Brevet FR3038424A1 — publié le 20170106

Carte à microcircuit comportant un module présentant des zones métallisées de connexion décalées La présente invention concerne les cartes électroniques comportant un 5 microcircuit. Elle concerne les cartes dites duales adaptées à communiquer avec des terminaux distants au moyen de deux interfaces distinctes, chacune des ces interfaces étant reliées au microcircuit. L'invention porte plus particulièrement sur la connexion électrique de l'une des interfaces avec le microcircuit. 10 Actuellement les cartes dites duales comportent une interface permettant une communication sans contact avec un terminal distant et une deuxième interface permettant une communication avec contact avec un terminal avec lequel elle vient physiquement en contact. La première interface sans contact est constituée d'une antenne intégrée dans 15 l'épaisseur de la carte et réglée à une fréquence déterminée permettant une communication à distance sans connexion physique. A titre d'exemple, cette fréquence est réglée à 13,56MHz pour les cartes répondant aux normes ISO 14443 et ISO 7816. La deuxième interface dite « contact » est constituée d'un module à contacts qui 20 est monté dans une cavité réalisée dans le corps de carte, de sorte à venir affleurer une face recto (ou avant) de la carte. Ce module est constitué d'un substrat, sur la face interne duquel est monté le microcircuit et sur la face externe duquel sont réalisées des surfaces de contact qui sont destinées à venir en contact avec des broches d'un terminal. 25 Afin de permettre la communication entre le microcircuit et les terminaux, chaque interface présente des moyens de connexion électrique avec le microcircuit. 1 3038424 Il est connu de l'art antérieur de réaliser des puits ou des vias métallisés traversant le substrat du module et au travers desquels un mince fil de connexion relie le microcircuit à une surface de contact. Il est aussi connu de réaliser des plages métalliques de connexion disposées à l'extrémité de l'antenne et débouchant dans la cavité se sorte à venir au contact des zones métalliques réalisées sur la face interne du module et elles-mêmes reliées électriquement au microcircuit par des pistes conductrices et des fils de connexion. Il existe divers formats de modules réalisés à partir des spécifications des normes IS07816. Le positionnement de chacun de ces modules dans le corps de carte est aussi déterminé à partir des standards ISO 7816 qui préconisent une position spécifique pour huit surfaces de contact. La diversité des formats de module a entraîné une diversité de positionnement des plages de connexion dans la carte pour garantir le chevauchement garantissant le contact électrique entre les zones métalliques et les plages en regard. Par conséquent, pour un même microcircuit réglé en fréquence avec une antenne déterminée, il est apparu nécessaire de réaliser, pour chaque format de module, une couche interne spécifique présentant des plages de contact positionnées de manière spécifique pour être compatibles avec chacun desdits formats. Pour des raisons de simplifications logistiques, il est apparu nécessaire de limiter le nombre de références de couches internes comportant des plages métalliques et intégrées dans le corps de carte. A cet effet, la présente invention concerne une carte à microcircuit comprenant un corps s'étendant selon une direction longitudinale et transversale et présentant un plan médian longitudinal et un plan médian transversal, une cavité formée d'un lamage inférieur et d'un lamage supérieur, les deux lamages admettant un même centre de symétrie, le lamage inférieur étant traversé le plan médian longitudinal, 2 3038424 une antenne située dans l'épaisseur du corps et comportant à ses extrémités des plages de connexion débouchant sur le lamage supérieur, un module présentant un format considéré monté dans la cavité et affleurant le corps de carte et comportant sur sa face interne des plots de connexion en contact électrique avec 5 les plages de connexion, les zones de connexion présentant un axe de symétrie longitudinal parallèle à la direction longitudinale et espacé du centre de symétrie du côté opposé au plan de médian longitudinal, d'une distance inférieure ou égale à 1,27mm. On entend par le terme « espacé », le fait que l'axe de symétrie et le centre de 10 symétrie soient placés de manière à présenter un espace déterminé non nul entre eux. Grâce à ces dispositions, les zones métalliques du format considéré de module sont agencées de manière à assurer un recouvrement suffisant des plages métalliques, quel que soit le positionnement de ces derniers. 15 Le module de format considéré est donc compatible avec tous les positionnements existants des plages métalliques dans le corps de carte. Il n'est donc plus nécessaire de réaliser une couche interne (et par conséquent un corps de carte) dédié au module de format considéré. Le module selon l'invention est compatible avec les couches internes associées aux modules présentant un autre 20 format. On entend par compatibilité, une association possible entre le module de format considéré et la couche interne du corps de cartes, d'un point de vue mécanique pour garantir le bon maintien du module dans la carte et d'un point de vue électrique pour garantir la communication avec le microcircuit. 25 II est ainsi possible pour un premier, un deuxième ou un troisième format de module, d'utiliser le même corps de carte formé à partir de la même couche 3 3038424 interne. Ce qui simplifie grandement la gestion des stocks des couches internes intégrées et des corps de carte. Il est à noter que la solution la plus simple aurait consistée à agrandir les plages de connexion de la couche interne ou encore d'agrandir les zones métalliques de 5 connexion du module pour s'assurer un recouvrement suffisant de chaque zone avec chaque plage des couches internes existantes à ce jour. Toutefois, ces dispositions ne sont pas envisageables dans la mesure où elles entraînent des problèmes d'adhérence du module dans la cavité. L'invention porte donc sur l'optimisation de ce recouvrement pour garantir un 10 recouvrement suffisant permettant la compatibilité mécanique et électrique décrite plus en amont dans la description. Selon d'autres caractéristiques : le format considéré est un format comportant deux séries de quatre surfaces de contact alignées selon la direction transversale ; 15 les zones métallisées de connexion présentent une dimension selon la direction transversale comprise entre 3 et 5,5mm ; la plage de connexion et la zone de connexion présentent le même axe de symétrie ; la plage de connexion présente un axe de symétrie longitudinal passant par 20 le centre de symétrie de la cavité ; la plage de connexion présente une dimension maximum de 5mm selon la direction transversale ; l'antenne est réglée pour former avec le microcircuit un circuit résonant à une fréquence de 13,56MHz ; 25 L'invention concerne aussi un module comportant deux séries de quatre surfaces de contact alignées selon une première direction, le module présentant un axe de symétrie central, et en ce que le module comporte sur sa face interne des plots de 4 3038424 connexion présentant un axe de symétrie longitudinal perpendiculaire à la première direction et espacé de l'axe de symétrie d'une distance inférieure ou égale à 1,27mm. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et des 5 dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente une vue en 3D d'une carte selon l'invention ; Les figures 2a, 2b, 2c représentent une vue de face de trois modules de différents formats disposés dans une carte de format ID-1 ; La figure 3 représente une vue de la face partielle d'une carte de format ID-1 sur 113 laquelle sont dessinées les zones métallisées d'un module selon une première variante de réalisation ; La figure 4 représente une vue de la face partielle d'une carte de format ID-1 sur laquelle sont dessinées, les zones métallisées d'un module selon une deuxième variante de réalisation. 15 La figure 1 illustre une carte 10 duale présentant les dimensions préconisées dans la norme ISO 7810, à savoir 85,60mm x 53,98mm x 0,76mm. Ces cartes, de format dit « ID-1 » présentent le format standard d'une carte bancaire. Elles sont aussi utilisées pour les cartes d'adhésion ou de fidélité. Ces cartes présentent un plan médian longitudinal et un plan médian transversal. Ces plans médian 20 définissent avec le plan de la carte un axe de symétrie central longitudinal X1 et un axe de symétrie central transversal Y1. Les figures 2a, 2b, 2c illustrent des cartes de format ID-1 dans laquelle sont montés respectivement un premier module 12a de format dit « M3 », un deuxième module 12b de format dit « M4 » et un troisième module 12c de format « M5 ». 25 Ces formats se distinguent les uns des autres par leur taille et leur nombre de surfaces de contact coopérant avec les broches d'un terminal. 5 303 842 4 Le module M5 se caractérise par deux séries de quatre surfaces de contact 18 reliées chacune aux bornes d'un microcircuit fixé sur le module et alignées formant deux colonnes parallèles et positionnés selon la norme IS0781. Le module M5 présente deux surfaces de contact supplémentaires dédiées à une 5 fonction électronique d'entrée et de sortie détaillées dans les normes IS07816. Par exemple des entrées/sorties auxiliaire USB. Le module M5 présente les dimensions 13mm*11,8mm et son centre est positionné à h2=23,89mm du bord longitudinal haut et à 11.15,06mm du bord latéral gauche 16. 10 Les modules M3 et M4 se caractérisent par deux séries de trois surfaces de contacts 18 alignées et reliées chacune aux bornes d'un microcircuit et formant deux colonnes parallèles et séparées par une partie intermédiaire, éventuellement reliée à une des surfaces de contact. Ainsi, en comparaison avec le module M5, les modules M3 et M4 présentent deux surfaces de contact en moins, ce qui 15 autorise une plus grande plage de positionnement dans la carte, tout en répondant aux normes ISO. Le module M3 présente les dimensions 11*8,32mm et son centre est positionné à h1=22,62mm du bord longitudinal haut 14 et à11.15,06mm du bord latéral gauche 16. 20 Le module M4 présente les dimensions 13* 11,8mm et son centre est positionné à h1=22,62mm du bord longitudinal haut 14 et 11=15,06mm du bord latéral gauche 16. Les modules M3 et M4 sont donc décalés du bord longitudinal haut en comparaison du module M5. 25 Sur les figures 2a, 2b, 2c sont représentées par transparence des plaques métalliques formant des plages de connexion 20 disposées à l'extrémité de l'antenne (elle-même non représentée). 6 3038424 Les cartes 10 comportent un corps 22 en plastique réalisé à partir de plusieurs couches de plastique laminées entre elles. Une des couches comporte une antenne 24 visible sur la figure 4 qui comporte à ses extrémités les plages de connexion 20 permettant de réaliser la connexion entre l'antenne et le microcircuit. 5 Habituellement ces plages sont réalisées sous la forme de plaque de cuivre sensiblement plane. Ces plages sont visibles sur les figures 2a à 2c, 3 et 4. Le corps de carte comporte une cavité 26 réalisée par un usinage débouchant. La cavité est formée par un lamage inférieur 28 (ou cavité inférieure) et un lamage supérieur 30 (ou cavité supérieure) formant un gradin entourant le lamage 10 inférieur. Les deux lamages 28,30 sont sensiblement rectangulaires et présentent un même centre de symétrie 32. La cavité 26 présente sensiblement les dimensions extérieures du module par lequel passe l'axe de symétrie longitudinal X2 qu'elle accueille. Elle donc est positionnée par rapport aux bords 14, 16 de carte, selon le type de module qu'elle reçoit de sorte que les surfaces de contact 15 18 du module 12 accueilli dans la cavité soient positionnées comme préconisé dans la norme IS07816. Les figures 3 et 4 illustrent une vue de face partielle d'une carte 10 selon l'invention munie d'une cavité 26 adaptée à recevoir un module 12 de format M5 tel que décrit précédemment. Les plages 20 de connexion disposées à l'extrémité 20 de l'antenne 24 débouchent sur le fond de la cavité supérieure 26. La partie des plages de connexion qui s'étend au-delà de la cavité est noyée dans le corps de carte, mais est représenté en trait plein pour des raisons de simplification du dessin. Les figures 3 et 4 illustrent les plages de connexion 20 en position « haute » 20a et en position « basses » 20b des plages de contact. En pointillé, 25 sur la figure 4 est représentée la position « basse » 20b. Les plages de connexion 20 présentent une hauteur maximum égale à 5 mm selon la direction transversale et s'étendent sur le fond de la cavité supérieure 30. Elles présentent un axe de symétrie central X3 parallèle à la direction longitudinale 7 3038424 sur la figure 3. Cet axe de symétrie X3 des plages est confondu avec celui de la cavité 26 accueillant les modules 12a, 12b de format M3 et M4, c'est-à-dire est placé à 22,62mm du bord longitudinal haut 14 de la carte 10. En revanche, comme illustré sur la figure 3, cet axe de symétrie X3 des plages de connexion 20 5 est espacé de l'axe de symétrie X2 de la cavité 26 accueillant un module 12c de format M5, d'une valeur égale sensiblement à 1,27mm. En effet les modules 12c de format M5 sont décalés selon la direction transversale vers le bord c REVENDICATIONS1.Carte à microcircuit caractérisée en ce qu'elle comprend : un corps s'étendant selon une direction longitudinale et transversale et présentant un plan médian longitudinal et un plan médian transversal, Une cavité formée d'un lamage inférieur et d'un lamage supérieur, les deux lamages admettant un même centre de symétrie, Le lamage inférieur étant traversé par le plan médian longitudinal, Une antenne située dans l'épaisseur du corps et comportant à ses extrémités des io plages de connexion débouchant sur le lamage supérieur, Un module présentant un format considéré monté dans la cavité et affleurant le corps de carte et comportant sur sa face interne des plots de connexion en contact électrique avec les plages de connexion, les zones de connexion présentant un axe de symétrie longitudinal parallèle à la direction longitudinale et 15 espacé du centre de symétrie du côté opposé au plan de médian longitudinal, d'une distance inférieure ou égale à 1,27mm. 2.Carte à microcircuit selon la revendication 1 dans laquelle le format considéré est un format comportant deux séries de quatre surfaces de contact alignées selon la direction transversale. 20 3. Carte à microcircuit selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les zones métallisées de connexion présentent une dimension selon la direction transversale comprise entre 3 et 5,5mm. 4. Carte à microcircuit selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la plage de connexion et la zone de connexion présentent le même axe de symétrie. 25 5. Carte à microcircuit selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la plage de connexion présente un axe de symétrie longitudinal passant par le centre de symétrie de la cavité. 11 3038424 6. Carte à microcircuit selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la plage de connexion présente une dimension maximum de 5mm selon la direction transversale. 7. Carte à microcircuit selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle 5 l'antenne est réglée pour former avec le microcircuit un circuit résonant à une fréquence de 13,56MHz. 8. Ensemble de deux cartes comprenant : -une première carte selon la revendication 4, et - une deuxième carte comportant un corps comportant la même antenne que celle 10 de la première carte, munie à ses extrémités des mêmes plages de connexion, - Une cavité formée d'un lamage inférieur et d'un lamage supérieur, les deux lamages admettant un même centre de symétrie, aligné avec le l'axe de symétrie longitudinal des zones de connexion débouchant sur le lamage supérieur, la cavité étant adaptée à recevoir un module comportant deux séries de trois surfaces de 15 contact alignées selon la direction transversale. 9. Module pour carte selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux séries de quatre surfaces de contact alignées selon une première direction, le module présentant un axe de symétrie central, et en ce que le module comporte sur sa face interne des plots de connexion présentant un axe de 20 symétrie longitudinal perpendiculaire à la première direction et espacé de l'axe de symétrie d'une distance inférieure ou égale à 1,27mm. 12