Procédé de fabrication d'un objet électronique comportant une étape de transfert de données et objet obtenu
L'invention concerne un procédé fabrication d'un objet portable à électronique comportant des plages de contacts et ayant une épaisseur distincte de celle d'une carte à puce normalisée ainsi que les objets obtenus.
Plus particulièrement, le procédé vise une étape de personnalisation et/ou d'initialisation électrique de l'objet ou de transfert électrique de données.
Elle trouve application plus de préférence dans la fabrication de clés personnalisées du type clé USB, mais peut s'appliquer à d'autres objets de diverses épaisseurs ayant des contacts électriques, tel que des cartes à mémoire, notamment du type MMC (carte multimédia), SD, lecteur ou carte de type PCMCIA.
Les clés USB sont destinées à être connectées à un port périphérique USB (du nom de la norme Universal Sériai Bus en anglais) d'un appareil de télécommunication tel qu'un ordinateur personnel. D'une manière générale, une clé USB comporte une portion rentrant dans le port de l'appareil et une portion restant à l'extérieur du port pour manipulation. La clé comporte généralement une bague métallique entourant les contacts.
Le domaine d'utilisation est aussi vaste que celui des cartes à puce ou/et des lecteurs de carte (Sécurisation de données, accès Internet, Identification, e-commerce, paiement en ligne, cryptographie ...etc.)
La demande PCT/FR 02/ 03247 décrit un procédé de fabrication d'une clé électronique USB, dans lequel on découpe un module ayant des plages de contact compatibles avec le format USB, à partir d'une carte à puce, puis on ajuste son épaisseur, au moins au niveau des plages de contact, de manière à présenter une épaisseur conforme à la norme USB. Il n'est pas évoqué de personnalisation et/ou initialisation électrique après que la clé présente une épaisseur supérieure à celle d'une carte à puce.
La personnalisation électrique et/ou initialisation des clés USB est effectuée par introduction manuelle dans un connecteur approprié. Ce sont des opérations qui consistent à charger par le biais de contacts électrique des données dans une mémoire de l'objet qui peuvent être nécessaires à son fonctionnement (données, programme, clé de chiffrement). Dans d'autres cas, l'opération peut consister également à pré-charger des données de type multimédia.
Elle peut consister également en une opération de test électrique ou électronique d'un circuit de l'objet, avec ou sans mémoire électronique.
Ces opérations seront par la suite considérées comme réalisables à l'aide d'un poste de transfert de données.
L'invention vise à résoudre ces inconvénients. Elle a pour objectif principal de permettre un transfert de données (test, initialisation, personnalisation électrique, chargement...), par contact électrique sur un objet électronique portable à des cadences élevées et de manière automatique.
Elle vise aussi à faciliter des opérations de fabrication de ces objets.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un objet portable électronique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes:
- fourniture d'un objet comportant des plages de contact dans un plan,
- fourniture d'un poste de transfert de données ayant au moins un connecteur à sondes électriques et ayant des moyens de préhension automatique de l'objet,
- connexion électrique automatique des plages de contact de l'objet au connecteur du poste de transfert de données,
- présentation de l'objet au poste de transfert de données de manière à ce que les plages de contact de l'objet soient accessibles directement par les sondes électriques du connecteur selon une direction perpendiculaire au plan;
Le procédé se distingue en ce que l'objet a une épaisseur distincte de celle d'une carte à puce normalisée, et en ce que lesdits moyens de préhension automatique de l'objet sont aptes à s'accommoder d'une épaisseur de l'objet distincte de celle d'une carte à puce normalisée.
Selon un mode de mise en oeuvre, l'objet est fixé provisoirement sur un corps support à l'aide de moyens de fixation.
Ainsi, grâce à l'invention, on peut personnaliser et fabriquer des produits électroniques ayant des épaisseurs totalement différentes d'une carte à puce par le biais d'un support carte dont la surface est de préférence sensiblement égale à celle d'une carte à puce de manière à utiliser le parc machine existant.
Selon un mode particulier de mise en oeuvre:
- le procédé comprend une étape préalable selon laquelle on configure l'objet de manière à faire déboucher en surface les contacts électriques à travers au moins une fenêtre ménagée sur une face de l'objet;
Ainsi, il est quand même possible d'utiliser le parc machine carte à puce pour des objets électroniques à priori non conçus à cet effet, par exemple parce qu'il ont d'origine une épaisseur plus grande qu'une carte à puce et/ou des connecteurs accessibles différemment.
Selon d'autres modes de mise en oeuvre:
- le corps de carte est au format ISO des cartes à puce;
- l'objet est choisi parmi une clé USB, une carte MMC, une carte à mémoire de masse, toute carte comportant des contacts électriques en surface et d'une épaisseur supérieure à 1 mm.
Selon une mode de mise en oeuvre préféré, l'objet est une clé USB comportant un corps de préhension et un connecteur s'étendant dans le prolongement du corps, ledit connecteur présentant une bague entourant des plages de contacts linéaires.
Il se distingue en ce que l'on dimensionne des fenêtres dans la bague de manière à réaliser la personnalisation électrique et/ou initialisation à travers lesdites ouvertures de ladite bague.
Selon d'autres modes de mise en oeuvre:
- la bague comporte au moins une fenêtre d'accès aux contacts s'étendant transversalement sur l'ensemble des contacts;
- les moyens de fixation comprennent un adhésif sensible à la pression fixé au corps de carte support;
- les moyens de fixation comprennent des bretelles de liaison au corps de carte ayant une ligne prédéterminée de rupture;
- l'objet est fixé aux bretelles de manière à être complètement positionné au-dessus du plan général du plan de carte;
- on fixe une partie initiale de l'objet sur le corps de carte et on réalise une opération de fabrication tandis qu'elle demeure attachée au corps de carte, ladite opération étant choisie parmi une opération d'assemblage des parties complémentaires de l'objet à la partie initiale, impression graphique, conditionnement;
- on réalise la partie initiale de l'objet en même temps que le corps de carte par moulage injection et on assemble les parties complémentaires, la partie initiale étant extractible du corps de carte;
- la partie initiale est extractible du corps de carte par rupture d'une ligne prédéterminée de rupture autour de l'objet;
- la partie initiale est choisie parmi une coque inférieure, coque supérieure, corps support de circuit intégré et/ou d'un module de circuit intégré.
L'invention concerne également le produit résultant du procédé ci- dessus.
En particulier, il concerne un objet portable à mémoire électronique comportant des plages de contacts, ledit objet étant fixé à l'aide de moyens de fixation provisoires sur une carte support et possédant des plages de contact accessibles selon une direction perpendiculaire au plan du corps de carte.
L'objet se distingue en ce qu'il a une épaisseur supérieure ou inférieure de celle de la carte support.
Selon un mode de réalisation, l'objet est configuré de manière à faire déboucher en surface l'ensemble des contacts électriques à travers
au moins une fenêtre ménagée sur une face de l'objet. Pour le moins, ce sont les plages de contact nécessaires à un transfert de données qui doivent déboucher.
Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne un objet portable électronique ayant au moins une face et des plages de contact, pistes ou connecteurs électriques principaux disposés sous cette face, ledit objet comportant une ouverture dite principale de manière à rendre accessibles les plages de contact ou connecteurs principaux à travers cette ouverture selon une direction (J), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une fenêtre ménagée dans ladite face de manière à rendre accessibles les plages de contact, pistes ou connecteurs électriques principaux utiles à un transfert électrique à travers la fenêtre et selon la direction différente de la direction (J).
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description faite à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 illustre un connecteur d'un terminal destiné à recevoir une clé USB ;
- La figure 2 illustre une vue de dessus partielle d'une clé USB montrant une bague métallique;
- La figure 3 illustre une vue en élévation de l'étape de personnalisation et/ ou initialisation électrique schématisant les sondes électriques ;
- Les figures 4, 4a illustrent respectivement une vue en élévation d'une bague et vue de dessus partielle d'une clé USB montrant une bague métallique selon un premier mode de réalisation de l'invention;
- Les figures 5, 5a illustrent respectivement une vue en élévation et vue de dessus partielle d'une clé USB montrant une bague métallique selon un second mode de réalisation de l'invention;
- La figure 6 illustre une clé obtenue par l'assemblage de la figure 7;
- La figure 7 illustre une vue éclatée en perspective des constituants d'une clé selon l'invention en cours d'assemblage selon un mode préféré de mise en oeuvre;
- La figure 8 illustre un présentoir de clés obtenues selon l'invention.
- La figure 9 illustre une objet du type PCMCIA configuré selon un mode de réalisation de l'invention.
Le procédé de fabrication selon l'invention s'intéresse à des objets portables à mémoire électronique qui comportent des plages de contacts et qui ont une épaisseur distincte de celle d'une carte à puce normalisée; En particulier, selon la norme ISO 7816 l'épaisseur est égale à environ 0.76 mm.
De préférence, l'épaisseur de ces objets est nettement supérieure à 0, 76 mm, par exemple 1 mm et en particulier, de l'ordre de 3-7 mm pour une clé USB; Toutefois, l'invention n'exclut pas des objets beaucoup plus fins à 0,76 mm, par exemple inférieur à 0,4 mm, dès l'instant qu'il y a un écart significatif, par exemple, plus de 0,5 mm avec une épaisseur standard de corps de carte à puce à 0,76 mm.
Sont exclus les modules (diélectrique associé à des plages de contact reliées à une puce enrobée de résine) destinés à être encartés à demeure dans une cavité de corps de carte); en effet, les modules à encarter notamment par adhésif à effet permanent ne sont pas des entités électroniques propres utilisées indépendamment d'un corps de carte.
L'objet peut être choisi parmi une clé USB, une carte MMC, une carte à mémoire de masse, toute carte comportant des contacts électriques en surface et d'une épaisseur comme ci-dessus.
On connaît la personnalisation d'objet à mémoire électronique tel que des cartes à puce mini-SIM qui sont détachées du corps de carte une fois personnalisées électriquement mais le problème se pose pour des objets qui ont des épaisseurs différentes et qui sont en général produits par ailleurs selon des divers procédés distincts de ceux permettant d'obtenir des cartes à puce.
Selon l'invention, le procédé comprenant une étape de personnalisation et/ou d'initialisation électrique de l'objet et/ou transfert de données.
En référence aux figures 1 et 2, cette étape consiste dans l'art antérieur, notamment pour une clé USB 1 , à connecter la clé à un connecteur 3 d'un terminal / poste de personnalisation. Cette opération est effectuée manuellement et ensuite toute sorte de données, programme ou clés secrète ou autres sont introduites dans l'objet via cette interface par les connecteurs 4.
La clé USB de l'art antérieur comporte une bague 2 entourant des plages de contact 12 en prolongement d'un corps de préhension 2B.
La bague comporte des fenêtres 2C pour permettre une première fonction d'origine qui est d'engager des lames ressorts 3A, 3C de maintien du connecteur de figure 1.
Selon une caractéristique de mise en oeuvre de l'invention, l'objet est d'abord fixé sur un corps support 6 à l'aide de moyens de fixation puis
est présenté à un poste de personnalisation et/ou initialisation 10, ou transfert totalement différent de l'art antérieur comme indiqué par la suite.
Dans l'exemple, à la figure 3, l'objet est en l'occurrence une clé USB 5, et le corps support 6 est avantageusement au format d'une carte à puce et en plastique PVC.
D'autres formats ou épaisseurs pourraient convenir, et le corps peut être en une autre matière plastique mais peut aussi être en une matière différente par exemple en carton, papier, métal ou autre.
Selon une autre caractéristique, l'objet est fixé avec des moyens de fixation provisoires (permettant une amovibilité de l'objet) de manière à avoir ses plages de contact accessibles par un connecteur à sondes rectilignes selon une direction perpendiculaire au plan du corps de carte.
Dans l'exemple, la clé est fixée à l'aide de trois plots solidaires 7 de la carte. Ils comprennent des encoches 8 coopérant avec des angles du corps de préhension 9 pour maintenir la clé sur le corps support 6.
De manière avantageuse, ces plots dépassent légèrement l'épaisseur totale de la clé de manière à offrir un plan d'appui à une autre carte qui serait empilée et permettre ainsi des empilements stables et réguliers malgré des formes bombées des clés.
Alternativement, les moyens de fixation 7, 8 peuvent comprendre un adhésif sensible à la pression (non représenté) fixé au corps de carte support. Ils peuvent également comprendre des bretelles de liaison 17 au corps de carte 6B et avoir une ligne prédéterminée de rupture ou pré-
découpe 18 tout autour comme expliqué dans un exemple préféré ci- dessous.
Les moyens de fixations peuvent coopérer avec des formes de l'objet pour le maintenir comme par exemple un contour angulaire 9A du corps de préhension.
Selon une autre caractéristique de mise en oeuvre, la personnalisation et/ou initialisation 10 est effectuée à l'aide des sondes 11 électriques rectilignes représentées par quatre flèches sur la figure. Ces sondes ont une configuration géométrique adaptée à la configuration des plages de contact électriques de la clé USB et il leur suffit d'atterrir perpendiculairement sur les plages de contacts 12.
Les inventeurs se sont aperçus que le poste de personnalisation électrique automatique 10 comporte des moyens de préhension, généralement utilisés pour saisir une carte à puce au format ISO et l'amener à différents postes de travail mais dont la conception offre une tolérance assez grande dans l'épaisseur de la carte. Cette tolérance est de plusieurs millimètres, et peut atteindre actuellement 15 mm. Ce poste peut donc s'accommoder d'objets ayant des épaisseurs et formes différentes grâce à de tels moyens de préhension éventuellement à ouverture de saisie réglable ou variable.
Le préhenseur de carte possède en effet un mécanisme de saisie et de maintien comparable à une pince à linge avec une ouverture assez grande. D'autres mécanismes peuvent convenir comme un système à vérin venant presser l'objet.
L'installation de personnalisation comprend des moyens d'amené et de positionnement de la clé avec son support dans les moyens de
préhension à pince qui saisissent et maintiennent l'ensemble pour des manipulations entre postes opératoires.
De manière avantageuse, l'installation peut comprendre plusieurs moyens de préhension et un poste de transfert électrique pour chaque moyen de préhension monté par exemple sous forme d'un barillet. Ainsi, le transfert électrique s'effectue en temps masqué pendant le déplacement de l'objet dans la chaîne de production.
Cette manière de faire est relativement aisée pour des objets qui ont déjà des surfaces de contact débouchant à la surface. Toutefois dans le cas d'une clé USB avec bague métallique, les contacts ne sont pas tous d'accès facile.
C'est pourquoi, le procédé comporte en plus une variante de mise en oeuvre dans laquelle une étape préalable consiste à configurer l'objet de manière à faire déboucher en surface les contacts électriques à travers au moins une fenêtre ménagée sur une face de l'objet.
A la figure 4, la face concernée est une bague métallique 13 entourant des plages de contacts linéaires du connecteur 12 et qui s'étend en prolongement du corps de préhension 9 de la clé.
Préalablement à l'assemblage complet de la clé, on a créé une bague spécifique à la mise en oeuvre de l'invention, en ménageant et dimensionnant au moins une ouverture ou fenêtre 14 dans la bague 13 de manière à permettre la personnalisation électrique et/ou initialisation à travers lesdites ouvertures.
Dans un exemple, figures 4 et 4a, une seule fenêtre 14 d'accès aux contacts s'étend transversalement sur la totalité des contacts. Elle mesure par exemple 9,7 x 2 mm. Dans un autre exemple, figure 5, 5a deux fenêtres 15 de dimensions respectives égales à 3,5 x 2mm sont ménagées dans la bague 16 et laissent libre accès aux plages de contact.
Les fenêtres peuvent être conçues de manière à encore permettre leur première fonction d'origine qui est d'engager des lames ressorts de maintien 3A, 3C d'un connecteur tel que celui illustré à la figure 1.
A la figure 6, la clé USB 5 est fixée à des bretelles 17 reliées elles même au corps support 6B de manière à être complètement positionnée au-dessus du plan général du plan de carte ou du moins au-dessus d'un plan inférieur 19 du corps support 6B.
Cela autorise un empilement des cartes avec un auto centrage mutuel.
En référence à la figure 7, on va maintenant décrire un mode de mise en œuvre préféré du procédé de l'invention pour l'obtention de la clé illustrée à la figure 6.
Selon une première étape de ce mode, une partie initiale 20 de l'objet 5 est fixée sur un corps de carte 6B et on réalise une opération de fabrication visée ci-dessous tandis qu'elle demeure attachée au corps de carte.
Ces opérations peuvent comprendre une opération d'assemblage des parties complémentaires 21 , 22 de l'objet à la partie initiale, impression graphique 23, conditionnement. Pour l'impression graphique, on peut effectuer notamment une impression par jet d'encre.
Ainsi, plutôt que de fixer directement l'objet fini sur la carte notamment avec des moyens de fixation 7 indiqués précédemment, on fixe un élément 20 de l'objet que l'on complète par la suite avec les éléments restants 21 , 22, 13.
Dans l'exemple, c'est une coque inférieure 20 de la clé qui est fixée par des bretelles 17 à un corps de carte.
Selon une étape avantageuse, la partie initiale de l'objet est réalisée en même temps que le corps de carte par moulage injection et on assemble les parties complémentaires, la partie initiale étant extractible du corps de carte. Le cas échéant, la pré-découpe peut être réalisée mécaniquement, par exemple poinçonnage.
Dans l'exemple, la partie initiale est la coque inférieure de la clé mais on pourrait envisager de retenir autre chose tel que la coque supérieure 22 ou un corps support 21 de circuit intégré 23 ou d'un module de circuit intégré.
De préférence, la partie initiale est extractible du corps de carte par rupture d'une ligne prédéterminée de rupture autour de l'objet.
Dans l'exemple, cette ligne est formée par un évidement 18 tout autour de la coque et par des amincissements de bretelles en limite de la coque inférieure. Les bretelles maintiennent la coque à un niveau situé totalement au-dessus du plan général supérieur 24 de carte.
L'assemblage de la clé est illustrée par des étapes de montage dans l'ordre des flèches (A, B, C).
En particulier, on assemble, une coque inférieure comportant deux parties essentielles: une partie concave 20 offrant un espace de réception 25 d'une partie 21 d'un support et un méplat 26 ou plateau prolongeant la partie concave.
Après assemblage, le support de puce 21 repose totalement sur la coque inférieure et le méplat s'étend totalement sous une partie avant du support comportant les plages de contact 12.
Le méplat a pour fonction de compléter l'épaisseur du support au niveau des plages de contact de manière à avoir une épaisseur totale à ce niveau conforme à la norme USB.
Le support à puce a une épaisseur d'environ 0,76 mm tandis que, l'épaisseur USB à atteindre est d'environ 1 , 95 mm.
Le support peut comporter sur sa face inférieure une rainure transversale 27a adjacente au module. Elle a pour fonction de venir se loger dans une nervure correspondante 27b du boîtier située à la jonction des deux sous parties 25/26 de la coque inférieure et bloquer le support 21 en position.
D'autres moyens de fixation, démontable ou non, notamment par collage, clip, glissière connus de l'homme de l'art pour maintenir le support en place dans la coque peuvent compléter la coque et/ ou le support.
La clé peut être utilisée ainsi ou avec le cas échéant une bague métallique 13 venant cercler ensemble le méplat et les plages de contact du support 21.
Une demi-coque supérieure 22 est disposée au-dessus du support de manière à couvrir une partie du support, en l'occurrence la partie arrière du support, en dehors des plages de contact et venir s'emboîter sur la coque inférieure et venir prendre le support à puce 21 en sandwich.
La demi-coque supérieure peut comporter un épaulement 28 de la largeur de la bague métallique et qui s'étend vers l'avant de la coque. L'épaulement peut s'étendre par exemple jusqu'à la limite des plages de contact après assemblage sur le support.La bague ou anneau métallique 13 peut alors venir entourer / cercler ensemble le méplat, l'épaulement, les contacts pour assurer un maintien supplémentaire des deux demi-coques inférieure et supérieure.
La demi-coque supérieure peut s'emboîter, à l'aide de tout moyen de fixation adapté sur la demi-coque inférieure. L'assemblage des coques peut se faire notamment par clipsage, collage, soudure ultrasons, vissage...
Enfin, pour compléter la clé, la partie avant de la coque peut comporter des moyens de fixation d'un capuchon de protection.
Le corps de carte peut comporter un orifice 29 (figure 6) permettant de suspendre les clés ou objets résultant du procédé.
La figure 8 illustre des présentoirs 30 comportant l'objet 5 de l'invention sans autre conditionnement que celui offert par la carte support. Le cas échéant, une enveloppe supplémentaire tel qu'un film plastique transparent est apposé sur chaque face de la clé.
Grâce à l'invention, on utilise le même support 6B à des fins au moins de personnalisation électrique, transfert de données et à des fins de conditionnement alors que ni l'épaisseur initiale du support carte, ni son origine ne prédestinait à la rapprocher d'un objet fabriqué par ailleurs et ayant une épaisseur différente.
A la figure 9, un objet portable électronique comprend au moins une face 35 et pistes électriques 36 disposées sous cette face. Ces pistes électriques permettent de tester, initialiser, personnaliser, charger le circuit électronique de l'objet.
Les pistes peuvent être des plages de contact ou des connecteurs électriques. Dans l'exemple, il s'agit de pistes électriques disposées sur un circuit imprimé 37 de l'objet. En fait, l'ouverture est ménagée sur le passage des conducteurs utiles à la réalisation d'un transfert électrique.
Selon un mode de réalisation, l'objet comporte une fenêtre ménagée dans la face de manière à rendre accessibles les pistes à travers cette fenêtre selon une première direction F.
L'objet peut comporter une seconde fenêtre dite principale de manière à rendre accessibles les plages de contact ou connecteurs 37 à travers la seconde fenêtre selon une direction J différente de la première direction F. C'est généralement via ces connecteurs 37 que se font normalement les transferts électriques de données ou signaux mentionnés précédemment.
Dans l'exemple, l'objet représente une carte PCMCIA 39 vue de dessous. Comme, il présente un format sensiblement égal à celui d'une
carte à puce (à l'exception de l'épaisseur), il ne requiert pas de carte support pour être personnalisé, testé ....
L'objet pourrait également avoir une fonction lecteur de carte à puce en ayant un connecteur carte à puce, disposé par exemple sur la face opposée à la face 35.
Selon un autre mode de réalisation, la carte PCMCIA pourrait comprendre des ouvertures ou fenêtres 40 disposées sur une face au voisinage du connecteur principal 37.
Dans ce cas, ce sont les connecteurs principaux qui sont accessibles selon une direction F' différente et plus pratique que la direction J pour une personnalisation automatisée.