Brevet FR2731132A1 — publié le 19960830

"Procéde pour implanter un element électronique. notamment un mlcroclrcult. dans un corps de carte électronique, et corps de carte électronique comportant un élément électronique ainsi implanté" La présente invention concerne un procédé pour implanter, dans une face d'un corps de carte électronique en matière thermoplastique, un élément électronique, notamment un microcircuit, pourvu de plages de contact sur l'une de ses faces, ce procédé comprenant une étape consistant à chauffer le corps de carte au moins au niveau d'une zone d'implantation destinée à recevoir l'élément électronique, de façon à ramollir la matière thermoplastique située dans cette zone, et une étape consistant à enfoncer l'élément électronique dans la matière thermoplastique ramollie, sa face pourvue de plages de contact étant située du côté opposé au corps de carte. On précisera tout d'abord que l'expression "élément électronique" désigne de préférence un microcircuit tel qu'un circuit intégré logique ou analogique ; elle peut cependant désigner également un condensateur sous conditionnement CMS, une résistance sous conditionnement cMS ou une piste de circuit imprimé. Les cartes électroniques sont soumises à des flexions répétées lorsqu'elles sont continuellement portées par leurs utilisateurs. Or, sous l'action de ces flexions, il arrive fréquemment que leur microcircuit sorte accidentellement de son logement et qu'elles soient ainsi mises hors d'usage. La présente invention se propose de remédier à un tel inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet un procédé pour implanter, dans une face d'un corps de carte électronique en matière thermoplastique, un élément électronique, notamment un microcircuit, pourvu de plages de contact sur l'une de ses faces, ce procédé comprenant les étapes indiquées ci-dessus et étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape préliminaire consistant à déposer sur les plages de contact de l'élément électronique des masselottes de matière conductrice ayant la même hauteur ou pratiquement la même hauteur, et en ce que l'étape d'enfoncement consiste à exercer une pression appropriée sur les masselottes jusqu'à ce que leur extrémité libre affleure la face d'implantation du corps de carte. Grâce aux masselottes, I'élément électronique peut être enfoncé plus profondément dans la matière thermoplastique ramollie, ce qui permet à celle-ci de fluer sur lui et, lorsque le corps n'est plus chauffé, de le retenir fermement en revenant à l'état solide. Ainsi, les risques pour que l'élément électronique se sépare accidentellement du corps de carte sous l'effet de flexions répétées sont maintenant éliminées. Etant donné par ailleurs que la pression d'enfoncement est exercée sur les masselottes, au niveau de leurs extrémités libres, celles-ci ne sont pas recouvertes par la matière thermoplastique et peuvent donc être utilisées pour relier électriquement des pistes conductrices déposées ultérieurement sur elles et sur le corps de carte aux plages de contact de l'élément électronique. De préférence, les masselottes sont constituées d'un métal choisi dans le groupe comprenant l'argent, I'or, le cuivre, le nickel, le palladium et le platine, d'un alliage comprenant au moins l'un des métaux précités, ou d'une encre conductrice comprenant des grains d'au moins l'un desdits métaux. Ces différents matériaux, qui sont choisis pour leurs excellentes propriétés conductrices de l'électricité, peuvent être appliqués sur les plages de contact par des procédés de dépôt classiques, notamment par ultra-sons, par voie chimique en phase liquide, par voie chimique en phase vapeur (CVD), par voie physique en phase vapeur (PVD), par implantation ionique, par plasma, par laser, par sérigraphie, par tampographie, à l'aide d'une seringue, etc... Avantageusement, I'étape d'enfoncement est réalisée à l'aide d'un poinçon chauffant ayant une surface active plane s'étendant parallèlement à la face d'implantation du corps de carte. L'utilisation d'un poinçon chauffant permet de réaliser simultanément le ramollissement de la matière thermoplastique située dans la zone d'implantation et d'enfoncer l'élément électronique dans la matière thermoplastique ramollie, et par conséquent de réaliser des gains de productivité appréciables. Par ailleurs, le fait que la surface active du poinçon soit parallèle à la face d'implantation du corps de carte permet à la matière thermoplastique ramollie de se répartir uniformément sur la face de l'élément électronique sur laquelle sont situées les plages de contact. Afin d'éviter que la matière thermoplastique ramollie forme une surépaisseur sur la face d'implantation du corps de carte, la surface active du poinçon chauffant a une superficie plus grande que celle de la face de l'élément électronique sur laquelle sont situées les plages de contact. La matière thermoplastique ramollie peut ainsi être répartie dans une zone relativement importante autour de l'élément électronique, ce qui permet la réalisation ultérieure de pistes conductrices par sérigraphie sur la face d'implantation du corps de carte, le dépôt par sérigraphie exigeant un support plan. Selon une variante de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention comprend une étape consistant à déposer une colle thermoréactivable sur l'élément électronique avant de réaliser l'étape d'enfoncement, cette colle ayant une température de réactivation inférieure ou égale à la température de ramollissement de la matière thermoplastique. Ainsi, les risques pour que l'élément électronique se sépare accidentellement du corps de carte sont encore réduits. Lorsque de la colle est utilisée, celle-ci peut avantageusement être déposée sur la face de l'élément électronique portant les plages de contact. La présente invention concerne également un corps de carte électronique comportant un élément électronique implanté par la mise en oeuvre du procédé présenté ci-dessus. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un corps de carte électronique comportant un microcircuit implanté conformément au procédé de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe schématique et à échelle agrandie selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un microcircuit sur lequel les masselottes sont en cours de dépôt ; et - la figure 4 représente schématiquement un poinçon chauffant assurant l'enfoncement d'un microcircuit dans un corps de carte électronique, conformément au procédé de l'invention. Le corps de carte électronique qui est représenté en perspective sur la figure 1 est réalisé en une matière thermoplastique, notamment en PVC, ABS, PET ou en polycarbonate. ll possède deux grandes faces opposées 1,2 de forme rectangulaire et renferme un microcircuit 3 implanté dans sa grande face 1. Le microcircuit 3 qui est représenté à échelle agrandie sur la figure 2 comporte sur sa face supérieure des plages de contact 4 portant des masselottes conductrices 5 dont les extrémités libres s'étendent dans le plan de la grande face 1 du corps de carte. Le microcircuit 3 est en outre pourvu d'une couche de colle thermoréactivable 6 appliquée sur sa face supérieure et dont l'épaisseur est inférieure à la hauteur des masselottes, la colle utilisée ayant une température de réactivation inférieure ou égale à la température de ramollissement de la matière thermoplastique constituant le corps de carte. Comme le montre clairement la figure 2, la matière thermoplastique entoure complètement le microcircuit 3 de sorte que celui-ci est retenu prisonnier à l'intérieur du corps de carte, même si celui-ci est soumis à des flexions importantes et répétées. Pour implanter le microcircuit 3 dans le corps de carte, on peut procéder de la manière suivante. Tout d'abord, on forme les masselottes conductrices 5 sur les plages de contact 4 du microcircuit 3. Ces masselottes, qui peuvent être constituées soit d'un métal choisi dans le groupe comprenant l'argent, l'or, le cuivre, le nickel, le palladium et le platine, soit d'un alliage comprenant au moins l'un de ces métaux, soit d'une encre conductrice comprenant des grains d'au moins l'un desdits métaux, sont formées par la mise en oeuvre de procédés de dépôt classiques, par exemple par ultrasons, CVD, PVD, plasma, laser, sérigraphie, tampographie, seringue, etc... ll est souhaitable que les masselottes aient sensiblement la même hauteur pour des raisons qui apparaîtront clairement par la suite. Après la formation des masselottes, on procède ensuite à l'opération d'implantation proprement dite, qui comprend une étape de chauffage consistant à ramollir la matière thermoplastique du corps de carte qui se trouve dans la zone d'implantation destinée à recevoir le microcircuit 3, une étape de présentation consistant à positionner le microcircuit 3 au-dessus de la grande face 1, de telle sorte que les masselottes 5 soient situées du côté opposé à cette dernière, et une étape d'enfoncement consistant à exercer une pression sur les masselottes afin d'enfoncer le microcircuit dans la matière thermoplastique ramollie jusqu'à ce que les extrémités libres desdites masselottes parviennent dans le plan de la grande face 1. Les étapes de chauffage et d'enfoncement sont réalisées de préférence simultanément à l'aide d'un poinçon chauffant 7 représenté schématiquement sur la figure 4. Le poinçon chauffant 7 comporte une surface active plane 8 s'étendant parallèlement à la grande face 1 du corps de carte et ayant une superficie nettement plus grande que celle de la face supérieure du microcircuit 3. Pour réaliser l'opération d'implantation, on présente tout d'abord le microcircuit 3 à l'emplacement désiré sur la grande face 1, ses masselottes 5 étant tournées vers le haut, après quoi on abaisse le poinçon chauffant 7 (qui a été préalablement positionné au-dessus du microcircuit) jusqu'à ce que sa surface active 8 vienne contre l'extrémité libre des masselottes, après quoi, lorsque la matière thermoplastique située dans la zone d'implantation est suffisamment ramollie, on abaisse à nouveau le poinçon chauffant afin d'enfoncer le microcircuit dans la matière thermoplastique ramollie jusqu'à ce que les extrémités libres des masselottes 5 parviennent dans le plan de la grande face 1 du corps de carte. Pendant l'opération d'enfoncement, la matière thermoplastique refoulée par le microcircuit flue sur la face supérieure de celui-ci et se répartit sur la grande face 1, dans une zone importante adjacente au microcircuit, puisque la surface active 8 du poinçon chauffant 7 est nettement plus grande que la face supérieure du microcircuit. ll suffit maintenant d'éloigner le poinçon chauffant du corps de carte pour permettre à la matière thermoplastique ramollie de se refroidir et de se solidifier. Etant donné que le microcircuit 3 est entièrement entouré par la matière thermoplastique, il ne peut plus être séparé du corps de carte lorsque celui-ci est soumis à des flexions importantes et nombreuses. Par ailleurs, comme la matière thermoplastique qui est refoulée pendant l'enfoncement du microcircuit, est répartie dans une grande zone sur la face 1, elle ne forme pas sur cette dernière une protubérance risquant d'interdire la réalisation, par sérigraphie, des pistes conductrices usuelles servant à relier le microcircuit à un appareil de lecture/écriture externe. On notera ici qu'il n'est pas nécessaire de réaliser les masselottes 5 avec des extrémités libres planes. En effet, le poinçon chauffant aplanit lui-même les extrémités libres des masselottes pendant qu'il enfonce le microcircuit 3 dans la matière thermoplastique ramollie. Par ailleurs, comme le microcircuit 3 est entièrement noyé dans la matière thermoplastique, la couche de colle 6 déposée sur sa face supérieure pourrait être supprimée, comme représenté sur la figure 4. Enfin, on précisera que l'on pourrait utiliser un poinçon non chauffant si l'on chauffait directement tout ou partie du corps de carte à l'aide d'un moyen de chauffage indépendant. REVENDICATIONS 1. Procédé pour implanter, dans une face (1) d'un corps de carte électronique en matière thermoplastique, un élément électronique (3), notamment un microcircuit, pourvu de plages de contact (4) sur l'une de ses faces, procédé comprenant une étape consistant à chauffer le corps de carte au moins au niveau d'une zone d'implantation destinée à recevoir l'élément électronique, de façon à ramollir la matière thermoplastique située dans cette zone, et une étape consistant à enfoncer l'élément électronique dans la matière thermoplastique ramollie, sa face pourvue de plages de contact étant située du côté opposé au corps de carte, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préliminaire consistant à déposer sur les plages de contact (4) de l'élément électronique (3) des masselottes de matière conductrice (5) ayant la même hauteur ou pratiquement la même hauteur, et en ce que l'étape d'enfoncement consiste à exercer une pression appropriée sur les masselottes (5) jusqu'à ce que leur extrémité libre affleure la face d'implantation (1) du corps de carte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les masselottes (5) sont constituées d'un métal choisi dans le groupe comprenant l'argent, l'or, le cuivre, le nickel, le palladium et le platine, d'un alliage comprenant au moins l'un des métaux précités, ou d'une encre conductrice comprenant des grains d'au moins l'un desdites métaux. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d'enfoncement est réalisée à l'aide d'un poinçon chauffant (7) ayant une surface active plane (8) s'étendant parallèlement à la face d'implantation (1) du corps de carte. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ta surface active (8) du poinçon chauffant (7) a une superficie plus grande que celle de la face de l'élément électronique (3) sur laquelle sont situées les plages de contact (4). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à déposer une colle thermoréactivable (6) sur l'élément électronique (3) avant de réaliser l'étape d'enfoncement, cette colle ayant une température de réactivation inférieure ou égale à la température de ramollissement de la matière thermoplastique. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la colle thermoréactivable est déposée sur la face de l'élément électronique (3) portant les plages de contact (4). 7. Corps de carte électronique comportant un élément électronique implanté par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.