БЕСКОНТАКТНАЯ ИЛИ КОМБИНИРОВАННАЯ КОНТАКТНАЯ-БЕСКОНТАКТНАЯ ЧИП-КАРТА, ПОЗВОЛЯЮЩАЯ ОГРАНИЧИТЬ ВОЗМОЖНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ НЕЗАКОННОГО ХАРАКТЕРА Российский патент 2005 года по МПК G06K19/77 

Область техники

Настоящее изобретение касается чип-карт, в частности бесконтактной или комбинированной контактной-бесконтактной чип-карты, антенна которой выполнена на подложке из бумаги.

Предшествующий уровень техники

Бесконтактная чип-карта все чаще используется в самых различных областях. Так, в области транспорта она была разработана в качестве средства платежа. Это касается также электронного бумажника. Многие компании используют средства идентификации персонала при помощи бесконтактных чип-карт.

Обмен информацией между бесконтактной картой и связанным с ней считывающим устройством осуществляется посредством дистанционной электромагнитной связи между антенной, выполненной в бесконтактной карте, и второй антенной, находящейся в считывающем устройстве. Для создания, хранения и обработки информации в карте установлен микрочип или электронный модуль, соединенный с антенной. Как правило, антенна и микрочип находятся на диэлектрической подложке, выполненной из пластика - поливинилхлорида (ПВХ), полиэстера (ПЭ), поликарбоната (ПК). Антенну выполняют путем химической печати из меди или алюминия на подложке или в виде катушки из электропроводящего металлического провода.

Карту часто выполняют в виде моноблока. Подложку антенны помещают между двумя слоями пластика - ПВХ, ПЭ, ПК, акрилонитрилбутадиенстирола (АБС), образующими верхний и нижний корпуса карты, и подвергают термопайке путем горячего ламинирования под давлением. Микрочип или модуль соединяют с антенной при помощи электропроводящего или эквивалентного ему клея, позволяющего обеспечить электрический контакт.

Однако такой способ имеет несколько основных недостатков. Главный из них состоит в том, что при термопайке пластика, выполняемой во время ламинирования, получают карту с весьма посредственными механическими свойствами в отношении компенсации напряжений, которым она подвергается при использовании. При воздействии больших напряжений скручивания или сгиба суммарное значение напряжения передается на микрочип или электронный модуль, в частности на точки склеивания, обеспечивающие электрическое соединение. Механическая прочность точек склеивания претерпевает большие напряжения и это может привести к разрыву соединения модуль/антенна или микрочип/антенна. Вследствие этого может произойти разрыв и самой антенны.

Эта особенность и используется мошенниками при широком внедрении чип-карт среди населения.

Не говоря об организованном в широком масштабе мошенничестве, которое требует привлечения больших средств и высококвалифицированных технических специалистов и которое заключается в воспроизведении работы карты путем использования другого предмета, индивидуальное мошенничество является наиболее пагубным, так как оно затрагивает интересы потребителей.

Можно различать случайное мошенничество, при котором карту используют в целях, отличающихся от тех, для которых она была предназначена, или не соблюдают условий использования, предписанных производителем.

Существует также преднамеренное косвенное мошенничество, которое состоит в том, что пользователь, не слишком осведомленный в технических вопросах, пытается получить с помощью карты услуги, которые в ней не запрограммированы. Например, человек, пытающийся получить деньги в банкомате при помощи карты, служащей проездным средством.

Наконец, последним примером мошенничества является преднамеренное прямое мошенничество. В данном случае пользователь хорошо изучил работу карты и знает ее недостатки. Ему относительно легко повредить карту путем многократного сгиба в случаях, когда карта является кредитной (телефонные карты, карты для проезда в общественном транспорте, карты для оплаты проезда по платным дорогам) и кредит истек или почти истек, и впоследствии трудно доказать, что карта повреждена преднамеренно. В этом случае можно разорвать антенну или соединение микрочипа или модуля до того, как карта проходит маркировку. Действительно, пластик может подвергаться значительным повреждениям, не оставляя при этом визуальных следов.

Во всех этих трех случаях мошенничества можно утверждать, что карта произведена с дефектом, и пытаться ее обменять или получить ее стоимость у производителя. Последний оказывается перед трудной дилеммой, так как он одновременно хочет выглядеть достойно в глазах нормальных клиентов и не попасть в то же время в слишком дорогостоящую ситуацию компенсации в случае мошенничества.

Другим недостатком таких карт является то, что они изготовлены путем сложного наслоения пластичных материалов, соединяемых склеиванием или термопайкой и имеющих различные коэффициенты теплового расширения. Вследствие этого систематически происходит необратимая деформация карт (скручивание, перекос), не приемлемая для пользователя, карты имеют недостаточную механическую прочность при нормативных или эквивалентных им испытаниях.

Кроме того, термомеханические свойства ПВХ весьма посредственны. Во время ламинирования происходит значительная текучесть материала, при которой не сохраняется форма антенны. Это приводит к нестабильной работе антенны, так как меняются электрические параметры, такие как индуктивность и сопротивление. Что еще хуже, часто отмечается разрыв антенны в местах, где действуют значительные напряжения на сдвиг. В частности, это происходит на углах или на уровне электрических соединений.

Общая толщина ламинированых карт ISO варьируется от 780 до 840 мкм. Учитывая текучесть материала, трудно гарантировать пользователям нормальные характеристики карт.

Другим недостатком карт является то, что после ламинирования на напечатанных корпусах карт становятся видны следы медных дорожек. Хотя это и не влияет на нормальную работу карты, пользователи ставят производителям в вину данный дефект, как ухудшающий эстетический вид карты.

Кроме того, стоимость производства карты таким способом слишком высока, чтобы можно было говорить о реальном увеличении их потребления.

Краткое изложение сущности изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в устранении этих недостатков путем разработки новой бесконтактной или комбинированной контактной-бесконтактной чип-карты, позволяющей ограничить возможность мошенничества путем сохранения следов попытки преднамеренного повреждения и в то же время увеличить ее деформационную прочность, то есть сохранить ее форму, что позволяет гарантировать целостность электрических параметров.

Поставленная задача решается тем, что предложена бесконтактная или комбинированная контактно-бесконтактная чип-карта, содержащая антенну на подложке, при этом антенна содержит по меньшей мере один виток, выполненный на подложке трафаретным способом печати при помощи электропроводящей краски, два корпуса карты с каждой стороны подложки, каждый из которых состоит по меньшей мере из одного слоя пластика, и один микрочип или один модуль, соединенный с антенной. Подложка выполнена из бумаги и содержит вырезы в каждом углу, на уровне которых припаиваются друг к другу два корпуса карты, при этом карта при сгибе получает возможность расслаиваться в месте воздействия усилий сгиба, что позволяет обнаружить преднамеренное повреждение, так как карта сохраняет следы сгиба.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 изображают обратную сторону антенны на бумажной подложке комбинированной контактной-бесконтактной чип-карты согласно изобретению;

Фиг.2 изображает стороны подложки, соприкасающейся с корпусом карты, в котором путем фрезеровки выполнена полость для установки модуля комбинированной контактной-бесконтактной чип-карты согласно изобретению;

Фиг.3 изображает комбинированную контактно-бесконтактную чип-карту в ее окончательной конфигурации согласно изобретению;

Фиг.4 изображает разрез по линии IV-IV на фиг.3 чип-карты согласно изобретению;

Фиг.5 изображает бесконтактную чип-карту в ее окончательной конфигурации согласно изобретению;

Фиг.6 изображает разрез по линии VI-VI на фиг.5 чип-карты согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительного варианта воплощения изобретения

Чип-карта в соответствии с настоящим изобретением содержит бумажную подложку 10 (фиг.1), на которой путем трафаретной печати нанесена антенна. Антенна содержит два витка 12 и 14, выполненных при помощи полимерной электропроводящей краски, нанесенной трафаретным способом и содержащей электропроводящие компоненты, такие как серебро, медь или углерод. Каждый из витков содержит один конец, соединенный с одной из контактных подкладок соединения антенны с модулем, также нанесенных трафаретным способом. При этом виток 12 соединен с контактной подкладкой 16, а виток 14 - с контактной подкладкой 18. Витки соединены между собой электрической перемычкой, называемой "кросс-овер" (не показана). Путем трафаретной печати между электрической перемычкой и витком 12 наносят изоляционную полосу 20 из диэлектрической краски. Антенна показана перевернутой по отношению к нормальному чертежу антенны чип-карты формата ISO. Такая конфигурация позволяет получить комбинированную контактную-бесконтактную чип-карту с полостью для установки модуля, выполненную путем фрезеровки в корпусе карты, противоположном стороне подложки с трафаретным отпечатком, то есть в корпусе карты, соприкасающемся со стороной подложки без трафаретного отпечатка.

Таким образом, если подложка перевернута (контактные подкладки находятся слева) (фиг.2), то можно видеть, что контактные подкладки модуля находятся в нормативном месте, как предусмотрено для карт формата ISO.

В случае бесконтактной чип-карты (фиг.5 и 6) чертеж не перевернут. Микрочип позиционирован между подложкой антенны и одним из корпусов карты, карта не содержит полости, выполненной путем фрезеровки, поэтому антенна не нуждается в предохранении. В данном случае конструкция карты является классической.

Комбинированная контактная-бесконтактная чип-карта (фиг.3) в окончательной конфигурации содержит вырез 22 в каждом углу подложки. При ламинировании корпуса карты 24 из пластика соединяют путем термопайки на уровне вырезов 22. Поскольку бумажная масса обладает слабым внутренним сцеплением при воздействии напряжений на сдвиг, сердцевина бумаги имеет тенденцию к расслоению. Это физическое свойство было использовано для изготовления карты с интегрированным маркером напряжений. При блокировке углов карты при помощи пайки между двумя корпусами карты все напряжения передаются внутрь карты в место приложения усилий, когда карту начинают сгибать. При значительных усилиях бумага расслаивается, и карта раскрывается до полного отделения двух частей друг от друга (часть, содержащая антенну, продолжает работать). Пайка корпусов карты в углах позволяет карте оставаться функциональной. Используя бумагу и ее свойства внутреннего сцепления, можно получить маркер напряжений с модулируемой чувствительностью.

В качестве пластика для выполнения корпусов карты используют поливинилхлорид (ПВХ), полиэстер (ПЭ, ПЭГ), поликарбонат (ПК) или акрилонитрилбутадиенстирол (АБС). Модуль 26 устанавливают в полость и соединяют с антенной. На фиг.4 показан поперечный разрез карты.

Бумажную подложку помещают между двумя корпусами карты. Каждый корпус карты выполнен по меньшей мере из одного листа пластика. В предпочтительном варианте каждый корпус карты выполнен из двух листов, при этом один лист образует внешний слой, другой лист - внутренний слой. В соответствии с одним из вариантов выполнения эти слои могут иметь разную твердость. В данном случае внешний слой выполнен из жесткого пластика, а внутренний слой - из мягкого пластика с низкой точкой Виката (температура, при которой пластик переходит из твердого состояния в каучукообразное). Слои могут также иметь разную толщину. В данном случае внешний слой более толстый, чем внутренний. Внешний слой имеет толщину примерно 310 микрон (мкм), а внутренний слой - примерно 80 мкм. Предпочтительно в качестве пластика используют ПВХ. Нанесенная трафаретным способом антенна находится во внутреннем слое корпуса карты. Благодаря низкой жесткости используемого ПВХ во время ламинирования корпуса карты последний становится текучим и обволакивает своей массой трафаретный отпечаток. При этом во время использования карты антенна гораздо лучше сопротивляется механическим напряжениям.

Бумажная подложка 28 (фиг.4) антенны помещена между двумя корпусами карты, содержащими три листа в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения. Каждый корпус карты содержит покрытие 30 из прозрачного листа ПВХ или из слоя лака, при этом один лист образует внешний слой 32 из жесткого ПВХ, и один лист образует внутренний слой 34 из мягкого ПВХ. Покрытие имеет толщину примерно 40 мкм, внешний слой - примерно 275 мкм и внутренний слой - примерно 40 мкм. При этом толщина двух последних слоев может варьироваться в зависимости от требуемой гибкости карты. Модуль, содержащий двухстороннюю схему 36 и микрочип 38, предохраняемый защитным слоем смолы, помещен в специально выполненную для этого полость. Полость выполнена путем фрезерования корпуса карты, противоположного стороне бумажной подложки с антенной. Модуль соединен с контактными подкладками 40 антенны. Виток 42 антенны, соединенный с одной из контактных подкладок, помещен во внутренний слой 34 корпуса карты из мягкого ПВХ. Модуль наклеен на карту. Для этого использованы два разных типа клея. Первый является электропроводящим клеем 44, обеспечивающим соединение модуля с контактными подкладками антенны. Предпочтительно этот клей содержит серебро. Второй клей 46 служит для закрепления модуля на карте. Для этого применяют цианоакрилатный клей. Можно также применять клей "хот-мелт" в виде пленки, наносимый на нижнюю сторону модуля перед его установкой в карту.

На фиг.5 показана бесконтактная чип-карта в соответствии с настоящим изобретением. Бумажная подложка антенны содержит вырезы 44 в углах. Эту подложку помещают между корпусами карты 50. В отличие от комбинированной контактной-бесконтактной карты каждый из двух корпусов карты не содержит полости. Такая карта содержит не модуль, а микрочип 52, который утоплен в карту и поэтому внешне не виден на ее поверхности. На фиг.6 показан поперечный разрез этой карты.

Бесконтактная карта имеет такую же конструкцию, как и комбинированная контактная-бесконтактная карта. Бумажная подложка 54 помещена между двумя корпусами карты. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения каждый корпус карты выполнен из трех листов. Каждый корпус карты содержит покрытие 56, которое может быть выполнено из прозрачного листа ПВХ или из слоя лака, один лист, образующий внешний слой 58 из жесткого ПВХ, и один лист, образующий внутренний слой 60 из мягкого ПВХ. Микрочип 62 закреплен на подложке 54 и непосредственно соединен с контактным подкладками 64 антенны при помощи слоя электропроводящего клея, обеспечивающего электрическое соединение. Виток 68 антенны, соединенный с одной из контактных подкладок, помещен во внутренний слой 60 корпуса карты из мягкого ПВХ. Таким образом, микрочип оказывается между бумажной подложкой и одним из корпусов карты. Бесконтактная карта имеет конструкцию, идентичную конструкции комбинированной контактной-бесконтактной карты, и обладает такими же свойствами.

В соответствии с другим вариантом выполнения по меньшей мере один из двух корпусов карты выполнен из прозрачных листов для того, чтобы была видимой бумажная подложка и, в частности, графический отпечаток на подложке. Действительно, технология графической печати на бумажной подложке известна и хорошо освоена. Получаемое качество достаточно высокое в плане разрешения и цветопередачи по сравнению с пластиковой подложкой типа ПВХ. Такое уникальное свойство бумаги можно использовать для изготовления карт, по меньшей мере одна сторона подложки которых может быть использована для графической печати высокого качества. Таким образом легко размещать на карте рекламу, торговый знак компании-распространителя или идентификационные фотографии, если речь идет о личных идентификационных картах.

Чип-карта с бумажной подложкой в соответствии с настоящим изобретением ведет себя совсем иначе, чем моноблочная карта из ПВХ. Бумага является волокнистым материалом, поглощающим часть энергии, когда карта подвергается механическим напряжениям. Такой амортизационный эффект ослабляет упругость, свойственную корпусам карты. Во время испытаний чип-карты на сгиб и на скручивание энергия передается в центр бумажной подложки, а не в места соединений модуля или микрочипа с антенной, как в моноблочных картах из ПВХ. Таким образом сохраняется целостность антенны и соединение модуля или микрочипа.

Карта в соответствии с настоящим изобретением обладает двумя основными качествами, имеющими большое значение для пользователей: защита электрических элементов придает карте большую прочность, а свойство расслаивания бумаги позволяет в случае утери карты проверить, не подвергалась ли она интенсивным сгибам незаконного характера. Когда пользователь намеренно или невольно скручивает карту, бумажная подложка расслаивается. В отличие от карт из ПВХ на данной карте появляется след от сгиба или скручивания. Если скручивание или сгиб достигают предельного значения, в корпусе карты появляется трещина. Однако, несмотря на такой сгиб или скручивание, карта продолжает функционировать. Это не позволяет мошеннику продолжить попытки вывести карту из строя, чтобы затем потребовать возмещения ее стоимости или ее обмена компанией-производителем, так как на карте остаются следы таких попыток.

Кроме того, вязкоупругие свойства полимерной краски, применяемой при трафаретной печати, обеспечивает лучшую прочность витков при механических напряжениях во время ламинирования. Это позволяет избежать разрывов антенны в местах, где она подвергается значительным напряжениям на сдвиг.

Наконец, на корпусе карты практически не видно следов трафаретного отпечатка витков. Этот фактор, хотя и не влияет на функционирование карты, все же является достаточно важным для распространителей и пользователей, придающих большое значение эстетическим критериям.

Изобретение относится к чип-картам. Технический результат заключается в исключении возможности мошенничества. Сущность изобретения заключается в том, что антенна на подложке содержит по меньшей мере один виток из электропроводящей краски, нанесенной на антенну трафаретным способом, два корпуса карты с каждой стороны подложки, каждый из которых содержит по меньшей мере один слой из пластика, и микрочип или модуль, соединенный с антенной. Подложка выполнена из бумаги и имеет вырезы в каждом из углов, на уровне которых путем пайки соединены между собой два корпуса карты, что придает карте способность расслаиваться в месте, где она подвергается наибольшему напряжению сгиба. Это позволяет впоследствии обнаружить попытки преднамеренной порчи карты, так как карта сохраняет следы сгиба. 10 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Бесконтактная или комбинированная контактная-бесконтактная чип-карта, содержащая антенну на подложке, при этом антенна содержит по меньшей мере один виток, выполненный на подложке трафаретным способом печати при помощи электропроводящей краски, два корпуса карты с каждой стороны подложки, каждый из которых состоит по меньшей мере из одного слоя пластика, и один микрочип или один модуль, соединенный с антенной, отличающаяся тем, что подложка выполнена из бумаги и содержит вырезы в каждом углу, на уровне которых припаиваются друг к другу два корпуса карты, при этом карта при сгибе получает возможность расслаиваться в месте воздействия усилий сгиба, что позволяет впоследствии обнаружить преднамеренное повреждение, так как карта сохраняет следы сгиба.2. Чип-карта по п.1, отличающаяся тем, что модуль установлен в полости, выполненной в корпусе карты, противоположном стороне подложки, содержащей витки антенны.3. Чип-карта по п.1, отличающаяся тем, что микрочип позиционирован между подложкой и корпусами карты.4. Чип-карта по любому из предыдущих пп.1-3, отличающаяся тем, что каждый из корпусов карты содержит по меньшей мере два слоя из пластика.5. Чип-карта по п.4, отличающаяся тем, что два листа, образующих слои корпусов карты, имеют разную жесткость и толщину.6. Чип-карта по п.5, отличающаяся тем, что лист, образующий внешний слой корпусов карты, выполнен из жесткого пластика, а лист, образующий внутренний слой корпусов карты, выполнен из мягкого пластика, имеющего низкую точку Виката.7. Чип-карта по п.6, отличающаяся тем, что лист, образующий внешний слой, имеет толщину, превышающую толщину листа, образующего внутренний слой.8. Чип-карта по любому из предшествующих пп.1-7, отличающаяся тем, что каждый из корпусов карты содержит дополнительный лист из пластика или слой лака, выполняющий роль покрытия.9. Чип-карта по любому из предыдущих пп.1-8, отличающаяся тем, что в качестве пластика для корпусов карты использован материал, выбранный из группы, состоящей из поливинилхлорида (ПВХ), полиэстера (ПЭ,ПЭГ), поликарбоната (ПК) или акрилонитрилбутадиенстирола (АБС).10. Чип-карта по любому из предыдущих пп.1-9, отличающаяся тем, что в качестве краски для трафаретной печати витков использована полимерная электропроводящая краска с электропроводящими наполнительными компонентами.11. Чип-карта по любому из предыдущих пп.1-10, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из двух корпусов карты выполнен из прозрачных листов, через которые видна бумажная подложка, и в частности, конфигурация, напечатанная на подложке.