ES2982667T3 - Tarjeta inteligente de metal con capacidad de interfaz dual - Google Patents

Abstract

Una tarjeta inteligente de interfaz dual que tiene una capa metálica incluye un módulo IC, con contactos y capacidad de RF, montado en un enchufe, formado de material que no impide la RF, entre las superficies superior e inferior de la capa metálica. El enchufe proporciona soporte para el módulo IC y un grado de aislamiento eléctrico y aislamiento de la capa metálica. La tarjeta resultante puede tener capacidad de funcionamiento con y sin contacto y una superficie metálica externa completamente lisa, excepto por los contactos del módulo IC. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Tarjeta inteligente de metal con capacidad de interfaz dual

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a tarjetas “inteligentes” y, más en particular, se refiere a tarjetas inteligentes que tienen al menos una capa de metal y son capaces de transmisión de radiofrecuencia (RF) y de interconexión eléctrica física. En particular, la invención se refiere a tarjetas inteligentes de interfaz dual (es decir, capaces de funcionar sin contacto y/o con contacto) que tienen una capa de metal y un aspecto rico y estéticamente agradable.

Las tarjetas inteligentes son muy deseables y son usadas ampliamente, incluyendo: en aplicaciones de pago y emisión de billetes, tal como el transporte público y peajes de autopistas; en esquemas de identificación personal y derechos a nivel regional, nacional e internacional; en tarjetas ciudadanas; en licencias de conducir; en esquemas de tarjetas de pacientes; y en pasaportes biométricos para la mejora de la seguridad de los viajes internacionales.

Una tarjeta inteligente es una tarjeta que incluye circuitos electrónicos integrados, tal como un chip de circuito integrado (IC), que puede ser: (a) un microcontrolador seguro, también denominado microprocesador, o un dispositivo de inteligencia equivalente con memoria interna; o (b) un chip de memoria solo. Una tarjeta inteligente está conectada o acoplada a un lector de tarjetas con contacto físico directo y/o con una interfaz de radiofrecuencia sin contacto remoto.

Existen tres categorías generales de tarjetas inteligentes de interés. En la presente memoria son denominadas (1) con contacto, (2) sin contacto y (3) de interfaz dual. (1) Una tarjeta inteligente “con contacto” incluye un chip de IC conectado a una placa de contacto conductora en la que se montan varias almohadillas de contacto físico (normalmente chapadas en oro) por lo general ubicadas en la superficie superior de la tarjeta. Una tarjeta inteligente con contacto debe ser insertada en un lector de tarjetas inteligentes de tipo con contacto y la transmisión de comandos, datos, y el estado de la tarjeta tiene lugar sobre las almohadillas de contacto físico. (2) Una tarjeta inteligente “sin contacto” contiene un chip de IC y una antena de tarjeta por medio de las cuales son acopladas señales de RF entre el chip de la tarjeta inteligente y la antena de un lector de tarjetas. Esto permite la comunicación inalámbrica (por ej., RF) entre la tarjeta y un lector de tarjetas sin contacto eléctrico directo entre la tarjeta y el lector de tarjetas. Una tarjeta inteligente sin contacto solo requiere proximidad a un lector. Tanto el lector como la tarjeta inteligente tienen antenas, y los dos están comunicados por medio de radiofrecuencias (RF) a través de un enlace sin contacto. La mayoría de las tarjetas sin contacto también obtienen energía para el chip interno de las señales electromagnéticas emitidas por el lector de tarjetas. El alcance de funcionamiento puede variar desde menos de 2,5 cm hasta varios centímetros. (3) Una tarjeta inteligente de “interfaz dual” tiene, por lo general, un solo chip de IC (pero podría tener dos) e incluye interfaces con contacto y sin contacto. Con las tarjetas de interfaz dual, es posible acceder a los chips de IC por medio de una interfaz con contacto y/o sin contacto.

Es deseable fabricar tarjetas inteligentes de interfaz dual que puedan proporcionar capacidad “sin contacto” y/o “con contacto”. También se ha vuelto muy deseable y de moda fabricar tarjetas con una o más capas de metal. Una capa de metal proporciona un peso deseable y un patrón decorativo y/o superficie reflectante que mejora el aspecto y el valor estético de la tarjeta. Esto es en especial deseable para los clientes de alto nivel. Por lo tanto, es deseable fabricar tarjetas inteligentes de interfaz dual (de contacto y sin contacto) que tengan una capa de metal.

Sin embargo, surgen varios problemas en la fabricación de tarjetas inteligentes de interfaz dual (“sin contacto” y “con contacto”) con una capa de metal debido a requisitos contradictorios. A modo de ejemplo, para construir una tarjeta inteligente de interfaz dual, las almohadillas de contacto asociadas con el chip de IC deben estar ubicadas a lo largo de una superficie externa (superior o inferior, pero normalmente superior) de la tarjeta para hacer contacto con un lector de tarjetas con contacto y el chip de IC por lo general estará ubicado cerca de la superficie superior. Sin embargo, cualquier capa de metal en la tarjeta interfiere con las señales de comunicación de radiofrecuencia (RF) (por ej., atenúa) entre la tarjeta y el lector, y esto podría inutilizar la tarjeta inteligente sin contacto. Por lo tanto, una tarjeta inteligente de interfaz dual con una capa de metal debe resolver el problema de la interferencia de RF con respecto al chip de IC. Para agravar el problema, está el requisito de que la tarjeta inteligente de metal de interfaz dual tenga un aspecto muy sofisticado. Debido al prestigio y al aspecto estético de estas tarjetas, es deseable que no haya una depresión o bulto perceptible a lo largo de la superficie de la tarjeta, excepto en las almohadillas de contacto.

El documento WO 2013/110625 A1 por ejemplo describe una tarjeta inteligente de interfaz dual que tiene una antena de amplificación con una bobina de acoplamiento en su cuerpo de tarjeta y una placa delantera metalizada que tiene una abertura de ventana para el módulo de antena. La abertura de ventana es sustancialmente mayor que el módulo de antena, proporcionando perforaciones a través de la placa frontal, disponiendo material de ferrita entre la placa frontal y la antena de amplificación. Se dispone un bucle de compensación bajo la antena de amplificación, desplazando el módulo de antena con respecto a la bobina de acoplamiento, disponiendo la antena de amplificación como un cuasi dipolo, dotando a la antena del módulo de talones capacitivos, y disponiendo un elemento de ferrita en el módulo de antena entre la antena del módulo y las almohadillas de contacto.

El documento US 2015/021403 A1 trata de una tarjeta inteligente de interfaz dual, en la que un marco de acoplamiento conductor tiene dos extremos, formando un bucle abierto que tiene dos extremos o una capa de metal discontinua dispuesta rodeando y estrechamente adyacente a un módulo de chip transpondedor, y sustancialmente coplanar con una estructura de antena en el módulo de chip transpondedor. Un cuerpo de tarjeta metálico o una tarjeta de transacción con una capa de metal discontinua que tiene una hendidura o una banda no conductora que se extiende desde una abertura del módulo hasta una periferia del cuerpo de la tarjeta para funcionar como marco de acoplamiento.

Resumen de la invención

La invención se define en las reivindicaciones independientes. Otras realizaciones ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

La invención se entenderá más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones actualmente preferentes, pero no obstante ilustrativas, realizaciones de acuerdo con la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos, que no están dibujados a escala, pero en los que los caracteres de referencia similares denotan componentes similares; y

La Fig. 1 es un diagrama isométrico simplificado de una tarjeta inteligente 10 con una capa de metal 30, que representa la invención;

La Fig. 1A es un diagrama isométrico idealizado, altamente simplificado, de un módulo de circuito integrado (IC) capaz de funcionar sin contacto y con contacto destinado a ser usado en la fabricación de tarjetas inteligentes que representa la invención.

La Fig. 1B es un diagrama en sección transversal idealizado simplificado del módulo de IC de la Fig. 1A usado en la tarjeta mostrada en la Fig. 1;

La Fig. 2 incluye diagramas en sección transversal de varias etapas de procesamiento (1 a 7) para formar una tarjeta que representa la invención;

La Fig. 3A es un diagrama en sección transversal simplificado de una tarjeta siendo fabricada como es mostrado en la etapa 5 de la Fig. 2;

La Fig. 3B es una vista desde arriba de una tarjeta que se está formando como es mostrado en la Fig. 3A con un conector (34) y la abertura (36) formada en el conector;

La Fig. 3C es una vista desde arriba de la capa superior de una tarjeta que representa la invención formada de acuerdo con el proceso mostrado en la Fig. 2;

La Fig. 4 incluye diagramas en sección transversal de varias etapas de procesamiento (1 a 5) para formar una tarjeta de acuerdo con otro aspecto de la invención.

La Fig. 5A es un diagrama en sección transversal correspondiente a la etapa 4 de la Fig. 4 que muestra un conector y aberturas formadas en el conector antes de la inserción de un módulo de IC;

La Fig. 5B es una vista desde arriba de una tarjeta que tiene la sección transversal mostrada en la Fig. 5A que muestra el conector y las aberturas formadas en el conector antes de la inserción de un módulo de IC formado de acuerdo con la Fig. 4;

La Fig. 5C es una vista desde arriba de una tarjeta formada de acuerdo con las etapas de proceso mostradas en la Fig. 4 y como es mostrado en las Figs. 5A y 5B con un módulo de IC insertado en la abertura del módulo; y

La Fig. 6 es un diagrama en sección transversal que muestra una capa de enmascaramiento formada en una tarjeta tal como la que es mostrado en la Fig. 5C.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

Un módulo de circuito integrado (CI) 7 que tiene múltiples contactos como es mostrado en la Fig. 1A es para ser montado en, y sobre, una tarjeta 10 como es mostrado en la Fig. 1 con la superficie superior del módulo de circuito integrado y sus contactos por lo general al ras con la superficie superior de la tarjeta. A modo de ejemplo se muestra que la longitud, anchura y profundidad de la tarjeta pueden ser respectivamente de aproximadamente 85,6 mm (3,37 pulgadas) por 54,0 mm (2,125 pulgadas) por 0,76 mm (0,03 pulgadas). A efectos ilustrativos y de la discusión que sigue, supongamos, como se muestra en la Fig. 1A, que el módulo CI tiene una profundidad D1, una longitud L1 y una anchura W1. Los módulos tal como el módulo de IC 7 están disponibles comercialmente, por ejemplo, de Infineon o NXP Las dimensiones laterales de algunos de estos módulos eran de aproximadamente 1,32 mm (0,052 pulgadas) por 12 mm (0,47 pulgadas) con una profundidad que oscilaba entre 0,13 mm (0,005 pulgadas) y más de 0,64 mm (0,025 pulgadas). Estas dimensiones son puramente ilustrativas y los módulos CI utilizados para poner en práctica la invención pueden ser de mayor o menor tamaño.

Como es mostrado en la Fig. 1B, el módulo de CI 7 contiene un chip de microprocesador interno 7a, una antena de chip 7b y una almohadilla de contacto 7c. La almohadilla 7c puede ser una almohadilla de contacto múltiple convencional usada en tarjetas inteligentes de tipo con contacto y está posicionada para acoplar contactos en un lector de tarjetas con contacto (no mostrado) cuando la tarjeta inteligente es insertada en el mismo. Una gota de epoxi 7d encapsula la porción inferior del módulo de IC. La gota de epoxi permite que el módulo de IC se adhiera con facilidad (por ej., pegándolo) a una superficie subyacente.

Como fue señalado con anterioridad, la invención está dirigida a la fabricación de una tarjeta de metal inteligente que tiene capacidad de interfaz dual y que también tiene una superficie superior libre de bultos o depresiones, excepto por: (a) el módulo de IC y sus contactos, y/o (b) cualquier diseño o textura formados de manera intencional en la superficie superior. De acuerdo con la invención, una tarjeta puede ser fabricada para que tenga un aspecto altamente estético, suave y visualmente agradable si bien la tarjeta debe incluir capacidad de interfaz dual (es decir, capacidad de contacto y sin contacto). Es decir, las tarjetas inteligentes con una capa de metal como superficie superior, por razones estéticas, debe incluir un módulo de IC y sus contactos asociados. Para que la tarjeta sea usada en un modo de contacto, los contactos del módulo de IC deben estar ubicados a lo largo de una superficie exterior de la tarjeta. De manera típica, los contactos se encuentran a lo largo de la superficie superior de la tarjeta; si bien los contactos posiblemente podrían estar ubicados a lo largo de la superficie inferior de la tarjeta. Para permitir una transmisión inalámbrica (RF) efectiva, tiene que haber un recorte (abertura) en la capa de metal debajo y alrededor del módulo de IC. Un desafío es producir estos cortes (aberturas) en la capa de metal sin afectar el aspecto liso, estético, exterior (por ej., superior) de la tarjeta.

Un procedimiento para formar una tarjeta de acuerdo con la invención incluye la estructura y las etapas de procesamiento ilustradas en la Fig. 2.

1- Una capa de metal 30 es seleccionada, que está destinada a servir como capa superior de una tarjeta 10 (como es mostrado en la etapa 1 de la Fig. 2). La capa de metal 30 tiene una superficie superior (delantera) 301 y una superficie inferior (trasera) 302; las superficies delanteras y traseras por lo general son paralelas entre sí. El espesor (D) de la capa de metal 30 puede oscilar entre menos de 0,025 mm (0,01 pulgadas) y más de 0,51 mm (0,02 pulgadas). En una realización, la capa de metal 30 era de acero inoxidable y su espesor era de 0,4 mm (0,0155 pulgadas). La capa de metal 30 puede ser, a modo de ejemplo y no de limitación, hierro, tántalo, aluminio, latón, cobre o cualquier aleación o compuesto de los mismos.

2- Un bolsillo 32 es formado a lo largo del lado inferior de la capa 30. Puede ser denominado como un bolsillo inverso formado a partir de la superficie inferior de la capa de metal 30 (como es mostrado en la etapa 2 de la Fig. 2). La bolsa 32 puede ser formada de cualquier manera conocida, que incluye, pero sin limitarse a: fresado, fundición, impresión 3D, recorte por láser, electrodescarga por chorro de agua (EDM). El bolsillo 32 tiene una parte superior 321 que termina una distancia (o espesor) D1 debajo de la superficie superior 301, donde D1 de manera típica es igual (o casi igual a) la profundidad del módulo de IC 7. La profundidad (espesor) D2 del bolsillo 32 entonces es igual a (D-D1) milímetros. D2 por lo general siempre debe estar ajustado a la profundidad D de la capa de metal 30 menos el espesor D1 del módulo de IC usado para formar la tarjeta. El bolsillo 32 puede ser de forma regular o irregular, un sólido rectangular o un cilindro cuya proyección plana en el plano horizontal puede ser un cuadrado, un rectángulo o un círculo. Las dimensiones laterales [longitud (L2) y anchura (W2)] del bolsillo 32 pueden ser, respectivamente, iguales o mayores que las dimensiones laterales [longitud L1 y anchura W1] del módulo de IC como será descrito más adelante. En las realizaciones, es mostrado que L2 y W2 son, respectivamente, mayores que L1 y W1, pero esa no es una condición necesaria.

3- Un conector 34 de cualquier material que no interfiera sustancialmente con la transmisión de RF (por ej., cualquier material no metálico, o incluso un material tal como el tungsteno o un compuesto del mismo) es formado o dimensionado para adaptarse a las dimensiones del bolsillo fresado 32 y es insertado en el bolsillo para llenar la región fresada (de recorte) (como es mostrado en la etapa 3 de la Fig. 2). Como será explicado a continuación, el conector funciona para aislar e insular de manera eléctrica el módulo de IC de la capa de metal y también para asegurar de manera física el módulo de IC. El interior del bolsillo 32 y/o el exterior del conector 34 están revestidos con un adhesivo adecuado (por ej., tal como polietileno acrílico o acrílico modificado, cianoacrilato, elastómero de silicona, epoxi) para que el conector 34 se adhiera firmemente a las paredes del bolsillo durante todo el procesamiento de la capa de metal en la formación de la tarjeta. El conector 34 puede estar fabricado con cualquier material termoplástico tal como PET, PVC u otro polímero o cualquier material tal como resina curable o epoxi o una cerámica o incluso de tungsteno que no impida de manera significativa la transmisión de radiofrecuencia (RF).

4- Como es mostrado en la etapa 4 de la Fig. 2, una capa adhesiva 42 es usada para fijar una capa de ferrita 44 a la superficie posterior 302 de la capa 30. La capa de ferrita 44 es colocada debajo de la capa de metal 30 para actuar como un escudo (reflector) para evitar/reducir que la capa de metal 30 interfiera con la radiación de radiofrecuencia hacia y desde la tarjeta inteligente. La capa de ferrita 44 disminuye el efecto de “cortocircuito” de la capa de metal 30 para permitir la transmisión o recepción a través de la antena 47. Los expertos en la técnica apreciarán que también sería posible formar o disponer el material de ferrita de una manera diferente.Además, una capa adhesiva 46 es usada para fijar una capa de plástico (por ej., PVC) 48 que contiene y/o sobre la cual está montada una antena de amplificación 47. La capa 48 puede estar fabricada de PVC o poliéster y puede tener entre 0,025 y 0,38 mm (0,001 y 0,015 pulgadas) de espesor. Los devanados de la antena de amplificación 47 pueden variar desde menos de 80 micrones hasta más de 120 micrones de diámetro y pueden estar fijados a la capa 48 por medio de soldadura ultrasónica o el calentamiento del alambre antes de colocarlo en contacto con la capa de plástico o por medio de cualquier otro proceso adecuado. Una capa 52 que incluye un panel de firma y una banda magnética puede ser unida a la capa 48 antes o después de la laminación. Las capas 42, 44, 46, 48 (y posiblemente 52) pueden ser formadas como un subconjunto 40 y unirse al lado inferior 302 de la capa de metal 30.

5- El conjunto que comprende las capas 30, 42, 44, 46 y 48 es laminado (como es indicado en la etapa 5 de la Fig. 2) para formar un conjunto de tarjeta 50.

6- Luego es formado un orificio (o abertura) 36 (por ej., por medio de fresado) a través del metal 30 hasta una profundidad D1 desde la superficie superior y, al mismo tiempo, es formado un orificio 362 en el conector 34 (por ej., por medio de la perforación alrededor del centro del conector 34) y a través de las capas subyacentes 42, 44 y 46 hasta la capa 48, como es mostrado en la etapa 6 de la Fig. 2. Las dimensiones laterales del orificio 36 formado en la capa de metal 30 están diseñadas para corresponder a las dimensiones L1 y W1 del módulo de IC 7 para que el módulo de IC pueda ser insertado en el orificio (abertura) 36. Las dimensiones laterales del orificio 362 formado en el conector 34 serán L3 y W3, en el que L3 y W3 son menores que L1 y W1. Fabricados de este modo, los rebordes de conector 341a proporcionarán soporte para el módulo de IC y lo mantendrán a su altura diseñada de D1 debajo de la superficie superior de la tarjeta. El módulo de IC puede ser insertado y fijado de manera ajustada a los lados de la abertura 36 y a la parte superior 341a del conector 34. Es decir, el módulo de IC puede ser insertado con un espacio reducido y adherido en su lugar. El orificio (abertura) más pequeño 362 formado debajo del orificio 36 aloja el extremo trasero (inferior) del módulo 7. El orificio 362 se extiende de manera vertical hacia abajo a través de la capa de ferrita 44 y se hace lo suficientemente ancho para permitir que las señales de RF pasen entre la antena 47 y la antena de chip 7b.Con respecto al funcionamiento de la tarjeta, la antena de amplificación 47 está diseñada para capturar energía de radiofrecuencia generada por un lector de tarjetas asociado (no mostrado) y para comunicarse con el lector de tarjetas. Por diseño, el módulo de antena 7b está lo suficientemente cerca para acoplarse de manera inductiva con la antena 47, para de ese modo proporcionar señales desde la antena 47 al chip 7a, mientras mantiene el chip aislado de manera eléctrica de la antena 47. En funcionamiento, la capa de ferrita 44 protege la capa de metal 30, para hacer posible que la radiación de radiofrecuencia entre y sea emitida desde la tarjeta 10. En funcionamiento, la capa de ferrita 44 protege la capa de metal 30, para hacer posible que la radiación de radiofrecuencia entre y sea emitida desde la tarjeta 10. La antena de amplificación 47 está diseñada para capturar energía de radiofrecuencia generada por un lector de tarjetas asociado (no mostrado) y para comunicarse con el lector de tarjetas. Por diseño, el módulo de antena 7b está lo suficientemente cerca para acoplarse de manera inductiva con la antena 47, para de ese modo proporcionar señales desde la antena 47 al chip 7a, mientras mantiene el chip aislado de manera eléctrica de la antena 47.

7- Como es mostrado en la etapa 7 de la Fig. 2, un módulo de IC 7 que, como es mostrado en la Fig. 1B, incluye un chip 7a, una antena de chip 7b y un conjunto de contactos 7c está posicionado dentro del orificio 36. El módulo de IC 7 es adherido en su lugar para completar la formación de una tarjeta que representa la invención.

Para apreciar el aspecto de la tarjeta finalmente formada, primero se hace referencia a la Fig. 3A (que es esencialmente una copia de la etapa 6 de la Fig. 2) y a la Fig. 3B. La Fig. 3B es una vista desde arriba de la tarjeta que está siendo formada mostrando las aberturas (36 y 362) formadas en el metal y el conector. Debe ser tenido en cuenta que el orificio 36 en la capa de metal 30 tendrá bordes 361 y el orificio 362 en el conector y las capas subyacentes 42, 44, 46 tendrán bordes 345/367. La porción del conector 34 debajo de la región 341b y el borde exterior 343 del conector serán vistos. Por lo tanto, el borde exterior 343 es mostrado con líneas discontinuas. La Fig. 3C resultante es una vista desde arriba de una tarjeta 10 que muestra el módulo 7 montado e insertado en la parte superior de la tarjeta. El conector 34 no puede ser visto porque está debajo de la capa de metal. Por lo tanto, la superficie superior de una tarjeta 10 formada de acuerdo con las etapas del proceso mostradas en la Fig. 2 muestra una superficie de metal ininterrumpida completamente lisa (excepto por la almohadilla de contacto del módulo de IC). El conector subyacente está revestido (oculto) por una región de metal superpuesta. De manera significativa, la tarjeta con el aspecto físico hermoso deseado puede funcionar como una tarjeta inalámbrica (sin contacto) o como una tarjeta con contacto.

Las tolerancias dimensionales de los diversos orificios/aberturas y de los componentes deben estar lo suficientemente cerca de manera tal que en una laminación de platina todas las partes estén fusionadas sin espacio de aire ni depresiones en el aspecto exterior de la tarjeta.

Como es mostrado en las Figuras, la capa de metal 30 tiene un recorte 36 formado en su superficie superior. El espesor/profundidad D1 del recorte 36 es fabricado sustancialmente igual a la profundidad del módulo de IC 7. El orificio/abertura 36 es mecanizado a través de la capa de metal 30 dimensionada para recibir el módulo 7, que está asegurado en el mismo, como por medio de unión. El módulo 7 contiene un chip de microprocesador 7a (de manera interna), una antena de chip 7b y una almohadilla de contacto 7c. La almohadilla 7c es una almohadilla de contacto convencional usada en tarjetas inteligentes de tipo con contacto y está posicionada para conectar contactos en un lector de tarjetas cuando la tarjeta inteligente es insertada en el mismo.

Por diseño, el conector 34 es sustancialmente más ancho que el módulo 7. Preferentemente, el conector 34 se extiende al menos 0,04 lateralmente más allá de cualquier lado del módulo 7. Esto evita que el metal en el sustrato 30 interfiera con la comunicación entre la tarjeta y el chip. Sin embargo, el conector no tiene que ser más ancho que el módulo 7 (es decir, sus dimensiones laterales no necesitan ser mayores que las del módulo).

El módulo 7 está posicionado de manera vertical dentro de la capa de metal 30 para proporcionar una almohadilla de contacto 7c a lo largo de la superficie de metal superior para llevar a cabo las funciones de contacto de la interfaz dual. Además, la colocación del módulo 7 en el conector 34 que se hace más grande (si bien no necesariamente) en área que el módulo 7 hace posible disminuir la interferencia en la comunicación de radio entre el módulo de antena 7b y la antena de amplificación 47.

Aunque se han desvelado realizaciones preferentes de la invención con fines ilustrativos, los expertos en la materia apreciarán que son posibles muchas adiciones, modificaciones y sustituciones sin apartarse del alcance de la invención

De manera alternativa, las tarjetas que representan la invención pueden ser formadas como es mostrado en las Figs.

4, 4A, 5A, 5B, 5C y 6. Estas tarjetas se diferencian de las discutidas con anterioridad en que es formado un conector cuyo espesor es igual al espesor de la capa de metal. Es decir, no hay bolsillo empotrado. Como es mostrado en la Fig. 4, una tarjeta formada de acuerdo con este aspecto de la invención puede incluir las siguientes etapas de procesamiento y estructura:

1- Una capa de metal 30 es seleccionada (como es mostrado en la etapa 1 de la Fig.4) que está destinada a servir como la capa superior de una tarjeta 10. La capa de metal 30 tiene una superficie superior (delantera) 301 y una superficie inferior (trasera) 302 y un espesor (D) que puede oscilar entre menos de 0,25 mm (0,01 pulgadas) y más de 0,5 mm (0,02 pulgadas). La capa de metal 30 puede tener las mismas características y propiedades que la capa de metal 30 mostrada y discutida anteriormente.

2- Un orificio 420 es formado de profundidad D en la capa de metal 30 (como es mostrado en la etapa 1 de la Fig. 4). Las dimensiones laterales del orificio son L2 y W2 (véanse las Figs. 5A y 5B). El orificio 420 puede ser formado de cualquier manera conocida (por ej., fundición o fresado). El orificio 420 puede ser un cubo sólido regular o irregular, o un cilindro cuya proyección plana en el plano horizontal puede ser un cuadrado, un rectángulo o un círculo o una forma irregular. En la realización que es mostrado en la Fig.4, las dimensiones laterales [longitud (L2) y anchura (W2)] del orificio 420 son respectivamente mayores que las dimensiones laterales [longitud L1 y anchura W1] del módulo de IC como será descrito más adelante. Por lo general, L2 es mayor que L1 (por lo menos 1 mm (0,04 pulgadas) y W2 es mayor que W1 (por lo menos por 1 mm). Sin embargo, como fue indicado con anterioridad, L2 puede ser fabricado igual a L1 y W2 puede ser fabricado igual a W1. La ventaja de hacer que L2 y W2, respectivamente, sean más grandes que L1 y W1 es proporcionar una mayor separación entre la capa de metal y el módulo de IC y de ese modo mejorar la transmisión y recepción de RF.

3- Un conector 434 de cualquier material tal como el conector 34 que no interfiere con la transmisión de RF es formado o conformado para su adaptación a las dimensiones del orificio 420 para llenar la región de recorte (como es mostrado en la etapa 2 de la Fig. 4). El conector 434 es procesado y funciona para asegurar el módulo de IC. Las paredes interiores del orificio 420 y/o las paredes exteriores del conector 434 están revestidas con un adhesivo adecuado de manera tal que el conector 434 se adhiera firmemente a las paredes del orificio durante todo el procesamiento de la capa de metal en la formación de la tarjeta. El conector 434 puede estar fabricado con cualquier material termoplástico tal como PET, PVC u otro polímero o cualquier material tal como resinas epoxi y cerámica.

4- Como es mostrado en la etapa 3 de la Fig. 4, una capa adhesiva 42 es usada para fijar una capa de ferrita 44 a la superficie posterior 302 de la capa 30. Una capa adhesiva 46 es usada para unir una capa de plástico (por ej., PVC) 48 que contiene y/o sobre la cual está montada una antena de amplificación 47 a la capa de ferrita. Las capas 42, 44, 46 y 48 y la antena de amplificación 47 están formadas de manera similar a los componentes numéricos correspondientes mostrados en la Fig. 2 y cumplen las mismas funciones o funciones similares.

5- El conjunto que comprende las capas 30, 42, 44, 46 y 48 es laminado para formar un conjunto de tarjeta 350 (como es indicado en la etapa 3 de la Fig. 4).

6- A continuación, un orificio/abertura 436 en forma de T es formado a través del conector 434. El orificio 436 es formado por medio de fresado, taladrado y/o cualquier otro medio adecuado. La porción superior 436a del orificio en forma de T 436 está formada para tener dimensiones laterales y de profundidad para alojar el módulo de IC. Donde las dimensiones del módulo de IC 7 son L1 por W1 por D1, la porción superior 436a será formada para que sea aproximadamente L1 por W1 por D1 para permitir que el módulo de IC sea insertado de manera ajustada dentro del orificio 436a y sea adherido en su lugar. La porción inferior 436b del orificio 436 formado en el conector 434, (por medio de la perforación vertical hacia abajo alrededor del centro del conector 434) se extiende a través de las capas subyacentes 42, 44 y 46 y hasta la capa 48, como es mostrado en la etapa 4 de la Fig. 4. Las dimensiones laterales del orificio 436b formado en el conector 434 se hacen lo suficientemente grandes para permitir que pasen suficientes señales de RF entre la antena de amplificación 47 y el módulo de chip de IC 7 para permitir que la comunicación de RF tenga lugar de forma fiable. Las dimensiones laterales del orificio 436b formado en el conector 434 se indican como L3 y W3, donde L3 y W3 son menores que L1 y W1. Deber ser tenido en cuenta que al hacer que L3 y W3 sean menores que L1 y W1, respectivamente, esto da como resultado la formación de rebordes 438 que proporcionarán soporte para el módulo de IC y lo mantendrán a su altura diseñada de D1 debajo de la superficie superior 301 de la tarjeta. El módulo de IC 7 puede ser insertado y unido (adherido) de manera ajustada a los rebordes 438 y las paredes interiores superiores del conector 434.

7- Como es mostrado en la etapa 5 de la Fig. 4, el módulo de IC 7 que incluye un chip 7a y una antena de chip 7b y un conjunto de contactos 7c es colocado dentro del orificio 436a y es adherido en su lugar.

La Fig. 5A es un diagrama en sección transversal ampliado correspondiente a la etapa 4 de la Fig. 4. La Fig. 5B es una vista desde arriba de una tarjeta que muestra los orificios formados en el metal y el conector. La Fig. 5C es una vista desde arriba de una tarjeta que muestra el módulo 7 montado e insertado en la parte superior de la tarjeta. La tarjeta de metal inteligente 10 puede funcionar como una tarjeta inalámbrica (sin contacto) o como una tarjeta con contacto. Debe ser tenido en cuenta que, como es mostrado en las Figs. 5A, 5B y 5C, la porción del orificio 436a tiene un borde interior 440. El conector tiene un borde exterior 442. Como es evidente por las Figs. 5B y 5C, el módulo de IC 7 reviste las aberturas 436a y 436b. Como resultado, hay un espacio/área 450 entre los bordes 440 y 442 que se extiende alrededor de la periferia exterior del módulo de IC entre el módulo 7 y la capa de metal 30. El espacio/área 450 puede ser objeto de objeciones por motivos estéticos dado que resta valor de la capa de metal continua (a excepción de la almohadilla de contacto del módulo necesaria). Sin embargo, debe ser apreciado que el área espacial 450 puede mejorar la transmisión de RF. La presencia de espacio/área 450 y cualquier depresión o bulto relacionado con el espacio 450 puede ser enmascarada por medio de la adición de una capa de enmascaramiento 470, como es mostrado en la Fig. 6. Esto puede ser aceptable en muchos casos. Sin embargo, en los casos en los que tal solución aún no es aceptable o factible, la solución es volver a fabricar tarjetas de acuerdo con las etapas del proceso que fueron mostradas en la Fig.2.

Por lo tanto, un problema con las tarjetas inteligentes formadas de acuerdo con el proceso mostrado en la Fig. 4 es que puede ser vista una porción de un conector. La porción del conector puede arruinar el aspecto continuo de la tarjeta y/o como un bulto en la superficie o como una depresión. Esto puede ser de este modo, incluso si una capa de enmascaramiento 470 (ocultación) es formada sobre la capa 30.

Como fue enseñado y discutido con referencia a la Fig.2 anterior, el espaciado y cualquier discontinuidad en la superficie de metal (excepto para el módulo de CI) pueden ser evitados por medio de la formación de un bolsillo hueco 32 en el sustrato 30 y el llenado del hueco con un conector 34 que no es visto desde la parte superior de la tarjeta. Por lo tanto, a diferencia de las tarjetas de metal inteligentes de interfaz dual anteriores y otras, el conector 34 no aparece como un bulto en la superficie ni como una depresión. No es visible cuando la tarjeta es vista desde el exterior. El proceso de la Fig. 2 difiere por lo tanto del proceso de la Fig. 4 donde es formado un orificio pasante 420 en la capa de metal 30 y es formado un conector 434 que llena el orificio 420.

Sin embargo, debe ser tenido en cuenta que en todas las realizaciones mostradas en la presente memoria descriptiva es usado un conector para separar un módulo de CI de una capa de metal circundante para promover la capacidad de transmisión de RF y el conector también es usado para colocar y asegurar el módulo de CI dentro de la tarjeta. Las aberturas para el conector y su posición dentro de la tarjeta están diseñadas para mantener el exterior de la tarjeta plano y visualmente agradable.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Una tarjeta de interfaz dual(10) que comprende:

una capa de metal (30) que tiene una primera superficie (301) y una segunda superficie (302) extendiéndose en paralelo entre sí;

una abertura (36, 420) en dicha capa de metal configurada para recibir un conector (34, 434) formado de material no impedidor de RF y un módulo de circuito integrado (CI) de interfaz dual (7), el módulo de CI de interfaz dual que tiene contactos (7c) e incluye medios de transmisión de RF (7b) para permitir el funcionamiento con y sin contacto de la tarjeta; y

al menos una capa adicional (42, 44, 46, 48, 52) apilada con respecto al conector (34, 434), en la que la abertura está definida por una primera región recortada (36) en dicha primera superficie (301), la primera región recortada configurada para recibir el módulo CI, y una segunda región recortada (32) que se extiende desde dicha segunda superficie (302) y se extiende verticalmente desde la primera superficie y simétrica con respecto a la primera región recortada (36), la segunda región recortada configurada para recibir el conector,caracterizado porquela primera región recortada (36) tiene una primera área, y un primer perímetro, y la segunda región recortada (32) tiene una segunda área y un segundo perímetro que son mayores que la primera área y el primer perímetro, respectivamente, en el que el conector (34, 434) tiene un perímetro mayor que un perímetro del módulo CI.

2. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 1, en la que la abertura se extiende desde la primera superficie hasta la segunda superficie.

3. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 1, en la que se forma un orificio vertical en el conector y a través de la capa adicional, teniendo el orificio vertical una tercera área y un tercer perímetro menores que la primera área y el primer perímetro, respectivamente.

4. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 1, en la que la capa de metal (30) tiene un espesor D y la abertura en dicha capa de metal se extiende por el espesor D de dicha capa de metal (30).

5. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 4, en la que el espesor D de la capa de metal es mayor que un espesor D1 del módulo CI.

6. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 4, en la que el módulo CI (7) está montado en dicho conector (434), y dicho módulo CI y dicho conector se extienden entre la primera (301) y la segunda (302) superficies de la capa de metal.

7. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 6, en la que, el conector (434) llena la abertura en la capa de metal, teniendo el conector una primera región recortada de conector (436a) que se extiende desde la primera superficie para acomodar el módulo CI (7) y una segunda región recortada de conector que se extiende desde la segunda superficie de la capa de metal.

8. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 7, que incluye además una capa de enmascaramiento (470) que se extiende sobre una porción del conector situada entre la abertura y la primera región recortada.

9. La tarjeta de interfaz dual de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que dicha capa de metal (30) comprende una de acero inoxidable, hierro, tantalio, aluminio, latón, cobre, o cualquier aleación o compuesto de los mismos.

10. La tarjeta de interfaz dual de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que dicho conector (34, 434) comprende una sustancia no de metal o un metal que no impide la transmisión de RF.

11. La tarjeta de interfaz dual de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en la que la tarjeta tiene una longitud y una anchura, y la capa de metal se extiende por toda la longitud y anchura de la tarjeta (10).

12. La tarjeta de interfaz dual de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en la que la al menos una capa adicional (48) comprende una antena de amplificación (47) para mejorar la transmisión de RF con el módulo CI (7).

13. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 12, en la que la antena de amplificación está configurada para acoplarse inductivamente al módulo CI.

14. La tarjeta de interfaz dual de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en la que la al menos una capa adicional comprende una capa de ferrita (44).

15. La tarjeta de doble interfaz de cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en la que la al menos una capa adicional comprende un panel de firma y una banda magnética.

16. Un procedimiento de fabricación de la tarjeta de interfaz dual (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

seleccionar la capa de metal (30);

recortando la segunda región recortada (32) en dicha capa de metal a partir de dicha segunda superficie de dicha capa de metal;

fijar de forma segura el conector (34) formado de material no impedidor de RF dentro de dicha segunda región recortada;

recortando la primera región recortada (36) en dicha primera superficie de dicha capa de metal dispuesta simétricamente con respecto a la segunda región recortada;

insertar y fijar de manera segura la interfaz dual del módulo de CI dentro de dicha primera región recortada con los contactos (7c) del módulo de CI posicionados a lo largo del mismo plano horizontal que la primera superficie de la capa de metal.

17. Un procedimiento de fabricación de la tarjeta de la reivindicación 7, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

seleccionar la capa de metal (30);

formar la abertura (420);

fijar de manera segura el conector (434) dentro de dicha abertura; y

fijar una capa de ferrita (44) a la superficie inferior de la capa de metal;

formando la primera región de corte del conector (436a) en dicho conector (434); y

insertar dicho módulo de CI (7) dentro y fijar de manera segura dicho módulo de Cl dentro de dicha primera región de recorte de conector (436a).

18. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende además formar la segunda región recortada de conector (436b) en dicho conector (434) y dicha al menos una capa adicional (42,44,46), dicha segunda región recortada de conector que tiene una primera área y un primer perímetro respectivamente menores que una segunda área y un segundo perímetro del módulo Cl.

19. El procedimiento de las reivindicaciones 17 o 18, incluyendo además formar una capa de enmascaramiento (470) que se extiende sobre una porción del conector (434) que se extiende entre la abertura (420) y la primera región de corte del conector (436a).

20. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17-19, que comprende además laminar juntas la capa de metal y la una o más capas adicionales.

21. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 16-20, que comprende además fijar un panel de firma y una capa de banda magnética (52) a una capa más externa de la una o más capas adicionales.

22. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 1, en la que otra abertura (362) se extiende en el conector (34, 434) y forma al menos un saliente del conector (341a) en el que se monta el módulo Cl.

23. La tarjeta de interfaz dual de la reivindicación 22, en la que la abertura adicional (362) se extiende a través del conector (34, 434).