Brevet FR2961949A1 — publié le 20111230

ELEMENTS A PUCE ASSEMBLES SUR DES FILS PRESENTANT UNE AMORCE DE RUPTURE Domaine technique de l'invention L'invention est relative à des éléments à puce microélectronique, dont la plus grande dimension peut être inférieure au millimètre, que l'on solidarise à des fils, notamment pour former des chaînes plus facilement manipulables par des systèmes automatisés. Etat de la technique 10 Les figures 1A et 1B représentent une chaîne d'éléments à puce microélectronique telle que réalisée par un procédé décrit dans la demande de brevet EP2099060. La figure 1A représente un tronçon de la chaîne en vue de dessus. Plusieurs éléments à puce 10 de forme générale parallélépipédique sont solidarisés entre 15 deux fils parallèles 12a et 12b. La figure 1B représente un des éléments à puce 10 en vue de côté. L'élément est muni de deux rainures latérales dans lesquelles sont encastrés les fils 12a et 12b. Ces rainures sont éventuellement munies de plots de connexion électrique dans le cas où les fils sont conducteurs et servent à transmettre des 20 signaux électriques. Les fils 12a et 12b servent, le plus souvent, à la fois à transmettre des signaux électriques, et à solidariser entre eux les éléments à puce, de petite taille, pour former un ensemble plus facilement manipulable par des systèmes automatisés. 25 La demande de brevet W02009004243 décrit une utilisation d'une chaîne du type de la figure 1A pour réaliser des dispositifs d'émission-réception radiofréquence, servant notamment à une identification (RFID). Chaque élément à puce 10 intègre alors toutes les fonctions RFID. Les fils 12a et 12b sont coupés autour de chaque élément à puce pour constituer une antenne 30 dipôle. Cette antenne dipôle est constituée d'un brin du fil 12a partant d'un côté de l'élément à puce, et d'un brin du fil 12b partant du côté opposé de l'élément. La figure 2 représente un objet 14 auquel on a incorporé plusieurs éléments RFID 16 ainsi réalisés. L'objet 14 peut notamment être un tube que l'on veut marquer à intervalles réguliers par des éléments RFID. Les tubes, fabriqués en continu, sont destinés â être coupés à des longueurs adaptées à divers besoins. On souhaite dans ce cas que chaque longueur découpée comporte au moins un élément RFID permettant d'identifier le tube. Des éléments RFID régulièrement répartis dans des tronçons de tube plus longs pourront servir à localiser des emplacements particuliers le long du tube, ou à identifier des tronçons de tube. De façon plus générale, on peut trouver utile d'incorporer des éléments RFID de manière régulière dans un objet quelconque fabriqué en continu. Outre les tubes, on peut citer les cordages, les profilés, les tissus, les films, les bandes... L'incorporation d'une chaîne dans un objet fabriqué en continu, par exemple un tube en cours d'extrusion, ne pose pas de problème particulier si on souhaite 15 que les éléments à puce restent reliés sous forme de chaîne dans l'objet final. Un problème se pose néanmoins si on souhaite désolidariser les éléments à puce de la chaîne pour les incorporer dans l'objet, notamment dans le cas où ces éléments à puce seraient des éléments RFID. Dans un procédé automatisé d'extrusion d'un tube, par exemple, il n'est pas envisageable de désolidariser 20 les éléments à puce et les amener au niveau de l'orifice d'extrusion un par un. Les antennes des éléments à puce RFID désolidarisés posent des problèmes de manipulation. En effet, les antennes doivent rester rectilignes, et on doit donc veiller à ne pas les tordre. Résumé de l'invention 25 On cherche donc des moyens permettant d'automatiser l'incorporation d'éléments à puce désolidarisés, notamment des éléments RFID, dans un objet fabriqué en continu. Pour tendre à satisfaire ce besoin, on prévoit une chaîne comprenant plusieurs éléments à puce microélectronique solidaires d'un fil. Le fil présente des 30 entailles définissant des points de rupture préférentielle à la traction du fil. Si le fil est conducteur, les entailles peuvent être réparties de manière que la longueur de fil comprise entre un élément à puce et une entaille soit égale à une longueur d'antenne. On prévoit également un procédé d'incorporation d'éléments à puce microélectronique dans un objet, comprenant les étapes suivantes : introduire dans l'objet une chaîne comprenant plusieurs éléments à puce micro-électronique solidaires d'un fil présentant des entailles définissant des points de rupture préférentielle à la traction du fil ; et provoquer dans l'objet une traction dans l'axe de la chaîne de manière à briser le fil au niveau des entailles. Selon un développement, le procédé comprend les étapes suivantes : former io l'objet en continu à partir d'une réserve de matériau ; et introduire la chaîne d'éléments à puce dans l'objet en cours de formation. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation donnés à titre 15 d'exemples non limitatifs et illustrés à l'aide des dessins annexés, dans lesquels les figure 1A et 1 B, précédemment décrites, représentent des éléments à puce conditionnés sous forme de chaîne la figure 2, précédemment décrite, représente un objet allongé 20 incorporant des éléments à puce assurant des fonctions RFID ; la figure 3 représente un mode de réalisation de chaîne d'éléments à puce permettant une automatisation de l'incorporation des éléments dans un objet fabriqué en continu, notamment dans le cas où ces éléments intègrent des fonctions RFID ; 25 - la figure 4 illustre un procédé d'incorporation d'éléments à puce dans un objet en cours d'extrusion ; la figure 5 représente un mode de réalisation d'élément à puce permettant de réaliser une entaille dans un fil ; et - la figure 6 représente une variante de réalisation de la chaîne de la figure 30 3. 2961949 Description d'un mode de réalisation préféré de l'invention La figure 3 représente un mode de réalisation de chaîne d'éléments à puce permettant une désolidarisation des éléments par une simple traction. On retrouve, à titre d'exemple, une chaîne de même configuration que celle de la figure 1A, où des éléments à puce 10 sont solidaires par des côtés opposés de deux fils 12'a et 12'b. Les tronçons des fils 12'a et 12'b entre deux éléments 10 présentent chacun une entaille, respectivement 18a et 18b. Ces entailles définissent des points de rupture préférentielle, ou amorces de rupture délibérées, destinés à céder avant io tout autre point des fils lorsqu'on exerce une traction suffisante sur la chaîne ou les fils. On compte donc désolidariser les éléments à puce de la chaîne en exerçant une traction sur la chaîne, qui provoque la rupture contrôlée des fils au niveau des entailles. Les entailles pourront être faites de diverses manières, par exemple par un trait 15 de scie, l'enfoncement d'une lame, une corrosion partielle, ou une fusion partielle. Les entailles 18a et 18b ont été représentées au centre des tronçons de fil entre deux éléments à puce 10. Cela convient dans une situation où les fils ne jouent aucun rôle par la suite. 20 Si les fils doivent servir d'antenne dipôle à un élément RFID, on prévoit plutôt des entailles 19a et 19b des côtés opposés des tronçons de fil 12a et 12b. Ainsi, en exerçant une traction sur la chaîne, les éléments 10 se désolidarisent avec des tronçons d'antenne partant en sens opposés, comme cela est représenté pour les éléments 16 de la figure 2. Ceci sous-entend que le pas 25 des éléments 10 dans la chaîne correspond à la longueur d'antenne. Dans un cas plus général, si le pas de la chaîne est supérieur à la longueur d'antenne, on prévoit les quatre entailles 18a à 19b. Les entailles 18 définissent alors la longueur d'antenne, et les entailles 19 servent à isoler un tronçon de fil redondant. 30 La figure 4 illustre une utilisation de la chaîne à fils entaillés de la figure 3 dans un procédé d'extrusion d'un profilé ou d'un tube en matière plastique. Un dispositif d'extrusion, représenté de manière très schématique, comprend une 2.961949 réserve de matière 40 sous forme pâteuse contenue dans un réservoir sous pression 42. Ce réservoir est muni d'une buse 44 par laquelle le profilé ou tube 46 est extrudé à une vitesse constante indiquée par une flèche Ve. Une chaîne 48 d'éléments à puce du type de la figure 3 est insérée dans la pâte s en cours d'extrusion au niveau de la buse 44 à une vitesse Vi inférieure à la vitesse d'extrusion Ve. La chaîne 48 est insérée dans la pâte dans une zone où la pâte est suffisamment fluide pour l'enrober. Lorsque la pâte arrive au niveau de la buse, elle commence à se solidifier et à emprisonner la chaîne 48. La pâte subit ensuite un étirement et une accélération pour atteindre la vitesse Ve tout ~o en entraînant la chaîne 48. La chaîne étant alimentée à une vitesse inférieure à Ve, celle-ci subit, dans la zone d'accélération à la sortie de la buse, une traction qui rompt les fils au niveau de leurs entailles, comme cela est représenté. Le pas des éléments à puce que l'on retrouve dans le profilé final est proportionnel au pas de la chaîne et au rapport VeNi. 15 Le type de chaîne que l'on a représenté à la figure 4 comporte deux entailles (18, 19) dans chaque tronçon de fil entre deux éléments à puce. Ainsi, en même temps qu'on crée deux tronçons de fil de longueur souhaitée solidaires des éléments, servant par exemple d'antenne dipôle, on crée des tronçons redondants isolés. 20 Pour des raisons de clarté d'exposé, la chaîne 48 a été représentée à la figure 4 dans l'axe de l'objet extrudé 46. Dans une installation d'extrusion réelle, on ne placera probablement pas la chaîne 48 dans la réserve de matière 40, où il sera difficile de la manipulera On prévoira plutôt d'introduire la chaîne par une ouverture latérale de la buse, comme cela est connu dans des installations 25 classiques d'extrusion pour incorporer des éléments linéaires dans l'objet extrudé. On peut également envisager d'introduire la chaîne pas à pas dans l'objet. A chaque pas, on présente un nouvel élément à puce au contact de l'objet afin que l'objet l'entraîne en tirant sur les fils qui se brisent au niveau de leurs 30 entailles. Ce procédé est plus particulièrement adapté au cas d'un objet formé en continu par tissage, où un fil en cours de tissage vient emprisonner l'élément à puce de sorte qu'il est entraîné par l'objet tissé. On peut par ailleurs envisager d'incorporer une chaîne dans un objet sans briser les fils initialement. Une fois que l'objet a été produit, on l'étire dans l'axe de la chaîne en provoquant la rupture des fils au niveau de leurs entailles. Cette solution est plutôt adaptée aux procédés d'étirage où les objets subissent une déformation permanente. La figure 5 représente en vue de côté un mode de réalisation d'élément à puce 10 permettant d'entailler le fil 12 à la réalisation de la chaîne. L'élément 10 comporte une rainure dans laquelle est insérée le fil 12 (12a ou 12b). L'une des parois latérales de la rainure comporte, au niveau d'une extrémité de la rainure, une nervure acérée 50 s'étendant sur une partie de la largeur de la rainure. Cette nervure réalise une entaille dans le fil 12 au moment où celui-ci est solidarisé de l'élément à puce. En munissant les deux rainures de chaque élément à puce d'une telle nervure, on pourra réaliser les entailles 19a et 19b de la figure 3 sans étape supplémentaire. Si en outre le pas de la chaîne correspond à la longueur d'antenne souhaitée, les entailles centrales 18a et 18b sont superflues et aucune étape supplémentaire de réalisation d'entailles n'est nécessaire. En revenant à la figure 4, on a illustré que les tronçons de fil entre deux éléments à puce se brisent en deux endroits, correspondant respectivement aux entailles 18 et 19. En réalité, si le fil est libre de glisser axialement, le tronçon ne se brisera qu'au niveau d'une seule des deux entailles. La première entaille qui se brise libère la traction sur le tronçon de fil et protège la deuxième entaille. Ce comportement changera en fonction de l'adhérence entre le fil et le matériau qui l'enrobe. Si l'adhérence est forte, on parviendra à un résultat plus proche de celui illustré. La figure 6 représente une variante de chaîne d'éléments à puce permettant, si 25 cela est souhaité, de multiplier le nombre de points de rupture du fil entre deux éléments à puce, quelle que soit la nature du matériau enrobant la chaîne. Aux tronçons de fil 12 entre deux éléments à puce 10, on a solidarisé un élément d'ancrage 60. Cet élément d'ancrage pourra être réalisé de la même manière que les éléments 10, sauf qu'il ne comportera pas de puce 30 microélectronique. Les entailles 18a et 18b, qui étaient centrales dans la figure 3, sont ici déportées de part et d'autre de l'élément d'ancrage 60, sur des tronçons de fil opposés à ceux qui comportent les entailles 19. Comme à la figure 3, les entailles 18 définissent la longueur des tronçons d'antenne qui resteront solidaires des éléments à puce 10. Les tronçons de fil restants, définis par les entailles 19, resteront solidaires de l'élément d'ancrage 60 après séparation par traction. Bien entendu, les éléments d'ancrage 60, comme les éléments à puce 10, peuvent être conformes à la figure 5, c'est-à-dire comporter des nervures qui entaillent les fils à la réalisation de la chaîne. Dans ce cas, on évite toute étape supplémentaire de réalisation des entailles. Dans une situation où la chaîne est incorporée dans un matériau à forte adhérence, notamment dans le cas où on incorpore la chaîne sans la briser dans l'objet afin de la briser par la suite par une extension de l'objet, le fil 10 pourrait se briser ailleurs qu'au niveau des entailles. Pour éviter cet inconvénient, on peut enrober le fil d'un agent anti-adhésif compatible avec le matériau dans lequel on souhaite l'incorporer. De nombreuses variantes et modifications de la présente invention apparaîtront à l'homme du métier. Bien qu'on ait décrit l'incorporation de manière individuelle 15 dans un objet de chaque élément à puce d'une chaîne, on peut envisager l'incorporation dans l'objet de sous-chaînes d'éléments à puce, c'est-à-dire briser la chaîne après une pluralité d'éléments à puce au lieu de la briser après chaque élément à puce. Les fils sont alors entaillés seulement entre les sous-chaînes. 20 On a décrit à titre d'exemple des éléments à puce munis de rainures pour recevoir les fils. Les principes décrits dans la présente demande ne sont pas limités à un tel montage des fils , l'homme de l'art peut envisager de monter les fils autrement, tel que par soudure sur des plots prévus sur une face quelconque des éléments à puce. 25 REVENDICATIONS1. Chaîne comprenant plusieurs éléments à puce microélectronique (10) solidaires d'un fil (12a), caractérisée en ce que le fil présente des entailles (18a) définissant des points de rupture préférentielle à la traction du fil 2. Chaîne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fil est conducteur et la chaîne comporte des éléments à puce (10) nécessitant une antenne, les entailles (18a) étant réparties de manière que la longueur de fil comprise entre un élément à puce nécessitant une antenne et une entaille soit égale à une longueur d'antenne. 3. Chaîne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la longueur de fil entre deux éléments à puce (10) est supérieure à une longueur d'antenne, ladite longueur de fil présentant deux entailles dont l'une (18a) est à une longueur d'antenne de l'un des deux éléments. 4. Chaîne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des 15 éléments à puce munis d'une rainure dans laquelle est inséré le fil (12), la rainure comportant au voisinage de l'une de ses extrémités une arête (50) agencée pour entailler le fil lors de son insertion dans la rainure. 5. Chaîne selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend des éléments d'ancrage (60) solidaires du fil (12'a) et disposés entre les 20 éléments à puce (10) de manière que le fil présente une seule entaille (18a, 19a) entre un élément d'ancrage et un élément à puce. 6. Chaîne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend deux fils conducteurs (12a, 12b) solidaires de deux côtés opposés des éléments à puce (10), les entailles étant réparties sur les deux fils de manière à définir 25 des longueurs d'antenne partant de côtés opposés de chaque élément à puce nécessitant une antenne. 7. Chaîne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le fil est enrobé d'un agent anti-adhésif. 8. Procédé d'incorporation d'éléments à puce microélectronique dans un objet, 30 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - introduire dans l'objet (46) une chaîne (48) comprenant plusieurs éléments à puce microélectronique (10) solidaires d'un fil (12a) présentant des entailles (18a) définissant des points de rupture préférentielle à la traction du fil ; et - provoquer dans l'objet (46) une traction dans l'axe de la chaîne de manière à briser le fil au niveau des entailles. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - former l'objet (46) en continu à partir d'une réserve de matériau (40) ; et - introduire la chaîne d'éléments à puce dans l'objet en cours de formation. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la chaîne d'éléments à puce est introduite continûment à une vitesse inférieure à la vitesse de formation de l'objet. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'objet est formé par extrusion d'une matière plastique. 12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la chaîne d'éléments à puce est introduite pas à pas.