Brevet FR2793033A1 — publié le 20001103

PROCEDE ET DISPOSITIF DE VIEILLISSEMENT ACCELERE DE CARTES EN MATIERE PLASTIQUE DU TYPE DES CARTES A PUCE La présente invention concerne le- domaine des cartes en matière plastique de type carte à puce, et plus particulièrement le contrôle de leur fiabilité mécanique et de leur résistance à la fatigue par application de contraintes répétitives déterminées en terme de nature, de nombre et de durée. Trois principaux systèmes de test de la fiabilité mécanique des cartes à puce sont pratiqués à ce jour, l'un dit "test des trois galets", le second connu en tant que "test de courbure", et le troisième en tant que "flexions ISO". Le test des trois galets consiste à faire passer la carte de façon répétitive, longitudinalement et au niveau de son module électronique, entre deux galets d'un même côté et un galet intermédiaire en opposition de l'autre côté, qui applique un effort de déformation de la carte. En réalité, ce test conçu à l'origine pour des supports à microprocesseur intégré de dimensions nettement supérieures à celles des cartes à puce n'est que très imparfaitement adapté pour tester ces dernières. En effet, sa discrimination est grossière et ne permet pas notamment de classer finement les différentes technologies de fabrication. On ne peut établir le plus souvent qu'un classement en deux familles: les cartes bonnes et les cartes mauvaises. Et si l'on cherche à augmenter la force de sollicitation en vue d'une meilleure discrimination, cela induit des défauts aberrants qui n'apparaissent jamais dans des conditions normales d'utilisation et qui, par conséquent, peuvent amener à de fausses conclusions. En outre, l'équipement de ce test est de conception relativement complexe, donc coûteux. Le second test précité - test de courbure - consiste à insérer en va-et-vient une carte, dans le sens de sa longueur, entre un volet incliné d'un angle alpha par rapport à la direction d'insertion, et un rouleau. Lors de l'entrée en contact avec le volet, la carte flambe pour être ensuite déviée en direction du rouleau, la carte se retrouvant ainsi pliée d'un angle alpha avec une inflexion au point de contact avec le rouleau. Ce test, de mise en oeuvre plus simple que le précédent, et plus adapté, n'est toutefois pas capable de reproduire tous les types de contraintes rencontrées en utilisation normale. Il n'est donc pas suffisamment performant et peut laisser non détectés de graves défauts potentiels. Le troisième test précité ("Flexions ISO 7816-2") consiste à placer la carte entre deux mâchoires dont l'une est un élément mobile à plier afin d'appliquer une flèche à la carte. La carte subit alors des flexions dynamiques selon ses directions longitudinale et transversale. Mais les flexions définies par l'ISO ne sont plus assez performantes pour tester la fiabilité du module, la quasi-totalité des défauts rencontrés sur le terrain n'étant pas reproduits par le test. La présente invention procède de la recherche d'un nouveau système de test de la fiabilité mécanique de cartes en matière plastique de type carte à puce, qui soit plus performant que les systèmes connus à ce jour pour permettre la détection de défauts potentiels de ces cartes, tant d'un point de vue quantitatif que d'un point de vue qualitatif, et qui soit d'autre part de mise en oeuvre simple. Elle consiste d'abord en un procédé de vieillissement accéléré d'une carte en matière plastique de type carte à puce, avec ou sans puce, en vue d'en apprécier la fiabilité mécanique, consistant à soumettre la carte à des contraintes en déformation déterminées en nombre et en durée et/ou en cycle, caractérisé en ce que ladite carte est soumise successivement à des sollicitations en déformation orientées selon au moins une de ses directions, par application sur une surface d'appui de manière à lui faire épouser une courbure prédéterminée de celle-ci. En pratique, une partie de la carte est assujettie de manière à rester fixe, seule pouvant bouger, perpendiculairement au plan de la carte, la partie restante soumise aux sollicitations en déformation. Celles-ci pourront être appliquées à la carte ou directement sur le module selon n'importe quelle direction comme par exemple les directions longitudinale, transversale, et diagonales. Pour des cartes pourvues d'un bloc électronique ou puce, seule la région comportant ce composant pourra être soumise aux sollicitations en déformation. De préférence, les directions de sollicitation comprendront au moins une des diagonales entre contacts de coin dudit composant. L'invention se rapporte également à un dispositif de mise en oeuvre dudit procédé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un support présentant une surface cintrée de courbure uniforme par rapport à un axe longitudinal, des moyens pour maintenir sur ledit au moins un support ladite carte selon au moins une orientation par rapport audit axe longitudinal, et des moyens pour appliquer répétitivement, pour chaque orientation, ladite carte sur ladite surface cintrée. Dans une forme de réalisation préférée de ce dispositif, il est prévu au moins un support comprenant une surface plane prolongeant ladite surface cintrée orthogonalement audit axe longitudinal, et comprenant d'autre part, au niveau de sa surface plane, au moins un moyen pour assujettir la carte dans une direction de sollicitation donnée et de telle manière que le module de ladite carte vienne s'appliquer sur ladite surface cintrée. Bien que ledit support puisse être unique et comporter une succession de moyens pour assujettir ladite carte respectivement dans chacune des orientations de sollicitation retenues, il sera de préférence prévu un jeu de plusieurs supports, chacun correspondant à une direction de sollicitation. La pluralité de supports pourront avantageusement être arrangés en série au sein d'un même ensemble ou dispositif fonctionnel. L'application de la carte sur ladite surface cintrée pourra être réalisée au moyen d'un volet ou, de préférence, au moyen d'un rouleau. Ces caractéristiques et avantages de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description suivante, faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: Les Figs. la et lb sont des vues respectivement de bout et de côté du premier support d'un jeu de supports faisant partie d'un dispositif selon l'invention; les Figs. 2a et 2b sont des vues respectivement de bout et de côté du second support de ce même jeu de supports; la Fig. 3 est une vue en perspective du troisième support de ce même jeu de supports; la Fig. 4 est une vue de bout représentant schématiquement l'un desdits supports en situation de fonctionnement; et les Figs. 5a et 5b sont respectivement des vues de côté et de dessus d'un dispositif selon l'invention comprenant un jeu de support tel qu'illustré dans les figures précédentes. Dans ces dessins, les mêmes références ont été utilisées pour désigner partout des mêmes éléments. Les supports représentés aux Figs. 1 à 3 font partie d'un même jeu et sont destinés à être intégrés en ligne dans un dispositif tel que celui des Figs. 5a et 5b. Chaque support sert à des sollicitations en déformation d'une carte à puce C selon une direction particulière de celle-ci: longitudinale pour le premier support Si, transversale pour le second support S2, selon une première diagonale pour le troisième support S3. N'a pas été représenté du fait qu'il est quasi-identique au support S3, un quatrième support S4, Figs. 5 et 6, pour des sollicitations en déformation selon la seconde diagonale du module électronique E. Les supports Sl à S4 ont en commun d'être constitués d'un corps principal consistant en un tronçon de longueur propre à chacun, mais issu d'un profilé unique. Ils ont donc des sections droites de forme et de dimensions identiques, définissant une base 1, prolongée sur un côté par une aile verticale 2 dont la partie supérieure s'infléchit vers l'intérieur d'environ 90 . La base 1 et l'aile 2 définissent extérieurement une surface verticale 3, prolongée supérieurement par une surface cintrée 4, elle-même prolongée par une surface d'extrémité 5 sensiblement horizontale. Dans la forme de réalisation représentée, la surface cintrée 4 est une portion de surface cylindrique de révolution autour d'un axe longitudinal X-X et, de plus, elle est avantageusement limitée à un secteur angulaire inférieur à 90 comme illustré aux Figs. la et 2a. A l'opposé de la surface plane verticale 3, la base 1 et l'aile 2 définissent un évidement longitudinal à profil en anse 6, dans lequel s'inscrit, à distance de la paroi, ledit axe longitudinal X-X de la surface cintrée 4. La surface cintrée 4 est la zone active des supports Sl à S4, sur laquelle va être appliquée pour sollicitation en déformation la région de la carte à puce C comportant le module électronique E de celle- ci, en faisant coïncider de préférence le centre de l'ensemble des contacts définis par la norme "ISO7816-2" dudit module E avec la ligne longitudinale médiane M de ladite surface cintrée 4. Pour ce faire, la carte est tenue de façon appropriée au niveau de la surface verticale 3, afin d'être appliquée à répétition sur ladite surface cintrée 4 au moyen d'un rouleau 205 porté par un bras radial 21 pivotant en va-et-vient autour de l'axe longitudinal X-X, comme illustré à la Fig. 4. On voit sur ce dessin que l'écartement entre le rouleau 20 et la surface cintrée 4 au passage sur elle est réglable afin d'appliquer au mieux la carte sur la surface cintrée 4. Les Figs. la et lb représentent les moyens de positionnement et de maintien sur le support Sl de la carte C en vue de sollicitations en déformation selon sa longueur. Ces moyens regroupent: un rebord horizontal 10 en saillie sur la surface verticale 3 pour recevoir en appui le côté de carte inférieur; des plots latéraux 11 en saillie sur la surface verticale 3, à distance verticalement du rebord 10, et formant glissière pour la carte C; et une barrette transversale 12, au-dessus du rebord 10, destinée au serrage du bas de la carte C contre la surface verticale 3, et dont les moyens de serrage sont par exemple des vis à molette 13. Les Figs. 2a et 2b représentent des mêmes moyens de positionnement et de maintien sur le support S2 de la carte C, en vue de sollicitations en déformation selon la direction transversale de celle-ci. Dans les deux supports Si et S2, le rebord d'appui 10 est disposé de telle façon que le centre du bloc électronique E vienne s'appliquer en déformation sensiblement sur la ligne médiane longitudinale M de la surface cintrée 4. Le support S3 de la Fig. 3 comporte des moyens pour positionner et maintenir la carte C en vue de sollicitations en déformation selon la direction de l'une des diagonales de l'ensemble des contacts définis par la norme "IS07816-2". Ces moyens comprennent deux rebords obliques représentés par les lignes en traits interrompus sur le dessin et repérés en 14 et 15, et destinés à recevoir en appui les deux côtés consécutifs inférieurs de la carte; ainsi qu'une plaque 16 avec des vis à molette 13, servant à l'application et au serrage du bas de la carte C contre la surface verticale 3. Les rebords 14 et 15 sont avantageusement constitués par deux zones planes en relief sur la surface verticale 3. Le support S4 destiné à des sollicitations en déformation sur la carte C selon la direction de la deuxième diagonale de l'ensemble des contacts définis par la norme "ISO7816-2" est de conception exactement identique au support S3 et n'a donc pas lieu d'être décrit. Dans les deux cas, lorsque la carte C est en place, le centre de son bloc électronique E vient en déformation s'appliquer sensiblement sur la ligne longitudinale médiane M de la surface cintrée 4. S'agissant de cette coïncidence entre le centre du bloc électronique E et ladite ligne médiane M, il convient de noter qu'elle sera exactement respectée sur les support S1 et S2, que la carte C soit positionnée verso ou bien recto en regard du support, mais qu'il n'en sera pas de même avec les supports S3 et S4 puisque le bloc E n'est pas centré transversalement sur la carte. Pour pallier cela, deux supports supplémentaires peuvent être prévus, ou bien sur les supports S3 et S4, l'ajustement peut être tel que dans5 les deux cas d'application recto et verso de la carte face au support, le centre du bloc E soit légèrement décalé, de part et d'autre de la ligne M. Comme on peut le voir sur les Figs. 1 à 3, les supports Si à S3, et bien entendu le support S4, présentent en saillie au bas de leur surface verticale 3 un même talon longitudinal 7, prévu à des fins de fixation, pour permettre un positionnement rapide et précis de leurs bases dans une structure de type glissière, de manière à ce qu'ils soient parfaitement alignés pour que leurs surfaces cintrées 4 aient toutes le même axe X-X. C'est ainsi que les supports S1 à S4 sont montés dans le dispositif des Figs. 5a et 5b, sur deux longerons 31 et 32 faisant partie d'un bâti 30 et qui constituent la glissière de fixation. Un arbre longitudinal 33 aligné sur l'axe X-X commun aux supports Si à S4 est entraîné en une extrémité par un moteur 34, et maintenu en son autre extrémité dans un palier de support 35, ainsi qu'éventuellement en des points intermédiaires dans d'autres paliers de support non montrés. L'arbre 33 traverse donc l'ensemble des supports Si à S4 et, pour chacun de ceux-ci, il comporte un bras radial 21 portant en extrémité un rouleau d'application 20, les bras radiaux 21 étant solidarisés en rotation avec l'arbre 33 et parallèles entre eux. Pour le chargement des cartes C dans les supports Si à S4, le dispositif est dans la position représentée à la Fig. 5b, à savoir que les rouleaux 20 sont abaissés en regard de la surface verticale 3 des supports, les bras radiaux 21 étant sensiblement horizontaux. Lors du fonctionnement, l'arbre 33 est entraîné en va-et-vient, de telle manière que les rouleaux 20 aient une course dépassant la surface cintrée de part et d'autre sur la surface 3 et la surface 5. Il est bien entendu possible, dans un même dispositif que celui des Figs. 5 et 6, de prévoir des supports ayant des surfaces cintrées 4 avec des rayons de courbure différents, pourvu que ces surfaces 4 soient centrées sur un même axe longitudinal X-X. Le système permet aussi de pondérer chacune des sollicitations (par exemple test de cinq cartes en longitudinal, deux cartes en transversal, dix cartes sur chaque diagonale) pour simuler au mieux les conditions rencontrées sur le terrain. De plus, les cycles peuvent être réalisés en série: la carte passant successivement sur chacun des supports; ou bien en parallèle: une carte sur chaque support. REVENDICATIONS 1) Procédé de vieillissement accéléré d'une carte en matière plastique de type carte à puce, avec ou sans puce, en vue d'en apprécier la fiabilité mécanique, consistant à appliquer à la carte des contraintes en déformation déterminées en nombre et en durée et/ou en cycle, caractérisé en ce que ladite carte (C) est soumise successivement à des sollicitations en déformation orientées selon au moins une de ses directions par application sur une surface d'appui (4) de manière à lui faire épouser une courbure prédéterminée de celle-ci. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la carte (C) soumise à sollicitations, une partie de la carte est assujettie de manière à rester fixe. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les sollicitations en déformation sont appliquées à la carte (C) selon l'ensemble de sa direction longitudinale, de sa direction transversale, et des directions de ses diagonales. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour une carte (C) pourvue d'un bloc électronique (E), au moins la région de la carte contenant celui-ci est soumise aux sollicitations en déformation. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que des sollicitations en déformation sont appliquées à la carte (C) selon les directions des diagonales des contacts de son bloc électronique (E). 6) Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un support (S1) présentant une surface cintrée (4) de courbure uniforme par rapport à un axe longitudinal (X-X), des moyens pour maintenir sur ledit au moins un support (S1) ladite carte (C) selon une pluralité d'orientations par rapport audit axe longitudinal (X-X), et des moyens pour appliquer répétitivement, pour chacune de ladite pluralité d'orientations, ladite carte (C) sur ladite surface cintrée (4). 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un support (Sl) comprenant une surface plane (3) prolongeant ladite surface cintrée (4) orthogonalement audit axe longitudinal (X-X), et comprenant d'autre part, au niveau de sa surface plane, au moins un moyen pour assujettir la carte (C) dans une direction de sollicitation donnée et de telle manière que le module (E) de ladite carte (C) vienne s'appliquer sur ladite surface cintrée (4). 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit support est unique et comporte une succession de moyens pour assujettir ladite carte (C) respectivement dans chacune des orientations de sollicitation retenues. 9) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un jeu de plusieurs supports (Si à S4), chacun correspondant à une direction de sollicitation. ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pluralité de supports (Si à S4) est arrangée en série au sein d'un même ensemble fonctionnel. 11) Dispositif selon l'une des revendications 7 à , caractérisé en ce que l'application de la carte (C) sur ladite surface cintrée (4) est réalisée au moyen d'un rouleau (20). 12) Dispositif selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que lesdits rouleaux (20) sont portés par des bras radiaux (21) solidaires d'un arbre d'entraînement commun (33).