БЕСКОНТАКТНАЯ СМАРТ-КАРТА
NON-CONTACT SMART-CARD

Изобретение относится к конструктивным элементам, используемым, например, для монтажа схем на носителе цифровой информации, предназначенной для ее переноса, в частности к конструкции бесконтактной смарт-карты.
Бесконтактные смарт-карты снабжены антенной, встроенной в карту, и электронным модулем - микросхемой чипом, соединенным с антенной. Эти карты позволяют осуществлять обмен информацией при помощи бесконтактной электромагнитной связи между картой и считывающим устройством, посредством передачи цифровых сигналов между антенной карты и антенной, расположенной в считывающем устройстве.
Бесконтактные смарт-карты часто используются как средство доступа к транспортной сети в качестве средства платежа, а также в качестве средства идентификации персонала.
Известна бесконтактная или комбинированная контактная-бесконтактная чип-карта [RU №2251742 С2, G06K 19/077, 10.05.2005], 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, причем 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.
Недостатком этого устройства является относительно низкая стойкость к воздействиям внешней среды.
Наиболее близким по технической сущности к предложенной является бесконтактная смарт-карта [RU №92558 U1, G06K 19/077, 10.03.2010], выполненная в виде подложки с расположенной на ней антенной, содержащей несколько витков и два слоя карты с каждой стороны подложки, и один микрочип или один модуль, соединенный с антенной, причем антенна дополнительно включает токопроводящее соединение, замыкающее часть витков антенны, при этом токопроводящее соединение расположено на отделяемом участке смарт-карты.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая стойкость к внешней воздействиям, обусловленная относительно низкой защищенностью устройства от воздействия вредных факторов, что обусловливает относительно низкую эксплуатационную надежность.
В частности, в устройстве не предусмотрена защита от механических воздействий в процессе эксплуатации, поскольку карту необходимо периодически доставать из места хранения и прикладывать к считывателю с последующим возвратом на место хранения, что подвергает антенну и микрочип механическим воздействиям.
Кроме того, в устройстве не предусмотрена защита от влаги и агрессивных воздействий окружающей среды, что также снижает его защищенность.
Задачей изобретения является создание устройства, отличающегося более высокой стойкостью и эксплуатационной надежностью в условиях внешних механических воздействий, агрессивных воздействий окружающей среды, а также от воздействий посторонних электрических и магнитных полей.
Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности устройства.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее микрочип, размещенный на подложке, и рамочную антенну, выводы которой соединены с выводами микрочипа, согласно изобретению введен конденсатор, подключенный параллельно рамочной антенне и образующий с ней антенну устройства в виде резонансного контура, при этом подложка выполнена в виде свернутой в кольцо ленты из гибкого диэлектрического материала, на внешней поверхности которого нанесена полоса из токопроводящего материала, образующая рамочную антенну, которая вместе с микрочипом покрыта защитным покрытием, образующим герметичный корпус, при этом конец внутреннего витка подложки снабжен выступом, который сложен в сторону внешнего витка подложки, а нанесенная на нем полоса из токопроводящего материала электрически соединена с полосой из токопроводящего материала, нанесенного на конец внешнего витка подложки, причем пластинами конденсатора служат расширенные участки токопроводящего материала, размещенные по обе стороны полосы из токопроводящего материала под выступом в конце внутреннего витка подложки.
На чертеже представлена конструкция бесконтактной смарт-карты:
на фиг. 1 - общий вид бесконтактной смарт-карты;
на фиг. 2 - иллюстрация процесса изготовления бесконтактной смарт-карты;
на фиг. 3 - развертка ленты из гибкого диэлектрического материала;
на фиг. 4 - пример выполнения герметичного корпуса.
Бесконтактная смарт-карта содержит микрочип 1, размещенный на подложке 2, и рамочную антенну 3, выводы которой соединены с выводами микрочипа 1. При этом подложка 2 выполнена в виде свернутой в кольцо ленты из гибкого диэлектрического материала, на внешней поверхности которого нанесена полоса из токопроводящего материала, образующая рамочную антенну 3.
В бесконтактной смарт-карте конец внутреннего витка 4 подложки снабжен выступом, который сложен в сторону внешнего витка 6 подложки, а нанесенная на нем полоса из токопроводящего материала электрически соединена с полосой из токопроводящего материала, нанесенного на конец внешнего витка 6 подложки.
Кроме того, бесконтактная смарт-карта содержит конденсатор, подключенный параллельно рамочной антенне в виде витков токопроводящего материала на подложке 2 и образующий с ней антенну устройства в виде резонансного контура, при этом пластинами 7 конденсатора служат расширенные участки токопроводящего материала, размещенные по обе стороны полосы из токопроводящего материала под выступом в конце внутреннего витка 4 подложки.
При этом подложка 2, выполненная в виде свернутой в кольцо ленты из гибкого диэлектрического материала, на внешней поверхности которого нанесена полоса из токопроводящего материала, образующая рамочную антенну 3, вместе с микрочипом 1 покрыта защитным покрытием 8, образующим герметичный корпус.
Подложка 2 изготавливается из гибкого диэлектрического материала, например полиэтилентерефталата (ПЭТ), шириной от 2 до 4 мм, на нее наносится полоса из токопроводящего материала (например, алюминий, медь, серебро и т.п.) методом электрохимического осаждения, шириной от 0,5 до 3 мм. Толщина подложки 2 с нанесенной полосой из токопроводящего материала составляет от 0,01 до 0,1 мм. Длина подложки 2 зависит от используемого микрочипа 1 и диаметра изделия и может варьироваться от 10 до 70 см. Диаметр изделия соответствует, например, размеру кольца - украшения - от 10 до 25 мм. Количество витков, помимо параметров изделия, зависит и от типа используемого микрочипа 1 и может составлять от 2-х до 9-ти. Для размещения микрочипа в подложке 2 может быть выполнено углубление для его установки глубиной до 3 мм и шириной до 6 мм. Закрытие углубления после установки микрочипа 1 может быть произведено диэлектрическим материалом, например полимером. Параметры резонансного контура зависят от используемого микрочипа и рассчитываются под него.
Бесконтактная смарт-карта устроена следующим образом.
Бесконтактная смарт-карта, включающая встроенный микрочип 1 с технологией коммуникации ближнего поля NFC, выполнена, преимущественно, в виде кольца. Диаметр кольца может соответствовать диаметру ювелирного изделия, носимого на пальце, или диаметру ювелирного браслета, носимого на запястье. Защитное покрытие 8, которое может быть выполнено из пластика, керамики, композитных материалов и т.п., образует корпус устройства и может быть герметичными для обеспечения защиты от влаги, пыли и других неблагоприятных воздействий. Корпус устройства может быть использован в качестве ювелирного изделия в виде кольца, носимого на пальце, и обеспечивающий прочное, герметичное хранение электронных элементов устройства.
Микрочип 1 обеспечивает взаимодействие со считывателем, передавая ему кодированную информацию посредством радиосигнала. Рамочная антенна совместно с конденсатором образуют резонансный контур, являющийся антенной устройства - бесконтактной смарт-карты.
Таким образом, в предложенном изобретении достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной надежности устройства.
В частности, в устройстве введена защита от механических воздействий в процессе эксплуатации, поскольку микрочип помещен в надежный корпус, что практически исключает механическое воздействие. Выполнение корпуса герметичным защищает устройство от влаги и агрессивных воздействий окружающей среды. Существенно увеличена защищенность устройства от воздействия посторонних электрических и магнитных полей, повышена его чувствительность и расширена полоса рабочих частот антенны.
Устройство обеспечивает надежную фиксацию устройства на человеческом теле без использования дополнительных аксессуаров и его ношение не требует постоянного мысленного контроля владельца, что расширяет сферу применения устройства (например, можно использовать на пляже) и уменьшает риск его потери.
Особенностью устройства является наибольшая миниатюрность по сравнению с известными аналогами, его защищенность от воздействия агрессивных сред и возможность надежной фиксации на теле.