Brevet FR2736867A1 — publié le 19970124

OBJET PORTATIF COMPORTANT UN MICROMODULE A CIRCUIT INTEGRE ET PROCEDE DE FABRICATION PAR MOULAGE DU DIT OBJET La présente invention concerne un objet portatif et le procédé de fabrication d'un tel objet. I1 est connu des procédés de fabrication d'objet portatif tel que des cartes à microcircuit dans lesquelles l'ensemble pastille circuit intégré formant ce que l'on appelle un bouton ou micromodule est disposé dans un logement obtenu par fraisage des plaques de PVC constituant le corps de l'objet portatif dans lequel après fraisage on obtient un évidement destiné à recevoir le micromodule. Un tel procédé de fabrication est connu notamment par la demande de brevet 9304072 déposé le 6 avril 1993 par la requérante.Ce procédé de formage de l'évidement permet notamment d'obtenir un évidement dont au moins deux côtés sont en queue d'aronde mais a pour inconvénient de provoquer par fraisage un réchauffement de la matière et d'autre part de former le long du contour de la cavité une succession d'arcs jointifs de faible amplitude. En outre ce procédé a pour inconvénient également de nécessiter un dispositif permettant de chasser les copeaux résultant du fraisage, ce qui, en cas de défaillance du fonctionnement du dispositif d'élimination de copeaux, peut occasionner des dysfonctionnements de la machine et du processus d'encartage. Un premier but de l'invention est donc de proposer un objet portatif dont la qualité de fabrication soit améliorée. Ce but est atteint par le fait que l'objet portatif comporte dans un support en matière plastique une cavité destinée à recevoir un ensemble micromodule comportant une pastille conductrice associée à un circuit intégré semiconducteur, la dite pastille conductrice comportant des zones conductrices isolées électriquement les unes des autres et auxquelles le circuit intégré semi-conducteur est relié électriquement, le dit circuit intégré comportant au moins une fonction mémorisation, est caractérisé en ce que l'objet portatif est en matière plastique moulé et comporte une cavité ayant un contour de forme adaptée à la forme de la pastille, le dit contour de la cavité ayant, sur au moins deux portions du contour en vis-à-vis, une dépouille inférieure à 10 degrés par rapport à une direction perpendiculaire à la surface du support sur laquelle s'ouvre la cavité. Selon une autre particularité, la cavité comporte deux évidements concentriques ou non dont un premier de surface plus grande que le second et de profondeur plus faible que le second, le dit premier logement ayant la forme de la pastille et, le dit second logement étant de dimension adaptée à la dimension du circuit intégré. Selon une autre particularité, le premier évidement a une profondeur inférieure à la somme de l'épaisseur de la pastille conductrice et de l'épaisseur d'un ruban thermofusible associé à la pastille conductrice. Selon une autre particularité l'angle de dépouille est de préférence d'environ 5 degrés. Selon une autre particularité l'angle de dépouille est de préférence de l'ordre de 8 degrés. Selon une autre particularité la dépouille est formée sur une épaisseur correspondant à l'épaisseur de la pastille conductrice et l'épaisseur d'un ruban thermofusible. Selon une autre particularité l'épaisseur de la pastille est comprise entre 0,2 et 0,25 mm. Selon une autre particularité, seulement le contour de la cavité est pourvu d'une dépouille. Selon une autre particularité, la matière plastique est de 1'ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène). Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication des objets portatifs selon le premier but. Ce but est atteint par le fait que le procédé de fabrication des objets portatifs comporte une étape de moulage dans une machine à injecter dont le moule comporte dans chaque empreinte correspondant à la dimension de l'objet portable au moins un noyau pourvu, sur sa périphérie extérieure correspondant au contour de la pastille, d'une dépouille formant queue d'aronde sur une épaisseur correspondant à une épaisseur au moins égale å celle de la pastille. Selon une autre particularité un deuxième noyau est disposé substantiellement au centre du premier noyau et dépasse d'une épaisseur correspondant à la profondeur de cavité souhaitée pour le logement du circuit intégré. Selon une autre particularité le procédé comporte une étape de préparation de la pastille effectuée à l'aide d'un poinçon à surface bombée coopérant avec une matrice dont l'ouverture est obstruée par une coupelle de réception destinée à recevoir la pastille déformée mécaniquement. Selon une autre particularité l'ensemble micromodule positionné sur une coupelle est amené à un poste de mise en place dans la cavité du support de l'objet portatif par action du poussoir pour assurer la descente du micromodule dans cette cavité. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1A représente une vue de dessus de la cavité formée dans le support d'un objet portatif - la figure 1B représente une vue en coupe de cette même cavité formée dans le support de l'objet portatif - la figure 1C représente une vue de côté d'un micromodule destiné à être encastré dans la cavité - la figure 1D représente une vue de détail de l'arrondi du contour de la cavité - la figure 2A représente une vue en coupe d'un poste de découpe de pastille permettant la mise en oeuvre du procédé - la figure 2B représente une vue en coupe d'un poste de mise en place du micromodule selon le procédé - la figure 2C représente une vue en coupe d'un poste de collage du micromodule sur l'objet portatif - la figure 3A représente une vue de face d'une demi moule comportant des empreintes des objets portatifs - la figure 3B représente une vue en coupe du noyau disposé dans chacune des empreintes du demi moule. La figure 1A représente une vue de dessus du contour d'une cavité (26) formée dans un support (2) en matière plastique. Ce contour de forme parallélépipèdique & angle arrondi, représenté ainsi sur la figure, peut également être formé de toute autre forme adaptée à la forme de la pastille qu'il doit recevoir, tel qu'un ellipsoïde. La cavité comporte un premier évidement (26) de surface plus importante et correspondant à la surface de la pastille conductrice destinée à supporter le circuit intégré et constituant les plages de connexion de ce circuit avec les appareillages.Le fond (264, 266) de l'évidement (26) formant la cavité est disposé en retrait par rapport aux bords supérieurs (263, 265) de cette cavité, de façon à former une dépouille ayant un angle inférieur à 10 degrés par rapport à la surface supérieure de la feuille en matière plastique (2) formant le support de l'objet portatif. Dans une variante on peut se contenter de former seulement deux portions opposées du contour avec cette dépouille de façon à avoir en coupe un profil en queue d'aronde, comme représenté sur la figure 1B. Un deuxième évidement (27) complète éventuellement la cavité. Ce deuxième évidement est concentrique ou non par rapport au premier et de surface plus petite. La profondeur de cet évidement correspond à l'épaisseur du circuit intégré qu'il doit loger et ses dimensions externes sont au moins égales à celle du circuit intégré. La profondeur (p) du premier évidement (26) est inférieure à l'épaisseur de l'ensemble pastille conductrice ruban thermo-fusible (12) d'une valeur qui correspond à 3 millièmes de la somme de ces épaisseurs. La conformation particulière des bords de la cavité permet de réaliser un phénomène de clipsage sur les bords de la pastille (11) qui elle même est découpée de façon à avoir une forme en queue d'aronde en vis-à-vis des dépouilles en queue d'aronde de la cavité. Ainsi les bords (110) de la pastille forment un biais d'angle (b) avec une perpendiculaire à la surface des contacts et au plus égale à l'angle de dépouille des évidements (26). Dans une variante de réalisation représentée & la figure 1E, le fond de la cavité (26) peut être également découpé de façon à former une découpe (267, 268) dont la forme correspond au contour du premier évidement. Cette découpe (267, 268) est interrompue en deux points symétriquement opposés de façon à maintenir un pont de matière selon deux directions symétriquement opposées. Le support d'objets portatifs ainsi décrit est obtenu par un procédé de moulage consistant à utiliser un moule (4) comportant une pluralité d'empreintes (42A, 42B, 42C, 42D) correspondant pour chaque empreinte à la forme des supports (2) d'objet portatif. Dans chacune des empreintes est disposée au moins un noyau (46) dont le contour correspond au contour de la pastille, chaque noyau (46) comportant une dépouille (460, 461) sur au moins deux portions opposées. Cette dépouille a une profondeur de 0,2 à 0,25 mm et forme un angle de 5 à 8 degrés par rapport & BR Une fois cette opération de fabrication de support effectuée, le support (2), formant une carte, est amené & BR Le micromodule (11, 12, 13) est préparé à partir d'un ruban (10) comportant les zones conductrices et des zones isolées électriquement et sur lequel on aura placé des semi-conducteurs (13) et le ruban thermo-fusible (12). Ce ruban (10) sera découpé en micromodule par des découpes à des pas réguliers effectués par un poinçon (71 figure 2A) dont la face avant comporte un évidement (712) pour éviter l'écrasement du semi-conducteur (13) et forme une surface bombée (711), de préférence soit cylindrique, soit en forme de calotte sphérique. Ce poinçon en rencontrant le ruban (10) va déformer celui-ci et l'amener en appui sur la matrice (72) de l'outil de découpe pour découper le micromodule (11, 12, 13) représenté en trait plein sur la figure 2A.L'avancement du poinçon (71) poussera le micromodule dans une coupelle d'accueil (81) située de l'autre côté de la matrice (72) et dans laquelle est monté un poussoir constitué d'un plateau (821), d'une partie cylindrique (822) et d'une surface concave (8231) formée sur une rondelle (823) disposée à l'extrémité inférieure du cylindre (822), de façon que la rondelle (823) appuie sur les épaulements (811) de la coupelle d'accueil lorsque les ressorts (824) se détendent. Le poinçon (71) à surface sphérique de rayon (R) ou à surface cylindrique de même rayon permet d'obtenir des micromodules comportant, selon la variante de la figure 1D un bord (110) en biais. Ce micromodule (11, 12, 13) sera maintenu dans la coupelle d'accueil (81) en subissant une déformation mécanique qui lui donne un bombage, comme représenté sur la figure 2A. L'ensemble coupelle d'accueil (81) - outil poussoir (82) - micromodule (11, 12, 13) pincé dans la coupelle d'accueil (81) est ensuite amené à un quatrième poste, représenté à la figure 2B. A ce quatrième poste, un élément de support (2) prédécoupé en forme de carte et dans lequel ont été pratiquées les cavités (26, 27) est placé en vis-àvis de la coupelle (81) et de l'outil poussoir (82). Cet outil poussoir (82) est actionné vers le bas par une tige descendante (825) qui provoque le déplacement du poussoir concave (823), assurant ainsi la descente du micromodule dans le logement (26, 27).Sur la figure 3B, on peut réaliser que la distance séparant les parois verticales (812) de la coupelle (81) est inférieure aux dimensions du premier évidement (26) pratiqué dans le support (2) de la carte, de façon à permettre une mise en place facile du micromodule dans son logement assurant ainsi l'autocentrage de ce dernier dans l'évidement (26) lorsque le micromodule redevient naturellement plan après être sorti de la coupelle (81). Cette mise en place du micromodule (11, 12, 13) permet d'éviter d'avoir à positionner le logement précis réalisé au préalable sur la machine de fraisage avec une très grande précision sous l'outil d'encartage pour conserver une grande qualité d'encartage. En outre, l'utilisation d'un poinçon bombé permet d'obtenir des bords (110) en biais, comme représenté à la figure 1C. Dans une variante de réalisation, on pourrait envisager d'utiliser un poinçon à face avant plane (711) avec l'évidement (712) et de découper le micromodule avec une matrice (72) dont la dimension correspond à celle du premier évidement (26) au voisinage de la surface de découpe et dont les surfaces internes (720) auraient une conicité permettant d'amener progressivement le micromodule par déformation aux dimensions de la coupelle (81) de transport du micromodule au poste suivant. Dans ce cas, les bords des micromodules ne comporteraient pas de biais. Avant la mise en place du bouton ou du module ainsi formé, la machine de fabrication aura déposé au préalable une goutte de colle (25), constituée soit d'une résine, soit d'une colle cyanoacrylique pour effectuer une fixation semi-rapide du circuit intégré dans le logement (27) de la carte (2). Puis, au poste de la figure 2C, la carte est positionnée sur un support (62) de référence, qui comporte dans la zone correspondant à l'emplacement du micromodule (11, 12, 13) une canalisation (63) d'air de refroidissement formée dans le support (62). En face de ce support référencé (62) est disposée une tête (6) comportant des électrodes chauffantes paramétrables.Cette tête (6) est elle-même pourvue en son centre d'un logement (61) rempli de matière non conductrice de la chaleur de façon à éviter un échauffement de la zone centrale du micromodule correspondant à celle où est situé au verso le circuit intégré. La tête chauffante (6) est descendue puis appliquée avec une certaine pression sur l'ensemble micromodule pour, d'une part effectuer la fusion du ruban thermo-fusible (12) et d'autre part, par la pression, provoquer l'évacuation du surplus de colle thermo-fusible en direction de la cavité. L'avantage du procédé est que l'ensemble bouton mis en place dans la cavité ne risque pas de s'échapper de celle-ci lors d'un transfert rapide et brutal d'un poste de travail à un autre poste, par exemple, du poste de mise en place du micromodule, vers le poste de pressage suivant. Le procédé permet également de maintenir la puce par clipsage afin, d'une part d'améliorer la présentation de l'encartage et, d'autre part, d'utiliser d'autres moyens de collage que ceux actuellement utilisés. Grâce à cet effet de clipsage, on n'est pas tenu d'utiliser des colles à prise rapide (2 à 20 secondes) offrant des résistances au cisaillement sur acier de 14 à 22 MPA moins performantes que celles à prise semi-rapide (10 secondes à 2 minutes) résistantes au pelage, aux chocs et chargées d'élastomère, offrant des caractéristiques de souplesse de résilience et une résistance au cisaillement sur acier de 22 à 30 MPA. Cette qualité de colle peut s'appliquer également au collage de la pastille. Par ailleurs, ce procédé a l'avantage de permettre de constituer un réservoir naturel du surplus de colle pour éviter une opération d'ébavurage et d'assurer aussi un meilleur accrochage de la puce sur le support. La contredépouille +17Xoffre également l'avantage, une fois la colle durcie, de ne permettre l'arrachage du micromodule ou de la puce qu'en brisant la carte. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATION8 1. Objet portatif comportant dans un support en matière plastique une cavité destinée à recevoir un ensemble micromodule comportant une pastille conductrice associée à un circuit intégré semi-conducteur, la dite pastille conductrice comportant des zones conductrices isolées électriquement les unes des autres et auxquelles le circuit intégré semi-conducteur est relié électriquement le dit circuit intégré comportant au moins une fonction mémorisation caractérisée en ce que l'objet portatif est en matière plastique moulé et comporte une cavité ayant un contour de forme adaptée à la forme de la pastille, le dit contour de la cavité ayant sur au moins deux portions du contour en vis-à-vis une dépouille inférieure à 10 degrés par rapport à une direction perpendiculaire à la surface du support sur laquelle s'ouvre la cavité. 2. Objet portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité comporte deux évidements concentriques ou non dont un premier de surface plus grande que le second et de profondeur plus faible que le second, le dit premier logement ayant la forme de la pastille et, le dit second logement étant de dimension adaptée à la dimension du circuit intégré. 3. Objet portatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier évidement a une profondeur inférieure à la somme de l'épaisseur de la pastille conductrice et de l'épaisseur d'un ruban thermo-fusible associé à la pastille conductrice. 4. Objet portatif selon une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l'angle de dépouille est de préférence de l'ordre de 5 degrés. 5. Objet portatif selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que l'angle de dépouille est de préférence de l'ordre de 8 degrés. 6. Objet portatif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la dépouille est formée sur une épaisseur correspondant à une épaisseur de la pastille conductrice et l'épaisseur d'un ruban thermo-fusible. 7. Objet portatif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de la pastille est comprise entre 0,2 et 0,25 mm. 8. Objet portatif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que seulement le contour de la cavité est pourvu d'une dépouille. 9. Objet portatif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière plastique est de 1'ABS (acrylonitrile-butadiène-styraine). 10. Procédé de fabrication d'objets portatifs, selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de moulage dans une machine à injecter dont le moule comporte dans chaque empreinte correspondant à la dimension de l'objet portable au moins un noyau pourvu, sur sa périphérie extérieure correspondant au contour de la pastille, d'une dépouille formant queue d'aronde sur une épaisseur correspondant à une épaisseur au moins égale à celle de la pastille. 11. Procédé de fabrication d'objets portatifs, selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un deuxième noyau est disposé substantiellement au centre du premier noyau et dépasse d'une épaisseur correspondant à la profondeur de cavité souhaitée pour le logement du circuit intégré. 12. Procédé de fabrication d'objets portatifs, selon une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de préparation de la pastille effectuée à l'aide d'un poinçon à surface bombée coopérant avec une matrice dont l'ouverture est obstruée par une coupelle de réception destinée à recevoir la pastille déformée mécaniquement. 13. Procédé de fabrication d'objets portatifs, selon une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que l'ensemble micromodule positionné sur une coupelle est amené à un poste de mise en place dans la cavité du support de l'objet portatif par action du poussoir pour assurer la descente du micromodule dans cette cavité.