Brevet FR2786010A1 — publié le 20000519

CARTE A MODULE ELECTRONIQUE DECOUPLE DU CORPS DE CARTE L'invention a trait à des objets portatifs comportant un composant électronique ou puce et, en particulier, à de tels objets au format carte dits cartes à puce. Les cartes à puce sont des objets normalisés en général utilisés dans des applications dans lesquelles la sécurité du stockage et du traitement d'informations confidentielles sont essentielles. Il s'agit par exemple d'applications du domaine bancaire, des domaines de la téléphonie, de la santé, ou encore, de la télévision à péage. Classiquement, les cartes à puce se composent d'un corps de carte plastique dans lequel est incorporé un module électronique. Ce module comporte des plages de contact affleurantes à une face du corps de carte ainsi qu'une puce à circuits intégrés munie de plots de contact connectés électriquement, par des fils conducteurs, auxdites plages de contact, l'ensemble, puce et fils conducteurs, étant maintenu dans une résine. Lors de l'insertion d'une telle carte à puce dans une fente d'un lecteur, un contact électrique est établi entre les plages de contact du module et des broches d'un connecteur dudit lecteur et par suite entre lesdites broches et la puce de la carte. La puce peut alors converser avec des moyens associés au lecteur et, grâce à des commandes idoines, des données sont lues, écrites et/ou effacées. Dans leur usage de tous les jours, les cartes à puces sont soumises à des contraintes extérieures en torsion et en flexion qui, imprimées au corps de carte, se répercutent sur le module incorporé dans ledit corps. Ces contraintes, si elles sont excessives, sont susceptibles de causer des décollements de zones du module électronique, des fissures dans ledit module, notamment au sein de la résine, s'accompagnant éventuellement d'une rupture des fils conducteurs et se prolongeant quelquefois par des microfissures dans le silicium constitutif de la puce. Il en résulte des dysfonctionnements des cartes nécessitant leur remplacement. Compte tenu de ce qui précède, un problème technique objectif que se propose de résoudre l'invention est de limiter l'effet sur le module des contraintes exercées sur un objet portatif notamment au format carte comportant un corps d'objet ; un module électronique incorporé dans une cavité dudit corps d'objet, ledit module électronique comportant un ensemble de plages de contact affleurantes à une face dudit corps d'objet ; une puce à circuits intégrés munie de plots de contact ; et des moyens de connexion électrique entre lesdits plots de contact et l'ensemble des plages de contact. La solution proposée de l'invention au problème précité se caractérise en ce que ledit module électronique comporte en outre, à sa périphérie et à la verticale et au dessous de l'ensemble desdites plages de contact, des moyens découplés du corps d'objet par un premier espace de découplage et découplés d'une partie centrale (11) du module (3) par un second espace (21) de découplage. Ainsi, les contraintes exercées sur le corps de carte ne sont pas transmises au module ou, uniquement, indirectement, via lesdits moyens découplés. L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé non limitatif qui va suivre, rédigé au regard des dessins ci-joints, dans lesquels : -la figure 1 montre, en perspective, une carte selon ; -la figure 2 montre, en coupe transversale ; un module électronique d'une carte selon l'état de la technique ; -la figure 3 montre, en coupe transversale, un module électronique d'une carte selon l'invention ; et -les figures 4A à 4C montrent, en coupe tranversale, des moyens découplés selon l'invention. L'invention a trait, dans son sens le plus large, à des objet portatifs comportant un module électronique. Il s'agit par exemple de cartes à puce ou de modules d'identification abonnés par exemple au format mini-cartes tels que décrits dans les normes ISO 7810,7816 ou GSM 11. 11 ou 11.14 dont le contenu est incorporé au présent exposé de l'invention, par citation de référence. Ainsi que cela est montré à la figure 1, les cartes 1 à puce selon l'invention comportent, d'une part, un corps 2 de carte et, d'autre part, un module 3 électronique incorporé dans ledit corps. Le corps 2 de carte est généralement plastique, thermoplastique ou thermodurcissable, formé d'une ou plusieurs couches d'acrylonitrile butadiène styrène, de polychlorure de vinyle, de polycarbonate ou de polyéthylène. Il est fabriqué par moulage ou colamination à chaud. Ses dimensions sont approximativement les suivantes : largeur : 54 mm ; longueur : 85 mm ; et épaisseur : 0,76 mm. Le corps de carte se présente ainsi sous la forme d'un parallélépipède rectangle de faible épaisseur, par suite sensible aux contraintes en torsion et en flexion qui lui sont imposées. Ainsi que cela est détaillé aux figures 2 et 3, le module 3 électronique comporte huit plages 4 de contact metalliques affleurantes à la surface du corps de carte, lesdites plages 4 de contact reposant par exemple sur une sous-couche 5 de support d'épo. y percée d'ouvertures 6. L'épaisseur de l'ensemble formé par les plages 4 portées par la sous-couche 5 est de l'ordre de 125 pm. Par ailleurs, le module 3 comporte une puce 7 à circuits intégrés, dont l'épaisseur est généralement comprise entre 150 et 250 gm et dont la largeur et la longueur sont de l'ordre du millimètre. Cette puce 7 est fixée, par sa face opposée à sa face active, par collage, à la sous-couche 5. Des plots 8 de contact de la puce 7, en pratique au nombre de six, sont connectés chacun à une plage 4 de contact par un fil 9 métallique conducteur au travers d'une ouverture 6 ou par d'autres moyens de connexion électrique. L'ensemble, puce 7 et fils 9, est inclus dans une résine 10 protectrice. Ainsi, le module 3 présente en définitive, d'une part, une partie centrale 11 ou corps de module formée par l'ensemble puce 7 et fils 9 inclus dans la résine 10 et, d'autre part, une partie latérale 12 ou ailes du module formée par les plages 4 de contact portées par la sous-couche 5 de support. Ainsi que cela est montre à la figure 2 représentative de l'état de la technique, le module 3 est incorporé dans une cavité 13 du corps 2 de carte. Cette cavité 13 est cylindrique de révolution. Elle comporte un fond 14 plan, sensiblement parallèle aux faces principales du corps 2 de carte et entouré de parois 15 latérales verticales menant à un rebord 16 luimme sensiblement parallèle au plan du fond 14, ledit rebord 16 étant entouré par des bords 17 latéraux verticaux de ladite cavité 13. La partie centrale 11 du module 3 est positionnée dans la cavité 13, à la verticale de son fond 14, et sa partie latérale 12 repose sur le rebord 16 où elle est collée par une épaisseur de colle 18. Ainsi que cela est montre à la figure 3 représentative de l'invention, le module 3 est de mme incorporé dans une cavité 13 cylindrique de révolution du corps 2 de carte. Cette cavité 13 comporte un fond 14 plan sensiblement parallèle aux faces principales du corps 2 de carte, entouré de parois 15 latérales verticales menant à un rebord 16 lui-mme sensiblement parallèle au plan du fond 14, ledit rebord 16 étant entouré par les bords 17 latéraux verticaux de ladite cavité 13. Les parois 15 ont cependant une hauteur inférieure à la hauteur des parois latérales de la cavité 13 montrée à la figure 2 qui est égale à l'épaisseur de l'ensemble formé de la sous-couche 5 et des plages 4 additionnée à l'épaisseur de la colle 18 soit environ 140 pm. D'ailleurs, dans l'invention, la hauteur des parois 15 peut tre nulle. Selon l'invention, le module 3 électronique comporte en outre, à sa périférie et à la verticale et au-dessous de l'ensemble des plages 4 de contact, des moyens 19 découplés du corps 2 de carte par un premier espace 20 de découplage et avantageusement découplés de la partie centrale 11 du module 3 par un second espace 21 de découplage. Le premier espace 20 est formé par l'espace compris entre les bords externes des moyens 19 et les bords 17 de la cavité 13. En pratique, cet espace 20 est tel que la distance moyenne entre les bords précités externes des moyens 19 et les bords 17 de la cavité 13 est comprise entre environ 50 gm et environ 400 pm. Le second espace 21 est formé par l'espace compris entre les bords internes des moyens 19 et les bords externes de la partie centrale 11 du module 3. En pratique, cet espace 21 est tel que la distance moyenne entre les bords précités internes des moyens 19 et les bords externes de la partie centrale 11 du module 3 est comprise entre environ 50 gm et environ 2000 pm. Ces moyens 19, portés par le rebord 16, sont collés, par leur face inférieure 24, audit rebord 16, au moyen d'une épaisseur de colle 22. Ils sont en outre collés, par leur face supérieure 25, à la partie latérale 12 du module 8 comprenant notamment des plages 4 de contact, au moyen d'une épaisseur de colle 23. Les contraintes en torsion et en flexion imprimées au corps 2 de carte seront ainsi transmises aux moyens 19 et ce, pratiquement uniquement, compte tenu du fait, qu'avantageusement, le module 3 n'est relié au corps de carte uniquement par l'intermédiaire des moyens 19. Ces moyens 19 absorbent une partie des contraintes et communiquent une autre partie desdites contraintes à la partie latérale 12 du module 3. Cette partie 12 est relativement flexible et absorbe donc elle mme une partie des contraintes qui lui ont été communiquées, une autre partie, résiduelle, étant cependant répercutée sur la partie centrale 11 du module 3. Selon l'invention, les moyens 19 sont avantageusement formés d'un anneau 19 qui entoure l'entière périphérie de la partie centrale 11 du module 3 électronique. L'anneau 19 peut présenter un profil quelconque. Les figures 4A, 4B et 4C montrent cependant différents profils particulierement avangageux qu'il peut présenter. A la figure 4C, le profil est rectangulaire ou carré, à la figure 4B, le profil est en U renversé et, à la figure 4B, le profil est sensiblement triangulaire. Dans les différents cas présentés aux figures précitées, l'ensemble des contraintes subies par l'anneau, et qui ne sont pas absorbées par ledit anneau, sont transmises par sa face supérieure 25 large, sur la partie 2, tout en étant réparties sur l'ensemble de ladite partie 12. On notera que l'anneau 19 peut tre constitué de matière plus ou moins rigide. I1 peut s'agir de métal ou de toute autre matière telle qu'un plastique déformable. Dans le cas où la matière est plastique, l'anneau peut se déformer sous l'effet des contraintes en torsion et en flexion appliquées sur le corps 2 de carte et qui lui sont imposées. La déformation s'effectue dans les premier 20 et second 21 espaces. Dans le cas ou la matière n'est pas plastique, par exemple métallique, les contraintes sont toutefois susceptibles d'tre absorbées, en particulier grâce à certains profils préférentiels de l'anneau. Par exemple, dans le profil décrit relativement à la figure 4A, les extrémités du U renversé se rapprochent les unes des autres sous l'effet des contraintes. Bien entendu, les moyens 19 ne sont pas, selon l'invention, limités à un anneau constituant une entité distincte et indépendante rapportée dans une carte. Lesdits moyens 19 peuvent en effet tre formés grâce à des opérations selon lesquelles un sillon, formant le premier espace, est ménagé dans le corps de carte en plus du fraisage pour la cavité centrale pour le report du module. Ces moyens sont donc dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, un anneau de plastique du corps de carte distingué dudit corps par fraisage d'un sillon et de la cavité. REVENDICATIONS 1. Objet portatif notamment au format carte (1) : un corps (2) d'objet ; un module (3) électronique incorporé dans une cavité (13) dudit corps (2) d'objet, ledit module (3) électronique comportant : un ensemble de plages (4) de contact ameurantes à une face dudit corps (2) d'objet ; une puce (7) à circuits intégrés munie de plots (8) de contact ; et des moyens (9) de connexion électrique entre lesdits plots (8) de contact et l'ensemble des plages (4) de contact ; et caractérisé en ce que ledit module (3) électronique comporte en outre, à sa périphérie et à la verticale et au dessous de l'ensemble desdites plages (4) de contact, des moyens (19) découplés du corps d'objet par un premier espace (20) de découplage et découplés d'une partie centrale (11) du module (3) par un second espace (21) de découplage. 2. Objet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier espace (20) est formé par l'espace compris entre des bords externes des moyens (19) et des bords (17) de la cavité (13). 3. Objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier espace (20) est tel que la distance moyenne entre les bords externes des moyens (19) et les bords (17) de la cavité (13) est comprise entre environ 50 jim et environ 400 pm. 4. Objet selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le second espace (21) est formé par l'espace compris entre des bords internes des moyens (19) et les bords externes de la partie centrale (11) du module (3). 5. Objet selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second espace (21) est tel que la distance moyenne entre les bords internes des moyens (19) et les bords externes de la partie centrale (11) du module (3) est comprise entre environ 50 gm et environ 2000 gm. 6. Objet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (19) découplés du corps d'objet sont formé d'un anneau à l'entière périphérie d'une partie centrale (11) du module (3). 7. Objet portatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens découplés sont constitués d'une matière qui se déforme sous l'effet de contraitentes en torsion ou en flexion appliquées sur le corps de carte. 8. Objet portatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil de l'anneau (19) est en U renversé.