Brevet FR3017712A1 — publié le 20150821

La présente invention concerne les méthodes de mesure ou de tests des caractéristiques physiques des documents électroniques, tels que des cartes, dont les caractéristiques sont spécifiées dans la norme ISO 7810 et ISO 7816. Plus précisément la présente invention porte sur les tests de résistance à l'arrachement ou à la rupture des attaches reliant une carte attachée dans un support de format supérieur à celui de la carte. Une carte à puce (on parle aussi de carte à microcircuit) est une entité électronique comportant un microcircuit rendu solidaire d'un support dont la forme et les dimensions sont en pratique définies par des normes, de manière à permettre leur implantation dans des appareils destinés à recevoir de telles entités. De telles cartes à puce ont principalement eu, dans le passé, un format dit « carte de crédit » ou ID-1 (on utilise parfois la désignation de 1 FF pour « premier facteur de forme »), mais des formats plus petits ont eu tendance à se généraliser, notamment pour des applications téléphoniques (minicartes GSM de format ID-000, parfois désigné par 2FF ), voire plus récemment des minicartes encore plus petites (par exemple les minicartes parfois appelées microcarte, ou mini-UICC, dont le format est aussi désigné par 3FF). En pratique les petites cartes sont fabriquées, y compris du point de vue de l'implantation de fonctions, au sein d'un support plus grand, par exemple au sein de supports ayant le format ID-1, en étant entourées de prédécoupes tout en étant attachées au support par des attaches destinées à être ultérieurement rompues, le plus souvent au moment de la mise en service. Il est apparu nécessaire de contrôler la fabrication de ces attaches, notamment vérifier la qualité des attaches et la reproductibilité du procédé de fabrication de ces attaches. A cet effet, il est connu, de l'art antérieur, de contrôler la qualité des 1 attaches, c'est-à-dire leur résistance à la rupture, par un détachage manuel de la carte de son support. Un contrôle visuel permet alors de juger de la qualité des attaches avec observations des bavures et déformations de ces dernières. Toutefois ces méthodes ne permettent pas d'avoir d'informations précises sur la résistance de chacune des attaches prises indépendamment. Afin de contrôler les étapes de prédécoupe et de poinçonnage des cartes et afin de contrôler si les forces de ruptures sont sensiblement similaires pour chaque carte, il est apparu judicieux de contrôler, lors de la fabrication des cartes, la résistance à l'arrachement de chacune des attaches de manière indépendante. L'opération de contrôle consiste alors à mesurer quantitativement la force nécessaire pour l'arrachement de chacune des attaches, sans favoriser l'ordre de cassure des attaches. A cet effet la présente invention propose un procédé de mesure de la résistance des attaches reliant une carte à un support, le support s'étendant dans un premier plan, la carte étant maintenue au support au moyen d'au moins une première et une deuxième attaches, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de positionnement de la carte et de son support entre un moyen de transmission et une matrice de sorte que la carte soit en vis-à-vis du moyen de transmission, puis application d'une première force croissante sur la carte par le moyen de transmission selon une direction perpendiculaire au premier plan au voisinage de la première attache jusqu'à rupture de ladite attache, la carte s'étendant alors dans un plan incliné par rapport au premier plan, puis déplacement du moyen de transmission de la force vers une position dans laquelle il est adapté à exercer une force perpendiculaire au plan incliné de la carte, au voisinage de la deuxième attache, application d'une deuxième force croissante selon la direction perpendiculaire au deuxième plan au voisinage de la deuxième attache jusqu'à rupture de la deuxième attache, mesure des forces appliquées lors des étapes précédentes de sorte à mesurer de manière indépendante la valeur de résistance à la rupture nécessaire à la rupture de chacune des attaches. 2 Grâce à ces dispositions, le test permet de mesurer la résistance à la rupture de chacune des attaches, prises de manière indépendante. Ce procédé va permettre de mesurer les forces nécessaires pour que la carte pré-coupée puisse être extraite de son support. Il en ressort des valeurs permettant d'évaluer la bonne pénétration des lames dans le corps de carte lors de l'étape de fabrication de la carte dans son support, et de vérifier la bonne reproductibilité du procédé de fabrication. Grâce à ces dispositions, les cartes d'un lot contrôlé présentent une résistance à la rupture permettant d'assurer un détachement facile par l'utilisateur. Selon d'autres caractéristiques : - les forces appliquées sont mesurées en continu pendant les étapes de mesure, - l'application d'une force croissante selon la direction perpendiculaire au deuxième plan est réalisée après orientation du moyen de transmission selon l'angle d'inclinaison du deuxième plan, de sorte à appliquer une force selon une direction perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la carte, - la première force est appliquée au voisinage de l'attache la moins résistante à la rupture. L'invention concerne aussi une outil pour la mise en oeuvre du procédé de test de résistance à l'arrachement. L'outil comporte une matrice et un moyen de transmission d'une force disposés en face l'un de l'autre, et entre lesquels la carte et son support sont destinés à être positionnés, le moyen de transmission de la force étant monté articulé à l'extrémité d'un bras s'étendant selon la direction perpendiculaire au premier plan. Selon d'autres caractéristiques : - le moyen de transmission de la force est un poinçon présentant une face inférieure d'appui adaptée à venir en contact avec la carte, 3 - la face inférieure d'appui présente des dimensions sensiblement égales à celles de la carte, - le moyen de transmission de la force est constitué d'un ensemble de doigts montés solidaires sur une tige, elle-même monté articulée au bras, les doigts étant agencées pour être disposées au voisinage des attaches, - en position de repos, la tige s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe du bras, et les doigts s'étendent selon une direction parallèle à l'axe du bras, - la liaison articulée à l'extrémité du bras est une liaison pivot, - la liaison articulée à l'extrémité du bras est une liaison rotule, - le moyen de transmission est monté articulé selon un angle inférieur ou égal à 2,5° par rapport à la direction perpendiculaire au plan initial, - la matrice est située à une distance de lmm du poinçon dans le premier plan. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels : Les figure 1 à 3 représentent une vue schématique de l'outil selon l'invention respectivement en position initiale, en position intermédiaire et en position finale, La figure 4 représente les courbes de valeur de l'effort nécessaire à la rupture des attaches de la carte illustrée sur les figures 1 à 3, La figure 5 représente une vue schématique de détail de l'outil, La figure 6 est une vue partielle de dessus d'une carte à laquelle on applique le test selon la présente invention. Dans la description qui suit les termes horizontaux et verticaux sont utilisés selon leur sens habituel. Mais ils ne sont nullement limitatifs et ne sont donnés qu'à titre d'exemple afin de faciliter la compréhension de la présente invention. 4 La figure 6 représente une vue partielle d'un support 10 et d'une carte 12 à laquelle on applique un procédé de mesure selon l'invention. La carte 12 présente un format ID-000 (ou format SIM) spécifié dans la norme ISO/IEC 7810 et ISO/IEC 7816. Ce format présente une forme sensiblement rectangulaire de dimension 15*25mm pour une épaisseur de 0,76+/-0,8mm. Il est habituel de fabriquer ces cartes à partir d'un format ou support 10 de plus grande dimension tel que le format ID-1 qui correspond au format bancaire usuel spécifié dans la norme ISO/IEC 7810 ou 7816 présentant les dimensions 54*85,6mm et d'épaisseur 0,76+/-0,08mm. La carte 12 de format ID-000 est découpée dans le support 10 lors d'une étape de poinçonnage au cours de laquelle est formée la prédécoupe réalisée le long d'un contour 18 extérieur de la carte 12 de format ID-000. La carte de format ID-000 est alors maintenue dans son support 10 par des attaches 14, 16. Il existe divers formes d'attaches 14, 16, chacune présentant diverses caractéristiques de résistance à l'effort. De même il existe plusieurs manières de les positionner autour de la carte SIM (ID-000). Notamment il est connu de réaliser des attaches de type prédécoupe 14 longeant le contour de la carte 12 SIM et consistant à réaliser deux entailles en vis-à-vis dans l'épaisseur de la carte 12, de sorte à laisser une fine quantité de matière servant à relier la carte 12 de format ID-000 au support 10 de format plus grand. Il est aussi connu des attaches 16 plus courtes réalisées lors de l'étape de découpe par poinçonnage formant le contour 18 de la carte 12. Ces attaches sont formées par la matière non découpée lors de l'étape de poinçonnage. Il existe une grande variété de forme et de dimension de ce type d'attache courtes. Selon une variante de réalisation ces attaches courtes 16 présentent une zone de prédécoupe. La présente invention porte sur la mesure des caractéristiques de résistance de ces attaches 14, 16. Usuellement, la carte 12 SIM est maintenue au moins en trois points de liaison. Ces trois points de liaison sont formés respectivement par une attache de prédécoupe 14 équivalente à deux points de liaison et une attache plus courte 16 5 équivalente à un point de liaison. Grâce à ces dispositions, la carte 12 est maintenue dans le plan du support 10, qui sera désigné dans la suite de la description comme le plan initial horizontal. Grâce aux trois points de liaison, la carte est maintenue dans son support malgré les contraintes mécaniques importantes auxquelles elle est soumise lors des étapes de fabrication. Il est apparu nécessaire de mesurer la résistance à la rupture des attaches pour en déduire la bonne pénétration des lames de la machine découpant les attaches. A cet effet la présente invention propose un procédé de mesure ou de test de résistance à l'arrachement des attaches. Le procédé consiste à appliquer une première force croissante au voisinage d'une première attache et de mesurer la valeur de la force appliquée jusqu'à rupture de ladite première attache. La première force croissante est appliquée par des moyens connus de l'homme du métier dans au moins une zone de la carte située à proximité de la première attache. Cette zone peut être choisie comme représentant approximativement au moins 10% de la surface de la carte de sorte à ne pas rompre la deuxième attache. Puis les étapes décrites précédemment sont répétées pour la deuxième attache. Un exemple de mise en oeuvre du procédé va être décrit plus en détail ci-dessous. Le test est mis en oeuvre par une machine de compression. La carte 12 et le support 10 sont positionnés dans la machine de compression pour tester la résistance à la compression des attaches 14, 16. Ces machines de compression comportent habituellement un bâti (non représenté) sur lequel est monté un module de compression. Le module de compression comprend un système motorisé auquel est relié un bras 20 à l'extrémité duquel est relié un moyen d'appui ou moyen de transmission 22 des forces. Le bras s'étend le long d'un axe sensiblement vertical perpendiculaire au plan initial. Des capteurs de force et de déplacement sont reliés à un système d'affichage et/ou de sauvegarde non représentés et mesurent en instantané les valeurs de force appliquées. Il est alors possible de dessiner la courbe d'essai force/temps telle qu'illustrée sur la figure 4 annexée. 6 La machine de compression comporte en outre une matrice 24 disposée en regard du moyen de transmission de force. La carte 12 attachée à son support 10 est positionnée entre la matrice 24 et le moyen de transmission 22 comme visible sur la figure 1 de sorte que la carte 12 de format SIM soit disposée en vis-à-vis du moyen de transmission 22, le support 10 restant étant positionné sur la matrice 24. Le moyen de transmission 22 présente une face inférieure 26 venant en contact avec la carte 12 SIM. De préférence, la face inférieure 26 présente des dimensions sensiblement égales ou inférieures aux dimensions de la carte 12 SIM de sorte à pouvoir répartir l'effort exercé sur l'ensemble de la surface de la carte 12. Le moyen de transmission 22 de la force est adapté à prendre appui contre la surface de la carte d'une part et est relié d'autre part au bras 20 asservi au système motorisé permettant d'appliquer un effort de compression sur la carte SIM. La force appliquée est augmentée de façon continue. Le support 10 est en appui sur la matrice 24. Ainsi les attaches 14, 16 disposées entre le support et la carte 12 sont soumises initialement à un effort de cisaillement. Le moyen de transmission 22 prolongeant le bras 20 est monté sur ce dernier par une liaison articulée. Cette liaison articulée peut être une liaison pivot permettant la rotation du moyen de transmission autour d'un axe déterminé ou bien une liaison rotule permettant la rotation du moyen de transmission 22 articulé selon les trois directions. Le procédé mis en oeuvre par l'outil décrit précédemment fonctionne de la manière suivante. Après avoir positionné la carte 12 et son support 10 dans la machine, cette dernière est activée. Le système motorisé entraîne le bras 20 et le moyen de transmission 22 en appui contre la carte 12. Le système motorisé permet d'appliquer une force croissante en continu. Au début du procédé de test, la force est orientée parallèlement à l'axe du bras 20 selon une direction perpendiculaire au plan de la carte. Cette force est appliquée en chaque point de contact de la face inférieure 26 sur la carte 12 de manière homogène. Lorsque la force atteint une valeur seuil minimum 7 Flmin, l'attache la moins résistante se déforme et s'allonge alors que la deuxième attache, plus résistante, ne se déforme pas. Il en résulte que la carte 12 s'oriente dans un plan incliné défini.. Le moyen de transmission 22 est adapté à s'orienter naturellement dans le plan d'inclinaison grâce à la liaison articulée. C'est-à-dire que le moyen de transmission 22 va s'orienter de manière à consommer le moins d'énergie et va donc s'orienter parallèlement au plan d'inclinaison de la carte obtenu suite à la déformation (ou élongation) de l'attache la moins résistante. Ainsi l'effort de compression exercé par le moyen de transmission 22 est appliqué de manière homogène et permanente au voisinage des deux attaches. Le même effort est exercé au même instant au voisinage des deux attaches 14, 16. Il en ressort que l'attache 16 la plus faible va se rompre en premier lieu lorsque l'effort appliqué atteindra la valeur maximum de rupture Flmax supérieure à la force de résistance à l'arrachement de la première attache 16. Après rupture de l'attache la moins résistante, le procédé comporte alors une étape dite étape de relaxation dans l'intervalle de temps [tl, t2] illustré sur la figure 4, au cours de laquelle le moyen de transmission est repositionné contre la carte 12 qui vient de se déplacer dans un deuxième plan d'inclinaison 22 après rupture de la première attache 16, comme cela est visible sur la figure 2. Le moyen de transmission 22 est alors positionné pour que la force transmise par celui-ci soit perpendiculaire au plan de la carte 12 comme cela est visible sur la figure 2. Les attaches restantes sont alors soumises à une force pouvant être décomposée en une force de cisaillement et une force d'étirement, la composante d'étirement étant très inférieure à la composante de cisaillement. Par exemple, la force d'étirement est égale à 1/20ème de la valeur de la force cisaillement. Le procédé pour mesurer la résistance à la rupture de la deuxième attache 14 est réalisé de la même manière que décrit précédemment, à savoir l'application croissante d'une force selon la direction perpendiculaire au plan incliné dans lequel s'étend la carte. La force croissante F2 appliquée est représentée par la deuxième 8 courbe sur la figure 4 annexée. Elle est comprise entre F2min et F2max. La force est appliquée jusqu'à rupture de la deuxième attache. Le procédé est ainsi répété jusqu'à rupture de toutes les attaches reliant la carte 12 SIM à son support 10 et à partir duquel on extrait les valeurs de forces appliqués dans le temps. A cet effet, la machine comporte des moyens de mesure tels que décrits précédemment et connus de l'homme du métier. Ces moyens mesurent en continu les forces appliquées pendant les étapes du procédé. Il est ainsi possible d'établir la courbe de force sur le temps reflétant la valeur de résistance à la rupture chaque attache. Dans la suite de la description, il sera décrit les différents modes de réalisation de l'outil ou machine pour la mise en oeuvre du procédé de test tel que décrit ci-dessus. Comme décrit précédemment, le moyen de transmission 22 est articulé au bras 20 et est donc orientable naturellement dans le plan d'inclinaison de la carte, ce qui permet d'appliquer une force homogène en tout point de contact du moyen de transmission 22 avec la carte. Selon une première variante de réalisation, le moyen de transmission 22 est constitué d'un poinçon de forme parallélépipédique. Le poinçon 22 présente une face inférieure 26 destinée à venir en appui contre la carte 12. De préférence la face inférieure 26 du poinçon 22 présente des dimensions sensiblement égales ou légèrement inférieures à celle de la carte 12. Par exemple le poinçon présente une face d'appui dont les contours sont situés à une distance de 0,5mm du contour 18 de la carte. La face inférieure 26 du poinçon 22 présente une surface lisse de sorte qu'elle prenne appui en tout point sur la carte. Le poinçon 22 coopère avec la matrice 24 pour appliquer la force sur la carte 12 à tester. A cet effet le support 20 repose sur la matrice 24. Le bord de la matrice est espacé du poinçon d'une distance d'environ 1 mm pour mieux favoriser le cisaillement des attaches lors du procédé de mesure et limiter la déformation plastique de la matière. 9 Le moyen de transmission 22 est relié au bras 20 par une face supérieure 28 opposée à la face inférieure 26. La face supérieure 28 est reliée au bras 20 par une liaison articulée qui sera décrite plus en détails dans la suite de la description. Selon une deuxième variante de réalisation non représentée, le moyen de transmission est constitué de doigts d'appui montés solidaires sur une tige (ou un ensemble de tiges solidaires), elle-même articulée sur le bras. Les doigts s'étendent selon une direction perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la tige. En position de repos, les doigts s'étendent selon une direction perpendiculaire au plan initial de la carte. Les doigts présentent une face inférieure adaptée à venir en appui contre la carte. Les doigts sont agencés sur la tige de sorte à venir se positionner au voisinage des attaches dont on souhaite mesurer la valeur de la résistance à la rupture. Par exemple, les doigts présentent une surface d'appui comprise entre 15 et 25% de la surface totale de la carte et sont disposés à une distance d de l'attache répondant à la relation d>1/10*largeur de la carte, et d La tige ou le poinçon formant le moyen de transmission 22 sont montés articulés sur le bras 20. Selon une première variante, l'articulation est une articulation rotule autorisant le mouvement du moyen de transmission autour de trois axes perpendiculaires. Le moyen de transmission est alors monté libre en rotation autour des trois axes, ce qui lui permet de s'orienter naturellement selon l'inclinaison du plan de la carte. De préférence, le poinçon est articulé d'un angle alpha a égal à 2,5° au maximum par rapport au bras vertical pour permettre la rupture de la seconde attache 14 par cisaillement et non par étirement, comme cela est représenté sur la figure 4. La composante d'étirement est alors négligeable. Par exemple pour a=2,5°, tan a= 0,044 et par conséquent Fétirement=0,044 * Fcisaillement De plus ces dispositions permettent au poinçon de pivoter sans toucher la matrice 24. Cet angle est délimité par le bras 20 et les parois du poinçon réalisées inclinées comme visible sur la figure 5. 10 Selon une variante de réalisation, le moyen de transmission est articulé sur le bras au moyen d'une liaison pivot. Le moyen de transmission est alors mobile en rotation autour d'un axe qui s'étend dans le plan sensiblement horizontal. Le choix de l'axe de rotation est alors défini en fonction du positionnement des attaches, de sorte que le moyen de transmission puisse s'orienter naturellement dans le plan incliné après déformation de l'une des attaches. La présente invention permet d'obtenir un test de résistance facile à mettre en oeuvre et fiable. Ce test a été décrit en application sur une carte SIM mais n'est pas limité à cette application et pourrait être mis en oeuvre pour d'autres formats de carte. 11 REVENDICATIONS1. Procédé de mesure de la résistance à la rupture des attaches reliant une carte (12) à un support (10), le support (10) s'étendant dans un premier plan, la carte (12) étant maintenue au support (10) au moyen d'au moins une première et une deuxième attaches (14, 16), caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de : - Positionnement de la carte (12) et de son support (10) entre un moyen de transmission (22) et une matrice (24) de sorte que la carte soit en vis-à-vis du moyen de transmission (22), - Puis application d'une première force croissante sur la carte (12) par le moyen de transmission (22) selon une direction perpendiculaire au premier plan au voisinage de la première attache (14, 16) jusqu'à rupture de ladite attache (14, 16), la carte (12) s'étendant, après la rupture, dans un plan incliné par rapport au premier plan, - Puis déplacement du moyen de transmission (22) de la force vers une position dans laquelle il est adapté à exercer une force perpendiculaire au plan incliné de la carte (12), au voisinage de la deuxième attache (14, 16), - Application d'une deuxième force croissante selon la direction perpendiculaire au deuxième plan au voisinage de la deuxième attache (14, 16) jusqu'à rupture de la deuxième attache (14, 16), - Mesure des forces appliquées lors des étapes précédentes de sorte à mesurer de manière indépendante les forces nécessaires à la rupture de chacune des attaches. 2. Procédé de mesure de la résistance selon la revendication précédente, dans lequel les forces appliquées sont mesurées en continu pendant les étapes de mesure. 12. Procédé de mesure de la résistance selon l'une des revendications précédente dans lequel la première force est appliquée au voisinage de l'attache la moins résistante à la rupture. 4. Outil pour la mise en oeuvre du procédé de mesure de la résistance à l'arrachement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une matrice (24) et un moyen de transmission (22) d'une force disposés en face l'un de l'autre, et entre lesquels la carte (12) et son support (10) sont destinés à être positionnés, le moyen de transmission (22) de la force étant monté articulé à l'extrémité d'un bras (20) s'étendant selon la direction perpendiculaire au premier plan. 5. Outil selon la revendication précédente, dans lequel le moyen de transmission (22) de la force est un poinçon présentant une face inférieure (26) d'appui adaptée à venir en contact avec la carte (12). 6. Outil selon la revendication précédente, dans lequel la face inférieure (26) d'appui présente des dimensions sensiblement égales à celles de la carte (12). 7. Outil selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le moyen de transmission (22) de la force est constitué d'un ensemble de doigts montés solidaires sur une tige, elle-même monté articulée au bras, les doigts étant agencées pour être disposées au voisinage des attaches. 8. Outil selon la revendication précédente, dans lequel, en position de repos, la tige s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe du bras, et les doigts s'étendent selon une direction parallèle à l'axe du bras (20). 9. Outil selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel la liaison articulée à l'extrémité du bras est une liaison pivot. 10. Outil selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel la liaison articulée à l'extrémité du bras est une liaison rotule. 13. Outil selon l'une des revendications 4 à 10, dans lequel le moyen de transmission est monté articulé selon un angle (a) inférieur ou égal à 2,5° par rapport à la direction perpendiculaire au plan initial. 12. Outil selon l'une des revendications 4 à 11, dans lequel la matrice (24) est située à une distance de lmm du poinçon (22) dans le premier plan. 14