Brevet FR2823342A1 — publié le 20021011

Carte à puce coopérant avec des mémoires haute capacité pour le stockage de données Le domaine de l'invention est celui des cartes à puce et plus précisément celui des cartes de format ISO 7816. La figure 1 représente une carte à puce répondant à ce standard. Une carte 10 comprend un corps de carte 11, par exemple en ABS injecté, extrudé ou laminé, dans lequel est noyée une puce 12 (en traits pointillés). La puce 12 est apte à communiquer avec un dispositif de lecture/écriture externe grâce à un jeu de contacts affleurants 13 auxquels les bornes de la puce 12 sont raccordées. Le format de la carte 10 répond au standard ISO 7816, c'est-à-dire que sa longueur L est de 85,6 mm, sa largeur 1 est de 54 mm et son épaisseur e est de 870 ptm. De telles cartes sont notamment connues dans le domaine bancaire ou de la téléphonie. La puce 12 d'une telle carte a, pour des raisons d'encombrement, des dimensions très limitées, de l'ordre de 50 mm2, de sorte que la quantité d'informations qu'elle peut stocker est limitée à quelques Kb, classiquement 64 kbits. L'objectif de la présente invention est de fournir une carte à puce de ce format standard qui puisse stocker une quantité importante de données numériques. Ces données numériques sont par exemple des fichiers informatiques qu'un utilisateur souhaite physiquement stocker sur une carte à puce, la carte à puce remplaçant dans ce cas une disquette. Ces données peuvent également être des données compressées correspondant à un film vidéo ou à un ou plusieurs morceaux de musique. Il est également envisageable de stocker un répertoire de données accessible directement sur un ordinateur personnel. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à une carte à puce de format ISO 7816 comportant une interface de communication, la carte à puce comprenant un corps de carte laminé dans lequel est logée la puce, cette carte comportant au moins une mémoire de stockage de données coopérant avec la puce, la mémoire étant physiquement distincte de la puce et logée dans le corps de carte à un emplacement situé à distance des lignes de flexion principales de la carte et dans la fibre neutre de la carte, la puce assurant la communication de données mémorisées dans les mémoires de stockage entre l'interface et les mémoires de stockage. Dans un mode de réalisation préférentiel, la carte comporte au moins deux mémoires de stockage distinctes logées dans le corps de carte, chacune à un emplacement situé à distance des lignes de flexion principales de la carte, les mémoires étant placées sur un bus de communication. Avantageusement, la puce comporte des moyens limitant l'accès aux données stockées dans les mémoires. L'interface de communication est préférentiellement constituée par des contacts affleurants la surface de la carte, les contacts étant en contact électrique avec la puce. Dans un autre mode de réalisation, l'interface de communication est constituée par une antenne. Le bus de communication est avantageusement constitué par une encre conductrice. La carte selon l'invention comporte préférentiellement des entretoises métalliques dans les quatre coins de la carte, les entretoises métalliques étant également situées dans la fibre neutre de la carte. Ces entretoises métalliques sont avantageusement en fer doux. Dans un mode de réalisation préférentiel, les connexions électriques entre la puce et les mémoires sont constituées par une encre conductrice. Les connexions électriques entre la puce et l'interface de communication sont avantageusement constituées par une encre conductrice. Les mémoires sont avantageusement recouvertes par une fine couche de résine rigide avant lamination de la carte. La puce peut être constituée par un circuit logique programmable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels : ta figure 1 représente une carte à puce de format ISO 7816 ; les figures 2A à 2H représentent différentes étapes successives de réalisation d'une carte à puce selon l'invention ; la figure 3 La figure 1 a été décrite précédemment en référence à l'état de la technique. Les figures 2A à 2H représentent différentes étapes successives de réalisation d'une carte à puce selon l'invention. La figure 2A représente la première étape de fabrication d'une carte à puce selon l'invention. La première étape de fabrication consiste à imprimer un bus de communication 20 sur une feuille isolante 21 ayant les dimensions d'une carte à puce de format ISO. La feuille 21 est par exemple en PVC ou en PET et a une épaisseur de 300 jum. Elle est pourvue d'une fenêtre 22 découpée dans son corps, destinée à recevoir les contacts électriques de la carte. L'encre électriquement conductrice utilisée pour l'impression est par exemple une encre de marque Dupont (marque protégée) référencée E520. Le bus 20 est ici constitué de 23 pistes conductrices formant un U autour de la fenêtre 22. La figure 2B montre la deuxième étape de fabrication d'une carte à puce selon l'invention. Un ruban adhésif 23 est fixé sur la face opposée de la feuille isolante 21, à l'emplacement de la fenêtre 22. La fonction du ruban adhésif est de maintenir en place les contacts électriques de la carte, comme il sera vu par la suite. La figure 2C montre la troisième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à procéder au montage de l'interface de communication, ici constituée par des contacts affleurants la surface de la carte. La face de la feuille isolante 21 portant le bus de communication 20 est à nouveau visible. Un substrat isolant 24 portant des contacts électriques 25 (ici 8 contacts) est fixé contre l'adhésif 23 (Fig. 2B). La face du substrat non visible sur cette figure est identique à celle de la figure 1. Le substrat est par exemple en verre epoxy ou en capton. Un cordon de colle électriquement isolante 26 formant joint est ensuite dispensé entre le substrat 24 et le bord de la fenêtre pour que ce substrat soit maintenu en place lors de l'étape de lamination finale (Fig. 2H). Ce cordon de colle 26 est par exemple du Delo Photo Bond (marque déposée) référencé 4442. La figure 2D montre la quatrième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à positionner des entretoises métalliques 27 dans les quatre coins de la feuille isolante 21. Les entretoises 27 ont une épaisseur de 300 ; j. m et sont situées dans la fibre neutre de la carte. Elles sont préférentiellement en fer doux. Leur fonction est de conférer à la carte, une fois celle-ci assemblée, une certaine rigidité mettant les éléments qu'elle contient à l'abri d'une destruction par pliage de la carte, tout en conservant une souplesse suffisante pour que les entretoises 27 ne viennent pas briser les feuilles extérieures à la carte en cas de flexion de celle-ci. Les entretoises 27 sont maintenues en place par collage afin qu'elles ne se déplacent pas pendant l'opération de lamination finale. La figure 2E montre la cinquième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à positionner et coller la puce et les mémoires de stockage de données sur le bus de communication 20. Dans le mode de réalisation représenté, une puce 28 et sept mémoires 29 de stockage de données sont positionnées et collées sur le bus de communication 20. La puce 28 et les mémoires 29 ont une épaisseur de 100 pm et sont placées dans le corps de carte à des emplacements situés à distance des lignes de flexion principales de la carte et dans la fibre neutre de cette carte. La figure 3 montre la coupe d'une carte comportant un circuit intégré, cette coupe faisant apparaître la fibre neutre. La fibre neutre est définie comme étant le plan compris au milieu des plans formant les surfaces extérieures de la carte. Sur la figure 3, un circuit intégré 40 est compris dans la fibre neutre d'une carte 41, c'est à dire qu'il est exactement placé au centre de la carte 41. La figure 4 montre les lignes de flexion principales d'une carte 41 vue de dessus. Ces lignes, référencées 42 et 43, correspondent à des lignes de brisure, c'est-à-dire à des zones particulièrement sollicitées en flexion par les utilisateurs de cartes. La puce et les mémoires de stockage selon l'invention sont placées à distance de ces lignes de flexion principales, à l'extérieur des zones hachurées, afin d'éviter leur détérioration. De retour à la figure 2E, la puce 28 est par exemple constituée par un circuit logique programmable (FPGA en anglais-Field-Programmable Gate Array), c'est-àdire par des portes logiques dont les fonctions et interconnexions peuvent être définies par programmation. Les mémoires 29 sont identiques entre-elles et possèdent chacune une capacité de 300 Moctets. Le collage de la puce 28 et des mémoires 29 est de préférence réalisé avec une colle UV non conductrice. Une telle colle s'active lorsqu'un rayonnement UV lui est appliqué et sa polymérisation complète est obtenue au bout de quelques heures. Dans un mode de mise en oeuvre préférentiel, la colle UV utilisée est une colle Delo Photo Bond 4442 (marque déposée). Toutes les tranches de la puce et des mémoires sont isolées pour ne pas que l'étape suivante ne provoque de courtscircuits. La figure 2F montre la sixième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à dispenser une colle conductrice entre d'une part les contacts de la puce et des mémoires et d'autre part les pistes du bus de communication 20. La colle conductrice utilisée pour cette opération est par exemple une colle Johnson Mattey A1340. Une telle colle est couramment appelée Silver glue en terminologie anglo-saxonne. Des cordons de colle conductrice 30 sont déposés entre les contacts des mémoires 29 et les pistes conductrices, de manière à les connecter électriquement. La puce 28 subit la même opération et est reliée, également par dispense de colle conductrice, aux contacts 25. La polymérisation de la colle est obtenue par étuvage de l'ensemble pendant 24 heures à une température de 100oC. Toutes les connexions électriques sont de ce fait réalisées. La figure 2G montre la septième étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à protéger la puce 28 et les mémoires 29 par une résine de protection. Une résine de protection 31 rigide (d'épaisseur d'environ 10 lit) est déposée par dispense sur les différents composants constituant l'électronique de la carte. Cette résine est par exemple de type E505 Epotecny. Son durcissage est obtenu par étuvage pendant 24 heures à une température de 60OC. La figure 2H montre la dernière étape de fabrication de la carte selon l'invention. Cette étape consiste à dispenser un matériau de remplissage sur le dispositif de la figure 2G, cette matière de remplissage étant par exemple du polyuréthane 32, et à laminer une feuille de recouvrement 33 sur l'ensemble. Cette lamination est donc une lamination à froid. Enfin, l'adhésif 23, présent sur la face non visible de la carte de la figure 2H, est enlevé. Le procédé de fabrication décrit ci-dessus peut bien entendu subir des modifications. A titre d'exemple, la puce 28, si sa taille le permet, peut être fixée directement sur le substrat 24 et reliée par dispense de colle conductrice au bus de communication 20 et aux contacts 25. D'autres matériaux que ceux donnés en exemple ci-dessus peuvent être utilisés mais il est essentiel que les liaisons électriques soient réalisées par dispense de colle conductrice. La puce 28 assure la communication des données entre l'interface, ici constituée par des contacts 25 et les mémoires de stockage 29. Elle joue donc un rôle d'interface et assure également les différentes fonctions habituellement demandées à un microprocesseur (adressage, lecture, écriture,...). Cette interface peut notamment comporter des moyens limitant l'accès aux données stockées dans les mémoires 29. A ce titre, un code confidentiel peut être demandé pour écrire et/ou lire les données mémorisées. Dans un autre mode de réalisation non représenté, l'interface de communication est constituée par une antenne. La lecture des données mémorisées dans les mémoires 29 ou l'écriture de données dans ces mémoires est alors réalisée sans contact, par induction électromagnétique. Le protocole de communication des données avec un dispositif de lecture/écriture est préférentiellement un protocole rapide de type MMC (Multi Media Card) Une application préférentielle de la carte selon l'invention est le stockage de données relatives à un film vidéo. Une capacité de stockage de l'ordre de 2 Goctets, obtenue à l'aide de 7 mémoires flash de 300 Moctets chacune, permet en effet de stocker jusqu'à 1 heure de film vidéo. Une compression des données mémorisées est également possible, afin que celles-ci occupent moins d'espace mémoire. Il est également possible d'envisager d'intégrer un afficheur sur une des faces externes de la carte selon l'invention, afin que l'utilisateur puisse directement visualiser le film stocké dans les mémoires 29. Des touches de contrôle sont dans ce cas prévues sur le corps de carte. REVENDICATIONS 1. Carte à puce de format ISO 7816 comportant une interface (25) de communication, ladite carte à puce comprenant un corps de carte laminé dans lequel est logée ladite puce (28), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une mémoire (29) de stockage de données coopérant avec ladite puce (28), ladite mémoire (29) étant physiquement distincte de ladite puce (28) et logée dans ledit corps de carte à un emplacement situé à distance des lignes (42,43) de flexion principales de ladite carte et dans la fibre neutre de ladite carte, ladite puce (28) assurant la communication de données mémorisées dans lesdites mémoires (29) entre ladite interface (25) et lesdites mémoires de stockage (29). 2. Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux mémoires (29) de stockage distinctes logées dans ledit corps de ladite carte, chacune à un emplacement situé à distance des lignes (42,43) de flexion principales de ladite carte, lesdites mémoires (29) étant placées sur un bus de communication (20). 3. Carte selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite puce (28) comporte des moyens limitant l'accès aux données stockées dans lesdites mémoires (29). 4. Carte selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite interface de communication est constituée par des contacts (25) affleurants la surface de ladite carte, lesdits contacts (25) étant en contact électrique avec ladite puce (28). 5. Carte selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite interface de communication est constituée par une antenne. 6. Carte selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que ledit bus (20) de communication est constitué par une encre conductrice. 7. Carte selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des entretoises (27) métalliques dans les quatre coins de ladite carte, lesdites entretoises (27) métalliques étant situées dans la fibre neutre de ladite carte. 8. Carte selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lesdites entretoises (27) métalliques sont en fer doux. 9. Carte selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les connexions électriques entre ladite puce (28) et lesdites mémoires (29) sont constituées par une encre conductrice. 10. Carte selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les connexions électriques entre ladite puce (28) et ladite interface de communication (25) sont constituées par une encre conductrice. 11. Carte selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que lesdites mémoires (29) sont recouvertes par une fine couche (31) de résine rigide avant lamination de ladite carte. 12. Carte selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite puce (28) est constituée par un circuit logique programmable.