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WO2000025265A1 - Procede de fabrication d'une carte a puce et d'un module electronique destine a etre insere dans une telle carte - Google Patents

Procede de fabrication d'une carte a puce et d'un module electronique destine a etre insere dans une telle carte Download PDF

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WO2000025265A1
WO2000025265A1 PCT/FR1999/002488 FR9902488W WO0025265A1 WO 2000025265 A1 WO2000025265 A1 WO 2000025265A1 FR 9902488 W FR9902488 W FR 9902488W WO 0025265 A1 WO0025265 A1 WO 0025265A1
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card
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cavity
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Philippe Patrice
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Gemplus
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Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of smart cards, and more particularly of cards capable of ensuring a contact operating mode and a contactless operating mode.
  • This type of card will be called, in the rest of the description, mixed-operation cards, or mixed chip card.
  • This type of card has an antenna integrated in the card body and a double-sided micromodule connected to the antenna.
  • the invention also relates to a method of manufacturing this double-sided micromodule.
  • mixed-operation cards With mixed-operation cards, the exchange of information with the outside is done either by the antenna which ensures electromagnetic coupling between the card's electronics and a reader (contactless operation), or by the contacts flush with the surface of the card which ensures an electrical data transmission when they are in contact with a reader • read head (contact operation).
  • the invention is not limited only to. mixed cards. It also relates to contactless smart cards, that is to say smart cards capable of ensuring only contactless operation, the exchange of information to the outside being done only by the antenna. However, to simplify the presentation of the invention, we will speak, - in the following, only mixed cards, the manufacturing process extending, as has just been said, also to contactless smart cards .
  • Such cards with mixed operation, or with contactless operation are intended to perform various operations such as, for example, banking operations, telephone communications, various identification operations, debit operations or reloading of credit units. account, and all kinds of operations which can be carried out either by inserting the card in a reader, or remotely by electromagnetic coupling (in principle of inductive type) between a transmission-reception terminal and a card placed in a zone of action of this terminal.
  • various operations such as, for example, banking operations, telephone communications, various identification operations, debit operations or reloading of credit units. account, and all kinds of operations which can be carried out either by inserting the card in a reader, or remotely by electromagnetic coupling (in principle of inductive type) between a transmission-reception terminal and a card placed in a zone of action of this terminal.
  • the cards to. mixed chips must have standardized dimensions identical to those of conventional smart cards provided with contacts. This is desirable for cards operating only contactless.
  • the dimensions of these cards are defined by the usual standard ISO 7810 which corresponds to a standard format card 85 mm long, 54 mm wide and 0.76 mm thick. These standards impose severe constraints for manufacturing. The very small thickness of the card is in particular a major constraint, even more severe for mixed cards than for cards simply provided with contacts, since it is necessary to provide for the incorporation of an antenna in the card.
  • the main technical problems which arise are problems of positioning of the antenna relative to the card, since the antenna occupies almost the entire surface of the card, problems of positioning of the integrated circuit module (comprising the chip and its contacts) which ensures the electronic functioning of the card and the problems of precision and reliability of the connection between the module and the antenna.
  • the mechanical strength, reliability and manufacturing cost constraints must also be taken into account.
  • the antenna is generally made of a conductive element deposited ⁇ thin layer on a plastic support sheet. Connection terminals are provided at the ends of the antenna which must be updated in order to be able to connect them to the contact pads of the electronic module.
  • the conductive element forming the antenna will hereinafter be referred to as antenna wire, since it may be, depending on the technology used, either an embedded or laminated wire on a manufacturing support sheet, or conductive tracks printed on this support sheet.
  • a solution envisaged for manufacturing these mixed smart cards is illustrated in FIGS. 1A to 1C. This solution consists firstly in producing, on a support sheet 10, an antenna 11, the turns of which are placed outside the connection terminals 12, an insulating bridge making it possible to connect each of the ends of the antenna respectively to a antenna connection range. In a second step, the sheet 10 supporting the antenna wire 11 thus produced is assembled with other plastic sheets 20, 30, 40, 50 to form the card body.
  • connection wells 62 are then filled with an electrically conductive substance which ensures the connection connection between the antenna and contact pads 72 of the electronic module M.
  • An object of the present invention therefore consists in eliminating the most expensive specific steps, that is to say in particular the machining of the connection wells and the dispensing of an electrically conductive substance in these wells.
  • the invention provides a method of manufacturing a smart card, said smart card comprising a card body obtained by assembling plastic sheets superimposed by enclosing, in the superposition, an antenna at the ends of which are provided terminals for connection to an electronic module, characterized in that it comprises the following steps:
  • a card body comprising an open cavity, said cavity comprising at least one flat bottom, and said antenna connection terminals being updated in the cavity substantially at said flat bottom,
  • said module comprising on its underside, facing the interior of the cavity, contact pads covered by a sheet of electrically conductive adhesive capable of simultaneously ensuring an electrical connection, between the pads contact module and antenna connection terminals, and a fixing of said electronic module.
  • the cavity is obtained by machining an opening in the card body, in which the antenna and its connection terminals are embedded.
  • the cavity is obtained by laminating several sheets comprising perforations corresponding to the cavity.
  • the antenna comprises at least two turns which are produced outside of its connection terminals.
  • the sheet of electrically conductive adhesive covering the contact areas reserved for the electrical connection with the antenna connection terminals, comprises on the one hand a central hole provided for accommodating a integrated circuit chip; and on the other hand two notches located respectively between the locations reserved for the contact pads, in order to separate said adhesive sheet into two electrically isolated zones from one another.
  • the two notches made in the sheet of electrically conductive adhesive are diametrically opposite.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to achieve a financial gain.
  • the sheet of electrically conductive adhesive, placed on the contact pads of the underside of the electronic module simultaneously makes it possible to fix the module and to produce a highly reliable electrical interconnection between the module and the antenna. As a result, the number of cards destined for scrap is considerably reduced.
  • Another object of the invention relates to a method of manufacturing an electronic module intended to be inserted into this smart card.
  • the electronic module can be single sided. In this case, it makes it possible to produce a smart card operating only without contact. It can also be double-sided to allow the creation of a mixed card.
  • the method of manufacturing such a double-sided electronic module firstly consists in producing, on an upper face of an insulating film, first contact pads intended to serve as access contacts for the smart card and, on a lower face of said insulating film, second contact pads intended to be connected to the terminals antenna connection.
  • an integrated circuit chip is bonded to the underside of said insulating film and electrical connections are made between the chip and the first and second contact pads respectively.
  • the chip and the electrical connections are then encapsulated in a protective resin.
  • the process is more particularly characterized by the fact that it further comprises the following steps: - applying .
  • an electrically conductive adhesive film on the underside of the insulating film, so that it covers the second contact pads, said adhesive film comprising on the one hand a central hole for accommodating the encapsulated integrated circuit chip therein; and on the other hand two notches located respectively between the locations reserved for the second contact pads, then
  • the electrically conductive adhesive film is applied to the insulating film by hot lamination.
  • FIGS. 2A and 2B two sectional views of two alternative embodiments of a mixed chip card manufactured according to the invention
  • FIG. 3 a top view of a mixed smart card according to the invention, during its manufacture
  • FIGS. 4 and 5 bottom views of an insulating film during the continuous production of electronic modules
  • contactless smart cards or cards with mixed operation
  • contactless smart cards are produced by gluing, for example by hot lamination, of superimposed plastic sheets in which the conductive antenna wire has been inserted.
  • a cavity is then opened in the assembled sheets to create there a housing reserved for an electronic module which is placed so that two of these contact pads are electrically connected to two connection terminals of the antenna conductor.
  • Figures 2A and 2B show two sectional views of a chip card 100 with mixed operation produced according to two variants of the invention.
  • the smart card comprises a card body 100 produced, in a conventional manner, by hot lamination of several superposed sheets of plastic material and containing an antenna 120.
  • This antenna 120 is produced on one of the plastic sheets of the assembly, by lamination of a conducting wire, or by inlaying, or by an ink printing technique conventional conductor, such as offset printing or pad printing or even screen printing for example.
  • the antenna generally makes several turns following the outer periphery of the card, to cut off an electromagnetic flux as large as possible.
  • the ends of the antenna 120 are connected to two connection terminals 125 slightly spaced from one another. The spacing between these two connection terminals 125 is chosen as a function of the contact pads 170 of the electronic module that will be inserted into the card.
  • the antenna 120 is made in a spiral and its connection terminals 125 are respectively placed outside and inside the spiral.
  • the antenna 120 comprises at least two turns which are produced outside of its connection terminals 125.
  • insulating bridges are produced to enable the ends of the antenna to be connected to the connection terminals 125.
  • This latter case is preferred over the case shown in FIG. 1A because, during the machining of a cavity in the card body, the antenna turns are not updated (but only the terminals of connection) so that they cannot be damaged.
  • the postponement of the electronic module M does not require taking any special precautions; unlike the first case (illustrated in FIG. 2A) where it is necessary to protect the antenna turns exposed in the cavity by an insulator, in order to avoid the appearance of short circuits during the interconnection of the module with the antenna connection terminals.
  • An open cavity 110 is provided on an upper face of the card body 100.
  • This cavity can be done in two different ways.
  • a first method consists in machining an opening, corresponding to this cavity 110, in the card body 100, in which the antenna 120 and its connection terminals 125 are embedded. This machining is carried out so that the connection terminals of the antenna are updated.
  • a second method consists in producing the cavity 110 during the assembly of the sheets for constituting the card body by lamination. These sheets then have perforations which, once the assembly has been completed, form the cavity.
  • the cavity 110 has for example a double bowl shape with two flat bottoms PI and P2.
  • the first flat bottom PI is produced so that it is substantially flush with the plane of the connection terminals 125 of the antenna 120. In this way, the first flat bottom PI makes it possible to update the connection terminals 125.
  • the second Flat bottom P2 is, in turn, produced between the connection terminals 125 and below their plane. This second flat bottom P2 is intended to receive the part of the electronic module M comprising an integrated circuit chip coated in a protective resin.
  • This cavity 110, making it possible to make the connection terminals 125 of the antenna accessible, is also shown in plan view in FIG. 3. When it is obtained by machining, it is preferably formed by two successive milling operations.
  • the electronic module M contains an integrated circuit chip ensuring the operation of the card.
  • the electronic module M can be a single-sided printed circuit module (for the production of a contactless-only operation card), or a double-sided printed circuit module (for the production of a mixed-operation card).
  • the module which is described in this description of the invention is a double-sided module.
  • the only difference compared to a single-sided module is that it has, on its upper face intended to be flush with the surface of the card 100, contact pads capable of serving as access contacts for the smart card. . Because of this only difference, the single-sided module is not described, but of course it can also be inserted into the cavity 110 of the card 100.
  • the module M consists of a double-sided printed circuit carrying an integrated circuit chip. It comprises an insulating sheet 140, on the upper face of which are made first contact pads 160. These contact pads 160 are made by any conventional method, such as printing of conductive ink, or even a deposit of metallization followed by etching for example.
  • the upper face of the module M is defined as being the face intended to be flush with the surface of the card 100.
  • the contact pads 160 are produced according to the usual ISO standards and will serve as access contacts for the smart card.
  • second contact pads 170 are produced, in the same manner as the first contact pads, on the underside of the insulating sheet 140, that is to say on the face intended to be turned towards inside the cavity 110. These seconds contact pads 170 are intended to provide the electrical connection between an integrated circuit chip 180 and the antenna 120.
  • the integrated circuit chip 180 is bonded to the underside of the insulating sheet 140 and it is connected, by means of soldered wires for example, to the second contact pads 170.
  • This chip 180 and the connecting wires are encapsulated in a protective resin 181.
  • the first contact pads 160 of the upper face of the module M can be electrically connected either to the second contact pads 170 via conductive vias formed in the insulating sheet 140; or more simply to the integrated circuit chip 180 by means of other connecting wires which pass through orifices previously formed in the insulating sheet.
  • This module M further comprises, on its underside, a sheet of electrically conductive adhesive 130.
  • This sheet 130 makes it possible simultaneously to provide an electrical connection between the second contact pads 170 of the module M and the connection terminals 125 of the antenna 120 as well as a fixing of the module M by gluing.
  • the structure of this double-sided module will be better understood with regard to Figures 4 to 6 which illustrate the different stages of its manufacturing process.
  • Double-sided electronic modules intended to be inserted in mixed-function smart cards, can be manufactured continuously using the same production lines usually used to produce single or double-sided electronic modules.
  • Several double-sided modules Ml, M2, M3, ... Mn can therefore, for example, be produced continuously on an insulating film 141.
  • This insulating film is in this case provided with lateral perforations 142 intended to allow it to be driven by machines.
  • Figures 4 and 5 show a bottom view of this insulating film 141, that is to say a view of the underside of the modules Ml, M2, M3 ... Mn during manufacture.
  • the second contact pads 170 of each module intended to be electrically connected to the connection terminals of an antenna to provide an electrical connection between an integrated circuit chip and said antenna.
  • the first contact pads forming the access contacts of a card are also produced.
  • Integrated circuit chips are bonded to the underside of the insulating film 141. They are electrically connected to the second contact pads 170 which are associated with them by means of conductive wires according to the well-known technique known as "wire bonding" in literature Anglo-Saxon. These chips and the electrical connections are then encapsulated in drops of protective resin 181.
  • the next step in the process for manufacturing double-sided modules consists in applying a film of electrically conductive adhesive 131 to the insulating film 141 (FIG. 5).
  • This adhesive film 131 has a width less than that of the insulating film 141 so that it does not cover the perforations 142 intended to allow the drive of the insulating film.
  • This electrically conductive adhesive film comprises, for each module M1 ... Mn, a central hole 136 for housing the integrated circuit chip encapsulated in the resin 181. It further comprises two notches 135 located respectively between the locations reserved for second contact pads 170. These two notches 135 are for example diametrically opposite and located on either side of the hole 136.
  • FIG. 6 represents a bottom view of such a module M obtained by cutting the insulating films 141 and conductors 131.
  • This module M is cut flush with the notches 135 (or, in any case, so that the cut passes over the notches 135), so as to separate the adhesive 131 into two zones 133, 134, located respectively on one of the second contact pads 170, and in order to ensure electrical isolation of these two zones.
  • the adhesive 131 not only makes it possible to fix the module, but also to ensure the electrical connection between the contact pads 170 of the module and the terminals antenna connection.
  • the two notches 135 make it possible in this case to avoid a short circuit of the antenna because they provide electrical isolation of the second contact pads 170 covered by the sheet of electrically conductive adhesive 131 . .
  • the electrical interconnection thus produced between the contact pads of the module and the antenna, by means of the electrically conductive adhesive, has very high reliability. It is carried out cleanly and with great precision. As a result, the electrical connection between the chip and the antenna is of good quality, which contributes to significantly reducing the number of cards intended for scrap. The cost price of the cards is therefore also reduced.
  • the cavity 110, formed in the card body 100, as well as the double-sided electronic module M are produced in a circular shape.
  • the invention is not limited to this form. Indeed, the module M as well as the cavity 110, can very well be produced in any other possible shape, such as a rectangular or square shape for example.
  • the invention makes it possible to considerably reduce the manufacturing costs of contactless cards. It also uses the same production lines to produce double-sided electronic modules, and mixed smart cards.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication de cartes à puce sans contact ou à fonctionnement mixte. Le corps de carte comporte une antenne (120) aux extrémités de laquelle sont prévues des bornes de connexion (125) à un module électronique (M). Le procédé de fabrication est particulièrement caractérisé en ce qu'il consiste à fournir un corps de carte comprenant une cavité ouverte (110), ladite cavité (110) comportant au moins un fond plat (P1), et lesdites bornes de connexion de l'antenne étant mises à jour dans la cavité sensiblement au niveau dudit fond plat, puis à reporter le module électronique dans la cavité, ledit module comportant sur sa face inférieure des plages de contact (170) recouvertes par une feuille d'adhésif électriquement conducteur (130) apte à assurer simultanément une liaison électrique, entre les plages de contact (170) du module électronique et les bornes de connexion (125) de l'antenne, et une fixation dudit module.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE CARTE A PUCE ET D'UN MODULE ÉLECTRONIQUE DESTINÉ A ETRE INSÉRÉ DANS UNE
TELLE CARTE.
La présente invention concerne la fabrication de cartes à puce, et plus particulièrement des cartes aptes à assurer un mode de fonctionnement à contacts et un mode de fonctionnement sans contact. On appellera ce type de carte, dans toute la suite de la description, cartes à fonctionnement mixte, ou carte à puce mixte. Ce type de carte est muni d'une antenne intégrée dans le corps de carte et d'un micromodule double face relié à l'antenne. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce micromodule double face.
Avec les cartes à fonctionnement mixte, les échanges d'informations avec l'extérieur se font soit par l'antenne qui assure un couplage électromagnétique entre l'électronique de la carte et un lecteur (fonctionnement sans contact) , soit par les contacts affleurant la surface de la carte qui assurent une transmission électrique de données lorsqu'ils sont au contact d'une tête • de lecture d'un lecteur (fonctionnement à contacts) . L'invention ne se limite pas seulement aux . cartes mixtes. Elle concerne également les cartes à puce sans contact, c'est-à-dire les cartes à puce apte à assurer uniquement un fonctionnement sans contact, les échanges d'informations vers l'extérieur se faisant uniquement par l'antenne. Cependant, pour simplifier l'exposé de l'invention, on ne parlera,,- dans la suite, que dés cartes mixtes, le procédé de fabrication s 'étendant, comme cela vient d'être dit, également aux cartes à puce sans contact. De telles cartes à fonctionnement mixte, ou a fonctionnement sans contact, sont destinées à réaliser diverses opérations telles que, par exemple, des opérations bancaires, des communications téléphoniques, diverses opérations d'identification, des opérations de débit ou de rechargement d'unités de compte, et toutes sortes d'opérations qui peuvent s'effectuer soit en insérant la carte dans un lecteur, soit à distance par couplage électromagnétique (en principe de type inductif) entre une borne d'émission-réception et une carte placée dans une zone d'action de cette borne.
Les cartes à . puce mixtes doivent avoir obligatoirement des dimensions normalisées identiques à celles des cartes à puce classiques pourvues de contacts. Ceci est souhaitable pour les cartes fonctionnant uniquement sans contact. Les dimensions de ces cartes sont définies par la norme usuelle ISO 7810 qui correspond à une carte de format standard de 85 mm de long, 54 mm de large et 0,76 mm d'épaisseur. Ces normes imposent des contraintes sévères pour la fabrication. L'épaisseur très faible de la carte est en particulier une contrainte majeure, plus sévère encore pour les cartes mixtes que pour les cartes simplement munies de contacts, car il faut prévoir l'incorporation d'une antenne dans la carte.
Les problèmes techniques principaux qui se posent sont des problèmes de positionnement de l'antenne par rapport à la carte, car l'antenne occupe presque toute la surface de la carte, des problèmes de positionnement du module de circuit intégré (comprenant la puce et ses contacts) qui assure le fonctionnement électronique de la carte et des problèmes de précision et de fiabilité de la connexion entre le module et l'antenne. Les contraintes de tenue mécanique, de fiabilité et de coût de fabrication doivent également être prises en compte.
L'antenne est généralement constituée d'un élément conducteur déposé^ en couche mince sur une feuille support en plastique. Aux extrémités de l'antenne sont prévues des bornes de connexion qui doivent être mises à jour afin de pouvoir les connecter à des plages de contact du module électronique.
L'élément conducteur formant l'antenne sera dénommé dans la suite fil d'antenne, étant donné qu'il pourra s'agir, selon la technologie employée, soit d'un fil incrusté ou laminé sur une feuille support de fabrication, soit de pistes conductrices imprimées sur cette feuille support. Une solution envisagée pour fabriquer ces cartes à puce mixtes est illustrée sur les figures 1A à 1C. Cette solution consiste dans un premier temps à réaliser, sur une feuille support 10, une antenne 11 dont les spires sont placées à l'extérieur des bornes de connexion 12, un pont isolant permettant de relier chacune des extrémités de l'antenne respectivement à une plage de connexion de l'antenne. Dans un deuxième temps, la feuille 10 supportant le fil d'antenne 11 ainsi réalisé est assemblée avec d'autres feuilles plastiques 20, 30, 40, 50 pour former le corps de carte. Ce corps de carte est ensuite usiné de manière à former d'une part une cavité 61 réservée à un module électronique M double face et située entre les bornes de connexion 12 de l'antenne 11, et d'autre part des puits de connexion 62 destinés à mettre à jour les bornes de connexion 12 de l'antenne 11. Les puits de connexion 62 sont ensuite remplis par une substance électriquement conductrice qui assure la liaison électrique entre l'antenne et des plages de contact 72 du module électronique M.
Cependant, cette solution reste encore relativement coûteuse. En effet, l'étape spécifique d'usinage des puits de connexion, pour rattraper les bornes de connexion de l'antenne, contribue à l'obtention d'un coût de fabrication relativement élevé. De plus, le remplissage des puits de connexion par une substance électriquement conductrice, pour réaliser la liaison électrique entre le module et l'antenne, est une opération délicate à mettre en oeuvre qui a tendance à entraîner une diminution du rendement de fabrication et, par conséquent, une augmentation du prix de revient. Enfin, une adhérence de bonne qualité entre le module électronique et la substance électriquement conductrice est relativement difficile à obtenir, si bien que la connexion électrique entre le module et l'antenne n'est pas toujours fiable, ce qui implique qu'un grand nombre de cartes est encore destiné au rebut. Ce nombre élevé de cartes destinées au rebut contribue également à augmenter le prix de revient des cartes .
Etant donné que les cartes à puce mixtes sont destinées à être fabriquées en très grandes quantités, afin d'être distribuées dans le grand public, il faut pouvoir réduire au maximum leur coût de fabrication. Un but de la présente invention consiste donc à supprimer les étapes spécifiques les plus coûteuses, c'est-à-dire notamment l'usinage des puits de connexion et la dispense d'une substance électriquement conductrice dans ces puits.
Pour cela, l'invention propose un procédé de fabrication d'une carte à puce, ladite carte à puce comportant un corps de carte obtenu par assemblage de feuilles de matière plastique superposées en enfermant, dans la superposition, une antenne aux extrémités de laquelle sont prévues des bornes de connexion à un module électronique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- fourniture d'un corps de carte comprenant une cavité ouverte, ladite cavité comportant au moins un fond plat, et lesdites bornes de connexion de l'antenne étant mises à jour dans la cavité sensiblement au niveau dudit fond plat,
- report du module électronique dans la cavité, ledit module comportant sur sa face inférieure, tournée vers l'intérieur de la cavité, des plages de contact recouvertes par une feuille d'adhésif électriquement conducteur apte à assurer simultanément une liaison électrique, entre les plages de contact du module électronique et les bornes de connexion de l'antenne, et une fixation dudit module électronique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la cavité est obtenue par l'usinage d'une ouverture dans le corps de carte, dans lequel l'antenne et ses bornes de connexion sont noyées.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la cavité est obtenue par lamination de plusieurs feuilles comportant des perforations correspondant à la cavité.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'antenne comporte au moins deux spires qui sont réalisées à l'extérieur de ses bornes de connexion.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la feuille d'adhésif électriquement conducteur, recouvrant les plages de contact réservées à la liaison électrique avec les bornes de connexion de l'antenne, comporte d'une part un trou central prévu pour y loger une puce de circuit intégré; et d'autre part deux encoches situées respectivement entre les emplacements réservés aux plages de contact, afin de séparer ladite feuille d'adhésif en deux zones électriquement isolées l'une de 1 ' autre. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les deux encoches pratiquées dans la feuille d'adhésif électriquement conducteur sont diamétralement opposées.
Grâce à ce procédé de fabrication, les étapes spécifiques et coûteuses d'usinage de puits de connexion et de dispense de substance conductrice ont été supprimées. Le procédé selon l'invention permet donc de réaliser un gain financier. De plus, la feuille d'adhésif électriquement conducteur, disposée sur les plages de contact de la face inférieure du module électronique, permet simultanément de fixer le module et de réaliser une interconnexion électrique de grande fiabilité entre le module et l'antenne. De ce fait, le nombre de cartes destinées au rebut est considérablement réduit.
Un autre objet de l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un module électronique destiné à être inséré dans cette carte à puce. Le module électronique peut être simple face. Dans ce cas, il permet de réaliser une carte à puce à fonctionnement uniquement sans contact. Il peut en outre être double face pour permettre la réalisation d'une carte mixte.
Le procédé de fabrication d'un tel module électronique double face consiste dans un premier temps, à réaliser sur une face supérieure d'un film isolant, des premières plages de contact destinées à servir de contacts d'accès de la carte à puce et, sur une face inférieure dudit film isolant, des secondes plages de contact destinées à être reliées aux bornes de connexion de l'antenne. Dans un deuxième temps, on colle une puce de circuit intégré sur la face inférieure dudit film isolant et on réalise des connexions électriques entre la puce et respectivement les premières et secondes plages de contact. La puce et les connexions électriques sont ensuite encapsulées dans une résine de protection. Le procédé est plus particulièrement caractérisé par le fait qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - appliquer . un film adhésif électriquement conducteur sur la face inférieure du film isolant, de manière à ce qu'il recouvre les secondes plages de contact, ledit film adhésif comportant d'une part un trou central pour y loger la puce de circuit intégré encapsulées; et d'autre part deux encoches situées respectivement entre les emplacements réservés aux secondes plages de contact, puis
- découper l'assemblage ainsi formé au moins au ras des encoches, de manière à ce que ces dernières permettent de séparer le film d'adhésif en deux zones électriquement isolées l'une de l'autre et situées respectivement sur une des secondes plages de contact.
Selon une autre caractéristique de ce procédé, le film adhésif électriquement conducteur est appliqué sur le film isolant par lamination à chaud.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description donnée à titre d'exemple illustratif, et non limitatif et faite en référence aux figures annexées qui représentent :
- les figures 1A à 1C, déjà décrites, des vues en coupe d'une carte à puce à fonctionnement mixte au cours des étapes de fabrication d'un procédé envisagé antérieurement,
- les figures 2A et 2B, deux vues en coupe de deux variantes de réalisation d'une carte à puce mixte fabriquée selon l'invention,
- la figure 3, une vue de dessus d'une carte à puce mixte selon l'invention, au cours de sa fabrication,
- les figures 4 et 5, des vues de dessous d'un film isolant au cours de la fabrication en continu de modules électroniques,
- la figure 6, une vue de dessous d'un module électronique selon l'invention.
D'une manière générale, les cartes à puce sans contact, ou a fonctionnement mixte, sont réalisées par collage, par exemple par lamination à chaud, de feuilles de matière plastique superposées dans lesquelles on a inséré du intercalé le fil conducteur d'antenne . Une cavité est ensuite ouverte dans les feuilles assemblées pour y créer un logement réservé à un module électronique qui est placé de sorte que deux de ces plages de contact soient électriquement reliées à deux bornes de connexion du conducteur d'antenne. Les figures 2A et 2B représentent deux vues en coupe d'une carte à puce 100 à fonctionnement mixte réalisée selon deux variantes de l'invention. La carte à puce comporte un corps de carte 100 réalisé, de manière classique, par lamination à chaud de plusieurs feuilles de matière plastique superposées et renfermant une antenne 120. Cette antenne 120 est réalisée sur l'une des feuilles plastiques de l'assemblage, par lamination d'un fil conducteur, ou par incrustation, ou encore par une technique d'impression d'encre conductrice classique, telle qu'une impression offset ou une impression par tampographie ou encore une sérigraphie par exemple. L'antenne fait en général plusieurs tours en suivant la périphérie extérieure de la carte, pour couper un flux électromagnétique aussi grand que possible. Les extrémités de l'antenne 120 sont reliées à deux bornes de connexion 125 légèrement espacées l'une de l'autre. L'espacement entre ces deux bornes de connexion 125 est choisi en fonction des plages de contact 170 du module électronique que l'on va insérer dans la carte.
Sur la figure 2A, l'antenne 120 est réalisée en spirale et ses bornes de connexion 125 sont respectivement placées à l'extérieur et à l'intérieur de la spirale. Sur la figure 2B, l'antenne 120 comporte au moins deux spires qui sont réalisées à l'extérieur de ses bornes de connexion 125. Dans ce cas, des ponts isolants sont réalisés pour permettre de relier les extrémités d'antenne aux bornes de connexion 125. Ce dernier cas est préféré par rapport au cas représenté sur la figure 1A car, lors de l'usinage d'une cavité dans le corps de carte, les spires d'antenne ne sont pas mises à jour (mais seulement les bornes de connexion), si bien qu'elles ne risquent pas d'être endommagées. De plus, dans ce cas, le report du module électronique M ne nécessite pas la prise de précautions particulières; contrairement au premier cas (illustré sur la figure 2A) où il faut protéger les spires d'antenne mises à nu dans la cavité par un isolant, afin d'éviter l'apparition de court-circuits lors de l'interconnexion du module avec les bornes de connexion de l'antenne.
Une cavité ouverte 110 est prévue sur une face supérieure du corps de carte 100. Cette cavité peut être réalisée de deux manières différentes. Une première méthode consiste à usiner une ouverture, correspondant à cette cavité- 110, dans le corps de carte 100, dans lequel sont noyées l'antenne 120 et ses bornes de connexion 125. Cet usinage est réalisé de telle sorte que les bornes de connexion de l'antenne sont mises à jour. Une deuxième méthode consiste à réaliser la cavité 110 lors de l'assemblage des feuilles de constitution du corps de carte par lamination. Ces feuilles comportent alors des perforations qui, une fois l'assemblage réalisé, forment la cavité.
La cavité 110 a par exemple une forme de cuvette double à deux fonds plats PI et P2. Le premier fond plat PI est réalisé de telle sorte qu'il affleure sensiblement le plan des bornes de connexion 125 de l'antenne 120. De cette manière, le premier fond plat PI permet de mettre à jour les bornes de connexion 125. Le deuxième fond plat P2 est, quant à lui, réalisé entre les bornes de connexion 125 et en dessous de leur plan. Ce deuxième fond plat P2 est destiné à recevoir la partie du module électronique M comprenant une puce de circuit intégré enrobée dans une résine de protection. Cette cavité 110, permettant de rendre accessibles les bornes de connexion 125 de l'antenne, est également représentée en vue de dessus sur la figure 3. Lorsqu'elle est obtenue par usinage, elle est de préférence formée par deux opérations de fraisage successives. Sa forme est adaptée à celle du module électronique M à insérer. Ce module électronique M contient une puce de circuit intégré assurant le fonctionnement de la carte. Le module électronique M peut être un module à circuit imprimé simple face (pour la réalisation d'une carte à fonctionnement uniquement sans contact) , ou un module à circuit-imprimé double face (pour la réalisation d'une carte à fonctionnement mixte) . Le module qui est décrit dans cet exposé de l'invention est un module double face. La seule différence par rapport à un module simple face réside dans le fait qu'il comporte, sur sa face supérieure destinée à affleurer la surface de la carte 100, des plages de contacts aptes à servir de contacts d'accès de la carte à puce. Du fait de cette seule différence, le module simple face n'est pas décrit, mais bien sûr il peut également être inséré dans la cavité 110 de la carte 100.
Le module M, tel qu'illustré sur les figures 2A et 2B, est constitué par un circuit imprimé double face portant une puce de circuit intégré. Il comporte une feuille isolante 140, sur la face supérieure de laquelle sont réalisées des premières plages de contact 160. Ces plages de contact 160 sont réalisées par un procédé classique quelconque, tel que l'impression d'encre conductrice, ou encore un dépôt de métallisation suivi d'une gravure par exemple. La face supérieure du module M est définie comme étant la face destinée à affleurer la surface de la carte 100. Les plages de contact 160 sont réalisées aux normes usuelles ISO et serviront de contacts d'accès de la carte à puce. D'autre part, des secondes plages de contact 170 sont réalisées, de la même manière que les premières plages de contact, sur la face inférieure de la feuille isolante 140, c'est-à-dire sur la face destinée à être tournée vers l'intérieur de la cavité 110. Ces secondes plages de contact 170 sont destinées à assurer la liaison électrique entre une puce de circuit intégré 180 et l'antenne 120.
La puce de circuit intégré 180 est collée sur la face inférieure de la feuille isolante 140 et elle est reliée, par l'intermédiaire de fils soudés par exemple, aux secondes plages de contact 170. Cette puce 180 et les fils de liaison sont encapsulés dans une résine de protection 181. Les premières plages de contact 160 de la face supérieure du module M peuvent être électriquement reliées soit aux secondes plages de contact 170 par l'intermédiaire de vias conducteurs pratiqués dans la feuille isolante 140; soit plus simplement à la puce de circuit intégré 180 par l'intermédiaire d'autres fils de liaison qui passent à travers des orifices préalablement pratiqués dans la feuille isolante.
Ce module M comporte en outre, sur sa face inférieure, une feuille d'adhésif électriquement conducteur 130. Cette feuille 130 permet d'assurer simultanément une connexion électrique entre les secondes plages de contact 170 du module M et les bornes de connexion 125 de l'antenne 120 ainsi qu'une fixation du module M par collage. La structure de ce module double face sera mieux comprise au regard des figures 4 à 6 qui illustrent les différentes étapes de son procédé de fabrication. Des modules électroniques double face, destinés à être insérés dans des cartes à puce à fonctionnement mixte, peuvent être fabriqués en continu en utilisant les mêmes chaînes de fabrication habituellement utilisées pour réaliser des modules électroniques simple ou double face. Plusieurs modules double face Ml, M2 , M3 , ... Mn peuvent donc par exemple être réalisés en continu sur un film isolant 141. Ce film isolant est dans ce cas muni de perforations latérales 142 destinées à permettre son entraînement par des machines. Les figures 4 et 5 représentent une vue de dessous de ce film isolant 141, c'est-à-dire une vue de la face inférieure des modules Ml, M2 , M3 ... Mn en cours de fabrication. Sur cette face inférieure sont réalisées les secondes plages de contact 170 de chaque module, destinées à être électriquement reliées aux bornes de connexion d'une antenne pour assurer une liaison électrique entre une puce de circuit intégré et ladite antenne.
Sur l'autre face, non représentée mais telle qu'illustrée sur les figures 2A et 2B précédemment décrites, sont aussi réalisées les premières plages de contact formant les contacts d'accès d'une carte. Des puces de circuit intégré sont collées sur la face inférieure du film isolant 141. Elles sont électriquement reliées aux secondes plages de contact 170 qui leur sont associées par l'intermédiaire de fils conducteurs selon la technique bien connue dite de "wire bonding" en littérature anglo-saxonne. Ces puces ainsi que les connexions électriques sont ensuite encapsulées dans des gouttes de résine de protection 181.
L'étape suivante du procédé de fabrication des modules double face consiste à appliquer un film d'adhésif électriquement conducteur 131 sur le film isolant 141 (figure 5) . Ce film d'adhésif 131 présente une largeur inférieure à celle du film isolant 141 de sorte qu'il ne recouvre pas le perforations 142 destinées à permettre l'entraînement du film isolant. Ce film d'adhésif électriquement conducteur comporte, pour chaque module Ml ... Mn, un trou central 136 pour y loger la puce de circuit intégré encapsulée dans la résine 181. Il comporte en outre deux encoches 135 situées respectivement entre les emplacements réservés aux secondes plages de contact 170. Ces deux encoches 135 sont par exemple diamétralement opposées et situées de part et d'autre du trou 136. Une dernière étape consiste ensuite à découper les assemblages ainsi formés pour obtenir des modules électroniques double face Ml, M2 , M3 ... Mn. La figure 6 représente une vue de dessous d'un tel module M obtenu par découpe des films isolants 141 et conducteurs 131. Ce module M est découpé au ras des encoches 135 (ou, en tout cas, de telle sorte que la découpe passe sur les encoches 135) , de manière à séparer l'adhésif 131 en deux zones 133, 134, situées respectivement sur une des secondes plages de contact 170, et afin d'assurer une isolation électrique de ces deux zones. Ainsi, lors du report de ce module M dans la cavité 110 du corps de carte 100, l'adhésif 131 permet non seulement de fixer le module, mais aussi d'assurer la connexion électrique entre les plages de contact 170 du module et les bornes de connexion de l'antenne. Les deux encoches 135 permettent dans ce cas d'éviter un Court-circuit de l'antenne car elles assurent l'isolation électriquement des secondes plages de contact 170 recouvertes par la feuille d'adhésif électriquement conducteur 131..
L'interconnexion électrique ainsi réalisée entre les plages de contact du module et l'antenne, par l'intermédiaire de l'adhésif électriquement conducteur, présente une très grande fiabilité. Elle est réalisée proprement et avec une très grande précision. De ce fait, la liaison électrique entre la puce et l'antenne est de bonne qualité, ce qui contribue à diminuer notablement le nombre de cartes destinées au rebut. Le prix de revient des cartes s'en trouve donc également diminué.
Dans les exemples qui viennent d'être décrits en regard des figures 2A à 6, la cavité 110, pratiquée dans le corps de carte 100, ainsi que le module électronique double face M, sont réalisés selon une forme circulaire. Mais bien sûr, l'invention ne se limite pas à cette forme. En effet, le module M de même que la cavité 110, peuvent très bien être réalisés selon toute autre forme possible, telle qu'une forme rectangulaire ou carrée par exemple.
L'invention permet de réduire considérablement les coûts de fabrication des cartes sans contact. Elle utilise par ailleurs les mêmes chaînes de fabrication pour réaliser des modules électroniques double face, et des carte à puce mixtes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une carte à puce (100), ladite carte à puce (100) comportant un corps de carte obtenu par assemblage de feuilles de matière plastique superposées en enfermant, dans la superposition, une antenne (120) aux extrémités de laquelle sont prévues des bornes de connexion (125) à un module électronique (M), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- fourniture d'un corps de carte (100) comprenant une cavité ouverte (110) , ladite cavité (110) comportant au moins un fond plat (PI) , et lesdites bornes de connexion (125) de l'antenne (120) étant mises à jour dans la cavité sensiblement au niveau dudit fond plat, - report du module électronique (M) dans la cavité (110), ledit module comportant sur sa face inférieure, tournée vers l'intérieur de la cavité, des plages de contact (170) recouvertes par une feuille d'adhésif électriquement conducteur (130) apte à assurer simultanément une liaison électrique, entre les plages de contact (170) du module électronique (M) et les bornes de connexion (125) de l'antenne (120), et une fixation dudit module (M) .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (110) est obtenue par usinage d'une ouverture dans le corps de carte, dans lequel sont noyées l'antenne (120) et ses bornes de connexion (125) .
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (110) est obtenue par lamination de feuilles comportant des perforations correspondant à la cavité.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'antenne (120) comporte au moins deux spires qui sont réalisées à l'extérieur de ses bornes de connexion (125).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la feuille d'adhésif électriquement conducteur (130), recouvrant les plages de contact (170) réservées à la liaison électrique avec les bornes de connexion (125) de l'antenne (120), comporte d'une part un trou central (136) prévu pour y loger une puce de circuit intégré; et d'autre part deux encoches (135) situées respectivement entre les emplacements réservés aux plages de contact (170) , afin de séparer ladite feuille d'adhésif (130) en deux zones (133, 134) électriquement isolées l'une de l'autre.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux encoches (135) de la feuille d'adhésif électriquement conducteur (130) sont diamétralement opposées.
7. Carte à puce fabriquée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle constitue une carte à fonctionnement avec et sans contact et en ce qu'elle comporte un module électronique (M) double face.
8. Carte à puce fabriquée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle constitue une carte à fonctionnement sans contact et en ce qu'elle comporte un module électronique simple face.
9. Procédé de fabrication d'un module électronique (M) double face destiné à être inséré dans une carte à puce selon l'une des revendications 1 à 7, ledit procédé consistant à réaliser sur une face supérieure d'un film isolant (141) des premières plages de contact (160) destinées à servir de contact d'accès de la carte à puce et, sur une face inférieure dudit film isolant (141) des secondes plages de contact (170) destinées à être reliées aux bornes de connexion (125) de l'antenne ; puis à coller une puce de circuit intégré (180) sur ladite face inférieure dudit film isolant et à réaliser des connexions électriques entre la puce et respectivement les premières (160) et secondes (170) plages de contact ; ladite puce et ledites connexions électriques étant encapsulées dans une résine de protection (181), caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivants :
- appliquer un film adhésif électriquement conducteur (131) sur la face inférieure du film isolant (141), de manière à ce qu'il recouvre les secondes plages de contact (170) , ledit film adhésif (131) comportant d'une part un trou central (136) pour y loger la puce de circuit intégré encapsulée; et d'autre part deux encoches (135) situées respectivement entre les emplacements réservés , aux secondes plages de contact (170), puis
- découper l'assemblage ainsi formé au moins au ras des encoches (135) , de manière à ce que ces dernières permettent de séparer le film d'adhésif (131) en deux zones (133; 134) électriquement isolées l'une de l'autre et situées respectivement sur une des secondes plages de contact (170).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le film d'adhésif électriquement conducteur (131) est appliqué sur le film isolant ' (141) par lamination à chaud.
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