Brevet FR2741009A1 — publié le 19970516

La présente invention concerne une carte à circuit intégré et un module à circuit intégré. On connaît actuellement des cartes en matière plastique qui sont équipées d'un circuit intégré soit par incorporation de celui-ci à un module fixé dans une cavité de la carte soit en fixant directement le circuit intégré dans la carte, soit encore par laminage à chaud d'une série de feuillets, le laminage assemblant les feuillets entre eux et emprisonnant le module à circuit intégré par fluage de la matière. Dans ces différents modes de réalisation, le circuit intégré se trouve soumis à des contraintes très importantes lors des flexions inhérentes à l'utilisation de la carte. Les contraintes auxquelles le circuit intégré est soumis provoquent des fissures entraînant la mise hors d'usage du circuit intégré. Ce phénomène est d'autant plus sensible que le circuit intégré est plus large, l'apparition de fissures étant directement fonction de la surface du circuit intégré. Dans la mesure où la tendance actuelle va dans le sens d'une plus grande complexité des fonctions du circuit intégré avec des tailles de mémoires de plus en plus importantes, les circuits intégrés sont de plus en plus grands et donc de plus en plus sensibles aux efforts de flexion. Les solutions apportées à ce problème sont axées sur trois types d'approches qui présentent toutes des inconvénients importants. On a tout d'abord proposé de réduire la taille du circuit intégré en faisant appel à des technologies de fabrication du silicium de plus en plus sophistiquées. Ces techniques sont cependant onéreuses, et leur rentabilité n'est perceptible que pour des fabrications en très grandes quantités. On a ensuite proposé de rigidifier le circuit intégré, par exemple en posant le circuit intégré sur une plaque de métal ou en enrobant le circuit intégré d'une pastille de résine comportant de préférence une charge de renfort. Cette technique n'est toutefois envisageable à l'échelle industrielle que pour des circuits intégrés de petites dimensions. On a enfin proposé de désolidariser le circuit intégré de la partie de carte adjacente, par exemple en enveloppant le circuit intégré ou le module de matière souple, ou encore en réalisant une découpe périphérique minimisant la transmission au circuit intégré des contraintes de flexion auxquelles la carte est soumise. Cependant, cette technique induit des concentrations de contraintes dans le corps de carte en matière plastique, ce qui oblige à employer pour le corps de carte des matériaux nobles qui augmentent le coût de production de la carte. Selon l'invention, on prévoit de réaliser un circuit intégré ayant une épaisseur au plus égale à 120 ym et, de préférence, au plus égale à 80 Um. Ainsi, la très faible épaisseur du circuit intégré permet une meilleure aptitude à la flexion sans rupture. Selon une version avantageuse de l'invention, le circuit intégré est disposé dans un plan correspondant sensiblement à une fibre neutre de la carte. Cette disposition permet de minimiser les contraintes exercées sur le circuit intégré. Il est avantageux que le circuit intégré présente un état de surface très lisse, de préférence un poli miroir. Ce polissage permet de relaxer les contraintes de fabrication, et évite d'avoir à effectuer des calculs longs et complexes visant à déterminer les champs de contraintes résiduelles. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le circuit intégré est monté sur une face d'un circuit imprimé double face ayant une face opposée portant les plages de contact. Il suffit ainsi de réaliser un circuit imprimé double face ayant une épaisseur égale à environ la moitié de la carte pour que le circuit intégré soit automatiquement disposé au voisinage de la fibre neutre de la carte. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la carte comporte des couches laminées et le circuit intégré s'étend dans une couche de coeur agencée entre deux couches de recouvrement dont l'une porte les plages de contact extérieures, le circuit intégré étant relié aux plages de contact par des organes de liaison traversant la couche de recouvrement portant les plages de contact. Selon encore un autre aspect de l'invention, celle-ci est mise en oeuvre sous forme d'un module comportant un circuit intégré fixé à une couche support, le module étant reçu dans un logement d'un substrat plat, la couche support ayant une épaisseur déterminée pour que le circuit imprimé soit disposé dans un plan correspondant sensiblement à une fibre neutre de la carte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples particuliers de réalisation en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles - la figure 1 illustre en coupe schématique la définition générale de l'invention, avec en a), b) et c) trois dispositions différentes du circuit intégré par rapport à la fibre neutre d'une carte - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'une carte à plages de contact extérieures réalisée selon l'invention avec un circuit intégré monté sur un circuit imprimé double face - la figure 3 est une vue partielle en coupe illustrant un autre mode de réalisation de l'invention ;; - la figure 4 est une vue partielle en coupe illustrant encore un autre mode de réalisation de l'invention - la figure 5 est une vue en coupe d'un module à circuit intégré selon l'invention - la figure 6 est une vue en coupe d'une carte équipée du module à circuit intégré selon la figure 5. La figure 1 illustre une carte à circuit intégré, représentée de façon essentiellement schématique, et dont la structure est conforme à la définition générale de l'invention. Il s'agit d'une carte dont le circuit intégré 10 est disposé dans l'épaisseur de la carte, c'est-à-dire dans le corps de la carte notée C. Conformément à une caractéristique de l'invention, le circuit intégré 10 a une épaisseur très mince, au plus égale à 120pm et de préférence au plus égale à 80m. En outre, le circuit intégré est disposé dans un plan correspondant sensiblement à la fibre neutre LN de la carte lorsque celle-ci est au repos. La fibre neutre est représentée ici par une ligne en trait mixte. Les vues a), , b) et c) illustrent différentes dispositions rentrant dans le cadre de la définition de l'invention, et illustrant plus précisément ce qu'il faut entendre par un plan correspondant sensiblement à la fibre neutre de la carte. En particulier, la vue a) illustre le circuit intégré 10 disposé juste en dessous de la fibre neutre LN, la vue b) illustre le circuit intégré 10 exactement centré sur la fibre neutre LN, et la vue c) illustre le circuit intégré disposé juste au-dessus de la fibre neutre LN. Lorsque la carte est soumise à une flexion comme cela est schématisé sur la vue d), le circuit intégré 10 se déforme en flexion en suivant la déformation du corps de carte C. La très faible épaisseur du circuit intégré 10 favorise une telle déformation en flexion, et les efforts de traction auxquels le circuit intégré 10 est soumis sont de surcroît minimisés du fait de la disposition du circuit intégré au voisinage de la fibre neutre LN. Ainsi, la combinaison de la très faible épaisseur du circuit intégré 10 et la disposition au voisinage de la fibre neutre LN minimisent la sensibilité du circuit intégré aux efforts de flexion. De plus, cette combinaison peut être réalisée même avec des circuits intégrés de grandes dimensions et assure ainsi une durée de vie du circuit intégré considérablement améliorée par rapport aux agencements connus. En relation avec l'épaisseur du circuit intégré, on notera que les technologies actuelles de polissage arrière (dénommées backlapping" par les anglo-saxons) permettent d'obtenir des épaisseurs de 80clam pour les circuits intégrés, voire même de 60ssm. Il sera en outre avantageux de prévoir que le circuit intégré 10 présente un état de surface très lisse, de préférence un poli miroir, c'est-à-dire un état de surface qui est suffisamment lisse pour qu'aucune rayure ne soit visible à l'oeil nu, ce qui correspond à des rayures inférieures à environ 0,5m. Ce polissage permet de relaxer les contraintes de fabrication (notamment les contraintes résultant du choc thermique subi dans les fours), par ablation de la couche superficielle qui a concentré toutes ces contraintes lors de la fabrication et qui contient les amorces de rupture du réseau cristallin. L'invention s'applique à différents types de cartes à circuit intégré. On va maintenant décrire différents modes d'exécution en se référant aux figures 2 à 6, ces modes d'exécution étant donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. La figure 2 illustre une carte laminée comportant une couche 24 en matière plastique et un circuit imprimé double face 21. Le circuit imprimé double face 21 comprend un substrat isolant 22 portant sur sa face inférieure un circuit imprimé 23 et sur sa face supérieure un circuit imprimé 25 formant des plages de contact extérieures. Les circuits imprimés 23 et 25 sont réunis en des points appropriés par des trous métallisés 26. Le circuit intégré 10 est par exemple monté sur le circuit imprimé 23 avant assemblage du circuit imprimé double face avec la couche de matière plastique 24 suivi d'un laminage à chaud. Lors du laminage, le circuit intégré 10 s'enfonce dans la couche 24. A titre indicatif, pour une carte laminée de 800pm d'épaisseur, on pourra utiliser une couche 24 de matière plastique de 500hum d'épaisseur, et un circuit imprimé double face 21 de 300clam, le circuit intégré 10 ayant une épaisseur de 100ym. La figure 3 illustre une autre carte laminée à plages de contact extérieures réalisée selon l'invention avec un circuit intégré s'étendant dans une couche de coeur. Dans ce mode de réalisation, la carte laminée 30 comprend une couche de coeur 31 agencée entre deux couches de recouvrement 32 et 33. La carte selon ce mode de réalisation est réalisée par un procédé comportant par exemple les étapes d'enfoncer à chaud le circuit intégré 10 dans la couche de coeur 31 comportant des trous 34 qui sont ensuite remplis d'encre conductrice, de réaliser par ailleurs des perforations 36 dans la feuille de recouvrement 32 et de remplir celles-ci avec une encre conductrice, de mettre en coïncidence la feuille de coeur 31 avec les feuilles de recouvrement 32 et 33, de laminer l'ensemble et de réaliser des plages de contact 35 après laminage par dépôt d'une encre conductrice.Lors du laminage, l'encre conductrice contenue dans les trous 34 et les perforations 36 mises en coïncidence forme une liaison conductrice continue entre le circuit intégré 10 et la face supérieure de la carte. La figure 4 illustre une variante de la carte laminée de la figure 3 dans laquelle la carte laminée 40 est constituée d'une couche de coeur 41 agencée entre deux couches de recouvrement 42 et 43, et le circuit intégré 10 s'étend dans la couche de coeur 41. La couche de recouvrement supérieure 42 comporte des plages conductrices 45. Des trous 44 sont ménagés à travers la couche de coeur 41 et sont remplis d'une encre conductrice mais ne s'étendent pas en regard du circuit intégré 10. Des conducteurs 49 relient alors le circuit intégré 10 à l'encre conductrice disposée dans les trous 44. Les conducteurs 44 sont réalisés par exemple par dépôt d'encre conductrice sur la face correspondante de la couche de coeur 41 avant laminage. Dans ces deux modes de réalisation, les épaisseurs de la couche de coeur et des feuilles de recouvrement sont choisies pour que le circuit intégré s'étende sensiblement dans la plan de la fibre neutre LN de la carte finalement obtenue. La figure 5 illustre un autre mode de réalisation de l'invention, qui ne se présente plus sous la forme d'une carte laminée, mais d'un module adhésif 50. La figure 5 représente le module seul et la figure 6 représente le même module disposé dans un logement associé d'un substrat plat. Le module adhésif 50 comporte une couche principale 51 en matière plastique dans laquelle est fixé le circuit intégré 10. La face inférieure de la couche 51 est revêtue d'une couche 53 en matière adhésive et la face supérieure de cette même couche 51 comporte les plages de contact réalisées par dépôt d'une encre conductrice. Une couche de vernis isolant 56 est disposée sur la face supérieure de la couche 51 et comporte, à l'aplomb des plages de contact 54, des ouvertures 55 remplies d'une encre conductrice. La figure 6 illustre un substrat plat 101 en matière plastique présentant un logement 102 dont le contour correspond à celui du module adhésif 50 destiné à y être disposé. Une fois le module adhésif 50 mis en place dans son logement 102, l'ensemble constitue une carte 100. L'épaisseur du fond 103 de la carte et des couches 51 et 53 du module 50 sont déterminées pour que le circuit intégré s'étende comme précédemment au voisinage du plan de la carte contenant la fibre neutre LN. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées ci-dessus. En particulier bien que le module selon l'invention ait été décrit avec une couche adhésive 53, on peut réaliser un module non adhésif fixé dans la cavité par une goutte de colle disposée dans la cavité immédiatement avant la mise en place du module. On peut également réaliser un module non adhésif ayant une épaisseur légèrement supérieure à la hauteur de la cavité 102 et fixé dans celle-ci par laminage. Dans ce cas, on prévoiera de préférence un module comportant une couche isolante 56 ayant un bord en marche d'escalier permettant un encastrement du module lors du laminage. Bien que le module 50 ait été illustré avec de l'encre conductrice remplissant les ouvertures 55 dans le vernis isolant 56, on peut également prévoir un accès direct aux plages de contact 54. Bien que la carte et le module selon l'invention aient été illustrés avec un circuit intégré relié à des plages de contact extérieures, on peut également prévoir de relier celui-ci à une antenne disposée à l'intérieur de la carte du module, cette antenne formant avec le circuit intégré un ensemble de transmission sans contact. Dans le cas d'un module, on peut également prévoir celui-ci selon une structure générale convention nelle, c'est-à-dire comportant un support intermédiaire portant le circuit intégré, celui-ci étant relié aux plages de contact par des liaisons filaires. Dans ce cas, le circuit intégré sera selon l'invention un circuit intégré très mince et sera disposé sur le support pour s'étendre sensiblement selon la fibre neutre de la carte dans laquelle le module est incorporé. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation préférés présentant tous en combinaison les caractéristiques d'inclure dans la carte un circuit intégré très mince et de disposer celui-ci dans le plan de la fibre neutre de la carte on remarquera que le circuit intégré très mince selon l'invention peut également être disposé au voisinage de la surface de la carte, sa très grande flexibilité le rendant apte à supporter les flexions auxquelles la carte est soumise lors de l'utilisation. REVENDICATIONS 1. Carte à circuit intégré, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit intégré (10) ayant une épaisseur au plus égale à 120m. 2 Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur du circuit intégré (10) est au plus égale à 80m. 3. Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit intégré (10) présente un état de surface en poli miroir. 4. Carte à circuit intégré selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le circuit intégré est disposé dans un plan correspondant sensiblement à une fibre neutre (LN) de la carte. 5. Carte selon la revendication 4, caractérisée en ce que le circuit intégré (10) est monté sur une face d'un circuit imprimé double face (21) ayant une face opposée portant les plages de contact (25). 6. Carte selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des couches laminées, en ce que le circuit intégré (10) s'étend dans une couche de coeur (31; 41) agencée entre deux couches de recouvrement (32,33 32,43) dont l'une (32 ; 42) porte des plages de contact extérieures (35 ; 45) et en ce que le circuit intégré (10) est relié aux plages de contact par des organes de liaison (34 44) traversant la couche de coeur (31 ; 41) et la couche de recouvrement (32; 42) portant les plages de contact. 7. Carte selon la revendication 6, caractérisée en ce que les organes de liaison sont réalisés sous forme de trous (34 ; 44) remplis d'une encre conductrice. 8. Carte selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte également des conducteurs (49) s'étendant sur la couche de coeur (41) depuis le circuit intégré (10) jusqu'aux trous (44). 9. Module comportant un circuit intégré (10) fixé à une couche support (51), caractérisé en ce que le circuit intégré a une épaisseur au plus égale à 120ym. 10. Module selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche support (51) a une épaisseur déterminée pour que le circuit intégré (10) s'étende dans un plan correspondant sensiblement à une fibre neutre (LN) d'un substrat plat (101) lorsque le module est disposé dans un logement (102) du substrat plat.