Brevet FR2794267A1 — publié le 20001201

DISPOSITIF PORTABLE À CIRCUIT INTÉGRÉ, DE TYPE CARTE PUCE DE FORMAT RÉDUIT PAR RAPPORT AU FORMAT STANDARD DES CARTES À PUCES ET PROCEDE DE FABRICATION. L'invention concerne un dispositif portable à circuit intégré, de type carte à puce de format réduit par rapport au format standard des cartes à puces, et comprenant deux faces planes parallèles dont l'une comporte des plages de contact, le circuit intégré étant relié aux dites plages de contact. Elle concerne également un procédé de fabrication d'un tel dispositif portable à circuit intégré. On rappelle que les cartes à circuit intégré à contact affleurant permettent d'effectuer par exemple des transactions sécurisées de type monétique, d'identification ou de télécommunications. Les dimensions des cartes ainsi que le positionnement des contacts sont définis par un standard correspondant aux normes internationales ISO -7810, 7816-1 et 7816-2. Ce premier standard définit une carte avec ou sans contact comme un élément portable de faible épaisseur et de dimensions : 85 mm de longueur, 54 mm de largeur et 0.76 mm d'épaisseur. Un deuxième standard a permis de définir le format des cartes à puces dédiées au marché de la téléphonie mobile. Les cartes à puce dédiées à la téléphonie ont un format réduit par rapport au format ISO qui vient d'être rappelé. Il s'agit de mini-cartes de longueur 25 mm et de largeur 15 mm, l'épaisseur étant identique à l'épaisseur des cartes répondant au premier standard. On rappelle qu'une carte à circuit intégré à contact comporte un support plastique en forme de plaque selon le format standard. Il s'agit du support portant la référence 12 sur la figure 1. Ce support porte au moins un microcircuit électronique (appelé également module électronique ou micromodule électronique dans la littérature) et une série de plages de contact pour le raccordement électrique du microcircuit à un circuit d'exploitation. on rappelle également que selon un procédé connu de fabrication d'une telle carte, le support de la carte de circuit intégré est réalisé par moulage en matière plastique ou par lamination, puis le microcircuit est incorporé dans le support de carte au cours d'une opération dite "encartage". En pratique, on vient coller le microcircuit dans une cavité prévue à cet effet dans le support. On rappelle également que jusqu'à présent, une carte à circuit intégré à contact de format réduit (mini-carte) par rapport au format standard, est réalisée à partir du procédé de fabrication d'une carte de format standard que l'on termine par une opération de pré-découpe partielle du support de carte pour délimiter une région comprenant la zone des contacts. C'est donc dans ce support 12 que l'on vient ensuite réaliser la carte de format réduit, en réalisant une fente de contour 20 qui est formée dans ce support 12 autour d'une portion interne 16 comportant le microcircuit et les plages de contact 14. Cette fente 20 permet de limiter la carte répondant au deuxième format correspondant à la mini-carte 16, laquelle se trouve reliée à la carte de format standard 12 par des bretelles 22, 24, 26 que l'on a pris soin de laisser lors de la formation de la fente contour. En effet, comme on peut le voir sur le schéma de la figure 1, la pré-découpe est réalisée sous la forme d'une fente 20 discontinue. La fente 20 qui sétend dans une région comprenant le micromodule présente un profil sensiblement rectangulaire défini en fonction de la norme GSM11.11. Elle est interrompue de manière à laisser subsister des bretelles 22, 24, 26 qui permettent à la portion interne 16 du support 12, qui porte le micromodule, de rester solidaire de la portion externe 18. Ainsi, la carte 10 peut alors être utilisée telle quelle au format classique des cartes de crédit, mais aussi au format mini-carte en détachant la portion interne, qui porte le micromodule de la portion externe 18. La mini-carte est détachée soit en découpant une bretelle 22, 24 26 à l'aide d'un outil, soit en provoquant la rupture de ces bretelles par pression sur la portion interne 16 à l'aide d'un outil ou plus simplement avec le doigt. Ce n'est qu'à la fin de la fabrication de la carte que la pré-découpe est réalisée, par exemple par poinçonnage ou à l'aide d'un outil de découpe tel qu'un faisceau laser ou un jet d'eau à haute pression. Un exemple de réalisation d'une telle carte est par exemple décrit dans le document EP A-0 521 778. Le marché de la téléphonie mobile est en constante mutation et tend vers une miniaturisation au maximum des terminaux mobiles. De ce fait, la miniaturisation du format mini-carte semble une nécessité afin de ne pas pénaliser la miniaturisation des terminaux. on s'oriente donc vers une réduction du format des cartes destinées à équiper les nouvelles générations de téléphones mobiles tout en cherchant à conserver la taille des circuits intégrés et même à l'augmenter. A cette fin, on pourrait bien sûr reprendre les procédés de fabrication de cartes de format réduit existants et réaliser des cartes de format réduit plus petites que celles que l'on réalise actuellement en procédant à une pré-découpe de longueur plus petite. Il pourrait d'ailleurs ainsi être possible de réaliser des cartes répondant à deux ou trois formats. Cependant, une carte de format réduit par rapport au format qui est déjà réduit pour répondre au standard des téléphones mobiles et obtenue par un tel procédé, s'avère être plus fragile. Une circuit intégré de taille plus grande sera moins bien protégé et de toutes façons des décollements du micromodule du support de carte peuvent se produire plus facilement dans ce contexte. La technologie de l'art antérieur qui vient d'être décrite et qui est très adaptée à un format de type ISO, comporte en effet, des inconvénients dès lors où l'on cherche à l'appliquer à la réalisation d'une carte de très petite dimension: Il est clair que cette technique ne permet pas d'augmenter la taille des circuits intégrés, sauf à augmenter la cavité du support dans laquelle ils sont placés; En outre, en augmentant la taille du module et de la cavité, les inventeurs ont pensé qu'il y aurait un risque de dommages pour le circuit intégré du fait qu'il pourrait subir plus facilement des contraintes en flexion. En effet, il est obligatoire d'avoir un plan de collage pour la mise en place du module, et ceci diminue de façon conséquente la surface disponible pour l'implantation du circuit intégré et donc la taille de ce circuit. Le rapport entre taille de la carte et taille du circuit devient critique dans ce contexte. Le fait de coller le module sur le support peut, plus particulièrement dans ce contexte, entrainer des problèmes de décollement ou de casse du circuit intégré si celui-ci est contraint aux flexions. - En outre cette technologie s'avère être coûteuse dès lors que l'on tend dans ce cas vers un rapport taille du circuit/taille de la mini-carte proche de un. La présente invention permet de pallier ces inconvénients. L'invention permet de répondre à un besoin de format de carte réduit en optimisant la place du circuit intégré dans ce nouveau format et en étant compatible aux nouvelles générations de téléphones mobiles. Elle présente l'avantage d'apporter une rigidification du produit par la présence de la grille de contacts sur toute la surface, et la possibilité d'utiliser la quasi totalité de la surface du produit pour la puce de circuit intégré. L'absence de plans de collage du module dans une cavité permet d'avoir un circuit intégré de plus grande dimension. L'invention permet aussi de proposer un procédé de fabrication simplifié dans le cas de la réalisation d'un dispositif portable à circuit intégré du type carte de format réduit. La présente invention a plus particulièrement pour objet un dispositif portable à circuit intégré, de type carte à puce de format réduit par rapport au format standard des cartes à puces, et comprenant deux faces planes parallèles dont lune comporte des plages de contact, le circuit intégré étant relié aux dites plages de contact, principalement caractérisé en ce que les plages de contacts forment la face plane du dispositif sur laquelle ces dernières sont placées. Selon une autre caractéristique le dispositif comprend un substrat portant le circuit intégré et les plages de contact, et une couche de protection couvrant le circuit intégré, les connexions et les parties nues du substrat, l'enveloppe extérieure de ladite couche formant l'autre face plane du dispositif. Le format dudit dispositif est compatible avec le format des cartes à puces dédiées à être insérées dans les téléphones mobiles. L'invention a également pour objet, un procédé de fabrication d'un dispositif portable à circuit intégré, comportant des plages de contact, ledit dispositif étant de type carte à puce de format réduit par rapport au format standard des cartes à puces, principalement caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - report des circuits intégrés sur une bande support comportant les plages de contact, - connexion électrique des circuits intégrés aux plages de contact correspondantes de manière à former des sous-ensembles formés par un circuit intégré relié électriquement à ses plages de contact, - réalisation de la deuxième face et protection des circuits intégrés et de leur connexion, par une matière isolante, - obtention des dispositifs par découpe des sous- ensembles à la périphérie des plages de contact. Selon une autre caractéristique, la protection des circuits intégrés et de leur connexion est réalisée par moulage transfert d'une résine, ce qui permet d'obtenir directement la deuxième face du dispositif. Selon une autre caractéristique la protection des circuits intégrés est réalisée par dispense d'une résine, la deuxième face du dispositif étant réalisée par surmoulage de l'ensemble. Préférentiellement, la découpe est réalisée de manière à obtenir un détrompeur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui est faite ci-après et qui est donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et en regard des dessins sur lesquels : - la figure 1, représente une carte à circuit intégré selon l'art antérieur, - la figure 2, représente un schéma en coupe transversale d'un dispositif portatif électronique conformément à l'invention, - la figure 3, représente un schéma vue de dessus du dispositif, - la figure 4 illustre l'étape de mise en place des puces de circuit intégré sur une bande support comportant les plages de contact et de leurs connexions aux dites plages de contact, - la figure 5 illustre l'étape de protection des circuits intégrés, de leurs connexions aux plages de contact et des parties nues du substrat ici sous forme encore de bande ; - la figure 6, représente le schéma de la bande support à motifs, vue de dessus, à partir de laquelle sont fabriqués les dispositifs portatifs électroniques selon la présente invention. Comme on peut le voir sur la figure 2, le dispositif comporte une puce de circuit intégré 1 collée sur une face d'un substrat 2 ayant un format compatible avec le format d'une carte à puce dédiée aux téléphones mobiles. Ce substrat est obtenu comme on le verra dans la suite par une feuille de diélectrique. Il porte sur son autre face les plages de contact 3 issues d'une feuille métallique prédécoupée dénommée grille généralement. Le substrat comporte des puits de connexion 5 permettant de relier électriquement la puce 1 aux contacts métalliques 3. Cette connexion consiste par exemple à souder des fils conducteurs 6 entre les plots de sortie 7 de la puce et les plages de contact à travers les puits de connexion. Les parties nues du substrat 2, la puce et les connexions sont protégées par une matière isolante 4. Cette matière est par exemple une résine à base d'époxy thermodurcissable ou à réticulation aux ultra violets. La technique de dépôt de cette couche de protection est choisie de manière à obtenir une surface plane 40 au final. On pourra utiliser, comme on le verra dans la suite une technique de moulage transfert ou de pulvérisation. La figure 3 représente le dispositif conforme à l'invention vu de dessous par rapport à la figure 2. Cette vue correspond à la face 30 formée par les contacts 3. En effet, selon l'invention, se sont les contacts 3 qui forment l'une des deux faces planes du dispositif. Le procédé de fabrication est illustré par les figures 4, 5, et 6. Un tel procédé consiste à coller les puces de circuit intégré 1 en disposant leur face active avec ses plots de contact '7 vers le haut, et en collant leur face opposée sur une feuille de support diélectrique 20. La feuille diélectrique 20 est elle-même disposée sur une grille de contact 33 telle qu'une plaque métallique en cuivre nickelé et doré par exemple. Les puits de connexion 5 sont pratiqués dans la feuille diélectrique 20 afin de permettre aux fils de connexion 6 de relier les plots de contact 7 des puces 1 aux plages de contact 3 de la grille 33. Selon une variante, il est possible de coller les puces 1, face active vers le haut, directement sur la grille de contact 33, puis de la connecter par câblage filaire 6. La deuxième face plane du dispositif peut être obtenue selon les deux procédés suivants : - soit on effectue une protection de la puce et des connexions par une résine d'enrobage déposée à l'aide de tout moyen connu tel qu'un glob top , puis on surmoule l'ensemble. On pourra par exemple utiliser une technique appelée glob top en terminologie anglaise, qui désigne l'enrobage de la puce par le dessus pour réaliser cette protection. Cette technique consiste à injecter une goutte de résine 20, à base d'époxy par exemple, thermodurcissable ou à réticulation aux ultraviolets. on pourra également utiliser une technique de pulvérisation d'une résine au moyen d'une buse. - Soit on effectue un moulage transfert pour obtenir directement la protection de la puce et des connexions et la deuxième face du dispositif. Cette technique de moulage transfert 44 est illustrée par la figure 5. L'étape de protection de la puce et des fils de connexion sera effectuée directement sur le film diélectrique 20 pour toutes les puces. Les dispositifs sont ensuite obtenus par découpe le long des lignes de découpes 100 et 200 illustrée sur la figure 6. Le long des lignes de découpe 100 on utilisera un outil de découpe présentant une arête brisée pour former le détrompeur 8. Le dispositif ainsi réalisé a un format compatible aux cartes à puce dédiées aux téléphones mobiles. Sa longueur pourra être par exemple de 15 mm et sa largeur de 10 mm quant à l'épaisseur celle-ci pourra être identique à celle d'une carte ou même inférieure. REVENDICATIONS 1. Dispositif portable à circuit intégré, de type carte à puce de format réduit par rapport au format standard des cartes à puces, et comprenant deux faces planes parallèles (30, 40) dont l'une comporte des plages de contact (3), le circuit intégré (1) étant relié aux dites plages de contact, caractérisé en ce que les plages de contacts (3) forment la face plane (30) du dispositif sur laquelle ces dernières sont placées. 2. Dispositif portable à circuit intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (2) portant le circuit intégré (1) et les plages de contact (3), et en ce qu'il comprend une couche de protection (4) couvrant le circuit intégré, les connexions et les parties nues du substrat, l'enveloppe extérieure (40) de ladite couche formant l'autre face plane du dispositif. 3. Dispositif portable à circuit intégré selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le format dudit dispositif est compatible avec le format des cartes à puces dédiées à être insérées dans les téléphones mobiles. 4. Procédé de fabrication de dispositifs portables à circuit intégré, comportant des plages de contact, ledit dispositif étant de type carte à puce de format réduit par rapport au format standard des cartes à puces, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : report des circuits intégrés sur une bande support comportant les plages de contact, connexion électrique des circuits intégrés aux plages de contact correspondantes de manière à former des sous-ensembles formés par un circuit intégré relié électriquement à ses plages de contact, réalisation de la deuxième face et protection des circuits intégrés et de leur connexion, par une matière isolante, obtention des dispositifs par découpe des sous-ensembles à la périphérie des plages de contact. 5. Procédé de fabrication de dispositifs portables selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protection des circuits intégrés et de leur connexion est réalisée par moulage transfert d'une résine, ce qui permet d'obtenir directement la deuxième face du dispositif. 6. Procédé de fabrication de dispositifs portatifs électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protection des circuits intégrés est réalisée par dispense d'une résine, la deuxième face étant réalisée par surmoulage de l'ensemble. 7. Procédé de fabrication de dispositifs portatifs électroniques, caractérisé en ce que la découpe est réalisée de manière à obtenir un détrompeur.