Brevet FR2829856A1 — publié le 20030321

La présente invention concerne les cartes à puce hybride contact-sans contact et concerne en particulier une carte à puce hybride contact-sans contact à tenue renforcée du module électronique. La carte à puce hybride contact-sans contact a tous les avantages d'une carte à puce classique à contact mais peut aussi bien être utilisée sans contact grâce à son système hybride. L'échange d'informations entre une carte hybride utilisée sans contact et le dispositif de lecture auquel elle est associée s'effectue de manière générale, par couplage électromagnétique à distance entre une première antenne logée dans la carte et une deuxième antenne logée dans le dispositif de lecture. Aujourd'hui, de plus en plus de secteurs utilisent le système de carte à puce sans contact. Ainsi, dans le secteur des transports, elle a été développée comme moyen de paiement. C'est le cas également du porte-monnaie électronique. De nombreuses sociétés ont également développé des moyens d'identification de leur personnel par cartes à puce sans contact. Les cartes à puce hybrides, pouvant également fonctionner avec contact, comportent un module électronique composé de la puce et d'un circuit double face dont les plages de contact de l'une des faces affleurent à la surface d'une des faces du corps de carte. De ce fait, et quels que soient son procédé de fabrication et sa composition comme on va le voir plus loin, la tenue du module électronique et donc de la puce sur la carte, est fragilisée par rapport à une carte à puce sans contact où la puce est le plus souvent noyée dans le corps de carte. Il existe un certain nombres de procédés permettant de fabriquer des cartes à puce hybrides contact-sans contact. Un premier type de carte à puce hybride est une carte monobloc dans laquelle le support d'antenne en matière plastique, est inséré entre deux couches en matière plastique (PVC, PET, PC, acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS)...) constituant les corps de carte supérieur et inférieur et thermosoudées par lamination sous pression à chaud. Le module est connecté à l'antenne par une colle conductrice ou équivalent qui permet d'établir le contact ohmique. Ce type de carte possède une grande rigidité d'ensemble. Par conséquent, lorsque celle-ci est soumise à des contraintes mécaniques de flexion ou/et de torsion, les contraintes sont immédiatement transmises à la puce et plus particulièrement aux points de colle assurant les connexions puce/antenne ou module/antenne. Ces contraintes appliquées volontairement ou involontairement peuvent provoquer la rupture des connexions et donc la panne de la carte sans que celle-ci soit marquée. Cette caractéristique se révèle être l'inconvénient majeur de ce type de carte. En effet, ce type de carte peut profiter à un utilisateur malhonnête dans la mesure où, lorsqu'il a bien assimilé le fonctionnement de la carte et connaît les faiblesses de celle-ci, il lui est alors relativement aisé de détruire la carte aussi proprement que possible, par pliages intensifs répétés. Lorsqu'il s'agit d'une carte vendue avec un crédit (cartes de téléphone, cartes de transport en commun, cartes de paiement aux gares de péages autoroutiers) et que ce crédit est écoulé ou quasiment écoulé cela lui permet de faire échanger ou rembourser la carte auprès de l'organisme émetteur sans que l'on puisse prouver, à posteriori, l'intention de frauder. Pour pallier cet inconvénient majeur, il existe un autre type de carte comprenant une antenne sérigraphiée sur un support en matière fibreuse de type papier, deux corps de carte de chaque côté du support constitué d'au moins une couche de matière plastique et un module connecté à l'antenne. Une étape de lamination à chaud et sous pression permet de souder les différentes couches entre elles, le PVC fluidifié d'un des corps de carte venant emprisonner l'encre sérigraphiée de l'antenne. Une cavité de forme particulière et apte à recevoir le module électronique est alors aménagée d'un côté de la carte de façon à loger le module électronique. La forme de la cavité est telle qu'elle comprend une partie centrale plus petite dans un des corps de carte et dans le support d'antenne pour recevoir la puce et une partie extérieure plus grande dans une partie de l'épaisseur du corps de carte pour recevoir le circuit double face. La puce est connectée à l'antenne par une colle conductrice ou équivalent qui permet d'établir le contact ohmique. Le circuit double face dont une face est affleurante à une face de la carte, est collé sur le corps de carte grâce à deux plots de colle type cyanoacrylate, les plots de colle se trouvant là où le corps de carte est le moins épais. Le support en papier a l'avantage de donner à la carte la capacité, lorsque celle-ci est soumise à un pliage, de se délaminer à l'endroit où s'exercent les contraintes générées par le pliage, ce qui permet de mettre en évidence, a posteriori, un acte de dégradation volontaire, la carte conservant la trace du pliage. Cependant, ce type de carte présente l'inconvénient de fournir une tenue fragile du module électronique sur la carte. En effet, si le support d'antenne en papier offre l'avantage de garder "en mémoire" les pliures de la carte, il confère à la carte un manque de cohésion interne favorisant après de multiples pliures la délamination du papier sous les joints de colle tenant le module sur la carte et donc à la verticale de la partie la moins épaisse du corps de carte, provoquant par conséquent la déconnexion du module électronique et de l'antenne. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir une carte hybride contact-sans contact avec support d'antenne en matière fibreuse de type papier offrant une tenue renforcée du module sur la carte pour résister à la déconnexion et à l'arrachement en cas de pliages intensifs. L'objet de l'invention concerne donc une carte à puce hybride contact-sans contact, comprenant une antenne sur ur support en matière fibreuse de type papier, deux corps dE carte de chaque côté du support constitué chacun d'au moins une couche de matière plastique possédant une température dE fluidification peu élevée, et un module électronique compose d'un circuit double face et d'une puce connectée à l'antenne, l'ensemble formé par le support d'antenne et les deux corps d l'invention, le support en matière fibreuse comprend au moin : un évidement de sorte que les couches en matière plastique de, corps de carte entrent en contact intime lors de lé lamination, l'évidement, étant situé en superposition du plot de colle de manière à former une soudure entre les corps dE carte renforçant ainsi la tenue du module. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente le support d'antenne d'une carte à puce hybride contact-sans contact, la figure 2 est une coupe transversale d'une partie de la carte à puce représentée sur la figure 1, selon l'axe AA. la figure 3 est une vue de face des évidements et de l'emplacement du module, La carte à puce hybride contact sans contact comporte un module électronique composé d'une puce électronique et d'un circuit double face 10 dont une face est affleurante à une des faces de la carte. L'antenne de la carte, généralement sérigraphiée sur un support en matière fibreuse 12 comporte un certain nombre de spires 18 d'encre conductrice et deux plots de connexion 11 et 13 destinés à être connectés à la puce donc au module électronique. Le support d'antenne comporte deux évidements 14 et 16 qui sont pratiqués de façon préférentielle après la sérigraphie de l'antenne. La forme des évidements ainsi que leur emplacement sont décrits en détail dans la suite de la description. Selon la figure 2, représentant une coupe transversale selon l'axe A-A d'une partie de la carte représentée à la figure 1, la carte est composée de plusieurs couches dans son épaisseur. Le support d'antenne 12 est inséré entre un corps de carte inférieur, composé des couches 22 et 23, et un corps de carte supérieur, composé des couches 24 et 25. Les corps de carte inférieur et supérieur sont en matière plastique de type polychlorure de vinyle (PVC) ou polyester (PET, PETG) ou polycarbonate (PC) ou encore acrylonitrile butadiène styrène (ABS). Selon un mode de réalisation préféré les corps de carte sont en PVC et sont constitués chacun d'une couche externe de PVC rigide 22 ou 24 et d'une couche interne de PVC mou 23 ou 25. Le PVC constituant la couche de PVC mou, en contact avec l'antenne, a un point Vicat (température à partir de laquelle le PVC passe d'un état rigide à un état caoutchouteux) inférieur au point Vicat de la couche constituant la couche de PVC rigide. L'assemblage des couches constituant la carte est effectué selon un procédé de lamination à chaud à une température spécifique et sous pression. Sous l'action combinée de la chaleur et de la pression, la couche externe de PVC se ramollit seulement, alors que la couche interne constituée d'un PVC de point Vicat inférieur se fluidifie. Le PVC ainsi fluidifié de la couche 25 vient emprisonner l'antenne dans la masse, et rentre en contact intime avec le PVC fluidifié de la couche 23 par les évidements 14 et 16 préalablement effectués dans le support de l'antenne 12, créant ainsi deux soudures entre les corps de carte inférieur et supérieur par le contact intime des deux couches internes 23 et 25. Après l'assemblage des différentes couches constitutives de la carte, une cavité est percée, généralement par fraisage, dans la carte afin de loger le module électronique composé de la puce électronique 26 et du circuit double face 10. La forme de la cavité est telle qu'elle comprend une partie centrale plus petite pour recevoir la puce 26 et une partie extérieure plus grande effectuée dans une partie de l'épaisseur de la couche 22 du corps de carte pour recevoir le circuit double face. Le module électronique est inséré dans la cavité et fixé par collage dans la partie la plus grande de la cavité. Ainsi, deux plots de colle 34 et 36 de type cyanoacrylate lient le circuit double face du module électronique à la couche externe 22 du corps de carte et se superposent aux évidements 14 et 16 effectués préalablement dans le support d'antenne 12. Les plots de colle 34 et 36 sont donc positionnés à la verticale de l'endroit où l'épaisseur du corps de carte 22 est le moins épais et donc se situent à la verticale des évidements 14 et 16 remplis de PVC et formant deux soudures entre les corps de carte inférieur et supérieur, renforçant ainsi la tenue du module sur son support. La connexion de la puce aux plots de l'antenne 11 et 13 est assuré grâce à une couche de colle conductrice, non représentée sur la figure et placé avant l'insertion du module électronique dans sa cavité. Selon la figure 3, l'emplacement des évidements 14 et 16 sur le support d'antenne sont tels qu'ils sont placés de part et d'autre des plots de connexion 11 et 13 et de préférence au milieu de la face 30 du circuit double face 10 destinée à être collée sur la carte et représentée en grisé sur la figure. Cependant, les évidements peuvent être légèrement décalés par rapport à la position décrite sur la figure tout en restant superposés à la face 30 du module électronique sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Dans tous les cas, la largeur des évidements ne doit pas être trop importante. Dans ce but, la superficie des évidements ne doit pas excéder la superficie de la face à coller 30 du module afin d'obtenir le remplissage total des évidements par le PVC fluidifié des couches 23 et 25 lors de la lamination des corps de carte entre eux. Le module électronique étant placé de façon symétrique de part et d'autre des plots de connexion 11 et 13, les évidements 14 et 16 sont symétriques par rapport aux plots de connexion 11 et 13 et sont de forme identique. En outre, de façon à améliorer la tenue du module sur la carte, le contour extérieur des évidements 14 et 16 épouse le plus possible le contour extérieur des plots de colle 34 et 36. De façon préférentielle, les évidements ne comportent pas d'angle pour plusieurs raisons. D'une part pour une raison de facilité des découpes. En effet, les découpes d'angles peuvent créer des point de retenue du papier à enlever sur son support, alors que les découpes de formes arrondies ne posent jamais ce genre de problème. De plus, lorsque le corps de carte est imprimé avec des aplats, les découpes sont révélées à la lamination par un rapprochement des points d'impression situé au dessus des évidements résultant en une teinte plus foncée à l'emplacement des évidements. L'esthétique d'une forme arrondie vue à travers le PVC transparent est plus agréable qu'une forme comportant des angles. Un autre de mode de réalisation, qui consisterait à fixer le module électronique sur la carte grâce à un seul plot de colle, induirait la réalisation d'un seul évidement, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Carte à puce hybride contact-sans contact, comprenant une antenne sur un support en matière fibreuse de type papier (12), deux corps de carte de chaque côté dudit support constitué chacun d'au moins une couche de matière plastique possédant une température de fluidification peu élevée, et un module électronique composé d'un circuit double face (10) et d'une puce (26) connectée à l'antenne, l'ensemble formé par le support d'antenne et les deux corps de carte étant soudé par lamination sous pression à chaud, ledit module étant ensuite logé dans une cavité percée à travers une partie de la carte et collé par au moins un plot de colle (34 ou 36) à un des corps de carte et ; ladite carte étant caractérisée en ce que ledit support en matière fibreuse (12) comprend au moins un évidement (14 ou 16) de sorte que les couches (23 et 25) en matière plastique desdits corps de carte entrent en contact intime lors de la lamination, ledit évidement (14 ou 16) étant situé en superposition dudit plot de colle (34 ou 36) de manière à former une soudure entre les corps de carte renforçant ainsi la tenue du module. 2. Carte à puce hybride contact-sans contact selon la revendication 1, dans laquelle le ou les évidements (14 et 16) sont effectués dans le support d'antenne (12) avant l'assemblage des couches constitutives de la carte. 3. Carte à puce hybride contact-sans contact selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le contour extérieur des évidements (14 ou 16) a la même forme que le contour extérieur des plots de colle (34 ou 36). 4. Carte à puce hybride contact-sans contact, selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite puce (26) est connectée à l'antenne par deux plots de connexion (11 et 13) sur ledit support d'antenne, ce dernier comprenant des évidements (14 et 16) situés de part et d'autre desdits plots de connexion. 5. Carte à puce hybride contact-sans contact, selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle lesdits deux évidements (14 et 16) sont de forme identique et sont symétriques par rapport aux plots de connexion (11 et 13). 6. Carte à puce hybride contact-sans contact, selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle lesdits évidements ont des formes arrondies.