Brevet FR2796739A1 — publié le 20010126

PROCÉDÉ POUR LA FABRICATION D'UNE CARTE À PUCE ET PRODUIT OBTENU La présente invention concerne la fabrication de dispositifs à circuits intégrés de type carte à puce. Elle concerne plus particulièrement un procédé économique pour la production de cartes à circuits intégrés, également dénommées cartes à puce, aussi bien du type à contacts affleurants que du type sans contact ou du type hybride. On entend ici par "circuits intégrés" aussi bien des circuits intégrés simples que des circuits intégrés comportant également des éléments passifs, tels que par exemple des condensateurs, des résistances, des inductances, etc., comme dans le cas des circuits logiques à résistances-condensateurs-transistors (RCTL, en anglais resistor-capacitor-transistor logic). Les cartes à puce servent à la réalisation d'opérations diverses, comme par exemple des opérations bancaires, la gestion des communications téléphoniques ou diverses opérations d'identification, entre autres. Une carte à puce est un support de mémorisation et de traitement de données comportant un corps de carte, en matériau non conducteur de l'électricité, et une puce de circuitq, intégrés comprenant des plots de connexion avec des plages de contacts formant bornier et/ou des plots de connexion d'antenne. Les cartes à contacts comportent des plages conductrices, formant plages de contact, qui affleurent à la surface de la carte. Ces plages conductrices sont disposées à un endroit précis du corps de carte, défini par la norme ISO 7816. Elles sont destinées à venir au contact d'une tête de lecture d'un appareil lecteur, en vue d'une transmission électrique de données entre la carte et le lecteur et vice versa. Il en est de même pour la partie contacts affleurants des cartes à puce hybrides. Le bornier et/ou l'antenne sont des éléments d'interface de communication, qui doivent être connectés avec des plots appropriés du microcircuit. Dans tous les produits à circuit intégré de type carte à puce existants, le microcircuit occupe une faible proportion de l'espace circonscrit par les plages de contact et/ou les plots de connexion d'antenne et/ou l'antenne. Tant la réalisation des connexions que le positionnement de la puce de circuit intégré par rapport aux plages de connexion et aux pistes conductrices nécessitent une très grande précision et des opérations délicates et par conséquent onéreuses. Le but principal de la présente invention est de procurer des moyens moins coûteux pour la fabrication de cartes à puce avec ou sans contacts. Un autre but de l'invention est de fournir des moyens pour la fabrication de cartes à circuits intégrés permettant de réduire le nombre des étapes opératoires nécessaires. Un autre but de l'invention est de fournir un module de circuit intégré comportant un microcircuit moins fragile, en particulier moins cassant, que ceux réalisés avec des tranches de silicium épaisses. L'invention procure un procédé pour la fabrication d'un dispositif à circuits intégrés de type carte à puce, comportant un corps de carte et une puce de circuit intégré comprenant des plots de connexion avec des plages de contacts et/ou des plots de connexion d'antenne, ledit procédé comprenant les étapes de: - fourniture de circuits intégrés de faible épaisseur et de grande taille, comportant des plots de sortie sur leur face active, - réalisation, notamment par impression ou fixation, de plages de contact et/ou de plages de connexion d'antenne et éventuellement d'une antenne, à l'intérieur de l'aire de ladite face active, et réalisation des connexions pour constituer un module électronique, - si nécessaire découpe de circuits individuels constituant chacun un module électronique, et - report sur ledit corps de carte d'au moins un tel module électronique, et en option connexion d'une antenne. Selon l'invention, on emploie de préférence des plaquettes de circuits intégrés ou des circuits intégrés ayant environ 3 à 20 jim d'épaisseur. La plaquette est pratiquement transparente à cette épaisseur et elle est également très souple. L'ensemble de la puce et des interfaces de communication peut avoir une épaisseur inférieure à 50 #im, ce qui autorise leur report sur un corps de carte, comme on le verra plus loin. Les puces de circuits intégrés ont avantageusement une surface supérieure à 0,5 cm2 et de préférence comprise entre 1 et 10 cm2. Selon une forme de mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, on munit la plaquette de circuits ix@tégrés de plots ou "bumps" par une technique connue, et on imprime les contacts de façon à ce qu'ils soient en regard des dits plots, puis on reporte la puce dans ou de préférence sur le corps de carte par des moyens classiques. Dans le cas où on choisit de disposer la puce sur la surface de ladite carte, on peut réaliser des interfaces de communication à antenne ou à contact de telle sorte qu'ils s'étendent en partie sur la puce et en partie sur le corps de carte. Dans le cas où la puce n'est pas en surface, elle pourrait être prise entre deux couches ou feuilles de matériau. On peut, si on le souhaite, traiter la face active des plaquettes de circuits intégrés afin d'en améliorer la mouillabilité, l'accroche et/ou la conductibilité électrique. On réalise les connexions à l'interface au droit des plots de sortie de la puce et/ou au moyen d'un routage. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut réaliser sur ladite face active du circuit intégré lesdites plages de contact et/ou les plages de connexion d'antenne et l'antenne par un procédé d'impression tel que par exemple la sérigraphie, la tampographie, l'impression par jet d'encre, le spray ou pulvérisation à travers un masque ou un pochoir, l'évaporation sous vide, et/ou par un procédé de métallisation tel que par exemple un dépôt électrolytique, un dépôt non électrolytique, un procédé avec amorce de métallisation ou tout autre procédé connu de métallisation, mis en oeuvre suivant une grille de métallisation appropriée. On peut également fixer, de préférence au moyen d'un adhésif conducteur, des plages de contact et/ou des plages de connexion et éventuellement une antenne bobinée ou imprimée formés préalablement. Avantageusement, l'impression ou la fixation sur la face active des circuits intégrés est réalisée sur une plaquette ou tranche de silicium ou d'autres matériaux semi-conducteurs comportant les circuits intégrés concernés, avant découpe de cette plaquette ou tranche en puces individuelles. En pratique, les puces individuelles sont obtenues par découpe, notamment par sciage suivant des lignes appropriées, de la tranche semi-conductrice. Dans cette forme de mise en oeuvre avantageuse du procédé selon l'invention, on opère de préférence sur une tranche de matériau support comportant une pluralité de circuits intégrés disposés en pratique selon une matrice carrée et dont la découpe en puces individuelles est ensuite effectuée selon des plans de découpe qui suivent des lignes et colonnes de cette matrice. En variante, l'étape d'impression ou de fixation selon l'invention des plages de contact et/ou des plages de connexion d'antenne et éventuellement d'une antenne peut être réalisée sur une bande continue portant une succession, avantageusement sur plusieurs rangées, de puces individuelles disposées sur un matériau support approprié. Le procédé selon l'invention peut en outre comporter avantageusement au moins une étape d'application d'un vernis et/ou d'une étiquette diélectrique sur les surfaces externes de la puce à protéger, en dehors des plages de contact ou de connexion. La puce de circuit intégré peut également être plaquée sur une étiquette adhésivée avant son report sur le support d'accueil et dans ce cas l'étape de collage de la puce de circuit intégré est supprimée. Pour la réalisation de cartes à puce comportant de tels circuits intégrés, on reporte les circuits ainsi munis des plages de contact et/ou de l'antenne nécessaires par un procédé classique de report sur des corps de carte en matière isolante, comme par exemple mais non exclusivement par une opération de fixage de puce ou "die attach" classique. Dans une variante du procédé selon l'invention, le report du circuit intégré muni des dits contacts s'effectue dans une cavité préalablement réalisée dans le corps de carte. Pour ce report on prélève de son support, s'il en existe un, le module élaboré selon l'invention et on le place sur le support d'accueil final, à savoir la carte susdite. Selon une première option on place un adhésif, de préférence fin et ayant une épaisseur calibrée de quelques micromètres, sur la zone de report de puce de la carte, avant le report du module électronique. Un tel adhésif présente l'avantage de permettre au complexe support/adhésif/module de conserver toute sa souplesse et donc de bien résister à des contraintes résultant d'une flexion ou d'une torsion, par exemple. Un tel adhésif peut être un matériau adhésif thermodurcissable ou thermoplastique, à activation par rayonnement UV ou réticulable aux UV, activable ou réticulable sous l'effet d'une quantité de chaleur, ou encore sensible à la pression. Avant sa mise en oeuvre selon l'invention, un tel adhésif peut avoir été imprimé, par exemple par jet d'encre, pulvérisation, sérigraphie, offset ou tampographie, ou avoir été déposé au pinceau, reporté par transfert à partir d'un film, déposé après découpe d'un film ou encore appliqué par dépôt sous pression d'une petite boule d'adhésif. Selon une deuxième option, un adhésif peut être présent sous la puce de circuit intégré, sur son support. I1 peut s'agir d'un adhésif thermoplastique, d'un adhé pif thermodurcissable à deux phases, d'un adhésif réactivable à chaud ou activable par un rayonnement lumineux, en particulier sous UV, ou d'un adhésif activable par pression. L'invention a également pour objet un module électronique du type approprié pour la fabrication de cartes à cincuit intégré, comportant un circuit intégré de faible épaisseur et de grande taille, à l'intérieur de l'aire de la face active duquel sont entièrement réalisées des plages de contact et/ou des plages de connexion d'antenne, qui constituent des interfaces de communication respectivement à contact et à antenne, et éventuellement une antenne. L'invention a encore pour objet une carte à puce, comportant un corps de carte, un module électronique portant un microcircuit intégré apte à être incorporé dans le corps de carte, ainsi que des plages de contact, des connexions d'antenne et en option une antenne, tandis que ledit module électronique comporte un circuit intégré de faible épaisseur et de grande taille, à l'intérieur de l'aire de la face active duquel sont entièrement imprimées des plages de contact et/ou des plages de connexion d'antenne et éventuellement une antenne. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et faite en référence aux figures annexées, qui représentent: - Fig. 1, une vue de dessus d'une portion de plaquette de circuits intégrés munie de plots de contact, - Fig. 2, une vue de dessus d'une portion de plaquette de circuits intégrés avec les puces recouvertes de plages conductrices, - F@g. 3, une vue de dessus mmontrant l'extraction d'une puce de la portion de plaquette selon la Fig. 2, et - Fig. 4 une carte à puce à contacts dans laquelle est reportée la puce extraite de la plaquette conformément à la Fig. 3. La plaquette de circuits intégrés 1 comporte des puces 2, destinées à être séparées selon des lignes 3,3' et munies de plots 4 sur leur surface active. La surface conductrice 5 comportant des plages conductrices 6 et des lignes de séparation 7 est déposée sur les puces individuelles 2. Une fois qu'une telle plaquette est traitée selon l'invention, on en extrait les modules 8 élaborés selon l'invention et on incorpore ceux-ci dans des corps de cartes 9 appropriés ou de préférence sur ces derniers. Cette dernière possibilité constitue un avantage propre à la présente invention, selon laquelle on met en oeuvre une puce 2 de faible épaisseur et ayant une grande souplesse. Dans ce cas on peut, si on le souhaite, imprimer les interfaces de communication à antenne et /ou à contact en partie sur les plots 4 et en partie sur le corps de carte 9. I1 est en pratique conseillé de veiller à ce que le recouvrement des circuits intégrés 2 par les plages conductrices 6 ne fasse pas un effet de blindage ou ne crée pas des capacités parasites ou des fuites électriques. Il est également conseillé de ne pas disposer les plages de contact au-dessus des EPROM. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un dispositif à circuits intégrés de type carte à puce, comportant un corps de carte et une puce de circuit intégré comprenant des plots de connexion avec des plages de contacts et/ou des plots de connexion d'antenne, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - fourniture de circuits intégrés de faible épaisseur et de grande taille (2), comportant des plots (4) de sortie sur leur face active, - réalisation, notamment par impression ou fixation, des plages de contact (5) et/ou des plages de connexion d'antenne et éventuellement d'une antenne à l'intérieur de l'aire de ladite face active, et réalisation des connexions pour constituer un module électronique, - si nécessaire découpe de circuits individuels constituant chacun un module électronique (8), et - report sur un corps de carte (9) d'au moins un tel module électronique, et en option connexion d'une antenne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose la puce sur la surface de ladite carte et eq ce qu'on réalise des interfaces de communication à antenne ou à contact s'étendant en partie sur la puce et en partie sur le corps de carte. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits circuits intégrés sont soumis à ladite étape d'impression ou fixation tandis qu'ils sont encore groupés sur une plaquette de circuits intégrés. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre des plaquettes de circuits intégrés ou des circuits intégrés ayant environ 3 à 20 p.m d'épaisseur. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on traite la face active des dites plaquettes afin d'en améliorer la mouillabilité, l'accroche et/ou la conductibilité électrique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pages de contact et/ou les pistes de connexion d'antenne et éventuellement l'antenne sont réalisées par impression et/ou par métallisation. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une étape d'application d'un vernis et/ou d'une étiquette diélectrique sur les surfaces externes à protéger, en dehors des plages de contact ou de connexion. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite puce de circuit intégré est reportée dans une cavité prévue dans ledit corps de carte. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un collage de la puce sur le corps de carte. 10. Module électronique du type approprié pour la fabricîtion de cartes à circuit intégré, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit intégré de faible épaisseur et de grande taille, à l'intérieur de l'aire de la face active duquel sont entièrement réalisées des plages de contact et/ou des plages de connexion d'antenne et éventuellement une antenne. 11. Module électronique selon la revendication 10, caractérisé en ce que les plages de contact et/ou les plages de connexion d'antenne sont réalisées par impression. 12. Module électronique selon l'une des revendications 10 ou 1i, caractérisé en ce que la puce est disposée sur la surface du corps de carte. 13. Carte à puce, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un module électronique selon l'une quelconque des revendications 10 à 12. 14. Carte à puce comprenant un corps de carte et une puce munie d'interfaces de communication, caractérisée en ce que la puce est disposée sur la surface de ladite carte et en ce que les interfaces de communication à antenne ou à contact s'étendent en partie sur la puce et en partie sur le corps de carte. 15. Carte à puce selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'ensemble de la puce et des interfaces de communication a une épaisseur inférieure à 50 #tm.