Brevet FR2733553A1 — publié le 19961031

DISPOSITIF DE CONTRE-COLLAGE POUR LA SOLIDARISATION D'UNE BANDE METALLIQUE ET D'UNE BANDE DE MATERIAU ISOLANT. L'invention concerne un dispositif de contre-collage de deux bandes de matériaux différents. Elle trouve une application dans le domaine de fabrication des cartes à puce, plus précisément dans la réalisation du support de la puce contenu dans ces cartes. Les cartes à puce sont de plus en plus répandues, notamment pour leur application monétique avec les cartes bancaires et les cartes téléphoniques par exemple. De manière connue, une carte à puce est composée d'une carte en matière plastique rigide qui présente une lumière généralement dans un de ses coins. Cette lumière reçoit un ensemble formé d'un support et d'un composant électronique que l'on appelle communément "puce". Le support est lui même généralement constitué par l'assemblage de deux composants une partie metallique ajourée appelée grille et une partie isolante. La grille sert d'interface de connexion pour la puce. Cette grille est découpée en zones disjointes ou connecteurs, chacune étant destinée à venir au contact d'un doigt de la machine utilisatrice. La face opposée de cette grille est recouverte d'une pellicule isolante qui présente un certain nombre d'ajourages. Chaque ajourage est disposé de manière précise sur une zone de la grille.Ainsi, il est possible de relier par des fils métalliques, généralement en or, chaque connecteur de la grille avec une zone de la puce. Pour permettre l'automatisation de cette fabrication, il apparait donc qu'une grande précision de positionnement est indispensàble entre les perforations de la couche isolante et la grille métallique. De manière courante, les grilles sont produites sur des bandes de grande longueur sur lesquelles on vient coller à chaud la couche isolante, ellemême se présentant sous forme de bande de largeur équivalente. Malheureusement, les matériaux étant de nature différente, les tolérances dans les pas entre les grilles et les pas entre les ajourages, ne sont pas rigoureusement identiques. II en résulte l'impossibilité de produire de grandes longueurs de bandes, sauf à procéder à des ajustements pour faire coïncider les motifs. II apparait donc un réel problème pour la réalisation automatique de grande longueurs de bandes. Pour tenter résoudre ce problème, on a proposé d'utiliser une machine complexe qui fonctionne selon le principe suivant. Sur une longueur unitaire de bande métallique présentant des grilles distribuées selon un pas donné, on pose une bande d'isolant sur laquelle les ajourages sont disposés selon un pas légèrement inférieur. Pour chaque longueur unitaire, on étend le film isolant pour faire coïncider les ajourages du film isolant avec ceux des grilles. Cet étirement est contrôlé par un système de caméras détectant la coïncidence. Lorsque le positionnement correct est obtenu, le film isolant est appliqué, puis collé sur la bande métallique. Bien que donnant des résultats satisfaisants, ce dispositif, fonctionnant de manière séquentielle, ne permet pas une productivité importante. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose donc de résoudre l'invention est d'assurer un contre-collage automatique, précis et en continu de la bande métallique et du film isolant utilisé pour former la zone active d'une carte à puce. A cet effet, il a été conçu et mis au point un dispositif de contrecollage, apte à solidariser une bande métallique présentant une pluralité de groupes de perforations disposées periodiquement sur sa longueur, avec une bande de matériau isolant présentant une autre pluralité de groupes de perforations de période spatiale proche, Ce dispositif est remarquable en ce qu'il comprend - des moyens aptes à conformer la bande isolante selon des intervalles de pas et pour déterminer des tronçons comportant un nombre entier de groupes de perforations; - des moyens de dépose et d'entrainement en continu de la bande métallique en superposition des tronçons de la bande isolante;; - des moyens aptes à autoriser des micro-déplacements de chaque tronçon par rapport à la bande métallique pour mettre en correspondance les perforations avec une grande précision - des moyens de solidarisation de chaque tronçon de la bande isolante sur la bande métallique. Autrement dit, pour assurer une bonne concordance des perforations, on découpe le film en tronçons avant de le solidariser à la bande métallique. Les perforations de chaque tronçon sont réalisées simultanément afin d'obtenir une distance précise entre chaque groupe de perforations. Les moyens d'entrainement permettent un ajustage, un centrage de chaque tronçon sur la bande métallique, afin de compenser automatiquement les éventuels écarts dimensionnels entre la bande métallique et la bande de matériau isolant résultant de la différence de matériau. Le dispositif assure simultanément l'entrainement de la bande métallique et le déplacement de chaque tronçon par rapport à ladite bande pour la mise en regard rigoureuse des perforations. Ainsi, le centrage s'opère concomitamment à l'entrainement, ce qui permet le contre-collage en continu, sans nécessiter aucun arrêt ou séquence de réglage. L'invention consiste donc à échantillonner le film isolant pour permettre un ajustage de la coïncidence des perforations au niveau de chaque échantillon. Pour résoudre le problème de l'acheminement et de l'entrainement des tronçons de film isolant, les moyens aptes à conformer la bande isolante sous forme de tronçons présentent: - des moyens de prédécoupes des tronçons; - des moyens de pose d'au moins un ruban adhésif selon la longueur de la bande, au moins sur les zones prédécoupées; - des moyens de découpe complete des zones non prédécoupées pour obtenir des tronçons découpés, solidarisés temporairement par au moins un ruban adhésif. On découpe donc le film en une pluralité de tronçons pour ensuite les associer au moyen d'un ruban adhésif, et ainsi former une bande continue de tronçons facile à entrainer. De cette manière, on dissocie les organes de découpe des organes de contre-collage proprement dit. Pour résoudre le problème de l'entrainement, les moyens de dépose et d'entrainement sont constitués par une chaine de maillons d'entrainement articulés entre eux, de largeur apte à recevoir les bandes isolante et métallique, chaque maillon étant de longueur légèrement supérieure à la longueur d'un tronçon du matériau isolant et présentant des pions d'entrainement. De cette manière, chaque tronçon de film est entrainé par un seul maillon. Pour résoudre le problème important de la mise en concordance des perforations de chaque tronçon avec celle de la bande métallique, les moyens aptes à autoriser les micro-déplacements de chaque tronçon par rapport à la bande métallique sont constitués par - une plateforme principale destinée à supporter les tronçons découpés et formant la face supérieure de chaque maillon - une plaque mobile à l'intérieur du corps du maillon, située en retrait de la plateforme, et apte à se déplacer selon la direction parallèle à la longueur de la bande et portant les pions d'entrainement, lesquels pions traversent et émergent de la plateforme par des trous de diamètre supérieur. II apparait donc que les pions d'entrainement sont solidaires d'une plaque qui possède une capacité de mouvement par rapport à la chaine d'entrainement. Ainsi, comme chaque tronçon est entrainé par cette plaque, lorsque les pions prennent en charge l'entrainement de la bande métallique, il y a centrage automatique et mécanique du tronçon sur la portion correspondante de la bande métallique. Avantageusement, pour permettre l'entrainement de bandes présentant des caractéristiques diverses, notamment en ce qui concerne la position des trous d'entrainement, la plateforme et la plaque mobile associée forment un sous-ensemble détachable du maillon correspondant. En ce qui concerne l'assemblage du film et de la bande métallique, les moyens de solidarisation sont constitués par un système de chauffage, notamment par induction, des deux bandes superposées. Avantageusement, les moyens de solidarisation comportent - une chaine de plaques de pression entrainée à la même vitesse que la chaine d'entrainement, chacune des plaques de pression étant de mêmes dimensions que les plateformes et venant en regard et au contact d'une plateforme correspondante; - deux rampes d'inducteurs disposées en regard l'une de l'autre, la rampe inférieure étant située légèrement en dessous de la trajectoire des plateformes d'entrainement, et la rampe supérieure étant située légèrement en dessus de la trajectoire des plaques de pression, de sorte que l'alimentation des inducteurs provoque une circulation de courant dans la zone de la bande métallique en regard. Pour résoudre le problème des échauffements localisés qui entrainent des mauvais collages, chaque plaque de pression comporte une zone métallique destinée à venir au regard de la bande métallique, de manière à diffuser la chaleur et homogéneiser la température sur toute la surface de solidarisation. L'invention est illustré ci-après plus en détail, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue d'ensemble schématique de l'invention Les figures 2 et 3 sont des vues de dessus des deux bandes respectivement isolante et métallique avant contre-collage. La figure 4 est une vue schématique du dispositif de découpe de la bande isolante, dont la figure 5 montre la progression au cours des étapes de découpe. La figure 6 est une vue schématique de la chaine d'entrainement des deux bandes, dont la figure 7 montre l'évolution en regard des étapes. La figure 8 est une coupe transversale d'un maillon de la chaine d'entrainement. Comme indiqué, le dispositif trouve une application avantageuse pour le contre-collage d'une bande métallique avec un film isolant. La bande métallique (2), telle que celle illustrée à la figure 3, est généralement en cuivre ou en bronze, et présente une largeur d'environ 35 millimètres. Elle possède deux rangées de motifs (2.a) identiques, destinés à former des grilles. Bien entendu, il existe une grande diversité de motifs (carré, rond ...), ainsi que de schémas de découpe qui correspondent à la fonction de la carte destinatrice. De façon courante, on rencontre des motifs possédant 8 zones (2.b) découpées, disposés à distance régulière les uns des autres (distance entre chaque double motif = pas). Le film isolant (3) se présente sous forme d'une bande de même largueur (voir figure 2). Il est réalisé en polyimide, tel que celui commercialisé sous la marque Kapton() par la firme Du Pont de Nemours. II comprend deux rangées de groupes (3.a) de perforations (3.b) suivant un motif correspondant aux zones des grilles (2.a) de la bande métallique (2). Une des faces de ce film reçoit une couche de colle inactive à froid. Cette couche de colle est recouverte d'un film protecteur (3.h) en polyester, tel que celui commercialisé sous la marque Mylar) par la même société. Les deux bandes présentent les mêmes perforations (2.c,3.c) d'entrainement et de centrage. En ce qui concerne les variations de position des perforations, on considère que le film isolant présente une tolérance de deux centièmes de millimetres sur une longueur équivalente à huit pas grâce à la conception de l'outil de perforation qui travaille simultanément sur 8 pas, tandis que la bande métallique possède la même tolérance mais en pas cumulés. La machine représentée à la figure 1, se décompose en deux sousensembles distincts, à savoir un poste de découpe (4) et une chaine d'entrainement/solidarisation (5). Le poste de découpe (4), illustré à la figure 4, comporte en série et dans l'ordre de parcours du film: un ensemble dévidoir (4.a) d'un rouleau de bande isolante recouverte du film de protection, un outil (4.b) apte à réaliser la perforation du Kapton et les prédécoupes, un dévidoir (4.c) de rubans adhésifs et un rouleau applicateur (4.d) et un outil (4.e) de finition de la découpe. Comme on le voit à la figure 5, L'outil (4.b) en plus de la perforation du Kapton réalise, par poinçonnage, deux entailles (3.d) dans la largeur du film isolant. Seules trois portions maintennent la continuité entre les tronçons. II s'agit de la partie médiane (3.f) et des arêtes latérales (3.e). Ces entailles délimitent des ensembles (7) de 8 pas. Le poste de perforation et de prédécoupe est suivi du poste d'adhésivage (4.c,4.d), dont la fonction est de poser deux rubans adhésifs (6) au niveau du centre des entailles (3.d), en prenant soin de ne pas recouvrir de trous d'entrainement (3.c), ni de portions non prédécoupée s(3.e,3.f). Enfin, la découpe se termine par une opération de découpe finale (4.e). Celle-ci est obtenue par l'action d'une lame (4.e.1) comportant trois parties coupantes situées en regard des zones centrale (3.f) et latérales (3.e). Bien entendu, la découpe est déterminée pour ne pas endommager les rubans adhésifs (6). En résumé, en sortie du poste de découpe, on obtient une succession de tronçons indépendants (7) mais reliés par deux rubans adhésifs (6). L'ensemble constitue donc une bande composite, apte à être entrainée. La figure 6 illustre une des caractéristiques principales de l'invention, à savoir le système combiné d'entrainement et de centrage. Ce système repose sur le fonctionnement d'une chaine (8) de maillons articulés. Cette chaine est entrainée par une couronne d'entrainement général (9). Chaque maillon (8.a) comprend, outre les organes de roulement (8.a.1), une plateforme principale (8.a.2) qui reçoit la bande d'isolant (3). Cette plateforme comporte des trous (8.a.3), au moins au nombre de quatre. Ces trous laissent dépasser vers le haut, quatre pions ou doigts d'entrainement (8.a.4). Ces quatre doigts sont solidaires d'une plaque mobile (8.a.5), située en retrait de la plateforme (8.a.2). Cette plaque peut se déplacer dans un plan parallèle à la plateforme. Comme on le voit à la figure 6, les premiers maillons (8.a,8.b) de la chaine entrainent le film d'isolant (3). La tension du film fait que les plaques mobiles (8.a.5,8.b.5) sont tirées vers l'arrière jusqu'à leur position de butée, à l'arrière des trous de passage (8.a.3,8.b.3). La présence du ruban adhésif (6) permet de tirer les tronçons suivants. Comme indiqué, le film isolant est recouvert d'une pellicule protectrice (3.h) de la couche de colle. Avant la dépose de la bande métallique, on procède à la séparation de ce film de Mylar() et des rubans adhésifs (6) par enroulement en vue de leurs récupération. A ce moment, le tronçon considéré (7) est libre et ne subit aucun effort d'entrainement. Au niveau du maillon suivant (8.c), la bande métallique est présentée sur le maillon comportant un tronçon isolant. Les pions d'entrainement (8.c.4) traversent la bande métallique par les trous appropriés (2.c), provoquant l'entrainement de la bande métallique (2). Dans ces conditions, la plaque mobile (8.c.5) se déplace de telle sorte que les pions d'entrainement (8.c.4) alignent les trous d'entrainement de la bande métallique (2.c) et ceux (3.c) du tronçon en question. Comme on le voit sur la figure 6, la plaque mobile (8.c.5) se déplace vers l'avant par rapport au maillon correspondant (8.c). De cette manière, la coïncidence des perforations est parfaitement respectée sur les huit pas du tronçons. A la sortie de cette zone, chaque maillon (8.d) transporte une portion de la bande métallique sous laquelle repose un tronçon de film isolant parfaitement positionné. Plus avant, on procède à l'opération de solidarisation proprement dite. Cette solidarisation fait appel à une deuxième chaine (10), dite chaine de pression. Elle est composée de maillons (10.a,10.b) de même taille que les maillons d'entrainement. Elle est destinée à appliquer une certaine pression sur l'assemblage pendant son chauffage. Le chauffage est assuré par deux rampes d'inducteurs (11.a,11.b) placées aussi près que possible des plateformes (8.a.2,10.a.1). Comme on le voit sur la figure 8, les maillons ont une forme de U renversé, la plateforme (8.a.2) formant la base du U et les organes de roulement (8.a.1) constituant les bras. Les inducteurs (11.a) pénètrent dans l'espace inter-bras et sont orientés en direction de la plateforme (8.a.2). Les maillons de la chaine supérieure sont composés d'une plaque de pression (10.a.1) destinée à venir au contact de la bande métallique et à la plaquer contre le tronçon isolant. Le contact entre la plaque de pression et la bande métallique se fait par un patin métallique (10.a.2) solidaire de la plaque. Lorsque les inducteurs (11.a,11.b) sont alimentés, des courants de Foucault sont induits dans la bande métallique (2), ce qui en produit un échauffement. L'élévation de température consécutive provoque la fusion de la couche de colle du film isolant (7), et donc la solidarisation des deux éléments. Compte tenu des découpes (2.b) présentes sur la bande métallique, les courants induits sont mal répartis. C'est pour cela que l'on intercale un patin métallique (10.a.2) qui homogéinise la température et sert de diffuseur. De cette manière, le collage est uniforme. La description qui précède ne concerne qu'un mode particulier de réalisation et qu'on ne sort pas de l'invention en utilisant des moyens similaires. On peut notamment citer l'utilisation d'organes de découpe mécaniquement combinés avec les organes d'entrainement, ou à l'inverse complètement indépendants. II ressort de ce qui précède que le dispositif conforme à l'invention permet contrairement aux dispositifs existants, d'allier une grande précision de réalisation de bandes contre-collées avec un fonctionnement en continu des chaines de fabrication. REVENDICATIONS -1 - Dispositif de contre-collage (1), apte à solidariser une bande métallique (2) présentant une pluralité de groupes (2.a) de perforations disposées periodiquement sur sa longueur, avec une bande de matériau isolant (3) présentant une autre pluralité de groupes (3.a) de perforations de période spatiale proche, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens (4) aptes à conformer la bande isolante selon des intervalles de pas et pour déterminer des tronçons (7) comportant un nombre entier de groupes de perforations; - des moyens (8) de dépose et d'entrainement de la bande métallique en superposition des tronçons de la bande isolante;; - des moyens (8.a.4,8.a.5) aptes à autoriser des micro-déplacements de chaque tronçon (7) par rapport à la bande métallique (2) pour mettre en correspondance les perforations de chacune des bandes avec une grande précision - des moyens de solidarisation (10,11.a,1 1.b) de chaque tronçon de la bande isolante sur la bande métallique. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (4) aptes à conformer la bande isolante sous forme de tronçons présentent: - des moyens (4.b) de prédécoupes des tronçons; - des moyens (4.c,4.d) de pose d'au moins un ruban adhésif (6) selon la longueur de la bande, au moins sur les zones prédécoupées; - des moyens (4.e) de découpe complète des zones non prédécoupées pour obtenir des tronçons (7) découpés, solidarisés temporairement par au moins un ruban adhésif (6). -3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dépose et d'entrainement sont constitués par une chaine (8) de maillons d'entrainement articulés entre eux, de largeur apte à recevoir les bandes isolante (3) et métallique (2), chaque maillon (8.a) étant de longueur légèrement supérieure à la longueur d'un tronçon (7) et présentant des pions d'entrainement (8.a.4). 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens aptes à autoriser les micro-déplacements de chaque chaque tronçon par rapport à la bande métallique sont constitués par: - une plateforme principale (8.a.2) destinée à supporter les tronçons découpés et formant la face supérieure de chaque maillon - une plaque mobile (8.a.5) à l'intérieur du corps du maillon, située en retrait de la plateforme (8.a.2), et apte à se déplacer selon la direction parallèle à la longueur de la bande et portant les pions d'entrainement (8.a.4), lesquels pions traversent et émergent de la plateforme (8.a.2) par des trous (8.a.3) de diamètre supérieur. -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plateforme (8.a.2) et la plaque mobile (8.a.4) forment un sous-ensemble détachable du maillon (8.a) correspondant. -6- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation sont constitués par un système de chauffage des deux bandes superposées. -7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de chauffage est du type à induction magnétique. -8- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comportent - une chaine (10) de plaques de pression (10.a.1) entrainée à la même vitesse que la chaine d'entrainement, chacune des plaques de pression (10.a.1) étant de mêmes dimensions que les plateformes (8.a.2) et venant en regard et au contact d'une plateforme correspondante; - deux rampes d'inducteurs (11.a,11.b) disposées en regard l'une de l'autre, la rampe inférieure (11.a) étant située légèrement en dessous de la trajectoire des plateformes d'entrainement (8.a.2), et la rampe supérieure (11.b) étant située légèrement en dessus de la trajectoire des plaques de pression (10.a.1), de sorte que l'alimentation des inducteurs provoque une circulation de courant dans la zone de la plaque métallique en regard. -9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque plaque de pression (10.a.1) comporte un patin métallique (10.a.2) destiné à venir au contact de la bande métallique (2), de manière à diffuser la chaleur et homogéneiser la température sur toute la surface de solidarisation.