Brevet FR2748336A1 — publié le 19971107

L'invention concerne une carte à mémoire à circuit intégré, et plus particulièrement une carte à mémoire du type comportant un corps de carte dans une face duquel est enchâssé un circuit intégré, avec sur cette face un motif conducteur constitué par une pluralité de plages conductrices de lecture/écriture associées reliant ces plages au circuit intégré. On pourra par exemple se référer aux documents FR-A-2.671.416 et FR-A-2.684.471 de la demanderesse, qui décrivent une carte à mémoire du type précité. Le circuit intégré, se présentant sous la forme d'une plaquette en général en silicium pur, est enchâssé par enfoncement à chaud dans le corps de carte en matière plastique, par suite de la pression exercée par un poinçon applicateur. Compte tenu des très faibles dimensions du circuit intégré, et des irrégularités inévitablement présentes sur la face supérieure active pourvue de plots de contact du circuit intégré, l'implantation d'un tel circuit intégré dans le corps de carte est délicate à mettre en oeuvre. En effet, en raison des différences de hauteur entre les aspérités formées sur la face active du circuit intégré, ce dernier ne reste pas parfaitement parallèle au corps de carte lors de l'application de la pression d'enfoncement par le poinçon. La matière plastique refoulée pendant l'enfoncement du circuit intégré a alors tendance à se répandre sur les parties les plus basses de la face active, et empêcher l'établissement ultérieur d'une liaison parfaite entre les plots de contact et les pistes conductrices déposées ensuite sur le corps de carte. En outre, lorsqu'un circuit intégré est inséré à chaud dans le corps de carte en matière plastique, l'adhérence de la matière plastique n'est généralement pas suffisamment forte pour retenir le circuit intégré lorsque la carte est soumise à des efforts de flexion importants induisant une courbure notable. Les bords du logement d'enchâssement du circuit intégré sont soumis à des contraintes élevées, et l'adhérence devient en fait rapidement inexistante. Par suite, ces bords s'écartent du circuit intégré, lequel a tendance à sortir de son logement. Pour résoudre ce problème, on a déjà proposé plusieurs techniques telles que l'augmentation de la surface de collage sur les bords du circuit intégré par création d'une marche dans le bord de découpe, mais on sait que l'usinage des bords de la plaquette constitutive du circuit intégré est délicat à mettre en oeuvre avec une précision élevée. On a également proposé différents principes de collage du circuit intégré par un dépôt de la colle avant la mise en place dudit circuit intégré dans son logement préalablement usiné. D'une façon générale, ces différentes techniques de collage s'avèrent dans la pratique insuffisantes et/ou génératrices de pollution importante des outils mécaniques utilisés. L'invention vise à résoudre les problèmes précités, en concevant une carte à mémoire dont la structure permet à la fois une implantation précise d'un circuit intégré dans le corps de carte, et un maintien en place fiable dudit circuit intégré une fois celui-ci enchâssé. Ces buts sont atteints grâce à une carte à mémoire, du type comportant un corps de carte dans une face duquel est enchâssé un circuit intégré, avec sur cette face un motif conducteur constitué par une pluralité de plages conductrices et de lignes conductrices associées reliant ces plages au circuit intégré, caractérisée en ce que le circuit intégré est surmonté d'un élément plat de positionnement dont la face supérieure affleure au niveau de la face précitée du corps de carte, ledit élément plat étant agencé de façon à délimiter avec la face supérieure active du circuit intégré un espace central, et en ce que le circuit intégré est percé d'au moins un trou de passage de matière débouchant directement dans l'espace central précité. Grâce à la présence du ou des trous pratiqués dans la plaquette constitutive du circuit intégré, la matière plastique du corps de carte peut passer en fluant par le ou les passages qui lui sont ainsi réservés, et ce passage est rendu possible grâce au réservoir d'air que constitue l'espace central précité qui est fermé supérieurement par le poinçon applicateur de la pression nécessaire pour enfoncer le circuit intégré dans le corps de carte. Le matelas d'air ainsi disponible ne peut aucunement entraver la remontée de la matière fondue, dans la mesure où ce réservoir d'air présente un volume qui sera choisi important par rapport au volume du ou des trous pratiqués dans le circuit intégré. Une fois durcie, la matière qui a flué réalise un ou plusieurs ancrages qui renforcent notablement le maintien du circuit intégré dans son logement. De préférence, la matière du corps de carte ressort du ou des trous de passage du circuit intégré, en formant des protubérances élargies. La présence de telles protubérances élargies génère ainsi des ancrages rendus irréversibles grâce à l'impossibilité pour cette ou ces protubérances de repasser par le ou les trous associés, de sorte que le maintien du circuit intégré est assuré même en cas d'efforts de flexion importants exercés sur le corps de carte. Le maintien obtenu est alors extrêmement fiable. Il est avantageux de prévoir que le circuit intégré soit percé de plusieurs trous régulièrement répartis à l'intérieur du contour de l'espace central. Cette répartition favorise le fluage régulier de la matière plastique ramollie, sans générer de déséquilibre qui induirait un défaut de positionnement qui serait néfaste. Avantageusement, le ou les trous ont un diamètre allant du centième au dixième de millimètre. De préférence, l'élément plat de positionnement se présente sous la forme d'un cadre dont les bords délimitent intérieurement une ouverture formant l'espace central. En particulier, l'élément plat de positionnement présente un contour périphérique qui est légèrement en retrait par rapport à celui du circuit intégré, de façon à former un bord d'ancrage pour le circuit intégré enchâssé. Ce bord d'ancrage périphérique renforce encore le maintien du circuit intégré dans son logement. Conformément à un mode d'exécution particulier, la face active du circuit intégré est pourvue de plots de contact, et l'élément plat de positionnement présente des orifices dans ses parties situées à l'aplomb desdits plots de contact. Ces orifices permettent de déposer un polymère conducteur à l'état liquide qui pénètre ainsi jusqu'aux plots de contact en se raccordant aux lignes conductrices et aux plages de contact associées du motif conducteur. De préférence encore, l'élément plat de positionnement et la zone adjacente de la face concernée du corps de carte sont recouverts par une couche de protection qui laisse apparentes les plages conductrices du motif conducteur. En particulier, la couche de protection pourra être une couche de vernis transparent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de réalisation particulier, en référence aux figures où : - la figure 1 est une vue schématique partielle de dessus d'une carte à mémoire conforme à l'invention, dont on distingue par transparence l'élément plat de positionnement réalisé ici sous la forme d'un cadre rectangulaire, et la présence d'une pluralité de trous (ici au nombre de six) ménagés dans le circuit intégré au niveau de l'espace central de ce cadre; - la figure 2 est une vue en perspective à échelle agrandie du circuit intégré de la carte précitée, surmonté de son cadre rectangulaire de positionnement; - la figure 3 est une coupe selon la ligne III III de la figure 2, permettant notamment de distinguer les plots du circuit intégré au niveau desquels sont prévus des orifices latéraux dans les bords opposés du cadre rectangulaire; - la figure 4 illustre schématiquement en coupe les étapes successives d'un procédé de fabrication de la carte précitée, avec enfoncement à chaud dans le corps de carte de l'ensemble illustré aux figures 2 et 3. La figure 1 illustre une carte à mémoire C conforme à l'invention. La carte à mémoire C est du type comportant un corps de carte 1 en matière plastique isolante, par exemple en polycarbonate, dans une face (notée F) duquel est enchâssé un circuit intégré 2, avec sur cette face F un motif conducteur 3 constitué par une pluralité de plages conductrices 4 de lecture/écriture et de lignes conductrices associées 5 reliant ces plages au circuit intégré 2. Conformément à une caractéristique de l'invention, le circuit intégré 2 est surmonté d'un élément plat de positionnement 10 dont la face supérieure affleure au niveau de la face précitée F du corps de carte 1, ledit élément plat étant agencé de façon à délimiter avec la face supérieure active du circuit intégré 2 un espace central 14, et de plus le circuit intégré 2 est percé d'au moins un trou de passage de matière 15 débouchant directement dans cet espace central 14. Les figures 2 et 3 permettent de mieux distinguer l'agencement du circuit intégré 2 surmonté de son élément plat de positionnement 10, qui est disposé sur la face supérieure active du circuit intégré 2 présentant des plots de contact notés 9. Il convient de noter que la représentation donnée aux figures 2 et 3 est très schématique au regard des dimensions réelles, dans la mesure où l'épaisseur du circuit intégré sera en général très supérieure à celle de l'élément plat de positionnement. L'élément plat de positionnement 10 se présente ici sous la forme d'un cadre rectangulaire dont les bords délimitent intérieurement une ouverture formant l'espace central 14 précité. La face supérieure du cadre rectangulaire 10 est notée 12, et c'est cette face supérieure 12 qui affleure au niveau de la face F du corps de carte 1 lorsque l'ensemble illustré aux figures 2 et 3 est enchâssé dans le corps de carte 1. En l'espèce, l'élément plat de positionnement 10 présente des orifices 13 dans ses parties situées à l'aplomb des plots de contact 9 du circuit intégré 2. On pourra naturellement prévoir en variante un autre agencement, par exemple sous la forme d'un cadre rectangulaire entourant la zone des plots de contact, ou encore une réalisation sous la forme de deux barrettes parallèles dont la face supérieure affleure au niveau de la face F du corps de carte, l'espace central précité étant alors délimité par ces deux barrettes. Dans le mode de réalisation représenté ici, l'élément plat de positionnement 10 présente un contour périphérique qui est légèrement en retrait par rapport à celui du circuit intégré 2, de façon à former un bord d'ancrage noté 8 pour le circuit intégré 2 enchâssé dans le corps de carte 1. En effet, lorsque l'ensemble illustré aux figures 2 et 3 est enchâssé dans le corps de carte 1, la matière plastique qui est repoussée vient envelopper le bord 8 du circuit intégré, et constitue ainsi un ancrage mécanique naturel. On obtiendrait un effet analogue en prévoyant un décrochement sur le cadre de positionnement lui-même, ledit cadre ayant alors une section en forme d'équerre. La zone centrale notée 7 du circuit intégré 2, est percée d'au moins un trou de passage de matière débouchant directement dans l'espace central 14. En l'espèce, on a prévu une pluralité de tels trous 15, ici au nombre de six, qui sont de préférence régulièrement répartis à l'intérieur du contour de l'espace central 14. Ces trous 15 pourront avoir un diamètre allant du centième au dixième de millimètre selon le nombre de trous, et selon les dimensions du circuit intégré concerné. Ces trous 15 constituent un passage pour la matière plastique ramollie lors de l'enfoncement à chaud de l'ensemble constitué par le circuit intégré 2 et son cadre de positionnement 10. La matière plastique flue alors naturellement à travers ces trous, et l'espace central 14 qui est (lors de l'enfoncement) fermé supérieurement par le poinçon d'application, constitue un matelas d'air de grande dimension par rapport à celle des trous 15, ce qui permet, grâce à la compression de l'air ainsi confiné, un libre développement de la matière plastique passant par les trous précités, cette matière pouvant avantageusement ressortir des trous en formant des protubérances élargies sous forme de bulbes qui constituent alors des tenons d'ancrage lorsque la matière plastique du corps de carte est durcie. Ainsi que cela est représenté sur la figure 1, l'élément plat de positionnement 10 et la zone adjacente de la face concernée du corps de carte 1 sont recouverts par une couche de protection 6, qui est de préférence une couche de vernis transparent. Cette couche de protection 6 laisse naturellement apparentes les plages conductrices 4 du motif conducteur 3, et éventuellement aussi les lignes conductrices 5 associées. Il convient en effet de protéger la zone du circuit intégré sans nuire à la capacité de lecture/écriture de la plage conductrice du motif conducteur. La couche de protection 6 peut aussi s'étendre dans l'espace central 14 de l'élément plat de positionnement 10, en venant alors envelopper complètement la zone centrale du circuit intégré avec ses éventuelles protubérances élargies qui résultent du passage de la matière molle ayant flué par les trous associés ménagés dans la plaquette du circuit intégré. La figure 4 illustre schématiquement les étapes de fabrication de la carte à mémoire C qui vient d'être décrite - l'étape a) montre le circuit intégré 2 surmonté de son cadre de positionnement 10, posé sur la face supérieure F du corps de carte 1, avec le poinçon d'enfoncement noté P qui est en appui sur la face supérieure 12 du cadre de positionnement 10. La position illustrée correspond au début de la phase d'enfoncement du circuit intégré 2 dans le corps de carte 1. - en b), le poinçon P a réalisé l'enfoncement de l'ensemble constitué par le circuit intégré 2 et son cadre de positionnement 10. Deux phénomènes sont alors importants à noter : tout d'abord l'application de la pression répartie sur la face 12, dont la planéité est parfaite, permet d'obtenir un enfoncement dans une direction exactement perpendiculaire à la face du corps de carte pour le circuit intégré 2, et de plus, la matière se trouvant sous la partie centrale du circuit intégré 2, peut librement fluer à travers les trous 15 ménagés dans le circuit intégré 2, en formant de préférence, en sortie de ces trous, des protubérances élargies notées 20. Le circuit intégré 2 est, à l'issue de cette étape, parfaitement enchâssé dans le corps de carte 1. - en c) on a illustré le dépôt d'un polymère conducteur, non seulement dans les orifices 13 du cadre rectangulaire 10, le polymère s'écoulant alors jusqu'aux plots de contact 9 du circuit intégré 2, mais aussi en surface pour former les lignes conductrices 5 et les plages conductrices 4 du motif conducteur 3. Un tel dépôt en surface peut par exemple être effectué par sérigraphie, conformément à la technique habituelle de réalisation des cartes à mémoire à circuit intégré enchâssé. - en d), on a procédé au dépôt de la couche de protection 6, de préférence une couche de vernis transparent, qui recouvre le cadre de positionnement 10 et la zone adjacente de la face concernée du corps de carte 1, en laissant apparentes les plages conductrices 4 du motif conducteur 3. Comme cela est représenté ici, la couche de protection 6 s'étend également dans l'espace central 14 de l'élément plat de positionnement 10, en venant ainsi surmouler les protubérances élargies 20 qui constituent les tenons d'accrochage précités. Ce surmoulage renforce encore l'ancrage du circuit intégré 2 dans son logement. On est alors parvenu à un maintien extrêmement fiable du circuit intégré 2 dans le corps de carte 1. Le procédé de fabrication qui vient d'être décrit permet d'obtenir un maintien très supérieur à celui que l'on obtenait au moyen des techniques de collage traditionnelles qui ont été rappelées plus haut. De plus, grâce à l'élément plat de positionnement, on est assuré d'un positionnement parfait du circuit intégré à l'intérieur du corps de carte. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1. Carte à mémoire, du type comportant un corps de carte (1) dans une face duquel est enchâssé un circuit intégré (2), avec sur cette face un motif conducteur (3) constitué par une pluralité de plages conductrices (4) et de lignes conductrices associées (5) reliant ces plages au circuit intégré (2), caractérisée en ce que le circuit intégré (2) est surmonté d'un élément plat de positionnement (10) dont la face supérieure (12) affleure au niveau de la face précitée (F) du corps de carte (1), ledit élément plat étant agencé de façon à délimiter avec la face supérieure active (7) du circuit intégré (2) un espace central (14), et en ce que le circuit intégré (2) est percé d'au moins un trou de passage de matière (15) débouchant directement dans l'espace central précité (14). 2. Carte à mémoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière du corps de carte (1) ressort du ou des trous de passage (15) du circuit intégré (2), en formant des protubérances élargies (20). 3. Carte à mémoire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le circuit intégré (2) est percé de plusieurs trous (15) régulièrement répartis à l'intérieur du contour de l'espace central (14). 4. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le ou les trous (15) ont un diamètre allant du centième au dixième de millimètre. 5. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément plat de positionnement (10) se présente sous la forme d'un cadre dont les bords délimitent intérieurement une ouverture formant l'espace central (14). 6. Carte à mémoire selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément plat de positionnement (10) présente un contour périphérique qui est légèrement en retrait par rapport à celui du circuit intégré (2), de façon à former un bord d'ancrage (8) pour le circuit intégré (2) enchâssé. 7. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la face active (7) du circuit intégré (2) est pourvue de plots de contact (9), caractérisée en ce que l'élément plat de positionnement (10) présente des orifices (13) dans ses parties situées à l'aplomb des plots de contact (9) du circuit intégré (2). 8. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément plat de positionnement (10) et la zone adjacente de la face concernée du corps de carte (1) sont recouverts par une couche de protection (6) qui laisse apparentes les plages conductrices (4) du motif conducteur (3). 9. Carte à mémoire selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche de protection (6) s'étend également dans l'espace central (14) de l'élément plat de positionnement (10). 10. Carte à mémoire selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisée en ce que la couche de protection (6) est une couche de vernis transparent.