Brevet FR2550010A1 — publié le 19850201

Module électronique pour carte à mémoire et procédé de fabrication de ce module. La présente invention est relative aux cartes portatives à mémoire, du type contenant un circuit intégré, et plus particulièrement à la structure de l'ensemble ou module électronique qui est enrobé dans la carte, ce module comprenant la pastille de circuit intégré et son -réseau de connexions montés sur un film support séparé. On connait déjà des cartes à mémoire renfermant intérieurement un circuit intégré et ne laissant apparaître extérieurement que des plages de contact permettant de connecter le circuit intégré enrobé dans la carte avec un appareil d'échange et de traitement de données. Une carte de ce type et le procédé d'insertion du circuit dans la carte sont par exemple décrits dans la demande de brevet français NO 82-00956 déposée le 22 Janvier 1982 par la Demanderesse.Dans ces réalisations, le circuit intégré est monté à l'intérieur d'une fenêtre par l'intermédiaire d'un réseau de connexions reliant les bornes à des plages de contact réalisées sur un film support en matière souple, tel que le film appelé habituellement TAB (transport automatique sur bande) utilisé pour la manipulation des pastilles de circuit intégré, et cet ensemble est enrobé à l'intérieur de la carte. Généralement, quand il existe une connexion de masse, celle-ci est réalisée sur le film support. Cependant, pour réduire les dimensions de la pastille de circuit intégré, on est conduit à utiliser un circuit réalisé en technologie N-MOS. Or, avec cette technologie, pour pouvoir programmer le circuit intégré il est nécessaire d'avoir un contact électrique de très bonne qualité entre le substrat du circuit intégré et le conducteur de masse, c'est-à-dire d'avoir une surface importante de contact é lectrique. Par suite, l'utilisation d'une connexion de masse sur le film support n'est plus admissible. L'invention a donc pour objet un module électronique dans lequel est prévue une connexion adaptée de la pastille de circuit intégré à la masse tout en améliorant le processus de montage du circuit intégré sur le film support par rapport aux techniques de l'art antérieur. Le module électronique, suivant l'invention comporte un élément de film isolant servant de support et présentant une fenêtre centrale dans laquelle est disposée une pastille de circuit intégré dont les bornes sont reliées à des plages de contact déposées sur le film par un réseau de connexions, et il est caractérisé en ce que ladite pastille de circuit intégré comporte un socle métallique constitué & par une plaquette massive ayant des dimensions au moins égales à celles de la pastille et inférieures à celles de la fenêtre, ledit socle étant fixé sur la pastille du côté opposé à celui où se trouvent les bornes et étant relié par au moins une connexion particulière à l'une des plages de contact du film support, cette dernière plage servant d'électrode de masse. Suivant une caractéristique de l'invention, ladite connexion particulière relie le socle à un conducteur déposé sur le film et entourant lesdites plages de contact, ce conducteur étant relié à la plage servant d'électrode de masse. En outre cette disposition permet, si le socle déborde un peu du circuit intégré, comme dela est prévu dans un mode préféré de réalisation de l'invention, d'utiliser un circuit imprimé simple face dans lequel l'ensemble des connexions électriques (circuit intégré et masse) est déjà réalisé sur le circuit imprimé avant le montage du circuit intégré. Outre l'avantage de permettre l'adoption d'une technologie N-MOS pour le circuit intégré, les dispositions précédentes se prêtent encore à la protection du circuit contre l'existence de potentiels électrostatiques dans la carte en formant un écran autour du circuit intégré et en assurant un écoulement par l'électrode de masse des charges électrostatiques qui auraient pu s'accumuler dans la carte. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le conducteur entourant les plages de contact et/ou certaines de ces plages de contact présentent des pointes dont la distance entre ltextrémité de la pointe et le conducteur adjacent est de l'ordre de 0,15 mm. L'invention est aussi relative à un procédé de fabrication du module précédent, caractérisé en ce qu'il consiste à : - fournir un ruban muni d'ouvertures de configuration telle qu'une série de socles restent attachés en des emplacements régulièrement espacés du ruban par des languettes de maintien, - coller -sur ledit ruban à chaque emplacement d'un socle une pastille de circuit intégré par sa face opposée à celles où se trouvent les bornes, et découper ledit ruban en éléments comportant chacun une pastille de circuit intégré équipée de son socle, - faire dérouler un film souple présentant une pluralité de fenetres et d'ensembles de plages de contact et de réseaux de connexions régulièrement espacés, et - souder les bornes de chacune des pastilles de circuit intégré aux réseaux de connexions respectifs du ruban. Les modules ainsi formés sont alors prêts à étre respectivement insérés dans les évidements préparés dans les cartes et enrobés par exemple suivant le procédé d'insertion décrit dans la demande précitée. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en relation avec le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif. Sur ce dessin - la fig. 1 représente une vue en perspective d'un module électronique conforme à l'invention, - la fig. 2 est une coupe transversale du module précédent suivant une ligne 2-2 de la figure 1, - la fig. 3 est une vue agrandie d'une disposition additionnelle avantageuse, - les figs. 4 à 7 illustrent les differentes étapes du procédé de fabrication de modules électroniques suivant l'invention. Les figures 1 et 2 montrent un module électronique 10 selon l'invention. Le module 10 comprend un élément de film support 12 réalisé en un materiau isolant de préférence souple au centre duquel est ménagée une fenêtre 14. Dans l'exemple considéré, le socle déborde du circuit intégré pour qu'une partie de sa face tournée vers le circuit intégré soit dégagée. Il est constitué par une plaquette massive qui est ainsi rapportée sur la face du circuit intégé qui est dépourvue de borne de contact. Le module électronique comprend également un circuit intégré 16. Comme on le voit mieux sur la figure 2, le circuit intégré 16 comprend une première face sur laquelle sont disposées les bornes 18 de connexion. Sur la face opposée est collé à l'aide d'une colle conductrice, un socle conducteur métallique 20.Le socle 20 a des dimensions au moins égales à celles de la face du circuit intégré sur laquelle il est collé, mais inférieures à celles de la fenêtre 14. Dans exemple considéré le socle déborde du circuit intégré pour qu'une partie de sa face tournée vers le circuit intégré soit dégagée. Il est constitué par une plaquette massive qui est ainsi rapportée sur la face du circuit intégré qui est dépourvue de borne de contact. Le module électronique comprend encore des plages de contacts 22, au nombre de huit dans l'exemple considéré, qui sont régulièrement réparties de chaque coté de la fenetre 14 sur une face 13 du film support 12. Chaque plage 22 se prolonge par une patte de connexion 24. L'extremité libre de chaque patte 24 est soudée sur une borne 18 du circuit intégré. Comme le montre mieux la figure 2, les pattes 24 sont coudées et pénètrent dans la fenêtre 14 de telle manière que le socle 20 se trouve sensiblement au même niveau que la face du support isolant 12 portant les plages de contact le circuit 16 venant se loger à l'intérieur de la fenêtre 14. Comme le montre la figure 1 le support isolant comporte en outre, de préférence, une ligne de métallisation fermée 26 entourant l'ensemble des plages de contact. La métallisation 26 est reliée à une des plages de contact 22 formant électrode de masse par une métallisation 28. Enfin la métallisation 26 est raccordée par les deux métallisations 30 au socle 20. Plus précisement, de préférence dans cet exemple les extremités libres des métallisations 30 sont soudées sur la face du socle 20 qui reçoit également le circuit intégré 16. Ainsi le socle et la métallisation de garde 26 sont reliés électriquement à la plage de contact de masse. On comprend qu'ainsi la mise à la masse du circuit intégré se fait par l'intermédiaire du socle 20 qui est en contact électrique avec la totalité de la face "arrière" du circuit intégré. On obtient ainsi un excellent contact de masse. Il faut observer de plus que les métallisations 30 renforcent la liason mécanique entre le support isolant 12 et le circuit intégré 16 qui est "suspendu" dans la fenêtre 14. En effet les soudures des pattes de connexions 24 sur les bornes du circuit intégré ne peuvent assurer une bonne fixation du circuit intégré. Au contraire la soudure entre les met llisations 30 et les portions débordantes du socle 20 est plus résistante du point de vue mécanique. Il faut remarquer que, après la mise en place du module électronique dans la carte à mémoire, le circuit électronique et les connexions électriques sont enrobés dans un matériau isolant. Il peut être interessant de suréléver les plages de contact 22. Pour cela on peut souder une plaquette métallique, référence 32 sur la figure 2, au dessus de chaque plage de contact selon le procédé décrit dans la demande de brevet français NO 82-03994 déposée le 10 Mars 1982 par la Demanderesse. La structure qui vient d'être décrite permet ainsi de réaliser un module électronique 10 dans lequel la pastille de circuit intégré 16 est munie d'un socle métallique collé au dos de la pastille elle-même, cette pastille étant néamoins montée à l'intérieur de la fenêtre 14 de l'élément de film 12, film sur lequel ont été préalablement réalisés un ensemble de réseaux de connexions 22 à 30. Du fait de la qualité du contact de masse, le circuit intégré 16 peut ainsi être choisi en technologie N-MOS de manière à occuper le moins de place possible. L'anneau de protection (formé par la métallisation 26) permet d'isoler le circuit 16 en formant un écran contre les potentiels électrostatiques qui peuvent prendre naissance, par exemple, par frottements au cours de son utilisation, dans le corps d'une carte à mémoire renfermant le module 10, et facilite l'écoulement des charges parasites par l'électrode de masse. Une telle carte est notamment utilisable pour des transactions ou des contrôles d'accès. Une disposition additionelle, représentée à plus grande échelle à la fig. 3, facilitant encore l'écoulement de charges parasites consiste à prévoir sur le conducteur 26 et/ou une ou plusieurs plages 22 adjacentes des saillies 40 en forme de pointe dont la distance entre extrémités de pointes ou d'une point et d'une surface conductrice adjacente est de l'ordre de 0,15 mm; cette disposition utilisant l'effet de pointe favorise l'amorce de microarcs assurant l'écoulement des charges parasites. Les figures 4 à 7 illustrent les principales étapes du procédé selon l'invention pour réaliser le module électronique. Dans une première phase illustrée par la figure 4 on réalise dans une bande mince 50 en matériau conducteur, par exemple du cuivre, des découpes 52 pour isoler du reste de la bande des éléments rectangulaires destinés à former les socles 20. Chaque socle 20 reste rattaché au reste de la bande par des languettes étroites 54. Dans l'étape suivante, représentée sur la figure 5, on colle un circuit intégré 16 sur chaque socle 20 à l'aide par exemple d'une colle epoxy conductrice (H20S). La colle est polymerisée en faisant passer l'ensemble dans un four à atmosphère neutre à 1750 C où le ruban est maintenu environ 45 secondes. On obtient ainsi une bande avec une succession de socles 20 sur lesquels sont fixés des circuits intégrés 16. La figure 6 illustre la préparation du support isolant avec ses métallisations. Cette technique est communément appelée TAB (transport automatique sur bande). Elle consiste à partir d'un film souple 60 réalisé en un materiau isolant, par exemple en polyamide ou en polyester. On ouvre à intervalle régulier les fenêtres 14 le long de ce film. Ensuite on réalise les métallisations. Pour celà selon une forme de réalisation on peut recouvrir l'ensemble du film d'une mince couche métallique, par exemple en cuivre, qui est soudée au film. Puis, par une technique de photogravure, on élimine une partie de la métallisation pour ne laisser subsister que ce qui doit donner les métallisations 22 à 30. On voit que, par cette technique, il est aisé d'obtenir en particulier les métallisations 24 et 30 qui sont partiellement disposées au dessus de la fenêtre 14. On obtient alors la bande avec ses métallisations représentées sur la figure 6. Puis les métallisations 24 et 30 sont courbées vers l'intérieur de la fenêtre 14 pour permettre leur soudage respectivement sur le circuit intégré 16 et sur le socle 20. Enfin, à un poste de soudage, on fait défiler la bande 60 avec ses métallisations. Par ailleurs, on coupe les languettes 54 reliantun socle 20 équipé de son circuit intégré au reste de la bande 50. Avec unmoyen de préhension, on saisit le socle 20 ainsi individualisé et on le positionne pour que les bornes 18 du circuit intégré soient en regard des extrémités des pattes de connexion 24. L'appareil de soudage soude alors les pattes 24 sur les bornes 18, puis les extremités des métallisations 30 sur le socle 20. Il est important de souligner que, grâce au fait que le contact de masse est constitué par une plaquette massive, et que dans le mode préféré de réalisation, cette plaquette déborde du circuit intégré, toutes les soudures peuvent être réalisées à partir d'une même face du substrat isolant. On obtient alors la bande 60 sur laquelle sont montés les circuits intégrés 16 avec leur socles 20 et les differentes métallisations (figure 7). Il suffit alors de découper la bande 60 pour donner à chaque support isolant 12 son contour définitif. I1 est intéressant d'observer que les modules comportent la totalité de leurs connexions électriques. Il est donc possible de les tester complètement avant leur montage dans la carte. Il faut également faire remarquer que le procédé selon l'invention ne nécessite comme usinage du film isolant, que l'ouverture des fenêtres 14. Un tel usinage est d'une mise en oeuvre très aisée si on la compare à d'autres procédés qui impliquent la réalisation de cuvettes dans le film isolant. REVENDICATIONS 1 - Module électronique pour carte à mémoire, comportant un élément de film isolant servant de support et présentant une fenêtre dans laquelle est disposée une pastille de circuit intégré dont les bornes sont reliées à- des plages de contact déposées sur une face dudit film par un réseau de connexions, caractérisé en ce que ladite pastille de circuit intégré comporte un socle métallique formé d'une plaquette massive ayant des dimensions au moins égales à celles de la pastille et inférieures à celles de la fenêtre, ledit socle étant fixé sur la pastille du côté opposé à celui où se trouvent les bornes et étant relié par au moins une connexion particulière à l'une des plages de contact du film support, cette dernière plage servant d'électrode de masse. 2 - Module électronique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite connexion particulière relie le socle à un conducteur fermé déposé sur le film et entourant lesdites plages de contact, ce conducteur étant relié à la plage servant d'électrode de masse. 3 - Module électronique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pastille est logée dans ladite fenêtre et disposée par rapport au film de manière que le socle soit du même côté que les plages de contact. 4 - Module electronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le socle a des dimensions supérieures à celles de ladite pastille pour présenter une portion débordante, et en ce que ladite connexion particulière a une extrémité fixée à ladite partie débordante sur la face de celle-ci tournée vers ladite pastille. 5 - Module électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites connexions du réseau de connexions penètrent partiellement dans ladite fenêtre et en ce que ledit socle est au moins partiellement disposé dans ladite fenêtre. 6 - Module électronique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pastille est fixée sur le socle au moyen d'une colle époxy conductrice. 7 - Module électronique pour carte à mémoire, comportant un élément de film isolant servant de support et présentant une fenêtre dans laquelle est disposée une pastille de circuit intégré dont les bornes sont reliées à des plages de contact déposées sur une face dudit film par un réseau de connexions, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un conducteur fermé disposé sur ladite face du film et entourant lesdites plages de contact, ledit conducteur fermé étant électriquement relié à une desdites plages de contact formant électrode de masse, ledit conducteur fermé et/ou certaines desdites plages de contact présentant des pointes dont la distance entre l'extrémité d'une pointe et le conducteur adjacent est de l'ordre de 0,15 mm. 8 - Procédé de fabrication d'un module électronique, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de - fournir un ruban métallique pourvu d'ouvertures de configuration telle qu'une série de socles restent attachés en des emplacements régulièrement espacés du ruban par des languettes de maintien, - coller sur ledit ruban à chaque emplacement d'un socle une pastille de circuit intégré par sa face opposée à celle où se trouvent les bornes, et découper ledit ruban en éléments comportant chacun au moins une pastille de circuit intégré équipée de son socle, - faire dérouler un film souple présentant une pluralité de fenetres régulièrement espacés et sur une même face dudit film, une pluralité d'ensembles de plages de contact et de réseaux de connexions et de connexion particulière, chaque ensemble étant associé à une desdites fenêtres, - relier les bornes de chacune des pastilles de circuit intégré aux réseaux de connexions respectifs du film, et chaque socle à une des connexions particulières, et - découper ledit film pour obtenir la forme souhaitée de chacun desdits supports.