Brevet FR2659157A2 — publié le 19910906

FR 2659157 A2 19910906 FR 9002624 A 19900302 i La présente invention concerne, comme le brevet principal déposé le 26 mai 1989 sous le N O 89 06908, un procédé de fabrication par moulage d'une carte dite "carte à puce". Selon le procédé décrit dans le brevet principal, la carte est obtenue en surmoulant avec une matière plastique un module électronique fabriqué auparavant en enrobant de résine un circuit électronique, l'impression de la carte au recto et/ou au verso étant réalisée au cours de ce surmoulage à l'aide d'un film transfert. Ledit module électronique est positionné dans le moule sur des tétons prévus à l'intérieur de l'une des coquilles dudit moule grâce à des ouvertures laissées à cet effet lors de l'enrobage du circuit électronique. Ce positionnement est maintenu au cours du moulage en exerçant sur les deux coquilles du moule une pression afin de pincer le module électronique et d'éviter que de la matière plastique ne vienne souiller les contacts dudit module au cours de l'injection ou déplacer ledit module. Les cartes obtenues par le procédé décrit dans le brevet principal sont de très bonnes qualités et de plus d'un prix de revient inférieur à celles habituellement fabriquées en positionnant un module électronique dans une lumière creusée dans une carte en matière plastique. Le reproche que l'on peut leur faire concerne le fait que la carte terminée présente sur une de ses faces deux ou plusieurs cavités qui correspondent aux tétons de positionnement prévus dans le moule. Ces cavités ne causent aucune gêne lorsque la carte est une carte de paiement du genre carte de téléphone mais leur présence rend impossible le positionnement de bandes magnétiques dans la zone de la carte comportant le module, comme cela est généralement nécessaire pour les cartes bancaires. La présente addition a alors pour but de proposer un procédé de fabrication de conception similaire à celui du brevet principal mais permettant la fabrication d'une carte parfaitement lisse sur ses deux faces. Suivant la présente invention, le moulage de la carte est réalisé en deux injections successives afin que la carte ne présente pas de trace des moyens de positionnement utilisés pour la mise en place du module dans le moule. Suivant une première forme de mise en oeuvre de l'invention, le module électronique est surmoulé dans la première partie de la carte en étant positionné sur des tétons du moule. On procède ensuite au surmoulage de la seconde partie au cours duquel les cavités laissées par les tétons sont remplies par la matière. Suivant une seconde forme de mise en oeuvre de l'invention, l'on moule une première partie comportant des moyens de positionnement pour le module électronique, puis, on surmoule la seconde partie après mise en place du module électronique dans lesdits moyens de positionnement. En procédant selon l'invention, la carte obtenue est lisse sur ses deux faces et de qualité irréprochable. Avantageusement, le procédé selon la présente addition permet d'assurer, au cours du moulage, la décoration de la carte aussi bien par l'utilisation de films transfert que par le positionnement d'étiquettes De plus la buse d'injection utilisée pour la première injection pourra être positionnée en tout point désiré puisque son empreinte sera recouverte au cours de la seconde injection. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de deux exemples de mise en oeuvre de celle-ci en référence aux figures sur lesquelles: la figure 1 représente la première phase d'un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention; la figure la est une variante de réalisation de la figure 1; la figure 2 représente la seconde phase du premier exemple de mise en oeuvre de l'invention; la figure 3 représente la première phase d'un second exemple de mise en oeuvre de l'invention; la figure 4 représente la seconde phase d'un second exemple de mis en oeuvre de l'invention; la figure 4 a est une variante de réalisation de la figure 4; les figures 5 a, 5 b, 5 c, 5 d représentent schématiquement différents modèles de cartes fabriquées par le procédé selon l'invention; la figure 6 schématise une installation de fabrication de cartes à puces; les figures 7 a, 7 b représentent un détail du moule utilisé. Sur la figure 1, on voit le premier moule utilisé pour la première phase de moulage Ce moule est formé d'une coquille supérieure 31 et d'une coquille inférieure 32. Le module électronique 1 est positionné dans la coquille inférieure 32, par des tétons 33, avec ses contacts 10 dirigés vers la coquille supérieure 31 Ces tétons 33 peuvent être de toutes formes et dispositions utiles pour assurer un arrêt en rotation dudit module 1 en coopérant avec la résine 14. On pourra par exemple et comme décrit dans le brevet principal prévoir la mise en place desdits tétons 33 dans des ouvertures ménagées dans la résine 14 Suivant une autre forme de réalisation, on forme un bloc de résine 14 de section non circulaire, par exemple polygonale et les tétons 33 sont alors des plots positionnés contre chacune des faces ou une couronne de section interne adaptée à la forme dudit bloc de résine. L'espace libre à l'intérieur du premier moule est d'une hauteur toujours inférieure à l'épaisseur de la carte que l'on désire fabriquer. Afin d'assurer l'impression de la carte à puce en même temps que le moulage, on positionne contre la paroi interne de la coquille supérieure un film 35 de transfert d'image Lorsque le film 35 et le module 1 sont en place, le moule est fermé et l'on applique, comme représenté par les flèches P, une pression sur les coquilles afin que le module soit pincé dans le moule pendant la durée de l'injection Cette pression P est réglable et différente de la pression de fermeture du moule Le pincement permet que la matière plastique, qui est injectée sous une pression de l'ordre de 700 kg/cm 2, ne s'infiltre pas entre les contacts et la coquille supérieure 31 du moule, ce qui souillerait les contacts et obligerait à prévoir une phase de nettoyage au cours de la fabrication. Par ce pincement, on est également assuré que le module n'est pas entraîné par la matière et qu'il garde une position parfaite. La partie du moule située à droite sur la figure n'est pas représentée car, de manière connue en soi dans le moulage, le moule peut être à une seule ou à plusieurs empreintes afin de former une grappe de cartes. Au cours de cette phase de moulage, une première partie 41 de la carte à puce est réalisée. Après durcissement de la matière plastique, la coquille inférieure 32 est démontée afin de former un second moule par la mise en oeuvre d'une seconde coquille inférieure 34 De manière avantageuse, le cycle dure environ 12 secondes. En variante, tel que représenté à la figure la, on met en oeuvre un insert 7 prévu dans la coquille 32 et qui porte les tétons 33 La pression P est appliquée uniquement sur cet insert 7 ce qui améliore encore le pincement du module électronique 1. Cette seconde coquille inférieure 34 est de forme telle que l'empreinte du second moule qu'elle forme avec la coquille supérieure 31 soit celle de la carte à puce recherchée Un second film 37 pour transfert d'image est placé contre la paroi interne de cette seconde coquille inférieure s'il est nécessaire de marquer la face de la carte ne portant pas les contacts. On surmoule alors une seconde partie 42 de la carte à puce sur la première partie 41 Ladite seconde partie 42 est telle qu'elle remplisse les cavités laissées par les tétons 33. A ce stade, il n'est plus nécessaire d'appliquer une pression sur les coquilles car le module est déjà positionné et maintenu en position par la première partie 41. La carte à puce 4 obtenue après ces deux phases de moulage est parfaitement plane sur ses deux faces et comporte de plus un module électronique 1 positionné de manière exacte. Les figures 3 et 4 représentent une autre mise en oeuvre de l'invention. Dans cet exemple de mise en oeuvre, on moule dans une première phase la partie 44 de la carte 4 qui ne renferme pas le module électronique 1. Comme on peut le voir à la figure 3, la coquille supérieure 51 du moule comporte un insert 53 destiné à former des moyens de positionnement du module tels qu'une cavité 45 dans la partie 44 de carte 4. Cet insert 53 et donc la cavité 45 ont une section égale à la section du bloc de résine 14 du module 1 devant être mis en place Ce bloc de résine 14 sera à cet effet prévu de préférence de section non circulaire. On pourrait bien entendu former un bloc de résine 14 de section circulaire mais il faut alors prévoir dans l'insert 53 des cavités permettant de former des ergots dans ladite cavité 45 ce qui complique la réalisation du moule. Contre la paroi interne de la coquille inférieure 52, on positionne les éléments destinés au marquage de la carte. Ces éléments peuvent être comme précédemment décrits un film pour transfert d'image mais peuvent comme représenté être formés par une étiquette 39. Lors de la réalisation d'une carte bancaire nécessitant la présence de bandes magnétiques, lesdites bandes magnétiques seront mises en place sur cette étiquette par avance par tout procédé connu tel que laminage, sérigraphie ou impression. L'étiquette est recouverte d'un vernis prévu pour être glacé à chaud dans le moule. Bien entendu, le pavé de signature et l'hologramme usuellement présents sur une carte bancaire seront soit mis en place sur la carte après sa fabrication, soit prévus sur l'étiquette ou le film de transfert utilisé au cours du moulage. Lorsque le moule est ainsi préparé, on procède à la première phase de moulage schématisée à la figure 3 pour former la partie 44 de la carte. Après durcissement de la matière plastique, le moule est ouvert et la coquille supérieure 51 est otée. On procède alors à la mise en place du module électronique 1 avec son bloc de résine 14 dans la cavité 45 de la partie 44 déjà moulée de la carte. Les contacts 10 sont, tel que représenté à la figure 4, tournés vers le haut. Le moule est alors fermé par une seconde coquille supérieure 55 à l'intérieur de laquelle on a positionné si nécessaire un film 38 de transfert d'image. Comme précédememnt expliqué, on exerce une pression P sur les coquilles du moule ou comme représenté à la figure 4 a sur un insert 71 afin de pincer convenablement le module électronique 1 La seconde phase de moulage est alors effectuée afin de surmouler une deuxième partie 43 de la carte 4 sur la première partie 44 On remarque que l'empreinte 72 laissée par la buse d'injection 73 est alors noyée dans la carte ce qui permet de prévoir tout emplacement désiré pour cette buse. Bien entendu et comme représenté schématiquement sur les figures 5 a à 5 d, on peut selon les besoins prévoir soit des étiquettes 39, 39 ', soit des films 38, 38 ' de transfert d'image sur chaque face de la carte 4 On a également schématisé sur les figures 5 a et 5 c, le fait que lorsque le film 38 est prévu sur la face présentant les contacts du module électronique, on peut prévoir d'imprimer la portion centrale inutilisée de ceux-ci tandis que les étiquettes sont obligatoirement découpées pour laisser ces contacts libres Ces quatre modèles peuvent indifféremment être obtenus par l'une ou l'autre des mises en oeuvre décrites précédemment, il suffira à cet effet de positionner soit un film transfert soit une étiquette dans les moules. La figure 6 schématise une installation pour la fabrication de cartes selon le procédé de l'invention. On y voit le moule 3 avec ses coquilles supérieures et inférieures déplaçables dans le sens des flèches F pour l'ouverture du moule. On procède alors au moulage de la carte comme il vient d'être décrit en changeant l'une des coquilles puis à l'aide du ou des films 35, 37 utilisés pour le transfert d'image, on peut après retrait des coquilles entraîner la carte ou la grappe de cartes moulée à l'extérieur du moule 3. Les films sont ensuite enlevés l'un après l'autre par passage sur des rouleaux de renvoi et les cartes 4 sont récupérées dans un récipient de stockage ou de transfert 60. Les figures 7 a, 7 b représentent un détail des moules dont la mise en oeuvre facilite le positionnement des films transferts. La figure 7 a montre un moule formé des coquilles 51, 52 pour le moulage de la première partie d'une carte, ici la partie supérieure Dans le moule représenté, deux cartes 45 et 46 sont moulées en même temps La coquille supérieure 51 du moule présente alors un bossage 53 positionné entre les différentes empreintes de cartes dans lequel débouche une buse d'injection 54. Ce bossage 53 est alors utilisé pour la mise en place du film de transfert 61 par une ouverture 62 de celui-ci Le film peut également comme représenté à la figure 2, être positionné par la buse d'injection. Au cours de la première phase du moulage, la buse d'injection 54 n'est pas utilisée et la matière est injectée par des buses non représentées de la coquille 52. La buse 54 est par contre mise en oeuvre comme représenté à la figure 7 b lors de la seconde phase de moulage après avoir remplacé la coquille 52 par la nouvelle coquille 55. Cette disposition pourra être utilisée indifféremment dans chacune des coquilles. De manière connue en soi dans la technique de moulage et tel que schématisé sur les figures, il est prévu entre les deux parties de la carte une surface de séparation non plane afin d'obtenir un bon accrochage desdites parties et d'optimiser le rapport de remplissage surface/épaisseur du moule pour chacune des deux injections en fonction de la position des buses d'injection. Cette méthode de moulage de la carte en deux opérations est celle qui permet le mieux d'obtenir que l'épaisseur de la carte au droit du microcircuit soit pratiquement égale à l'épaisseur totale de la carte, épaisseur déterminée par la cote du moule et cela de façon indépendante des variations d'épaisseur du micro-circuit; de sorte que l'on peut considérer qu'il y a rattrapage automatique des dispersions en épaisseur du micro-module. Revendications 1 Procédé de fabrication d'une carte dite carte à puce selon la revendication 1 de la demande principale, au cours duquel l'on applique une pression P sur le moule afin que le module électronique ( 1) soit maintenu dans des moyens de positionnement et de blocage et que les contacts ( 10) dudit module électronique ( 1) soient maintenus plaqués contre la paroi interne du moule afin qu'ils ne soient pas souillés par la matière injectée, caractérisé en ce que le moulage de ladite carte ( 4 > est réalisé en deux phases successives afin que la carte ne présente pas de trace desdits moyens de positionnement. 2 Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module électronique ( 1) est surmoulé dans la première partie ( 41 > de la carte ( 4) en étant positionné sur des tétons ( 33) du moule. 3 Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde partie ( 42 > de la carte ( 4) est surmoulée sur ladite première partie ( 41), les cavités laissées par les tétons ( 33) étant alors remplies par la matière. 4 Procédé selon les revendications 2 et 3 selon lequel l'épaisseur de la carte au droit du micro-circuit est indépendante des variations d'épaisseur de ce dernier. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on moule une première partie ( 44) de la carte comportant des moyens de positionnement et de blocage pour le module électronique ( 1). 6 Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on surmoule la seconde partie ( 43) après mise en place du module électronique ( 1) dans lesdits moyens de positionnement. 7 Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression P est appliquée sur un insert ( 7, 71) du moule.