Brevet FR2609820A1 — publié le 19880722

DISPOSITIF DE PROTECTION ELECTROMACNETIQUE ET ELECTROSTATIQUE POUR CARTES ELECTRONIQUES ET PROCEDE DE REALISATION DE CE DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique pour cartes électroniques ainsi qu'un procédé de réalisation de ce dispositif de protection. Les cartes électroniques, désignées par le terme de cartes de type "IC 2" pour "Intelligence Carrying Cards" en langue anglo saxonne, sont en général constituées de composants électroniques tels que mémoires EPROM, SRAM, EEPROM, ROM, microprocesseurs, batteries... connectés ou interconnectés sur un support par une technologie d'assemblage connue telle que les technologies désignées en langue anglaise par les termes de "Wire bonding, Tape automatic bonding surface mounting, ...". Le support est assemblé à un connecteur ou réalise lui-même la fonction de connectique, l'ensemble étant en général encarté, c'est-à-dire inséré dans un matériau isolant formant la carte proprement dite. Dans certaines applications des cartes IC 2 les circuits sont généralement réalisés en technologie C MOS. Ils sont conçus pour résister à des tensions électrostatiques données. D'autre part, il est nécessaire que les circuits et les réseaux d'interconnexion soient à l'abri de toutes perturbations de type électromagnétique. Différentes solutions ont été adoptées jusqu'à maintenant pour résoudre ce problème. Ainsi, selon une première solution connue, on recouvre le matériau diélectrique de la carte par des feuilles métalliques collées au corps en matériau diélectrique. Ces feuilles métalliques sont reliées électriquement à la masse par l'intermédiaire d'un moyen élastique conducteur tel qu'un ressort. Cette structure permet de réaliser sur le corps en matériau diélectrique qui peut être facilement statique dans son utilisation, une équipotentielle reliée à la masse du produit. On obtient aussi un blindage de la carte qui la met à l'abri des perturbations de type électromagnétique. Cependant, la structure ainsi obtenue pour se protéger contre les problèmes électromagnétiques est une structure hétérogène constituée de matière diélectrique et de métal qui, compte tenu des différences de dilatation entre les matériaux, ne permet pas d'obtenir une carte complètement étanche.D'autre part, plusieurs matériaux doivent être utilisés pour réaliser une seule fonction. Ces matériaux peuvent être polluants, notamment les colles utilisées pour connecter les feuilles métalliques sur le corps diélectrique, et résistènt mal à l'arrachement. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant un nouveau dispositif de protection électromagnétique et électrostatique pour cartes électroniques de type IC 2 ainsi qu'un procédé de réalisation dè ce dispositif de protection. Ainsi, la présente invention a pour objet une carte électronique du type constitué d'un module contenant au moins un microcircuit électronique et des bornes de contact extérieures reliées au module par un réseau de conducteurs, l'ensemble étant assemblé entre deux demi-coquilles en matériau diélectrique formant la carte proprement dite, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique intégré à chaque demi-coquille. Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de protection électromagnétique et électrostatique est constitué par une couche d'un matériau conducteur déposée sur au moins une partie de la face interne de chaque demi-coquille. De manière préférentielle, la couche en matériau conducteur est constituée par une peinture ou une laque conductrice telle que du nickel, le produit connu sous la dénomination STATICITE et vendu par ACL incorporated ou le produit connu sous la dénomination "VISTAT". Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de protection électromagnétique et électrostatique est constitué par les deux demi-coquilles réalisées en un matériau diélectrique chargé de particules conductrices. De préférence, les particules conductrices sont constituées par des oxydes métalliques tels que des oxydes de cuivre. D'autre part, pour éviter les courts-circuits, au moins les parties sensibles du module sont recouvertes d'un revêtement isolant. Ce revêtement peut être constitué par tout matériau diélectrique et notamment par une peinture ou une laque isolante, des résines epoxy, des silicones, etc... Selon une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif de protection électromagnétique et électrostatique comporte de plus un moyen mettant en contact les parties en matériau conducteur et la masse du micromodule. Ce moyen peut être constitué par un élastomère conducteur, par une colle conductrice, par un ressort. D'autre part, la mise en contact peut être réalisée par pression directe des deux demi-coquilles sur le support du microcircuit. La présente invention concerne aussi un procédé de réalisation d'un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique pour cartes électroniques, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer sur la face interne des deux demi-coquilles en matière diélectrique une couche d'un matériau conducteur. De préférence, le dépôt est réalisé par projection, par évaporation, par sérigraphie, par dépôt au pinceau, etc... D'autre part, une fois le dépôt réalisé et l'ensemble constitué du module et des bornes de contact extérieures inséré entre les deux demi-coquilles, celles-ci sont soudées ou collées ensemble de manière à former un blindage étanche. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaltront à la lecture de la description faite ci-après de divers modes de réalisation d'un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une carte électronique munie d'un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une carte électronique munie d'un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique conforme à la présente invention, et - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un autre mode de réalisation du dispositif de protection électromagnétique et électrostatique conforme à la présente invention. Dans les figures, les mêmes éléments portent les mêmes références. D'autre part pour faciliter la compréhension de la présente invention, les diverses dimensions de la carte électronique n'ont pas été respectées. Sur la figure 1 on a représenté un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique selon l'art antérieur. La carte à mémoire représentée sur la figure 1 comporte essentiellement un module relié à un connecteur symbolisé par la référence 7, l'ensemble étant encarté et muni d'un dispositif de protection électrostatique et électromagnétique. Le module comporte essentiellement un substrat-support 1 constitué par exemple, dans le mode de réalisation représenté, d'une carte imprimée sur laquelle a été gravé de manière connue un réseau de conducteurs permettant de relier deux microcircuits 2 aux bornes de contact extérieures contenues dans le connecteur 7 qui peut être, par exemple, un connecteur de type femelle. A la place d'un connecteur rapporté sur une extrémité de la carte imprimée 1, on peut utiliser de manière connue des contacts gravés.La connectique peut également utiliser un procédé électromagnétique de dialogue ou un système optique d'émission/réception. Les deux circuits représentés dans le mode de réalisation sont reliés au réseau de conducteurs gravés sur la carte imprimée 1 par des fils d'or 3 qui sont soudés respectivement sur les plots de contact de chaque microcircuit 2 et le conducteur correspondant de la carte imprimée 1. D'autres technologies d'assemblage peuvent être utilisées. Pour protéger les microcircuits, une goutte de résine 4 est en général déposée au-dessus de chacun d'eux. Le module ainsi réalisé est ensuite encarté de manière à obtenir une carte de type carte de crédit. Cet encartage est réalisé entre deux feuilles 5 et 6 formant deux demi-coquilles. Les feuilles 5 et 6 sont des feuilles d'un matériau diélectrique tel que les terpolymères acrylonitrile-butadiène-styrène, les chlorures de polyvinyle, les polycapronamides, les polyhexamethylenadipamides. La première feuille 5 destinée à venir sur les différents microcircuits 2 est munie de fenêtres 5' permettant le positionnement des microcircuits 2. L'autre feuille 6 comporte par exemple un évidement 6' pour recevoir le substrat-support 1. Ces deux feuilles 6 et fi sont soudées ensemble ou peuvent cotre obtenues en une seule pièce. Conformément à l'art antérieur, les deux feuilles 5 et 6 sont recouvertes extérieurement de feuilles conductrices 8 et 9 réalisées par exemple en acier inoxydable. Les deux feuilles conductrices 8 et 9 sont collées sur l'ensemble formé par les feuilles 5 et 6 en matériau diélectrique et le connecteur 7. Les feuilles 8 et 9 sont reliées à la masse du module par des ressorts 10 de manière à réaliser au niveau des feuilles 5 et 6 en matériau diélectrique une équipotentielle. L'inconvénient de ce dispositif de protection électromagnétique et électrostatique réside dans sa structure hétérogène qui ne permet pas d'obtenir une coquille complètement étanche à cause des différences de dilatation entre la matière plastique et le métal. Pour remédier à cet inconvénient la présente invention propose un nouveau dispositif de protection électromagnétique et électrostatique représenté sur la figure 2. Dans la carte représentée sur la figure 2, le module est réalisé de manière identique au module de la figure 1. Ce module a été encarté entre deux feuilles 20 et 21 de matériau diélectrique formant deux demi-coquilles, de manière à obtenir une carte du type carte de crédit. Comme représenté sur la figure 2, la feuille 20 de matériau diélectrique est munie de deux évidements 20' destinés à renfermer chaque microcircuit 2 tandis que la feuille 21 en matériau diélectrique est munie d'un évidement 21' destiné à recevoir le substrat-support 1. Conformément à la présente invention, une couche 22 d'un matériau conducteur a été déposée sur la face interne de la feuille 20, formant la première demi-coquille. D'autre part, une couche 22 de matériau conducteur a aussi été déposée sur la face interne de la feuille 21 en matériau diélectrique formant la deuxième demicoquille. Le dépôt a été réalisé par projection, par évaporation, par sérigraphie, au pinceau. Ces techniques permettent de contrôler de manière efficace l'épaisseur des couches 22 déposées. La couche en matériau conducteur est constituée par une peinture ou une laque conductrice telle que du nickel ou les produits connus sous les dénominations STATICITE, VISTAT. D'autre part, le contact entre les couches métalliques 22 et la masse du micromodule peut être réalisé de différentes manières, notamment par une colle conductrice référencée 23 ou par insertion d'un élastomère conducteur entre le substrat-support 1 et les couches conductrices 22, éventuellement par pression directe entre les couches conductrices 22 et le substrat-support 1 ou par un procédé de clipsage. Ainsi, lorsque les deux demi-coquilles réalisées par les feuilles 20 et 21 en matériau diélectrique sont assemblées ensemble et que le connecteur 7 est relié au circuit, on obtient un blindage parfait. En effet, les couches métalliques 22 déposées sur les faces internes des deux demi-coquilles 20 et 21 réalisent une cage de Faraday. Suivant les composants électroniques, leur méthode de report ou le système de connectique choisis, une protection sélective isolante peut être nécessaire. Pour ce faire, il suffit soit de déposer le matériau conducteur aux emplacements convenables, soit de protéger ces zones par un film isolant rapporté sur les coquilles ou sur le support d'interconnexion. Sur la figure 3, on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif de protection électromagnétique et électrostatique. Dans ce cas, un module identique au module de la figure 1 par exemple, est encarté entre deux feuilles 30 et 31 de matériau diélectrique qui, conformément à la présente invention, a été chargé de particules conductrices de manière à réaliser deux demi-coquilles "chargées". Les matériaux utilisables sont les mêmes matériaux diélectriques que ceux utilisés dans l'art antérieur, ces matériaux étant chargés d'oxydes métalliques conducteurs tels que des oxydes de cuivre. La carte ainsi obtenue présente les mêmes avantages que la carte de la figure 2. Elle peut être complètement étanche et réalisée à faible coût. Les deux demi-coquilles étant totalement conductrices, les parties sensibles aux courts-circuits seront recouvertes d'un revêtement 33 en un matériau isolant. Ce revêtement peut aussi être déposé sur le substrat-support 1, le connecteur 7 ou les microcircuits 2. Ce revêtement diélectrique peut être constitué par une peinture ou une laque isolante, des résines epoxy, des silicones, etc ... Le contact 33 entre les demi-coquilles conductrices et la masse du module est réalisé de manière identique au mode de réalisation de la figure 2. L'ensemble ainsi réalisé présente de nombreux avantages. Il est parfaitement insensible aux perturbations électromagnétiques et est étanche. La métallisation est indestructible car elle est réalisée par ou à l'intérieur du boîtier. Le poids de la carte est aussi plus faible et le prix de revient est diminué par rapport aux solutions de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Carte électronique du type constituée d'un module contenant au moins un microcircuit électronique et des bornes de contact extérieures reliées au module par un réseau de conducteurs, l'ensemble étant assemblé entre deux demi-coquilles en un matériau diélectrique formant la carte proprement dite, caractérisée en ce qu'il comporte un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique intégré à chaque demi-coquille. 2. Carte électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de protection électromagnétique et électrostatique est constitué par une couche (22) d'un matériau conducteur déposée sur au moins une partie de la face interne de chaque demi-coquille (20, 21). 3. Carte électronique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche en matériau conducteur est constituée par une peinture ou une laque métallique telle que du nickel, les produits connus sous la dénomination STATICITE, V15TAT. 4. Carte électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de protection électromagnétique et électrostatique est constitué par les deux demi-coquilles (30, 31) réalisées en un matériau diélectrique chargé de particules conductrices. 5. Carte électronique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les particules conductrices sont constituées par de l'oxyde métallique. 6. Carte électronique selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que au moins les parties sensibles aux courts-circuits sont recouvertes d'un revêtement isolant. 7. Carte électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un moyen (23, 32) mettant en contact leas parties en matériau conducteur et la masse du module. 8. Carte électronique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le moyen mettant en contact les couches en matériau conducteur et la masse du module est constitué par un élastomère conducteur, par une colle conductrice, par un ressort. 9. Procédé de réalisation d'un dispositif de protection électromagnétique et électrostatique pour carte électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer sur la face interne des demi-coquilles en matériau diélectrique une couche d'un matériau conducteur. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dépôt est réalisé par projection, évaporation, sérigraphie, dépôt au pinceau. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que, une fois le dépôt réalisé et l'ensemble constitué du module et des bornes de contact extérieures inséré entre les deux demi-coquilles, celles-ci sont soudées ou collées ensemble, de manière à former un blindage étanche.