"Inlays Eletrônicos e Cartões Eletrônicose Respectivos Métodos de Fabrico"
Relatório Descritivo
Referência Remissiva
a Pedidos Correlatos
Este Pedido reivindica prioridade e o benefício do Pedido dePatente Provisório US 60/790.528, depositado em 10 de abril de 2006(aqui incorporado por referência na sua totalidade).
Antecedentes
A presente invenção relaciona-se em geral com o campo decartões eletrônicos e, mais particularmente, com o campo de inlayseletrônicos usado em cartões eletrônicos e o método de fazer essesinlays eletrônicos.
Geralmente, os cartões, eletrônicos podem ser usados comocartões de crédito, cartões bancários, cartões de identificação, cartõespara telefone, cartões de segurança, cartões inteligentes ou dispositivossemelhantes. Os cartões eletrônicos são geralmente construídosmontando várias camadas de lâminas de plástico numa configuraçãoordenada de sanduíche. Além disso, os cartões eletrônicos contêmcomponentes eletrônicos que capacitam o cartão a realizar váriasfunções.
A Patente européia 0 350 179 revela um cartão inteligenteem que o circuito eletrônico está encapsulado numa camada dematerial plástico que é introduzido entre as duas camadas de superfíciedo cartão. O método revelado compreende ainda limitar um membro deretenção de alta resistência tênsil contra um lado de um molde,localizar os componentes eletrônicos do cartão inteligente com respeitoàquele lado e, depois, injetar um material polimérico moldável de reaçãono molde de tal maneira que encapsula os componentes eletrônicos.
O Pedido de Patente européia 95400365.3 ensina um méto-do para fazer cartões inteligentes sem contato. O método emprega umamoldura rígida para posicionar e prender um módulo eletrônico numespaço vazio entre uma lâmina termoplástica superior e uma lâminatermoplástica inferior. Depois que a armação está mecanicamentefixada na lâmina termoplástica inferior, o espaço vazio é cheio de ummaterial de resina polimerizável.
A Patente US 5.399.847 ensina um cartão de crédito que écompreendido de três camadas, isto é, uma primeira camada exterior,uma segunda camada exterior e uma camada intermediária. A camadaintermediária é formada por injeção de um material de ligação termo-plástico que envolve os elementos eletrônicos do cartão inteligente (porexemplo, um chip de CI e uma antena) no material da camada interme-diária. O material de ligação é, de preferência, composto de umamistura de copoliamidas ou uma cola tendo dois ou mais componentesquimicamente reativos que endurecem em contato com o ar. Ascamadas exteriores deste cartão inteligente podem ser compostas devários materiais poliméricos, tais como cloreto de polivinila ou poliure-tana.
A Patente US 5.417.905 ensina um método de fabrico decartões de crédito de plástico em que uma ferramenta de molde com-preendida de duas conchas é fechada para definir uma cavidade paraproduzir esses cartões. Uma etiqueta ou suporte de imagem é colocadaem cada concha de molde. As conchas de molde são, então, trazidasem conjunto e um material termoplástico é injetado no molde paraformar o cartão. O plástico entrante força as etiquetas ou suportes deimagem contra as respectivas faces de moldagem.A Patente US 5.510.074 ensina um método de fabrico decartões inteligentes que têm um corpo de cartão com os lados principaissubstancialmente paralelos, um membro de suporte com um elementográfico em pelo menos um lado e um módulo eletrônico que compreendeum conjunto ordenado que é fixado num chip. O método de fabricocompreende geralmente as etapas de: (1) colocar o membro de suportenum molde que define o volume e a forma do cartão; (2) fixar o membrode suporte contra uma primeira parede principal do molde; (3) injetarum material termoplástico no volume definido pelo espaço oco, a fim depreencher aquela parte do volume que não é ocupada pelo membro desuporte; e (4) inserir um módulo eletrônico numa posição apropriada nomaterial termoplástico antes que o material injetado tenha a oportuni-dade de solidificar completamente.
A Patente US 4.339.407 revela um dispositivo de encapsu-lamento de circuito eletrônico na forma de um portador tendo paredesque têm uma disposição específica de áreas, ranhuras e saliências emcombinação com orifícios específicos. As seções de parede do moldeprendem uma montagem de circuito num dado alinhamento. Asparedes do portador são feitas de um material ligeiramente flexível, afim de facilitar a inserção dos circuitos eletrônicos do cartão inteligente.
O portador é capaz de ser inserido num molde exterior. Isto ocasionaque as paredes do portador se desloquem em direção uma à outra, a fimde segurar os componentes com firmeza em alinhamento durante ainjeção do material termoplástico. O exterior das paredes do portadortem projeções que servem para encaixar com lingüetas nas paredes domolde, a fim de localizar e fixar o portador dentro do molde. O moldetem também orifícios para permitir o escapamento de gases retidos.
A Patente US 5.350.553 ensina um método de produção deum padrão decorativo por cima e colocação de um circuito eletrôniconum cartão de plástico numa máquina de moldagem por injeção. Ométodo compreende as etapas de: (a) introduzir e posicionar um filme(por exemplo, um filme que ostenta um padrão decorativo) sobre umacavidade de moldagem aberta na máquina de moldagem por injeção; (b)fechar a cavidade de moldagem de forma que o filme fique fixo eapertado na posição nele; (c) inserir um chip de circuito eletrônicoatravés de uma abertura no molde no interior da cavidade de molde afim de posicionar o chip na cavidade; (d) injetar uma composição desuporte termoplástico na cavidade de molde para formar um cartãounificado; (e) remover qualquer material em excesso; (f) abrir a cavidadede molde; e (g) remover o cartão.
A Patente US 4.961.893 ensina um cartão inteligente cujacaracterística principal é um elemento de suporte que suporta um chipde circuito integrado. O elemento de suporte é usado para posicionar ochip dentro de uma cavidade de molde. O corpo de cartão é formadoinjetando um material de plástico na cavidade de forma que o chip fiquecompletamente embutido no material de plástico. Em algumas modali-dades, as regiões de extremidade do suporte são fixadas entre assuperfícies de suporte de carga dos moldes respectivos. O elemento desuporte pode ser um filme que é descascado do cartão acabado ou podeser uma lâmina que permanece como parte integral do cartão. Se oelemento de suporte for um filme de descascar, então quaisquerelementos de gráficos nele contidos são transferidos e permanecemvisíveis no cartão. Se o elemento de suporte permanecer como parteintegral do cartão, então esses elementos de gráficos são formadossobre a face dos mesmos e, conseqüentemente, ficam visíveis aousuário do cartão.
A Patente US 5.498.388 ensina um dispositivo de cartão in-teligente que inclui uma placa de cartão que tem uma abertura atravésdele. Um módulo de semicondutor é montado sobre esta abertura.Uma resina é injetada na abertura de forma que seja formada umamoldagem de resina sob a condição de que apenas uma face terminal deelétrodo para conexão externa do módulo do referido semicondutor sejaexposta. O cartão é completado montando uma placa de cartão tendouma abertura através dele sobre um molde inferior de duas matrizes demoldagem opostas, montando um módulo semicondutor sobre aabertura do citado cartão, apertando uma matriz superior que tem umaporta que conduz sobre uma matriz inferior e injetando uma resina naabertura via a porta.
A Patente US 5.423.705 ensina um disco tendo um corpode disco feito de um material moldado de injeção termoplástica e umacamada laminada que é integralmente junta a um corpo de disco. Acamada laminada inclui uma lâmina clara exterior e uma lâminainterna branca e opaca. Um material de processamento de imagens édisposto em sanduíche entre estas lâminas.
A Patente US 6.025.054 revela um método de construção deum cartão inteligente que usa cola de baixa contração para segurar osdispositivos eletrônicos no lugar durante a imersão dos dispositivos emmaterial de termocura que se torna a camada de núcleo do cartãointeligente.
Geralmente, todos os métodos acima envolvem usar equi-pamento especializado para a montagem de overlays (sobrecamadas)impressas que são depositadas sobre os circuitos eletrônicos. Devido aesta desvantagem, existe uma necessidade para a capacidade deapresentar um inlay (camada interna) eletrônico que pode ser auto-contido e capaz de remessa para as companhias de fabrico de cartõespara incorporação numa variedade de cartões eletrônicos diferentes.Além disso, existe uma necessidade para a capacidade de fazer inlayseletrônicos que sejam capazes de serem incorporados em cartõeseletrônicos através do uso de equipamento de produção de cartãoconvencional em que possam ser aplicados overlays impressos elaminados ao irilay eletrônico.Sumário
De acordo com uma modalidade da presente invenção, éproporcionado um inlay eletrônico usado num cartão eletrônico. Oinlay eletrônico pode compreender uma placa de circuito, uma plurali-dade de componentes de circuito presos à placa de circuito, uma lâminade cobertura inferior fixada na superfície inferior da placa de circuito,uma lâmina de cobertura superior posicionada acima da superfíciesuperior da placa de circuito e uma camada de material de termocuraentre a lâmina de cobertura inferior e a lâmina de cobertura superior.A espessura global da cobertura eletrônica pode ser de menos do que0,84 milímetros ou menos do que 0, 71 milímetros. Além disso, aespessura global da cobertura eletrônica pode ser maior que 0,41milímetros.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, érevelado um cartão eletrônico que compreende um inlay eletrônico, umacobertura (overlay) superior e uma cobertura inferior. O inlay eletrônicopode compreender uma placa de circuito, uma pluralidade de compo-nentes de circuito fixados na placa de circuito, uma lâmina de cobertu-ra inferior presa à superfície inferior da placa de circuito, uma lâminade cobertura superior posicionada acima da superfície superior da placade circuito e uma camada de material de termocura entre a lâmina decobertura inferior e a lâmina de cobertura superior. A coberturasuperior pode ser fixada a uma superfície superior do inlay eletrônico,ao mesmo tempo em que a cobertura inferior pode ser presa a umasuperfície inferior do inlay eletrônico. Além disso, uma camada devedação térmica pode ser disposta sobre a lâmina de cobertura superiore uma segunda camada de vedação térmica pode ser disposto sobre alâmina de cobertura inferior.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, érevelado um método de fabrico de um inlay eletrônico que compreendeas etapas de: proporcionar uma placa de circuito, fixar uma pluralidadede componentes de circuito na placa de circuito, fixar a superfícieinferior da placa de circuito numa lâmina de cobertura inferior, carregara placa de circuito e a lâmina de cobertura inferior num equipamentode moldagem por injeção, carregar uma lâmina de cobertura superiorposicionada acima de uma superfície superior da placa de circuito noequipamento de moldagem por injeção, injetar um material poliméricode termocura entre as lâminas de cobertura superior e inferior e aplicaruma camada de vedação térmica sobre as lâminas de coberturasuperior e inferior.
De acordo ainda com outra modalidade da presente inven-ção, é revelado um método de fabrico de um cartão eletrônico quecompreende as etapas de: proporcionar uma placa de circuito, fixaruma pluralidade de componentes de circuito na placa de circuito, fixara superfície inferior da placa de circuito numa lâmina de coberturainferior, carregar a placa de circuito e a lâmina de cobertura inferiornum equipamento de moldagem por injeção, carregar uma lâmina decobertura superior posicionada acima de uma superfície superior daplaca de circuito no equipamento de moldagem por injeção, injetar ummaterial polimérico de termocura entre as lâminas de coberturasuperior e inferior para fazer um inlay eletrônico, remover o inlayeletrônico a partir do equipamento de moldagem por injeção e propor-cionar uma cobertura superior e uma cobertura inferior para fixar noinlay eletrônico.
Numa modalidade, o método de fazer um cartão eletrônicocompreende colocar o inlay eletrônico entre a cobertura superior e acobertura inferior para criar uma montagem, colocar a montagem numlaminador e realizar um processo de laminação a quente sobre amontagem.
De acordo com uma modalidade, um inlay eletrônico usadonum cartão eletrônico inclui uma placa de circuito, tendo uma superfí-cie superior e uma superfície inferior, uma pluralidade de componentesde circuito fixados na superfície superior da placa de circuito, umalâmina de cobertura superior posicionada acima da superfície superiorda placa de circuito e uma camada de material de termocura posiciona-da entre a placa de circuito e a lâmina de cobertura superior.
De acordo com outra modalidade, um cartão eletrônico in-clui um inlay eletrônico que compreende uma placa de circuito, tendouma superfície superior e uma superfície inferior, uma pluralidade decomponentes de circuito fixados na superfície superior da placa decircuito, uma lâmina de cobertura superior posicionada acima dasuperfície superior da placa de circuito e uma camada de material determocura entre a placa de circuito e a lâmina de cobertura superior,uma sobrecamada superior fixada a uma superfície superior do inlayeletrônico e uma sobrecamada inferior fixada na superfície inferior daplaca de circuito.
De acordo ainda com outra modalidade, um método parafabricar um inlay eletrônico inclui proporcionar uma placa de circuitotendo uma superfície superior e uma superfície inferior, fixar umapluralidade de componentes de circuito sobre a superfície superior daplaca de circuito, carregar a placa de circuito num equipamento demoldagem por injeção, carregar uma lâmina de cobertura superiorposicionada acima de uma superfície superior da placa de circuito noequipamento de moldagem por injeção, injetar um material poliméricode termocura entre a parte superior e a lâmina de cobertura e a placade circuito e aplicar uma camada de vedação térmica sobre a lâmina decobertura superior e a superfície inferior da placa de circuito.
De acordo ainda com outra modalidade, um método parafabricar um cartão eletrônico inclui proporcionar uma placa de circuitotendo uma superfície superior e uma superfície inferior, fixar umapluralidade de componentes de circuito sobre a superfície superior daplaca de circuito, carregar a placa de circuito num equipamento demoldagem por injeção, carregar uma lâmina de cobertura superiorposicionada acima de uma superfície superior da placa de circuito noequipamento de moldagem por injeção, injetar um material poliméricode termocura entre a lâmina de cobertura superior e a placa de circuitopara fazer um inlay eletrônico, remover o inlay eletrônico e proporcionaruma cobertura superior e uma cobertura inferior para fixação no inlayeletrônico.
Deve ficar entendido que tanto a descrição geral precedentecomo as descrições detalhadas seguintes são apenas exemplificativas eexplicativas e não são restritivas da invenção conforme reivindicada.
Breve Descrição dos Desenhos
Estas e outras características, aspectos e vantagens da pre-sente invenção ficarão evidentes a partir da descrição seguinte, dasReivindicações anexadas e das modalidades exemplificativas acompa-nhantes mostradas nos desenhos, que são brevemente descritas abaixo.
A Figura 1 mostra uma vista esquemática de um cartão ele-trônico, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A Figura 2 mostra uma vista em seção reta de um inlay ele-trônico para um cartão eletrônico, de acordo com uma modalidade dapresente invenção.
A Figura 3 mostra uma vista superior de uma lâmina deplacas de circuito para uso para fazer inlays eletrônicos, de acordo comuma modalidade da presente invenção.
A Figura 4 mostra uma placa de circuito com componentesde circuito a ela fixados, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.
A Figura 5 mostra uma vista esquemática de um inlay ele-trônico com um bico usado para injetar material de termocura entre aslâminas de cobertura superior e inferior.
A Figura 6 mostra uma vista em seção reta de uma monta-gem que compreende um inlay eletrônico, uma cobertura superior euma cobertura inferior num laminador, de acordo com uma modalidadeda presente invenção.
A Figura 7 mostra uma vista em seção reta de um inlay ele-trônico para um cartão eletrônico, de acordo com uma modalidade dapresente invenção.
Descrição Detalhada
das Modalidades Preferidas
De acordo com uma modalidade da presente invenção, con-forme mostrada na Figura 1, um cartão eletrônico 1 pode compreenderum inlay eletrônico 100, uma sobrecamada (overlay) inferior 30 e umoverlay superior 40. Como visto na Figura 2, o inlay eletrônico 100pode compreender uma placa de circuito 10, uma pluralidade decomponentes de circuito 20a-20c, uma camada de material de termocu-ra 50, uma lâmina de cobertura superior 102 e uma lâmina de cobertu-ra inferior 104.
A placa de circuito 10 tem uma superfície superior lieuma superfície inferior 12. De acordo com uma modalidade da inven-ção, a placa de circuito 10 pode ser dos dois lados. Conseqüentemente,a placa de circuito 10 pode ser configurada de maneira a acomodaruma pluralidade de traços de circuito 14 (mostrados na Figura 3) nasuperfície superior 11 e na superfície inferior 12. Os traços de circuito14 são configurados para conectar de modo operável a pluralidade decomponentes de circuito 20a-20c fixados na placa de circuito 10. Ostraços de circuito 14 conectam eletricamente a pluralidade de compo-nentes de circuito 20a-20c de tal forma que os componentes de circuitosão capazes de realizar funções elétricas dentro do cartão eletrônico 1.
Os traços de circuito 14 podem ser proporcionados sobre assuperfícies 11 e 12 da placa de circuito de numerosos modos. Porexemplo, os traços de circuito 14 podem ser formados sobre a placa decircuito 10 com tinta condutora. Na alternativa, os traços de circuito14 podem ser gravados sobre a placa de circuito 10.
A placa de circuito 10 é compreendida de qualquer materialconvencional conhecido apropriado para receber um circuito eletrônico.Por exemplo, a placa de circuito 10 pode ser compreendida de umlaminado retardante de chama com uma resina de epoxi reforçada porvidro tecido. Este material é também conhecido como placa FR-4. Demodo alternativo, a placa de circuito 10 pode ser compreendida de umcomposto plástico que é apropriado para receber tinta condutora, talcomo poliéster.
Como mostrado na Figura 2 e descrito abaixo, a placa decircuito 10 é configurada para receber e estabilizar verticalmente umapluralidade de componentes de circuito 20a-20c. A pluralidade decomponentes de circuito 20a-20c pode ser fixada na placa de circuito10 e especificamente nos traços de circuito 14 por qualquer um devários métodos. Por exemplo, numa modalidade da invenção, oscomponentes de circuito 20a-20c são conectados à placa de circuito 10com um adesivo condutor. De preferência, a pluralidade de componen-tes de circuito é soldada sobre a placa de circuito 10. A pluralidade decomponentes de circuito 20a-20c pode ser posicionada em qualquerlugar na placa de circuito 10, conforme desejado. O propósito do cartãoeletrônico 1 e os parâmetros de projeto ditarão a posição dos traços decircuito 14 e a posição dos componentes de circuito 20a-20c. Afuncionalidade também ditará que tipos de componentes de circuito20a-20c povoam a placa de circuito 10.
Para propósitos somente de exemplo, a pluralidade de com-ponentes de circuito 20a-20c poderia ser uma de uma bateria, um LED,um botão ou comutador. Além disso, qualquer um ou todos estescomponentes de circuito poderiam povoar a placa de circuito 10. Alémdisso, os componentes adicionais de circuito 20a-20c podem incluirmas, sem limitação, um chip microprocessador, um altofalante, umapluralidade de LEDs 26 (mostrada na Figura 7), telas flexíveis, antenasde RFID e emuladores. Com referência à Figura 4, é mostrado umleiaute de circuito para um inlay eletrônico 100. A placa de circuito 10mostrada na Figura 4 é povoada por uma bateria 25, um microproces-sador 22 e um botão 23. O inlay eletrônico 100 pode incluir uma telade cristal líquido 24 como o componente de circuito conectado ao botão23. A tela de cristal líquido 24 pode ser usada para exibir informaçõespara um usuário, tais como um saldo de conta. Na alternativa ou alémdisso, os inlays eletrônicos 100 podem incluir um altofalante (nãomostrado).
De modo geral, os componentes mostrados na Figura 2 po-dem variar de espessura e comprimento. Por exemplo, o inlay eletrôni-co 100 pode ter uma espessura de menos do que 0,76 milímetros.Todavia, a espessura global do inlay eletrônico 100 fica, de preferência,entre 0,40 e 0,71 milímetros. Conseqüentemente, estas dimensõespermitem que o inlay eletrônico 100 seja compatível com o equipamentoconvencional usado por diferentes casas de cartões financeiros certifi-cados para adicionar a sobrecamada inferior 30 e a sobrecamadasuperior 40. Para propósitos somente de exemplo, a bateria 25 pode teruma espessura de 0,40 milímetros, o botão de pressionar 23 pode teruma espessura de 0,51 milímetros e o microprocessador 22 tem umaespessura de 0,38 milímetros. Além disso, o cartão eletrônico 1mostrado na Figura 2 poderia ter um altofalante (não mostrado) tendouma espessura de 0,25 milímetros.
Conforme mostrado na Figura 2, uma lâmina de coberturainferior 104 é fixada na superfície inferior 12 da placa de circuito 10. Alâmina de cobertura inferior 104 pode ser segura na placa de circuito10 por qualquer número de métodos conhecidos. De preferência, asuperfície inferior 12 é presa na lâmina de cobertura inferior 104usando uma fita adesiva sensível â pressão ou um adesivo de spray. Alâmina de cobertura inferior 104 pode ser compreendida de qualquermaterial apropriado, mas, de preferência, a lâmina de cobertura inferior104 é compreendida de cloreto de polivinila (PVC), poliéster, acrilonitri-la-butadieno-estireno (ABS), policarbonato, tereftalato de polietileno(PET), PETG ou qualquer outro material apropriado. A lâmina decobertura inferior 104 pode ser, por exemplo, de 0,025 a 0,05 milíme-tros de espessura e pode incluir uma camada de vedação térmica 106sobre o lado de fora da lâmina de cobertura que é compatível com PVC.A camada de vedação térmica 106 pode ser compatível com PVC, vistoque a sobrecamada da parte inferior 30 pode ser feita a partir de PVC.
Uma lâmina de cobertura superior 102 posicionada acimada superfície superior da placa de circuito 10 é mostrada na Figura 2.A lâmina de cobertura superior 102 pode ser compreendida de qualquermaterial apropriado, por exemplo, a lâmina de cobertura superior 102pode ser cloreto de polivinila (PVC), poliéster, acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), policarbonato, tereftalato de polietileno (PET), PETG ouqualquer outro material apropriado. Como a lâmina de coberturainferior, a lâmina de cobertura superior pode ser, por exemplo, de 0,025a 0,050 milímetros de espessura e pode incluir uma camada de vedaçãotérmica 106 sobre o lado de fora da lâmina de cobertura que sejacompatível com PVC. A camada de vedação térmica 106 pode sercompatível com PVC, visto que a sobrecamada superior 40 pode serfeita de PVC.Como previamente mencionado, a espessura global do inlayeletrônico 100 pode variar, assim como também a espessura daslâminas de cobertura superior 102 e inferior 104. Além dos exemplosacima, outros exemplos podem incluir cartões eletrônicos 1 tendoespessuras tão baixas quanto 0,25 milímetros ou mais baixas e tãoaltas quanto 5,1 milímetros ou mais altas. Além disso, as lâminas decobertura superior e inferior podem ter espessura na faixa de 0,25milímetros até 5,1 milímetros. Deste modo, a espessura global do inlayeletrônico 100 e as espessuras das partes individuais, tais como aslâminas de cobertura superior 102 e inferior 104, dependerão daaplicação particular e dimensões pretendidas para o cartão eletrônico 1.
Como mostrado na Figura 2, uma camada de material determocura 50 fica posicionado entre a superfície superior da placa decircuito IOea lâmina de cobertura superior 102. Além disso, a camadade material de termocura 50 está presente numa área abaixo dasuperfície inferior 11 da placa de circuito 10 e acima da lâmina decobertura inferior 104. De preferência, a camada de material determocura 50 é composta de um material polimérico de termocura. Porexemplo, a camada de material de termocura 50 pode ser composta depoliuréia.
A poliuréia é um elastômero conhecido que é derivado doproduto de reação de um componente de isocianato e um componentede mistura de resina. O isocianato pode ser de natureza aromática oualifática. Pode ser um monômero, um polímero ou qualquer reaçãovariante de isocianatos, quase pré-polímero ou um pré-polímero. O pré-polímero ou quase pré-polímero, pode ser feito de uma resina depolímero terminada em amina ou uma resina de polímero terminada emhidroxil. A mistura de resina deve ser composta de resinas de polímeroterminadas em amina, e/ou extensores de cadeia terminados emamina. As resinas de polímero terminadas em amina não terão ne-nhuns grupos hidroxil intencionais. Quaisquer hidroxis são o resultadode uma conversão incompleta para as resinas de polímero terminadasem amina. A mistura de resina pode também conter aditivos oucomponentes não primários. Estes aditivos podem conter hidroxis, taiscomo pigmentos pré-dispersados num portador de poliol. Normalmen-te, a mistura de resina não conterá catalisador(es).
O uso de uma formulação de poliuréia, tal como poliuréiapura, como camada de material de termocura 50 permite que o inlayeletrônico 100 resista as temperaturas de laminação a quente usadasno processo de laminação a quente quando as sobrecamadas superior102 e inferior 104 são adicionadas ao inlay eletrônico 100 para formar ocartão eletrônico 1. Essas temperaturas de laminação a quente podemincluir a faixa de 121 a 149°C.
De acordo com outra modalidade, o inlay eletrônico 100 nãoinclui uma lâmina de cobertura inferior 104, conforme mostrado naFigura 7. Uma pluralidade de componentes de circuito 20a- 20c ficaposicionada na placa de circuito 10. Uma lâmina de cobertura superior102 fica posicionada acima da placa de circuito povoado 10, em queuma camada de material de termocura 50 fica posicionada entre asuperfície inferior da lâmina de cobertura superior 102 e a superfíciesuperior da placa de circuito 10. A placa de circuito 10 pode incluiruma camada de vedação térmica de PVC compatível 106 aplicada àsuperfície inferior 12 da placa de circuito 10. De preferência, a camadade vedação térmica 106 pode ser compatível com PVC, visto que asobrecamada inferior 30 pode ser feita a partir de PVC.
Uma vez que a injeção da camada de material de termocura50 esteja completa e o inlay eletrônico esteja pronto para remoção etransporte, o inlay eletrônico pode ser embarcado para casas de cartãofinanceiro certificado, que adicionarão a sobrecamada superior restante40 e a sobrecamada inferior 30.A sobrecamada inferior 30 pode ser fixada à superfície infe-rior da camada de vedação térmica 106, se presente. Se não existirnenhuma camada de vedação térmica, a sobrecamada inferior 30 podeser presa à superfície inferior da lâmina de cobertura inferior 104 ou àplaca de circuito 10. Se for usada a camada de vedação térmica 106,isso facilitará o processo de laminação a quente para prender a sobre-camada inferior 30 ao inlay eletrônico 100. A sobrecamada inferior 30pode ser compreendida de qualquer material apropriado, mas, depreferência, a sobrecamada inferior 30 é compreendida de cloreto depolivinila (PVC) ou material semelhante. De acordo com uma modalida-de da invenção, a superfície da sobrecamada inferior 30 em contato coma camada de vedação térmica 106 e/ou em contato com a lâmina decobertura inferior 104 ou a placa de circuito 10 tem informaçõesimpressas. De modo alternativo, as informações impressas podem sercolocadas sobre a superfície do lado de fora da sobrecamada inferior 30.Por exemplo, a sobrecamada inferior 30 pode incluir informaçõesimpressas consistentes com um cartão de crédito normal, incluindonome, data limite e número de conta.
De acordo com outra modalidade da invenção, a sobreca-mada inferior 30 pode ser clara ou "impressa 2/5 claro /branco"."Impressa 2/5 claro/branco" significa que a sobrecamada compreendeuma camada de PVC branco impresso de 0,13 milímetros com umlaminado claro de 0,051 milímetros sobre a superfície impressa dacamada de 0,13 milímetros. Obviamente, podem ser usados outrostipos de coberturas tais como uma camada impressa de PVC brancoque é menor do que 0,13 milímetros de espessura e/ou uma camada delaminado claro que é menor do que 0,051 milímetros de espessura.
Uma sobrecamada superior 40 posicionada acima da super-fície superior da placa de circuito 10 é mostrada na Figura 1. Asobrecamada superior 40 pode ser compreendida de qualquer materialapropriado, por exemplo, a sobrecamada superior 40 pode compreendercloreto de polivinila (PVC) ou material semelhante. De acordo com umamodalidade da invenção, a superfície da sobrecamada superior 40 emcontato com a camada de material de termocura 50 tem informaçõesimpressas. De modo alternativo, a superfície exterior da sobrecamadasuperior 40 pode ter informações impressas. Por exemplo, a sobreca-mada superior 40 pode incluir informações impressas consistentes comum cartão de crédito normal, incluindo nome, data limite e número deconta.
De acordo com outra modalidade da invenção, a sobreca-mada superior 40 pode ser clara ou "impressa 2/5 claro /branco,"conforme discutido acima. Tal como com a sobrecamada inferior 30,outros tipos de coberturas podem ser usados tais como camadaimpressa de PVC branco que é menos do que 0,13 milímetros deespessura e/ou uma camada laminada clara que é menos do que 0,051milímetros de espessura.
Como previamente mencionado, as dimensões globais docartão eletrônico Ieo inlay eletrônico 100 merecem atenção especial.Em particular com a finalidade de produzir um cartão financeiro quesatisfaça os padrões ISO 07816, o cartão acabado não pode exceder0,76 mm (ou 0,033 polegadas) de espessura. Deste modo, as espessu-ras da sobrecamada superior 40, a sobrecamada inferior 30 e o inlayeletrônico 100 não podem ser considerados independentes umas dasoutras. Por exemplo, se as sobrecamadas superior 40 e inferior 30compreenderem ambas impresso 2/5 claro/branco, então cada cobertu-ra é de 0,18 milímetros de espessura. Deste modo, a espessura do inlayeletrônico 100 não pode exceder 0,48 milímetros. Se, porém, a sobre-camada superior 40 ou inferior 30 for de menos do que 0,18 milímetrosde espessura, então a espessura 100 do inlay pode ser mais alta, vistoque a combinação da espessura da sobrecamada superior 40, dasobrecamada inferior 30 e do inlay eletrônico 100 não excede 0,84milímetros.Outras variações destas configurações são também con-templadas. Por exemplo, em vez do uso de uma lâmina de coberturasuperior 102, poderia ser utilizada uma liberação de molde. Nessaconfiguração, existiriam componentes de circuito dispostos numa placade circuito 10, a placa de circuito 10 seria disposta numa lâmina decobertura inferior 104 e uma camada de material de termocura 50disposto sobre os componentes de circuito, a placa de circuito 10 e alâmina de cobertura inferior 104. Uma liberação de molde, tal comospray de silicone, seria aplicada na parte superior do molde parafacilitar a separação do inlay eletrônico do molde. O resíduo de libera-ção de molde seria removido do inlay eletrônico antes que o processo delaminação a quente para adicionar sobrecamadas superior e inferiortomasse lugar.
Será, agora, descrito um método de fabrico de um cartão ε-letrônico de acordo com a presente invenção.
Primeiro, é provida uma placa de circuito 10. A placa decircuito 10 tem uma superfície superior lie uma superfície inferior 12.Os traços de circuito 14 estão presentes na superfície superior 11 daplaca de circuito 10. De modo alternativo, a placa de circuito pode serde dupla face tendo traços de circuito 14 sobre a superfície superior 11e a superfície inferior 12.
A seguir, uma pluralidade de componentes de circuito 20a-20c é, então, posicionada sobre a placa de circuito 10 e eletricamenteconectada aos traços de circuito 14 sobre a superfície superior e/ouinferior da placa de circuito 10. Os componentes de circuito 20a-20cpodem ser conectados por qualquer um de vários métodos incluindo ouso de fita eletricamente condutora de duas faces. De preferência, apluralidade de componentes de circuito 20a-20c é conectada via umprocesso de solda convencional.A seguir, a superfície inferior 12 da placa de circuito 10 é fi-xada na lâmina de cobertura inferior 104. De preferência, a superfícieinferior 12 é fixada na lâmina de cobertura inferior 104 usando uma fitaadesiva sensível à pressão ou um adesivo de spray. De acordo comoutra modalidade, a superfície inferior 12 da placa de circuito não éfixada a uma lâmina de cobertura inferior 104. Nesta modalidade, aplaca de circuito funciona como lâmina de cobertura inferior 104.
A placa de circuito 10, com ou sem a lâmina de coberturainferior 104, é, então, carregada como lâmina completa num equipa-mento de moldagem por injeção. Uma lâmina de cobertura superior102 é colocada no equipamento de moldagem por injeção e posicionadade tal modo que a lâmina de cobertura superior 102 fique acima dasuperfície superior 11 da placa de circuito 10. Especificamente, oequipamento de moldagem por injeção pode ser uma máquina demoldagem por injeção de reação ("que é com freqüência individualmentechamada de "RIM"). Estas máquinas são associadas a uma concha demolde superior e uma concha de molde inferior que são capazes derealizar operações de formação a frio, a baixa pressão, sobre pelo menosuma das lâminas de material polimérico (por exemplo, PVC) que podecompor a lâmina de cobertura superior 102 e a lâmina de coberturainferior 104. Essas conchas de molde superior e inferior cooperam demodos que são bem conhecidos daqueles qualificados na técnica damoldagem de material polimérico.
O equipamento de moldagem por injeção injeta, então, ma-terial polimérico de termocura via um bico 60 (mostrado na Figura 5)entre a lâmina de cobertura superior 102 e a placa de circuito 10/lâmina de cobertura inferior 104, formando a camada de material determocura 50 a partir do material polimérico de termocura. De prefe-rência, como mencionado acima, o material polimérico de termocurapode ser poliuréia, mas podem ser usados outros materiais apropriados.Condições de formação a baixa pressão, a frio, geralmentesignifica condições de formação em que a temperatura do materialpolimérico de termocura é menor do que a temperatura de distorçãotérmica da lâmina de cobertura superior 102 e a lâmina de coberturainferior 104/placa de circuito 10 e a pressão é menor do que mais oumenos 35 kgcnr2. De preferência, as temperaturas de formação a frioserão pelo menos 55,5°C menores do que a temperatura de distorçãotérmica da lâmina de cobertura superior 102 e da lâmina de coberturainferior 104/ placa de circuito 10. A temperatura de distorção térmicade muitos materiais de cloreto de polivinila (PVC) é mais ou menos100°C. Deste modo, as temperaturas usadas para formar a frio essaslâminas de PVC na presente invenção serão não mais do que cerca de54,4°C.
De acordo com uma modalidade da invenção, os procedi-mentos de maior preferência de formação a frio, de baixa pressão,envolverão a injeção de materiais poliméricos de termocura comtemperaturas variando desde mais ou menos 13°C até cerca de 71°C,sob pressões que, de preferência, variam desde cerca da pressãoatmosférica até mais ou menos 35 kgcnr2. Noutra modalidade dainvenção, as temperaturas do material polimérico de termocura que éinjetado no inlay eletrônico 100 estarão entre aproximadamente 18°C emais ou menos 21°C sob pressões de injeção que, de preferência,variam desde aproximadamente 5,6 até 8,4 kgcnr2.
Durante o processo de injeção, são usadas portas para per-mitir o fluxo do material de termocura entre as lâminas de coberturasuperior e inferior. Por outro lado, nenhuns corredores são usados noprocesso, o que resulta numa lâmina de inlay eletrônico 100 que seráplana. Também deve ser notado que, se for usada uma camada devedação térmica 106 sobre as lâminas de cobertura superior 102 einferior 104/placa de circuito 10, a camada pode ser adicionada aqualquer tempo apropriado no processo. Por exemplo, a camada devedação térmica pode ser adicionada antes das lâminas de coberturaserem inseridas no molde ou depois da lâmina de inlay eletrônico serremovida do molde.
Depois da injeção do material polimérico de termocura, aestrutura moldada é, então, removida do equipamento de moldagem porinjeção. De acordo com uma modalidade da invenção, vários inlayseletrônicos 100 são formados sobre uma lâmina moldada. A Figura 3representa vários inlays eletrônicos formados sobre uma lâmina. Deacordo com outras modalidades, a lâmina injetada pode corresponder aum único inlay eletrônico 100, uma tira ou fila única de inlays eletrôni-cos 100 ou um conjunto ordenado de inlays eletrônicos. Por exemplo, alâmina injetada pode incluir três filas de sete inlays eletrônicos, o quepode permitir que os fabricantes de cartão existentes produzam cartõeseletrônicos usando o seu equipamento e processos existentes que usamhoje. A dureza do inlay eletrônico 100 dependerá dos materiais usadosna composição de cada um dos componentes individuais do inlayeletrônico 100.
A lâmina dos inlays eletrônicos 100 é, então, removida. Aseguir, uma sobrecamada superior 40 e inferior 30 são aplicadas aoinlay eletrônico 100 para formar um cartão/etiqueta eletrônica 1. Porexemplo, os fabricantes de cartão podem receber as lâminas de inlayseletrônicos 100 e usar um processo de laminação a quente para fixar assobrecamadas superior 40 e inferior 30 no inlay eletrônico. O uso dacamada de vedação térmica pode facilitar o processo de laminação aquente para fixar as coberturas. Além disso, a camada de vedaçãotérmica pode ser compatível com PVC no caso em que o material de PVCé usado para sobrecamadas superior 40 e inferior 30. O processo delaminação a quente pode operar na faixa de temperatura desde cerca de121°C até mais ou menos 160°C. Por essa razão, pode ser desejávelpoliuréia pura, visto que pode resistir a essas temperaturas.Um exemplo de um processo de laminação a quente quepode ser usado é apresentado na Patente US 5.817.207, que é aquiincorporada por referência. Um exemplo desse processo é apresentadona Figura 6. Neste exemplo, a lâmina de inlay eletrônico 202 é colocadaentre as sobrecamadas superior e inferior 40 e 30. Estas camadas sãocolocadas num laminador 204 do tipo bem conhecido na técnica defabrico de cartão de plástico. O laminador 204 inclui cilindros superiore inferior 206 e 208 para aplicar pressão de êmbolo a um artigo posi-cionado entre eles. Além da capacidade de aplicar pressão de êmbolo,os cilindros controlados 206 e 208 podem proporcionar tanto ciclos decalor como ciclos de frio e podem incluir um temporizador de ciclos pararegular o tempo de ciclo. A lâmina dos inlays 202 e as sobrecamadassuperior e inferior 40 e 30 formam uma montagem 222 que ficaposicionada entre a primeira e a segunda placas de laminação 210 e212, uma das quais pode ter um acabamento de encaixe para propor-cionar pelo menos uma superfície exterior texturada para a sobrecama-da superior ou inferior. Além disso, existem primeiro e segundo blocosde laminação 214 e 216 posicionados fora dos blocos de laminação 210e 212 e primeira e segunda placas de aço 218 e 220 posicionadas forados blocos de laminação 214 e 216. A montagem 222 é mostrada estarem posição entre os cilindros 206 e 208 na Figura 6.
Uma vez que a montagem 222 esteja em posição no lamina-dor 204, o primeiro ciclo de laminação é iniciado fechando os cilindros206 e 208, de preferência aplicando pequena ou nenhuma pressão deêmbolo à montagem 222. Um ciclo de calor é iniciado, trazendo atemperatura dos cilindros 206 e 208 até uma faixa de 121°C a 160°Cdurante um período maior do que 5 minutos e, de preferência, na faixade 7 a 10 minutos. Uma vez que o ciclo de calor tenha sido aplicado àmontagem como é descrito acima, a pressão de êmbolo do laminador 40é aumentada para facilitar a ligação das sobrecamadas superior einferior 40 e 30 às sobrecamadas eletrônicas. A pressão de êmboloaplicada durante o ciclo de calor e o comprimento do ciclo de calorpodem variar, dependendo especialmente do tamanho da lâmina doinlay eletrônico 202. Por exemplo, o tempo de ciclo pode estar na faixade 10-15 minutos.
Subseqüente ao ciclo de calor acima, o laminador 204 apli-ca um ciclo de frio à montagem 222, tempo durante o qual a pressão decarneiro do laminador 204 é aumentada, de preferência de cerca de25% até que os cilindros 206 e 208 tenham arrefecido a aproximada-mente 4°C a 18°C por aproximadamente 10-15 minutos. A montagemacabada 222 pode, então, ser removida do laminador 204 para proces-samento adicional.
Depois da montagem 222 ser removida do laminador 204, amontagem pode ter uma camada de tinta de impressão aplicada àsobrecamada superior, à sobrecamada inferior ou a ambas. Isto podeser realizado usando uma ampla variedade de técnicas de impressãotais como impressão a offset, impressão a letterpress, screen printing,revestimento de cilindro, impressão por spray, lito-impressão e outrastécnicas de impressão apropriadas. Além disso, depois que as sobre-camadas superior e inferior são aplicadas à lâmina de sobrecamadaeletrônica, a lâmina pode ser cortada para formar cartões eletrônicosindividuais.
A partir da revelação do presente pedido, é possível propor-cionar um inlay eletrônico para a produção de cartões eletrônicos emque a aplicação de sobrecamadas sobre os inlays eletrônicos pode serrealizada com equipamento existente usado hoje na indústria. Destemodo, uma companhia que produz cartões de crédito, por exemplo,pode facilmente fazer cartões eletrônicos de uma maneira com custosmais efetivos, visto que existe uma redução de custos de equipamento.
Dada a revelação da presente invenção, uma pessoa versa-da na técnica observaria que pode haver outras modalidades e modifi-cações dentro do âmbito e espírito da invenção. Conseqüentemente,todas as modificações alcançáveis por uma pessoa versada na técnica apartir da presente revelação dentro do âmbito e espírito da presenteinvenção devem ser incluídas como modalidades adicionais da presenteinvenção. O âmbito da presente invenção deve ser definido conformedescrito nas Reivindicações seguintes.