EP2907084A1 - Module électronique simplifié pour carte à puce à double interface de communication - Google Patents

Module électronique simplifié pour carte à puce à double interface de communication

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Publication number
EP2907084A1
EP2907084A1 EP13795543.1A EP13795543A EP2907084A1 EP 2907084 A1 EP2907084 A1 EP 2907084A1 EP 13795543 A EP13795543 A EP 13795543A EP 2907084 A1 EP2907084 A1 EP 2907084A1
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EP
European Patent Office
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chip
antenna
module
connection
distal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13795543.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Calvas
Halim Bousmaha
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Smart Packaging Solutions SAS
Original Assignee
Smart Packaging Solutions SAS
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an electronic module with a dual contact and contactless communication interface, and a smart card integrating such a module.
  • an electronic module comprising a microelectronic chip, a contact connection terminal block intended to be brought into contact with the corresponding terminals of a contact chip card reader, and two contacts located on the rear face allowing the connection to the 'antenna.
  • plastic card including an antenna
  • This structure has often posed a series of problems in achieving the mechanical connection between the antenna and the module, leading to loss of reliability or manufacturing efficiency.
  • the manufacturing steps of the vias introduce additional steps of quality reviews and decreases in overall manufacturing yield, which leads to an increased unit cost compared to a product that would be devoid of vias.
  • a general object of the invention is therefore to provide an electronic module with a dual contact and non-contact communication interface, which has none of the aforementioned drawbacks.
  • Another object of the invention is to provide an electronic module with a dual contact and non-contact communication interface that is simpler to manufacture and less expensive than the known modules, without impairing the high level of reliability.
  • a particular object of the invention is to propose an electronic module for a smart card with a dual contact and non-contact communication interface, which does not require interconnections or vias between the faces of the substrate.
  • the electronic module comprises a modification of the antenna design including a zone of detachment of the turns in the direction of the chip and its drop of protective resin, and the two connection pads of the antenna, to the distal and proximal pads are both located in the area of the encapsulation drop (or any other equivalent protection or encapsulation), which allows the terminals of the contactless interface to be connected of the chip with the connection pads of the antenna without recourse metallized vias or any other type of electrical connection between the faces of the film.
  • the contactless function of the module is exclusively located on the front face of the module, which supports the antenna, the chip and their interconnections, the ISO contacts 7816 being located on the opposite face.
  • the subject of the invention is therefore an electronic module with a dual contact and non-contact communication interface, in particular for a smart card, said module comprising on the one hand a substrate having on a first face a terminal block of electrical contacts allowing operation by contact with the corresponding contacts of a smart card reader, and having on a second face an antenna provided with at least one turn and a microelectronic chip located in an encapsulation zone and provided with a communication interface without contact, said antenna comprising a proximal connection stud and a distal connection pad intended to be connected to the corresponding terminals of said contactless communication interface of the chip, characterized in that the two connection pads proximal and distal of the antenna are arranged inside the encapsulation zone, so as to make a direct electrical connection between the acun proximal or distal connection pads and the corresponding terminal of the chip, without using vias, and in that this direct electrical connection is also located in the encapsulation area of the chip.
  • the antenna is at least partly disposed under the chip and the conductive bridge between the proximal and distal connection pads of the antenna is then made directly by the chip and the conductive wires connecting the connection pad distal to the chip, and connecting the chip to the proximal connection pad.
  • the invention provides that the turns of the antenna, which are normally located on the periphery of the module, have in the vicinity of the connection pad furthest from the chip (distal pad), a localized detachment of the turns extending in the direction of the chip, so as to allow the connection of said distal connection pad to the corresponding terminal of the chip, within the protected area encapsulation.
  • connection areas of the antenna (pad” in English terminology) and the radiofrequency communication function on one side of the module substrate, without having to go through the other side by a strap.
  • This allows in particular to directly connect the contactless interface of the microelectronic chip with the connection pads of the antenna, without using vias or other electrical connections between the two opposite faces of the substrate.
  • the turns of the antenna may pass themselves in the vicinity of the chip on one side of the module, without detachment located from the periphery of the module in the direction of the chip.
  • the turns may cover the connection wells between the terminals of the contact interface of the chip, and the module's ISO contacts.
  • the invention provides in this variant, that the turns comprise localized deviations to make them bypass said connection wells arranged between the terminals of the contact interface of the chip, and ISO connection terminals of the module.
  • the antenna is configured in two sets of turns in series, namely an outer layer close to the periphery of the module and an inner layer closer to the chip, and at least the inner layer. being provided with a recess and a contact terminal located in the encapsulation zone, so as to connect to the chip during the production of the module, only the inner ply (3i) or the two plies (3i, 3rd) of turns.
  • This possibility of connecting two sets of turns in series also makes it possible to choose the characteristics of the antenna as a function of the input impedance of the contactless communication interface of the microelectronic chip.
  • the antenna is arranged partly under the chip, so as to bring the distal connection pad of the antenna closer to the encapsulation zone of the chip (formed in particular by a drop of insulating resin), so as to obtain a reduced encapsulated surface and wires shorter interconnection between the antenna connection pads and the terminals of the contactless interface of the chip.
  • the chip can be arranged in a window arranged in the thickness of the substrate, so as to obtain a module of thickness less than or of the order of the sum of the thicknesses of the chip and of the substrate, which makes it possible to adapt the module according to the invention to the needs of very fine products, the module then having a thickness of less than about 350 micrometers.
  • the invention also relates to a smart card comprising an improved electronic module and simplified according to the above characteristics.
  • FIGS. 1A and 1B respectively illustrate a plan view and a sectional view of an electronic module with a dual communication interface according to the state of the art, in particular for a smart card;
  • FIGS. 2A and 2B to 2E respectively show a plan view and several sectional views of an electronic module with a dual communication interface according to the invention
  • FIG. 3 illustrates a plan view of an electronic module variant of FIG. 2.
  • FIGS. 1A and 1B show a known electronic module 1, including a chip 2 bonded with a glue layer 13 to a substrate 8 having an insulating layer 16.
  • the chip 2 is connected on the one hand to a terminal block of electrical contacts (not shown) located on the face of the module opposite to that which carries the chip, these contacts being intended to ensure operation in contact mode with a contact reader.
  • This connection is made by well-known conductive vias 11, which make it possible to electrically connect points situated on the opposite faces of the module, and which the present invention seeks to suppress.
  • the chip 2 is connected on the other hand to an antenna 3 located in a card body or directly on the module, so as to ensure radio frequency communication with a contactless smart card reader, not shown.
  • the electrical contacts of the terminal block are located on one side of the substrate 8 of the module, and the turns of the antenna 3 of the microelectronic module and the chip 2 are located on the opposite face of the substrate.
  • the turns of the antenna 3 are in the current state of the art integrally located along the periphery of the module, which makes it possible to maximize the antenna area and consequently the range of the radiofrequency communication between module 1 and a remote contactless reader.
  • connection pads 4,5 of the antenna 3 are located outside the encapsulation zone 7 shown in hatched lines and often corresponding in practice to the surface of a drop of insulating resin encapsulating and protecting the chip.
  • the distal connection pad 5 of the antenna corresponding to the antenna end furthest from the chip, is connected to a via 10, itself connected to a track 6 connected to the proximal connection pad 4 of the antenna.
  • antenna namely the connection pad closest to the chip
  • the track 6 thus acts as a conductive bridge to pass over the turns of the antenna 3 and bring the distal connection pad of the antenna near the terminal of the corresponding chip.
  • the assembly constituted by the track 6 and the two vias 9,10 thus constitutes a conductive bridge which is commonly called a "strap" in English terminology.
  • FIG. 1B represents a cross-section of the module of FIG. 1, along a fictitious cut line passing through the vias 9, 10 and the connecting track 6.
  • the vias 9, 10 are one-eyed, while in the lower Figure 1B, they are open.
  • the parasitic metal layer 14 which is due to the realization of vias 9,10 by metalization.
  • FIG. 2A shows an electronic module 21 according to the invention, seen from below (FIG. 2A), that is to say a view of the chip and antenna side, and sectional views. ( Figures 2B to 2E) according to different sectional planes showing the details of the variants.
  • the distal connection pad 5 of the antenna is brought back inside the encapsulation zone represented by line 27.
  • the invention provides for locally deflecting the entire coil layer of the antenna 3 in the vicinity of the distal stud 5, towards the chip.
  • the antenna 3 forms a localized recess 40 extending from the periphery of the module
  • FIG. 2A also shows interconnection wells 23 which are openings in the substrate making it possible to bring connection wires.
  • connection wire 22 is seen in particular between the contact interface 25 of the chip and an ISO contact 35 through an interconnection well 23. (or "bonding" well in English terminology) arranged in the dielectric 16 of the substrate.
  • FIG. 2C which corresponds to a section along CC of FIG. 2A, there is shown a metal connection wire 12 between the contactless interface 30 of the chip 2, and the proximal connection pad 4 of the antenna, know the connection pad of the antenna that corresponds to the end of the antenna coil that is closest to the chip.
  • this proximal stud 4 is located inside of the encapsulation zone 7, so that the wire 12 in question is a simple direct wire requiring no via.
  • FIG. 2D which corresponds to a section along DD of FIG. 2A, there is shown a metal connection wire 12 between the contactless interface 32 of the chip and the distal connection pad 5 of the antenna, namely the external connection pad of the antenna which corresponds to the end of the antenna coil which is farthest from the chip.
  • this distal stud 5 is also located inside the encapsulation zone 7, so that the wire 12 in question is also an electrical connection direct, for example a simple direct wire, requiring no via.
  • FIG. 2E shows a figure similar to FIGS. 2B to 2D, with the difference that the sheet of antenna turns 3 which is deflected towards the chip (the recess 40) extends as far below the chip 2, which makes it possible to reduce the size of the encapsulation zone 7 and to further shorten the length of the connection wires 12 between the antenna and the chip.
  • the chip 2 can be arranged in a window arranged in the thickness of the substrate 8, so as to obtain a module 21 with a thickness less than the sum of the thicknesses of the chip 2 and the substrate 8.
  • the antenna coil ply 3 is subdivided into two series plies, namely an external ply 3e located at the periphery of the module, and an internal web 3i located between the outer ply and the encapsulation zone of the chip.
  • only the inner ply 3i has a recess in the direction of the chip, and a distal contact pad 5 located in the encapsulation zone.
  • the antenna used is then, depending on the connections made, either only the antenna formed by the internal layers of turns, or that formed by the internal and external layers in series. This allows in particular to choose a self-inductance value that is the best suited, depending on the input capacity of the chip used. This option therefore makes it possible to produce a module with a more universal use, for the physical assembly of several types of chips, and to select the electrical characteristic of the antenna by connecting it to the number of suitable antenna turns.
  • the invention proposes a module design, in particular of a smart card module, in particular that it allows the economy of interconnections and vias between the faces of the film, while allowing a conventional assembly of the module. .

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Abstract

L'invention concerne un module électronique (21) à double interface de communication à contact et sans contact, notamment pour carte à puce, ledit module comportant d'une part un substrat (8) présentant sur une première face un bornier de contacts électriques (35) permettant un fonctionnement par contact avec les contacts correspondants d'un lecteur de carte à puce, et comportant sur une seconde face une antenne (3) pourvue d'au moins une spire et une puce microélectronique (2) enrobée par une goutte de résine isolante (7) et pourvue d'une interface de communication sans contact, ladite antenne comportant un plot de connexion proximal (4) et un plot de connexion distal (5) destinés à être connectés aux bornes correspondantes (30,31) de ladite interface de communication sans contact de la puce (2), caractérisé en ce que les deux plots de connexion proximal (4) et distal (5) de l'antenne (3) sont disposés à l'intérieur de la zone d'encapsulation par une résine isolante (7), de façon à réaliser un pontage conducteur entre chaque plot de connexion proximal (4) ou distal (5) et la borne correspondante (32,31) de la puce, directement par l'intermédiaire de fils de connexion (12) entre lesdits plots de connexion (4,5) et les bornes correspondantes (32,31) de la puce, sans utiliser de vias.

Description

Module électronique simplifié pour carte à puce à double interface de communication
L'invention concerne un module électronique à double interface de communication à contact et sans contact, et une carte à puce intégrant un tel module.
Etat de la technique
Il existe déjà dans l'état de la technique, des cartes à puce à fonctionnement mixte avec contact et sans contact. La plupart présente un module microélectronique pourvu de contacts, ledit module ayant une interface de communication radiofréquence connectée aux bornes d'une antenne qui est elle- même réalisée dans le corps de carte, et non pas sur le module lui-même.
Ainsi, la plupart des cartes à double interface de communication conformes à l'état de la technique sont constituées :
- d'un module électronique comportant une puce microélectronique, un bornier de connexion à contact destiné à être mis en contact avec les bornes correspondantes d'un lecteur de carte à puce à contact, et deux contacts situés en face arrière permettant la connexion à l'antenne.
- d'une carte en matière plastique, comportant une antenne
- d'un matériau électriquement conducteur permettant la connexion entre le module électronique et l'antenne.
Cette structure a souvent posé une série de problèmes de réalisation de la connexion mécanique entre l'antenne et le module, induisant des pertes de fiabilité ou de rendement de fabrication.
Les procédés d'interconnexion entre module et antenne utilisés limitent par conséquent fortement la fiabilité de la carte finale. En effet, les sollicitations mécaniques et thermiques imposées à la carte lors de son utilisation entraînent des ruptures de la connexion entre le module et l'antenne, ou des augmentations fortes de la résistance électrique de cette connexion, entraînant une perte de performance de la carte au cours de l'utilisation. Ainsi, ce type de cartes ne peut pas être garanti sur un temps d'utilisation très long (>5 ans par exemple), ce qui limite les applications disponibles pour ce type de cartes.
Pour pallier à ces problèmes de fabrication, on a pensé dans un autre type connu de carte à puce, à intégrer l'antenne directement sur le module microélectronique, et à ensuite simplement reporter le module dans un corps de carte à puce, ce qui est aisé à réaliser avec un faible coût et une grande fiabilité avec la plupart des machines d'encartage classiques utilisées pour la fabrication des cartes à puce à contact.
Cependant, un problème résiduel est apparu, même avec les modules les plus évolués connus dans l'état de la technique, dans la mesure où les contacts électriques du bornier sont situés sur une face du substrat, et les spires de l'antenne sont situées sur la face opposée du substrat, ce qui impose la réalisation de vias métallisés entre les deux faces du substrat pour parvenir à connecter les bornes de la puce, aux contacts électriques du bornier du module, et aux bornes de l'antenne situées sur la face opposée.
Ces vias permettent la réalisation d'un pont de connexion électrique, ou « strap » en terminologie anglosaxonne, constitué de deux vias reliés entre eux par une connexion électrique qui enjambe les spires de l'antenne et relie le plot de connexion d'antenne le plus excentré, ou plot distal, à un plot de connexion proximal de l'antenne, situé à proximité de la borne de l'interface de communication sans contact de la puce. Cette disposition permet d'une part de connecter les fils de connexion à la puce de façon standard en terme de hauteur de boucle et de longueur de fils, et d'autre part d'offrir une zone de collage périphérique sur le module qui soit suffisante pour son report ultérieur sur le corps de carte.
Mais cette structure utilisant des straps pose également une série de problèmes de réalisation du module électronique.
En effet, le fait d'utiliser un substrat doté de vias est une structure coûteuse, car pour réaliser les vias il faut d'abord percer des trous dans le substrat, puis nettoyer les perçages, activer les flancs des trous au carbone ou au palladium pour les rendre conducteurs afin de permettre leur métallisation dans une étape ultérieure, puis terminer le via et ainsi raccorder électriquement les deux faces du substrat.
On sait que la métallisation des vias va induire une augmentation de l'épaisseur du cuivre pouvant atteindre 20 microns de chaque côté du substrat, ce qui est souvent critique pour les produits minces que sont les modules pour cartes à puce.
En outre, les étapes de fabrication des vias introduisent des étapes supplémentaires de revues de qualité et des diminutions du rendement global de fabrication, ce qui conduit à un coût unitaire accru par rapport à un produit qui serait dépourvu de vias.
Buts de l'invention
Un but général de l'invention est par conséquent de proposer un module électronique à double interface de communication à contact et sans contact, qui soit dépourvu des inconvénients précités.
Un autre but de l'invention est de proposer un module électronique à double interface de communication à contact et sans contact qui soit d'une fabrication plus simple et d'un coût moindre que les modules connus, sans nuire au niveau de fiabilité élevé.
Un but particulier de l'invention est de proposer un module électronique pour carte à puce à double interface de communication à contact et sans contact, ne nécessitant pas d'interconnexions ou de vias entre les faces du substrat.
Résumé de l'invention
Selon l'invention, le module électronique comporte une modification de la conception d'antenne incluant une zone de décrochement des spires en direction de la puce et de sa goutte de résine de protection, et les deux plots de connexion de l'antenne, à savoir le plot distal et le plot proximal, sont tous deux situés dans la zone de la goutte d'encapsulation (ou de tout autre moyen de protection ou d'encapsulation équivalent), ce qui permet de connecter les bornes de l'interface sans contact de la puce avec les plots de connexion de l'antenne sans avoir recours à des vias métallisés ou à tout autre type de connexion électrique entre les faces du film.
Ainsi, la fonction sans contact du module est exclusivement située sur la face antérieure du module, qui supporte l'antenne, la puce et leurs interconnexions, les contacts ISO 7816 étant situés sur la face opposée.
L'invention a par conséquent pour objet un module électronique à double interface de communication à contact et sans contact, notamment pour carte à puce, ledit module comportant d'une part un substrat présentant sur une première face un bornier de contacts électriques permettant un fonctionnement par contact avec les contacts correspondants d'un lecteur de carte à puce, et comportant sur une seconde face une antenne pourvue d'au moins une spire et une puce microélectronique située dans une zone d'encapsulation et pourvue d'une interface de communication sans contact, ladite antenne comportant un plot de connexion proximal et un plot de connexion distal destinés à être connectés aux bornes correspondantes de ladite interface de communication sans contact de la puce, caractérisé en ce que les deux plots de connexion proximal et distal de l'antenne sont disposés à l'intérieur de la zone d'encapsulation, de façon à réaliser une connexion électrique directe entre chacun des plots de connexion proximal ou distal et la borne correspondante de la puce, sans utiliser de vias, et en ce que cette connexion électrique directe est également située dans la zone d'encapsulation de la puce.
Selon une variante de réalisation du module, l'antenne est au moins en partie disposée sous la puce et le pontage conducteur entre les plots de connexion proximal et distal de l'antenne est alors réalisé directement par la puce et par les fils conducteurs reliant le plot de connexion distal à la puce, et reliant la puce au plot de connexion proximal.
Avantageusement, afin de garder les deux plots de connexion proximal et distal de l'antenne à l'intérieur de la zone d'encapsulation de la puce, l'invention prévoit que les spires de l'antenne, qui sont normalement situées en périphérie du module, comportent au voisinage du plot de connexion le plus éloigné de la puce (plot distal), un décrochement localisé des spires s'étendant en direction de la puce, de façon à permettre la connexion dudit plot de connexion distal à la borne correspondante de la puce, à l'intérieur de la zone protégée par l'encapsulation.
De cette manière, on garde les zones de connexion de l'antenne (« pad » en terminologie anglo-saxonne) et la fonction de communication radiofréquence sur une seule face du substrat du module, sans avoir à passer par l'autre face par un strap. Cela permet en particulier de connecter directement l'interface sans contact de la puce microélectronique avec les plots de connexion de l'antenne, sans utiliser de vias ou autres connexions électriques entre les deux faces opposées du substrat.
Dans une variante de réalisation, il est possible que les spires de l'antenne passent elles-mêmes au voisinage de la puce sur un côté du module, sans décrochement localisé à partir de la périphérie du module en direction de la puce. Dans ce cas, les spires risquent de recouvrir les puits de connexion entre les bornes de l'interface à contact de la puce, et les contacts ISO du module.
Afin d'éviter cela, l'invention prévoit dans cette variante, que les spires comportent des déviations localisées pour leur faire contourner lesdits puits de connexion aménagés entre les bornes de l'interface à contact de la puce, et des bornes de connexion ISO du module.
Selon une autre variante avantageuse de l'invention, l'antenne est configurée en deux nappes de spires en série, à savoir une nappe externe proche de la périphérie du module et une nappe interne plus proche de la puce, et au moins la nappe interne étant pourvue d'un décrochement et d'une borne de contact située dans la zone d'encapsulation, de manière à pouvoir connecter à la puce lors de la réalisation du module, uniquement la nappe interne (3i) ou les deux nappes (3i, 3e) de spires.
Cette possibilité de connecter deux nappes de spires en série permet aussi de choisir les caractéristiques de l'antenne en fonction de l'impédance d'entrée de l'interface de communication sans contact de la puce microélectronique.
Selon une autre variante avantageuse de l'invention, l'antenne est disposée en partie sous la puce, de façon à rapprocher le plot de connexion distal de l'antenne de la zone d'encapsulation de la puce (formée notamment par une goutte de résine isolante), de façon à obtenir une surface encapsulée réduite et des fils d'interconnexion plus courts entre les plots de connexion de l'antenne et les bornes de l'interface sans contact de la puce.
Selon une variante supplémentaire de l'invention, la puce peut être disposée dans une fenêtre aménagée dans l'épaisseur du substrat, de façon à obtenir un module d'épaisseur inférieure à ou de l'ordre de la somme des épaisseurs de la puce et du substrat, ce qui permet d'adapter le module selon l'invention aux besoins des produits très fins, le module ayant alors une épaisseur inférieure à 350 micromètres environ.
L'invention a également pour objet une carte à puce comprenant un module électronique perfectionné et simplifié selon les caractéristiques ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1A et 1B illustrent respectivement une vue en plan et en coupe d'un module électronique à double interface de communication conforme à l'état de la technique, notamment pour carte à puce ;
- les figures 2A et 2B à 2E illustrent respectivement une vue en plan et plusieurs vues en coupe d'un module électronique à double interface de communication conforme à l'invention ;
- la figure 3 illustre une vue en plan d'une variante de module électronique de la figure 2.
Description détaillée
Comme indiqué plus haut, les figures 1A et 1B montrent un module électronique 1 connu, incluant une puce 2 collée à l'aide d'une couche de colle 13 sur un substrat 8 comportant une couche d'isolant 16. La puce 2 est connectée d'une part à un bornier de contacts électriques (non représentés) situés sur la face du module opposée à celle qui porte la puce, ces contacts étant destinés à assurer le fonctionnement en mode contact avec un lecteur à contact. Cette connexion se fait par des vias conducteurs 11 bien connus, qui permettent de relier électriquement des points situés sur les faces opposées du module, et que la présente invention cherche à supprimer. La puce 2 est connectée d'autre part à une antenne 3 localisée dans un corps de carte ou directement sur le module, de façon à assurer une communication radiofréquence avec un lecteur de carte à puce sans contact, non représenté.
La connexion électrique entre l'antenne et les plages de contact prévues sur le module est effectuée par l'intermédiaire de plots de connexion 4,5 et d'une piste conductrice 6, réalisés en un matériau électriquement conducteur.
Les contacts électriques du bornier sont situés sur une face du substrat 8 du module, et les spires de l'antenne 3 du module microélectronique et la puce 2 sont situées sur la face opposée du substrat.
Comme on le voit, les spires de l'antenne 3 sont dans l'état actuel de la technique intégralement situées le long de la périphérie du module, ce qui permet de maximiser la surface d'antenne et par conséquent la portée de la communication radiofréquence entre le module 1 et un lecteur sans contact distant.
Dans cette configuration, les plots de connexion 4,5 de l'antenne 3 sont situés en dehors de la zone d'encapsulation 7 représentée en trait hachuré et correspondant souvent en pratique à la surface d'une goutte de résine isolante encapsulant et protégeant la puce. Le plot de connexion distal 5 de l'antenne, correspondant à l'extrémité d'antenne la plus éloignée de la puce, est connecté à un via 10, lui-même connecté à une piste 6 connectée au plot de connexion proximal 4 de l'antenne (à savoir le plot de connexion la plus proche de la puce), par l'intermédiaire d'un autre via 9. La piste 6 fait ainsi office de pontage conducteur pour passer au-dessus des spires de l'antenne 3 et ramener le plot de connexion distal de l'antenne à proximité de la borne de la puce correspondante.
L'ensemble constitué par la piste 6 et les deux vias 9,10 constitue donc un pontage conducteur qui est communément appelé un « strap » en terminologie anglo-saxonne.
La figure 1B représente une coupe du module de la figure 1, le long d'un trait de coupe fictif traversant les vias 9,10 et la piste de connexion 6. Dans la partie supérieure de la Figure 1B, les vias 9,10 sont borgnes, alors que dans la Figure 1B inférieure, ils sont débouchants. On a représenté aussi la couche de métal parasite 14 qui est due à la réalisation des vias 9,10 par métal lisation.
En outre, comme cela a été expliqué plus haut, la réalisation de la piste 6 et des vias 9,10 entraine des surcoûts et des pertes de rendement de fabrication, que l'invention vise à supprimer.
On se réfère maintenant à la figure 2 correspondant à plusieurs modes de réalisation du module électronique selon l'invention. On a représenté dans ces figures un module électronique 21 conforme à l'invention, en vue de dessous (figure 2A), c'est-à-dire une vue du côté de la puce et de l'antenne, et des vues en coupe (figures 2B à 2E) selon différents plans de coupe montrant le détail des variantes.
Comme représenté sur la figure 2A, le plot de connexion distal 5 de l'antenne est ramené à l'intérieur de la zone d'encapsulation matérialisée par la ligne 27.
Afin de ramener ce plot distal 5 dans la zone d'encapsulation, sans utiliser de via ni de strap, l'invention prévoit de dévier localement toute la nappe de spires de l'antenne 3 au voisinage du plot distal 5, en direction de la puce. Ainsi, l'antenne 3 forme un décrochement localisé 40 s'étendant à partir de la périphérie du module
21 vers le centre du module, et les spires de l'antenne passent localement sous la zone des contacts ISO du module.
On a également représenté sur cette figure 2A les puits d'interconnexion 23 qui sont des ouvertures dans le substrat permettant d'amener des fils de connexion
22 entre les bornes de l'interface à contact de la puce et les contacts métalliques ISO 35 situés sur la face opposée du module.
En figure 2B, qui correspond à une coupe selon B-B de la figure 2A, on voit en particulier un fil de connexion 22 entre l'interface à contact 25 de la puce, et un contact ISO 35, à travers un puits d'interconnexion 23 (ou puits de « bonding » en terminologie anglosaxonne) aménagé dans le diélectrique 16 du substrat.
En figure 2C, qui correspond à une coupe selon C-C de la figure 2A, on a représenté un fil de connexion métallique 12 entre l'interface sans contact 30 de la puce 2, et le plot de connexion proximal 4 de l'antenne, à savoir le plot de connexion de l'antenne qui correspond à l'extrémité de la spire d'antenne qui est la plus proche de la puce. Comme on le voit, ce plot proximal 4 est située à l'intérieur de la zone d'encapsulation 7, de sorte que le fil 12 en question est un simple fil métallique direct ne nécessitant aucun via.
En figure 2D, qui correspond à une coupe selon D-D de la figure 2A, on a représenté un fil 12 de connexion métallique entre l'interface sans contact 32 de la puce, et le plot de connexion distal 5 de l'antenne, à savoir le plot de connexion externe de l'antenne qui correspond à l'extrémité de la spire d'antenne qui est la plus éloignée de la puce. Comme on le voit, à la différence des modules selon l'état de la technique, ce plot distal 5 est également situé à l'intérieur de la zone d'encapsulation 7, de sorte que le fil 12 en question est également une connexion électrique directe, par exemple un simple fil métallique direct, ne nécessitant aucun via.
Ce résultat est obtenu grâce au décrochement 40 de la nappe de spires à partir de la périphérie du module, vers la zone d'encapsulation de la puce, tel que visible sur la figure 2A.
En figure 2E, on a représenté une figure similaire aux figures 2B à 2D, avec la différence que la nappe de spires d'antenne 3 qui est déviée vers la puce (le décrochement 40) s'étend jusque sous la puce 2, ce qui permet de diminuer la taille de la zone d'encapsulation 7 et de raccourcir encore la longueur des fils de connexion 12 entre antenne et puce.
Selon une autre variante de l'invention (non représentée) qui convient bien aux modules très fins, la puce 2 peut être disposée dans une fenêtre aménagée dans l'épaisseur du substrat 8, de façon à obtenir un module 21 d'épaisseur inférieure à la somme des épaisseurs de la puce 2 et du substrat 8.
On se réfère à la figure 3 qui montre une vue en plan similaire à la figure 2A, mais la nappe de spires d'antenne 3 est subdivisée en deux nappes en série, à savoir une nappe externe 3e située en périphérie du module, et une nappe interne 3i située entre la nappe externe et la zone d'encapsulation de la puce.
Selon cette variante de l'invention, seule la nappe interne 3i comporte un décrochement en direction de la puce, ainsi qu'un plot de contact distal 5 situé dans la zone d'encapsulation. L'antenne utilisée est alors, en fonction des connections réalisées, soit uniquement l'antenne formée par les nappes internes de spires, soit celle formée par les nappes internes et externes en série. Cela permet notamment de choisir une valeur de self-inductance qui soit la mieux adaptée, en fonction de la capacité d'entrée de la puce utilisée. Cette option permet donc de réaliser un module à usage plus universel, pour l'assemblage physique de plusieurs types de puce, et de sélectionner la caractéristique électrique de l'antenne par la connexion au nombre de spires d'antenne adéquat.
Avantages de l'invention
En définitive, l'invention propose une conception de module, notamment de module pour carte à puce, particulière en ce qu'elle permet l'économie d'interconnexions et de vias entre les faces du film, tout en permettant un assemblage classique du module.
Ceci permet de diminuer le coût de fabrication des modules pour cartes à puce à double interface de communication, et d'en augmenter la fiabilité puisque des étapes de fabrication sont supprimées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Module électronique (21) à double interface de communication à contact et sans contact, notamment pour carte à puce, ledit module comportant d'une part un substrat (8) présentant sur une première face un bornier de contacts électriques (35) permettant un fonctionnement par contact avec les contacts correspondants d'un lecteur de carte à puce, et comportant sur une seconde face une antenne (3) pourvue d'au moins une spire, et une puce microélectronique (2) protégée par une zone d'encapsulation (7) et pourvue d'une interface de communication sans contact, ladite antenne (3) comportant un plot de connexion proximal (4) et un plot de connexion distal (5) destinés à être connectés aux bornes correspondantes (30,31) de ladite interface de communication sans contact de la puce (2), caractérisé en ce que les deux plots de connexion proximal (4) et distal (5) de l'antenne (3) sont disposés à l'intérieur de la zone d'encapsulation (7), et en ce qu'une connexion électrique (12) relie chaque plot de connexion proximal (4) ou distal (5) de l'antenne (3) à la borne correspondante (32,31) de la puce, sans utiliser de vias.
2. Module électronique (21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne (3) est au moins en partie disposée sous la puce (2) et en ce que ladite connexion électrique (12) entre les plots de connexion proximal (4) et distal (5) de l'antenne et les bornes correspondantes (32, 31) de l'antenne est réalisé directement par la puce et par une connexion électrique (12) reliant le plot de connexion distal (5) à la puce, et la puce au plot de connexion proximal (4).
3. Module électronique (21) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les spires de l'antenne (3) sont situées en périphérie du module et en ce que, pour amener le plot de connexion distal (5) de l'antenne à l'intérieur de la zone d'encapsulation (7), les spires de l'antenne (3) comportent, au voisinage du plot de connexion distal (5), un décrochement localisé (40) orienté en direction de la puce, de façon à permettre la connexion entre ledit plot de connexion distal (5) et la borne correspondante de la puce, à l'intérieur de la zone d'encapsulation (7).
4. Module électronique (21) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les spires de l'antenne (3) traversent sur au moins un côté du module, la zone d'encapsulation (7), et en ce qu'elles comportent des déviations localisées des spires pour leur faire contourner des puits de connexion (23) aménagés entre les bornes (30,31) de l'interface à contact de la puce, et des bornes de connexion ISO du module.
5. Module électronique (21) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne (3) est configurée en deux nappes de spires en série, à savoir une nappe externe (3e) proche de la périphérie du module et une nappe interne (3i) plus proche de la puce (2), au moins la nappe interne (3i) étant pourvue d'un décrochement et d'une borne de contact située dans la zone d'encapsulation, de manière à pouvoir connecter à la puce lors de la réalisation du module, uniquement la nappe interne (3i), ou les deux nappes (3i, 3e) de spires.
6. Module électronique (21) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne (3) est disposée en partie sous la puce (2), de façon à rapprocher le plot de connexion distal (5) de l'antenne de la zone d'encapsulation (7), de façon à obtenir une surface encapsulée réduite et une connexion électrique (12) plus courte entre les plots de connexion (4,5) de l'antenne et les bornes (30,31) de l'interface sans contact de la puce.
7. Module électronique (21) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puce (2) est disposée dans une fenêtre aménagée dans l'épaisseur du substrat (8), de façon à obtenir un module (21) d'épaisseur inférieure à ou de l'ordre de la somme des épaisseurs de la puce (2) et du substrat (8).
8. Carte à puce à double interface de communication à contact et sans contact, caractérisé- en ce qu'il comporte un module électronique (21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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