Brevet FR2802683A1 — publié le 20010622

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE CARTE A PUCE A CONTACTS AFFLEURANTS COMPRENANT UNE FEUILLE DE CIRCUIT IMPRIME MUNIE DE PLOTS D'INTERCONNEXION La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une carte à puce à contacts affleurants la surface de la carte. L'invention s'applique tout particulièrement aux cartes à puce aptes à assurer un mode de fonctionnement à contact ainsi qu'au moins une autre fonction telle qu'une fonction sans contact et/ou une fonction d'affichage de données par exemple. De telles cartes à puce sont dites mixtes car elles présentent plusieurs modes de fonctionnement. Les cartes à puces sont destinées à réaliser diverses opérations qui peuvent être effectuées soit en insérant la carte dans un lecteur pour un fonctionnement à contact, soit par couplage électromagnétique avec une borne d'émission-réception pour un fonctionnement sans contact. Il peut en outre être avantageux de munir les cartes à puce d'une fonction afficheur, pour une application porte-monnaie électronique par exemple, qui permet de visualiser des informations contenues dans la carte. Les cartes à puce doivent obligatoirement présenter des dimensions normalisées afin d'être compatible avec les lecteurs de carte. Ces dimensions sont définies par la norme ISO 7810 comme étant une carte de 85 mm de long, 54 mm de large, et 0.76 mm d'épaisseur. L'emplacement des contacts à la surface de la carte est en outre précisément défini par la norme ISO 7816. Ces normes imposent des contraintes sévères pour la fabrication. L'épaisseur très faible de la carte est en particulier une contrainte majeure, plus sévère encore pour les cartes mixtes que pour les cartes simplement munies de contacts, car il faut prévoir l'incorporation d'une antenne et/ou d'une pile dans la carte. L'antenne est généralement constituée d'un élément conducteur déposé en couche mince sur une feuille support en plastique. Aux extrémités de l'antenne sont prévues des plages de connexion qui doivent être mises à jour afin de pouvoir les connecter aux contacts du module électronique. L'élément conducteur formant l'antenne sera dénommé dans la suite fil d'antenne étant donné qu'il pourra s'agir selon la technologie employée soit d'un fil incrusté dans la feuille support de fabrication, soit de pistes imprimées. Une solution préconisée pour fabriquer les cartes à puce mixtes consiste à utiliser des feuilles plastiques pré-percées au niveau des plages de connexion de l'antenne formées par les deux extrémités du fil d'antenne, à les superposer sur la feuille supportant l'antenne et à les assembler par laminage à chaud ou à froid. La position des plages de connexion de l'antenne est limitée par la position du module électronique qui est elle-même définie par les normes ISO. Il faut ensuite usiner une cavité dans le corps de carte, entre les plages de connexion de l'antenne et au-dessus des perforations prévues dans les feuilles plastiques recouvrant l'antenne, pour y placer le module électronique, puis connecter les contacts du module électronique aux plages de connexion de l'antenne en déposant une colle conductrice dans les perforations. Le fil d'antenne comporte en général plusieurs spires. Ces spires passent entre les plages de connexion, de manière à pouvoir être reliées à ces plages de connexion qui se trouvent dans la région du micromodule. La présente invention a pour objectif de réaliser un encartage de module à contacts dans un corps de carte et ses connexions électriques de manière économique. A cet effet, l'invention propose de réaliser une feuille de circuit imprimé sur laquelle sont disposés les composants nécessaires au fonctionnement de la carte, en particulier une antenne. La technologie des circuits imprimés est bien maîtrisée par l'homme du métier. L'invention propose alors de réaliser une connexion entre la feuille de circuit imprimé intégrée dans le corps de la carte, et les plages de contact du module réalisé séparément. L'invention utilise avantageusement des plots d'interconnexion fixés sur la feuille de circuit imprimé pour réaliser cette connexion électrique avec le module de contact. La présente invention concerne plus spécifiquement un procédé de fabrication d'une carte à puce comprenant un module à contacts affleurants la surface de la carte comportant les étapes suivantes: - la fabrication d'une feuille de circuit imprimé sur laquelle sont fixés des composants électroniques et/ou électriques; - l'intégration de la feuille de circuit imprimé dans le corps de carte; - la connexion du module à contact avec la feuille de circuit imprimé, Caractérisé en ce que la connexion de module à contacts avec la feuille de circuit imprimé est réalisée au moyen de plots d'interconnexion implantés sur la feuille de circuit imprimé. Selon une caractéristique, les plots d'interconnexion sont composés d'un matériau électriquement conducteur et déformable. Selon un mode de réalisation, la feuille de circuit imprimé est réalisée sur un substrat en fibre de verre. Selon un autre mode de réalisation, la feuille de circuit imprimé est réalisée sur un substrat en époxy. Selon une caractéristique, les composants fixés sur la feuille de circuit imprimé comportent au moins dans une puce de circuit intégré et des pistes électriquement conductrices. Selon une autre caractéristique, les composants fixés sur la feuille de circuit imprimé comportent en outre dans une antenne et/ou une pile. Selon un mode de réalisation, l'intégration de la feuille de circuit imprimé dans le corps de carte est réalisée par surmoulage. Selon un autre mode de réalisation, l'intégration de la feuille de circuit imprimé dans le corps de carte est réalisée par laminage. Selon un mode de réalisation, le collage et la connexion du module à contacts sur la feuille de circuit imprimé sont réalisés par pressage à chaud. Selon une variante de réalisation, le module à contacts comprend un outre une puce de circuit intégré de faible épaisseur. La présente invention concerne également une carte à puce à contacts affleurants, caractérisée en ce qu'elle comprend un module à contacts et une feuille de circuit imprimé sur laquelle sont disposés des éléments électriques et/ou électroniques, et en ce que des plots d'interconnexion relient électriquement les contacts affleurants aux pistes du circuit imprimé. Selon une caractéristique, la feuille de circuit imprimée couvre environ toute la surface de la carte. Selon une application, la carte comporte une antenne intégrée sur la feuille de circuit imprimé. Selon une autre application, la carte comporte une pile intégrée sur la feuille de circuit imprimée. La présente invention permet de réduire les coûts d'interconnexion du module à contact d'une carte à puce mixte et d'augmenter les cadences de fabrication. En outre, la présence de la feuille de circuit imprimé permet de rigidifier la carte. Le procédé selon l'invention permet avantageusement de conserver les étapes classiques d'encartage du module dans un corps de carte, l'opération étant même facilitée par la présence des plots d'interconnexion. Les particularités et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui suit donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et faite en référence aux figures dans lesquelles: - La figure 1 est une vue schématique en coupe du corps de carte et du module portant les contacts de la carte; - La figure 2 est une vue schématique en coupe de la connexion du module avec la feuille de circuit imprime de la carte. La présente invention consiste à réaliser une connexion bas coût et à haute cadence d'un module à contact avec une feuille de circuit imprimé intégrée dans un corps de carte. La figure 1 est une vue en coupe d'un corps de carte 100 comprenant une feuille de circuit imprimé 30 et d'un module à contact 10 devant être connecté aux composants électroniques fixés sur ladite feuille 30. Le module à contact 10 est composé d'un support diélectrique 15, constitué d'une feuille thermoplastique par exemple, sur lequel sont disposées des plages de contact 18 destinées à établir une connexion électrique entre un circuit électronique et les plages de connexion d'un lecteur. Selon une particularité de l'invention, une feuille de circuit imprimé 30 a été réalisée et intégrée dans le corps de la carte 100 par surmoulage ou laminage par exemple. Le corps de carte 100 présente en outre une cavité 110 apte à recevoir le module 10. Cette cavité est réalisée par une quelconque technique bien connue de l'homme du métier, soit directement lors du surmoulage ou du laminage, soit par usinage. La feuille de circuit imprimé, Printed Circuit Board (PCB) en terminologie anglo-saxonne, est constituée d'un substrat 32 sur lequel sont déposés des composants électriques et/ou électroniques reliés électriquement par des pistes conductrices 33. Le substrat 32 peut être en fibre de verre ou en époxy par exemple, et les pistes conductrices 33 peuvent être réalisées par sérigraphie, impression d'une matière électriquement conductrice, ou tout autre technique connue utilisée pour élaborer des circuits imprimés. Des composants électroniques et ou électriques nécessaires au fonctionnement de la carte à puce peuvent être fixés sur le PCB. Ce dernier peut porter au moins une puce de circuit intégré. Pour une application aux cartes mixtes, une antenne peut être déposée sur le PCB selon une quelconque technique connue de l'homme du métier; et pour une application aux cartes avec afficheur, une pile peut également être fixée sur le PCB. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le PCB 30 comprend en outre des plots d'interconnexion 35 qui ont pour fonction de permettre la connexion électrique entre les pistes 33 du PCB 30 et les plages de contact 18 du module 10. Ces plots 35 sont implantés sur le PCB 30 au niveau de la cavité 110 du corps de carte 100. De tels plots 35 sont couramment utilisés dans l'industrie des circuits imprimés et communément appelés pions de connexion. Ils sont réalisés lors du procédé normal de fabrication du PCB 30. Dans l'exemple de réalisation, ils traversent les pistes 33 et sont implantés dans le PCB 30 jusqu'à la moitié de son épaisseur par exemple. L'épaisseur du PCB est d'environ 100 gm et celle des pistes 33 de 17 gm. Les plots 35 sont avantageusement constitués d'une matière électriquement conductrice et déformable afin de s'aplatir lors de la connexion avec le module 10, tel que cela est illustré sur la figure 2. La figure 2 illustre en effet l'interconnexion entre le module 10 et le PCB 30 dans la carte 100. L'interconnexion peut, par exemple, être réalisée par pressage à chaud du module 10 dans la cavité 110 du corps de carte 100 ménagée à l'emplacement prévu par la norme ISO. Les propriétés adhésives du support thermoplastique 15 du module 10 peuvent ainsi être activées afin d'assurer la fixation du module 10 dans la cavité 110 du corps de carte 100. Les plots d'interconnexion 35 peuvent être munis d'un amalgame de fils d'or qui s'aplatissent lors du pressage du module 10. Ainsi, le support 100 n'encourt aucun risque de déformation lors de la compression, et la connexion électrique est garantie entre les plages de contact 18 et les pistes 33 du PCB 30 sur lequel sont fixés les composants de la carte. Le procédé selon l'invention permet avantageusement de conserver les étapes classiques d'encartage du module 10 dans un corps de carte 100. En outre, l'opération de connexion électrique est facilitée car les plots de connexion font partie intégrante du PCB. Les plots peuvent être préparés en temps masqué lors de l'implantation de composants sur le PCB et au même titre que ces derniers. Selon une variante, non illustrée, le module 10 peut en outre comprendre une puce de circuit intégré, de préférence ultra mince, par exemple dans une cavité ménagée dans le support diélectrique 15. REVEND I CATIONS 1. Procédé de fabrication d'une carte à puce comprenant un module (10) à contacts (18) affleurants la surface d'un corps de carte (100) comportant les étapes suivantes: - la fabrication d'une feuille de circuit imprimé (30) sur laquelle sont fixés des composants électroniques et/ou électriques; - l'intégration de la feuille de circuit imprimé (30) dans le corps de carte (100); - la connexion du module (10) à contact (18) avec la feuille de circuit imprimé (30), caractérisé en ce que la connexion de module (10) à contacts (18) avec la feuille de circuit imprimé (30) est réalisée au moyen de plots d'interconnexion (35) implantés sur la feuille de circuit imprimé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plots d'interconnexion (35) sont composés d'un matériau électriquement conducteur et déformable. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la feuille de circuit imprimé (30) est réalisée sur un substrat(32) en fibre de verre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la feuille de circuit imprimé (30) est réalisée sur un substrat (32) en époxy. 2802683 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants fixés sur la feuille de circuit imprimé (30) comportent au moins dans une puce de circuit intégré et des pistes conductrices (33). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les composants fixés sur la feuille de circuit imprimé (30) comportent en outre dans une antenne et/ou une pile. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'intégration de la feuille de circuit imprimé (30) dans le corps de carte (100) est réalisée par surmoulage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'intégration de la feuille de circuit imprimé (30) dans le corps de carte (100) est réalisée par laminage. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collage et la connexion du module (10) à contacts (18) sur la feuille de circuit imprimé (30) sont réalisés par pressage à chaud. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (10) à contacts (18) comprend un outre une puce de circuit intégré de faible épaisseur. 11. Carte à puce à contacts affleurants, caractérisée en ce qu'elle comprend un module (10) à contacts (18) et une feuille de circuit imprimé (30) sur laquelle sont disposés des éléments électriques et/ou électroniques, et en ce que des plots d'interconnexion (35) relient électriquement les contacts (18) affleurants aux pistes (33) du circuit imprimé (30). 12. Carte à puce selon la revendication 11, caractérisée en ce que la feuille de circuit imprimée (30) couvre environ toute la surface de la carte (100). 13. Carte à puce selon l'une des revendications 11 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte une antenne intégrée sur la feuille de circuit imprimé (30). 14. Carte à puce selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte une pile intégrée sur la feuille de circuit imprimé (30).