Brevet FR2644630A1 — publié le 19900921

PROCEDE D'ENCARTAGE DE MICROMODULES ET SON APPLICATION A LA REALISATION DE CARTES A PUCES L'invention se rapporte au domaine des cartes à puces, et plus particulièrement à l'encartage de micromodules comportant un circuit intégré dans la matière formant le corps de la carte. Pour la 'réalisation de cartes à puces, il est connu, notamment par la demande de brevet français n0 8811998 au nom de la demanderesse, un procédé d'encapsulation de circuits intégrés qui aboutit à la réalisation de micromodules de dimensions bien définies, présentant également d'autres avantages liés à la protection des contacts.Pour cela le micromodule est obtenu par - préparation d'une grille de conducteurs de connexion, - surmoulage sur lagrille d'une matiere isolante, dans un moule délimitant une forme telle que a) les ouvertures entre les conducteurs de la grille sont bouchées par la matière isolante, b) une première face de la grille est recouverte de matière isolante à l'exception des zones de contact pour le circuit intégré à encapsuler qui restent accessibles, c) des murs de matière isolante définissent une cavité autour de ces zones de contact, - mise en place d'un circuit intégré dans la cavité et connexion électrique de ce circuit avec les zones de contact accessibles sur la grille de conducteurs, - remplissage de la cavité avec une matière de protection, résine par exemple. Un tel micromodule est alors placé dans une cavité préparée à cet effet, dans une carte de matière plastique, par des méthodes classiques telles que le collage ou la soudure par ultrasons. Pour cette dernière méthode, la surface de la matière surmoulée peut être pourvue dtun profil adapté au matériau à souder. Très souvent, par ce type de méthodes, des défauts apparaissent à l'interface d'association entre le micromodule et le corps de la carte qui créent des contraintes dans la carte, affectant la durée de vie du produit résultant Il est également possible de réaliser le corps de la carte en même temps que lton y insère le micromodule par calandrage de feuilles de polymère dans lesquelles la forme approximative du micromodule a été prédécoupée : après avoir encollé le micromodule et l'avoir placé dans cette cavité, un pressage à chaud permet simultanément l'agglomération des feuilles de polymère entre elles-et le fluage du polymère dans les interstices entre la cavité et le micromodule en place. La colle permet de lier le support isolant du micromodule au matériau polymère du corps de la carte. Du fait du fluage, les feuilles de polymère agglomérées ne peuvent conserver la planéité. De plus des déformations peuvent intervenir. L'invention a pour objet un procédé d'encartage de micromodule qui ne présente pas les inconvénients précités et qui, notamment, permet de supprimer la phase d'encollage des micromodules qui précède habituellement l'encartage. Le procédé utilise le fait que l'on sait maintenant obtenir, lors de l'encapsulation du circuit intégré, un micromodule dont on peut exactement définir les dimensions. Selon l'invention, le procédé d'encartage de micromodule est caractérisé en ce qu'il consiste - à utiliser un micromodule de forme parfaitement définie, - à prévoir dans le matériau destiné à former le corps de la carte un volume correspondant exactement au micromodule à encarter, - et à effectuer l'insertion du micromodule dans le matériau formant le corps de la carte. L'invention a également pour objet l'application de ce procédé d'encartage pour la réalisation de cartes à puces. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées. La figure 1 est un schéma en coupe d'un micromodule comportant un circuit intégré et dont les dimensions sont parfaitement contrôlées ; La figure 2 est un schéma en coupe illustrant un premier mode de réalisation du procédé d'encartage suivant l'invention. La figure 3 est un schéma en coupe illustrant un deuxième mode de réalisation du procédé d'encartage selon l'invention. Sur la figure 1 le micromodule est constitué de la grille métallique de conducteurs I sur laquelle a été surmoulée, à l'aide d'un moule convenable, une matière isolante thermoplastique 2 qui d'une part forme des parois verticales définissant une carte, et qui d'autre part recouvre les ouvertures entre conducteurs de la grille. Le circuit intégré 3 est alors mis en place dans la cavité et les soudures des fils de contact sur les conducteurs sont effectuées. Ensuite, la cavité est remplie par une matière de protection 4 de type résine époxy par exemple. La surface du micromodule 10 ainsi obtenu ntest pas très régulière, mais l'épaisseur d'un tel module peut être ajustée à une valeur e, très précisément, par fraisage par exemple. De même, ses dimensions dans le plan de base sont parfaitement définies, et l'interface d'association avec la carte est donc parfaitement connue. Le procédé d'encartage consiste alors à définir, dans ce matériau destiné à former le corps de la carte un volume correspondant exactement- au micromodule à encarter, et à effectuer l'insertion du micromodule dans le corps de la carte, sans apport supplémentaire de matière et sans phase préalable d'encollage. Dans un premier mode de réalisation illustré par la figure 2, où le matériau plastique destiné à former le corps de la carte est sous la forme de feuilles de polymère, polychlorure de vinyle de 0.2 mm d'épaisseur par exemple, le micromodule peut être ajusté à une épaisseur multiple de 0.2 mm. Le volume nécessaire à l'insertion du micromodule est alors obtenu par simple découpe des feuilles de polymère 5 et 6 sur la figure 2. Le micromodule est alors mis en place dans la cavité ainsi formée par les feuilles 5, 6 et 7 et un calandrage à chaud de l'ensemble des feuilles de polymère 5, 6, 7 et 8 avec le micromodule 10 permet en même temps l'agglomération des feuilles formant le corps 20 de la carte, et leur adhérence au micromodule, à l'interface d'association Le fluage est minimum et la surface extérieure 21 de la dernière couche de polymère 8 est conservée plane. La carte ainsi réalisée a un très bon comportement mécanique en flexion et en torsion. Elle est également parfaitement compatible avec la mise en place d'une bande magnétique sur la face 21. Dans un second mode de réalisation, où le matériau destiné à former le corps de la carte est un matériau résine du type ABS par exemple, injecté dans un moule, le procédé d'encartage sera effectué de la manière suivante, comme illustré par la figure 3 : un moule 30 à la forme de la carte dispose d'une entrée d'injection de résine. Il dispose également d'un logement 40 dans lequel un piston 50 peut être actionné. Le micromodule à insérer est placé sur le piston au début de chaque cycle après avoir été préalablement chauffé. Puis, le plus rapidement possible, le volume de résine correspondant exactement au volume nécessaire pour former le corps de la carte est injecté dans le moule préchauffé, à 700C par exemple. Le remplissage du moule étant terminé, le micromodule y est inséré au moyen du piston.Le volume de matériau injecté et celui du micromodule étant complémentaires, une adhérence parfaite sera obtenue. De préférence le surmoulage de la grille par la matière isolante lors de l'encapsulation préalable utilisera un polymère à faible point VICA (80 à 90 C). Le matériau injecté formant le corps de la carte aura un point VICA légèrement supérieur à celui de la matière isolante (100 à 1100C par exemple). Le préchauffage du moule conférera au corps de la carte un état de surface satiné esthétique. D'une manière générale, le matériau plastique de la carte et la matière isolante surmoulée du micromodule seront choisis compatibles de façon qu'il y ait une adhésion du micromodule 10 au corps de la carte 20, quel que soit le procédé particulier utilisé par l'encartage. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. D'autres modes de réalisation qui permettraient de définir exactement le volume nécessaire à l'insertion du micromodule, puis de réaliser l'adhésion directe, à l'interface d'association, entre le micromodule et le corps de la carte, sont du domaine de l'invention. L'application essentielle du procédé selon l'invention est la réalisation de cartes à puces sur lesquelles il est également possible de placer une bande magnétique formant ainsi une carte à puces magnétique REVENDICATIONS 1 - Procédé d'encartage de micromodule, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un micromodule de forme parfaitement définie, à prévoir dans le matériau destiné à former le corps de la carte un volume correspondant exactement au micromodule à encarter, et à effectuer l'insertion du micromodule dans le matériau. 2 - Procédé selon la revendication 1 d'encartage d'un micromodule obtenu par surmoulage d'une matière isolante sur une grille de conducteurs pour former une cavité avec des parois verticales, une puce de circuit intégré étant placée dans cette cavité avant d'être protégée par une matière de protection déposée dans la cavité, caractérisé en ce que la matière isolante et la matière de protection du micromodule sont compatibles avec le matériau formant le corps de la carte. 3 - Procédé d'encartage selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le matériau destiné à former le corps de la carte est constitué de feuilles de polymère superposés dans lesquelles le volume exact du micromodule a été découpé, l'encartage étant effectué par insertion du micromodule dans le volume préparé, puis calandrage à chaud des feuilles de polymère, le micromodule et les feuilles de polymère étant jointifs à leur interface 4 - Procédé d'encartage selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il est effectué par injection du matériau destiné à former le corps de la carte dans un moule aux dimensions de la carte terminée, le moule étant muni de moyens d'insertion du micromodule par pression déclenchée lorsque le volume exact de matériau nécessaire pour former le corps de 1a carte a été injecté. 5 - Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, à la réalisation de cartes à puces, le micromodule incluant une puce de circuit intégré en contact avec une grille de conducteurs sur une face de la carte, l'autre face de la carte ainsi obtenue, plane et stable au cours du temps, pouvant recevoir une bande magnétique.