Brevet FR2830986A1 — publié le 20030418

La présente invention concerne un support d'informations ayant un fil d'antenne enrobé, ainsi qu'un procédé et un système pour sa réalisation. Les cartes à mémoire sont des cartes de matière plastique qui comportent une pastille de circuit intégré avec une forme quelconque de mémoire. De nombreuses cartes à mémoire ont une dimension de portefeuille telle que spécifiée par les normes de International Standard Organization (ISO). Ces normes internationales spécifient les caractéristiques physiques des cartes, les protocoles de transmission et les règles d'applications et éléments de données. Les cartes à mémoire comprennent une mémoire et une logique quelconque non programmable. De telles cartes peuvent être utilisées comme cartes d'identité ou téléphoniques. Des cartes a mémoire à base de processeurs plus complexes peuvent comprendre une unité centrale de traitement (CPU) et une mémoire morte ROM destinée à contenir un système d'exploitation, une mémoire principale (RAM) et une section de mémoire destinée à conserver des données d'application (habituellement une mémoire EEPROM). Les cartes à mémoire à processeur peuvent être utilisées lorsque les calculs sont importants ou lorsqu'une sécurité accrue est nécessaire. Les cartes à mémoire peuvent entrer dans l'une des deux catégories suivantes : à contacts et sans contact. Les cartes à contacts doivent être insérées dans un lecteur de carte pour pouvoir être lues. Les cartes à contacts comprennent un module d'interconnexion, habituellement revêtu d'or, ayant des plages de contact. Le module d'interconnexion peut comporter des plages de contact d'alimentation, de réarmement, de masse, d'entrée-sortie série et de signaux d'horloge, comme indiqués dans la norme ISO 7816. Les plages de contact sont en contact physique avec des broches du lecteur afin que la pastille de circuit intégré soit alimentée et mise en communication. Les cartes à contacts sont couramment utilisées comme cartes téléphoniques prépayées ou comme cartes bancaires. Les cartes sans contact ne nécessitent aucun contact pour l'accès d'un lecteur. Les cartes sans contact comportent une antenne enrobée dans la carte et qui peut être utilisée pour la transmission d'énergie et les communications par signaux radioélectriques ou par une impédance capacitive et inductive. Certains avantages des cartes sans contact sur les cartes à contacts sont des transactions plus rapides, une grande commodité d'utilisation, et une réduction de l'usure et de la détérioration des cartes et des lecteurs. Les antennes peuvent être incorporées à la carte par chauffage par ultrasons d'un fil métallique et implantation du fil chauffé dans la matière plastique du substrat de la carte avec le dessin voulu pour l'antenne. Les paramètres qui déterminent le succès et la qualité d'une antenne implantée sont la quantité d'énergie ultrasonore utilisée pour le chauffage du fil, ainsi que la pression et la vitesse d'implantation. En ce qui concerne la pression, si la tête d'implantation applique une pression trop grande, le cornet d'insertion peut pénétrer dans la matière plastique et celle-ci peut remonter dans l'outil. Cependant, lorsque la pression appliquée est trop faible, le fil peut ne pas du tout être enrobé dans la matière plastique. Il est donc souhaitable de régler avec précision la pression appliquée pendant l'implantation. Dans un mode de réalisation de l'invention, un système d'implantation d'une antenne formée d'un fil dans une carte à mémoire sans contact comprend une tête d'implantation à ultrasons ayant un organe de manoeuvre à bobine mobile destiné à régler la pression avec laquelle un fil chauffé est chassé dans un substrat de carte de matière plastique. La force produite par l'organe de manoeuvre est proportionnelle à l'intensité du courant dans un enroulement formé dans l'organe de manoeuvre. L'organe de commande utilise un système à réaction pour le maintien d'une pression relativement constante. Le système de réaction contrôle le courant dans l'enroulement, et l'organe de commande émet des signaux électroniques destinés à augmenter ou réduire le courant dans l'enroulement d'après le courant contrôlé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe d'une carte à mémoire dans un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2A est une vue en plan d'une feuille comprenant un certain nombre de modules de carte dans un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2B est une vue agrandie de l'un des modules de carte de la figure 2A ; la figure 3 est un diagramme synoptique d'un système d'implantation de fil métallique dans un mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 est une vue en perspective d'une tête d'implantation commandée par une bobine mobile dans un mode de réalisation ; et la figure 5 est une coupe de l'organe de manoeuvre à bobine mobile dans un mode de réalisation. La figure 1 représente une carte à mémoire sans contact 100 dans un mode de réalisation. La carte 100 contient une pastille 102 de circuit intégré connectée à une antenne 104 formée dans l'enroulement de fil enrobé dans une couche 106 de la carte de matière plastique. L'antenne 104 peut comprendre trois ou quatre spires de fil et elle est disposée de façon générale à la périphérie de la carte. La carte peut correspondre à la norme 14443 ou 15693 de International Standard Organization, qui est une norme internationale pour le couplage à distance des cartes sans contact. La norme ISO spécifie des caractéristiques physiques, mécaniques et électriques de la carte et les protocoles de communication entre la carte et le lecteur, sans restriction de l'architecture de la pastille de circuit intégré placée dans la carte ni de l'application de la carte. Une architecture qui a du succès pour ces cartes à mémoire sans contact est l'architecture"Mifare"et les protocoles associés mis au point par Philips Semiconductor. Des périphériques à lecteur et des unités de lecture-écriture lisent les cartes à mémoire sans contact à des hautes fréquences, en général comprises entre 10 et 15 MHz avec une faible consommation pour les lecteurs qui produisent un champ magnétique de faible intensité par une antenne d'émission, habituellement sous forme d'un enroulement. Le champ magnétique est utilise comme véhicule pour l'énergie allant du lecteur à la carte à mémoire sans contact, qui a accès à ce champ par l'antenne enroulée 104. Le lecteur récupère le signal électromagnétique de la carte à mémoire passive et le retransforme en signal électrique. Lorsque le lecteur a vérifié les erreurs et validé les données reçues de la carte à mémoire, les données sont décodées et remises à une structure permettant la transmission avec le format nécessaire à l'ordinateur hôte. Un lot de cartes à mémoire sans contact peut être fabriqué simultanément à partir d'une seule feuille 200 de matière plastique, par exemple de chlorure de polyvinyle PVC ou d'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) comme indiqué sur les figures 2A et 2B. La feuille 200 de matière plastique forme le substrat des modules 202 de carte à mémoire qui sont ensuite coupés dans la feuille 200. Des cavités sont poinçonnées dans la feuille à des emplacements qui correspondant aux modules de circuit intégré pour chaque carte de la feuille. Les modules de circuit intégré 104 sont alors placés dans les cavités et fixes en position par un adhésif. Après que la feuille a été remplie par les modules de circuit intégré, les fils d'antenne 205 des cartes sont installées. L'antenne de la carte peut être incorporée par une technique d'enfouissement dans laquelle un fil métallique isolé est chauffé et comprimé dans le substrat de la carte de matière plastique à l'aide d'un cornet de câblage par lequel le fil est introduit. Le fil chaud liquéfie la matière plastique avec laquelle il est contact. La matière plastique liquéfiée retient mécaniquement le fil métallique lorsqu'il est poussé dans un substrat. Un système à robot peut déplacer une tête d'implantation, comprenant un cornet de câblage et un organe d'avance et de coupe de fil, si bien qu'un fil chauffé est transmis de façon continue par le cornet de câblage et est incorporé dans le substrat de la carte de matière plastique lorsque la tête d'implantation est déplacée avec un dessin voulu d'antenne. Le fil, qui peut être un fil de cuivre isolé par un polyester d'environ 0, 1 mm de diamètre, peut être incorporé à des substrats de carte ayant des épaisseurs comprises entre environ 0,1 et 0,3 mm et comprenant différents types de matière plastique tels que le polycarbonate PC, le chlorure de polyvinyle PVC, l'acrylonitrile-butadiène-styrène ABS, et les téréphtalates de polyéthylène PET et PETG. La figure 3 représente un système 300 d'enfouissement de fil dans un mode de réalisation. Un organe 302 de commande transmet des signaux électriques de commande à la tête d'implantation 303 pour le réglage de la pression appliquée par le cornet de câblage au substrat de carte pendant l'enfouissement du fil. La tête d'implantation peut comprendre un capteur 304 de pression qui transmet des signaux électriques à l'organe de commande, ces signaux étant représentatifs de la pression réellement appliquée au substrat de la carte par la tête d'implantation. Comme le substrat de la carte de manière plastique et/ou le plateau de support de la cellule de travail placé au-dessous peut ne pas être parfaitement plat, il peut être nécessaire d'ajuster l'amplitude de la pression appliquée par la tête d'implantation pendant l'implantation d'une antenne. L'organe 302 de commande peut utiliser les signaux renvoyés par le capteur de pression pour l'ajustement de la pression appliquée par la tête d'implantation en temps réel, si bien que la pression est maintenue à une valeur voulue ou dans une plage voulue de pression. L'efficacité du système précité de réaction dépend en partie de la vitesse avec laquelle la tête d'implantation permet l'ajustement de la pression appliquée en fonction d'un signal de commande provenant de l'organe de commande et de la vitesse à laquelle le capteur de pression peut déterminer une pression instantanée appliquée par le cornet de câblage. Le fil métallique peut être introduit à force dans le substrat de la carte à l'aide d'un organe mécanique de manoeuvre, par exemple de type hydraulique ou à ressort. La pression appliquée par la tête d'implantation peut être réglée à l'aide de l'organe mécanique de manoeuvre afin que le cornet de câblage soit maintenu à une hauteur prédéterminée. Cependant, dans un tel système, les signaux électriques transmis par l'organe de commande pour l'ajustement de la valeur de la pression doivent être transformés en un mouvement mécanique de l'organe mécanique de manoeuvre. Un autre problème dû au réglage de hauteur pour le réglage de la pression est dû au fait qu'il peut exister des variations de surface dans la carte. Par exemple, le substrat peut être plus mince dans certaines régions que dans d'autres, par exemple avec des variations de 0,5 à 1 mm. Dans ces conditions, le cornet de câblage peut traverser le substrat en creusant des trous dans le substrat de matière plastique lorsque la tête d'implantation est déplacée suivant le dessin d'antenne. En outre, le capteur de pression peut comprendre un dispositif mécanique pour déterminer la pression, par exemple par mesure de la position relative d'un élément connecté au cornet de câblage et d'un élément fixe. Ces mesures mécaniques doivent être transformées en signaux électriques, puis renvoyées à l'organe de commande. Les transformations électriques-mécaniques prennent du temps et peuvent introduire un certain retard dans le système de réaction, pouvant ainsi réduire les performances du système et la qualité des antennes enrobées. Dans un mode de réalisation, un organe de manoeuvre commandé électriquement 305 est utilisé pour l'ajustement de la pression à la place de l'organe mécanique de manoeuvre, afin que le retard créé par les transformations électriques-mécaniques soit réduit. La figure 4 représente une tête 400 d'implantation à ultrasons commandée par une bobine mobile dans un mode de réalisation. La tête d'implantation comprend un organe 402 d'alimentation en fil et un organe 404 de coupe, un cornet de câblage 406 dans lequel le fil 408 avance, et un organe linéaire de manoeuvre 410 à bobine mobile qui règle la pression avec laquelle le cornet de câblage est poussé contre le substrat de la carte. Le cornet de câblage 406 peut être mis en vibration par un transducteur piézoélectrique à une fréquence ultrasonore, par exemple de l'ordre de 70 kHz. La vibration ultrasonore est transformée en chaleur de frottement qui chauffe le fil 404 lorsqu'il avance dans le cornet. La figure 5 représente la structure interne de l'organe 410 de manoeuvre à bobine mobile. L'organe de manoeuvre à bobine mobile utilise un champ magnétique permanent et un enroulement (conducteur) pour la production d'une force proportionnelle au courant appliqué à l'enroulement. Un enroulement tubulaire de fil 502 est placé dans un champ magnétique d'orientation radiale. Le champ est produit par des aimants permanents 504 incorporés à la périphérie interne d'un cylindre ferromagnétique 506 disposé afin que les aimants 504 tournés vers l'enroulement 502 aient tous la même polarité. Un noyau interne 504 d'un matériau ferromagnétique placé suivant l'axe central de l'enroulement et raccordé à une extrémité à l'ensemble des aimants permanents est utilisé pour fermer le circuit magnétique. La force créée axialement sur l'enroulement lorsqu'un courant circule dans celui-ci assure le déplacement relatif entre l'ensemble générateur du champ et l'enroulement. Les signaux électriques de commande provenant de l'organe de commande 300 peuvent être transformés directement en un courant de commande appliqué à l'enroulement 502. Ce réglage précis de la force permet à la tête d'implantation à bobine mobile de compenser les variations même minuscules de planéité et d'épaisseur du substrat de travail et du plateau de la cellule de travail placé au-dessous. Comme la force est proportionnelle au courant appliqué, un réglage très précis de la force peut être réalisé avec suppression du retard dû à une transformation électrique-mécanique dans un système mécanique. En outre, le courant dans l'enroulement change lorsque la pression appliquée change, par exemple en présence d'une bosse, d'un gauchissement ou d'une autre variation de surface. Le capteur de pression, qui peut être incorporé à l'organe de commande ou à l'organe de manoeuvre, peut contrôler électriquement les changements de pression par contrôle des variations du courant et transmission de cette information à l'organe de commande. Ceci permet une détection très précise de la pression sans retard introduit par la transformation mécanique-électrique dans un système mécanique. La combinaison d'un réglage précis de la pression et d'une détection précise de la pression permet au système de maintenir une pression constante pendant une opération d'implantation et de réagir plus rapidement que ne le ferait un système mécanique. L'organe 302 de commande peut être programmé afin qu'il détermine une pression différente pour des substrats de carte ayant des épaisseurs différentes et/ou formés de matières plastiques de types différents, tels que le polycarbonate PC, le chlorure de polyvinyle PVC, l'acryloni- tri1e-butadiène-styrène ABS, et les téréphtalates de polyéthylène PET et PETG. Lorsque l'antenne formée d'un fil a été enrobée, les extrémités 210 des fils d'antenne 205 sont liées au module de circuit intégré 204 pour assurer l'interconnexion électrique entre le module de circuit intégré et l'antenne dans chaque module de carte. Lorsque les interconnexions de tous les modules de carte 202 de la feuille 200 sont satisfaisantes, la feuille 200 peut être transmise pour subir une stratification. Après stratification, la feuille 200 peut être coupée en cartes à mémoire individuelles. Les opérations exécutées par le système et ses éléments peuvent être effectuées sous forme matérielle ou logicielle ou par une combinaison des deux (par exemple avec des circuits logiques programmables). Sauf indication contraire, les algorithmes incorporés au fonctionnement ne sont pas liés à un ordinateur particulier ou à un autre appareil. En particulier, diverses machines d'emploi universel peuvent être utilisées avec de programmes écrits en fonction des enseignements du présent mémoire, ou il peut être commode de construire un appareil plus spécialisé destiné à la mise en oeuvre des étapes nécessaires du procédé. Cependant, l'invention est de préférence mise en oeuvre avec un ou plusieurs programmes d'ordinateur qui s'exécutent sur des systèmes programmables comprenant chacun au moins un processeur, au moins un système de mémorisation de données (comprenant des mémoires permanentes et non permanentes et/ou des éléments de mémorisation), au moins un dispositif de saisie et au moins un dispositif de sortie. Un code de programme est appliqué aux données d'entrée pour l'exécution des fonctions décrites dans le présent mémoire et la création d'informations de sortie. Les informations de sortie sont appliquées à un ou plusieurs dispositifs de sortie, de manière connue. Chaque programme peut être développé dans un langage voulu d'ordinateur (y compris le langage machine, assembleur, à procédures de haut niveau ou de programmation orientée objet) pour la communication avec un système d'ordinateur. Dans tous les cas, le langage peut être compilé ou interprété. Chaque programme d'ordinateur est de préférence conservé dans un dispositif ou sur un support de mémorisation (par exemple ROM, CD-ROM ou un support magnétique ou optique) lisible par un ordinateur programmable d'emploi universel ou spécialisé, pour la détermination de la configuration et du fonctionnement de l'ordinateur lorsque le dispositif ou support de mémorisation est lu par l'ordinateur pour l'exécution des procédures décrites. Le système peut aussi être envisagé pour fonctionner comme support de mémorisation lisible par ordinateur, ayant un programme d'ordinateur, et le support de mémorisation ayant cette configuration provoque le fonctionnement de l'ordinateur de manière spécifique et prédéfinie pour l'exécution des fonctions indiquées. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés, appareils, systèmes et articles qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de formation d'antenne de carte à mémoire, caractérisé en ce qu'il comprend : l'application d'une pression entre un fil métallique (205) et un substrat de carte à mémoire (100) à l'aide d'un organe (305) de manoeuvre électromagnétique, et l'enfouissement du fil métallique (205) dans une antenne formée dans le substrat de carte à mémoire (100). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (305) de manoeuvre électromagnétique est un organe de manoeuvre à bobine mobile. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le contrôle du courant dans un enroulement conducteur formé dans l'organe (305) de manoeuvre, et le changement du courant dans l'enroulement en fonction du courant contrôlé. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le changement du courant comprend le maintien de la pression dans une plage voulue. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'augmentation du courant dans l'enroulement afin que la pression appliquée par l'organe (305) de manoeuvre soit accrue, et la réduction du courant dans l'enroulement pour la réduction de la pression appliquée par l'organe (305) de manoeuvre. 6. Appareil d'implantation d'un fil métallique (205), caractérisé en ce qu'il comprend : un cornet (406) de câblage, un organe (402) d'alimentation en fil destiné à faire avancer un fil dans le cornet (406) de câblage, un élément de chauffage destiné à chauffer le fil métallique (205), et un organe électromagnétique (410) de manoeuvre destiné à chasser le cornet (406) de câblage vers un substrat de carte de matière plastique. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe électromagnétique (410) de manoeuvre comprend : un boîtier qui comporte un aimant permanent, un noyau interne (504) monté de façon coulissante dans le boîtier et comprenant un matériau ferromagnétique, et un enroulement tubulaire (502) d'un matériau conducteur enroulé sur le noyau interne (504) et destiné à recevoir un courant électrique. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de chauffage comporte un transducteur à ultrasons. 9. Système d'implantation d'une antenne formée d'un fil métallique (205), caractérisé en ce qu'il comprend : un appareil d'implantation d'un fil métallique (205) qui comprend : un cornet (406) de câblage, un organe (402) d'alimentation en fil destiné à faire avancer un fil dans le cornet (406) de câblage, un élément de chauffage destiné à chauffer le fil métallique (205), et un organe électromagnétique (305) de manoeuvre destiné à chasser le cornet (406) de câblage vers un substrat de carte de matière plastique, et un organe de commande destiné à contrôler le courant dans l'enroulement et à changer le courant dans l'enroulement en fonction du courant contrôlé. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe (305) de manoeuvre électromagnétique comprend : un boîtier qui comporte un aimant permanent, un noyau interne monté de façon coulissante dans le boîtier et comprenant un matériau ferromagnétique, et un enroulement tubulaire d'un matériau conducteur enroulé sur le noyau interne et destiné à recevoir un courant électrique. 11. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système à robot connecté à l'appareil d'implantation de fil et destiné à déplacer l'appareil suivant un dessin voulu d'antenne. 12. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe de commande est destiné : à commander l'organe (305) de manoeuvre afin qu'il augmente le courant dans l'enroulement pour augmenter la pression appliquée par l'organe (305) de manoeuvre, et à réduire le courant dans l'enroulement pour réduire la pression appliquée par l'organe (305) de manoeuvre. 13. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe de commande est destiné en outre à changer le courant dans l'enroulement pour maintenir une pression voulue appliquée à l'organe (305) de manoeuvre. 14. Article comprenant un support lisible par la machine et contenant des instructions exécutables par une machine, caractérisé en ce que les instructions sont destinées à provoquer l'exécution par la machine des opérations suivantes : l'application d'une pression entre un fil métallique (205) et un substrat de carte à mémoire (100) à l'aide d'un organe électromagnétique (305) de manoeuvre, et l'enfouissement du fil d'une antenne dans le substrat de la carte à mémoire (100). 15. Article selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'organe (305) de manoeuvre commandé électromagnétiquement comprend un organe de manoeuvre à bobine mobile. 16. Article selon la revendication 14, caractérisé en ce que il comprend une instruction destinée à provoquer l'exécution par la machine des opérations suivantes : le contrôle du courant dans l'enroulement conducteur de l'organe (305) de manoeuvre, et le changement du courant dans l'enroulement en fonction du courant contrôlé. 17. Article selon la revendication 16, caractérisé en ce que les instructions destinées à provoquer un changement du courant par la machine comprennent des instructions destinées à provoquer le maintien par la machine de la pression dans une plage voulue. 18. Article selon la revendication 17, caractérisé en ce que les instructions sont destinées en outre à provoquer l'exécution par la machine des opérations suivantes : l'augmentation du courant dans l'enroulement afin que la pression appliquée par l'organe (305) de manoeuvre augmente, et la réduction du courant dans l'enroulement afin que la pression appliquée par l'organe (305) de manoeuvre diminue.