Brevet FR2781588A1 — publié le 20000128

La présente invention a pour objet une carte sans contact et un procédé de fabrication d'une telle carte. A côté des cartes à mémoire électronique dans lesquelles l'échange d'information et d'énergie électrique entre les circuits intégrés de la carte et le S dispositif de lecture/écriture se fait par contact ohmique par l'intermédiaire de plage externe de contact électrique il se développe maintenant des cartes dites sans contact. De telles cartes sont basées sur un principe d'échange d'information et d'énergie entre le dispositif de lecture/écriture et la pastille semi-conductrice utilisant une transmission par ondes électromagnétiques. Pour cela la carte est équipée d'une antenne reliée aux circuits intégrés de la pastille semi-conductrice de la carte. De telles cartes présentent évidemment l'avantage d'autoriser un dialogue entre le dispositif de lecture/écriture et la carte sans que l'utilisateur ait besoin d'introduire sa carte dans le dispositif de lecture/écriture. Une des difficultés pour la réalisation de telles cartes est que la métallisation qui constitue l'antenne et qui est réalisée sur ou dans le corps de carte doit être raccordée électriquement aux bornes de la pastille semi-conductrice comportant les circuits intégrés. Compte tenu de la nature très différente et des propriétés mécaniques très différentes du corps de carte, le plus souvent réalisé en un matériau thermoplastique tel que le PVC ou l'ABS, et de la pastille semi- conductrice, la tenue mécanique de cette liaison électrique peut être insuffisante lorsque l'utilisateur de la carte soumet celle-ci à des contraintes, par exemple de flexion, importantes dans la zone du corps de carte équipée de la pastille semi-conductrice. Un objet de la présente invention est de fournir une carte sans contact dans laquelle, en particulier, la liaison électrique entre l'antenne et la pastille semi-conductrice n'est pas susceptible d'être altérée mécaniquement lors de l'utilisation de cette carte. Pour atteindre ce but, selon l'invention, la carte sans contact comprenant un corps de carte, une pastille semi-conductrice et des métallisations formant antenne se caractérise en ce qu'elle comprend en outre au moins une spire secondaire dont les extrémités sont raccordées aux bornes de ladite puce et en ce que les métallisations formant antenne comprennent au moins une spire formant antenne raccordée en série à une spire primaire de couplage, ladite spire primaire de couplage entourant ladite spire secondaire pour réaliser un couplage magnétique entre lesdites spires primaire et secondaire. On comprend que la transmission des informations et de l'énergie entre l'antenne réalisée sur le corps de carte et la pastille semi-conductrice est obtenue par au moins une spire primaire reliée électriquement à l'antenne et couplée à au moins une spire secondaire réalisée sur la pastille semi-conductrice elle-même. Par une telle technique, on comprend bien sûr que les métallisations sont entièrement réalisées soit sur la pastille semi-conductrice, soit sur le corps de carte et qu'on évite ainsi les problèmes d'effort mécanique appliqué aux connexions électriques entre des métallisations réalisées sur le corps de carte et des métallisations réalisées sur la pastille semi-conductrice elle-même. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'une carte sans contact présentant les avantages mentionnés ci-dessus. Selon l'invention, le procédé de fabrication d'une carte sans contact se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on fournit une pastille semi-conductrice présentant une face munie de deux bornes de contact; - on réalise sur ladite face de la pastille une métallisation formant une spire secondaire de couplage dont les extrémités sont électriquement raccordées aux bomrnes; - on fournit une plaquette en matériau isolant présentant une première et une deuxième face principale pour former le corps de carte; - on réalise sur la première face principale de la plaquette des métallisations pour obtenir une spire formant antenne et une spire primaire de couplage entourant une zone prédéterminée de ladite première surface, une première extrémité de la spire formant antenne étant électriquement raccordée à une première extrémité de la spire primaire de couplage, - on raccorde électriquement la deuxième extrémité de la spire formant antenne à la deuxième extrémité de la spire primaire de couplage; et - on implante dans ladite plaquette ladite pastille semi-conductrice équipée de sa spire secondaire de couplage dans ladite zone prédéterminée de telle manière que la face de la pastille comportant la spire affleure sensiblement ladite première face de la plaquette. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode ou de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatif. La description se réfèere aux figures annexées sur lesquelles les figures 1 et 2 sont des vues de dessus montrant des étapes de fabrication de la carte sans contact; la figure 3 est une vue en coupe verticale montrant l'étape finale de réalisation de la carte sans contact; la figure 4 est une vue de détail agrandie montrant la spire secondaire réalisée sur la pastille semi-conductrice; la figure 5 montre en vue de dessus un substrat semi-conducteur dans lequel on réalise les pastilles semi- conductrices montrées sur la figure 4;et la figure 6 est une vue de dessus montrant la mise en place de la pastille semi-conductrice. En se référant tout d'abord aux figures 1 à 3 on va décrire un mode préféré de réalisation de la carte sans contact. On part d'une plaquette en matériau isolant thermoplastique 10 dont les dimensions L et 1 sont égales à celles de la carte que l'on veut réaliser et dont l'épaisseur e est légèrement inférieure à l'épaisseur finale du corps de la carte. Dans ce mode de réalisation, on pratique dans la plaquette 10 un évidement 12 destiné, comme on l'expliquera ultérieurement, à recevoir la pastille semi-conductrice. Sur la face supérieure 10a de la plaquette 10 on réalise un premier ensemble de métallisation 14 pour réaliser un nombre convenable de spires pour l'antenne de la carte. Ces spires sont réalisées à proximité du bord de la plaquette 10. Les spires 14 comportent une première extrémité libre 14a terminée de préférence par une plage de contact 16. Les spires 14 comportent une deuxième extrémité 14b qui est raccordée à des spires primaires de couplage 18 qui entourent l'évidement 12 destiné à recevoir la pastille semi- conductrice. Ces spires primaires de couplage 18 sont en nombre convenable et la première extrémité de ces spires 18 référencée 18a est raccordée à l'extrémité 14b des spires formant antenne, les spires primaires de couplage comportant une extrémité libre 18b terminée de préférence par une plage de contact électrique 20. L'ensemble de métallisation ainsi réalisé constitue donc d'une part les spires d'antenne proprement dites 14 et d'autre part des spires primaires de couplage 18 entourant l'évidement 12. Dans une deuxième étape représentée sur la figure 2, on réalise la connexion électrique entre la plage de contact électrique 16 des spires 14 d'antenne et la plage de contact électrique 20 des spires 18 formant les spires primaires de couplage. Pour cela, de préférence, on dépose localement une couche 22 d'un matériau isolant qui recouvre les portions de spires 14 et 18 s'étendant entre les plages 16 et 20. De préférence, la couche isolante 22 recouvre les bornes 16 et 20, les fenêtres dépourvues d'isolant 24 et 26 étant réalisées en regard des bornes 16 et 20. Dans une étape suivante, on réalise sur la couche isolante 22 une métallisation 28 qui relie électriquement les bornes de connexion 16 et 20. On réalise ainsi un circuit fermé comprenant les spires d'antenne 14 et les spires primaires de couplage 18. Dans l'étape suivante qui est plus particulièrement illustrée par les figures 3 et 4, on prépare une pastille semi-conductrice 30 comportant deux bornes de connexion 32 et 34 raccordées au circuit intégré réalisé dans la pastille 30. Sur la face 36 de la pastille 30 comportant ces bornes 32 et 34 on réalise au moins une spire secondaire de couplage 38 dont les extrémités sont bien sûr raccordées aux bornes 32 et 34. La pastille 30 est mise en place dans l'évidement 12 prévu dans la plaquette 10 et fixée par exemple par collage 40 dans ledit évidement de telle manière que la face 36 de la pastille affleure la face supérieure 10a de la plaquette 10. C'est ce que montre la figure 6. Après la fixation de la pastille 30, on fixe par tout moyen convenable des feuilles en matériau isolant thermoplastique 42 et 44 respectivement sur les faces supérieures 10a et inférieures 10b de la plaquette 10. Cet assemblage présente une épaisseur totale correspondant à celle que l'on veut donner au corps de la carte sans contact. En outre, pour améliorer encore la qualité du couplage électro- magnétique entre les spires secondaires 38 et les spires primaires 18, il est possible de déposer dans la zone s'étendant entre les spires primaires et secondaires une couche d'un matériau ferromagnétique qui peut par exemple constituer le matériau adhésif servant à fixer la pastille 30 dans l'évidement 12. En ce qui concerne la réalisation des spires 14 et 18, elles peuvent être réalisées soit par sérigraphie à l'aide d'une encre conductrice, soit par fixation par exemple par laminage d'éléments conducteurs de faible épaisseur ayant la forme requise à l'aide d'une technique du type circuit imprimé. De préférence également, des spires secondaires 38 réalisées sur les pastilles semi-conductrices peuvent avantageusement être déposées sur le substrat semi-conducteur 46 dans lequel ont été réalisées les différentes opérations permettant d'obtenir les différentes pastilles semi-conductrices 30. Les spires secondaires 38 peuvent être réalisées lors des autres opérations nécessaires à l'élaboration des pastilles semi-conductrices 30. Après la réalisation des spires 38 le substrat 46 est découpé pour obtenir les pastilles individuelles. REVENDICATIONS 1. Carte sans contact comprenant un corps de carte (10), une pastille semi-conductrice (30) et des métallisations (14) formant antenne, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une spire secondaire (38) dont les extrémités sont raccordées aux bornes de ladite pastille et en ce que les métallisations formant antenne comprennent au moins une spire formant antenne (14) raccordée en série à une spire primaire de couplage (18), ladite spire primaire de couplage entourant ladite spire secondaire pour réaliser un couplage électromagnétique entre lesdites spires primaire et secondaire. 2. Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend: une pluralité de spires (14) formant antenne, une pluralité de spires primaires (18) de couplage, l'extrémité d'une spire formant antenne étant raccordée électriquement à l'extrémité d'une des spires primaires de couplage; et au moins une spire secondaire de couplage (38). 3. Carte selon la revendication 2, caractérisé en ce que les spires formant antenne (14) sont disposées à proximité du bord du corps (10) de la carte, et en ce que les spires primaires de couplage (18) entourent la spire secondaire de couplage (38). 4. Carte selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la spire secondaire de couplage (38) est réalisée directement sur la face (36) de la pastille semi-conductrice comportant les bornes (32, 34). 5. Procédé de fabrication d'une carte sans contact caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on fournit une pastille semi-conductrice (30) présentant une face (36) munie de deux bornes (32, 34) de contact; on réalise sur ladite face de la pastille une métallisation (38) formant une spire secondaire de couplage dont les extrémités sont électriquement raccordées aux bornes; - on fournit une plaquette (10) en matériau isolant présentant une première et une deuxième face principale pour former le corps de carte; - on réalise sur la première face principale des métallisations pour obtenir une spire formant antenne (14) et une spire primaire (18) de couplage entourant une zone prédéterminée de ladite première surface, une première extrémité de la spire formant antenne étant électriquement raccordée à une première extrémité de la spire primaire de couplage, - on raccorde électriquement la deuxième extrémité de la spire formant antenne à la deuxième extrémité de la spire primaire de couplage; et - on implante dans ladite plaquette (10) ladite pastille semi-conductrice (30) équipée de sa spire secondaire de couplage, dans ladite zone prédéterminée de telle manière que la face (36) de la pastille comportant la spire affleure sensiblement ladite première face de la plaquette. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on réalise une pluralité de spires formant antenne (14) proches du bord de la plaquette, on réalise une pluralité de spires primaires de couplage (18) entourant ladite zone prédéterminée, et en ce que, pour raccorder la deuxième extrémité (24) des spires formant antenne à la deuxième extrémité (26) des spires primaires de couplage, on recouvre localement lesdites spires d'une couche isolante (22), et on réalise une métallisation de raccordement (28) entre lesdites deux deuxièmes extrémités, ladite métallisation de raccordement étant disposée en partie au-dessus de ladite couche isolante. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdites spires sont réalisées par sérigraphie avec une encre conductrice. 8. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 à la réalisation d'une pluralité de cartes sans contact, caractérisée en ce que l'on réalise dans un même substrat semi- conducteur (46) une pluralité de pastilles semi-conductrices (30) munies chacune de deux bornes de contact (32, 34); on réalise au moins une spire secondaire (38) de couplage sur chaque portion du substrat correspondant à une pastille; on sépare les unes des autres lesdites pastilles; et on implante dans chaque plaquette isolante (10) munie de ses métallisations (14, 18) une desdites pastilles.