Brevet FR3032295A1 — publié le 20160805

Dispositif d'identification radiofréquence et son procédé de fabrication pour faciliter et améliorer la connexion du module électronique à l'antenne La présente invention concerne les procédés de connexion d'un module électronique sur une antenne de dispositif d'identification radiofréquence et concerne en particulier un dispositif d'identification radiofréquence et son procédé de fabrication pour faciliter et améliorer la connexion du module électronique à l'antenne. Le domaine de l'invention concerne en particulier le procédé de connexion d'un module électronique à l'antenne d'un dispositif d'identification radiofréquence tel qu'une carte à puce sans contact ou hybride contact-sans contact, étiquette électronique, passeport électronique, ou insert (inlay) intégrant de tel dispositif. La demande FR 2 922 343 divulgue un procédé de connexion d'un module de circuit intégré sur un insert destiné à être intégré à un passeport. Le module est collé sur la couche de support d'antenne grâce à deux plots de matière adhésive non conductrice et de façon à ce que les plages du module soient en regard des plots de connexion de l'antenne. La matière adhésive utilisée permet de sceller le module à la couche de support par pression. Ainsi, dès son collage sur le support le module est connecté électriquement à l'antenne. Les plots de matière adhésive sont situés sur les ailettes du module ce qui présente l'inconvénient de réduire la surface conductive des ailettes du module électronique en contact avec les plots de l'antenne, surface qui assure la connexion électrique. De plus, l'étape de pose des plots de matière adhésive est une étape délicate par sa mise en oeuvre qui demande un degré de précision important. L'art antérieur est également illustré sur la figure 1 sur laquelle sont représentés deux plots de connexion 11 et 12 d'une antenne en encre imprimée conductrice, un module électronique 20 comprenant un circuit intégré 23 et deux ailettes 21 et 22 conductrices. Le module est positionné de façon à ce que le circuit intégré 23 se trouve entre les plots 11 et 12 et que les ailettes 21 et 22 du module se trouvent sur les plots de connexion respectifs 11 et 12 et en contact avec eux. Comme on peut les voir représentées en gris sur la figure, les zones de contact entre les ailettes et les plots de connexion représentent une partie seulement de la surface conductrice des ailettes. Ces zones de contact sont représentées sur la figure 1 par les zones grises 15, 16, 17 et 18 situées dans les angles du module. En effet, à l'endroit des plots 13 et 14 de matière adhésive la connexion électrique n'est pas possible, à cet effet la forme des plots de connexion de l'antenne est adaptée pour éviter qu'il y ait inutilement de l'encre conductrice à l'emplacement des plots de matière adhésive et par conséquent les plots de connexion sont en forme de U, les plots de matière adhésive étant placés à l'intérieur du U. De même, lorsqu'il s'agit de connecter un circuit intégré ou puce électronique directement sur une antenne selon la technique communément appelé « flip-chip », la puce est collée sur le support d'antenne. Le collage est effectué soit par un point de colle non conductrice déposé entre les bumps de la puce ou bien par un point de colle conductrice à l'endroit de chacun des bumps de la puce. Dans les deux cas, la dépose de la colle est une étape à part entière du procédé de fabrication du dispositif d'identification radiofréquence. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif d'identification radiofréquence qui garantit 5 un meilleur contact pour améliorer la connexion électrique entre le circuit intégré et l'antenne. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de connexion d'un circuit électronique à une antenne d'un dispositif d'identification radiofréquence qui supprime 10 l'étape de dépose de colle sur le circuit intégré et qui garantit un meilleur contact pour améliorer la connexion électrique entre le circuit intégré et l'antenne. L'objet de l'invention est donc un dispositif d'identification radiofréquence comprenant un support sur 15 lequel est réalisé une antenne par dépôt d'une première encre conductrice, un circuit électronique connecté à l'antenne par l'intermédiaire de deux plots de connexion de l'antenne. Selon la caractéristique principale de l'invention les plots de connexion de l'antenne sont 20 réalisés par dépôt d'une seconde encre conductrice qui possède également la propriété d'être adhésive de façon à maintenir et connecter le circuit électronique sur l'antenne. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention 25 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : La figure 1 représente l'art antérieur, La figure 2 représente une vue de dessus de l'antenne, 30 La figure 3 représente une vue de dessus de l'antenne et des plots d'antenne du dispositif d'identification radiofréquence selon l'invention, La figure 4 représente une vue de dessus du module connecté aux plots de connexion de l'antenne. Sur la figure 2 est représenté un dispositif radiofréquence 10. Le dispositif radiofréquence 10 comprend un substrat 21 qui peut être en papier, en papier synthétique, en matière plastique ou en textile. De préférence, le substrat utilisé est un papier synthétique constitué d'une seule couche non orientée d'un polymère tel que du polyéthylène ou du polypropylène chargée en charges minérales entre 40 et 80%. L'utilisation d'autres types de matériaux pour le substrat 21 est possible sans sortir du cadre de l'invention. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le substrat 21 est destiné à être intégré dans la couverture d'un document de sécurité tel qu'un passeport. Selon d'autres modes de réalisation, le substrat 21 peut être intégré à un document de valeur autre qu'un passeport tel que par exemple une carte à puce sans contact ou hybride contact sans contact, un ticket sans contact, une étiquette sans contact. Le substrat 21 peut aussi être intégré à un produit semi-fini destiné à de telles applications appelé insert ou « inlay ». Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif radiofréquence est fabriqué selon les étapes suivantes : La première étape consiste à réaliser une antenne 25 sur une des faces du substrat 21. Le dispositif radiofréquence fonctionne à des hautes fréquences de l'ordre de 13.56 MHz donc l'antenne 25 est formée principalement d'un enroulement plan d'au moins deux spires 26. Cependant, le dispositif selon l'invention n'est pas limité à ce domaine de fréquence et pourrait fonctionner en ultra-hautes fréquences sans sortir du cadre de l'invention. Dans ce cas, l'antenne serait composée de deux brins et non d'un enroulement de spires. L'antenne 25 et donc les spires 26 sont réalisées par impression d'une matière conductrice par exemple par impression offset, sérigraphique, héliographique ou flexographique. La matière 5 conductrice est du type encre conductrice polymère, chargée en éléments conducteurs tels que l'argent, le cuivre ou le carbone et de préférence, la matière conductrice utilisée pour l'antenne est une première encre conductrice chargée de particules d'argent. L'encre conductrice utilisée peut 10 également être à base de nanoparticules. L'antenne comporte deux extrémités 28 et 29. La seconde étape consiste à réaliser une seconde passe d'impression d'une couche électriquement isolante sur les spires d'antenne 25 telle qu'une couche de diélectrique 15 27 de façon à former un pont isolant sur les spires d'antenne. Cette couche de diélectrique peut être effectuée en une ou deux passes d'impression. Une nouvelle passe d'impression consiste à réaliser les plots de connexion 31 et 32 de l'antenne représentés 20 sur la figure 3 sur lesquels sera connecté le circuit électronique qui peut être un module ou une puce électronique. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le circuit électronique est un module électronique 20 comprenant un circuit intégré 23 et deux 25 ailettes 21 et 22, les ailettes étant destinées à amener le courant au circuit intégré. Les plots de connexion 31 et 32 de l'antenne sont réalisés par impression d'une matière conductrice différente de celle utilisée pour réaliser l'antenne 25. Les 30 exemple par héliographique OU plots de connexion sont réalisés par impression offset, sérigraphique, flexographique. La matière conductrice est du type encre conductrice polymère, chargée en éléments conducteurs tels que l'argent, le cuivre ou le carbone et de préférence, la matière conductrice utilisée pour les plots de connexion est une seconde encre conductrice chargée de particules d'argent et possède en plus des éléments chimiques qui lui confèrent la caractéristique 5 d'être adhésive. La seconde encre conductrice utilisée est donc différente par ses propriétés adhésives de la première encre conductrice. Par exemple, la seconde encre conductrice peut être une encre conductrice dont la propriété adhésive est activée lorsque l'encre est 10 chauffée. Le plot de connexion 31 est positionné sur le support pour qu'il chevauche l'extrémité 28 de l'antenne de façon à être connecté électriquement à l'antenne 25. De même, le plot de connexion 32 est positionné sur le support pour 15 qu'il chevauche l'extrémité 29 de l'antenne de façon à être connecté électriquement à l'antenne. D'autre part, le plot de connexion 32 chevauche également la couche de diélectrique 27 de façon à former un pont électrique sur les spires 26 de l'antenne 25. 20 Après chaque passe d'impression de l'encre conductrice, le substrat 11 subit un traitement thermique de façon à figer l'encre et après chaque passe d'impression de la matière diélectrique, le substrat subit un traitement par rayonnement ultra violet afin de faire réticuler la 25 matière diélectrique. Une étape de connexion et de collage du module électronique vient ensuite. Selon la figure 4, le module électronique 20 est ensuite placé sur le support d'antenne de façon à ce que le circuit intégré 23 se trouve entre les 30 plots de connexion 31 et 32 de l'antenne et de façon à ce que les deux ailettes 21 et 22 soient en contact avec respectivement les plots de connexion 31 et 32 de l'antenne. Une thermode chauffée à une température comprise entre 1800 et 200°C est ensuite appliquée sous pression de préférence simultanément sur les ailettes 21 et 22, la pression exercée par la thermode étant comprise entre 350 N/cm2 et 450 N/cm2. La thermode est ainsi maintenue sur les ailettes pendant une période comprise entre 5 à 15 secondes et de préférence égale à 5 secondes. Sous l'action de la thermode, la propriété adhésive de l'encre des plots de connexion est activée. L'utilisation d'une thermode n'est pas limitative du procédé selon l'invention, ainsi un autre moyen capable d'activer les propriétés adhésives de l'encre des plots de connexion de l'antenne peut être utilisé sans sortir du cadre de l'invention. De cette façon, les ailettes du module électronique 20 sont collées sur toute leur surface de contact aux plots de connexion de l'antenne. La surface de collage ainsi obtenue entre les ailettes et les plots de connexion de l'antenne est supérieure à celle obtenue par la technique de l'art antérieur décrite sur la figure 1, le collage est ainsi améliorée mécaniquement. Comme on peut les voir représentées en gris sur la figure 4, les zones de contact entre les ailettes et les plots de connexion correspondent à la totalité de la surface conductrice des ailettes. Ces zones de contact sont représentées par les zones grises 33 et 34 sur la figure 4. La surface de contact entre le module électronique et l'antenne est donc optimisée puisque sa superficie correspond au maximum de la superficie de contact possible. De plus, la qualité de la connexion électrique obtenue est meilleure du fait du contact chimique réalisé par l'encre adhésive des plots avec les ailettes qui permet un meilleur passage du flux électrique entre le module électronique et l'antenne. Le dispositif selon l'invention a l'avantage de procurer une connexion renforcée à la fois mécaniquement et électriquement entre le module électronique et l'antenne. Selon un autre mode de réalisation, le circuit 5 électronique est une puce nue muni de bumps destinés à venir en contact avec les plots de connexion de l'antenne. En outre, par rapport au procédé de l'art antérieur, le circuit électronique étant maintenu et connecté à l'antenne uniquement par l'intermédiaire de la seconde 10 encre conductrice, l'étape de dépose de colle est supprimée. Le dispositif d'identification radiofréquence selon l'invention peut être intégré à tout objet portable radiofréquence et en particulier à un livret d'identité tel 15 qu'un passeport. REVENDICATIONS1. Dispositif d'identification radiofréquence comprenant un support (21) sur lequel est réalisé une antenne (25) par dépôt d'une première encre conductrice, un circuit électronique connecté à ladite antenne par l'intermédiaire de deux plots de connexion (31, 32) de l'antenne, Caractérisé en ce que lesdits plots de connexion de ladite antenne sont réalisés par dépôt d'une seconde encre conductrice qui possède également la propriété d'être adhésive, ledit circuit électronique étant maintenu et connecté à ladite antenne par l'intermédiaire de cette seconde encre conductrice. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit électronique est intégré dans un module électronique (20) muni de deux ailettes (21, 22) destinées à venir en contact avec lesdits plots de connexion de l'antenne. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdites ailettes dudit module électronique sont collées sur toute leur surface de contact auxdits plots de connexion de l'antenne. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit électronique est une puce nue muni de bumps destinés à venir en contact avec lesdits plots de connexion de l'antenne. 5. Objet portable radiofréquence comportant le dispositif d'identification radiofréquence selon l'une des revendications précédentes. 6. Objet portable radiofréquence selon la revendication 5, constituant un livret d'identité tel qu'un passeport. 7. Procédé de fabrication d'un support de dispositif 10 d'identification radiofréquence comprenant les étapes suivantes : - Réalisation d'une antenne (25) sur un support (21) par impression d'une première encre conductrice, - Réalisation de deux plots de connexion (31, 32) 15 d'antenne par impression d'une seconde encre conductrice qui possède également la propriété d'être adhésive, - Connexion d'un circuit électronique auxdits plots de connexion de l'antenne. 20 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, dans lequel la propriété adhésive de la seconde encre conductrice est activable à chaud. 25 9. Procédé de fabrication selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit circuit électronique est intégré à un module électronique (20) muni de deux ailettes (21, 22) destinées à venir en contact avec lesdits plots de connexion de l'antenne. 30 10. Procédé de fabrication selon la revendication 8, dans lequel l'étape de connexion dudit circuit électronique consiste à appliquer sous pression sur lesdites ailettes une thermode chauffée à une température comprise entre 180°et 200°C et à une pression comprise entre 350 N/cm2 et 450 N/cm2, ladite thermode étant maintenue ainsi sur lesdites ailettes pendant une période comprise entre 5 à 15 secondes.5