Brevet FR2627304A1 — publié le 19890818

CARTE LOGIQUE La présente invention se rapporte à une carte logique du genre comportant, d'une manière genérale, au moins un circuit logique et un connecteur, destiné à permettre le raccordement du circuit logique de la carte à une logique extérieure. Plus particulièrement, la présente invention concerne une telle carte se présentant sous la forme d'une carte de crédit et s' inscrit dans le développement des cartes porteuses de circuits logiques susceptibles d'assurer plusieurs fonctions telles que cartes d'accès à des zones controlées, cartes bancaires ou autres. En général, l'art antérieur montre que l'on peut constituer une carte logique en assemblant dans un bottier comportant au moins deux coquilles globalement planes, moulées en matière plastique, un connecteur, un circuit imprimé portant un ou plusieurs circuits logiques intégrés. Ce type de carte présente divers inconvénients. Tout d'abord, on observera qu'avant assemblage, la carte comporte au moins cinq éléments distincts : une coquille en au moins deux parties, un circuit imprimé, un connecteur et un ou plusieurs circuits logiques. Or l'assemblage d'un grand nombre d'éléments est nar nature coûteux. En l'espèce, il faut savoir que le connecteur comporte en général plus d'une douzaine de contacts qu'il faut raccorder, Dar exemple par soudure, au circuit imprimé, le ou les circuits intégrés devant eux-mêmes hêtre placés, fixés et raccordés sur ce circuit imprimé. Bien que ces opérations soient classiques, il n'en est pas moins souhaitable d'en réduire le nombre, notamment le nombre de soudures.De même, il est souhaitable, pour des raisons économiques, de 1imiter autant que possible le nombre de pièces moulées en plastique, pour éviter d'avoir, d'une part à les fabriquer, d'autre part à les manipuler. Par ailleurs, l'assemblage final du circuit imprimé, du connecteur et des deux demi-coquilles en plastique est une opération pouvant s'avérer délicate et susceptible de donner des résultats peu satisfaisants. En effet les techniques classiques d'assemblage font appel au collage des demi-coquilles. I1 en résulte une carte dont le boîtier est inhomogène et peut, de ce fait, présenter divers défauts tels qu'un manque d'étanchéité ou une plage de tenue en température relativement restreinte. Par ailleurs, il se pose un problème de protection du connecteur, surtout s > il s'agit d'un connecteur mâle où les contacts sont exposés. Ces -contacts mâles doivent, en effet, etre protégés autant que possible de l'environnement extérieur qui peut provoquer soit une déformation soit un arrachement desdits contacts. Il faut également protéger le connecteur et les contacts mâles de toute fausse manipulation lors du raccordement de la carte sur un connecteur femelle. I1 existe donc un besoin spécifique d'autant plus difficile à satisfaire que le connecteur male en question doit présenter une épaisseur assez réduite, pour pouvoir s'intégrer dans une carte dont le format est celui d'une carte de crédit et dont l'épaisseur est de l'ordre du millimètre. En définitive la demanderesse s'est donc trouvé confrontée simultanément à plusieurs problèmes techniques, en cherchant à - réduire autant que possible le nombre de pièces entrant dans la composition de la carte, - faciliter et réduire le coût de l'assemblage, - réaliser une carte homogène, - développer un connecteur répondant au cahier des charges succinctement rappelé plus haut. La présente invention résoud chacun de ces problèmes et vise à cet effet une carte logique du genre comportant au moins un circuit logique, un connecteur comportant une pluralité de languettes de contact, des moyens raccordant le circuit logique aux languettes et des moyens de protection du circuit et des moyens de raccordement, caractérisée en ce que, d'une part, les moyens de raccordement et les languettes du connecteur se présentent, partiellement tout au moins, sous forme d'une grille portant le circuit logique, et en ce que, d'autre part, la grille et le circuit sont noyés dans un bloc moulé en matière synthétique isolante ayant la forme de la carte et comportant une pluralité d'évidements, chacun de ces derniers dégageant, au moins partiellement, une face de contact d'une languette associée à l'évidement considéré, tandis que l'autre face de la languette est recouverte de matière synthétique, chaque évidement présentant de surcrolt deux parois latérales disposées de part et d'autre de la face de contact dégagée, la longueur de chaque évidement étant au moins égale à celle de la face de contact dégagée. Grâce à ces dispositions, l'ensemble des problèmes techniques évoqués plus haut se trouve résolu et on limite considérablement le nombre de pièces entrant dans la composition d'une carte, tout en en simplifiant la fabrication. En effet, une première simplification réside dans le fait que les moyens de raccordement et les languettes de contact se présentent partiellement sous la forme d'une grille portant de surcrott le circuit logique. Ce dernier est raccordé par soudure, soit directe, soit par l'intermédiaire de filaments aux languettes que comporte la grille, ces languettes comportant avantageusement une portion de raccordement et une portion de contact. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la grille, portant le circuit intégré raccordé aux contactes, se trouve ensuite noyée dans un bloc en matière synthétique isolante, ce bloc étant moulé et présentant la forme de la carte. On réalise ainsi en une opération de moulage la fabrication de la protection et du corps de la carte et l'assemblage de ce dernier avec la grille portant le circuit intégré. En- outre la carte obtenue est particulièrement homogène, ce qui lui confère une meilleure souplesse, étanchéité et tenue aux hautes et aux basses températures, que dans l'art antérieur. On observe par ailleurs que la carte comporte des évidements dans lesquels se trouvent les portions de contact des languettes. Plus précisément, chaque portion de contact est associée à un évidement au fond duquel elle se trouve disposée, l'évidement comportant deux parois latérales, tandis que la face du contact qui ne sert pas lors du raccord du connecteur pour établir un contact, est recouverte de matière synthétique. Le contact se trouve donc protégé au moins sur trois côtés et on observera que les évidements peuvent coopérer avec des doigts correspondants que peut comporter le connecteur femelle destiné à recevoir la carte, en sorte que d'éventuelles erreurs de manipulation rendent difficile une détérioration desdits contacts. I1 faut enfin noter que le connecteur est réalisé en meme temps que l'ensemble de la carte et ne nécessite pas une opération de fabrication et une opération de montage spécifiques. Avantageusement, dans un mode de réalisation préféré, la longueur de chaque évidement est sensiblement supérieure à celle de la face de contact dégagée. Grâce à cette disposition, l'extrémité de chaque languette formant contact se trouve sensiblement décalée du bord frontal de la carte et est, de ce fait, encore mieux protégée. D'ailleurs, dans ce mode de réalisation, selon une autre caracteristique de l'invention, on prévoit une surface oblique, dite "d'engagement", s'étendant longitudinalement entre l'extrémité de la languette et la face frontale de la carte, de sorte qu'une zone de butée progressive est ainsi ménagée pour l'enfichage de la carte dans un contacteur femelle, ce qui se traduit par une meilleure protection de la languette lors de cet enfichage. Avantageusement, la matière synthétique utilisée est une matière thermodurcissable, de préférence une résine à faible coefficient de retrait. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, la carte est plastifiée, ce qui permet de décentraliser la fabrication de la décoration de la carte de celle de la carte elle-même et de réaliser cette décoration conformément aux exigences particulières des utilisateurs (carte de crédit, clé d'accès, etc ...). Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 illustre en perspective, de façon schématique, un mode préféré de réalisation d'une carte conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de la grille utilisée dans la carte de la figure 1, - la figure 3 est une vue de cette même carte en plan, avec arrachement partiel du bloc de protection, - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue en plan illustrant un ensemble de grilles identiques à celle de la figure 2, en sortie de fabrication, et - la figure 6 est une vue agrandie partielle en coupe selon la ligne VI-VI d'une grille de l'ensemble illustré en figure 5. Selon le mode de réalisation choisi, représenté aux figures, une carte 10 comporte essentiellement un corps moulé en plastique. 20 et une grille 40 adaptée à porter un circuit intégré Il. La grille 40 comporte une armature 41 solidaire d'une platine 42 sur laquelle le circuit intégré li est fixé et une série de languettes 43 s'étendant essentiellement en sens longitudinal et comportant, d'une part, une portion de raccordement 44 venant en regard de la platine 42 et, d'autre part, une portion frontale 45 de contact. La grille 40 est métallique réalisée ici en fer nickel. Les grilles 40 sont fabriquées à partir d'une même bande métallique 50 par estampage. En sortie de fabrication les languettes 43 sont reliées à l'armature 41 par une barrette de liaison provisoire 51 réalisant de surcroît une équipotentielle. De la sorte on obtient ainsi après estampage une série de grilles 40 venant en bande continue dont tous les éléments sont solidaires entre eux. Une bande telle que la bande 50 peut facilement être manipulée et on observera, figure 5, qu'elle comporte un certain nombre d'encoches d'indexage 52 destinées à permettre sa manipulation au moyen d'un robot. En figure 6, il est illustré une coupe longitudinale d'une languette 43 au niveau de sa liaison avec la barrette 51. Cette liaison présente un profil de rupture comportant un amincissement de matière 55.L'épaisseur d'une languette 43 estici de 0,2 mm tandis que l'épaisseur au niveau de l'amincissement 55 est de 0,1 mm. Dans le mode de réalisation choisi et représenté, figure 4, le circuit logique 11 est collé sur la platine 42 et chacune de ses sorties est reliée à la portion de raccordement 44 d'une languette 43 au moyen d'un fil en or ou aluminium 12 soudé sur la portion de raccordement, selon une technique connue en soi. Conformément à un aspect de l'invention, la grille 40 portant le. circuit intégré 11 raccordé aux languettes 43, est noyée dans le bloc moulé 20 en matière synthétique. On observe, conformément à une autre caractéristique de l'invention, que le bloc comporte une pluralité d'évidements 21 dégageant, partiellement tout au moins, une face de contact 46 d'une languette, et plus précisément de la portion de contact 43 d'une languette 45 associée à chacun des évidements. La figure 4 montre que, par contre, la face 47, opposée'à la face de contact 46, se trouve. entièrement recouverte de matière synthétique. Par ailleurs, conformément à une autre caractéristique de l'invention, chaque évidement 21 présente deux parois 22 disposées de part et d'autre de la portion de contact 45 de la languette 43. Dans le mode de réalisation préféré représenté aux figures, on observe, figures 1 et 4, que la longueur de chaque évidement 21 est sensiblement supérieure à celle de la face de contact 46 dégagée. Grâce à l'ensemble de ces dispositions, la portion de contact 45 et notamment la face 46 dégagée se trouvent protégées, d'une part, latéralement par les parois 22 et, d'autre part, sur sa partie avant, puisque l'extrémité 48 de la languette 43 se trouve décalé vers l'intérieur par rapport à l'extrémité frontale 23 du bloc moulé 20. Conformément à une autre caractéristique particulièrement avantageuse du mode de réalisation représenté, figure 4, chaque évidement 21 présente en outre une surface 24 dite "d'engagement" s 'étendant au fond de l'évidement 21, présentant une pente oblique, et reliant l'extrémité frontale 48 de la languette 43 considérée à l'extrémité frontale 23 du bloc 20 constituant la carte 10. La surface d'engagement 24 fait fonction de butée progressive lors de l'engagement de la carte dans un connecteur femelle. Grâce à cette disposition, les portions de contact 45 des languettes 43 se trouvent protégées lors de l'engagement de la carte 10 dans une fiche femelle. Elles se trouvent également protégées de l'environnement et notamment des fausses manipulations ou chocs contre la partie frontale 23 de la carte. Dans le mode de réalisation choisi et représenté aux figures, le bloc 20 est moulé en emprisonnant la grille 40 selon une technique de moulage par transfert bien connue de l'homme de l'art sous l'appellation, d'origine anglo-saxonne, "transfer molding". Cette technique est particulièrement bien adaptée pour le moulage de matières telles que celle utilisée ici pour réaliser le bloc 20, à savoir le produit commercialisé par la Société NITTO sous la référence MPO 150 SG. Ce produit est un polymère thermodurcissable à faible coefficient de retrait qui polymérise de façon irréversible lorsqu'il est chauffé au-delà d'une température dite "point de transition", en l'espèce 160 . Il est utilisé un moule en deux parties qui est chauffé à une température de 175 C supérieure à celle du point de transition. La matière se trouve sous forme de poudre agglomérée en volumes ou "préformes" cylindriques correspondant chacun à la quantité de matière nécessaire pour remplir le moule utilisé. Ces moules correspondent en général à un ou plusieurs objets à fabriquer. Dans un mode préféré de réalisation, le moule utilise comporte six cavités correspondant chacune à une carte, ainsi que des canaux de liaison permettant à la matière de circuler. La matière est préchauffée à 90 ou 100 et se trouve alors dans un état pâteux. Elle est injectée de façon classique dans le moule. Le temps d'injection est déterminé, de façon connue en soi, pour que la matière, qui s'échauffe au contact du moule, atteigne la température de transition, c'est-à-dire 160 , lorsque le moule est entièrement rempli. A ce moment, la matière se trouve polymérisée et par conséquent durcie. Elle reste cependant maintenue dans le moule fermé pour assurer une polymérisation de l'ensemble de la matière, c'est-à-dire à l'extérieur et à l'intérieur de chaque bloc. La technique de moulage par transfert rappelée succinctement ici est dans son ensemble bien connue de l'homme de l'art et n'a donc pas besoin d'être décrite plus en détail. Les grilles 40 sont regroupées par six dans des bandes 50, telles que celle décrite plus haut à l'appui de la figure 5. Chaque grille correspond à un bloc et, par conséquent, à une cavité du moule qui en comporte six. La bande est positionnée par les encoches d'indexage 52, chacune des grilles 40 étant maintenue en position par les bandes latérales 50. Par ailleurs, on observera que, de façon classique, la barrette de liaison 51, d'une part, réalise d'une part, une équipotentielle, permettant de protéger les circuits logiques lors des opérations de moulage qui viennent d'etre décrites, et d'autre part, permet de maintenir en place lors de ces opérations, les languettes 43. L'ablation de cette barrette 51 se fait par cassure après polymérisation du bloc, cette cassure étant favorisée par le profil de cassure que présente chaque languette 43 au niveau de sa liaison avec la barrette de liaison 51, comme décrit plus haut à l'appui de la figure 6. Ces dispositions sont elles-même bien connues de l'homme de l'art. On observera que, grâce à l'invention le nombre de pièces à mettre en oeuvre est réduit puisqu'il se limite au départ à une grille et à un circuit intégré logique. De même le nombre d'opérations est réduit puisque, notamment, on évite de dupliquer les soudures comme dans l'art antérieur où on soude, d'une part, le circuit intégré sur un circuit imprimé et, d'autre part, on raccorde ce circuit imprimé à un connecteur. Enfin, le bloc de protection 20 est fabriqué et assemblé avec la grille 40 en une seule opération de moulage par transfert. Bien entendu, la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple et est susceptible de nombreuses variantes. REVENDICATIONS 1. Carte logique du genre comportant au moins un circuit logique, un connecteur comportant une pluralité de languettes de contact, des moyens raccordant le circuit logique aux languettes et des moyens de protection du circuit et des moyens de raccordement, caractérisée en ce que, d'une part, les moyens de raccordement (44) et les languettes (43, 45) du connecteur se présentent, partiellement tout au moins, sous forme d'une grille (40) portant le circuit logique (11), et en ce que, d'autre part, la grille (40) et le circuit (11) sont noyés dans un bloc moulé (20) en matière synthétique isolante ayant la forme de la carte (10) et comportant une pluralité d'évidements (21), chacun de ces derniers dégageant, au moins partiellement, une face de contact (46) d'une languette (43) associée à l'évidement considéré (21), tandis que l'autre face (47) de la languette est recouverte de matière synthétique, chaque évidement présentant de surcroit deux parois latérales (22) disposées de part et d'autre de la face de contact (46) dégagée, la longueur de chaque évidement (21) étant au moins égale à celle de la face de contact dégagée (46). 2. Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur de chaque évidement (22) est sensiblement supérieure à celle de la face de contact dégagée (46). 3. Carte selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'évidement présente en outre une surface oblique d'engagement (24) s'étendant longitudinalement entre l'extrémité de la languette (48) et l'extrémité frontale (23) de la carte (10). 4. Carte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la matière synthétique utilisée est une matière thermodurcissable à faible coefficient de retrait. 5. Carte selon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est, partiellement au moins, plastifiée.