СМАРТ-КАРТА, СОДЕРЖАЩАЯ ОДНОВРЕМЕННО ДВА РЕЖИМА ЧТЕНИЯ/ЗАПИСИ, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОЙ КАРТЫ Российский патент 2016 года по МПК G06K19/77 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области изготовления смарт-карт и, в частности, к смарт-карте, содержащей одновременно два режима чтения/записи, и способу изготовления такой карты.

Предпосылки изобретения

DI картой (со сдвоенным интерфейсом) называется смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи. DI карта изготовлена из слоя ПВХ (поливинилхлорида), микросхемы и катушки индуктивности и представляет собой карту на одном модуле микросхемы, объединяющую контактный и бесконтактный интерфейсы в единое целое. У DI карты имеются два интерфейса операций, при этом доступ к модулю микросхемы может осуществляться как контактным способом, с использованием точки контакта, так и с использованием радиочастотной сигналов на определенном расстоянии (до 10 см) для выполнения одинаковых операций; при этом указанные два интерфейса соответствуют двум разным стандартам. Контактный интерфейс соответствует стандарту ISO/IEC 7816, а бесконтактный интерфейс соответствует стандарту ISO/IEC 14443. Два интерфейса используют общие микропроцессор, операционную систему и EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство).

Катушка индуктивности антенны, соединенная с микропроцессорной интегральной схемой, также размещена в DI карте рядом с микропроцессорной интегральной схемой, при этом в случае использования бесконтактного интерфейса энергию обеспечивает электромагнитное поле, создаваемое устройством считывания/записи, а электропитание и передача данных осуществляются с помощью радиочастотных сигналов.

В настоящее время основной процесс изготовления DI карт подразделяется на две категории.

Первая категория включает следующие этапы:

обеспечение антенны и материала-основы и предварительное ламинирование с целью получения вкладочного слоя (слоя модуля микросхемы); точную подгонку лицевого слоя, содержащего лицевой запечатываемый материал, защитную пленку и слой задней поверхности, содержащий запечатываемый материал задней поверхности и защитную пленку, относительно указанного вкладочного слоя и ламинирование и вырезание карты с целью получения основы карты смарт-карты, одновременно содержащей два режима чтения/записи; фрезерование основной канавки в месте расположения модуля микросхемы основы карты, выполнение вручную таких операций обработки антенны на полученной после фрезерования основной канавки основы карты, как захват провода, вытягивание провода, обрезание конца провода и т.п., а затем фрезерование вспомогательной канавки на основе карты; одновременно выполнение пайки оловом и фрезерование двух точек контакта модуля интегральной микросхемы с помощью вспомогательного оборудования; и наконец, постепенное помещение обработанной основы карты и модуля микросхемы в сборочную машину для сборки.

Вторая категория включает следующие этапы:

обеспечение антенны и материала-основы и предварительное ламинирование с целью получения вкладочного слоя (слоя модуля микросхемы); точную подгонку лицевого слоя, содержащего лицевой запечатываемый материал, защитную пленку и слой задней поверхности, содержащий запечатываемый материал задней поверхности и защитную пленку, относительно указанного вкладочного слоя и ламинирование и вырезание карты с целью получения основы карты смарт-карты; фрезерование основной канавки в месте расположения модуля микросхемы основы карты и фрезерование вспомогательной канавки в точке контакта модуля микросхемы на полученной после фрезерования канавки основы карты; введение токопроводящего адгезионного материала в место фрезерования вспомогательной канавки и вставку модуля микросхемы в соответствующую точку контакта для отверждения; и наконец, постепенное помещение обработанной основы карты и модуля микросхемы в сборочную машину для сборки.

В процессе осуществления производства вышеуказанной DI карты было установлено, что на текущем уровне техники существуют как минимум следующие проблемы: поскольку ряд технологических операций, например пайка оловом и т.п., должен завершаться вручную, суточный выход продукции очень мал, более того, эти операции трудно контролировать, а надлежащее качество продукции трудно обеспечить даже квалифицированным работникам, что приводит к высокому проценту брака, при этом конец провода катушки антенны и модуль микросхемы могут быть повреждены при обработке с использованием олова и медных проводов согласно способу, таким образом стабильность функционирования готовой изготовленной карты уменьшается. При использовании токопроводящего адгезионного материала адгезионный материал взаимодействует с окружающим воздухом в процессе отверждения и, поскольку время отверждения сравнительно велико, электропроводность токопроводящего адгезионного материала в значительной степени зависит от времени и параметров окружающей среды, что отрицательно сказывается на стабильности электропроводности.

Сущность изобретения

Техническая задача, которая решается настоящим изобретением, заключается в предоставлении смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, и способа изготовления такой карты, которые обеспечивали бы высокую производительность, высокое качество и выход готовой продукции, а также высокую стабильность ее характеристик.

Для решения вышеупомянутой технической задачи в рамках настоящего изобретения предложено следующее техническое решение.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, содержащая слой антенны, антенну и слой модуля микросхемы, расположенный поверх слоя антенны, при этом антенна и слой модуля микросхемы электрически соединены с помощью эластичного токопроводящего устройства.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, где конец провода катушки антенны электрически соединен с эластичным токопроводящим устройством, при этом эластичное токопроводящее устройство расположено в области, соответствующей точке контакта цепи слоя модуля микросхемы, а одна из поверхностей эластичного токопроводящего устройства находится в электрическом контактном соединении с точкой контакта цепи слоя модуля микросхемы.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, при этом эластичное токопроводящее устройство является металлическим эластичным токопроводящим устройством.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, при этом эластичное токопроводящее устройство является неметаллическим эластичным токопроводящим устройством.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, при этом конец провода катушки антенны расположен в области на слое антенны, соответствующей точке контакта цепи слоя модуля микросхемы, с извилистой намоткой в один виток или в несколько витков.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, при этом конец провода катушки антенны электрически соединен с другой поверхностью эластичного токопроводящего устройства при помощи пайки.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, где конец провода катушки антенны электрически соединен с другой поверхностью эластичного токопроводящего устройства при помощи непосредственного контакта.

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, где толщина слоя антенны составляет 0,13-0,16 мм.

Согласно настоящему изобретению предложен также способ изготовления вышеуказанной смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, включающий следующие этапы:

(1) монтаж антенны: монтаж антенны на задней поверхности или лицевой поверхности слоя антенны и размещение конца провода катушки антенны в области, соответствующей точке контакта цепи слоя модуля микросхемы;

(2) ламинирование: соответствующее добавление прокладочного слоя, запечатываемого слоя и защитного слоя на верхнюю и нижнюю части слоя антенны после монтажа антенны в слой антенны, а также ламинирование с целью получения носителя основы карты;

(3) вырезание карты и фрезерование канавок: вырезание карты из ламинированного цельного носителя основы карты для окончательного получения основы карты, фрезерование канавок на полученной основы карты, сначала фрезерование канавок в месте расположения модуля микросхемы: сначала фрезерование выемки В5, где толщина выемки В5 равна толщине границы модуля микросхемы, затем фрезерование выемки В6 посредине выемки В5, где фреза, снабженная специальным датчиком, используется для фрезерования положения, при этом фреза определяет в режиме реального времени, осуществляется ли фрезерование монтируемого слоя антенны в процессе фрезерования канавки и немедленно останавливается в соответствии с заранее установленной программой, как только фрезерование затронет конец провода катушки вмонтированной антенны, и сохраняет значение в памяти, и, наконец, фрезерование выемки В3 в месте размещения эластичного устройства, где глубина выемки В3 определяется значением, сохраненным в памяти; и

(4) сборка: сначала размещение эластичного устройства в выемке В3 и электрическое соединение эластичного устройства с концом провода катушки антенны, укладку слоя модуля микросхемы в выемки В5 и В6 в положения, в которых точки контакта цепи соответствуют положению эластичного устройства, и, наконец, отверждение.

Способ изготовления смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению, при этом на этапе (1) конец провода катушки антенны образует контактную площадку с извилистой схемой намотки, и при этом контактная площадка расположена в области, соответствующей точке контакта цепи слоя модуля микросхемы.

В соответствии с устройством и способом изготовления смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению антенна и слой модуля микросхемы электрически соединены с помощью эластичного токопроводящего устройства, при этом для изготовления такой карты не требуется выполняемых вручную операций, например пайки оловом и т.п., за счет чего повышается эффективность производства, и, благодаря фрезерованию канавок с использованием снабженной специальным датчиком фрезы, становится возможным обеспечить качество и повысить выход продукции, а также обеспечить достаточно высокую стабильность характеристик изготавливаемых смарт-карт.

Результат испытания на деформацию при изгибе в 2-3 раза выше нормы, установленной международными и государственными стандартами, результат испытаний ударопрочности при высокой температуре и высокой влажности в 0,5-1 раз выше нормы, установленной указанными стандартами. Все прочие показатели соответствуют международным и государственным стандартам.

Ниже устройство и способ изготовления смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению дополнительно проиллюстрированы со ссылкой на прилагаемые графические материалы.

Краткое описание графических материалов

Фиг. 1 представляет собой конструктивную схему смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 представляет собой вид в перспективе смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 представляет собой вид в разрезе смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению;

фиг. 4 представляет собой увеличенную часть вида по фиг. 3;

фиг. 5 представляет собой конструктивную схему основы карты с обработанными выемками;

фиг. 6 представляет собой конструктивную схему после размещения эластичного токопроводящего устройства;

фиг. 7 представляет собой конструктивную схему относительного линейного положения модуля микросхемы, эластичного токопроводящего устройства и антенны;

фиг. 8 представляет собой линейную конструктивную схему после монтажа антенны в слой антенны.

Подробное описание вариантов осуществления

Как показано на фиг. 1-4 и фиг. 7, смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению содержит основной слой 1, слой 2 антенны, а также антенну 3 и слой 4 модуля микросхемы, расположенные в слое 2 антенны, где толщина слоя 2 антенны составляет 0,13-0,16 мм, при этом слой 2 антенны расположен в основном слое 1, конец провода катушки антенны 3 расположен в области, соответствующей точке контакта цепи слоя 4 модуля микросхемы на слое 2 антенны с извилистой намоткой в один виток или в несколько витков, при этом выемки В5, В6 образованы в основном слое 1, две выемки В3 соответственно образованы в нижней поверхности выемки В5, при этом предусмотрены два эластичных токопроводящих устройства 5, которые расположены в двух выемках В3 соответственно, при этом эластичные токопроводящие устройства 5 соответственно расположены в областях, соответствующих двум точкам контакта цепи слоя 4 модуля микросхемы, при этом конец 31 провода катушки антенны 3 электрически соединен с одной из поверхностей эластичных токопроводящих устройств 5, при этом слой 4 модуля микросхемы расположен в выемках В5, В6, а другие поверхности эластичных токопроводящих устройств 5 находятся в электрическом контактном соединении с точками контакта цепи слоя 4 модуля микросхемы.

Эластичные токопроводящие устройства 5 могут быть металлическими эластичными токопроводящими устройствами, например представлять собой металлические пружинные пластины, или неметаллическими эластичными токопроводящими устройствами, например, из электропроводного графита. Конец 31 провода катушки антенны 3 электрически соединен с эластичными токопроводящими устройствами при помощи пайки или непосредственного контакта.

Способ изготовления смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению включает следующие этапы:

(1) монтаж антенны:

как показано на фиг. 8, монтаж антенны 3 на задней поверхности или лицевой поверхности слоя 2 антенны, и формирование из конца провода катушки антенны 3 контактной площадки с извилистой схемой намотки, или же создания контактного зажима другими способами, например путем приваривания электропровода к листовому металлу, размещение контактной площадки или контактного зажима в положениях, соответствующих двум точкам контакта цепи слоя 4 модуля микросхемы, а именно модуля микросхемы, на слое антенны, например В1 и В2 (фиг. 7), с тем, чтобы обеспечить надежный контакт между антенной и модулем микросхемы с помощью эластичных токопроводящих устройств, и при этом на фиг. 8 показана извилистая схема намотки конца провода;

(2) ламинирование:

соответствующее добавление, после монтажа антенны в слой 2 антенны, прокладочного слоя, запечатываемого слоя и защитного слоя на верхнюю и нижнюю части слоя 2 антенны с целью формирования основного слоя, ламинирование с целью получения носителя основы карты со стабильной склейкой, при этом толщина слоев может меняться в зависимости от различных требований, в рассматриваемом варианте осуществления толщина слоя 2 антенны составляет около 0,15 мм, при этом прокладочный, запечатываемый и защитный слои добавляются на верхнюю и нижнюю части слоя антенны для обеспечения определенной прочности, и толщина готовой основы карты может достигать около 0,8 мм;

(3) вырезание карты и фрезерование канавок:

вырезание карты из ламинированного цельного носителя основы карты для окончательного получения основы карты, фрезерование канавок на полученной основе карты, как показано на фиг. 5, сначала фрезерование канавок в месте размещения слоя 4 модуля микросхемы, при этом сначала осуществляется фрезерование выемки В5, где толщина выемки В5 равна толщине границы слоя 4 модуля микросхемы, затем фрезерование выемки В6 посредине выемки В5, где фреза, снабженная специальным датчиком, используется для фрезерования положения, при этом фреза определяет в режиме реального времени, осуществляется ли фрезерование монтируемого слоя антенны в процессе фрезерования канавки и немедленно останавливается в соответствии с заранее установленной программой, как только фрезерование затронет конец провода катушки вмонтированной антенны, и сохраняет значение в памяти, где точность фрезерования канавок обеспечивается благодаря использованию предложенного способа, и, наконец, фрезерование выемки В3 в месте размещения эластичных токопроводящих устройств 5, где глубина выемки В3 определяется значением, сохраненным в памяти;

(4) сборка:

как показано на фиг. 6 и 7, сначала производится размещение эластичных токопроводящих устройств 5 в выемке В3, затем размещение слоя 4 модуля микросхемы в В5 и В6 в положениях, в которых точки контакта цепи соответствуют положению эластичных токопроводящих устройств 5, и, наконец, горячая сборка и его холодное отверждение сборки, а также тестирование функций смарт-карты.

Приведенные выше варианты осуществления представляют собой всего лишь описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и не ограничивают объем правовой охраны настоящего изобретения. Различные изменения и усовершенствования технического решения, предложенного согласно настоящему изобретению, которые могут быть внесены средними специалистами в данной области техники без отхода от сути изобретения, входят в объем правовой охраны настоящего изобретения.

Практическое применение

Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению может широко применяться в сфере финансов/бухгалтерского учета, социального страхования, транспорта и туризма, в системах медицинского обслуживания и здравоохранения, государственных органах, розничной торговле товарами, сфере досуга, управлении учебными заведениями и в других областях.

Изобретение относится к области изготовления смарт-карт, в частности, содержащих одновременно две матрицы режима чтения/записи. Технический результат - обеспечивается высокая стабильность характеристик смарт-карты. Согласно изобретению раскрыт процесс изготовления вышеупомянутой смарт-карты, содержащей одновременно две матрицы режима чтения/записи. В соответствии с устройством смарт-карты, содержащей одновременно две матрицы режима чтения/записи, согласно настоящему изобретению антенна и слой микросхемы электрически соединены с помощью эластичного токопроводящего устройства; при этом для изготовления такой карты не требуется выполняемых вручную операций, например пайки оловом и т.п., за счет чего повышается эффективность производства. Благодаря использованию для фрезерования канавок снабженной специальным датчиком фрезы становится возможным обеспечить качество и повысить выход продукции, а также обеспечить достаточно высокую стабильность характеристик изготавливаемой смарт-карты. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, содержащая слой (2) антенны, антенну (3) и слой (4) модуля микросхемы, расположенный поверх слоя (2) антенны, при этом антенна (3) и слой (4) модуля микросхемы электрически соединены с помощью металлического или неметаллического эластичного токопроводящего устройства (5), при этом конец (31) провода катушки антенны (3) электрически соединен с эластичным токопроводящим устройством (5), при этом эластичное токопроводящее устройство (5) расположено в области, соответствующей точке контакта цепи слоя (4) модуля микросхемы, а одна поверхность эластичного токопроводящего устройства (5) находится в электрическом контактном соединении с точкой контакта цепи слоя (4) модуля микросхемы, при этом конец (31) провода катушки антенны (3) расположен в области на слое (2) антенны, соответствующей точке контакта цепи слоя (4) модуля микросхемы, с извилистой намоткой в один виток или в несколько витков.

2. Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, по п. 1, отличающаяся тем, что конец (31) провода катушки антенны (3) электрически соединен с другой поверхностью эластичного токопроводящего устройства (5) при помощи пайки.

3. Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, по п. 1, отличающаяся тем, что конец (31) провода катушки антенны (3) электрически соединен с другой поверхностью эластичного токопроводящего устройства (5) при помощи непосредственного контакта.

4. Смарт-карта, содержащая одновременно два режима чтения/записи, по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что толщина слоя (2) антенны составляет 0,13-0,16 мм.

5. Способ изготовления смарт-карты, содержащей одновременно два режима чтения/записи, по п. 2 или 3, включающий следующие этапы:
1) монтаж антенны (3): монтаж антенны (3) на задней поверхности или лицевой поверхности слоя (2) антенны и размещение конца (31) провода катушки антенны (3) в области, соответствующей точке контакта цепи слоя (4) модуля микросхемы, при этом конец (31) провода катушки антенны (3) образует контактную площадку с извилистой схемой намотки, и при этом контактная площадка расположена в области, соответствующей точке контакта цепи слоя (4) модуля микросхемы;
2) ламинирование: соответствующее добавление прокладочного слоя, запечатываемого слоя и защитного слоя на верхнюю и нижнюю части слоя (2) антенны после монтажа антенны (3) в слой (2) антенны, а также ламинирование с целью получения носителя основы карты;
3) вырезание карты и фрезерование канавок: вырезание карты из ламинированного цельного носителя основы карты для окончательного получения основы карты, фрезерование канавок на полученной основе карты, при этом сначала осуществляют фрезерование канавок в месте размещения модуля микросхемы, при этом сначала осуществляют фрезерование первой выемки (В5), где толщина первой выемки (В5) равна толщине границы модуля микросхемы, затем фрезерование второй выемки (В6) посредине первой выемки (В5), где фрезу, снабженную специальным датчиком, используют для фрезерования положения, при этом фреза определяет в режиме реального времени, осуществляют ли фрезерование монтируемого слоя (2) антенны в процессе фрезерования канавки, и фрезу немедленно останавливают в соответствии с заранее установленной программой, как только фрезерование затронет конец (31) провода катушки вмонтированной антенны (3), и сохраняет значение в памяти, и, наконец, фрезерование третьей выемки (В3) в месте размещения эластичного устройства, при этом глубину третьей выемки (В3) определяют при помощи значения, сохраненного в памяти;
4) сборка: сначала размещение эластичного устройства в третьей выемке (В3) и электрическое соединение эластичного устройства с концом (31) провода катушки антенны (3), укладку слоя (4) модуля микросхемы в первую выемку (В5) и во вторую выемку (В6) в положения, в которых точки контакта цепи соответствуют положению эластичного устройства, и, наконец, отверждение.