Brevet FR2815161A1 — publié le 20020412

PROCEDE DE FABRICATION DE CARTE CEDEROM MIXTE MEMOIRE ACTIVE et adaptateur permettant sa lecture sur les lecteurs de carte à puce portatifs - Description- l'invention concerne un procédé et dispositif pour connecter un objet amovible avec différents types d'appareillages électriques d'optique de signalisation de contrôle d'enregistrement d'équipement pour le traitement de l'information de données numériques et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Elle concerne plus particulièrement le cas ou l'objet amovible est une carte portative ; une telle carte contient des circuits de mémorisation de données actives et passives, elle doit pouvoir être périodiquement connectée avec des dispositifs de transfert de types différents avec lesquels elle échange des informations (des données). Parmi les problèmes techniques qu'il convient de résoudre, les suivants s'avèrent, notamment, particulièrement importants dans le cas des cartes portatives. De telles cartes incluant un support de stockage optique du type carte de visite et incluant des circuits de mémorisation de données actives sont connues, par exemple par le document FR-2788160 qui décrit une carte à disque optique avec un excentrage de la zone de stockage permettant l'implantation éventuelle des connecteurs d'une carte à puce et adaptateur permettant sa lecture ou sa gravure sur lecteur enregistreur. Une carte de ce genre présente cependant plusieurs inconvenient ou insuffisances : la position excentrée de la zone de stockage optique ne permet pas d'envisager une lecture de la carte sans son adaptateur, qui lui même de par sa conception risque très fortement de se désaxer voir se désolidariser de la carte pendant sa lecture dans un lecteur optique. la position excentrée de la zone de stockage optique ne permet pas d'envisager un gravage de la carte sur un lecteur enregistreur car le gravage d'un cédérom impose une grande précision impossible à atteindre à cause des vibrations engendrées par la rotation d'une telle invention. l'épaisseur d'un cédérom est supérieure à 1 mm, celui-ci est injecté en poly-carbonate monocouche rendant techniquement très onéreux et délicat l'implantation d'une puce électronique. De plus la norme ISO 7810 définissant les dimensions ainsi que l'épaisseur d'une carte bancaire fait référence à une épaisseur de 0,75 mm inférieure à celle d'un cédérom ; au regard de cette invention on se trouve confronté à une contradiction technique liée directement à l'épaisseur du produit. Un premier objet de l'invention est de remédier à ces inconvénients ou insuffisances. En premier lieu, il faut assurer l'optimisation de la forme de la carte pour la rendre compatible avec les différents outils de connexion électrique, électronique, optique, magnétique, numérique. En deuxième lieu, il faut permettre la lecture de mini-cédérom au diamètre bien inférieur à la norme des disques compacts de 80 mm de diamètre et assurer la protection du mini-cédérom des abrasions et chocs mécaniques. En troisième lieu, il faut permettre les connexions électriques et/ou électroniques en accord avec la norme ISO 7816. En quatrième lieu, aménager un espace interne, permettant la mise en place d'une puce sans contact, pouvant être ou non rechargée électriquement, d'une antenne, de masses d'équilibrage ou tout autre élément susceptible d'apporter une fonctionnalité nouvelle au produit. En cinquième lieu, il faut limiter les risques d'usure des différents éléments constitutifs aux fonctions revendiquées par le produit. En sixième lieu, il faut que dans son procédé de fabrication le produit puisse s'adapter pour répondre au mieux aux besoins spécifiques envisagés en utilisant les différentes mixités du produit, en accord avec les appareillages de connexion correspondants au choix du champ d'exploitation. En l'état actuel de la technique, ces problèmes à résoudre, notamment dans une approche de la norme ISO 7810, et la prise en charge dans les lecteurs de cédérom semblent dans une large mesure contradictoires. La présente invention se propose d'apporter une solution à ces contradictions apparentes. L'invention concerne la fabrication des cartes cédérom ou assimilés, et plus particulièrement des cartes cédérom capables de fonctionner avec des puces sans contact à l'aide d'une antenne intégrée dans un logement aménagé dans la carte. Sous cette appellation carte cédérom mixte mémoire active , on envisagera d'une part les cartes ne pouvant communiquer avec l'extérieur que par une mémoire passive (3) et surtout des cartes mixtes pouvant communiquer des données passives et actives. L'invention concerne également un adaptateur permettant la connection de la carte mixte avec les unités portatives conçues pour les cartes à puce selon la norme ISO 7816. De telles cartes sont destinées à réaliser diverses opérations, telles que, par exemple, des opérations de communication, des opérations événementielles, des opérations de connexion pour l'internet, des opérations d'indentification, et toutes sortes d'opérations qui peuvent s'effectuer soit en insérant la carte dans un lecteur soit à distance par couplage électromagnétique (en principe de type inductif) entre une borne d'émission-réception et une carte placée dans la zone d'action de la borne. On considère le nom cédérom ci-dessus et ci-après dans son sens le plus large désignant de manière générique tous les produits de type disque de support optique CD-ROM, DVD, CDR et autre. Les buts, caractéristiques et avantages définis ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente en coupe longitudinale suivant l'axe central de la carte mixte (00), les différents éléments constitutifs au produit : la carte (1), la surface prédécoupée (1a), l'excavation (1b) sur la surface inférieure de la carte (1), la coque protectrice (2), le cédérom (3), le trou du cédérom (3a), les deux modules intégrés (7a, 7b). - la figure 2 représente en coupe longitudinale, suivant l'axe central de la carte mixte (00), les différents éléments constitutifs au produit, énoncés pour la figure 1 avec la coupe d'un premier exemple de protection du cédérom (9) constitué d'un disque de protection (9a) sur lequel vient se fixer une feuille de plastique (9c) électrostatique de forme discoïde percée en son centre d'un trou circulaire et d'un système de clipage (9b). la figure 3 représente en coupe longitudinale, suivant l'axe central de la carte mixte (00), les différents éléments constitutifs au produit, énoncés pour la figure 1 avec la coupe d'un deuxième exemple de protection du cédérom (9), constitué d'un disque de protection (9a) et d'un système de clipage (9b). la figure 7 représente en vue éclatée la carte mixte (00) avec ses différents composants. la figure 8 représente en coupe longitudinale suivant l'axe central de la carte mixte (00) avant ajustement, les différents éléments constitutifs au produit, avec les différents agents de fixation et leur zone d'application : la carte (1), la surface prédécoupée (1a), l'excavation (1b) sur la surface inférieure de la carte (1), la coque protectrice (2), le cédérom (3), le trou du cédérom (3a), les deux modules intégrés (7a, 7b). Agents de fixation : colle à froid (C1) (C4), thermosoudure ou collage (C2), résine thermodurcissable (C3). la figure 9 représente en coupe longitudinale suivant l'axe central de la carte mixte (00) après ajustement, les différents éléments constitutifs au produit avec les différents agents de fixation et leur zone d'application : la carte (1), la surface prédécoupée (1a), l'excavation (1b) sur la surface inférieure de la carte (1), la coque protectrice (2), le cédérom (3), le trou du cédérom (3a), les deux modules intégrés (7a, 7b). Agents de fixation : colle à froid (C1) (C4), thermosoudure ou collage (C2), résine thermodurcissable (C3). la figure 10 représente la coque protectrice (2) vue en plan avec ses différents logements : les logements (A, B) pour le module intégré (7a, 7b) et le logement (C) pour le cédérom (3). la figure 11 représente en plan le module intégré (7a, 7b) avec ses différents composants : deux supports (4), une antenne (4a, 4b, 4c, 4d, 4e), un module électronique (6), une puce à circuit intégré (11), une plage de contact (10), des masses d'équilibrage (5a, 5b, 5c, 5d). la figure 12 représente la coque protectrice (2) vue en plan avec ses différents logements : les logements (A, B) étant occupés par le module intégré (7a, 7b). la figure 13 représente en plan la face inférieure de la carte (1) avec une surface prédécoupée (1a) et l'excavation circulaire (1 b) pour le centrage du cédérom.. la figure 14 représente en plan la face inférieure de la carte (1) avec un premier exemple de plots de connexion (8) avec une liaison d'interface (13). la figure 15 représente en plan la face inférieure de la coque protectrice (2) avec un premier exemple de plots de connexion (8) avec une liaison d'interface (13). la figure 16 représente en vue éclatée un exemple d'adaptateur permettant la lecture de la carte mixte (OO) dans les lecteurs de carte à puce. Il est composé d'une surface de connexion (14) s'insérant dans le lecteur portatif de carte à puce, la surface de connexion (14) est munie de plots de contact (8a), elle est le prolongement d'un boitier (15) dans lequel vient se loger la carte (00). Le boitier (15) se compose d'un logement comprenant sur l'une de ses faces internes un relief (16) épousant celui se trouvant sur la face inférieure de la coque protectrice (2). Le relief sur cet exemple est muni d'une plage de contact (17) reliée aux plots de contact (8a) par une liaison d'interface (18) noyée dans la matière. La place de la plage de contact (17) étant déterminée par l'emplassement des plots de contact (8) se trouvant sur la carte mixte (00) la figure 16 correspondant à l'exemple d'implantation des plots de contact (8) défini dans l'exemple évoqué par la figure 6 et 15. la figure 17 représente une vue de l'adaptateur avec une carte mixte (00) introduite dans le boitier (15). Dans le cas où les plots de connexions de la carte se trouvent situés selon la figure 5, la plage de contact (17) situé dans le boitier (15) se trouve alors placée en vis à vis des plots de contacts (8) se trouvant sur la carte (1). Ces cartes mixtes (00) doivent avoir de préférence des dimensions normalisées. La norme usuelle ISO 7810 définit une carte de 85 mm de long, 54 mm de large, et 0,76 mm d'épaisseur. L'épaisseur d'un cédérom étant supérieure ou égale à 1mm, ces normes imposent des contraintes sévères pour la fabrication : l'épaisseur très faible imposée à la carte (1) et à la coque (2) de protection et de logement des composants (3), (5), (7a), (7b). La rotation d'une carte rectangulaire dans les lecteurs provoque des vibrations qui doivent être compensées en positionnant des masses (5a, 5b, 5c, 5d) pour équilibrer l'inertie de la carte. La masse de la carte devant être comprise entre 12 et 18 gr pour correspondre au poid donné par le yellow book pour le cédérom 12 cm. Les problèmes techniques qui se posent sont liés au positionnement des différents éléments dans le volume de la carte en optimisant l'épaisseur, pour inclure le cédérom (3) entre deux supports rigides pour une épaisseur inférieure à 1,6 mm. Le premier support étant la carte (1) possédant sur une face un visuel communiquant, le deuxieme support étant la coque (2) protectrice des différents composants. Se posent également des contraintes de précision, de fiabilité et de coûts de fabrication. L'invention a pour but de proposer un procédé de fabrication qui permet de résoudre au mieux les différentes contraintes de dimensionnement, de précision de fabrication, de tenue mécanique, et plus généralement de fiabilité, de coût et de rendement de fabrication de la carte. Pour cela on propose selon l'invention un procédé de fabrication de carte mixte cédérom (3) module intégré (7a, 7b) à connexion pouvant être effectuée soit par contact soit sans contact comportant les étapes suivantes : conception et réalisation des différents composants utilisés pour la fabrication. Selon l'invention cette carte comporte plusieurs éléments constitutifs possédant chacun leur spécificité de fabrication, l'invention concerne également les spécificités énoncées ci-après : La carte (1) constituée d'un assemblage de feuilles en papier et plastique collées à chaud ou à froid par lamination, permettant ainsi une carte de fine épaisseur La coque (2) de protection et de logement constituée d'une feuille plastique thermoformée ou injectée comprenant une ergonomie adaptée à ses fonctions : - de protection de par la densité et spécificité du plastique utilisé (ABS, PVC, ou autre), - de contenant par l'aménagement d'un logement pour contenir le mini- cédérom (3) et d'un module intégré (7a, 7b) des masses d'équilibrage (5a, 5b, 5c, 5d), pour réduire les vibrations consécutives à la rotation de la carte mixte dans les lecteurs de cédérom. - d'aérodynamisme et de connexion par contact. Dans un premier temps la coque protectrice (2) est mise en forme, puis par poinçonnement et emboutissage à chaud ou à froid, les différentes ouvertures sont effectuées (2a, 2b) et les logements (A), (B), (C) sont aménagés : - te système intégré (7a), (7b) composé d'un support (4) sur lequel est positionné l'antenne (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) et les autres composants : les masses d'équilibrage (5a, 5b, 5c, 5d), le module électronique (6), une interface à contacts constituée de plots (8) superficiels formant des métalisations. Les plots (8) sont connectés à la puce (11) par une liaison d'interface (13) en vue de la réalisation d'opérations par contacts ou sans contact. - les figures 4 à 6 représentent un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour le positionnement des plots (8) et les liaisons d'interface (13), la figure 4 correspondant à la norme ISO 7816. - l'assemblage des différents composants : carte (1), coque de protection (2), antenne (4a, 4b, 4c, 4d, 4e), circuit intégré (6a), mémoire (6b), mini-disque (3), masses d'équilibrage (5), système de connexion (8). L'assemblage est effectué selon divers procédés. La carte (1) et la coque (2) de protection sont assemblées par thermocollage, électro-soudure ou collage à froid. Les systèmes intégrés (7a, 7b) sont assemblés par soudure, sertissage et collage par l'intermédiaire d'une colle conductrice simple et anisotrope. Une fois positionnés dans leur logement (A, B), les systèmes intégrés (7a, 7b) y sont immobilisés par un résine thermodurcissable occupant les vides résiduels présents dans ces logements. Le cédérom (3) sera pincé dans son logement (C) et immobilisé par collage sur la face inférieure de la carte (1). l'adaptateur permettant la lecture des cartes mixtes (00) dans les lecteurs de carte portatifs est assemblé à l'aide de différents composants en matière plastique afin d'optimiser les coûts de réalisation. La liaison d'interface (18) est noyée dans la matière de la surface de connexion (14) et se prolonge dans le boitier (15) par un cablage placé dans une cannelure prévue à cette effet aménagée dans la matière reliant l'extémité du boitier (15) à la plage de contact (17). REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une carte mixte portant un corps de carte (1), une coque protectrice (2), un mini-disque (3), un système intégré (7a, 7b) composé d'un support (4) comprenant un module electronique (6), d'une puce à circuit intégré (11), d'une plage de contact (10), d'une antenne (4a, 4b, 4c) reliée au module électronique (6) par l'intermédiaire de deux bornes de contact (12), de masses d'équilibrage (5), d'une interface (8) et d'un système amovible (9) pour protéger la surface de lecture du cédérom (3) des agressions mécaniques. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape selon laquelle on aménage dans le corps de la carte (1) des prédécoupes circulaires permettant l'oblitération d'une surface circulaire (1a) au centre de la surface supérieure de la dite carte (1) et sur sa face inférieure aménagement d'un logement circulaire (1b) permettant le centrage du cédérom (3) et réduisant l'épaisseur de la carte (1). 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'on aménage sur la carte (1) ou dans la coque de protection (2) des plots (8) connectés à une liaison (13) permettant l'interface en vue de la réalisation d'opérations par contacts. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on aménage sur la coque de protection (2) thermoformée ou injectée, les logements (A, B, C) possédant des ouvertures permettant l'implantation du cédérom (3) et du système intégré (7a, 7b). 5. Procédé selon les revendications 1 et 2 ou 4, caractérisé en ce que le cédérom (3) est maintenu par pincement dans le logement (C) de la coque protectrice (2) et le logement (1b) de la carte (1) dans lequel le cédérom (3) est fixé par collage. 6. Procédé selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que le système intégré se compose de deux éléments (7a) et (7b), à connexion pouvant être effectué soit par contact, soit sans contact. 7. Procédé selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le système intégré (7a, 7b) comporte deux supports (4) sur lesquels l'antenne est fixée. L'ensemble du système et immobilisé par une résine thermodurcissable occupant les vides résiduels présent dans les logements. 8. Procédé selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que le système intégré (7a, 7b) comporte aux extrémités des deux supports (4) quatre masses d'équilibrage (5a, 5b, 5c, 5d) fixées. 9. Procédé selon les revendications 1,4, 6 et 7, caractérisé en ce que le système intégré (7a, 7b) est noyé dans les logements (A, B) à l'aided'une résine thermodurcissable. 10. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la carte (1) est fixée à la coque de protection (2) par thermosoudure ou collage à froid. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système amovible (9) peut être muni d'un disque plastique électrostatique. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte mixte (00) peut être réalisée en utilisant les différentes mixités du produit en accord avec l'application. 13. Procédé de fabrication d'un adaptateur permettant la lecture de la carte mixte (00) dans les lecteurs de carte de type carte à puce normée ISO 7816, caractérisé en ce que l'adaptateur se compose d'une surface de connexion (14) muni de plots de contact (8a) positionnés selon la norme ISO 7816, reliés par une liaison d'interface (18) à une plage de contact (17) placée dans le boitier (15) se trouvant dans le prolongement de la surface de connexion (14). 14. Procédé selon les revendications 18 et 19, caractérisé en ce que la forme du volume du logement du boitier (15) est la contreforme de la carte mixte (00). 15. Procédé selon les revendications 18 à 20, caractérisé en ce que le boitier (15) comporte une plage de contact (17) permettant la connexion des plots de contact (8) de la carte mixte (00) quand la sus-nommée est introduite au fond du boitier (15).