Brevet FR2830355A1 — publié le 20030404

Procédé d'établissement d'une connexion électrique entre les composants d'une carte à support de données Description L'invention concerne un procédé pour établir une connexion électrique entre les composants d'une carte à support de données fabriquée selon le procédé de moulage par injection, les composants disposant de surfaces de contact correspondantes qui. en vue de l'établissement de la connexion électrique, sont recouvertes au moins d'un côté d'un matériau de contact dont la consistance est modifiée par la chaleur. Les cartes à support de données à composants électroniques tels que des modules à puce, des affichages, des éléments de contact galvaniques ainsi que des éléments fonctionnels agencés à l'intérieur de la carte à support de données comme les bobines sont connues depuis assez longtemps déjà et sont mises en oeuvre sous des formes de réalisation diverses comme les cartes d'identité, cartes bancaires, cartes de garantie de chèque et autres dispositifs analogues. On connaît dans t'état de la technique différents procédés aussi bien pour la fabrication de telles cartes à support de données que, en particulier, pour la connexion électrique des composants agencés sur la carte à support de données. C'est ainsi que les surfaces de contact présentes sur les composants peuvent être reliées les unes aux autres, par exemple, à l'aide de fils de connexion. Une autre possibilité de réalisation des contacts consiste par exemple à pourvoir, sur ses surfaces de contact, un module à puce à mettre en oeuvre dans une carte à support de données, d'une substance adhésive thermofusible conductrice sous la forme d'une goutte et ensuite, à introduire le module à puce ainsi préparé dans une cavité existante de la carte à support de données, cette cavité contenant également les surfaces de contact d'autres composants électroniques qui sont reliés par exemple à des spires de bobine agencées à l'intérieur des cartes à support de données. La connexion des surfaces de contact entre elles se déroule dans le cadre du processus de refroidissement de l'adhésif conducteur qui, en raison de sa composition chimique, durcit pendant son refroidissement. L'inconvénient avec le procédé décrit pour établir les contacts électriques des composants est par exemple que les cartes à support de données réalisées par moulage par injection lors d'un processus préalable de fabrication doivent être usinées de telle sorte que les surfaces de contact présentes à l'intérieur de la cavité prévue pour le module à puce doivent d'abord être dégagées ou que l'ensemble de la cavité doit être intégré par fraisage dans la carte à support de données, terminée pour le reste. Les deux étapes du procédé sont relativement lourdes en raison de la précision requise par l'usinage et elles sont donc très coûteuses. Le but de la présente invention est par conséquent de procurer un procédé du type générique qui, en raison de la séquence de ses opérations, simplifie l'établissement des contacts entre les composants présents sur la carte à support de données et contribue par-là à rendre plus économique la fabrication des cartes à support de données. Ce but est atteint selon l'invention par l'enseignement technique révélé dans la partie caractérisant, considéré conjointement avec les particularités génériques du procédé. L'idée de base de l'invention consiste en l'occurrence à procéder au revêtement des surfaces de contact des composants à relier entre elles avant le processus de moulage par injection, puis à positionner les surfaces de contact à l'intérieur du moule formant outil de moulage par Injection pour la carte à support de données de manière à ce qu'elles se touchent et à réaliser une connexion électrique durable entre les surfaces de contact par l'apport de chaleur de la matière à mouler injectée dans le moule de moulage par injection. La chaleur fournie, pendant le processus de moulage par injection, par la matière synthétique liquide introduite peut ainsi servir également à l'établissement de la connexion électrique entre les composants faisant partie de la carte à support de données et offre donc l'avantage de réduire la durée du processus de fabrication et de faire l'économie d'étapes opérationnelles séparées ultérieures. Des formes de réalisation spéciales de l'objet de l'invention découlent des particularités des revendications dépendantes, prises conjointement avec l'enseignement technique de la revendication principale. Le procédé selon l'invention est particulièrement facile à réaliser pour des composants à relier entre eux qui ont été réalisés, d'une part, sous la forme d'un module à puce qui est pourvu de queues de contact qui présentent à leur extrémité libre la surface de contact nécessaire, et, d'autre part, sous la forme d'un élément fonctionnel comme, de préférence, une bobine, la bobine étant agencée de manière à reposer par ses surfaces de contact sur une étiquette de support. Le module à puce est pour ce faire positionné par un piston d'amenée à l'intérieur du moule formant outil de moulage par injection et y est maintenu par dépression pendant le processus de moulage par injection. Les substances de contact conductrices convenant au procédé selon l'invention sont en particulier les adhésifs thermofusibles conducteurs que la chaleur apportée par la matière à mouler par injection pendant le processus de moulage par injection fait fondre et qui, après l'achèvement du moulage par injection, établissent suite å leur fusion une connexion intime entre les surfaces de contact à relier. De plus, il peut être judicieux d'utiliser un adhésif conducteur qui, en raison de la chaleur apportée par la matière à mouler par injection, durcit et forme ainsi une connexion fixe entre les surfaces de contact. En variante, on peut envisager d'exploiter la chaleur disponible pour faire fondre une matière à braser qui aura été appliquée sur l'une des deux surfaces de contact correspondantes avant le début du processus de moulage par injection. Les métaux à bas point de fusion destinés à être utilisés dans le procédé selon l'invention peuvent être en particulier l'alliage dit de Wood dans une composition habituelle de 50 % de Bi, de 25 % de Pb, de 12, 5 % de Sn et de 12, 5 % de Cd ou l'alliage de Rose, l'alliage de Wood ayant un point de fusion compris entre 60 oc et 70 et l'alliage de Rose, un point de fusion d'environ 94 C. Si on le désire, le point de fusion pourra être aisément relevé ou abaissé par modification de la composition. Ci-après, le déroulement du procédé selon l'invention est présenté en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 montre une représentation en coupe du moule formant outil de moulage par injection avant l'introduction d'un module à puce ; la figure 2 montre le moule formant outil de moulage par injection pendant le processus d'introduction du module à puce ; la figure 3 montre une représentation en coupe du moule formant outil de moulage par injection après le positionnement final du module à puce ; la figure 4 montre une représentation en coupe du moule formant outil de moulage par injection pendant le processus de moulage par injection, et la figure 5 montre une représentation agrandie de la zone de contact entre un élément fonctionnel présent à l'intérieur de la carte à support de données et le module à puce introduit. Le moule formant outil de moulage par injection représenté à la figure 1 se compose pour l'essentiel d'un côté injection 1 ainsi que d'un côté fermeture 2 disposé par-dessus ; dans les deux demi-moules 1,2 de l'outil de moulage par injection, une cavité est ménagée pour qu'un espace vide 3 ayant les dimensions de la carte à support de données soit formé lorsque le moule est fermé. Le côté fermeture 2 de l'outil de moulage par injection possède un orifice 4 par lequel un module à puce 5 peut être introduit dans le moule formant outil de moulage par injection. Le module à puce 5 est fabriqué au cours d'un processus de montage distinct et se compose pour l'essentiel d'un élément de support 6 sur lequel une puce 7 aussi bien que plusieurs broches de contact 8 sont fixées sur une face plate. L'élément de support 6 possède sur sa face inférieure orientée vers la puce 7 et les broches de contact 8 des circuits conducteurs non représentés de manière plus détaillée sur le dessin par lesquels les broches de contact et le module à puce sont reliés entre eux moyennant l'insertion de fils de connexion 9. Pour protéger la puce 7 ainsi que les fils de connexion 9, ces deux composants sont recouverts par une éminence en forme de dôme en matériau d'enrobage 10. Les broches de contacts sont de préférence faites en métal, présentent un diamètre circulaire et sont soudées aux circuits conducteurs présents sur l'élément de support 6 ou y sont collées au moyen d'une substance adhésive conductrice. La figure 1 montre en complément que, à l'intérieur de l'espace vide 3 du moule formant outil de moulage par injection, il y a déjà, insérée dans la zone inférieure par rapport à l'orifice 4, ce qu'on appelle une étiquette de support 13 sur ou dans laquelle se trouve, au titre d'élément fonctionnel, une bobine non représentée de manière plus détaillée sur le dessin. Cette bobine possède des surfaces de contact 11 qui sont prévues pour être connectées aux surfaces de contact 12 situées à J'extrémité libre des broches de contact 8. Avant l'insertion du module à puce 5 dans le moule formant outil de moulage par injection, les surfaces de contact 12 sont de préférence recouvertes d'un matériau de contact tel que, par exemple, un adhésif thermofusible. A l'intérieur du moule formant outil de moulage par injection se trouve en plus, sur la face supérieure opposée à l'étiquette de support 13, une autre étiquette 14 qui, de manière analogue à l'orifice 4 du côté fermeture 2, possède une ouverture 15. La figure 2 montre que par le creux formé par l'orifice 4 et l'ouverture 15, le module à puce 5 est introduit au moyen d'un dispositif d'amenée approprié. Le module à puce 5 est maintenu pour ce faire sur le dispositif d'amenée par dépression par exemple. Le processus d'introduction dans le moule formant outil de moulage par injection est terminé lorsque les broches de contact 8 touchent par les surfaces de contact 12 agencées à leur extrémité libre les surfaces de contact 11 de l'étiquette de support 13. Ce stade du procédé est illustré par la représentation de la figure 3. Une fois le positionnement du module à puce 5 achevé, le module à puce est maintenu dans la position dessinée et alors débute l'injection du matériau à mouler par injection 16 dans l'espace vide 3 du moule formant outil de moulage par injection. Le matériau à mouler par injection 16 baigne au cours du processus de moulage par injection les surfaces de contact 12 recouvertes de matériau de contact, les broches de contact 8 ainsi que t'éminence en matériau d'enrobage 10. Eu égard aux propriétés du matériau à mouler par injection, il est nécessaire pour l'injecter de le chauffer afin que, suite à la liquéfaction ainsi provoquée, tout l'espace vide 3 du moule formant outil de moulage par injection puisse être rempli de matériau en un bref laps de temps. L'énergie calorifique de la matière synthétique injectée se transmet naturellement aux broches de contact 8, baignées de matière synthétique, et à leurs surfaces de contact 12 ainsi qu'aux surfaces de contact 11 qui y sont reliées. Comme l'une de ces deux surfaces de contact 11,12 est recouverte du matériau de contact 17 dont la consistance est modifiée par la chaleur, l'apport d'énergie calorifique basé sur l'introduction du matériau à mouler par injection conduit à une fusion de la couche de matériau de contact appliquée de telle sorte qu'une liaison intime apparaît entre les surfaces de contact 11 et 12. Comme le matériau de contact 17 enrobe des composants électroconducteurs et qu'il durcit après refroidissement du matériau à mouler par injection, après que la carte à support de données finie a été retirée du moule formant outil de moulage par injection, une connexion électroconductrice est créée entre le module à puce et l'élément fonctionnel sans qu'il faille exécuter des étapes de procédé séparées à la suite du processus de moulage par injection pour la carte à support de données. La figure 5 montre enfin encore une fois, à une échelle agrandie, la zone d'établissement des contacts électriques entre la surface de contact 12 d'une broche de contact 8 et la surface de contact 11 correspondante de l'étiquette 13. Il est déterminant pour la réussite de la formation des contacts entre les éléments correspondants que les propriétés du matériau de contact 17 soient adaptées à l'énergie calorifique fournie par le matériau à mouler par injection 16. Il existe pour cela diverses variantes. D'une part, il est possible de choisir les propriétés du matériau de contact de telle sorte que, en raison de la température de la matière synthétique injectée, le matériau de contact conducteur forme une connexion avec les surfaces de contact électriques 11, 12. De plus, il est possible en variante de sélectionner des matériaux de contact appropriés qui établissent déjà une connexion électrique entre les surfaces de contact 11, 12 correspondantes à une température relativement basse de la matière synthétique injectée. Les matériaux de contact qui conviennent selon les exigences des variantes précitées, sont ce qu'on appelle les adhésifs thermofusibles conducteurs ou les matières adhésives conductrices qui, sous apport d'énergie calorifique, durcissent et établissent ainsi une connexion durable entre les surfaces de contact 11 et 12. On peut de surcroît envisager d'appliquer des matières à braser appropriées sur l'une des deux surfaces de contact 11,12 sous la forme d'un revêtement plan ou de points de brasage sphériques. Naturellement, on peut également envisager de recouvrir les deux côtés en vis-à-vis des surfaces de contact 11, 12 pour obtenir une formation encore meilleure des contacts électriques. Liste des références numériques 1. Côté injection 2. Côté fermeture 3. Espace vide 4. Orifice 5. Module à puce 6. Elément de support 7. Puce 8. Broche de contact 9. Fil de connexion 10. Matériau d'enrobage 11. Surface de contact 12. Surface de contact 13. Etiquette de support 14. Etiquette 15. Ouverture 16. Matériau à mouler par injection 17. Matériau de contact Revendications 1. Procédé d'établissement d'une connexion électrique entre les composants d'une carte à support de données fabriquée par le procédé de moulage par injection, les composants disposant de surfaces de contact correspondantes qui, en vue de l'établissement de la connexion électrique, sont recouvertes au moins d'un côté d'un matériau de contact dont la consistance est modifiée par la chaleur, caractérisé en ce que le revêtement (17) des surfaces de contact (11, 12) des composants est appliqué avant le processus de moulage par injection, en ce que les surfaces de contact (11, 12) des composants sont ensuite positionnées à l'intérieur du moule formant outil de moulage par injection (1, 2) pour la carte à support de données de manière à ce qu'elles se touchent, et en ce que l'apport de chaleur destiné à établir la connexion électrique durable entre les surfaces de contact (11, 12) est ensuite fourni par le matériau à mouler par injection (16) injecté dans le moule formant outil de moulage par injection (1,2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants à interconnecter sont, d'une part, un module à puce (5) qui est pourvu de broches de contact (8) qui présentent à leur extrémité libre la surface de contact (12) nécessaire, et d'autre part, un élément fonctionnel comme, de préférence, une bobine, la bobine étant agencée de manière à reposer par ses faces de contact (11) sur une étiquette (13). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module à puce (5) est maintenu dans sa position à l'intérieur du moule formant outil de moulage par injection (1,2) par dépression pendant le processus de moulage par injection. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de contact est un adhésif thermofusible conducteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de contact est un adhésif conducteur durcissant sous l'influence de la chaleur. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de contact est un matériau à braser. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de contact est l'alliage de Wood. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de contact est l'alliage de Rose.