Brevet FR2636776A1 — publié le 19900323

DESCRIPTION Dispositif comportant un circuit électronique monté sur un support souple, protégé contre les décharges d'électricité statique, et carte souple le comprenant.* Le présente invention a pour objet un dispositif comportant un circuit électronique monté solidairement sur un support souple comportant au moins une piste conductrice à la- quelle une face supérieure dudit circuit est reliée par au moins un fil conducteur, ledit montage solidaire étant obtenu d'une part par solidarisation, au moyen d'une colle conductri- ce, d'une face inférieure du circuit électronique et du sup- port souple et d'autre part par adjonction autour du circuit d'une résine, qui n'enrobe aucun fil conducteur, ledit dispo- sitif étant revêtu extérieurement d'un vernis de protection. Le dispositif proprement dit est constituée par un composant de circuit intégré dit encore microcircuit collé sur un circuit imprimé. Ce dispositif est couramment utilisé comme module actif dans une carte souple en matière plastique, l'en- semble constituant une carte électronique, encore appelée car- te à mémoire et/ou à microprocesseur. Deux problèmes techniques majeurs se posent pour la fabrication de la carte électronique. Le premier problème est celui de la tenue mécanique du dispositif sur la carte support, suite aux flexions et tor- sions auxquelles est inévitablement soumise la carte électro- nique lors de son utilisation. Il est connu de résoudre ce premier problème techni- que en prenant des dispositions particulières pour la concep- tion du dispositif, de la carte support et pour la solidarisa- tion de ceux deux éléments concernant le dispositif. Il s'agit de disposer ladite résine sur au moins deux bords latéraux op- pos6s du circuit de façon qu'elle déborde sur les deux autres bords latéraux et de manière telle qu'aucun fil conducteur ne soit enrobé. La carte support comporte quant à elle un loge- ment muni localement en son fond d'une charge de résine qui constitue une entretoise entre le fond du logement et la partie supérieure du microcircuit lors de la solidarisation du dispositif à la carte par collage des bords du circuit imprimé du dispositif aux bords du logement de la carte. Il demeure ainsi, après solidarisation un espace libre, à l'intérieur du- dit logement, dans lequel les conducteurs peuvent suivre sans effort nuisibles à leurs contacts d'extrémités les déforma- tions répétées de la carte électronique. Le deuxième problème technique que se propose de résoudre la présente invention est la formation de charges électrostatiques sur la carte électronique, pouvant conduire à perturber le fonctionnement ou même à détruire le microcir- cuit, surtout si ce dernier est réalisé en technologie MOS. Cette accumulation de charges électrostatiques est due à l'utilisation de la carte en matière plastique dans des envi- ronnements divers provoquant des frottements générateurs de tribo-électricité tels que le transit dans la poche de l'uti- lisateur, le passage dans divers appareils électroniques de banque ou autres destinés à coopérer avec la carte. De la de- mande de brevet français 2 480 008 on connaît une carte élec- tronique dont le circuit électronique ainsi que les conduc- teurs, qui y sont reliés et qui se terminent par des bornes de contact sont enrobés dans un matériau plastique. Pour éviter les décharges électrostatiques entre bornes de contact, un vo- lume conducteur équipotentiel constituant une cage de Faraday entoure au moins partiellement le circuit électronique. Ce montage présente l'inconvénient de n'être pas mécaniquement sûr, étant donnée sa rigidité, notamment le fait que les con- ducteurs issus du circuit ne sont pas libres. Ce montage pré- sente aussi un défaut électrique du fait que, lorsque le cir- cuit est mis sous tension il peut exister des courants de fui- te ou des court-circuits nuisibles entre conducteurs ou bornes de contacts voisins. Une autre solution connue pour remédier & l'inconvénient des décharges électrostatiques consiste & faire subir à la carte support en matière plastique un traitement antistatique de surface. Cette opération est en général réali- sée par dépôt d'un liquide antistatique sur la surface externe du support. On constate que la tenue dans le temps de ce trai- tement est aléatoire compte tenu des utilisations variées des cartes à mémoire qui provoquent l'arrachement progressif de cette couche antistatique externe. Encore une autre solution consisterait à traiter dans la masse avec un produit antista- tique les feuilles de matière plastique constituant la carte support. Dans ce dernier cas, cependant, les procédés actuels d'obtention des cartes supports par laminages à chaud sont in- compatibles avec le traitement précité. L'idée première de l'invention consiste à faire su- bir un traitement antistatique à l'environnement immédiat du microcircuit en mettant à profit la structure particulière connue indiquée ci-dessus visant à résoudre le problème de te- nue mécanique du microcircuit sur son support, et qui laisse les conducteurs libres à l'intérieur d'un logement de la car- te. Les inconvénients de l'art antérieur sont atténués ou supprimés grâce au fait que le dispositif décrit au premier paragraphe est remarquable en ce que ladite colle conductrice, ladite résine et ledit vernis de protection contiennent quel- ques % en poids ou en volume d'un agent antistatique liquide. Le microcircuit ainsi protégé contre la formation d'électricité statique sur tout ou partie de ses faces peut ensuite être solidarisé comme décrit ci-dessus à la carte sup- port. Un mode de réalisation préféré de la carte électro- nique selon l'invention consiste en ce que cette dernière com- porte, sur les parois de son logement, une couche de produit antistatique, ainsi qu'un dispositif traité avec un agent an- tistatique comme indiqué ci-dessus, collé dans ledit logement. La description qui suit en regard des dessins anne- xés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures la et lb représentent une vue de dessus et en coupe verticale suivant A-A' respectivement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 2 montre, en coupe verticale, un disposi- tif selon l'invention après insertion dans un logement d'une carte supporte l'ensemble constituant une carte électronique. Selon les figures la et lb, un circuit électronique par exemple une pastille semi-conductrice I est collé de ma- nière conductrice sur une couche conductrice 2, en l'espèce une feuille de cuivre Cu sur laquelle sont déposées électroly- tiquement une couche de Ni, puis une couche d'Au, disposée à la face inférieure d'une couche isolante, en. l'espèce un film polyester 3. La couche isolante 3 et la couche conductrice 2 forment un support souple. La couche de colle conductrice 4 peut être une résine époxy contenant au moins de l'Ag. Cette couche de colle 4 adhère à la surface inférieure du substrat de la pastille 1. La couche conductrice 2 présente des ouver- tures 21 la séparant électriquement en différentes zones 22 permettant d'isoler les prises de contact électrique. Des puits 31 traversent la couche isolante 3 de manière à permet- tre la mise en place par soudure ultra-sons de fils de conne- xion 5 entre la face supérieure de la pastille 1 et les zones correspondantes 22. On notera que la zone métallique à laquel- le est collée la pastille 1 s'étend autour des zones 22 de fa- çon à constituer un anneau de garde 23 qui protége, extérieu- rement, de façon connue, les zones conductrices 22 contre les décharges électrostatiques. On trouvera une description plus détaillée d'un exemple de mise en oeuvre dans la demande de brevet français FR 2 580 416 déposée le 12 avril 1985 et intitulée procédé et dispositif pour fabriquer une carte d'identification électro- nique". Une résine polymérisable 6, par exemple une résine époxy est disposée en 61 le long de deux bords opposés de la pastille semiconductrice 1. La résine est dosée de manière que, après un palier de température suffisant pour ramollir la résine sans la polymériser, celleci flue le long de canaux 11 entre deux autres côtés opposés de la pastille 1 et les bords adjacents de la couche isolante 3 de manière à former deux zo- nes 62 de résine rejoignant les régions de bord 41 de la colle conductrice. Du fait de ce fluage, la forme des zones 11 revêt latéralement un profil progressif qui d'une part augmente la surface d'adhérence et d'autre part évite toute rupture de section qui seraitfavorable à des ruptures mécaniques lors de l'utilisation. En outre, dans l'exemple représenté, les zones 11 sont situées en dessous des fils conducteurs 5 qui restent donc non enrobés par la résine 6. En outre, les zones 61 et 62 de résine ne débordent pas en hauteur au dessus de la face su- périeure de la pastille 1, ce qui n'introduit aucun inconvé- -nient lors du montage ultérieur dans le logement d'une carte. On notera que le fluage de la zone 61 peut produire, sur les deux autres côtés latéraux opposés de la pastille 1 quatre zo- nes qui ne se rejoignent pas. Du point de vue mécanique, la qualité de l'adhérence est pratiquement la même que dans le mode de réalisation de la figure 1, car le point le plus im- portant est que la résine polymérisable entoure les coins de la pastille semiconductrice 1. La mise en oeuvre d'une colle conductrice 4 pour la face inférieure de la pastille 1 et d'une résine polymérisable pour les côtés de celle-ci permet en outre d'améliorer le con- tact électrique de la face inférieure de la pastille avec la couche 2. En effet, il est possible d'utiliser des résines très fortement chargées en particules métalliques, en l'espèce Ag, et qui présentent intrinsèquement de moins bonnes perfor- mances mécaniques, étant donné que la fonction d'adhérence est en grande partie remplie par la résine polymérisable. La phase finale de la fabrication du dispositif de la figure 1 consiste à revêtir ce dernier d'une couche de ver- nis protecteur 7 sur toute sa face supérieure, y compris les fils conducteurs 5. Selon l'invention, pour protéger la pastille 1 qui constitue le circuit électronique contre les décharges d'élec- tricité statique qui peuvent résulter de différences de poten- tiel élevées entre la pastille 1 et son environnement immé- diat, il est prévu d'incorporer dans de faibles proportions un agent antistatique aux matériaux qui entourent la pastille sur ses différentes faces, à savoir la colle conductrice 4 à la face inférieure et une partie des bords latéraux, la résine polymérisable 6 aux bords latéraux et le vernis 7, à la partie supérieure et éventuellement à une partie des bords latéraux ainsi qu'autour des fils conducteurs 5. On utilise de préfé- rence un agent antistatique-liquide, dans une proportion de 5 à 7 % en volume, cet agent pouvant être différent selon les types de matériaux précités auxquels il est chaque fois incor- poré de façon à ne pas altérer les autres propriétés mécani- ques et électriques souhaitées pour ces matériaux. Les agents antistatiques qui conviennent pour les matériaux en question sont décrits dans la littérature technique. Il s'agit par exemple de colle argent pour la colle conductrice 4, de H 90 ou 353 pour la résine polymérisable 6, et de KATAFORT 680 con- nu sous la marque PROGYVEN, à raison de 7 % en volume, pour le vernis protecteur 7. Selon la figure 2, le dispositif, en l'espèce celui des figures la et lb est, après découpe, retourné et collé en 82 par la face supérieure de la pastille 1, ainsi qu'en 83 par la face supérieure de la couche isolante 3 tans un embrève- ment périphérique 84 du logement 81. Le col-age en 82 peut être réalisé par une couche de résine polyuréthane, alors qu'en 83 celui-ci peut être réalisé par un adhésif double face pelable 9 selon la technique décrite dans la demande de brevet français FR 2 580 416 précitée. Dans ce cas, la couche pela- ble 91 de l'adhésif 9 sert de masque au vernis de protection 7. La carte support 8 peut être réalisée en chlorure de polyvinyle (PVC), polycarbonate, ou autre matière plastique souple. La carte support peut ne pas être traitée avec un ma- tériau antistatique, le montage du dispositif dans le logement de la carte s'effectuant comme décrit ci dessus. Selon un mode de réalisation préféré, une couche de revêtement antistatique est vaporisée contre les parois du lo- gement 81, préalablement au collage du dispositif dans le lo- gement. La couche de résine polyuréthane en 82 peut aussi contenir un produit antistatique qui lui est adapté. Selon cet autre mode de réalisation, on obtient ainsi un deuxième écran protecteur, pour le circuit électroni- que, contre les charges électrostatiques qui peuvent être en- gendrées sur la carte support en matière plastique. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisa- tion représentés et s'applique à tous les cas o une pastille doit être fixée sur un support souple tel que celui convenant au montage sur une carte électronique souple. L'invention permet d'obtenir, pour le dispositif, une tenue aux décharges électrostatiques qui peut varier de 6 kV à 15 kV selon la sensibilité du circuit. REVENDICATIONS 1. Dispositif comportant un circuit électronique monté solidairement sur un support souple comportant au moins une piste conductrice à laquelle une face supérieure dudit circuit est reliée par au moins un fil conducteur, ledit montage soli- daire étant obtenu d'une part par solidarisation, au moyen d'une colle conductrice d'une face inférieure du circuit élec- tronique et du support souple et d'autre part par adjonction autour du circuit d'une résine, qui n'enrobe aucun fil conduc- teur, ledit dispositif étant revêtu extérieurement d'un vernis de protection, caractérisé en ce que ladite colle conductrice, ladite résine et ledit vernis de protection contiennent quel- ques % en poids ou en volume d'un agent antistatique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent antistatique est liquide et additionné dans ladite colle conductrice, ladite résine et ledit vernis de protection dans une proportion comprise entre 5 % et 7 % en volume. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite colle conductrice est de la colle argent, que ladite résine polymérisable est additionnée d'agent antistati- que H 90 ou 353, et que ledit vernis de protection est addi- tionné d'agent antistatique Katafort 80 à raison de 7 % en vo- lume. 4. Carte souple comportant un logement, caractérisée en ce qu'une couche de produit antistatique revêt les parois dudit logement et qu'un dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes est collé dans ledit logement.