Brevet FR2744819A1 — publié le 19970814

La présente invention concerne une carte à circuit intégré sans contact ainsi qu'un procédé et un outillage pour la fabrication d'une telle carte. Une carte à circuit intégré comporte habituellement un corps de carte en matière plastique et un circuit intégré monté dans le corps de carte. On connaît actuellement des cartes dites avec contact dans lesquelles le circuit intégré est relié à des plages de contact s'étendant à la surface de la carte et des cartes dites sans contact dans lesquelles le circuit intégré est noyé dans le corps de carte et comprend un organe de communication sans contact qui est également noyé dans le corps de carte et qui forme une antenne capable de recevoir et d'émettre des signaux. Cet organe de communication est généralement réalisé sous la forme d'un enroulement porté par le circuit intégré. Ces cartes à circuit intégré sans contact comportent généralement un corps de carte constitué de trois couches de matière plastique : une couche de coeur encadrée par deux couches de recouvrement. Le circuit intégré est disposé dans une cavité de la couche de coeur ou enfoncée dans celle-ci puis les trois couches sont superposées et fixées les unes aux autres par thermocollage en les soumettant simultanément à une température et une pression élevée. Bien que les cartes soient réalisées sous forme de plaques comprenant plusieurs cartes qui sont ensuite découpées, la fabrication des cartes selon ce procédé est longue et donc coûteuse. On connaît par ailleurs un procédé d'implantation d'un circuit intégré dans un corps de carte à contact. Ce procédé, notamment décrit dans le document US-A-3.615.946, consiste à - ramollir la matière thermoplastique constituant le corps de carte dans une zone d'implantation du circuit intégré et enfoncer le circuit intégré à l'aide d'un poinçon chauffant ayant une surface active plus grande que la face supérieure du circuit intégré implanté et ce afin que la matière thermoplastique refoulée par le circuit intégré lors de son implantation ne forme pas un bourrelet annulaire autour du circuit intégré. On utilise un seul et même poinçon chauffant pour ramollir la matière thermoplastique, enfoncer le circuit intégré et exercer la pression à chaud sur le circuit intégré implanté. Dans la carte obtenue, la face supérieure du circuit intégré affleure la face correspondante du corps de carte et est donc accessible de l'extérieur. De ce fait, ce procédé est donc exclusivement utilisé pour la fabrication des cartes à contact. Un but de l'invention est de réaliser une carte sans contact dont la fabrication soit plus simple et moins coûteuse, en comparaison aux cartes à corps multicouches. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention une carte sans contact comportant un corps de carte et au moins un circuit intégré noyé dans le corps de carte dans laquelle le circuit intégré est entouré d'une masse de matière homogène. Avantageusement, le corps de carte présente, sur au moins une de ses faces, un relief situé au droit du circuit intégré. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne un procédé de fabrication d'une carte sans contact comprenant les étapes de - enfoncer un circuit intégré dans une face d'un corps de carte en matière thermoplastique en exerçant une pression sur le circuit intégré, au moyen d'un premier poinçon chauffant ayant une face active de surface sensiblement égale à celle du circuit intégré, afin qu'une partie de la matière thermoplastique soit refoulée par le circuit intégré lors de son implantation pour former un bourrelet annulaire autour du circuit intégré - dégager le premier poinçon - exercer une pression à chaud sur le bourrelet annulaire formé par la matière refoulée du corps de carte autour du circuit intégré, au moyen d'un second poinçon chauffant ayant une face active de plus grande surface que celle du circuit intégré, de telle sorte que la matière formant le bourrelet annulaire recouvre le circuit intégré. Avantageusement, le premier poinçon a une course amenant sa face active au-delà de la face du corps de carte dans laquelle le circuit intégré est implanté. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne un outillage adapté à la fabrication d'une carte selon l'invention. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un circuit intégré comprenant un premier poinçon présentant un noyau central ayant une extrémité libre formant une face active, et un organe limiteur de course adjacent au noyau central et possédant une face terminale en retrait par rapport à la face active. Selon un mode de réalisation préféré, l'organe limiteur de course comprend une jupe périphérique délimitant avec le noyau central une cavité annulaire. Avantageusement, l'outillage comporte un second poinçon ayant une face active de surface plus grande que celle de la face active du premier poinçon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier et non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins en annexe, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective avec arraché d'une carte sans contact conforme à l'invention - les figures 2 à 4 sont des vues partielles en coupe illustrant les différentes étapes de fabrication d'une carte selon l'invention. A la figure 1, on a représenté en perspective avec arraché une carte sans contact conforme à l'invention. Cette carte comporte un corps de carte 1 constitué d'une masse de matière thermoplastique homogène présentant une face supérieure 2. Un circuit intégré 3 est noyé dans le corps de carte 1. Ce circuit intégré de façon connue en soi comporte différentes couches formant un circuit électronique comprenant une mémoire et associé à un organe de communication sans contact formant une antenne constituée, par exemple, d'un enroulement associé au circuit électronique sur le même substrat que celui-ci ou un organe de communication optique associé à un corps de carte en matière transparente à la longueur d'onde utilisée pour la communication. Dans le mode de réalisation illustré, un relief 4, ici en forme de disque, s'étend en saillie sur la face supérieure 2 du corps de carte 1, au droit du circuit intégré 3. L'existence et la hauteur de ce relief 4 sont associés au mode de fabrication qui va maintenant être exposé en relation avec les figures 2 à 4. Pour la fabrication de la carte qui vient d'être décrite, on utilise un outillage spécifique. Cet outillage comporte un premier poinçon 5 qui est représenté en coupe à la figure 2. Ce premier poinçon comporte un noyau central 6 ayant une face terminale 7 de surface inférieure à celle du circuit intégré 3. Cette face 7 forme une face active du poinçon 5. Le poinçon 5 comporte également un organe limiteur de course formé par une jupe périphérique 8 qui s'étend autour du noyau 6 et délimite avec celui-ci une cavité annulaire 9. La jupe périphérique 8 possède une face terminale 10 qui est parallèle à la face active 7 et qui s'étend en retrait par rapport à cette face. On a noté p la distance entre les plans de la face active 7 et de la face terminale 10 de la jupe 8. L'outillage comporte également un second poinçon 11 qui possède une face active 12 de surface supérieure à celle du circuit intégré 3. Le premier poinçon 5 et le second poinçon 11 sont chauffants, c'est-à-dire que leurs faces actives peuvent être portées à une température souhaitée. Aux figures 2 à 4, on a représenté les principales étapes du procédé de fabrication de la carte selon l'invention. Ce procédé utilise l'outillage qui vient d'être décrit. Dans une première étape, illustrée par la figure 2, on exerce une pression à chaud sur le circuit intégré 3, au moyen du poinçon chauffant 5. Le circuit intégré 3 conduit la chaleur diffusée par le poinçon chauffant et s'enfonce progressivement dans le corps de carte 1 en chassant la matière thermoplastique constituant ce corps. La matière refoulée remonte pour former un bourrelet annulaire 13 s'étendant en saillie de la face supérieure 2 du corps de carte 1 autour du circuit intégré 3. La course du poinçon 5 est déterminée pour qu'en fin de course la face terminale 10 de la jupe périphérique 8 vienne en butée sur la face supérieure 2 du corps de carte 1. La jupe périphérique 8 est de préférence refroidie afin qu'elle ne s'enfonce pas dans le corps de carte sous l'action de la force à laquelle le poinçon est soumis. Le bourrelet 13 se forme ainsi dans la cavité annulaire 9 entre le noyau 6 et la jupe périphérique 8. La jupe périphérique 8 a donc pour fonction de limiter la course du poinçon 5 et de canaliser la matière refoulée par le circuit intégré afin que celle-ci reste au voisinage du circuit intégré. En fin de course, la face active 7 s'étend au-delà de la face supérieure 2 du corps de carte 1 et le circuit intégré 3 est donc enfoncé en-dessous de cette face. La profondeur d'enfoncement du circuit intégré 3, c'est-à-dire la distance le séparant de la face supérieure 2 du corps de carte 1, est égale à la distance p entre les faces 7 et 10 du poinçon 5. Cette profondeur peut donc être très exactement prédéterminée lors de la fabrication du poinçon 5. Elle peut être aisément déterminée en modifiant la hauteur de la jupe périphérique 8. Le fait que la surface de la face active 7 soit inférieure à celle du circuit intégré 3 permet à la matière thermoplastique refoulée par le circuit intégré 3 lors de son implantation de remonter pour former le bourrelet annulaire 13. Une seconde étape consiste à dégager le poinçon 5. Une troisième étape consiste à exercer une pression à chaud sur le bourrelet 13, au moyen du second poinçon chauffant 11. Comme ce second poinçon possède une face active de surface supérieure à celle du circuit intégré 3, il repousse la matière thermoplastique formant le bourrelet 13 en direction du circuit intégré 3, de sorte que cette matière vient recouvrir le circuit intégré 3. La fin de course du poinçon 11 est illustrée par la figure 4. On constate que la face active 12 du poinçon 11 s'arrête dans une position légèrement espacée de la face supérieure 2 du corps de carte 1. La matière thermoplastique qui formait le bourrelet 13 forme donc une zone de recouvrement 4 du circuit intégré 3 dans laquelle le circuit intégré est entouré d'une masse de matière homogène. La zone de recouvrement 4 possède une face supérieure 4.1 qui s'étend légèrement au-dessus de la face supérieure 2 du corps 1. La zone de recouvrement 4 forme donc, dans sa partie supérieure, un relief légèrement en saillie du corps de carte 1. L'épaisseur de ce relief est notée e. On comprend que ce relief a un volume sensiblement égal à celui qui est occupé par le circuit intégré 3. Toutefois, il est possible de supprimer ce relief en prévoyant de réaliser un second poinçon ayant une face active de grande surface et en poursuivant la progression de ce second poinçon jusqu'à la face supérieure 2 du corps de carte 1, de façon à provoquer un étalement du surplus de matière thermoplastique sur une surface importante de la face supérieure 2 du corps de carte 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, bien que l'enfoncement à chaud du circuit intégré ait été illustré par une mise en pression directe du circuit intégré au moyen d'un poinçon chauffant, on peut prévoir une étape préalable de ramollissement du corps de carte dans la zone du corps de carte destinée à recevoir le circuit intégré. Après incorporation du circuit intégré au corps de carte, on prévoira généralement une étape d'impression d'une ou des faces de la carte. Après impression, on peut prévoir de recouvrir la face comportant le relief 4 avec un vernis afin que la carte présente une surface uniforme, cette étape pouvant être réalisée de façon très simple, par exemple par une application au rouleau. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un premier poinçon chauffant ayant une surface inférieure à celle du circuit intégré, on peut utiliser un premier poinçon ayant une surface égale ou même légèrement supérieure à celle du circuit intégré afin de s'assurer que le poinçon prend appui sur l'ensemble de la surface du circuit intégré même si le poinçon et le circuit intégré sont légèrement décentrés l'un par rapport à l'autre. Il convient toutefois de noter que dans ce cas le déplacement de matière est plus important. Il y a donc lieu de veiller à ne pas utiliser un premier poinçon présentant une face active de trop grande surface. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un premier poinçon comportant un organe limiteur de course formé par une jupe périphérique entourant le noyau central, on peut limiter la course du poinçon par des moyens très variés tels qu'une butée mécanique associée au poinçon ou à un piston de manoeuvre du poinçon ou encore un dispositif électronique, optoélectronique ou électromécanique solidaire du poinçon ou d'une pièce support de celuici. REVENDICATIONS 1. Carte sans contact comportant un corps de carte (1) et au moins un circuit intégré (3) noyé dans le corps de carte (1), caractérisée en ce que le circuit intégré (3) est entouré d'une masse de matière homogène. 2. Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de carte (1) présente, sur au moins une de ses faces, un relief (4) situé au droit du circuit intégré (3). 3. Procédé de fabrication d'une carte sans contact, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de - enfoncer un circuit intégré (3) dans une face d'un corps de carte (1) en matière thermoplastique en exerçant une pression sur le circuit intégré (3), au moyen d'un premier poinçon chauffant (6) ayant une face active (7) de surface sensiblement égale à celle du circuit intégré (3), afin qu'une partie de la matière thermoplastique soit refoulée par le circuit intégré (3) lors de son implantation pour former un bourrelet annulaire (13) autour du circuit intégré - dégager le premier poinçon - exercer une pression à chaud sur le bourrelet annulaire (13) formé par la matière refoulée du corps de carte (1) autour du circuit intégré (3), au moyen d'un second poinçon chauffant (11) ayant une face active (12) de plus grande surface que celle du circuit intégré (3), de telle sorte que la matière formant le bourrelet annulaire (13) recouvre le circuit intégré (3). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier poinçon a une course amenant sa face active (7) au-delà de la face du corps de carte dans laquelle le circuit intégré (3) est implanté. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second poinçon (11) a une course amenant sa face active (12) dans une position espacée de la face du corps de carte dans lequel le circuit intégré est implanté. 6. Outillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un premier poinçon présentant un noyau central (6) ayant une extrémité libre formant la face active (7), et un organe limiteur de course (8) adjacent au noyau central et possédant une face terminale (10) en retrait par rapport à la face active. 7. Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe limiteur de course comprend une jupe périphérique (8) délimitant avec le noyau central une cavité annulaire (9). 8. Outillage selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un second poinçon (11) ayant une face active (12) de surface plus grande que celle de la face active (7) du premier poinçon.