Brevet FR3124643A1 — publié le 20221230

L’invention concerne une antenne pour carte à puce, comportant au moins une spire réalisée sur un substrat (1) de forme générale rectangulaire présentant deux grands côtés (A) et deux petits côtés (B), ladite antenne (2) présentant deux extrémités d’antenne (3) comportant chacune une zone de contact (6) destinée à être connectée à une borne d’une interface de communication sans contact d’un module microélectronique pour carte à puce, caractérisée en ce que chaque extrémité d’antenne (3) comporte au moins un brin sensiblement parallèle aux grands côtés (A) du substrat (1) de forme rectangulaire. Figure pour l’abrégé : Figure 3B Procédé de fabrication d’une antenne filaire pour carte à puce, et antenne ainsi obtenue La présente invention concerne le domaine des documents électroniques tels que des cartes à puce pourvues d’une antenne leur permettant de communiquer sans contact avec un lecteur distant. Il peut s’agir de cartes à puce à fonctionnement seulement en mode sans contact, ou de cartes à puce dites duales ou mixtes, capables de communiquer avec un lecteur aussi bien en mode sans contact qu’en mode à contact. Ces cartes à puce comportent de façon bien connue un corps en matière plastique pourvu d’une cavité dans laquelle est fixé un module électronique. Dans le cas des cartes à puce à fonctionnement mixte, le module électronique comporte une puce pourvue d’une part d’une interface de communication connectée à des contacts du module accessibles sur une face de la carte à puce, et d’autre part d’une interface de communication sans contact connectée aux extrémités de l’antenne de la carte à puce, cachées à l’intérieur de la cavité du corps de carte. L’antenne est généralement positionnée sur un substrat en matière plastique (ou « inlay » en terminologie anglo-saxonne) qui est positionné entre plusieurs couches en matière plastique du corps de carte qui sont laminées ensemble. L’antenne peut être réalisée par gravure de pistes métalliques, mais une fraction du marché s’oriente plutôt vers des antennes dites filaires, réalisées par incrustation d’un très fin fil métallique pour former des spires d’antenne dans la surface de l’insert. Ce procédé met en œuvre une sonotrode générant des ultrasons et incrustant le fil métallique dans la surface de l’insert au fur et à mesure de son déplacement. Un tel procédé de réalisation de l’antenne d’une carte à puce est décrit dans le document W0 2016/051065 A1. Afin de permettre le contact entre les extrémités de l’antenne et les bornes correspondantes de l’interface de communication sans contact du module électronique, ces extrémités sont alignées selon une ligne dite horizontale, à savoir une ligne parallèle aux grands côtés du rectangle dans lequel s’inscrit la carte à puce. En outre, afin d’optimiser la qualité du contact entre les extrémités de l’antenne et les plots correspondants de l’interface sans contact du module électronique, ces extrémités de l’antenne ont une forme de zigzag ou de lacets comportant des brins sensiblement orientés selon une direction verticale, à savoir une direction parallèle aux petits côtés de la carte à puce, et donc perpendiculaire à la ligne d’alignement horizontale des extrémités de l’antenne sur l’insert du corps de carte. Les brins successifs en zigzag formant les extrémités de l’antenne sont reliés par des coudes ou détours. Cette disposition produit les avantages escomptés en termes de qualité de connexion par rapport à des extrémités d’antenne dépourvues de brins en zigzag. Mais elle présente néanmoins des inconvénients en lien avec le procédé de fabrication de l’antenne incrustée. En effet, pour réaliser de façon industrielle des antennes incrustées au moyen d’une sonotrode, une feuille en matière plastique destinée à la réalisation de plusieurs antennes est maintenue fixe sur une table qui se déplace par rapport à la sonotrode d’une manière telle que le mouvement relatif de la sonotrode par rapport à la table mobile corresponde à la géométrie de l’antenne filaire à réaliser. En pratique, la table est le plus souvent déplacée selon une direction parallèle au grand côté des antennes rectangulaires, et la sonotrode est le plus souvent mise en mouvement au-dessus de la feuille d’inserts selon une direction parallèle aux petits côtés des inserts rectangulaires. Les deux mouvements, à savoir celui de la table et celui de la sonotrode sont coordonnés par les commandes automatisées de la machine de fabrication des antennes de telle manière que le mouvement relatif de l’extrémité de la sonotrode par rapport à la feuille d’antenne parcoure une trajectoire correspondant à la forme des spires de l’antenne et de ses extrémités. Le rendement de fabrication des spires d’antenne à l’aide de la sonotrode est alors une fonction de la vitesse d’exécution par l’ensemble constitué par la table mobile et la sonotrode, de la totalité de la trajectoire nécessaire pour réaliser une antenne complète. Or l’expérience a montré que parmi l’ensemble des sections d’antenne filaire à réaliser, ce sont les extrémités en zigzag de l’antenne qui sont les plus longues à réaliser, du fait des changements de direction du mouvement de la sonotrode entre deux brins successifs du zigzag séparés par un coude. En effet, la réalisation de chaque brin nécessite une accélération du mouvement relatif entre la table mobile et la sonotrode parallèlement à la direction du brin, puis un freinage avant la réalisation du coude, suivi par un léger déplacement de la table mobile perpendiculairement aux brins, et enfin une autre accélération du mouvement relatif en sens contraire pour réaliser le brin suivant, et ainsi de suite pour les différents brins constituant une extrémité d’antenne en forme de zigzag. Dans la configuration des extrémités d’antenne telle que décrite dans le document précité, les brins du zigzag sont donc sensiblement parallèles au mouvement relatif le plus lent, à savoir celui qui est effectué parallèlement aux petits côtés de l’insert ou de la carte à puce, ce qui ralentit considérablement le processus de fabrication des antennes. En outre, certains nouveaux types de modules électroniques pour carte à puce ont leurs plots de connexion à l’antenne alignés selon une direction verticale, c’est-à-dire parallèle aux petits côtés de la carte à puce, et non pas selon une direction horizontale comme décrit dans le document précité. Par conséquent le procédé connu n’est pas bien adapté à la réalisation d’antennes pour ce nouveau type de modules électroniques. But de l’invention L’invention a par conséquent pour but de remédier aux problèmes précités et de proposer une structure d’antenne pour un document de sécurité tel qu’une carte à puce, dont les extrémités ont une forme en zigzag ou en lacet, et qui soit plus facile à réaliser avec un rendement de fabrication plus élevé et donc un coût unitaire moindre. Un autre but de l’invention est de proposer une structure d’antenne pour carte à puce mieux adaptée aux modules dont les plots de connexion à l’interface de communication sans contact du module sont alignés selon une direction verticale, c’est-à-dire parallèle aux petits côtés de la carte à puce. Objet de l’invention L’invention a donc pour objet une antenne pour carte à puce, comportant au moins une spire réalisée sur un substrat de forme générale rectangulaire présentant deux grands côtés et deux petits côtés, ladite antenne présentant deux extrémités d’antenne comportant chacune une zone de contact destinée à être connectée à une borne d’une interface de communication sans contact d’un module microélectronique pour carte à puce, caractérisée en ce que chaque extrémité d’antenne comporte au moins un brin sensiblement parallèle aux grands côtés du substrat de forme rectangulaire. Selon un mode de réalisation, chaque extrémité d’antenne comporte une pluralité de brins sensiblement parallèles aux grands côtés du substrat rectangulaire de l’antenne, lesdits brins étant disposés en zigzag et reliés deux à deux par des coudes orientés de façon sensiblement perpendiculaire aux grands côtés du substrat, de façon que la zone de contact de chaque extrémité d’antenne avec les bornes d’un module électronique pour carte à puce soit située à cheval sur plusieurs brins contigus. Selon un mode de réalisation, les zones de contact des deux extrémités d’antenne sont alignées selon une ligne parallèle aux petits côtés du substrat de forme rectangulaire. Selon un mode de réalisation, ledit substrat est une couche en matière plastique isolante, de 86,5 mm de longueur, 54 mm de largeur, et d’environ 800 micromètres d’épaisseur, à 50 micromètres près. L’invention a également pour objet une carte à puce comportant un corps de carte pourvu d’une cavité intégrant un module microélectronique pourvu d’une interface de communication sans contact avec un lecteur, caractérisé en ce qu’elle comporte dans son épaisseur un substrat pourvu d’une antenne telle que décrite ci-dessus. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une antenne telle que décrite ci-dessus, comportant des étapes consistant à réaliser, par incrustation d’un fil métallique dans la surface d’un substrat au moyen d’une sonotrode ultrasonique, une antenne comportant des spires et deux extrémités d’antenne en forme de brins en zigzag séparés par des coudes, caractérisé en ce que pour la réalisation des extrémités de l’antenne, ledit substrat et la sonotrode sont animés d’un mouvement relatif constitué de déplacements sensiblement parallèles à un grand côté du substrat, correspondant à la réalisation des brins en zigzag, entrecoupés par des déplacements sensiblement parallèles à un petit côté de l’antenne, correspondant à la réalisation des coudes entre les brins en zigzag. Selon un mode de réalisation du procédé, plusieurs antennes sont réalisées sur une feuille de substrat fixée sur une table mobile en translation parallèlement aux brins des extrémités des antennes, et la sonotrode est déplacée perpendiculairement aux brins des extrémités des antennes pour la réalisation des coudes. Antenne (2) pour carte à puce, comportant au moins une spire réalisée sur un substrat (1) de forme générale rectangulaire présentant deux grands côtés (A) et deux petits côtés (B), ladite antenne (2) présentant deux extrémités d’antenne (3) comportant chacune une zone de contact (6) destinée à être connectée à une borne d’une interface de communication sans contact d’un module microélectronique pour carte à puce, caractérisée en ce que chaque extrémité d’antenne (3) comporte au moins un brin sensiblement parallèle aux grands côtés (A) du substrat (1) de forme rectangulaire. Antenne (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque extrémité d’antenne (3) comporte une pluralité de brins (4) sensiblement parallèles aux grands côtés (A) du substrat (1) rectangulaire de l’antenne (2), lesdits brins (4) étant disposés en zigzag et reliés deux à deux par des coudes orientés de façon sensiblement perpendiculaire aux grands côtés (A) du substrat (1), de façon que la zone de contact (6) de chaque extrémité d’antenne (3) soit située à cheval sur plusieurs brins (4) contigus. Antenne (2) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les zones de contact (6) des deux extrémités d’antenne (3) sont alignées selon une ligne parallèle aux petits côtés (B) du substrat (1) de forme rectangulaire. Antenne (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit substrat (1) est une couche en matière plastique isolante, de 86.5 mm de longueur, 54 mm de largeur, et 800 micromètres d’épaisseur à 50 micromètres près. Carte à puce (10) comportant un corps de carte pourvu d’une cavité intégrant un module microélectronique (7) pourvu d’une interface de communication sans contact avec un lecteur, caractérisé en ce qu’elle comporte dans son épaisseur un substrat (1) pourvu d’une antenne (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de fabrication d’au moins une antenne (2) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, comportant des étapes consistant à réaliser, par incrustation d’un fil métallique dans la surface d’un substrat (1) au moyen d’une sonotrode ultrasonique (14), une antenne (2) comportant des spires et deux extrémités d’antenne (3) en forme de brins (4) en zigzag séparés par des coudes, caractérisé en ce que pour la réalisation des extrémités (3) de l’antenne (2), ledit substrat (1) et la sonotrode (14) sont animés d’un mouvement relatif constitué de déplacements sensiblement parallèles à un grand côté (A) du substrat (1), correspondant à la réalisation des brins (4) des zigzag, entrecoupés par des déplacements sensiblement parallèles à un petit côté (B) de l’antenne (2), correspondant à la réalisation des coudes. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que plusieurs antennes (2) sont réalisées sur une feuille de substrat (1) fixée sur une table mobile en translation parallèlement aux brins (4) des extrémités (3) des antennes (2), et en ce que la sonotrode (14) est déplacée perpendiculairement aux brins (4) des extrémités (3) des antennes pour la réalisation des coudes.