Brevet FR2798209A1 — publié le 20010309

PROCEDE DE FABRICATION DE CARTES PUCE La présente invention concerne un procédé de fabrication cartes à puce. Pour la fabrication des caries à puce multicouches, on connaît par la pratique des procédés de lamination, dans lesquels les différentes couches sont réunies sous l'effet conjugué de la pression et de la chaleur. D'une part, cette méthode de fabrica tion connue pose des problèmes quant aux tolérances à respecter, compte tenu de la déformation du matériau des cartes pendant l'action exercée par la chaleur. D'autre part, les modules électroniques enrobés dans la carte sont soumis à de fortes sollici tations dues à la chaleur et à la pression exercée au cours du processus de lamination. C'est pourquoi, il est nécessaire pour réduire ces problèmes d'appliquer des métho des auxiliaires longues et coûteuses, telles que le réalisation d'une fenêtre à multi couches ou des remplissages spécifiques des cavités. L'objet de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication alternatif, dans lequel n'apparaissent pas les inconvénients mentionnés. Cet objet est résolu par un procédé comprenant les étapes suivantes - fabrication d'une feuille présentant au moins le double de la surface d'une carte à puce, - réalisation d'au moins une ligne de pliage dans la feuille, de telle manière qu'il reste de chaque côté symétriquement à la ligne de pliage au moins la surface d'une carte à puce, - insertion et/ou application d'au moins un module et/ou d'une cavité pour un module dans et/ou sur la feuille, - insertion et/ou application d'une colle activable sur une face de la feuille, - pliage de la feuille le long de la ligne de pliage avec la face encollée orientée vers l'intérieur, - compression de la feuille pliée, et - activation de la colle par un procédé, par lequel le matériau la feuille reste sensiblement inchangé. L'invention propose également une carte à puce fabriquée selon procédé. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la colle est activée thermi- quement par un procédé, par lequel sensiblement aucune énergie thermique ne pénètre dans la feuille. La colle peut en outre être activée par un rayonnement à haute fréquence. Selon encore un autre mode de réalisation, la colle est une colle conductrice électrique qui est chauffée et est activée par l'application d'une tension électrique. Selon un autre mode de réalisation, la colle est activée par l'application d'un champ magnétique. La colle peut en outre être activée par la pression exercée pendant la compression. Selon encore un autre mode de réalisation, la colle est projetée, déposée ou est appliquée sous forme de film adhésif sur la feuille. Selon un mode de réalisation de l'invention, une cavité est réalisée dans la feuille, sur la face intérieure de la feuille, et au moins un module est inséré dans la cavité, avant le pliage. Ledit module peut en outre être inséré de manière amovible dans la cavité et/ou sur la face intérieure de la feuille. Selon encore un autre mode de réalisation, au moins une bobine et/ou au moins une piste conductrice sont imprimées sur la feuille avant le pliage. Ladite feuille peut en outre être réalisée en plusieurs couches par un procédé de lamination. Selon encore un autre aspect de l'invention, une rainure est réalisée dans la feuille pour former une ligne de pliage sur au moins une face de la feuille. Le procédé selon l'invention consiste tout d'abord à réaliser une feuille constituée par le matériau de carte souhaité, laquelle présente pratiquement la moitié de l'épaisseur d'une carte à puce finie. Une telle feuille peut être fabriquée par les procédés de lamination classiques et peut présenter en principe n'importe quelle structure de couche. Ensuite, une ligne de pliage est réalisée dans la feuille, de telle sorte que les surfaces des cartes à puce soient situées symétriquement de part et d'autre de la ligne de pliage et puissent être ajustées l'une sur l'autre au moment du pliage de la feuille le long de la ligne de pliage. La position d'assemblage des deux moitiés peut ainsi être réglée avec précision. Avant le pliage, à savoir avant la lamination de la feuille, il est possible de fraiser ou découper dans ces feuilles doubles n'importe quelle forme d'évidement, de cavité, fenêtre ou élément analogue. En outre, des modules, tels que des puces, bobines basse fréquence ou haute fréquence, peuvent être soit insérés dans les évidements, soit simplement posés ou imprimés sur la face intérieure de la feuille, c'est-à-dire sur la face orientée vers l'intérieur après le pliage. Ensuite, une colle activable est déposée sur toute la surface ou une partie de la face intérieure de la feuille, ou a déjà été déposée sur la face intérieure, puis la feuille est pliée le long de la ligne de pliage. Dans l'étape de fabrication suivante, la feuille pliée est comprimée et, en même temps, la colle est activée par procédé, par lequel le matériau de la feuille reste sensiblement inchangé. Étant donné que l'enrobage des puces bobines n'est effectué qu'après le processus de lamination, le procédé selon I invention permet d'améliorer nettement la fiabilité du processus et la qualité du produit. Cela s'applique en particulier à la fabrication des cartes à puce sans contact, sont munies d'une cavité intérieure qui, dans les procédés de lamination à chaud classiques, peut entraîner des irrégula rités de surface. Les méthodes auxiliaires longues et coûteuses, ci-dessus mention nées, qui doivent être exécutées actuellement en cours de fabrication pour réduire les problèmes dus à la lamination, peuvent être entièrement supprimées. Le rebut, occa sionné par les problèmes rencontrés pendant l'enrobage des modules électroniques, est exclu. La feuille peut être laminée avec ou sans film de décor, ec une surface brillante ou mate, en fonction des besoins et des propriétés souhaitées. II évident que le procédé selon l'invention peut aussi être exécuté avec des feuilles qui n'ont pas été fabriquées par un procédé de lamination. II existe diverses possibilités d'activation de la colle : une première possibilité consiste a activer thermiquement la colle par un procédé, par lequel sensiblement aucune énergie thermique ne pénètre dans la feuille. Pour ce faire, on utilise par exemple la radiation incidente des ondes électromagnétiques à haute fréquence, en particulier la radiation des micro-ondes. Si le matériau des cartes lui-même une matière plastique, telle que le polycarbonate, qui ne peut pas être chauffée par le champ de haute fréquence, il se produit par la compression et la radiation incidente du champ de haute fréquence une sorte de lamination à froid . autre possibi lité de chauffage sélectif de la couche de colle consiste à utiliser des colles réaction nelles thermo-activables, qui peuvent être activées par exemple des rayons ultra- vïolets ou par un procédé de soudage par résistance. Pour ce faire, on utilise une colle qui possède des propriétés électro-conductrices. Celles- @ peuvent être soit spécifiques au matériau, comme pour une colle à base de matière plastique conductrice, soit obtenues par l'utilisation de moyens auxiliaires, tels que l'addition de particules ou fibres électro-conductrices, comme les particules métalliques ou les fibres de carbone. La colle est chauffée par un afflux de courant et est ainsi ramollie ou activee de telle sorte que dans ce cas aussi il est possible de procéder à une lami- nation sans que le matériau environnant de la carte soit sensiblement chauffé. D'autres possibilités d'activation de la colle, sans influencer de manière sensi ble le matériau de la feuille, consistent à utiliser une colle activable par un champ magnétique ou activée par la pression elle-même exercée pendant la compression. La colle peut être déposée de manière quelconque, elle peut par exemple être projetée, déposée ou être appliquée sur la feuille sous forme de film adhésif ou de film thermoplastique dopé de manière correspondante. succession des diverses étapes de fabrication, à savoir la formation de la ligne de pliage, la réalisation des cavités ou l'insertion des modules électroniques et le dépôt la couche de colle, peut être remplacée de manière quelconque par une autre succession et peut donc être adaptée aux exigences de chaque cas. De même, il est possible d'insérer de plus, d'autres étapes de fabrication, telles que la réalisation de repères de positionnement sur la feuille qui favorisent un bon positionnement pendant le pliage. Les modules électroniques peuvent être insérés sans moyen de fixation dans la feuille, c'est-à-dire dans les cavités ou sur la face intérieure, et seront fixés seulement ultérieurement par la colle activable, par exemple. Le fait de poser les modules sans moyen de fixation dans les cavités préparées à cet effet offre la meilleure protection possible en présence contraintes en flexion. I1 est aussi possible d'intercaler, entre les moitiés de feuille, une feuille séparée formée par plusieurs flans contenant un nombre correspondant de noyaux de bobines avec des bobines ou noyaux gravés et munie d'autres modules, et de la fixer à l'aide de la colle activable. Des bobines des modules analogues, tels que des pistes conductrices, peuvent aussi, avant le pliage, être câblés sur la face intérieure de la feuille ou être imprimés sur la face intérieure de la feuille. De plus, il est aussi possible que les deux surfaces qui vont entrer en contact l'une avec l'autre soient imprimées de telle sorte que le module formera un module complet après le pliage de la carte seulement. Outre les cavités, il est aussi possible de réaliser dans la feuille d'autres évidements, tels que des fenêtres pour des contacts extérieurs, des modules à circuit intégré classiques, des afficheurs ou des claviers alphanumériques. Les feuilles considérées sont en principe des feuilles individuelles, qui comportent de préférence plusieurs flans juxtaposés, les cartes à puce individuelles étant poinçonnées ou découpées après le pliage et le collage des feuilles. Pour former la ligne de pliage, on réalise de manière avantageuse sur au moins un côté, le cas échéant sur les deux côtés de la feuille, une rainure qui, par exemple, est fraisée dans la feuille ou gravée en cours de lamination au moyen d'un fil ou d'une bosse formée un plateau lamineur ou un tapis lamineur. Dans un exemple de réalisation particulièrement préféré, la feuille est réalisée en forme de bande continue sur un dispositif de lamination en continu. La ligne de pliage s'étend alors préférence dans le sens longitudinal de la bande continue, celle-ci pouvant ensuite être pliée dans un procédé en continu et, finalement, les cartes à puce finies seront poinçonnées ou découpées dans la feuille en bande continue. L'invention est expliquée en détail ci-après à l'appui d'un exemple de réalisa tion en corrélation avec les dessins annexés. Les dessins représentent figure 1 : une représentation schématique d'un déroulement du procédé ; figure 2 : une vue de dessus schématique d'une feuille en bande continue ; figure : une représentation schématique de la réalisation d'une rainure desti née à former la ligne de pliage sur un dispositif de lamination en continu, à l'aide d'un fil de formage ; et figures à 4c : des représentations schématiques de coupes transversales de la feuille, transversalement au sens longitudinal de pliage, sur lesquelles les rainures sont réalisées respectivement sur la face supérieure, sur la face inférieure, sur les deux faces. Les différentes étapes du procédé sont repérées sur la figure 1 par les chiffres romains I à VIII. Au cours d'une première étape du procédé I, une feuille , l' est tout d'abord fabriquée en plusieurs couches par un procédé de lamination classique. Cette feuille peut être fabriquée soit sous forme de feuille individuelle 1 ' plusieurs flans, soit sous forme de bande continue 1, l' sur un dispositif de lamination en continu. Pour des raisons simplicité, il sera question, ci-après, dans les étapes de fabrication II à VI sur la figure I d'une feuille simple 1 présentant le double de la surface d'une carte, c'est-'-dire une feuille destinée précisément à une seule carte à puce 10. Les feuilles représentées sur les figures sont conçues en forme de doubles feuilles, c'est- à-dire qu'après le pliage on obtient une seule carte à puce feuille, mais il est évident que les dimensions des feuilles peuvent être choisies de manière à obtenir plus d'une carte à puce après le pliage. Dans l'étape II du procédé, une cavité 4 est fraisée dans la face intérieure de la feuille I, dans la zone souhaitée. Il est aussi possible que, au cours de l'étape I, au moins certaines couches laminées pour former la feuille comportent des évidements, par exemple des découpes, qui forment la cavité 4. Ensuite, une rainure est réalisée sur la feuille le long de la ligne de pliage (étape I11). Puis, au cours de l'étape IV du procédé, un module 5, à savoir une puce 5 dans le cas présent, est inséré dans la cavité 4 et une bobine 6 est posée à plat, par la technique de câblage habituelle ou en forme de film formant la bobine, ou est directement imprimée la face intérieure 8. Cette bobine 6 forme une antenne pour la puce 5. Enfin, au cours de l'étape V, une moitié de la carte est enduite avec une colle 7, et dans l'étape VI, l'ensemble de la feuille 1 est pliée le long la ligne de pliage 3, puis comprimée et, ensuite, la colle 7 est activée sous l'effet de radiation des micro-ondes. La colle 7 peut aussi être réalisée en forme de film adhésif qui est déposé sur la feuille 1, l'. II est aussi possible de prévoir que, pendant la lamination ci-dessus décrite de la feuille l', la dernière couche formant la feuille l' est une couche de colle 7 ou contient la colle 7. II est important que la température de ramollissement de la colle thermofusible se situe sensiblement au-dessous de la température de ramollissement des couches de la carte. L'activation de la colle 7 à réticulation permet, d'une part, d'assembler solidairement les moitiés de carte et en même temps, d'autre part, de fixer les modules 5, 6 insérés sans moyen de fixation, sans entraîner une modification des couches de la carte. Au cours de l'étape VII du procédé, la carte à puce 10 est enfin poinçonnée ou découpée dans la feuille 1. À cet effet, la figure 1 représente dans l'étape VII à nouveau la feuille I à plusieurs flans, représentée dans l'étape I, laquelle comporte une pluralité de surfaces 2 juxtaposées d'une carte à puce 10. Il est évident que dans une telle feuille I, plusieurs cavités 4 seront par conséquent réalisées simultanément et un nombre correspondant de modules 5, 6 seront incorporés. Les cartes à puce 10 sont finalement empilées pour être transférées vers traitement ultérieur ou vers l'empaquetage et la livraison (étape VIII). La figure 2 illustre une feuille en bande continue typique, telle que celle fabri quée sur un dispositif de lamination en continu. Dans ce cas, la ligne de pliage s'étend dans le sens longitudinal au milieu de la feuille en bande continue l', les surfaces 2 des cartes à puce, à savoir les moitiés de carte à puce, étant disposées symétriquement de part et d'autre de la ligne de pliage 3. Les figures 3 et 4a à 4c illustrent la manière de réaliser sur un dispositif de lamination en continu une rainure 1 1 formant la ligne de pliage 3 dans la feuille l'. Pour ce faire, le tapis lamineur 13 entraîne un fil 12, qui s'enfonce en cours de lami nation dans la surface de la feuille en bande continue l' et y forme la rainure 11. outre, le fil peut être entraîné au choix sur la face supérieure (figure 4a), sur la face inférieure (figure 4b) ou sur les deux faces (figure 4c) de la feuille l', afin que la ligne de pliage 3 soit réalisée en fonction des exigences de chaque cas sur la face intérieure 8, face extérieure 9 ou les deux faces 8, 9. L'ensemble du concept de fabrication peut être réalisé dans des installations automatiques ligne avec admission des feuilles et évacuation des cartes, comme il a été représenté schématiquement sur la figure I. II est possible d'incorporer dans les cartes des modules quelconques. Étant donné que le procédé de fabrication selon l'invention permet avant tout de simplifier la mise en place des modules à l'intérieur des cartes, procédé convient en particulier à la fabrication de cartes sans contact munies de transpondeurs à haute fréquence ou à basse fréquence. Le procédé de fabrication offre cependant aussi des avantages pour la fabrication des cartes hybri des ou cartes à double interface, qui sont munies, d'une part, d'une bobine incorpo rée dans le corps de carte et, d'autre part, de contacts disposés à l'extérieur sur surface, ou pour des cartes à contact. Dans ces cas, il convient de prévoir un ajour dans l'une moitiés de la feuille afin de pouvoir palper les contacts. Il est avanta geux de concevoir la cavité 4 de manière correspondante. En outre, il convient veiller à ne pas poser la colle dans la zone des contacts, pour éviter une isolation des contacts par la colle. Des matériaux appropriés pour la fabrication des couches des corps carte sont des matières plastiques telles que le PVC, l'ABS, le PETG, le PC. Les colles adéquates sont des colles à base de résine époxy avec durcisseur cationique, des colles de polyuréthanne fusibles à réticulation ultérieure des système à deux composants, tels que le méthylméthacrylate. Des colles avec durcisseur cationique peuvent être activées dans un domaine déterminé spectre de la lumière, telle la lumière ultraviolette ou la lumière visible. Le comportement de réticulation de la colle peut être retardé, de telle sorte le durcissement s'opère lentement. Ainsi, il est possible d'insoler d'abord une couche de colle humide, ensuite il est possible d'assembler les pièces à coller, tant que la réticulation la colle n'a pas encore trop progressé. Des colles de polyuréthanne fusibles à réticulation ultérieure sont déposées à faible température de 60 C environ sur l'une ou les deux faces des parties à assem bler non chauffées, qui sont assemblées lorsque la couche de colle est encore molle. Aucune déformation n'a été constatée sur les parties à assembler (les couches des cartes). La réticulation finale de la colle s'opère automatiquement par réaction avec l'humidité de l'air à l'intérieur d'un intervalle de temps de 2 à 3 jours. Dans les systèmes à deux composants, un composant, tel un catalyseur sec, est déposé au préalable sur l'une des parties à assembler, le deuxième composant, tel un monomère, est déposé à l'état humide sur l'autre partie à assembler. Le durcissement s'opère par polymérisation du monomère, dès que, pendant l'assemblage des parties, il se produit une mise en contact avec le premier composant (catalyseur). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci- dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS I.- Procédé de fabrication cartes à puce (10) comprenant les étapes suivan- tes - fabrication d'une feuille (1 ') présentant au moins le double de la surface (2) d'une carte à puce (10), - réalisation d'au moins une ligne de pliage (3) dans la feuille (1, l'), de telle manière qu'il reste de chaque côté symétriquement à la ligne de pliage (3) au moins la surface (2) d'une carte à puce (10), - insertion et/ou application moins un module (5, 6) et/ou d'une cavité (4) pour un module (5, 6) dans et/ou sur la feuille (l, l'), - insertion et/ou application d'une colle activable (7) sur une face (8) de la feuille (I, l'), - pliage de la feuille (l, l') long de la ligne de pliage (3) avec la face encollée orientée vers l'intérieur, - compression de la feuille l') pliée, et - activation de la colle (7) un procédé, par lequel le matériau de la feuille (I, l') reste sensiblement inchangé. 2.-Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la colle (7) est acti vée thermiquement par un procedé, par lequel sensiblement aucune énergie thermi que ne pénètre dans la feuille (l, 1 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colle (7) est acti vée par un rayonnement à haute fréquence. 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colle (7) est une colle (7) conductrice électrique est chauffée et est activée par l'application d'une tension électrique. 5.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colle (7) est acti vée par l'application d'un champ magnétique. 6.- Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la colle (7) est activée par la pression exercée pendant la compression. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce la colle (7) est projetée, déposée ou est appliquée sous forme de film adhé sif sur feuille (1, l'). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce 'au moins une cavité (4) est réalisée dans la feuille (1, l'), la face inté- rïeure (8) de la feuille (1, l'), et au moins un module (5) est inséré dans la cavité (4), avant pliage. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce le module (5, 6) est inséré de manière amovible dans la cavite (4) et/ou sur la face intérieure (8) de la feuille (1, l'). 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'au moins une bobine et/ou au moins une piste conductrice sont impri mées sur la feuille (1, l') avant le pliage. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce que la feuille (1, l') est réalisée en plusieurs couches par un procédé de lamination. 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'une rainure (11) est réalisée dans la feuille (1, l') pour former une ligne de pliage (3) sur au moins une face (8, 9) de la feuille (l, l'). 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce que la rainure (I 1) est pressée dans la feuille (1, l') en cours de lamination à l'aide d'un fil (12) ou à l'aide d'une bosse formée sur un plateau lamineur ou un tapis lamineur (13). 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'une feuille (1, l') est munie de plusieurs rainures et, après le pliage et l'encollage de la feuille (1, l'), chaque carte à puce (10) est poinçonnée et/ou décou pée dans ladite feuille. 15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté rise en ce que la feuille (l') est réalisée en forme de bande continue '). 1G.- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ligne de pliage (3) s'étend dans le sens longitudinal de la feuille en bande continue (l'). 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce que la feuille (1, l') est imprimée sur la face extérieure (9) avant le pliage. 18.- Carte à puce, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée selon l'un des procé- 1à17.