Brevet FR3125347A1 — publié le 20230120

Procédé de fabrication de circuits imprimés flexible pour modules de carte à puce, dans lequel un matériau complexe est fourni. Ce matériau complexe comporte un ensemble comportant au moins deux strates de couleurs différentes. Des zones (64, 65, 66, 67) de cet ensemble sont apparentes à travers la couche de matériau électriquement conducteur (60). Ce procédé de fabrication comporte une opération consistant à graver, sur une portion de la zone (64, 65, 66, 67) laissée apparente de l’ensemble des strates, au moins l’une des deux strates de couleurs différentes, à l’aide d’un faisceau laser, de manière à rendre visible la couleur de l’autre des deux strates de couleurs différentes. Circuit imprimé fabriqué par ce procédé. Module et carte à puce comportant ce circuit imprimé. FIG. 4 Procédé de fabrication de circuits imprimés multicolores pour modules de carte à puce L’invention concerne le domaine des modules électroniques pour carte à puce et des procédés de fabrication de circuits imprimés flexibles utilisés pour réaliser des modules électroniques pour carte à puce. Art antérieur Comme représenté sur la , les cartes à puce sont généralement constituées d’un support rigide 1 en matière plastique de type PVC, PVC/ABS ou polycarbonate constituant l’essentiel de la carte, avec une cavité 4 dans laquelle est incorporé un module électronique 2 fabriqué séparément. Sur la , le module 2 est également représenté vu par sa face avant 6 (en haut) et retourné pour voir sa face arrière 7 (en bas). Ce module électronique 2 comporte une puce électronique 100 (circuit intégré). Des moyens de transmission permettent de transmettre des données de la puce 100 à un dispositif lecteur de carte (lecture) ou de ce dispositif à la carte (écriture). Ces moyens de transmission de données peuvent être « à contact », « sans contact » ou bien « dual » lorsqu’ils combinent les deux moyens précédents. Dans une carte à puce « à contact », un connecteur 5, formé à partir d’un circuit imprimé, comporte sur la face avant 6 du connecteur 5, des plages de contact 15 électriquement connectées à la puce 100 et affleurant, en surface du support de carte 1, pour une connexion par contact électrique avec un dispositif lecteur de carte. Dans une carte à puce « dual», en plus du connecteur 5, au moins une antenne est prévue, généralement dans le corps de carte, pour une connexion sans contact avec un dispositif lecteur de carte (en outre, la carte à puce comporte des moyens de connexion inductifs ou électriques pour établir une communication entre l’antenne et la puce supportée par le module 2). Dans ce document, nous nous intéresserons essentiellement aux modules 2 pour cartes à puce « à contact » ou « dual ». Dans l’art antérieur, les modules 2 de carte à puce sont généralement formés à partir d’un substrat diélectrique recouvert, sur au moins l’une de ses faces 6, 7, d’une feuille de matériau électriquement conducteur, constituée par exemple d’un métal tel que du cuivre, de l’acier ou de l’aluminium ou un alliage de l’un de ces métaux. Dans cette feuille de matériau électriquement conducteur sont réalisées des pistes conductrices formant, pour certaines, au moins sur la face avant 6, les plages de contacts électriques 15. Les substrats diélectriques utilisés dans l’art antérieur sont réalisés en matériaux composites (verre-époxy) ou en matériaux plastiques (PET, PEN, polyimide, etc.). Ce type de substrat diélectrique est généralement mince (son épaisseur est par exemple de l’ordre de 100 µm) pour conserver une flexibilité compatible avec des procédés de fabrication de modules électroniques en continu (de bobine à bobine, c’est-à-dire « reel-to-reel » ou « roll-to-roll » en anglais). Dans un procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules de carte à puce, on fournit un matériau complexe formé de plusieurs couches ou feuillets empilés et assemblés selon la direction correspondant à sa plus petite dimension (c’est-à-dire son épaisseur). Ce matériau complexe présente donc une forme de planche mince ou de bande, avec deux faces principales. Cette planche mince ou cette bande est flexible de manière à pouvoir être courbée selon une direction perpendiculaire à ses faces principales et, notamment, être compatible avec un procédé de fabrication en continu. Le matériau complexe forme un ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes. Par exemple, cet ensemble comporte au moins un substrat diélectrique avec au moins une couche de matériau diélectrique déposée sur l’une des faces principales du substrat diélectrique. Au moins une couche de matériau électriquement conducteur repose sur l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes (le matériau complexe peut en effet comporter, par exemple, une couche de matériau électriquement conducteur en face avant et une couche de matériau électriquement conducteur en face arrière). Dans ce matériau complexe, des contacts sont réalisés dans la couche de matériau électriquement conducteur. Ces contacts sont destinés à établir une connexion électrique avec un lecteur de cartes à puce. Il en résulte qu’au moins entre ces contacts, l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes est apparent sur au moins une zone qui correspond à l’espace nécessaire entre les contacts pour les isoler les uns des autres. La zone apparente peut également correspondre à un espace gravé dans la couche de matériau électriquement conducteur pour former un motif tel qu’un logo par exemple. Selon un exemple, dans l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, le substrat et la ou les couches de matériau diélectrique supplémentaires forment chacun une strate de matériau diélectrique. Dans ce document, une « strate » (c’est-à-dire une strate de matériau diélectrique) peut être constituée d’une couche de matériau diélectrique adhésif ou non, du substrat diélectrique lui-même, d’une couche de renfort, etc. Ainsi bien que la ou les couches de matériau électriquement conducteur fassent partie du matériau complexe, elles ne constituent pas des strates colorées au sens de ce document. Le document FR3040516A1 décrit un procédé dans lequel les contacts sont réalisés dans une couche de matériau électriquement conducteur en laissant apparaître une couche de matériau adhésif teinté sous-jacente à la couche de matériau électriquement conducteur. Dans ce cas, la couche de matériau adhésif teinté repose par exemple sur un substrat diélectrique. Ce document de l’art antérieur divulgue donc un matériau complexe avec deux strates de couleurs différentes : la couleur du substrat diélectrique et la couleur de la couche d’adhésif teinté. Cependant, la couche d’adhésif teinté recouvrant le substrat diélectrique, seule la couleur de la couche d’adhésif teinté est visible à travers les espaces ménagés dans la couche de matériau électriquement conducteur. Pour proposer des modules avec des motifs colorés plus complexes, les inventeurs ont cherché à obtenir plus de couleurs dans la ou les zones apparentes à travers les espaces ou découpes réalisés dans la couche de matériau électriquement conducteur. Brève description de l’invention A cette fin, les inventeurs proposent d’ajouter aux procédés de l’art antérieur au moins une opération consistant à graver, sur une portion de la zone laissée apparente de l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, au moins l’une des deux strates de couleurs différentes, à l’aide d’un faisceau laser, de manière à rendre visible la couleur de l’autre des deux strates de couleurs différentes. Autrement dit, sur une zone laissée apparente à travers la couche de matériau électriquement conducteur, une partie d’une couche ou strate colorée sous-jacente à la couche de matériau électriquement conducteur est retirée à l’aide d’un faisceau laser, de manière à faire apparaître une autre couleur correspondant à une autre couche ou strate colorée située sous celle sous-jacente à la couche de matériau électriquement conducteur. On peut ainsi créer des motifs présentant au moins deux couleurs différentes (en plus de la couleur de la couche de matériau électriquement conducteur elle-même). On peut noter que ces couleurs ne sont pas nécessairement visibles à la lumière du jour. En effet, les couleurs peuvent provenir d’agents photochromes sensibles à des lumières ayant des longueurs d’onde par exemple dans l’ultra-violet ou l’infra-rouge. On peut se référer par exemple au document FR3063414A1 pour avoir des exemples d’agents photochromes. Les différentes couleurs des strates sous-jacentes à la couche de matériau électriquement conducteur sont alors révélées lors d’une exposition du module à ces longueurs d’onde particulières. Ce type de propriétés peut être utilisé notamment pour prévenir, ou au moins rendre plus difficile, la falsification des modules de cartes à puce. Les couleurs peuvent provenir d’agents thermochromes sensibles à la chaleur. De tels agents peuvent changer de couleur, de manière permanente ou non, en fonction de la température. Ainsi, dans ce document, la couleur des strates de couleurs différentes peut provenir soit de la couleur originelle du matériau qui constitue chacune de ces strates, soit d’un agent, d’une substance ou d’un matériau colorant, soit d’un agent, d’une substance ou d’un matériau photochrome (par exemple, un agent, une substance ou un matériau fluorescent ou phosphorescent), soit d’un agent, d’une substance ou d’un matériau thermochrome. L’agent, la substance ou le matériau colorant, photochrome ou thermochrome peut être un « colorant » ou un « pigment ». Dans ce document, on nomme - « colorant » (« dye » en anglais), une matière soluble dans le milieu (par exemple le matériau de la couche de matériau diélectrique et éventuellement adhésif) dans lequel il est introduit (on dit que le colorant est dissous dans le milieu) ; - « pigment », une matière insoluble dans le milieu (par exemple le matériau de la couche de matériau diélectrique et éventuellement adhésif) dans lequel il est introduit (on dit que le pigment est dispersé dans le milieu). Le procédé selon l’invention comporte éventuellement en outre l’une ou l’autre des caractéristiques suivantes, considérées chacune individuellement ou en combinaison d’une ou plusieurs autres : - la zone de l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes laissée apparente est obtenue par photolithographie et gravure électrochimique de la couche de matériau électriquement conducteur ; alternativement ou en complément, la zone de l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes laissée apparente est obtenue par gravure, à l’aide d’un faisceau laser, de la couche de matériau électriquement conducteur ; et - le procédé comprend une étape de perforation de trous dans l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, préalablement à une étape de lamination de la couche de matériau électriquement conducteur, au cours de laquelle au moins certains des trous sont au moins partiellement obturés par la couche de matériau électriquement conducteur, pour former des trous borgnes ou des vias conducteurs ; alternativement, la couche de matériau électriquement conducteur est colaminée avec l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes et au moins certains des trous sont réalisés à travers l’ensemble des strates à l’aide d’un faisceau laser, à partir de la surface libre du substrat diélectrique et en arrêtant la perforation au laser lorsque la couche de de matériau électriquement conducteur est atteinte. Selon la nature, le nombre et/ou l’épaisseur des différentes strates superposées, notamment si ces strates sont formées d’un matériau adhésif, peut se poser un problème de fluage du matériau adhésif dans les trous. Ceci peut compromettre une connexion fiable d’un fil de connexion (par la technique du micro-câblage – « wire bonding » en anglais) sur la face interne de la couche de matériau électriquement conducteur, au fond des trous borgnes. Ce problème de fluage peut également compromettre la connexion avec la couche de matériau électriquement conducteur lorsqu’une couche conductrice est déposée par électrodéposition sur la paroi des trous (technique du via conducteur - « plated through hole » en anglais). Ce problème est éventuellement au moins en partie résolu en déposant une couche de renfort entre deux strates, par exemple entre le substrat diélectrique et au moins l’une des couches de matériau adhésif. L’invention concerne également un circuit imprimé pour module de carte à puce comprenant un matériau complexe présentant deux faces principales, ce matériau complexe comportant un ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, et au moins une couche de matériau électriquement conducteur reposant sur l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, dans laquelle couche de matériau électriquement conducteur sont réalisés des contacts destinés à établir une connexion électrique avec un lecteur de cartes à puce, et entre lesquels l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes est apparent sur au moins deux zones. Ce circuit imprimé comporte dans l’une des deux zones laissées apparentes, au moins une couleur, et dans l’autre des deux zones laissées apparentes, au moins une autre couleur. Le circuit imprimé selon l’invention comporte éventuellement en outre l’une ou l’autre des caractéristiques suivantes, considérées chacune individuellement ou en combinaison d’une ou plusieurs autres : - le matériau complexe comprend un substrat diélectrique flexible et au moins une couche de matériau diélectrique adhésif reposant sur le substrat diélectrique ; - le matériau complexe comprend un substrat diélectrique flexible, au moins une couche de matériau diélectrique adhésif et au moins une couche de renfort intercalé entre le substrat diélectrique flexible et la couche de matériau diélectrique adhésif - le matériau complexe comprend au moins deux couches de matériau diélectrique adhésif de couleurs apparentes différentes ; et - chaque couche de matériau diélectrique adhésif a une épaisseur supérieure ou égale à 7 micromètres ; par exemple, chaque couche de matériau diélectrique adhésif a une épaisseur supérieure ou égale à 10 micromètres (avec une tolérance de plus ou moins 3 micromètres) et éventuellement inférieure ou égale à 20 micromètres (avec une tolérance de plus ou moins 3 micromètres). Selon encore un autre aspect, l’invention concerne un module de carte à puce comprenant un circuit imprimé selon l’invention. Un tel module comporte notamment une puce électronique et des trous perforés à travers l’épaisseur de l’ensemble comprenant le substrat et la ou les couches de matériau diélectrique. Ces trous sont au moins partiellement obturés par la couche de matériau électriquement conducteur. La puce est connectée par l’intermédiaire de ces trous (trous borgnes ou vias conducteurs) à des contacts réalisés dans la couche de matériau électriquement conducteur. Eventuellement, le matériau complexe comporte plus d’une couche de matériau diélectrique adhésif, chaque couche de matériau diélectrique adhésif ayant une couleur différente. Selon encore un autre aspect, l’invention concerne une carte à puce comprenant un corps de carte, une cavité formée dans le corps de carte et un module logé dans la cavité. Ce module comprend alors un circuit imprimé selon l’invention et l’épaisseur totale du module (Y compris le matériau d’encapsulation enrobant la puce et ses éventuelles connexions aux contacts) est inférieure ou égale à 580µm. Cette épaisseur peut être par exemple inférieure ou sensiblement égale à 540µm. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels : - La représente schématiquement en perspective une carte à puce destinée à recevoir un module comprenant un circuit imprimé ; - Les figures 2a à 2l représentent schématiquement et successivement différentes étapes d’un exemple de procédé de fabrication d’un circuit imprimé ; - La illustre schématiquement en coupe un exemple d’étape de gravure de strates, à l’aide d’un faisceau laser ; - La illustre schématiquement en coupe un autre exemple d’étape de gravure de strates, à l’aide d’un faisceau laser ; - La illustre schématiquement en coupe un exemple de strates gravées, à l’aide d’un faisceau laser ; et - la représente schématiquement, un exemple de module obtenu par un procédé tel que ceux décrits en relation avec les figures 2 à 5. Procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules (2) de carte à puce (1) dans lequel un matériau complexe est fourni, ce matériau complexe se présentant sous forme d’une planche mince ou d’une bande, avec deux faces principales et étant flexible de manière à pouvoir être courbé selon une direction perpendiculaire à ses faces principales, ce matériau complexe formant un ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, et ce matériau complexe comportant en outre au moins une couche de matériau électriquement conducteur (60) reposant sur l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, des contacts (15) étant réalisés dans la couche de matériau électriquement conducteur (60), ces contacts étant destinés à établir une connexion électrique avec un lecteur de cartes à puce, l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes étant apparent à travers la couche de matériau électriquement conducteur (60) sur au moins une zone (64), ce procédé de fabrication étant caractérisé par le fait qu’il comporte une opération consistant à graver au moins l’une des deux strates de couleurs différentes à l’aide d’un faisceau laser sur une portion de la zone (64, 65, 66, 67) laissée apparente de l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, de manière à rendre visible la couleur de l’autre des deux strates de couleurs différentes. Procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules de carte à puce selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, comporte un substrat diélectrique (40) avec au moins une couche de matériau diélectrique (30, 31) déposée sur l’une des faces principales du substrat diélectrique (40). Procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules de carte à puce selon la revendication 1 ou 2, la zone de l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes laissée apparente est obtenue par gravure, à l’aide d’un faisceau laser, de la couche de matériau électriquement conducteur. Procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules de carte à puce selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la zone de l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes laissée apparente est obtenue par photolithographie et gravure électrochimique de la couche de matériau électriquement conducteur. Procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules de carte à puce selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape de perforation de trous (42) à travers l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, préalablement à une étape de lamination de la couche de matériau électriquement conducteur, au cours de laquelle au moins certains des trous (42) sont au moins partiellement obturés par la couche de matériau électriquement conducteur pour former des trous borgnes ou des trous rendus conducteurs par électrodéposition d’un matériau conducteur sur leur paroi respective. Procédé de fabrication de circuits imprimés flexibles pour modules de carte à puce selon l’une des revendications précédentes, lequel l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes est réalisé en déposant au moins une couche de renfort (68) entre deux strates. Circuit imprimé pour module de carte à puce comprenant un matériau complexe présentant deux faces principales, ce matériau complexe formant un ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes et comportant en outre au moins une couche de matériau électriquement conducteur (60), reposant sur l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, dans laquelle couche de matériau électriquement conducteur (60) sont réalisés des contacts destinés à établir une connexion électrique avec un lecteur de cartes à puce, et entre lesquels l’ensemble comprenant au moins deux strates de matériau diélectrique de couleurs différentes, est apparent sur au moins deux zones (64), caractérisé par le fait qu’il comporte dans l’une des deux zones (64, 65, 66, 67) laissées apparentes, au moins une couleur, et dans l’autre des deux zones (64, 65, 66, 67) laissées apparentes, au moins une autre couleur. Circuit imprimé selon la revendication 7, dans lequel le matériau complexe comprend un substrat diélectrique (40) flexible et au moins une couche de matériau diélectrique adhésif (30, 31) reposant sur le substrat diélectrique (40). Circuit imprimé selon la revendication 7, dans lequel le matériau complexe comprend un substrat diélectrique (40) flexible, au moins une couche de matériau diélectrique adhésif (30, 31) et au moins une couche de renfort (68) intercalée entre le substrat diélectrique (40) flexible et la couche de matériau diélectrique adhésif (30, 31). Circuit imprimé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel lematériau complexe comprend au moins deux couches de matériau diélectrique adhésif (30, 31) de couleurs apparentes différentes. Circuit imprimé selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel chaque couche de matériau diélectrique adhésif (30, 31) a une épaisseur supérieure ou égale à 7 micromètres. Module de carte à puce comprenant un circuit imprimé selon l’une des revendications 7 à 11, comprenant une puce électronique (100) et des trous (42) perforés à travers l’épaisseur de l’ensemble comprenant le substrat (40) et la ou les couches de matériau diélectrique (30, 31), et au moins partiellement obturés par la couche de matériau électriquement conducteur (60), la puce (100) étant connectée par l’intermédiaire de ces trous (42) à des contacts (15) réalisés dans la couche de matériau électriquement conducteur. Module selon la revendication 12, dans lequel le matériau complexe comporte plus d’une couche de matériau diélectrique adhésif (30, 31), chaque couche de matériau diélectrique adhésif (30, 31) ayant une couleur différente. Carte à puce comprenant un corps de carte, une cavité (4) formée dans le corps de carte et un module (2) logé dans la cavité (4), ce module (2) comprenant un circuit imprimé selon l’une des revendications 7 à 11, l’épaisseur totale du module (2) étant inférieure ou égale à 580µm.