Brevet FR2794552A1 — publié le 20001208

PROCEDE DE COLLAGE A CHAUD D'UN MODULE ELECTRONIQUE DANS UNE CARTE A PUCE La présente invention concerne l'insertion ou encartage par collage à chaud d'un module électronique à bornier de contacts dans un corps de carte électronique de type carte à puce. Un tel module électronique consiste classiquement en une portion de film sur une face de laquelle est collé un microcircuit connecté au bornier de contacts se trouvant sur l'autre face. Le microcircuit et ses connexions sont noyés dans une goutte de résine, de sorte que le module se présente sous la forme d'un bloc central encadré d'une bordure en film. Aux fins de l'insertion du module dans la carte, le corps de carte comporte une cavité étagée en périphérie, pour recevoir centralement le bloc du module, et dans son rebord périphérique ladite bordure en film. La fixation du module est assurée par collage entre ces deux parties. En pratique, il s'agit souvent d'un collage à chaud à l'aide d'un adhésif thermoactivable (HotMelt) par exemple, effectué au moyen d'un dispositif de pressage préservant la zone du bloc central. L'insertion du module est bien entendu soumise à des exigences rigoureuses. Notamment, l'écart de niveau (point B représenté en d à la Fig. la des dessins) entre la surface extérieure du module et celle de la carte autour de la cavité est régi de façon normative à titre indicatif, selon la norme ISO, il ne doit pas excéder 50 Dun en dépassement au-delà de la surface de la carte. Dans la pratique, s'il se trouve que pour diverses raisons, la technique de collage à chaud précitée est actuellement quasiment incontournable, elle pose en revanche un important problème relatif au respect du seuil supérieur de dépassement pour le point B sus mentionné (écart d à la Fig. la des dessins) : au pressage, l'apport de chaleur nécessaire pour atteindre la température adéquate se situant aux alentours de 180 C provoque l'échauffement de la matière autour de la cavité, et de l'air qu'elle contient. I1 en résulte une déformation du fond de la cavité qui se bombe vers l'intérieur, ainsi qu'une augmentation de la pression de son volume d'air, ces deux effets se conjuguant pour engendrer une poussée vers l'extérieur sur le module en le déformant. Lors du refroidissement, le fond de la cavité retrouve une forme voisine de sa forme initiale, mais il n'en est pas de même pour le module dont la déformation est définitive. I1 s'ensuit qu'un pourcentage loin d'être négligeable des cartes ainsi fabriquées sont hors normes pour dépassement du point B, et donc vouées au rebut. La présente invention procède d'une recherche de solution simple et efficace à ce problème. Elle se rapporte donc à un procédé d'insertion d'un module électronique dans un corps de carte électronique de type carte à puce, selon lequel ledit module sous forme d'un bloc central et d'une bordure en film périphérique est reçu dans une cavité étagée ménagée à cet effet dans le corps de la carte, et fixé par collage à chaud sous pression de sa bordure en film dans le rebord périphérique de ladite cavité, lequel procédé est caractérisé en ce que durant l'opération de pressage à chaud, la zone du corps de carte constituant le fond de ladite cavité est soumise extérieurement à une dépression. Des essais réalisés dans une plage de température autour de la température usuelle de collage qui est d'environ 180 C ont avéré une très nette amélioration apportée par l'invention, l'effet d'aspiration établie sous le fond de la cavité lors du pressage contenant sa déformation de façon sensible. L'invention concerne également un dispositif de pressage pour la mise en oeuvre du procédé sus-défini, comportant un organe presseur et chauffant destiné à venir s'appliquer sur la bordure périphérique du module placé dans la cavité ménagée dans le corps de carte pour le recevoir, lequel organe presseur coopère avec une enclume et des moyens de positionnement du corps de carte, ledit dispositif étant caractérisé en ce que dans la zone de sa surface d'appui venant en regard du fond de la cavité dans le corps de carte, ladite enclume présente une cavité pourvue de moyens pour sa mise en dépression lors de l'opération de pressage. L'invention concerne de plus une machine d'encartage d'un module électronique dans un corps de carte électronique, caractérisée en ce qu'elle comprend un tel dispositif. Selon d'autres caractéristiques préférentielles relatives à ce dispositif - la mise en dépression de ladite cavité dans la surface d'appui de ladite enclume est effectuée par circulation d'air en vue d'une régulation en température de ladite enclume ; - ladite enclume est montée flottante sur son support par l'intermédiaire d'une liaison à rotule. Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description suivante, faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels les Figs. la à 1c illustrent schématiquement la mise en oeuvre du procédé classique d'encartage d'un module électronique par collage à chaud ; la Fig. 2 illustre de même schématiquement l'opération de pressage à chaud selon l'invention ; et la Fig. 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une forme de réalisation de l'enclume dans un dispositif selon l'invention. Dans l'ensemble des dessins, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références. Dans le procédé d'encartage d'un module électronique, la Fig. la représente la mise en place du module 1 dans le corps de carte 2. Comme le montre le dessin, le module 1 se présente sous la forme d'un bloc 12 formant saillie centralement sur une portion de film 10, celle-ci constituant donc autour du bloc 12, avec une couche adhésive 13, une bordure périphérique 11. Pour l'insertion du module 1 dans le corps de carte C2 celui-ci présente ouverte dans son recto, une cavité étagée 20 qui comporte donc une partie centrale destinée à recevoir le bloc 12, et un rebord périphérique en creux sur lequel vient s'appliquer par sa face adhésive la bordure 11. L'écart d à gauche sur le dessin représente une limite fixée pour le dépassement au final de la surface extérieure du module 1 par rapport au recto du corps de carte 2. La Fig. lb schématise l'opération de collage à chaud HM telle qu'elle est pratiquée actuellement au moyen d'un dispositif de pressage 3 comportant pour l'essentiel un organe presseur et chauffant 30 coopérant avec une enclume 31. L'organe presseur et chauffant 30 est conformé pour ne solliciter que la bordure 11 du module 1, et préserver donc de son action la zone centrale comprenant le bloc 10. L'enclume 31 constitue une surface d'appui plane 32, sur laquelle sont placées les cartes par des moyens d'amenée et de positionnement appropriés. La température de mise en oeuvre de l'adhésif de la couche 13 étant de l'ordre de 180 C, l'apport de chaleur par l'organe presseur et chauffant 30 est suffisamment important pour provoquer un échauffement notable de la matière autour de la cavité 20 dans le corps de carte 2. Cet échauffement se traduit par une forte déformation du fond de la cavité 20 qui se bombe vers l'intérieur en venant pousser contre le bloc 12 du module. Contribue à la poussée l'augmentation de la pression dans la cavité 20 autour du bloc 12, due à l'échauffement de l'air emprisonné. Comme illustré sur le dessin, cette poussée vers le haut provoque dans le module 1 la déformation de la bordure 11, dans sa partie adjacente au bloc 12 non sollicitée par l'organe presseur et chauffant 30, de telle sorte que toute la partie centrale du module 1 remonte dans la cavité 20. A la Fig. 1c qui illustre le résultat final de l'encartage du module ainsi réalisé, on voit que si après refroidissement, le fond de la cavité 20 s'est rétracté pour retrouver sensiblement sa forme initiale, lé module 1 a quant à lui été remonté de façon définitive, et beaucoup trop souvent dans la pratique au-delà de l'écart d toléré. Face à ce grave inconvénient, la solution apportée conformément à l'invention consiste à réaliser lors de l'opération de pressage à chaud une dépression sur le recto de la carte 2, dans la région correspondant au fond de la cavité 20. L'aspiration ainsi créée aura pour effet de contenir la déformation du fond de la cavité 20 dans une mesure suffisante pour empêcher son action de poussée dommageable contre le fond du bloc 12 du module 1, comme illustré à la Fig. 2. A titre indicatif, la dépression réalisée peut être de l'ordre de 0,2 à 1 bar. Elle peut être déclenchée avant, et être maintenue tout le temps voire même au-delà de l'opération de pressage. A cet effet, dans une machine d'encartage comprenant un dispositif selon l'invention, sont également prévus des moyens de contrôle et de gestion du cycle de mise en dépression du fond de la cavité 20 dans le corps de carte 2, de relâchement de la dépression et du pressage à chaud. Le dispositif de pressage 3 selon l'invention représenté à la Fig. 2 ne diffère de celui de la Fig.lb qu'en ce que la surface d'appui 32 de l'enclume 31 présente dans sa zone destinée à venir en regard du fond de la cavité 30 du corps de carte 2, une cavité 33 communiquant par un conduit 34 avec des moyens d'aspiration. De préférence, la cavité 33 a des dimensions légèrement supérieures à celles de la partie centrale de la cavité 20, de manière à être légèrement débordante par rapport au fond de celle-ci. Avantageusement, l'aspiration est réalisée de façon dynamique, ce qui permet de prévoir en même temps que celle-ci, par circulation d'air éventuellement réfrigéré, une régulation en température du corps de l'enclume 31, et par conséquent de sa surface d'appui 32. La mise en dépression est par exemple réalisée par effet venturi, à partir d'un flux d'air passant dans le corps de l'enclume 31. A cet effet, dans la forme de réalisation de la Fig. 3, le corps de l'enclume 31 comporte, au-dessous de sa surface d'appui, une voie de circulation d'air le traversant de part en part, formée d'un conduit d'admission 35, d'une partie centrale 36 dans laquelle débouche le conduit 34, et un conduit d'aspiration 37. Dans cet exemple, la base du corps d'enclume 31 forme d'autre part une rotule 37 permettant de le monter de manière flottante, en vue d'une meilleure uniformité de l'action de pressage le long de la bordure 11 du module 1. REVENDICATIONS 1) Procédé d'insertion d'un module électronique dans un corps de carte électronique de type carte à puce, selon lequel ledit module (1) sous forme d'un bloc central (12) et d'une bordure en film périphérique (11) est reçu dans une cavité étagée (20) ménagée à cet effet dans le corps (2) de la carte, et fixé par collage à chaud sous pression de sa bordure en film (11) dans le rebord périphérique de ladite cavité (20), caractérisé en ce que durant l'opération de pressage à chaud, la zone du corps de carte (2) constituant le fond de ladite cavité (20) est soumise extérieurement à une dépression. 2) Dispositif de pressage à chaud pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un organe presseur et chauffant (30) destiné à venir s'appliquer sur la bordure périphérique (11) du module (1) placé dans la cavité 20 ménagée dans le corps de carte (2) pour le recevoir, lequel organe presseur (30) coopère avec une enclume (31) et des moyens de positionnement du corps de carte (2), caractérisé en ce que dans la zone de sa surface d'appui (32) venant en regard du fond de la cavité (20) dans le corps de carte (2), ladite enclume (31) présente une cavité (33) pourvue de moyens pour sa mise en dépression lors de l'opération de pressage. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mise en dépression de la cavité (33) est effectuée par circulation d'air en vue d'une régulation en température de ladite enclume (31). 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour la mise en dépression de la cavité (33) comprennent une voie de circulation d'air (35, 36, 37) traversant le corps de l'enclume (31) au-dessous de sa surface d'appui (32), laquelle voie (35, 36, 37) est en communication avec ladite cavité (33) par un conduit (34). 5) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la mise en dépression de la cavité (33) est réalisée par effet venturi, à partir du flux d'air régulant en température ladite enclume (31). 6) Machine d'encartage d'un module électronique dans un corps de carte électronique de type carte à puce, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif selon l'une des revendications 2 à 5. 7) Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de contrôle et de gestion du cycle de mise en dépression, de relâchement de la dépression et de pressage à chaud.