologies SA
Publication of EP2743952A1 publication Critical patent/EP2743952A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2743952B1 publication Critical patent/EP2743952B1/fr
Publication of EP2743952B2 publication Critical patent/EP2743952B2/fr
Publication of EP2743952B8 publication Critical patent/EP2743952B8/fr
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/88—Processes specially adapted for manufacture of rectilinearly movable switches having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboards
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2203/00—Form of contacts
    • H01H2203/024—Convex contact surface
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    • H01H2205/002—Movable contacts fixed to operating part
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    • H01H2221/044—Elastic part on actuator or casing
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    • H01H2221/09—Flexible integral part of housing
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2231/00—Applications
    • H01H2231/05—Card, e.g. credit card

Definitions

  • the present invention relates to an electrical contactor for a thin plastic card, such as a microcircuit card.
  • an electric contactor in the thickness of a thin plastic support card in order to be able to control a function.
  • This electric switch is typically actuated by a support, for example digital, on a determined area of the thin plastic card.
  • the present invention overcomes these various disadvantages by providing an electric switch incorporated after the rolling step, in a thin plastic card and substantially invisible manner.
  • the subject of the invention is an electrical contactor for a thin plastic card comprising two terminals and a conductive element able to move relatively, so as to occupy a first position where the two terminals are isolated or a second position where the conductive element performs a contact between the two terminals, the two terminals being integral with an elastically deformable membrane, to allow movement from the first position to the second position under the effect of a support and an automatic opposite movement, when said support ceases.
  • the conductive element comprises a capsule, substantially hemispherical, whose concavity faces the two terminals.
  • the capsule is disposed in a cavity made in the thickness of the thin plastic card and the elastically deformable membrane closes the cavity.
  • the axis of the capsule is substantially perpendicular to the elastically deformable membrane.
  • the terminals are arranged relatively to the axis of the capsule, substantially symmetrically to one another.
  • the capsule is shaped such that a height, measured between the top of the capsule and at the right of a terminal, is greater than a height of a terminal relative to the elastically deformable membrane.
  • the capsule is elastic and can take a free form in the absence of support and a compressed form under the effect of a support.
  • a height, measured between the top of the capsule and at the right of a terminal is less than a height of a terminal relative to the elastically deformable membrane, when the capsule is in its shape. compressed.
  • the capsule comprises a nipple at its top.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a contactor for a thin plastic card comprising the following steps: machining a cavity in the thickness of the thin plastic card, depositing a conductive element in the cavity, making two terminals in an elastically deformable membrane by positive or negative etching, closing the cavity by placing and bonding the elastically deformable membrane.
  • the conductive element comprises a substantially hemispherical capsule whose concavity faces the two terminals.
  • the capsule is shaped such that a height, measured between the top of the capsule and at the right of a terminal, is greater than a height of a terminal relative to the elastically deformable membrane.
  • the capsule is elastic and can take a free form in the absence of support and a compressed form under the effect of a support.
  • a height, measured between the top of the capsule and at the right of a terminal is less than a height of a terminal relative to the elastically deformable membrane, when the capsule is in its shape. compressed.
  • the capsule comprises a nipple at its top.
  • a thin plastic card 10 designates a card made of plastic, substantially flat, and whose dimensions in the plane are of the order of a few tens of millimeters for a thickness of the order of a millimeter.
  • Such a thin plastic card 10 can serve as a support for a microcircuit card.
  • Such a thin plastic card 10 is for example defined by the ISO 7810 standard.
  • Such a microcircuit card can be used as a bank card, identity card or telephone subscription card or any other equivalent application.
  • An electric switch 1 can in such a frame serve to control a function.
  • the electric switch 1 can thus, for example, make an opening / closing of an antenna loop.
  • said antenna loop is activated when the electric switch 1 is closed.
  • an antenna loop can be used to supply energy to said microcircuit by induction.
  • Such a power supply makes it possible to "wake up" the microcircuit which can then begin the execution of its resident program.
  • the presence of an electric switch 1 to control this power function ensures that the microcircuit is activated voluntarily and not as soon as it is within range of an induction power supply.
  • An electric contactor 1 can be further interfaced with a microcircuit to which it then provides a logical state information, a function of the open or closed position of the electric switch 1. Such a state, can thus allow, from the outside, to modify the progress of the microcircuit program. It is still possible to have several such electrical contactors 1 on the same card 10.
  • Such an electric contactor 1 typically comprises two terminals 2 making it possible to connect it, as a dipole, to an electrical circuit and a means of selectively realizing or not an electrical contact between these two terminals 2, to selectively open or close the said electrical circuit.
  • This means can, according to a type of contactor, comprise a conductive element 3.
  • the terminals 2 and said conductive element 3 are able to move relative to one another between two positions 11, 12. In a first position 11 , where the electric switch 1 is said to be open, the two terminals 2 are electrically isolated. In a second position 12, where the electric switch 1 is said to be closed, the conductive element 3 makes an electrical contact between the two terminals 2, which are then electrically connected.
  • the electric contactor 1 is characterized in that the two terminals 2 are integral with an elastically deformable membrane 4.
  • This elastically deformable membrane 4 is for example made of plastic. This advantageously makes it possible to provide electrical isolation between the two terminals 2.
  • Such a plastics material can also advantageously produce a deformability characteristic which thus allows movement from the first position 11, illustrated in FIG. figure 1 , to the second position 12, illustrated in figure 2 . This displacement allows a mobilization of the terminals 2 which can come into simultaneous contact with the conductive element 3, and thus make the electrical contact between the two terminals 2.
  • the deformability of said membrane 4 is still advantageously elastic so that it can spontaneously return to a rest position.
  • a rest position is for example illustrated at the figure 1 where it corresponds to an open position 11.
  • the membrane 4 being elastic, spontaneously and automatically returns to the rest position 11 when the support 13 ceases.
  • the support 13 realizing the deformation of the membrane 4 and the change of position of the contactor 1 is made by any means or tool. However, it is advantageously sized to be realized with a finger.
  • the embodiment of the plastic membrane 4 advantageously makes it possible to integrate such a membrane 4 as an additional partial or complete layer of a thin plastic card 10.
  • the membrane 4 may be made of any plastic material.
  • the polyethylene terephthalate PET is particularly adapted to the elastic deformability needs of the membrane 4.
  • the PET assembles very well by gluing or welding with all the materials usually envisaged to make a thin plastic card. 10.
  • the two terminals 2 have any shape. They are preferably, relative to the membrane 4, slightly projecting towards the conductive element 3.
  • the conductive element 3 is at least conductive between the two contact points 3b respectively with the two terminals 2.
  • it can be made of metal material, covered plastic material, at least between the two contact points 3b with the two terminals 2 of a continuous conductor, such as, for example, an etched track or a metallization, either at the surface or in the mass of the element 3.
  • the conductive element comprises a substantially hemispherical capsule 3, whose concavity 3a faces the two terminals 2.
  • the conductive element 3 is disposed in a cavity 5 made in the thickness of the thin plastic card 10.
  • the elastically deformable membrane 4 then serves as a closure and closes the cavity 5 while maintaining the conductive element 3 in place.
  • the outer surface of the membrane 4 merges advantageously, in that it is aligned with or replaces, the outer surface of the thin plastic card 10.
  • the axis 7 of said capsule 3 is substantially perpendicular to the membrane 4.
  • the terminals 2 are disposed relatively to the axis 7 of the capsule 3, substantially symmetrically to one another. Such an arrangement advantageously allows simultaneous contact of a first terminal 2 with the capsule 3 and a second terminal 2 with the capsule during a support 3.
  • the capsule 3 is advantageously symmetrical.
  • the axis 7 is then an axis of symmetry for said capsule 3.
  • the capsule 3 has a shape of revolution about the axis 7.
  • the axis 7 is then an axis of revolution for the capsule 3.
  • capsule 3 does not necessarily occupy the entire height of cavity 5.
  • capsule 3 does not necessarily occupy the entire width of cavity 5.
  • the capsule 3 in order to avoid any movement of the capsule 3, which may risk placing it in a position where it could no longer come into contact with the terminals 2, the capsule 3 can be fixed, for example by gluing, in the cavity 5.
  • the dimensions of the capsule 3 are substantially of the same order that the dimensions of the cavity 5, to avoid having to resort to such a fixation, while allowing a movement of the capsule 3, to a degree that does not risk compromising its function as a conductive element 3. All illustrated examples to the Figures 1-7 satisfy this requirement.
  • the step of placing the conductive element 3 in the cavity 5 is limited to a deposit of said conductive element 3.
  • the capsule 3 is shaped in a particular way.
  • the capsule 3 has, at its vertex 6, a protuberance adapted to come into contact with the inner wall of the membrane 4.
  • This protuberance has a dimension 8 measured in a direction parallel to the axis 7 greater than the height 9 of a terminal 2 in excess relative to said inner wall of the membrane 4.
  • the height 8 is measured between a plane parallel to the inner wall of the membrane 4 passing through the top 6 of the capsule and a point 3b, at right of a terminal 2, where a terminal 2 comes into contact with the capsule 3.
  • the protrusion formed at the top 6 of the capsule 3 is adapted to come into contact, along the axis 7, with the inner wall of the membrane 4, and before one of the terminals 2 come into contact at 3b with the capsule 3.
  • a contact at point 3b is not possible as long as the membrane 4 remains flat.
  • Such contact between terminals 2 and capsule 3 requires at least one deformation of the elastically deformable membrane 4.
  • Such a deformation of the membrane 4 can then take place around the top 6 of the capsule 3, as illustrated in FIG. figure 4 , in order to allow each of the terminals 2 to come into contact with the capsule 3 on each of its sides.
  • Such deformation of the membrane 4 can still, as illustrated in figure 5 , accompanied by a deformation of the capsule 3, which thus contributes to facilitating the making of a contact between the two terminals 2 via the capsule 3.
  • the capsule 3 is elastically deformable.
  • the deformation of the capsule 3 is advantageously bistable and comprises two preferred extreme shapes.
  • a first form comprises a free form 14, stable, corresponding to a rest state of the capsule 3, is obtained in the absence of stress exerted on the capsule 3 and in particular in the absence of a support 13.
  • a second form comprises a compressed form 15, corresponding to a constrained state of the capsule 3, is obtained under the effect of a support 13, typically in the direction of the axis 7.
  • a bistable deformable capsule 3 advantageously passes, relatively abruptly, under the effect of a support 13, from a free form 14 to a compressed form 15. This passage from a free form 14 to a compressed form 15 is accompanied by a shock, advantageously felt by a finger performing the support 13.
  • the capsule 3 contributes to produce a clear tactile sensation, informing by force feedback, the actuation of the electric switch 1 and so its effective state, here closed.
  • the capsule 3 contributes to producing a sound return, informing the actuation of the electric switch 1 and thus its effective state, here closed.
  • a capsule 3 having a bistable deformation is its elasticity. Such a capsule 3 spontaneously returns to its free form 14 when the support 13 ceases. In doing so it accompanies and assists the membrane 4 in its movement back to its rest position.
  • the height 8 measured between the apex 6 of the capsule 3 and at the right of a terminal 2 is advantageously greater than a height 9 of a terminal 2 relative to the elastically deformable membrane 4, in order to keep the terminals 2 away from the capsule 3 in the open position.
  • This condition is advantageously achieved in the open position, the capsule 3 being in its free form 14.
  • the capsule 3 when the capsule 3 passes in its compressed form 15, this condition is reversed, the height 8 'measured between the top 6 of the capsule 3 and at the right of a terminal 2, becoming advantageously less than the height 9 of a terminal 2 relative to the elastically deformable membrane 4, in this case to promote contact between the terminals 2 of the capsule 3 in the closed position.
  • the deformation of the capsule 3 between two distinct and remote forms favors the change of position of the electric switch 1 between a open position and a closed position and vice versa.
  • the bistable deformation of the capsule 3 advantageously allows a retraction of the protuberance of the top 6 of the capsule 3 and the inversion of the protuberance condition.
  • the change of position of the electric switch 1 between the open 11 and closed 12 positions does not necessarily coincide with the change in shape of the capsule 3.
  • the deformability of the membrane 4 may be sufficient for the terminals 2 to come into contact with the capsule 3 again in its free form 14.
  • the support 13 causes a change of shape of the capsule 3.
  • This shape change follows in this case the change of position of the electric switch 1.
  • the change of shape of the capsule 3 to a compressed form 15 may be necessary for the establishment of a contact between the terminals 2 and the capsule 3.
  • the change of shape of the capsule 3 precedes the change of position of the electric contactor 1.
  • the capsule 3 comprises a stud 16, at its top 6.
  • Such stud 16 reinforces the protuberance of said vertex 6 while limiting the extent in the plane of the card 10.
  • a stud 16 advantageously allows to achieve more easily the condition of protuberance and its inversion.
  • said pin 16 facilitates the realization of the condition: the height 8, more particularly illustrated in the figure 6 , is greater than the height 9.
  • the pin 16 is located in the center of the capsule 3 and thus in the area where the support 13 is made. This favors the passage in compressed form 15.
  • the stud 16 promotes reversal. of the protuberance condition.
  • the condition is reversed: the height 8 ', more particularly illustrated in FIG. figure 7 , becomes lower than height 9.
  • Said pin 16 accentuating the difference between the free form 14 and the compressed form 15, while ensuring the shape change in a smaller space in the plane of the card 10, advantageously allows to bring the two terminals 2 in the same plane and therefore one of the other . This contributes to making it possible to produce an electrical contactor 1 of dimensions, in this same plane, very small, while maintaining a good separation between the two open and closed positions 11 and 12.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing such an electrical conductor 1 for thin plastic card 10.
  • This method comprises a first step of machining a cavity 5 in the thickness of a thin plastic card 10.
  • the card thin plastic 10 is assumed previously carried out in the usual manner by rolling different layers.
  • the cavity 5 is made by machining a cut, advantageously non-emerging, in the thickness of said thin plastic card 10.
  • Such a procedure is particularly advantageous, in that it makes it possible to avoid resorting to an integrated insert during rolling. In doing so, it avoids the components of the electric contactor 1 to undergo the pressure and temperature constraints associated with the rolling operation.
  • a conductive element 3 / a capsule 3 is placed in the cavity 5.
  • the conductive element 3 may, during this step, be glued or otherwise fixed by any means in the cavity 5.
  • a conformation and dimensions of the conductive element 3 adapted to those of the cavity 5 can allow to leave the conductive element 3 free in the cavity 5 and thus avoid a fixing step.
  • the terminals 2 are made associated with an elastically deformable membrane 4.
  • an etching technique those known in the field of printed circuit manufacturing, is advantageously used.
  • Such an etching may be positive: deposition of material corresponding to the terminals 2 or negative: removal of material does not correspond to the terminals 2.
  • a plastic membrane 4 is adapted to receive such an etching.
  • the PET preferentially used supports such an etching.
  • the cavity 5, equipped with the conductive element 3 can then be closed by placing the elastically deformable membrane 4, the terminals 2 facing the cavity 5.
  • Said membrane 4 is typically held in place by gluing, on all or part of the upper surface of the thin plastic card 10.
  • a counterbore can be provided so that no difference in thickness appears on the outer surface of the thin plastic card 10.

Landscapes

  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un contacteur électrique pour carte plastique mince, telle une carte à microcircuit.
  • Dans le domaine des cartes à microcircuit, il est avantageux de placer un contacteur électrique dans l'épaisseur d'une carte plastique mince support afin de pouvoir commander une fonction. Ce contacteur électrique est typiquement actionné par un appui, par exemple digital, sur une zone déterminée de la carte plastique mince.
  • Il est connu de réaliser un contacteur électrique dans une carte plastique mince au moyen d'un insert incorporé dans ladite carte plastique mince, en tant qu'une des couches constitutives, assemblées par laminage. Compte tenu des conditions de pression et de température de laminage, il s'avère difficile de laminer de manière propre et sûre de tels inserts. De plus un tel mode de réalisation conduit le plus souvent à un contacteur électrique apparaissant en surépaisseur et donc visible et dévoilant la présence d'un tel contacteur électrique et sa localisation, ce que l'on souhaite éviter pour des raisons de sécurité. Le document " FR 2 949 639 A1 " décrit un contacteur électrique et son procédé de fabrication selon le préambule de la revendication 1et 10.
  • La présente invention remédie à ces différents inconvénients en proposant un contacteur électrique incorporé après l'étape de laminage, dans une carte plastique mince et de manière sensiblement invisible.
  • L'invention a pour objet un contacteur électrique pour carte plastique mince comprenant deux bornes et un élément conducteur aptes à se déplacer relativement, de manière à occuper une première position où les deux bornes sont isolées où une deuxième position où l'élément conducteur réalise un contact entre les deux bornes, les deux bornes étant solidaires d'une membrane élastiquement déformable, afin de permettre un déplacement depuis la première position vers la deuxième position sous l'effet d'un appui et un déplacement opposé automatique, lorsque ledit appui cesse.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément conducteur comprend une capsule, sensiblement hémisphérique, dont la concavité fait face aux deux bornes.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule est disposée dans une cavité réalisée dans l'épaisseur de la carte plastique mince et la membrane élastiquement déformable obture la cavité.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, l'axe de la capsule est sensiblement perpendiculaire à la membrane élastiquement déformable.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, les bornes sont disposées, relativement à l'axe de la capsule, sensiblement symétriquement l'une de l'autre.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule est conformée de telle manière à ce qu'une hauteur, mesurée entre le sommet de la capsule et au droit d'une borne, soit supérieure à une hauteur d'une borne relativement à la membrane élastiquement déformable.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule est élastique et peut prendre une forme libre en l'absence d'appui et une forme comprimée sous l'effet d'un appui.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, une hauteur, mesurée entre le sommet de la capsule et au droit d'une borne, est inférieure à une hauteur d'une borne relativement à la membrane élastiquement déformable, lorsque la capsule est dans sa forme comprimée.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule comprend un téton, en son sommet.
  • L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un contacteur pour carte plastique mince comprenant les étapes suivantes : usinage d'une cavité dans l'épaisseur de la carte plastique mince, dépôt d'un élément conducteur dans la cavité, réalisation de deux bornes dans une membrane élastiquement déformable par gravure positive ou négative, fermeture de la cavité par mise en place et collage de la membrane élastiquement déformable.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément conducteur comprend une capsule sensiblement hémisphérique dont la concavité fait face aux deux bornes.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule est conformée de telle manière à ce qu'une hauteur, mesurée entre le sommet de la capsule et au droit d'une borne, soit supérieure à une hauteur d'une borne relativement à la membrane élastiquement déformable.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule est élastique et peut prendre une forme libre en absence d'appui et une forme comprimée sous l'effet d'un appui.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, une hauteur, mesurée entre le sommet de la capsule et au droit d'une borne, est inférieure à une hauteur d'une borne relativement à la membrane élastiquement déformable, lorsque la capsule est dans sa forme comprimée.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la capsule comprend un téton en son sommet.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :
    • la figure 1, respectivement la figure 2, représente, en vue coupée de profil, un contacteur électrique selon un premier mode de réalisation, en position ouvert, respectivement en position fermé,
    • la figure 3 représente, en vue coupée de profil, un contacteur électrique selon un deuxième mode de réalisation, en position ouvert,
    • la figure 4 représente, en vue coupée de profil, le contacteur électrique de la figure 3, selon une première position fermé,
    • la figure 5 représente, en vue coupée de profil, le contacteur électrique de la figure 3, selon une deuxième position fermé,
    • la figure 6, respectivement la figure 7, représente, en vue coupée de profil, un contacteur électrique selon un troisième mode de réalisation, en position ouvert, respectivement en position fermé.
  • Il peut être utile de disposer un contacteur électrique 1 dans une carte plastique mince 10. Une carte plastique mince 10 désigne une carte réalisée en plastique, sensiblement plane, et dont les dimensions dans le plan sont de l'ordre de quelques dizaines de millimètres pour une épaisseur de l'ordre du millimètre. Une telle carte plastique mince 10 peut servir de support à une carte à microcircuit. Une telle carte plastique mince 10 est par exemple définie par la norme ISO 7810. Une telle carte à microcircuit est utilisable comme carte bancaire, carte d'identité ou carte d'abonnement téléphonique ou toute autre application équivalente.
  • Un contacteur électrique 1 peut dans un tel cadre servir à commander une fonction. Le contacteur électrique 1 peut ainsi, par exemple réaliser une ouverture/fermeture d'une boucle d'antenne. Ainsi ladite boucle d'antenne est activée lorsque le contacteur électrique 1 est fermé. Dans le cas d'un microcircuit une telle boucle d'antenne peut être utilisée pour alimenter en énergie ledit microcircuit par induction. Une telle alimentation en énergie permet de « réveiller » le microcircuit qui peut alors débuter l'exécution de son programme résident. La présence d'un contacteur électrique 1 pour commander cette fonction d'alimentation permet de s'assurer que le microcircuit est activé volontairement et non pas dès qu'il se trouve à portée d'une alimentation à induction.
  • Un contacteur électrique 1 peut encore être interfacé avec un microcircuit auquel il fournit alors une information logique d'état, fonction de la position ouvert ou fermé du contacteur électrique 1. Un tel état, peut ainsi permettre, depuis l'extérieur, de modifier le déroulement du programme du microcircuit. Il est encore possible de disposer plusieurs tels contacteurs électriques 1 sur une même carte 10.
  • Un tel contacteur électrique 1 comprend typiquement deux bornes 2 permettant de le connecter, en tant que dipôle, à un circuit électrique et un moyen de sélectivement réaliser ou non un contact électrique entre ces deux bornes 2, afin de sélectivement ouvrir ou fermer le dit circuit électrique. Ce moyen peut selon un type de contacteur comprendre un élément conducteur 3. Les bornes 2 et le dit élément conducteur 3 sont aptes à se déplacer relativement l'un par rapport à l'autre entre deux positions 11, 12. Dans une première position 11, où le contacteur électrique 1 est dit ouvert, les deux bornes 2 sont électriquement isolées. Dans une deuxième position 12, où le contacteur électrique 1 est dit fermé, l'élément conducteur 3 réalise un contact électrique entre les deux bornes 2, qui se trouvent alors électriquement reliées.
  • Selon un mode de réalisation plus particulièrement illustré à la figure 1 en position ouvert 11 et à la figure 2 en position fermé 12, le contacteur électrique 1 se caractérise en ce que les deux bornes 2 sont solidaires d'une membrane élastiquement déformable 4.
  • Cette membrane élastiquement déformable 4 est par exemple réalisée en matière plastique. Ceci permet avantageusement de réaliser un isolement électrique entre les deux bornes 2.
  • Une telle matière plastique peut aussi avantageusement réaliser une caractéristique de déformabilité qui permet ainsi un déplacement depuis la première position 11, illustrée à la figure 1, vers la deuxième position 12, illustrée à la figure 2. Ce déplacement permet une mobilisation des bornes 2 qui peuvent venir en contact simultané avec l'élément conducteur 3, et ainsi réaliser le contact électrique entre les deux bornes 2.
  • La déformabilité de la dite membrane 4 est encore avantageusement élastique, afin de pouvoir revenir spontanément à une position de repos.
  • Une position de repos est par exemple illustré à la figure 1 où elle correspond à une position ouvert 11. Un appui 13 appliqué sur la membrane 4, en coopération avec un espace libre 5 sous la dite membrane 4, permet une déformation de la membrane 4 pour atteindre une position fermé 12 de la figure 2, amenant les deux bornes 2 en contact avec l'élément conducteur 3. La membrane 4 étant élastique, revient spontanément et automatiquement en position de repos 11 lorsque l'appui 13 cesse.
  • Il est ainsi réalisé un contacteur électrique 1 monostable, ouvert par défaut, encore appelé normalement ouvert.
  • L'appui 13 réalisant la déformation de la membrane 4 et le changement de position du contacteur 1 est réalisé par tout moyen ou outil. Cependant il est avantageusement dimensionné pour pouvoir être réalisé avec un doigt.
  • La réalisation de la membrane 4 en matière plastique permet avantageusement, d'intégrer une telle membrane 4 en tant qu'une couche partielle ou complète additionnelle d'une carte plastique mince 10.
  • Ceci est particulièrement avantageux en ce qu'il est ainsi possible de confondre et d'aligner totalement la membrane 4 avec la surface externe de la carte 10. Ceci permet avantageusement de rendre le contacteur électrique 1 totalement indétectable, au moins visuellement, ce qui ajoute à la sécurité de la fonction commandée.
  • La membrane 4 peut être réalisée en tout matériau plastique. De préférence, le poly téréphtalate d'éthylène, PET, est particulièrement adapté aux besoins de déformabilité élastique de la membrane 4. De plus le PET s'assemble très bien par collage ou soudage avec tous les matériaux envisagés habituellement pour réaliser une carte plastique mince 10.
  • Les deux bornes 2 présentent des formes quelconques. Elles sont préférentiellement, relativement à la membrane 4, légèrement en saillie en direction de l'élément conducteur 3.
  • L'élément conducteur 3 est au moins conducteur entre les deux points de contacts 3b respectifs avec les deux bornes 2. Pour cela il peut être réalisé en matériau métallique, en matériau plastique recouvert, au moins entre les deux points de contacts 3b avec les deux bornes 2 d'un conducteur continu, tel par exemple, une piste gravée ou une métallisation, soit en surface soit dans la masse de l'élément 3.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, l'élément conducteur comprend une capsule 3, sensiblement hémisphérique, dont la concavité 3a fait face aux deux bornes 2.
  • Selon un mode de réalisation avantageux l'élément conducteur 3 est disposé dans une cavité 5 réalisée dans l'épaisseur de la carte plastique mince 10. La membrane élastiquement déformable 4 sert alors de fermeture et obture la cavité 5 en maintenant l'élément conducteur 3 en place. La surface externe de la membrane 4 se confond avantageusement, en ce qu'elle est alignée avec ou remplace, la surface externe de la carte plastique mince 10.
  • Avantageusement, l'axe 7 de ladite capsule 3 est sensiblement perpendiculaire à la membrane 4.
  • Avantageusement, les bornes 2 sont disposées, relativement à l'axe 7 de la capsule 3, sensiblement symétriquement l'une de l'autre. Une telle disposition permet avantageusement un contact simultané d'une première borne 2 avec la capsule 3 et d'une deuxième borne 2 avec la capsule lors d'un appui 3.
  • Pour les mêmes raisons, la capsule 3 est avantageusement symétrique. L'axe 7 est alors un axe de symétrie pour ladite capsule 3.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, la capsule 3 présente une forme de révolution autour de l'axe 7. L'axe 7 est alors un axe de révolution pour la capsule 3.
  • Telle qu'illustrée aux figures 1 et 2, la capsule 3 n'occupe pas nécessairement toute la hauteur de la cavité 5.
  • Telle qu'illustrée aux figures 3, 4 et 5, la capsule 3 n'occupe pas nécessairement toute la largeur de la cavité 5.
  • Dans les deux cas précédents, afin d'éviter tout mouvement de la capsule 3, pouvant risquer de la placer dans une position où elle ne pourrait plus venir en contact avec les bornes 2, la capsule 3 peut être fixée, par exemple par collage, dans la cavité 5.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, les dimensions de la capsule 3 sont sensiblement du même ordre que les dimensions de la cavité 5, afin d'éviter de devoir recourir à une telle fixation, tout en autorisant un mouvement de la capsule 3, dans une mesure ne risquant pas de compromettre sa fonction d'élément conducteur 3. Tous les exemples illustrés aux figures 1-7 satisfont à cette exigence. Ainsi l'étape de mise en place de l'élément conducteur 3 dans la cavité 5 se limite à un dépôt dudit élément conducteur 3.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse, plus particulièrement illustrée aux modes de réalisation des figures 3-5 et 6-7, la capsule 3 est conformée de manière particulière. Selon cette manière, la capsule 3 présente, au niveau de son sommet 6 une protubérance apte à venir en contact avec la paroi interne de la membrane 4. Cette protubérance présente une dimension 8 mesurée selon une direction parallèle à l'axe 7 supérieure à la hauteur 9 d'une borne 2 en dépassement relativement à ladite paroi interne de la membrane 4. La hauteur 8 est mesurée entre un plan parallèle à la paroi interne de la membrane 4 passant par le sommet 6 de la capsule et un point 3b, au droit d'une borne 2, où une borne 2 vient en contact avec la capsule 3.
  • Ainsi, même dans le cas où la capsule 3 n'est pas fixée dans la cavité 5, et où sa hauteur est inférieure à la profondeur de la cavité, ce qui permet un certain mouvement vertical de la capsule 3 dans la cavité 5, la protubérance formée au niveau du sommet 6 de la capsule 3 est apte à venir en contact, selon l'axe 7, avec la paroi interne de la membrane 4, et ce avant que l'une des bornes 2 ne viennent en contact au point 3b avec la capsule 3. Un contact au point 3b n'est pas possible tant que la membrane 4 reste plane. Un tel contact entre bornes 2 et capsule 3 nécessite au moins une déformation de la membrane élastiquement déformable 4.
  • Une telle déformation de la membrane 4 peut alors s'effectuer autour du sommet 6 de la capsule 3, telle qu'illustrée à la figure 4, afin de permettre à chacune des bornes 2 de venir en contact avec la capsule 3 sur chacun de ses côtés.
  • Une telle déformation de la membrane 4 peut encore, telle qu'illustrée à la figure 5, s'accompagner d'une déformation de la capsule 3, qui contribue ainsi à faciliter la réalisation d'un contact entre les deux bornes 2 via la capsule 3.
  • Selon une caractéristique importante de la présente invention, la capsule 3 est élastiquement déformable. Au contraire de la membrane 4 qui est continument déformable, la déformation de la capsule 3 est avantageusement bistable et comprend deux formes extrêmes préférentielles. Une première forme comprend une forme libre 14, stable, correspondant à un état de repos de la capsule 3, est obtenue en l'absence de contrainte exercée sur la capsule 3 et notamment en l'absence d'un appui 13. Une deuxième forme comprend une forme comprimée 15, correspondant à un état contraint de la capsule 3, est obtenue sous l'effet d'un appui 13, typiquement selon la direction de l'axe 7.
  • Deux exemples, montrant deux formes libre 14 et comprimée 15 correspondantes d'une même capsule 3, sont présentés comparativement à la figure 5 et séparément aux figures 6-7.
  • Les avantages d'une capsule 3 présentant une déformation bistable selon deux formes 14, 15 sont multiples.
  • Compte tenu de l'épaisseur du contacteur électrique 1, inférieur à l'épaisseur d'une carte plastique mince 10, de l'ordre de quelques millimètres, et préférentiellement comprise entre 0,5 et 1 mm, il est difficile de percevoir un mouvement de la membrane 4 sous l'effet de l'appui 13 exercé par un doigt et donc de savoir si le contacteur électrique 1 est effectivement fermé ou non. Au contraire, une capsule 3 à déformation bistable, passe avantageusement relativement brutalement, sous l'effet d'un appui 13, d'une forme libre 14 à une forme comprimée 15. Ce passage d'une forme libre 14 à une forme comprimée 15 s'accompagne d'un choc, avantageusement ressenti par un doigt effectuant l'appui 13. Ainsi la capsule 3 contribue à produire une sensation tactile nette, informant par retour d'effort, de l'actionnement du contacteur électrique 1 et ainsi de son état effectif, ici fermé.
  • Selon le matériau constitutif de la capsule 3, typiquement réalisée en métal, par exemple en aluminium, mais aussi en matériau plastique (alors métallisé pour assurer la fonction de conducteur électrique), le passage d'une forme libre 14 à une forme comprimée 15 s'accompagne encore avantageusement d'un « clic » audible. Ainsi la capsule 3 contribue à produire un retour sonore, informant de l'actionnement du contacteur électrique 1 et ainsi de son état effectif, ici fermé.
  • Il peut être noté aussi que lors du passage inverse, de la forme comprimée 15 vers la forme libre 14, le retour tactile et le retour sonore sont encore présents, et informent du non actionnement du contacteur électrique 1 et donc de son état effectif, ici ouvert.
  • Un autre avantage d'une capsule 3 présentant une déformation bistable est son élasticité. Une telle capsule 3 revient spontanément à sa forme libre 14 lorsque l'appui 13 cesse. Ce faisant elle accompagne et aide la membrane 4 dans son mouvement de retour à sa position de repos.
  • Selon une caractéristique avantageuse de la forme de la capsule 3, il a été vu que la hauteur 8 mesurée entre le sommet 6 de la capsule 3 et au droit d'une borne 2, est avantageusement supérieure à une hauteur 9 d'une borne 2 relativement à la membrane élastiquement déformable 4, afin de maintenir éloignés les bornes 2 de la capsule 3 en position ouvert. Cette condition est avantageusement réalisée en position ouvert, la capsule 3 étant dans sa forme libre 14.
  • Selon une caractéristique avantageuse, lorsque la capsule 3 passe dans sa forme comprimée 15, cette condition s'inverse, la hauteur 8' mesurée entre le sommet 6 de la capsule 3 et au droit d'une borne 2, devenant avantageusement inférieure à la hauteur 9 d'une borne 2 relativement à la membrane élastiquement déformable 4, afin dans ce cas de favoriser un contact entre les bornes 2 de la capsule 3 en position fermé. Aussi la déformation de la capsule 3 entre deux formes distinctes et éloignées favorise-t-elle le changement de position du contacteur électrique 1 entre une position ouvert et une position fermé et réciproquement. Autrement dit la déformation bistable de la capsule 3 permet avantageusement un escamotage de la protubérance du sommet 6 de la capsule 3 et l'inversion de la condition de protubérance.
  • Il est notable cependant que le changement de position du contacteur électrique 1 entre les positions ouvert 11 et fermé 12 ne coïncide pas nécessairement avec le changement de forme de la capsule 3. Tel qu'illustré à la figure 4 la déformabilité de la membrane 4 peut être suffisante pour que les bornes 2 viennent en contact avec la capsule 3 encore dans sa forme libre 14. Cependant, même dans ce cas l'appui 13 entraîne ensuite un changement de forme de la capsule 3. Ce changement de forme suit dans ce cas le changement de position du contacteur électrique 1. Au contraire, tel qu'illustré à la figure 5, le changement de forme de la capsule 3 vers une forme comprimée 15 peut être nécessaire à l'établissement d'un contact entre les bornes 2 et la capsule 3. Dans ce cas, le changement de forme de la capsule 3 précède le changement de position du contacteur électrique 1.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse, plus particulièrement illustrée aux figures 6 et 7, la capsule 3 comprend un téton 16, en son sommet 6. Un tel téton 16 renforce la protubérance du dit sommet 6 tout en en limitant l'étendue dans le plan de la carte 10. Ainsi un tel téton 16 permet avantageusement de réaliser plus facilement la condition de protubérance et son inversion. Dans la forme libre 14 ledit téton 16 facilite la réalisation de la condition : la hauteur 8, plus particulièrement illustrée à la figure 6, est supérieure à la hauteur 9. Le téton 16 est situé au centre de la capsule 3 et ainsi dans la zone où s'effectue l'appui 13. Ceci favorise le passage en forme comprimée 15. Ainsi le téton 16 favorise l'inversion de la condition de protubérance. Dans la forme comprimée 15, la condition s'inverse : la hauteur 8', plus particulièrement illustrée à la figure 7, devient inférieure à la hauteur 9.
  • Ledit téton 16, en accentuant la différence entre la forme libre 14 et la forme comprimée 15, tout en assurant le changement de forme dans un espace plus réduit dans le plan de la carte 10, permet avantageusement de rapprocher les deux bornes 2 dans ce même plan et donc l'une de l'autre. Ceci contribue à permettre de réaliser un contacteur électrique 1 de dimensions, dans ce même plan, très réduites, tout en conservant une bonne séparation entre les deux positions ouvert 11 et fermé 12.
  • La présente invention concerne encore un procédé de fabrication d'un tel conducteur électrique 1 pour carte plastique mince 10. Ce procédé comprend une première étape d'usinage d'une cavité 5 dans l'épaisseur d'une carte plastique mince 10. La carte plastique mince 10 est supposée préalablement réalisée de manière habituelle par laminage de différentes couches. Ensuite, la cavité 5 est réalisée par usinage d'une découpe, avantageusement non débouchante, dans l'épaisseur de ladite carte plastique mince 10. Une telle manière de procéder est particulièrement avantageuse, en ce qu'elle permet d'éviter de recourir à un insert intégré lors du laminage. Ce faisant elle évite aux composants du contacteur électrique 1 de subir les contraintes de pression et de température liées à l'opération de laminage.
  • Ensuite, un élément conducteur 3/une capsule 3 est mis en place dans la cavité 5. Comme discuté précédemment, l'élément conducteur 3 peut, lors de cette étape, faire l'objet d'un collage ou toute autre fixation par tout moyen dans la cavité 5. Cependant, une conformation et des dimensions de l'élément conducteur 3 adaptées à celles de la cavité 5 peuvent permettre de laisser l'élément conducteur 3 libre dans la cavité 5 et ainsi éviter une étape de fixation.
  • En parallèle les bornes 2 sont réalisées associées à une membrane élastiquement déformable 4. Pour cela, une technique de gravure, de celles connues dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés, est avantageusement utilisée. Une telle gravure peut être positive : dépôt de matière correspondant aux bornes 2 ou négative : retrait de matière ne correspondant pas aux bornes 2. Une membrane 4 en matière plastique est apte à recevoir une telle gravure. Le PET préférentiellement utilisé supporte bien une telle gravure.
  • La cavité 5, équipée de l'élément conducteur 3 peut alors être refermée par mise en place de la membrane élastiquement déformable 4, les bornes 2 faisant face à la cavité 5. Ladite membrane 4 est typiquement maintenue en place par collage, sur tout ou partie de la surface supérieure de la carte plastique mince 10. Tel qu'illustré sur les figures, un lamage peut être prévu afin qu'aucune différence d'épaisseur n'apparaisse en surface externe de la carte plastique mince 10.

Claims (15)

  1. Contacteur électrique (1) pour carte plastique mince (10) comprenant deux bornes (2) et un élément conducteur (3) aptes à se déplacer relativement, de manière à occuper une première position (11) où les deux bornes (2) sont isolées ou une deuxième position (12) où l'élément conducteur (3) réalise un contact entre les deux bornes (2), caractérisé en ce que les deux bornes (2) sont solidaires d'une membrane élastiquement déformable (4), afin de permettre un déplacement depuis la première position (11) vers la deuxième position (12) sous l'effet d'un appui (13) et un déplacement opposé automatique, lorsque ledit appui (13) cesse.
  2. Contacteur selon la revendication 1, où l'élément conducteur comprend une capsule (3), sensiblement hémisphérique, dont la concavité (3a) fait face aux deux bornes (2).
  3. Contacteur selon la revendication 2, où la capsule (3) est disposée dans une cavité (5) réalisée dans l'épaisseur de la carte plastique mince (10) et où la membrane élastiquement déformable (4) obture la cavité (5).
  4. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, où l'axe (7) de la capsule (3) est sensiblement perpendiculaire à la membrane élastiquement déformable (4).
  5. Contacteur selon la revendication 4, où les bornes (2) sont disposées, relativement à l'axe (7) de la capsule (3), sensiblement symétriquement l'une de l'autre.
  6. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, où la capsule (3) est conformée de telle manière à ce qu'une hauteur (8), mesurée entre le sommet (6) de la capsule (3) et au droit d'une borne (2), soit supérieure à une hauteur (9) d'une borne (2) relativement à la membrane élastiquement déformable (4).
  7. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, où la capsule (3) est élastique et peut prendre une forme libre (14) en l'absence d'appui (13) et une forme comprimée (15) sous l'effet d'un appui (13).
  8. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 où une hauteur (8), mesurée entre le sommet (6) de la capsule (3) et au droit d'une borne (2), est inférieure à une hauteur (9) d'une borne (2) relativement à la membrane élastiquement déformable (4), lorsque la capsule (3) est dans sa forme comprimée (15).
  9. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 où la capsule (3) comprend un téton (16), en son sommet (6).
  10. Procédé de fabrication (20) d'un contacteur (1) pour carte plastique mince (10) comprenant les étapes suivantes :
    - usinage (21) d'une cavité (5) dans l'épaisseur de la carte plastique mince (10),
    - dépôt (22) d'un élément conducteur (3) dans la cavité (5),
    - caractérisé par la réalisation (23) de deux bornes (2) dans une membrane élastiquement déformable (4) par gravure positive ou négative,
    - la fermeture (24) de la cavité (5) par mise en place et collage de la membrane élastiquement déformable (4).
  11. Procédé selon la revendication 10, où l'élément conducteur comprend une capsule (3) sensiblement hémisphérique dont la concavité (3a) fait face aux deux bornes (2).
  12. Procédé selon la revendication 11, où la capsule (3) est conformée de telle manière à ce qu'une hauteur (8), mesurée entre le sommet (6) de la capsule (3) et au droit d'une borne (2), soit supérieure à une hauteur (9) d'une borne (2) relativement à la membrane élastiquement déformable (4).
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, où la capsule (3) est conçue en sorte d'être élastique pouvant prendre une forme libre (14) en absence d'appui (13) et une forme comprimée (15) sous l'effet d'un appui (13).
  14. Procédé selon la revendication 13 où la capsule est mise en place et conformée en sorte qu'une hauteur (8), mesurée entre le sommet (6) de la capsule (3) et au droit d'une borne (2), est inférieure à une hauteur (9) d'une borne (2) relativement à la membrane élastiquement déformable (4), lorsque la capsule (3) est dans sa forme comprimée (15).
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 où la capsule (3) est conformée en sorte de comprendre un téton (16) en son sommet (6).
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