PT1183644E - Método de fabrico de um cartão com chip híbrido contacto - sem contacto com um suporte de antena em material fibroso - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO DE FABRICO DE DM CARTÃO COM CHIP HÍBRIDO CONTACTO -SEM CONTACTO COM UM SUPORTE DE ANTENA EM MATERIAL FIBROSO

Domínio técnico: A presente invenção diz respeito aos métodos de fabrico de cartões com chip, e mais particularmente a um método de fabrico de um cartão com chip sem contacto cuja antena está num suporte de material fibroso tal como o papel.

Estado da técnica: 0 cartão com chip sem contacto é um sistema cada vez mais utilizado em diferentes sectores. Assim, no sector dos transportes, ele tem sido desenvolvido como meio de pagamento. É igualmente o caso do porta-moedas electrónico. Numerosas sociedades têm igualmente desenvolvido meios de identificação do seu pessoal por cartões com chip sem contacto. A troca de informações entre um cartão híbrido contacto - sem contacto e o dispositivo de leitura associado efectua-se acoplamento electromagnético à distância entre uma antena alojada no cartão sem contacto e uma segunda antena situada no leitor ou directamente por contacto com o leitor. Para elaborar, armazenar e tratar as informações, o cartão está munido com um módulo electrónico, que está ligado à antena. Umtal cartão está descrito no documento US-A-5969951. A antena encontra-se geralmente sobre um suporte dieléctrico em matéria plástica. 0 método de fabrico industrial clássico decompõe-se em três etapas: realização da antena sobre um suporte dieláctrico plástico (policloreto de vinil (PVC), poliester (PET), 1 policarbonato (PC).por gravura química do cobre ou do alumínio, - laminagem sob pressão a quente das camadas inferior e superior do corpo de cartão (PVC, PET, PC, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)...) sobre o suporte da antena a fim de formar um cartão monobloco. colocação e conexão de um módulo electrónico por colagem condutora.

Contudo, este método origina vários inconvenientes importantes. Com efeito, ele conduz a um empilhamento compósito de materiais plásticos colados ou termicamente soldados com coeficientes de dilatação térmica diferentes. Por consequência, observam-se sistematicamente deformações irreversíveis dos cartões (torção, deformação), inaceitáveis pelo utilizador, assim como uma falta de comportamento mecânico quando da aplicação de ensaios normalizados ou equivalentes.

Além disso, as propriedades termomecânicas do PVC são medíocres. Quando da laminagem, a fluagem de matéria é muito importante e o factor de forma da antena não é conservado. Isso acarreta um mau funcionamento da antena porque os parâmetros eléctricos (indutância e resistência) variam. Não é raro observar cortes de antena nos locais onde os constrangimentos de corte são fortes. È o caso nomeadamente nos ângulos ou ao nível das pontes eléctricas. A espessura total dos cartões ISO laminados varia entre 780 e 840 μιη. Tendo em conta fluxos de matéria descritos precedentemente, é igualmente muito difícil garantir aos clientes uma distribuição estreita e controlada da população. A soldadura térmica plástica realizada no momento da laminagem, conduz a um cartão monobloco cujas propriedades 2 mecânicas são medíocres em termos de restituição dos constrangimentos absorvidos; quando dos testes normalizados de flexão e de torção, a totalidade do constrangimento imposto é transmitida ao módulo electrónico e mais particularmente aos pontos de cola assegurando as conexões. 0 comportamento mecânico das junções de cola é submetido a rude prova e a menor imperfeição na colagem traduz-se por uma ruptura da conexão módulo - antena.

Após laminagem, a impressão das pistas de cobre é visível nos corpos de cartão impressos. Sem consequência para o bom funcionamento do cartão, este defeito é muito frequentemente realçado pelos utilizadores muito sensíveis aos critérios estéticos.

Além disso, os custos de fabrico de cartão por este método são demasiado elevados para permitir um real crescimento da sua utilização.

Enfim, os métodos actualmente utilizados não permitem obter cartões dando a possibilidade de visualizar a posteriori os maus tratamentos mecânicos que lhe são infligidos pelos utilizadores, nomeadamente com o objectivo de defraudar. Com efeito, é relativamente fácil para um defraudador avisado destruir o cartão por dobragens intensivas repetidas sem que se possa facilmente provar a posteriori a intenção de danificar. Por exemplo, a antena pode ser cortada sem que o cartão seja marcado. As políticas comerciais utilizadas então pelas sociedades consistem geralmente em substituir gratuitamente os cartões defeituosos. A substituição sistemática destes cartões gera custos suplementares importantes para estas sociedades. 0 documento FR-A-2769440 descreve um cartão com chip com um suporte de antena em papel. 3

Exposição da invenção: 0 objectivo da invenção é o de atenuar estes inconvenientes fornecendo um método de fabrico inventivo permitindo utilizar um suporte em matéria fibrosa sobre o qual é realizada a antena por serigrafia com tinta condutora, o que permite diminuir fortemente os custos de produção dos cartões com chip sem contacto ou híbridos. A invenção diz respeito portanto a um método de fabrico de um cartão com chip híbrido contacto - sem contacto com um suporte de antena em matéria fibrosa tal como o papel compreendendo as etapas seguintes: uma etapa de fabrico da antena consistindo em serigrafar espiras de tinta polimérica condutora sobre um suporte em matéria fibrosa e em fazer sofrer um tratamento térmico ao suporte a fim e cozer a tinta, uma etapa de laminagem dos corpos de cartão sobre o suporte de antena consistindo em soldar de cada lado do suporte pelo menos duas folhas em matéria plástica, constituindo os corpos de cartão, por prensagem a quente, uma etapa de fresagem das cavidades consistindo em abrir, num dos corpos de cartão, uma cavidade permitindo alojar o módulo constituído pelo chip e o circuito de dupla face, a cavidade compreendendo uma porção interna mais pequena, recebendo o chip e uma porção externa maior recebendo o circuito de dupla face, a cavidade sendo escavada no corpo de cartão que está oposto à face do suporte contendo a tinta condutora serigrafada constituindo a antena, e a fresagem permitindo evidenciar os contactos de conexão do chip, e uma etapa de inserção do módulo consistindo em utilizar uma cola permitindo fixar o módulo e uma cola contendo prata permitindo conectar o módulo aos contactos de 4 conexão, e a posicioná-lo na cavidade prevista para este efeito.

Descrição breve das figuras:

Os alvos, objectivos e caracteristicas da invenção ressaltarão melhor pela leitura da descrição que se segue com referência aos desenhos juntos nos quais:

As figuras IA a 1C representam as diferentes etapas da serigrafia da antena sobre o suporte. A figura 2 representa o suporte com a antena serigrafada no verso antes da etapa de laminagem. A figura 3 representa o cartão com chip no fim processo de fabrico. A figura 4 representa um corte transversal do cartão com chip representado na figura 3, segundo o eixo A-A da figura 3.

Descrição detalhada da invenção: 0 método de fabrico do cartão com chip segundo a invenção consiste primeiro que tudo em realizar a antena sobre um suporte. Este suporte é realizado numa folha de material fibroso tal como o papel. Segundo um modo de realização preferido, a antena é serigrafada sobre este material em várias etapas e ao contrário em relação ao processo clássico de serigrafia. Com efeito, a primeira etapa representada na figura IA, consiste em serigrafar os dois contactos de conexão 10 e 12 da antena ao módulo e à ponte eléctrica 14, denominada comumente «cross-over», permitindo ligar as duas espiras em série. A segunda etapa de serigrafia representada na figura 1B consiste em serigrafar uma banda isolante 16 sobreposta ao cross-over. A terceira e última etapa de serigrafia consiste em serigrafar as duas espiras 18 e 20. Uma extremidade da espira 18 está ligada ao contacto de conexão 10 e a outra extremidade ao cross-over 14. A espira 5 20 é serigrafada a partir do cross-over 14 até ao contacto de conexão 12.

Uma vez a antena serigrafada sobre o suporte, este é recortado nas dimensões do cartão. Segundo um modo de realização preferido, efectua-se então um recorte 22 em cada canto do suporte, tal como representado na figura 2. Este recorte permite uma soldadura directa entre os corpos de cartão quando da etapa de laminagem. A laminagem faz- se por prensagem a quente. Segundo um modo de realização preferido, utiliza-se para cada corpo de cartão duas camadas de matéria plástica. Esta matéria plástica é geralmente policloreto de vinil (PVC), poliester (PET, PETG), policarbonato (PC) ou acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). Segundo um modo de realização preferido, utiliza-se PVC. As duas camadas são de rigidez diferente. Com efeito, a camada externa é em PVC rígido, enquanto que a camada interna (em contacto com o suporte da antena) é em PVC brando com um ponto de Vicat inferior (temperatura a partir da qual O PVC passa de um estado rígido a um estado cauchutoso) . As duas camadas podem ser igualmente de espessura diferente. Por exemplo, cada um dos corpos de cartão é constituído por uma camada externa de PVC rígido com cerca de 310 microns (pm) e por uma camada interna de PVC brando com cerca de 80 pm. O suporte da antena é em papel e tem uma espessura de cerca de 125 pm. Segundo um outro exemplo de realização, que é um modo de realização preferido, cada um dos corpos de cartão é constituído por três camadas. Com efeito, uma cobertura, constituída por uma folha de PVC transparente ou por uma camada de verniz é adicionada sobre a camada externa dos corpos de cartão quando esta é impressa para proteger esta impressão. Esta cobertura tem uma espessura de cerca de 40 pm, a camada externa do corpo de cartão tem então uma 6 espessura de cerca de 275 μιη e a camada interna uma espessura de cerca de 40 μιη. A etapa de laminagem consiste em empilhar as diferentes camadas de PVC constituindo os corpos de cartão e o suporte de antena. Esta sanduíche é em seguida colocada numa prensa de laminar. A sanduíche sofre então um tratamento térmico a uma temperatura superior a 100 °C mais preferivelmente superior a 150 °C. Ao mesmo tempo, a sanduíche sofre uma prensagem a fim de soldar as diferentes camadas. Sob acção combinada do calor e da pressão, a camada externa de PVC amolece-se, enquanto que a camada interna constituída por um PVC com ponto de Vicat mais baixo se fluidifica. O PVC assim fluidificado vem aprisionar a tinta serigrafada da antena na massa, o que permite a esta última ter uma melhor resistência aos constrangimentos mecânicos quando da utilização do cartão com chip. Além disso, a aderência da antena sobre o corpo de cartão é melhor. Esta aderência pode ainda ser melhorada por utilização de um adesivo de dupla face sensível à pressão, colocado entre os corpos de cartão e a antena.

Os recortes 22 realizados nos cantos do suporte de antena permitem às duas camadas internas de PVC estar em contacto uma com a outra. Bloqueando os cantos por soldadura entre os dois corpos de cartão, todos os constrangimentos mecânicos são transmitidos ao interior do cartão. Ora, no caso do papel, a pasta de papel possui uma fraca coesão interna. Quando ela é submetida a constrangimentos de corte, a alma do papel tem tendência a deslaminar-se. Se estes constrangimentos são demasiado fortes, o cartão abre-se até à separação em duas partes (a parte que contém a antena ligada ao módulo continua a funcionar). Assim, jogando com a natureza do papel e com a sua coesão interna, pode-se aproveitar esta propriedade física para criar um cartão com 7 marcador de constrangimentos modulável e integrado. Assim, de acordo com as necessidades do cliente, a deslaminação pode ser mais ou menos rápida e mais ou menos importante, de maneira a que uma flexão limitada do carão possa ser visualizada por uma deslaminação do papel no interior daquele. A etapa seguinte consiste em fresar uma cavidade que recebe o módulo constituído pelo chip e pelo circuito dupla face. A fresagem permite igualmente evidenciar os contactos de conexão da antena com o módulo. A fim de não danificar a impressão serigráfica da antena, a fresagem é realizada no corpo de cartão que está oposto à face de suporte de antena contendo a impressão serigráfica, quer dizer no corpo de cartão que está em contacto com a face do suporte que não contém a serigrafia da antena. Assim, quando da fresagem, o suporte de antena é fresado antes da tinta. Além disso, esta estando capturada na massa no PVC da camada interna do corpo de cartão, ela não sofre quaisquer danos tais como fissuras ou dilacerações. No caso de cartão com chip com formato ISO para os quais a localização do chip no cartão está normalizada, a impressão serigráfica invertida da antena sobre o suporte e a fresagem da cavidade no corpo de cartão que está em contacto com a face do suporte não contendo a serigrafia, permitem instalar o módulo na localização normalizada, posto que preservando a integridade da antena serigrafada. A instalação do módulo faz-se por colagem. São utilizadas duas colas diferentes. A primeira cola é uma cola condutora que permite conectar o módulo aos contactos da antena. Esta cola é preferencialmente uma cola contendo prata. A segunda cola utilizada é uma cola sela o módulo ao cartão. Segundo um modo de realização particular, utiliza-se uma cola cianoacrilato. É igualmente possivel utilizar uma cola « hot - melt» em filme que é colocada sob o módulo antes da sua inserção no cartão. Uma vez concluída esta etapa, obtém-se um cartão tal como representado na figura 3. Os corpos de cartão 24 são soldados termicamente ente si nos cantos, lá onde foram efectuados os recortes 22 no suporte de antena. 0 módulo 26 encontra-se na localização normalizada para os cartões com chip do tipo ISO.

A figura 4 é uma vista em corte transversal segundo o eixo A - A da cartão com chip representado na figura 3. 0 cartão é constituído pelo suporte de antena 28 em material fibroso, inserido entre os dois corpos de cartão. Cada corpo de cartão compreende uma cobertura 30, constituída por uma folha de PVC transparente ou por uma camada de verniz, uma camada externa de PVC rígido 32 e uma camada interna de PVC brando 34. A espira 36 e os contactos de conexão 38 estão aprisionados na massa do PVC da camada interna 34 do corpo de cartão. A cavidade realizada por fresagem no corpo de cartão oposto à face do suporte contendo a antena recebe o circuito de dupla face 40 e o chip 42 protegido por uma resina de sobremoldagem (não representada). O módulo é conectado aos contactos de conexão da antena 38 por uma camada de cola condutora carregada com prata 44. Uma camada de cola cianoacrilato 46 permite fixar o módulo ao cartão. O método segundo a invenção permite obter um cartão que possui duas qualidades principais para as sociedades que o utilizam: a preservação dos componentes eléctricos confere a este cartão uma solidez mais importante e a propriedade de deslaminação dos materiais fibrosos tais como o papel permite, em caso de avaria do cartão, verificar que o cartão não sofreu dobragens intensivas com o objectivo de defraudar. 21-11-2007 9

Claims (11)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Método de fabrico de um cartão com chip híbrido contacto - sem contacto, com um suporte de antena (28) em matéria fibrosa tal como o papel compreendendo as etapas seguintes: uma etapa de fabrico da antena (36) consistindo em serigrafar espiras de tinta polimérica condutora sobre um suporte em matéria fibrosa e em fazer sofrer um tratamento térmico ao dito suporte a fim de cozer a dita tinta, caracterizado por: uma etapa de laminagem dos corpos de cartão sobre o suporte de antena consistindo em soldar de cada lado do dito suporte pelo menos duas folhas em matéria plástica (30, 32, 34) constituindo os corpos de cartão, por prensagem a quente, uma etapa de fresagem das cavidades consistindo em abrir, em um dos corpos de cartão, uma cavidade permitindo alojar o módulo constituído por um chip e um circuito dupla face (40) a dita cavidade compreendendo uma porção interna mais pequena, recebendo o chip e uma porção externa maior recebendo o circuito de dupla face, a dita cavidade sendo escavada no corpo de cartão que está oposto à face do suporte contendo a tinta condutora serigrafada constituindo a antena, e a dita fresagem permitindo evidenciar os contactos de conexão (38) do chip (47) e uma etapa de inserção do módulo consistindo em utilizar uma cola (46) permitindo fixar o dito módulo e uma cola (44) contendo prata permitindo conectar o dito módulo aos ditos contactos de conexão, e em posicionar o dito módulo na cavidade prevista para este efeito.
2. 2. Método de fabrico de um cartão com chip segundo a reivindicação 1, no qual as duas folhas constituindo cada um 1 dos corpos de cartão de cada lado do dito suporte de antena em matéria fibrosa têm rigidez diferente.
3. 3. Método de fabrico de um cartão com chip segundo a reivindicação 1 ou 2, no qual, durante a etapa de fabrico da antena, os cantos do suporte de antena (22) em papel são recortados a fim de permitir a soldadura entre os dois corpos de cartão, o dito cartão assim obtido oferecendo assim uma zona preferencial de deslaminação, permitindo pôr em evidência a posteriori um acto de degradação voluntário.
4. 4. Método de fabrico de um cartão com chip segundo uma das reivindicações precedentes, no qual a etapa fabrico da antena é realizada ao inverso e consiste em: seriqrafar sobre o suporte dois contactos de conexão (10, 12) da antena ao módulo e um « cross-over » (14) com uma tinta dieléctrica, serigrafar sobre o suporte pelo menos duas espiras (18, 20) da antena com uma tinta polimérica, estas duas espiras tendo uma das suas extremidades em contacto com um contacto de conexão diferente, e a outra extremidade em contacto com o cross-over, o que permite obter uma antena com duas espiras em série.
5. 5. Método de fabrico de um cartão com chip segundo a reivindicação 2 a 4, no qual a folha constituindo a camada externa (32) dos corpos de cartão é mais rígida que a folha constituindo a camada interna (34) dos corpos de cartão, a dita camada interna possuindo um baixo ponto de Vicat.
6. 6. Método de fabrico de um cartão com chip segundo uma das reivindicações precedentes, no qual as duas folhas constituindo cada um dos corpos de cartão de cada lado do 2 dito suporte de antena em matéria fibrosa têm espessura diferente.
7. 7. Método de fabrico de um cartão com chip segundo a reivindicação 6, no qual a folha constituindo a camada externa é mais espessa que a folha constituindo a camada interna.
8. 8. Método de fabrico de um cartão com chip segundo uma das reivindicações precedentes, no qual durante a etapa de laminagem dos corpos de cartão a quente sobre o suporte de antena, se adiciona uma terceira folha de matéria plástica ou uma camada de verniz a cada corpo de cartão, fazendo a função de cobertura (30).
9. 9. Método de fabrico de um cartão com chip segundo uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a matéria plástica constituindo os corpos de cartão ser o policloreto de vinil (PVC), poliester (PET, PETG), policarbonato (PC) ou acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS).
10. 10. Método de fabrico de um cartão com chip segundo uma das reivindicações precedentes, no qual a cola utilizada para fixar o módulo é uma cola cianoacrilato fluida, que é aplicada nas cavidades antes da inserção do módulo.
11. 11. Método de fabrico de um cartão com chip segundo uma das reivindicações 1 a 9, no qual a cola utilizada para fixar o módulo é uma cola « hot melt » em filme que é colocada sob o módulo antes da sua inserção no cartão. 21-11-2007 3