Brevet FR2624999A1 — publié le 19890623

PROCEDE DE FABRICATION DE CARTES A PUCE L'invention concerne la fabrication des cartes à puce, c'est-à-dire des cartes contenant un circuit-intégré, et plus précisément des cartes destinées à un usage pour le grand public et qui sont de ce fait soumises à des contraintes d'environnement relativement sévères. Pour faciliter l'usage des cartes à puces dans le grand public, on a donné à ces cartes un format commode qui est celui des cartes de crédit habituellement utilises par le public. Ce format est un format aussi plat que possible afin que les utilisateurs puissent glisser les cartes à puces dans leur portefeuille comme ils y glissent leurs cartes de crédit. Par exemple, le format couramment adopté aujourd'hui est un format d'une dizaine de centimètres de long sur cinq centimètres de large environ, avec une épaisseur de 1 à 3 millimètres environ. Le public souhaite des cartes très plates, mais évidemment il en résulte une -plus grande difficulté de réalisation car la carte et le circuit qu'elle contient doivent résister aux déformations en flexion et torsion auxquelles la carte sera d'autant plus soumise que son épaisseur sera plus faible. En particulier, le montage. classique d'un circuit-intégré dans une carte consiste à fabriquer séparément un micromodule comportant à la fois le circuit-intégré et les bornes de connexion extérieures de la carte, et à loger ce micromodule dans une cavité ménagée dans la carte. Le micromodule est rendu solidaire de la carte par adhérence entre la résine d'enrobage qui protège le circuit-intégré et la matière plastique constituant le fond de la cavité de la carte. Par exemple, le micromodule comporte un circuit-intégré enrobé dans une résine époxy et la carte est en chlorure de polyvinyle. Lorsque la carte est soumise à des flexions et des torsions importantes, la cavité se déforme et il y a un ri#sque notable de décollement du micromodule, rendant la carte inutilisable. On a déjà essayé de limiter ce risque, et l'une des mesures qui a été adoptée est de placer la cavité non pas au centre mais dans un coin de la carte. En effet, lorsqu'on déforme une carte en la prenant entre le pouce et l'index et en lui faisant subir une flexion, on peut constater que le rayon de courbure de la déformation est plus important au centre que sur les bords. Cette mesure n'est cependant pas suffisante et on souhaite améliorer la tenue du micromodule dans une situation de torsion ou flexion de la carte. La présente invention propose un moyen pour améliorer cette tenue du micromodule, tout en conservant la possibilité de placer le micromodule dans un coin de la carte. Selon l'invention, on propose de durcir localement, à l'endroit de la cavité, la matière constituant la carte, par une opération de création de contraintes mécaniques plus fortes à cet endroit que dans l'ensemble de la carte. Une opération qu'on envisage plus particulièrement ici est une opération de forgeage de la cavité, c'est-à-dire une opération de déformation par martèlement, à une température qui est intermédia ire entre la température ambiante et la température de Vicat de la matière plastique constituant la carte. On rappelle que la température de Vicat (ou point de Vicat) est une température à laquelle on constate un ramollissement important de la matière; le point de Vicat est la température pour laquelle une tige dure de lmm de section sur laquelle pèse un poids de un kilogramme s'enfonce de 1 millimètre. Ainsi, l'invention se distingue des procédés de fabrication antérieurs qui ne comportaient pas une telle opération de durcissement local de la matière plastique autour de la cavité: dans la technique antérieure, les cartes étaient réalisées de la manière suivante: - ou bien on superposait des feuilles de matière plastique que l'on collait les unes par dessus les autres; les feuilles individuelles présentaient des découpes réalisées-par matriçage à froid (parfois appelé abusivement emboutissage), de sorte que la superposition des découpes constituait la cavité désirée; - ou bien la carte était réalisée par moulage par injection; alors, la forme de la cavité et la forme globale de la carte étaient réalisées en une seule opération, à chaud, à une température pour laquelle la matière plastique est fluide, c'est-à-dire bien au delà du point de vicat. Dans un cas comme dans l'autre, aucune opération de création de contraintes localisées tout autour de la cavité n'avait lieu. L'invention apporte une amélioration notable à la tenue mécanique des cartes à puces de faible épaisseur du fait que ce durcissement volontaire des bords de la cavité diminue considérablement la déformation propre de la cavité (et donc le risque d'arrachage du micromodule) en cas de déformation de l'ensemble de la carte. D'autres caractéristiques et avantages ' de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente en vue de dessus et en vue de profil une carte à puce de format classique; - la figure 2 représente une vue agrandie en coupe de la carte de la figure 1, montrant la cavité contenant un micromodule à circuit-intégré; - la figure 3 représente une coupe de la carte pendant le processus de création de contraintes localisées autour de la cavité. Sur la figure 1, on a représenté une carte à puce 10 de format carte de crédit, d'épaisseur comprise entre 1 et 3 millimètres environ. La carte est visible en vue de dessus d'une part, en vue de profil d'autre part. Elle comporte une cavité 12 pour recevoir un micromodule de circuit-intégré 14 dont les bornes de connexion électriques 16 affleurent dans le plan de la. surface supérieure de la carte. Comme on le voit sur les figures, la cavité 12 est située dans un coin de la carte et non pas en plein centre, car la cavité se déforme moins sur les bords qu'au centre lorsque la carte subit une flexion. La figure 2 représente une vue agrandie d'une coupe de la carte à travers la cavité 12. La carte 10 de la figure 2 est réalisée selon une technique connue consistant à superposer des feuilles de chlorure de polyvinyle que l'on colle ou qu'on fait adhérer entre elles par chauffage. Sur la figure 2, on a représenté à titre d'exemple une superposition de deux feuilles 10a et lob; la feuille îOa est une feuille rectangulaire ayant la forme extérieure générale de la carte; la feuille lOb a la même forme extérieure mais présente une découpe correspondant à la forme de la cavité 12; la superposition des feuilles lOa et lOb constitue la carte 10 avec la cavité 12. Les feuilles sont découpées à froid, par matriçage. Le micromodule 14, constitué d'une puce de circuit-intégré reliée à des bornes de connexion 16 et enrobée par une résine thermoplastique est placé à l'intérieur de la cavité 12 et est solidarisé du fond de la cavité par collage ou chauffage. Selon l'invention, la cavité de la carte est formée par une opération établissant des contraintes fortes sur la matière plastique du fond et des bords de la cavité. Plus précisément, on s'arrange pour établir un gradient de contraintes croissantes à mesure que l'on se rapproche de la cavité, les contraintes étant maximales au voisinage immédiat des bords et du fond de la cavité. Le procédé préférentiel adopté pour établir ces contraintes et ce gradient est un procédé de forgeage consistant à comprimer violemment la matière plastique constituant la carte alors que cette matière plastique est dans un état physique intermédiaire entre un état visqueux et l'état solide qu'elle a normalement à température ambiante. Le forgeage se fait en maintenant la carte sur une enclume 20 (figure 3), de préférence dans un logement 22 qui la maintient en position latéralement de tous les côtés, et en appliquant avec force sur la surface supérieure de la carte un marteau 24 dont la forme correspond à celle de la cavité 12 à réaliser. De préférence on maintient aussi la surface supérieure de la carte par une plaque 26 entourant le marteau 24. La plaque peut être solidaire ou non du marteau. Elle a pour fonction de retenir la matière plastique de la surface supérieure pour éviter un fluage de la matière plastique qui déformerait cette surface supérieure au moment de l'opération de forgeage. La température de la carte au moment de l'opération est comprise entre la température ambiante et la température de Vicat de la matière plastique de la carte. Elle est de préférence assez élevée pour que la matière soit légèrement visqueuse, mais quand même sensiblement au dessous du point de Vicat. Un ordre de grandeur acceptable pour la température est de 50 e C environ pour une matière plastique dont le point de Vicat se situe aux alentours de 70'C. D'une manière générale, on préférera une température sensiblement au milieu de l'intervalle entre la température ambiante et la température de Vicat. Dans une variante de réalisation, l'opération de forgeage de la cavité se fait sur une carte dont une ébauche de cavité, moins profonde que la cavité définitive à réaliser, a déjà été formée par des moyens classiques (superposition de feuilles prédécoupées par matriçage à froid ou moulage par injection). Sur la figure 3, représentant la carte pendant l'opération de forgeage, les petites flèches sous le marteau 24 représentent les lignes de force des contraintes qui se développent dans la carte et qui aboutissent à un durcissement très avantageux des bords de la cavité 12. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de cartes à puces plates, caractérisé en ce qu'on forme à la surface supérieure de la carte (10) une cavité (12) par une opération établissant dans la matière de la carte des contraintes élevées localisées tout autour des bords de la cavité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération d'établissement de contraintes localisées est une opération de forgeage consistant à marteler violemment la surface supérieure de la carte pendant que celle-ci est à une température telle que la matière dont elle est constituée soit dans un état intermédiaire entre son état solide à la température ambiante et un état visqueux. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'opération de forgeage est exécutée à une température sensiblement au milieu de l'intervalle entre la température ambiante et la température de vicat de la matière plastique considérée. 4. Procédé selon l'une des revendications l à 3, caractérisé en ce que l'opération de' forgeage est exécutée sur une carte comportant une ébauche de cavité moins profonde que la cavité définitive à réaliser.