Brevet FR2756648A1 — publié le 19980605

La présente invention concerne le domaine des cartes à mémoire du type sans contact. De telles cartes sont couramment utilisées pour constituer par exemple des badges ou des cartes de péage à distance. Les cartes à mémoire sans contact comportent habituellement un circuit intégré et un organe de couplage associé, tous deux noyés dans un ensemble plat isolant. Le type particulier de carte à mémoire sans contact auquel se rapporte l'invention est représenté par les cartes compor-10 tant un corps de carte en matière plastique dans une face duquel est enchâssé un circuit intégré, avec sur cette face une antenne de couplage reliée à deux plots de contact du circuit intégré, et une feuille de protection isolante recouvrant ladite face du corps de carte. Dans la pratique, l'antenne est organisée selon un motif spiralé dont les deux extrémités sont reliées à deux plots de contact du circuit intégré. L'extrémité la plus à l'intérieur du motif spiralé peut aisément être reliée à l'un des deux plots de contact, par contre, pour l'extrémité la plus à l'extérieur, il est nécessaire de prévoir une liaison de raccordement qui passe au-dessus des spires formant l'antenne. Ce mode d'agencement est rendu nécessaire pour avoir une largeur aussi importante que possible pour la piste conductrice formant l'antenne, la recherche d'une piste très large étant liée à la recherche d'une résistance électrique aussi faible que possible, afin d'avoir le facteur de qualité le plus élevé pour l'antenne (le facteur de qualité correspondant au rapport entre l'impédance et la résistance). La réalisation d'antennes par dépôt d'une pâte conductrice par sérigraphie est bien connue et tout à fait maîtrisée. Cependant, de telles pâtes présentent une résistivité importante, ce qui donne des antennes dont la résistance électrique (pure) est élevée, atteignant plusieurs dizaines d'ohms. C'est pour cela que l'on utilise de plus en plus des antennes constituées de pistes sérigraphiées très larges, ayant une section maximale, afin d'en diminuer la résistance électrique. L'obtention d'un raccordement au circuit intégré par des liaisons conductrices situées sur deux niveaux superposés5 oblige ainsi les constructeurs à prévoir d'une part un pontage conducteur reliant l'extrémité la plus à l'exté- rieur de l'antenne à l'un des plots de contact du circuit intégré, et d'autre part, pour éviter le contact avec les spires enjambées, un isolant disposé sur la zone concernée10 des spires, isolant sur lequel est déposé le pontage conducteur. Bien que la technique de sérigraphie permette de réaliser successivement ces différents niveaux avec des cadences importantes, il n'en reste pas moins que trois étapes sont nécessaires, et que les précisions exigées sont élevées, ce qui induit un coût de fabrication encore élevé. L'invention a précisément pour but de résoudre ce problème, en concevant un agencement différent permettant de simplifier la fabrication et de diminuer les coûts de production, sans perte notable pour le facteur de qualité par rapport aux cartes sans contact du type précité. L'invention a ainsi pour objet de réaliser une carte à mémoire dont la structure permet de réduire au minimum les étapes de fabrication, et d'avoir un coût de production très compétitif pour un facteur de qualité comparable à celui des cartes à mémoire existantes dont l'antenne est réalisée en trois étapes successives de sérigraphie. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce à une carte à mémoire du type sans contact, compor- tant un corps de carte en matière plastique dans une face duquel est enchâssé un circuit intégré, avec sur cette face une antenne de couplage reliée à deux plots de contact du circuit intégré, et une feuille de protection isolante recouvrant ladite face du corps de carte, caractérisée en ce que l'antenne est organisée selon un motif spiralé dont les spires passent sur la face affleurante du circuit intégré, et en ce qu'elle est constituée par une piste conductrice dont la résistance électrique est localement augmentée dans une zone de la face du corps de carte entou- rant directement le circuit intégré jusqu'à son raccorde- ment à des lignes conductrices très étroites qui sont agencées sur la face affleurante du circuit intégré et qui passent entre les deux plots de contact dudit circuit intégré.10 Un tel agencement d'antenne permet ainsi d'avoir un profil continu passant sur la face affleurante du circuit intégré, ceci étant rendu possible grâce à la présence des lignes conductrices très étroites qui sont agencées sur cette face affleurante entre les deux plots de15 contact, lesdites lignes conductrices constituant des tronçons du profil spiralé formant l'antenne de couplage. De préférence, la piste conductrice formant l'an- tenne présente, dans la zone précitée, pour chacune de ses spires une largeur localement réduite qui a pour effet d'augmenter localement la résistance électrique, en particulier une largeur progressivement décroissante, tant pour la liaison aux plots de contact du circuit intégré que pour leur raccordement aux lignes conductrices passant entre lesdits plots de contact. La largeur localement réduite dans une zone prédéterminée entourant directement le circuit intégré permet justement un raccordement à des lignes conductrices très étroites. Cette zone sera choisie aussi restreinte que possible afin que l'augmentation de résistance qui résulte de la diminution locale de la section soit aussi peu sensible que possible par rapport à la résistance que présenterait une antenne traditionnelle de même longueur. Conformément à un mode d'exécution particulier, la largeur de la piste conductrice peut atteindre 3 mm en dehors de la zone précitée, et descend à environ 0,2 mm à l'intérieur de ladite zone et au niveau des lignes conduc- trices agencées sur la face affleurante du circuit intégré. La longueur des tronçons de la piste conductrice dont la résistance électrique est augmentée représentera de5 préférence au plus 10 % de la longueur totale de ladite piste conductrice. La piste conductrice pourra être réalisée dans son intégralité en polymère conducteur déposé par sérigra- phie. Dans ce cas, une seule étape de fabrication suffit pour réaliser directement l'ensemble de l'antenne. Selon une première variante, on pourra prévoir que la face affleurante du circuit intégré présente un motif de lignes conductrices avec à leurs extrémités des pastilles de connexion, l'ensemble de ces lignes et15 pastilles étant réalisé par métallisation, et que la partie restante de la piste conductrice est quant à elle réalisée en polymère conducteur déposé par sérigraphie sur la face du corps de carte. Dans ce cas, on doit mettre en oeuvre deux étapes successives de fabrication, mais on parvient à obtenir une résistivité notablement plus faible grâce à la métallisation, laquelle étape de métallisation peut d'ailleurs être mise en oeuvre sur les galettes de silicium elles-mêmes avant le découpage de celles-ci visant à constituer des circuits intégrés. Ceci permet alors de métalliser en une seule fois des dizaines de milliers de circuits intégrés. Selon une autre variante, on pourra prévoir que la partie de la piste conductrice qui est en dehors de la zone précitée est en métal déposé sur la face du corps de carte, que la face affleurante du circuit intégré présente un motif de lignes conductrices avec à leurs extrémités des pastilles de connexion, l'ensemble de ces lignes et pastilles étant réalisé par métallisation, et que la partie restante de la piste conductrice qui est à l'intérieur de ladite zone précitée est en pâte conductrice déposée par sérigraphie sur la face du corps de carte. Dans ce cas, on doit certes mettre en oeuvre trois étapes successives de fabrication, mais les précisions exigées sont beaucoup moins importantes qu'avec les mises en oeuvre précédentes,5 de sorte que les machines utilisées sont moins onéreuses. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concer- nant un mode de réalisation particulier, en référence aux10 figures o: - la figure 1 est une vue en perspective d'une carte sans contact conforme à l'invention, dont la feuille de recouvrement a été en grande partie enlevée afin de mieux distinguer l'agencement de l'antenne de couplage sur la face concernée du corps de carte dans laquelle est enchâssé le circuit intégré; - la figure 2 est une vue partielle de dessus, à échelle très agrandie, montrant la zone du circuit intégré, conformément à une variante dans laquelle la face affleu- rante du circuit intégré présente des lignes conductrices réalisées par métallisation, la partie restante de l'an- tenne qui se raccorde à ces lignes conductrices étant quant à elle en tout ou partie sérigraphiée sur la face du corps de carte. Sur la figure 1, on distingue une carte à mémoire C du type sans contact, comportant un corps de carte 1 en matière plastique dans une face 2 duquel est enchâssé un circuit intégré 3, avec sur cette face une antenne de couplage 4 reliée à deux plots de contact 6 du circuit intégré 3, et une feuille de protection isolante 7 recou- vrant ladite face du corps de carte. On utilise classique- ment un assemblage du corps de carte 1 et de la feuille de recouvrement 7 par laminage à chaud. Le circuit intégré 3 est de façon connue enchâssé dans le corps de carte 1, de telle façon que sa face supérieure présentant les plots de contact 6, laquelle face est notée 5, affleure au niveau de la face concernée 2 du corps de carte 1. Conformément à l'invention, l'antenne de couplage 4 est organisée selon un motif spiralé dont les spires passent sur la face affleurante 5 du circuit intégré 3, et elle est constituée par une piste conductrice dont la résistance électrique (pure) est localement augmentée dans une zone notée 10, représentée en traits mixtes sur la figure 1, de la face 2 du corps de carte entourant directe-10 ment le circuit intégré 3 jusqu'à son raccordement à des lignes conductrices très étroites qui sont agencées sur la face affleurante 5 du circuit intégré et qui passent entre les deux plots de contact 6 dudit circuit intégré. La piste conductrice formant l'antenne 4 est ainsi constituée de tronçons notés 4.1 dont la largeur est aussi grande que possible (dans la pratique, cette largeur pourra atteindre 3 mm dans le cas d'un dépôt de polymère conducteur réalisé par sérigraphie). Dans la zone res- treinte 10, la piste conductrice illustrée présente une largeur localement réduite, ce qui a pour effet d'en augmenter la résistance électrique, comme représenté ici par des tronçons 4.2, avec en l'espèce, pour chacune des spires de la piste conductrice, une largeur progressivement décroissante dans cette zone 10, et ce tant pour la liaison aux plots de contact 6 du circuit intégré 3 que pour leur raccordement aux lignes conductrices passant entre lesdits plots de contact. Le motif spiralé formant l'antenne 4 inclut enfin les lignes conductrices très étroites préci- tées, notées 4.3, qui sont agencées sur la face affleurante 5 du circuit intégré 3. Les tronçons de largeur progressi- vement décroissante 4.2 sont bien entendu agencés de façon à se diriger vers les extrémités terminales des lignes conductrices très étroites 4.3 en vue de leur raccordement à celles-ci. Ainsi que cela a été dit plus haut, la largeur de la piste conductrice peut atteindre 3 mm en dehors de la zone précitée 10, et cette largeur peut descendre à environ 0,2 mm à l'intérieur de ladite zone et au niveau des lignes conductrices 4.3 agencées sur la face affleurante 5 du circuit intégré 3. Finalement, seuls les tronçons 4.2 de largeur progressivement décroissante et les tronçons 4.3 de largeur très étroite augmentent localement la résistance électrique de la piste conductrice formant l'antenne de couplage.10 Toutefois, dans la mesure o la zone 10 est réduite, la longueur totale des tronçons 4.2, 4.3 de la piste conduc- trice 4 ne représentera qu'une faible proportion de la longueur totale de la piste conductrice. Dans la pratique on s'arrangera pour que la longueur des tronçons de plus grande résistance électrique représente au plus 10 % de la longueur totale de la piste conductrice. Il est alors possible d'envisager plusieurs passages ou enjambements de la piste conductrice sur la face affleurante du circuit intégré, avec des lignes conductrices très étroites dont la largeur est par exemple de l'ordre de 0,2 mm, et avec un espacement relatif de l'ordre de 0,15 mm. Sur la figure 1, on a représenté un agencement de piste conductrice avec trois enjambements, mais il va de soi que ce nombre pourra être différent et en particulier être supérieur. La piste conductrice 4 pourra être réalisée dans son intégralité en polymère conducteur déposé par sérigra- phie. Dans ce cas, le processus de fabrication ne comporte qu'une seule étape de sérigraphie, réalisant le dépôt de la piste conductrice à la fois sur la face concernée du corps de carte et sur la face affleurante du circuit intégré qui est enchâssé dans ledit corps de carte. La fabrication est ainsi considérablement simplifiée, et les coûts de produc- tion obtenus sont par suite extrêmement compétitifs. Conformément à une autre variante, il est possi- ble de prévoir une réalisation de la piste conductrice en deux ou trois étapes séparées, dont l'une concerne la formation des lignes conductrices sur la face affleurante du circuit intégré par une technique de métallisation. Une telle variante sera mieux comprise en se référant à la figure 2, qui illustre un circuit intégré 3 dont la face affleurante 5 présente un motif de lignes conductrices 4.3 avec à leurs extrémités des pastilles de connexion notées 4.4, l'ensemble étant réalisé par métallisation. On notera également la présence de pastilles de10 contact notées 6.1 au niveau des deux plots de contact 6 du circuit intégré 3, ces deux pastilles étant également réalisées par métallisation. Cette étape de fabrication sera de préférence réalisée avant l'enchâssement du circuit intégré dans le corps de carte, et en particulier directe- ment sur la galette de silicium avant le découpage de celle-ci visant à former des circuits intégrés individuels. On peut alors métalliser en une seule fois des dizaines de milliers de circuits intégrés. Dans ce cas, on enchâsse un circuit intégré présentant déjà le motif désiré de lignes conductrices 4.3 et les pastilles de connexion associées 4.4 et 6.1. Il suffit alors de réaliser la partie restante de la piste conductrice, par exemple en réalisant cette partie restante en polymère conducteur déposé par sérigra- phie sur la face 2 du corps de carte, avec un raccordement, à l'aide des tronçons de largeur localement réduite 4.2, des extrémités du motif sérigraphie aux pastilles de connexion déjà présentes sur la face affleurante du circuit intégré. Bien que ce processus de fabrication implique alors deux étapes séparées, cette solution reste très intéressante dans la mesure o l'on peut réaliser avec une finesse de définition élevée, le motif désiré de lignes conductrices, avec les pastilles de connexion associées, sur la face affleurante du circuit intégré, cette opération de métallisation étant de préférence réalisée sur la galette de silicium complète avant découpage de celle-ci. Il est alors aisé d'obtenir, en même temps qu'une faible résistivité, les ordres de grandeur de largeur précités, avec 0,2 mm pour la largeur très étroite des lignes5 conductrices 4.3, et un espacement relatif de 0,15 mm. Selon une autre variante, on peut, tout en conservant la réalisation par métallisation précédemment décrite de lignes conductrices et de pastilles de connexion sur la face affleurante du circuit intégré, réaliser la partie 4.1 de la piste conductrice 4 (qui est en dehors de la zone 10) en métal, notamment en cuivre, déposé sur la face du corps de carte par exemple par une technique classiquement utilisée pour les circuits imprimés, et réaliser la partie restante 4.2 (qui est à l'intérieur de la zone 10) en pâte conductrice déposée par sérigraphie sur la face du corps de carte. Bien que la fabrication soit alors en apparence plus compliquée du fait de la présence de trois étapes de fabrication, cette variante est intéressante dans la mesure o l'utilisation d'un métal permet de réaliser des tronçons 4.1 moins larges qu'avec un polymère conducteur, et o l'utilisation de pâte conductrice permet de réaliser aisément la liaison locale électrique désirée sans avoir à se préoccuper outre mesure de l'augmentation de la résis- tance électrique des tronçons 4.2 concernés. De plus, les précisions exigées sont dans ce cas beaucoup moins impor- tantes qu'avec les mises en oeuvre précédentes, de sorte que l'on peut utiliser des machines moins sophistiquées avec des cadences plus grandes, rendant ainsi la carte moins onéreuse. Des calculs ont été effectués pour comparer la résistance électrique d'une antenne spiralée traditionnelle de 80 cm de longueur, et la résistance électrique d'une antenne de même longueur mais à résistance localement augmentée conformément à l'invention, la longueur totale des tronçons de plus grande résistance électrique représen- tant environ 5 cm. Ces calculs tendent à montrer que les résistances électriques des antennes sont pratiquement égales dans les deux cas, de sorte en particulier que la faible distance de diminution de section ne perturbe pratiquement pas la grande longueur de l'antenne. Un tel agencement d'antenne permet ainsi d'avoir un facteur de qualité très satisfaisant tout en permettant une fabrication simplifiée et/ou à forte cadence.10 L'invention n'est pas limitée au mode 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 (C) du type sans contact, comportant un corps de carte (1) en matière plastique dans une face (2) duquel est enchâssé un circuit intégré (3),5 avec sur cette face une antenne de couplage (4) reliée à deux plots de contact (6) du circuit intégré (3), et une feuille de protection isolante (7) recouvrant ladite face du corps de carte, caractérisée en ce que l'antenne (4) est organisée selon un motif spiralé dont les spires passent10 sur la face affleurante (5) du circuit intégré (3), et en ce qu'elle est constituée par une piste conductrice dont la résistance électrique est localement augmentée dans une zone (10) de la face (2) du corps de carte entourant directement le circuit intégré (3) jusqu'à son raccordement à des lignes conductrices très étroites (4.3) qui sont agencées sur la face affleurante (5) du circuit intégré et qui passent entre les deux plots de contact (6) dudit circuit intégré. 2. Carte à mémoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la piste conductrice formant l'antenne (4) présente dans la zone précitée (10), pour chacune de ses spires, une largeur localement réduite, qui a pour effet d'augmenter localement la résistance électri- que, en particulier une largeur progressivement décroissan- te, tant pour la liaison aux plots de contact (6) du circuit intégré (3) que pour leur raccordement aux lignes conductrices (4.3) passant entre lesdits plots de contact. 3. Carte à mémoire selon la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur de la piste conductrice peut atteindre 3 mm en dehors de la zone précitée (10), et descend à environ 0,2 mm à l'intérieur de ladite zone et au niveau des lignes conductrices (4.3) agencées sur la face affleurante (5) du circuit intégré (3). 4. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la longueur des tronçons (4.2, 4.3) de la piste conductrice (4) dont la résistance électrique est augmentée représente au plus 10 % de la longueur totale de ladite piste conductrice. 5. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la piste conductrice (4) est réalisée dans son intégralité en polymère conducteur déposé par sérigraphie. 6. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la face affleurante (5) du circuit intégré (3) présente un motif de lignes conductri- ces (4.3) avec à leurs extrémités des pastilles de connexion (4.4), l'ensemble de ces lignes et pastilles étant réalisé par métallisation, et en ce que la partie restante (4.1, 4.2) de la piste conductrice (4) est réalisée en polymère conducteur déposé par sérigraphie sur la face (2) du corps de carte. 7. Carte à mémoire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la partie (4.1) de la piste conductrice (4) qui est en dehors de la zone précitée (10) est en métal déposé sur la face (2) du corps de carte, en ce que la face affleurante (5) du circuit intégré (3) présente un motif de lignes conductrices (4.3) avec à leurs extrémités des pastilles de connexion (4.4), l'ensemble de ces lignes et pastilles étant réalisé par métallisation, et en ce que la partie restante (4.2) de la piste conductrice (4) qui est à l'intérieur de ladite zone précitée (10) est en pâte conductrice déposée par sérigraphie sur la face (2) du corps de carte.