Brevet FR2771183A1 — publié le 19990521

PROCEDE DE TEST D'UN CIRCUIT RESONANT INDUCTIF La présente invention concerne un procédé et un système de test d'un circuit résonant comprenant une capacité et une bobine. La présente invention concerne notamment le test des circuits d'antenne des objets portatifs fonctionnant sans contact comme les cartes à puces sans contact, les étiquettes électroniques,... A titre de rappel la figure 1 représente très schématiquement un circuit intégré 1 fonctionnant sans contact, agencé par exemple sur une carte plastique 20 pour former une carte à puce sans contact. Ce circuit intégré 1 est pourvu d'un circuit d'antenne 10 comprenant essentiellement une capacité 11 intégrée dans le silicium du circuit 1 et une bobine d'antenne 12. La bobine 12 est agencée sur la carte plastique 20 et est connectée aux bornes de la capacité 11 grâce à des plots de connexion 13, par soudure à l'étain/plomb ou câblage aux ultrasons. Le circuit d'antenne 10 est un circuit résonant dont la fréquence de résonance nominale Fp est généralement de 13,56 MHz selon les normes en vigueur. Lorsque la bobine 12 est plongée dans un champ magnétique alternatif calé sur la fréquence Fp, une tension alternative Vac apparaît à ses bornes par induction électromagnétique. Cette tension alternative Vac peut atteindre les 20 à 40 Volts dans de bonnes conditions de fonctionnement et est transformée par un redresseur 14 en une tension continue Vcc d'alimentation du circuit intégré. En général, la bobine d'antenne 12 n'est connectée aux plots 13 du circuit intégré 1 qu'à un stade avancé de la fabrication, lorsque le circuit 1 est monté sur la carte plastique 20. Le circuit intégré 1 est ensuite 2 2771183 recouvert d'une résine de protection. A ce stade, et malgré les divers contrôles ayant pu être prévus au cours des étapes précédentes, il arrive que la connexion de la bobine d'antenne 12 soit défaillante, ou que la capacité intégrée il ne présente pas sa valeur nominale suite, par exemple, à une dérive du procédé de fabrication du circuit intégré. Il est donc souhaitable de détecter ces anomalies. Ainsi, la présente invention a pour objectif de prévoir une méthode de test permettant de déterminer si le circuit d'antenne d'une carte à puce sans contact, et plus généralement d'un objet portatif électronique sans contact, n'est pas défectueux. De façon plus générale, la présente invention à pour objectif de permettre le contrôle non visuel d'un circuit résonant inductif. Pour atteindre cette objectif, la présente invention repose sur l'idée simple mais non moins inventive d'exciter de circuit résonant par couplage inductif, puis d'observer, toujours par couplage inductif, la réaction du circuit résonant. Plus particulièrement, la présente invention prévoit un procédé de test d'un circuit résonant inductif comprenant une capacité et une bobine d'antenne, comprenant les étapes consistant à exciter le circuit résonant par couplage inductif au moyen d'une bobine de test agencée à proximité de la bobine du circuit résonant, interrompre brutalement l'excitation du circuit résonant, puis détecter dans la bobine de test un signal de réponse engendré par auto-induction dans la bobine du circuit résonant et retransmis à la bobine de test par couplage inductif. De préférence, on excite le circuit résonant en appliquant à la bobine de test un signal à la fréquence de résonance présumée du circuit résonant. 3 2771183 En pratique, la période d'excitation du circuit résonant peut être courte et inférieure à la seconde. Si aucun signal de réponse n'est détecté, le circuit résonant peut être considéré comme étant hors service. Dans le cas contraire, le signal de réponse peut être analysé de manière à déterminer sa vitesse de décroissance. Quand la vitesse de décroissance du signal de réponse est inférieure à un seuil prédéterminé, le circuit résonant peut être considéré comme étant hors service. Egalement, le signal de réponse peut être analysé de manière à déterminer sa fréquence d'oscillation. Quand la fréquence d'oscillation du signal de réponse est sensiblement différente de la fréquence de résonance prsumée, le. cirrcuit résonant peut être considéré comme étant hors service. Ces divers aspects de l'invention, ainsi que d'autres, seront exposés plus en détail dans la description suivante du procédé de test selon l'invention en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: - la figure 1 précédemment décrite représente le circuit d'antenne d'un objet portatif électronique fonctionnant sans contact, - la figure 2 représente un montage de test permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention, et - la figure 3 est une courbe en fonction du temps d'un signal de test selon l'invention. La figure 2 représente un système de test 30 permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Ce système 30 comprend essentiellement une bobine de test 31, un générateur de signaux 32 et un appareil de mesure 33. La bobine de test 31 est connectée à la sortie du générateur de signaux 32 et l'appareil de 4 2771183 mesure 33 est connecté aux bornes de la bobine test 31. A proximité de la bobine de test 31 est disposée la bobine 12 d'un circuit d'antenne 10 du type décrit au préambule, comprenant la capacité silicium 11 d'un circuit intégré fonctionnant sans contact. Au cours d'une première étape de durée T1, on excite la bobine de test 31 au moyen d'un signal SE (tension ou courant) afin de transmettre et d'accumuler dans la bobine d'antenne 12 de l'énergie inductive. Le signal SE est de préférence alternatif et calé sur la fréquence de résonance présumée Fp du circuit d'antenne , soit 13,56 MHz selon les normes en vigueur. Pour fixer les idées, la figure 3 représente la forme du signal SE. La période Tl d'application du signal d'excitation peut être courte et inférieure à la seconde, par exemple de l'ordre de la centaine de millisecondes. Au cours d'une deuxième étape, on interrompt brutalement le signal d'excitation SE et l'on observe au moyen de l'appareil de mesure 33 un signal de réponse SR apparaissant aux bornes de la bobine de test 31. Ce signal de réponse SR (pouvant être observé en tension ou en courant) est l'image d'une tension de réaction VR apparaissant par auto- induction dans la bobine d'antenne 12 suite à l'interruption brutale du signal d'excitation SE. Comme le montre la figure 3, le signal de réponse SR est décroissant et alternatif. Sa vitesse de décroissance ASR en fonction du temps est représentative de la résistance série du circuit d'antenne 10. Sa fréquence d'oscillation FR est la fréquence propre du circuit d'antenne, soit: FR = [2nHLC]- C étant la valeur de la capacité 11 et L l'inductance de la bobine d'antenne 12. 2771183 Avantageusement, l'observation du signal de réponse SR et la mesure des paramètres ASR et FR permettent de vérifier la conformité du circuit d'antenne 10 relativement à des normes de qualité prédéterminés. En particulier, la vitesse de décroissance ASR est considérée comme acceptable si elle est inférieure à une valeur de seuil ASRO. Egalement, la fréquence propre FR est considérée comme acceptable si elle est sensiblement égale, dans un domaine de tolérance déterminé (par exemple à 20% près), à la fréquence nominale Fp souhaitée. En pratique, quatre cas peuvent ainsi être observés: 1) La vitesse de décroissance ASR est inférieure au seuil ASRO et la fréquence FR est sensiblement égale à la fréquence nominale Fp (dans le domaine de tolérance). Le circuit d'antenne 10 est considéré comme bon et le dispositif portable pourvu de ce circuit d'antenne peut être commercialisé. 2) Aucun signal de réponse n'est détecté. Dans ce cas, le circuit d'antenne 10 est en circuit ouvert et ne fonctionne pas. Cela est généralement le cas quand la soudure de la bobine d'antenne 12 aux plots de connexion 13 est défectueuse. Le test selon l'invention intervenant généralement en phase finale de production, l'objet portable comportant un tel circuit d'antenne sera généralement mis au rebut. 3) La fréquence FR est sensiblement égale à la fréquence nominale Fp mais la vitesse de décroissance ASR est supérieure au seuil ASRO. Cela signifie que le circuit d'antenne 10 présente un facteur d'amortissement trop important en raisons de résistances parasites autres que la résistance série de la bobine d'antenne 12 et la résistance intrinsèque de la capacité silicium 11, qui sont prises en compte pour la détermination du seuil 6 2771183 ASRO. En général, la cause de cette anomalie est que la soudure de la bobine aux plots 13 est défaillante (par exemple une soudure "sèche" à l'étain-plomb ou une soudure aux ultrasons ayant mal adhéré) et présente une résistance série élevée. Le circuit d'antenne 10 est alors considéré comme hors service et l'objet portable mis au rebut. 4) La vitesse de décroissance ASR est inférieure au seuil ASRO mais la fréquence FR est sensiblement différente de la fréquence nominale Fp (c'est-à-dire en dehors du domaine de tolérance). Cela signifie que la capacité intégrée 11 n'est pas à sa valeur normale prévue par construction. Si cette anomalie est constatée sur plusieurs circuits d'antenne, cela signifie que procédé de fabrication de la capacité 11 subit une dérive et que des actions correctives doivent être prévues. En tout état de cause, ce circuit d'antenne 10 peut être considéré comme hors service. En effet, un circuit d'antenne 10 désaccordé délivre en présence d'un champ magnétique une tension induite Va trop faible pour assurer l'alimentation électrique d'un circuit intégré sans contact. En définitive, la présente invention offre un procédé simple et pratique permettant de savoir si les caractéristiques d'un circuit résonant inductif entrent dans un domaine de tolérances. En outre, le procédé selon l'invention ne nécessite aucun contrôle visuel et se prête bien à une automatisation dans une chaîne de production. Par exemple, on prévoit, selon un mode de réalisation, que des cartes à puce sans contact soient transportées par un moyen de convoyage devant un poste de test du type représenté en figure 2. L'arrivée de chaque carte est détectée par une cellule photoélectrique qui déclenche l'envoi du signal d'excitation SE et l'analyse du signal 7 2771183 de réponse SR. Pour assurer un bon couplage inductif avec les bobines d'antenne des cartes à puce, la bobine de test 12 est de préférence plate et est disposée au dessus ou au dessous du moyen de convoyage, à une distance de5 quelques millimètres de celui-ci. Enfin, on a proposé dans ce qui précède d'exciter le circuit d'antenne 10 au moyen d'un signal SE calé sur la fréquence de résonance présumée Fp. L'avantage de cette méthode est d'envoyer le maximum d'énergie inductive dans la bobine 12 en un temps très court. Il entre toutefois dans le cadre de la présente invention de prévoir un autre type de signal d'excitation, par exemple un signal non oscillant en forme de créneau. Bien qu'un tel signal offre une moindre efficacité, il peut15 permettre de tester des circuits d'antenne ayant des fréquences de résonance différentes ou dont la fréquence ---de résonance n'est pas a priori connue. X8 2771183 REVENDICATIONS 1. Procédé de test d'un circuit résonant (10) comprenant une capacité (11) et une bobine (12), caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à: - exciter le circuit résonant (10) par couplage inductif au moyen d'une bobine de test (31) agencée à proximité de la bobine (12) du circuit résonant (10), - interrompre brutalement l'excitation du circuit résonant (10), puis - détecter dans la bobine de test (31) un signal de réponse (SR) engendré par auto- induction dans la bobine (12) du circuit résonant (10) et retransmis à la bobine de test (31) par couplage inductif. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on excite le circuit résonant (10) en appliquant à la bobine de test (31) un signal à la fréquence de résonance (Fp) présumée du circuit résonant. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel le circuit résonant (10) est considéré comme étant hors service lorsqu'aucun signal de réponse (SR) n'est détecté. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le signal de réponse (SR) est analysé de manière à déterminer sa vitesse de décroissance (ASR). 5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel, le circuit résonant (10) est considéré comme étant hors service quand la vitesse de décroissance (ASR) du signal de réponse (SR) est supérieure à un seuil prédéterminé (ASR0)- 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le signal de réponse (SR) est 9 2771183 analysé de manière à déterminer sa fréquence d'oscillation (FR) 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le circuit résonant (10) est considéré comme étant hors service quand la fréquence d'oscillation (FR) du signal de réponse (SR) est sensiblement différente de la fréquence de résonance présumée (Fp). 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la période (T1) d'excitation du circuit résonant (10) est très courte et inférieure à la seconde. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit résonant (10) est le circuit d'antenne d'un objet portatif électronique (20).15 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise une bobine de test de forme plate.