Способ изготовления карточки со встроенным микропроцессором и карточка, изготовленная этим способом
Изобретение относится к карточкам со встроенным микропроцессором. Его использование при изготовлении таких карточек, снабжённых контактами, позволяет получить технический результат в виде обеспечения возможности нанесения на контакты видимой информации без ухудшения защиты металлических контактов от коррозии и окисления. Этот технический результат достигается в способе изготовления карточек, контакты которых образованы несколькими слоями, верхний из которых является слоем благородного металла, за счёт того, что на контакты воздействуют лазерным лучом, скорость перемещения которого выбирают так, чтобы время локального пребывания лазерного пятна на контактах и связанный с этим временем локальный перенос энергии луча вызывали локальное расплавление самого верхнего слоя и ещё хотя бы одного из расположенных под ним слоёв контакта с образованием сплава, легированного благородными металлами. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к способу для изготовления имеющих контакты карточек со встроенным микропроцессором. Такие карточки со встроенным микропроцессором содержат микропроцессорный модуль, т.е. несущий элемент для микропроцессора/блока с интегральной схемой с электрически проводящими контактами. Эти контакты соединены проводниками с соответствующими точками соединения микропроцессора, так что за счет этого становится возможным обмен информацией между карточкой со встроенным микропроцессором и соответствующими приборами (терминалами для карточек со встроенным микропроцессором). Микропроцессорный модуль закрепляют в обращенном к лицевой стороне карточки углублении. Такие карточки со встроенным микропроцессором нашли уже широкое применение в виде телефонных карточек, карточек медицинского страхования, карточек GSM, банковских и кредитных карточек и т.д.
Оформление таких карточек (лицевой и задней стороны карточки) выполняют сложным образом, чаще всего многоцветным; однако в настоящее время доступны лишь микропроцессорные модули с поверхностью контактов золотого или серебряного цвета. При этом эти контакты выполнены обычно так, что на слой меди наносят металлизацию из никеля в качестве диффузионного барьера и на нее затем золото, серебро или палладий, причем металлизация палладием также имеет серебряный вид. Для оптического внешнего вида поверхности микропроцессорных модулей до настоящего времени почти не имелось возможностей оформления.
В ЕР 0589732 описано маркирование (нанесение видимой информации) металлических контактов карточки со встроенным микропроцессором с помощью лазерной гравировки. При этом с целью маркировки локально полностью снимают слой золота так, что становится видимым лежащий ниже слой никеля, который также частично снимают. За счет связанного с этим повреждения слоя золота ухудшается защита против коррозии и против окисления металлических поверхностей контактов.
Задачей изобретения является создание способа изготовления карточки со встроенным микропроцессором с металлическими контактами, при котором на контакты должна наноситься видимая информация без ухудшения защиты металлических контактов от коррозии и окисления.
Эта задача решается с помощью того, что для нанесения на контакты (20, 20А) видимой информации на контакты (20, 20А) воздействуют лазерным излучением, причем два или несколько слоев под действием лазерного излучения расплавляются с образованием сплава. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные варианты выполнения изобретения.
Изобретение поясняется подробно с помощью чертежей, на которых изображено:
фиг.1 - снабженная контактами карточка со встроенным микропроцессором, вид сверху;
фиг.2 - схематическое изображение лазерной установки для выполнения способа согласно изобретению;
фиг.3 - карточка со встроенным микропроцессором в разрезе в области контактов;
фиг.4 - слоистая конструкция контактов в разрезе с испаренной согласно изобретению с помощью лазерного луча зоной;
фиг.5 - альтернативная слоистая конструкция контактов в разрезе, при этом продемонстрированы различные возможности способа согласно изобретению;
фиг.6 - 10 область контактных поверхностей карточки со встроенным микропроцессором в виде сверху в увеличенном масштабе с нанесенными согласно изобретению различными видимыми элементами.
На фиг.1 показана снабженная контактами карточка (1) со встроенным микропроцессором. В карточке (1) со встроенным микропроцессором находится закрепленный в открытом с лицевой стороны карточки углублении в корпусе карточки микропроцессорный модуль (2). Изобретение описывает способ оформления металлических контактов (20А), которые образуют поверхность микропроцессорного модуля (2). С помощью этого способа возможно нанесение на контакты (20, 20А) видимой информации. Для этого контакты (20, 20А), состоящие, по меньшей мере, из двух расположенных друг над другом металлических слоев, подвергают воздействию лазерного излучения (LS), как показано на фиг.2. При этом два или более слоев локально (соответственно подлежащей нанесению информации) с помощью лазерного излучения (LS) расплавляют с образованием сплава. При этом легированная зона отличается своим цветом, т.е. спектром отражения и абсорбции, от окружающей области.
На фиг.3 для лучшего понимания показан разрез карточки (1) со встроенным микропроцессором в области микропроцессорного модуля (2) с контактами (20, 20А).
На фиг.4 и 5 показаны различные конструкции слоев контактов (20, 20А).
Контакты (20, 20А), как показано на фиг.4, состоят обычно из слоя меди (металл 1), который нанесен методом каширования на пластмассовую подложку, нанесенного на слой меди слоя никеля (металл 2) и нанесенного сверху слоя золота, серебра или палладия (металл 3). Толщина слоев изображена не в соответствии с масштабом. Слой меди имеет обычно толщину, примерно 70 мкм, слой никеля примерно 1-5 мкм и нанесенный на него слой благородного металла <2 мкм.
За счет дальнейших слоев металла, как показано на фиг.5, и соответственного выбора металлов с точки зрения отражающих и абсорбционных качеств чистого металла, а также сплавов этих металлов образуется широкая палитра различных возможностей цветового оформления надписей.
В качестве примера можно назвать следующие конструкции слоев:
Cu/Ni/Pd/Au/,
Cu/Ni/Pd,
Сu/благородный металл,
бронза/благородный металл.
Эти слои можно наносить на подложку гальваническим способом, с помощью осаждения или напыления.
В первом варианте выполнения способа на контакты (20, 20А) воздействуют лазерным излучением (LS) так, что лазерный луч (LS) проводят по контактам растровым или векторным способом. Применяемая для этого лазерная установка показана на фиг.2, которая имеет электронно-управляемое отклоняющее устройство для лазерного луча (LS). Такие установки уже применяют для так называемой персонализации карточек, при которой на пластмассовый корпус карточки с помощью лазера наносят, например, номер. Применяемый для этого лазер является обычно лазером на неодим-алюмоиттриевом гранате. Таким образом, способ согласно изобретению можно легко интегрировать в существующий процесс персонализации. Можно наносить на контакты (20, 20А) различную видимую информацию (логотипы, буквенно-цифровые знаки, линии, гильоши). Выполнение нанесения надписей на поверхность контактов согласно изобретению с помощью такой установки является весьма гибким и не требует дополнительных аппаратных затрат, например нанесение очередного серийного номера, нанесение различных логотипов для различных серий карточек при изготовлении.
При этом интенсивность лазерного луча (LS), скорость, с которой этот лазерный луч перемещают по контактам, а также величину лазерного пятна (LF) на контактах можно легко регулировать для достижения оптимального результата нанесения надписи.
Для того чтобы не повредить изолирующие, неметаллические промежутки непокрытой пластмассовой подложки между контактами, лазерный луч (LS) во время прохождения по двум или нескольким контактам (20, 20А) отключают, отклоняют, закрывают или ослабляют на время прохождения через изолирующие промежутки.
Во втором варианте выполнения способа предусмотрено проводить воздействие лазерным излучением на контакты (20, 20А) с помощью масок (не изображены). При этом на пути прохождения лазерного излучения помещают маску, выполненную в соответствии с подлежащей нанесению информацией. Этот способ особенно предпочтителен при изготовлении большого количества карточек, на которые наносят одну и ту же информацию (одна маска, один набор масок). При этом маску выполняют предпочтительно так, что она затеняет лазерное излучение на изолирующих промежутках. При этом интенсивность и длительность облучения выбирают в соответствии с подлежащими легированию металлами и количеством подлежащих расплавлению слоев.
Как при растровом или векторном способе, так и в способе с применением масок, с одной стороны, предусмотрено нанесение надписей на уже снабженные контактами карточки со встроенным микропроцессором. Кроме того, дополнительно предусмотрено производить нанесение надписей на контакты (20, 20А) промежуточного изделия (не показано) для изготовления микропроцессорных модулей (2). При этом речь идет о так называемых субстратных лентах, на которые нанесены контакты (20, 20А) для изготовления множества микропроцессорных модулей.
На фиг.6-10 показаны для наглядности некоторые возможности способа согласно изобретению. На фиг.6 показан нанесенный на контакты (20, 20А) с помощью лазерного излучения логотип, на фиг.7 показаны контакты (20, 20А) с нанесенным серийным номером, на фиг.8 показан нанесенный гильошный узор, на фиг.9 и 10 показаны нанесенные символы валюты.
Отсюда следует, что такое нанесение надписей на контакты (20, 20А) служит также в качестве признака защиты.
Формула изобретения
1. Способ изготовления карточек (1) со встроенным микропроцессором, имеющих металлические контакты (20, 20А) для соединения с внешними приборами, причем контакты образованы по меньшей мере двумя расположенными друг над другом слоями, один из которых является слоем из благородного металла, отличающийся тем, что слой благородного металла является верхним слоем, при этом для нанесения на контакты (20, 20А) видимой информации на контакты (20, 20А) воздействуют лазерным излучением, под воздействием которого два или несколько слоев расплавляются с образованием сплава, легированного благородными металлами, а скорость, с которой лазерный луч перемещают по контактам (20, 20А), выбирают такой, что время локального пребывания лазерного пятна на контактах и тем самым связанный с этим локальный перенос энергии луча вызывают локальное расплавление самого верхнего слоя и по меньшей мере одного из расположенных под ним слоев контакта с образованием сплава, легированного благородными металлами.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие на контакты (20, 20А) лазерным излучением производят так, что лазерный луч перемещают по контактам (20, 20А) растровым или векторным способом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что интенсивность лазерного луча и, соответственно, величину и/или форму лазерного пятна во время их перемещения по контактам (20, 20А) локально изменяют.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что во время перемещения лазерного луча по двум или более контактам (20, 20А) лазерный луч на пути перемещения через изолирующие неметаллические промежутки между контактами (20, 20А) отключают, отклоняют, закрывают или ослабляют.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие на контакты (20, 20А) лазерным излучением производят так, что на пути луча лазерного излучения помещают маску, выполненную в соответствии с подлежащим нанесению графическим элементом и/или буквенно-цифровым знаком.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что маску выполняют такой, что она затемняет лазерное излучение на изолирующих неметаллических промежутках между контактами (20, 20А).
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лазера используют лазер на неодим-алюмоиттриевом гранате.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лазера используют эксимерный лазер.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лазера используют СО2-лазер.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие лазерного излучения на контакты (20, 20А) производят с помощью лазера, работающего в импульсном режиме.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие лазерного излучения на контакты (20, 20А) производят с помощью лазера, работающего в режиме непрерывного излучения.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что карточку (1) со встроенным микропроцессором с расположенными на ней контактами (20, 20А) вначале размещают в лазерном устройстве для нанесения надписей, а затем воздействуют на контакты лазерным излучением для нанесения на контакты видимой информации.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие лазерного излучения на контакты (20, 20А) производят на промежуточном изделии, имеющем контакты для множества карточек со встроенным микропроцессором.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве промежуточного изделия применяют ленту микропроцессорных модулей, которая содержит множество предназначенных для размещения в корпусе карточек микропроцессорных модулей, причем контакты (20, 20А) образуют поверхность микропроцессорного модуля (2), а на ее обратной стороне находится микропроцессор.
15. Карточка со встроенным микропроцессором, изготовленная способом по одному из пп.1-14, отличающаяся тем, что контакты (20, 20А) имеют слоистую конструкцию, состоящую из слоев меди, никеля и благородного металла.
16. Карточка по п.15, отличающаяся тем, что контакты (20, 20А) имеют слоистую конструкцию, состоящую из слоев меди, никеля и золота.
17. Карточка по п.15, отличающаяся тем, что контакты (20, 20А) имеют слоистую структуру, состоящую из слоев меди, никеля и серебра.
18. Карточка по п.15, отличающаяся тем, что контакты (20, 20А) имеют слоистую конструкцию, состоящую из слоев меди, никеля и палладия.
19. Карточка по п.15, отличающаяся тем, что контакты (20, 20А) имеют слоистую конструкцию, состоящую из слоев меди, никеля, палладия и золота.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10
MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 22.02.2009
Извещение опубликовано: 20.07.2010 БИ: 20/2010
