ES2264911T3

ES2264911T3 - Procedimiento de fabricación de una tarjeta de doble interfaz y tarjeta de microcircuito así obtenida

Info

Publication number: ES2264911T3
Application number: ES04817215T
Authority: ES
Inventors: François Launay; Jacques Venambre
Original assignee: Oberthur Card Systems SA France
Current assignee: Idemia France SAS
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2013-04-29
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: US7735741B2; ES2264911T1; WO2005038702A3; DE04817215T1; JP2007508630A; CA2541356C; CN1867929A; KR100846032B1; BRPI0415371A; FR2861201A1; BRPI0415371B1; CN100428274C; FR2861201B1; WO2005038702A2; KR20060112645A; US20060255157A1; CA2541356A1; JP4579924B2; EP1673715A2; BRPI0415371B8

Abstract

Procedimiento de fabricación de una tarjeta de microcircuito, según el cual se crea un cuerpo de tarjeta dentro de cuyo espesor comprende bornes de conexión a un componente electrónico y está provisto de una cavidad que tiene fondo y que está bordeada por una grada sobre la cual se sitúan dichos bornes de conexión y se crea un módulo que comprende una película de soporte que lleva, sobre una cara externa, contactos externos y, sobre una cara interna, contactos internos y un microcircuito conectado a dichos contactos internos, y después: - se aplica un adhesivo flexible, conductor, anisótropo, sobre la periferia de la cara interna de dicha película; - se deposita una resina de mayor rigidez que el adhesivo en la cavidad del cuerpo de tarjeta; - se inserta el módulo en la cavidad de manera que el adhesivo anisótropo se sitúa mirando a la periferia de la grada de la cavidad; - se activa térmicamente el adhesivo anisótropo bajo presión, y se polimeriza la resina.

Description

Procedimiento de fabricación de una tarjeta de doble interfaz y tarjeta de microcircuito así obtenida

Campo de la invención y estado de la técnica

La invención se refiere a una tarjeta de microcircuito que incluye un microcircuito y en su espesor, terminales de conexión a un componente que se quieren conectar a contactos internos de este microcircuito a contactos internos de este microcircuito. La invención apunta en particular, pero no exclusivamente, a tarjetas del tipo de doble interfaz, es decir que funciona a la vez gracias a datos transmitidos por contactos y gracias a datos transmitidos sin contacto, por una antena. Tal tarjeta se denomina a menudo «Interfaz Dual» o «Combi».

A partir de la patente FR-2716281 (GEMPLUS) se conocen en particular, tarjetas de este tipo que no emplean más que un solo microcircuito.

Este microcircuito forma parte de un módulo que incluye una película de soporte que lleva este microcircuito en su cara interna. Esta película de soporte incluye asimismo, en su cara externa, contactos externos conectados al microcircuito y en su cara interna, contactos internos igualmente conectados al microcircuito y que cooperan con terminales de conexión a la antena, situados en el espesor de la tarjeta. Este módulo está fijado en una cavidad de un cuerpo de tarjeta en cuyo espesor se realiza la antena y los terminales son accesibles en esta cavidad.

Las tarjetas de doble interfaz pueden plantear graves problemas de fiabilidad, procedentes en la práctica de la rotura de la conexión eléctrica entre los terminales de la antena y los contactos internos del módulo (conectados a las entradas/salidas de radiofrecuencia del microprocesador de este microcircuito).

Esta conexión se realiza en general, por soldadura con la ayuda de pastas de aleaciones metálicas (la mayoría de las veces, estaño-plomo, indio-cadmio-plomo o indio-estaño), bien por pegado con la ayuda de colas conductoras, bien por fijación del microcircuito con la ayuda de un adhesivo anisótropo.

En la práctica, la cavidad está bordeada por un escalón donde los terminales son accesibles para su conexión al microcircuito. El escalón en el que están dispuestos los terminales puede ser único (una conexión por adhesivo conductor anisótropo puede entonces por si sola garantizar el mantenimiento mecánico y la conexión eléctrica), pero este escalón puede también estar bordeado por un segundo escalón, en cuyo caso la fijación del módulo se puede hacer por una cola o un adhesivo entre la periferia del módulo y este segundo escalón mientras que la conexión eléctrica entre el microcircuito y los terminales se realiza mediante la pasta de soldadura o la cola conductora mencionada anteriormente. En cuanto al microcircuito, está a menudo revestido por una resina de encapsulación, por razones de protección.

Ahora bien, durante las flexiones mecánicas ejercidas inevitablemente sobre la tarjeta a lo largo de su vida, las diversas conexiones son sometidas a fuertes esfuerzos mecánicos que tienden a despegar el microcircuito respecto de la película de soporte pero también y sobre todo a despegar el módulo respecto del cuerpo y por lo tanto, con mayor motivo, a romper la conexión eléctrica entre dicho microcircuito y los terminales de antena.

La conexión entre el módulo y la antena debe ser suficientemente rígida para, al mismo tiempo, mantener correctamente el microcircuito durante los ciclos de flexión y conservar correctamente la conexión eléctrica, pero por otra parte es deseable que sea suficientemente flexible para absorber los fuertes esfuerzos que se ejercen sobre la misma, sin romperse.

A este respecto, las conexiones por soldadura o por cola conductora pueden parecer demasiado rígidas ya que a menudo tienen tendencia a romperse (roturas cohesivas).

En lo que se refiere los adhesivos anisótropos conductores, tienen un comportamiento variable en función de su flexibilidad.

De este modo, un adhesivo rígido de módulo elevado de Young experimentará una fuerte tensión incluso para deformaciones menores y tendrá tendencia a permanecer deformado (más allá de su límite de elasticidad) o romperse.

Por el contrario, un adhesivo flexible podrá deformarse con facilidad absorbiendo de este modo las tensiones. Sin embargo, esta deformación elevada no es deseable para el mantenimiento de la conexión eléctrica (es preciso recordar aquí que, en el caso de una conexión por adhesivo conductor anisótropo, la conexión eléctrica está garantizada por bolas conductoras sumergidas en la masa adhesiva). Además, el cuerpo de tarjeta portador de los terminales de antena, a menudo, realizado en material plástico, puede él mismo ser deformado de manera permanente o viscoelástica durante las flexiones o también sometido al efecto de ciclos térmicos. Una fuerte flexibilidad de la masa adhesiva puede de este modo conducir a un desplazamiento de las bolas conductoras, teniendo como posible consecuencia una rotura irreversible o intermitente de la conexión eléctrica.

Cabe recordar una característica esencial de los adhesivos conductores anisótropos: la conductividad solo se lleva a cabo si un número suficiente (en la práctica, algunas decenas/mm2) de bolas conductoras son « aplastadas » entre las dos superficies conductoras puestas en conexión por dicho adhesivo.

Se entiende por lo tanto con facilidad que una deformación residual del cuerpo de tarjeta de plástico o del módulo que lleva el microcircuito, así como un desplazamiento significativo (estiramiento) de la masa adhesiva pueden afectar de manera significativa a la conexión eléctrica desplazando las bolas o aumentando la distancia entre las dos superficies para que las bolas ya no estén en contacto con una u otra de estas superficies.

A falta de poder encontrar un compromiso satisfactorio entre flexibilidad y rigidez con un material único, es posible intentar jugar con las propiedades de los materiales utilizados en la periferia del módulo y de la cavidad, en el caso mencionado anteriormente con dos escalones, con un material que asegura la conexión mecánica en el soporte plástico y otro que realiza la conexión eléctrica. Pero la combinación de los materiales en la periferia de la cavidad utilizada actualmente (cola o adhesivo aislante, por una parte y pasta de soldadura o cola conductora, por otra parte) no es sin embargo satisfactoria por las siguientes razones:

-: esta configuración no impide las deformaciones residuales del cuerpo de tarjeta plástica y/o del microcircuito,

-: la aplicación de dos materiales diferentes a proximidad inmediata el uno del otro es manudo delicada de realizar (riesgo de mezcla y de contaminaciones recíprocas),

-: la experiencia muestra que las tensiones mecánicas ejercidas sobre el material conductor siguen siendo demasiado elevadas.

Estos problemas pueden encontrarse no solo con una antena, sino también con otros componentes, enterrado o no, conectado a terminales de conexión situados en el espesor de un cuerpo de tarjeta, en particular con pantallas de visualización, sensores de calor, baterías, sensores de huellas dactilares, etc.…

Problema técnico y presentación de la invención

La invención tiene por objeto solucionar los inconvenientes mencionados anteriormente gracias a una configuración que no conduce a una complicación sensible del procedimiento de fabricación, sino que garantiza tensiones menores aplicadas a las conexiones eléctricas, al tiempo se reducen los riesgos de deformaciones residuales del cuerpo de tarjeta en la cavidad.

La invención propone a este efecto un procedimiento de fabricación de una tarjeta de microcircuito según el que se realiza un cuerpo de tarjeta que incluye en su espesor terminales de conexión a un componente electrónico y que está provisto de una cavidad que tiene un fondo y está bordeada por un escalón sobre el que están situados estos terminales de conexión y se realiza un módulo que incluye una película de soporte que lleva, en una cara externa, contactos externos y en una cara interna, contactos internos y un microcircuito conectado a dichos contactos internos y a continuación:

-: se aplica en la periferia de la cara interna de dicha película un adhesivo flexible conductor anisótropo;

-: se deposita en la cavidad del cuerpo de tarjeta una resina que, después de la polimerización, tiene una rigidez superior a la del adhesivo;

-: se inserta en la cavidad el módulo para que el adhesivo anisótropo se sitúe enfrente de la periferia del escalón de la cavidad;

-: se activa térmicamente el adhesivo anisótropo a presión y se polimeriza la resina.

Este componente es ventajosamente una antena. Dicho de otro modo, la invención propone combinar la utilización de un adhesivo anisótropo flexible en la periferia de la cavidad con una resina rígida que asegura la fijación del microcircuito en la cavidad.

La utilización de tal configuración permite la deformación elástica del adhesivo periférico durante las flexiones mecánicas al tiempo que se reducen en gran medida la deformación de la película de soporte y del microcircuito en la cavidad y tiene a devolver el sistema a su estado inicial después de las flexiones.

La utilización de una resina de protección de un microcircuito para su fijación en la cavidad de un cuerpo de tarjeta, en la práctica de material plástico, es un hecho de por sí ya conocido, en particular según documentos del solicitante: EP-0519564, EP-1050844, EP-1050845 o FR-2833801. Un módulo se fija en una cavidad mediante una resina de encapsulación, que reviste el microcircuito y sus hilos de conexión. De hecho, esta resina de encapsulación del microprocesador y de sus hilos de conexión no está depositada sobre la película de soporte del microcircuito sino en la cavidad del soporte plástico antes de la inserción del microcircuito. De este modo, se obtiene un fácil control del volumen de la resina de encapsulación, limitado de manera natural por la cavidad.

Se propone incluso, en el documento EP-0519564, la disposición, asimismo, de una cola entre la periferia del módulo y un escalón que bordea en un nivel intermedio la cavidad. Pero esta cola y esta resina aseguran cada una una misma función de conexión mecánica.

Asimismo, cabe subrayar que estos documentos se refieren a tarjetas más sencillas que las apuntadas por la invención, en la medida en que no incluyen antena, o componente provisto de terminales de conexión enterados, de manera que el único problema que se ha de resolver es asegurar un buen comportamiento mecánico del módulo y del microcircuito que incluye, sin tener que preocuparse al mismo tiempo por cualquier conexión eléctrica entre este módulo y el cuerpo de tarjeta. Por lo tanto no había ningún motivo de preocupación por la preservación de cualesquiera terminales en la periferia de la cavidad.

Habida cuenta de las habituales dificultades en asegurar una buena conexión eléctrica entre un módulo y los terminales de antena, es de hecho habitual, durante la fabricación de tarjeta de tipo «Interfaz Dual» la encapsulación del microcircuito antes de preocuparse por montar el módulo en la cavidad de un cuerpo de tarjeta (se habla entonces de microcircuito pre-encapsulado).

Por otra parte, cuando se ha propuesto la utilización de un adhesivo conductor anisótropo, se ha hecho, por lo general, para garantizar simultáneamente una conexión mecánica y una conexión eléctrica y no para cooperar con otro material que asegura la función de conexión mecánica.

La invención propone sin embargo, la combinación de estos materiales, eligiendo, además, el adhesivo conductor anisótropo y la resina el uno en función del otro, de manera que el adhesivo sea sensiblemente más flexible que la resina, es decir cuyo módulo de Young es menor que el de esta resina.

Ahora bien, se ha puesto de manifiesto que las operaciones de aplicación de la resina de encapsulación, por una parte y la de ejecución de un adhesivo conductor anisótropo por otra parte, eran perfectamente compatibles y se podían por lo tanto simultanear, sin riesgo de mezcla de los dos materiales y sin riesgo de deterioro de los terminales conductores en la periferia de la cavidad. Además, los procedimientos actuales permiten en adelante la realización simultánea de una conexión eléctrica fiable entre contactos de conexión de un microcircuito y terminales de una antena realizada en el seno del cuerpo de tarjeta, al tiempo que se realiza una fijación del microcircuito en la cavidad.

De manera preferida, la invención propone elegir una resina de encapsulación del microcircuito con un coeficiente de de retracción significativo (de algunos porcentajes).

El fenómeno de retracción ("shrinkage” en inglés) o de contracción del volumen ocupado por la resina se lleva a cabo durante la polimerización de esta última. De este modo, una resina epoxídica, por ejemplo, va a pasar de un estado viscoso a un estado sólido durante la formación de una red de moléculas tridimensional característica de la resina polimerizada.

Este mecanismo, así como la evaporación de eventuales disolventes utilizados en la resina, conduce a una contracción del volumen del encapsulante que va de este modo ejercer una « fuerza de retorno » entre la superficie (por lo general el fondo) de la cavidad del cuerpo de tarjeta y el microcircuito y más en general el módulo en su conjunto.

Este fenómeno (del orden de algunos porcentajes en volumen, típicamente entre el 1 % y el 5 %) contribuye a prevenir los efectos de separación en las interfaces y participa de este modo a la rigidización del conjunto de cuerpo de tarjeta-microcircuito en la región de la cavidad (y por lo tanto de los terminales de antena), limitando de este modo en gran medida las deformaciones residuales después de la flexión.

Por lo tanto es perfectamente aceptable la elección de un adhesivo anisótropo de gran flexibilidad (por ejemplo utilizando una matriz de poliéster) ya que la misma experimentará con mayor facilidad las tensiones mecánicas sin dar lugar por lo tanto a una alteración irreversible de la conexión eléctrica (obtenidas recordémoslo por “aplastamiento” de bolas conductoras).

A modo de ejemplo, se efectúan ciclos de flexión mecánicos según la norma internacional ISO 10373 sobre tarjetas de tipo «Interfaz Dual» realizadas con la ayuda de microcircuitos pre-encapsulados pegados con la ayuda de un adhesivo anisótropo semirrígido ampliamente utilizado en la profesión: se pone de manifiesto que las tarjetas realizadas según la invención son todas perfectamente funcionales después de 4.000 ciclos de flexiones mientras que algunas de las tarjetas de “referencia” dejaban de funcionar después de solo 1.250 ciclos (después de 4.000 ciclos, todas las tarjetas de referencia se han revelado ineficaces).

Asimismo, se ha puesto de manifiesto la estructura obtenida resiste igualmente mucho mejor las fuerzas de presión, impidiendo la resina que conecta e microcircuito al fondo de la cavidad cualquier deformación del microcircuito respecto del cuerpo de tarjeta plástica si se le aplica una presión.

Cabe indicar que la presente invención se puede utilizar de manera ventajosa con una estructura de cuerpo de tarjeta plástica que alterna capas con propiedades mecánicas y térmicas optimizadas para resistir las flexiones sin iniciación de fisuras internas que pudiesen asimismo afectar a la resistencia de la conexión entre la antena (o el componente considerado) y el microcircuito.

Según otra característica ventajosa de la invención, los terminales de antenas son múltiples y repartidos en varias zonas alrededor de la cavidad (preferentemente de manera longitudinal y transversal respecto del eje longitudinal del cuerpo de tarjeta), lo que permite reducir las exigencias de posicionamiento correcto del módulo respecto de la cavidad durante la fijación y minimizar los riesgos de desconexión durante las flexiones, ya sean paralelas a lado corto o al lado largo de la tarjeta.

Así pues, según características ventajosas de la invención, eventualmente combinadas:

-: el componente electrónico es una antena,

-: la resina se elige para presentar un coeficiente de retracción que sea al menos del orden del porcentaje durante su polimerización, gracias a lo que, durante esta operación, el volumen ocupado por dicha resina se contrae,

-: se polimeriza la resina a una temperatura inferior a la que se activa térmicamente el adhesivo,

-: se activa el adhesivo a una temperatura de activación del orden de 150 ºC-180 ºC y se polimeriza la resina a una temperatura significativamente inferior a la temperatura de activación (por ejemplo a aproximadamente 60 ºC),

-: se conforman terminales de conexión de manera que uno al menos de los mismos esté subdividido en al menos dos áreas dispuestas a distancia la una de la otra,

-: se conforman terminales de conexión de manera que estas dos áreas estén situadas en zonas del escalón que presentan orientaciones diferentes respecto de una dirección de referencia del cuerpo de tarjeta,

-: se conforma cada terminal de conexión de manera que esté subdividido en al menos dos áreas que están enfrentadas a áreas del otro terminal de conexión según direcciones diferentes,

-: se conforma cada terminal de conexión de manera que cada uno de los mismos esté subdividido en al menos dos áreas, una de las cuales bordea la cavidad de manera transversal al cuerpo de tarjeta y la otra bordea de manera longitudinal esta cavidad,

-: los contacto internos del módulo enfrentados a los terminales de conexión se realizan en una pluralidad de áreas de contacto,

-: las áreas de contacto están dispuestas de manera que bordeen según direcciones diferentes la cavidad,

-: se realiza el cuerpo de tarjeta mediante capas de materiales elegidos en el grupo constituido por policloruro de vinilo, acrilonitrilo-butadieno-estreno, polietileno tereftalato o policarbonato,

-: se realiza el cuerpo de tarjeta con la forma de una alternancia de tales capas.

La invención propone asimismo una tarjeta adaptada para ser obtenida según este procedimiento, es decir una tarjeta de microcircuito que incluye un cuerpo de tarjeta que incluye en su espesor terminales de conexión a un componente y provisto de una cavidad con un fondo y que bordeada por un escalón sobre el que se sitúan estos terminales de conexión y un módulo que incluye una película de soporte que lleva, en una cara externa, contactos externos y en una cara interna, contactos internos y un microcircuito conectado a dichos contactos internos en el que:

-: los contactos internos están conectados a los terminales de conexión por un adhesivo conductor anisótropo;

-: el microcircuito está encapsulado en una resina que se extiende hasta una porción de fondo de la cavidad, siendo esta resina de mayor rigidez que el adhesivo.

Las características ventajosas mencionadas anteriormente respecto del procedimiento se aplican aquí. En particular el componente es ventajosamente una antena.

Descripción de la invención

De la siguiente descripción se ponen de manifiesto objetos, características y ventajas de la invención, ofrecidos a modo ilustrativo no limitativo, respecto de los dibujos anexos en los que:

-: la figura 1 es una vista superior de una antena y de sus terminales de conexión, en un modo de realización preferido,

-: la figura 2 es una vista inferior del módulo, que muestra contactos internos,

-: la figura 3 es una vista superior que muestra a la vez la antena y la superposición de los contactos internos del módulo y de los terminales de conexión,

-: la figura 4 es una vista parcial en corte de una tarjeta inteligente que integra la antena y el módulo, y

-: la figura 5 es una vista en corte que muestra un cuerpo de tarjeta adaptado para cooperar con el módulo de la figura 2, según una variante de realización.

Las figuras anexas representan diversas etapas en la fabricación de una tarjeta inteligente según la invención.

La figura 1 muestra un componente constituido aquí por una antena 10 realizada en una película 11 denominada habitualmente incrustación. Esta incrustación tiene aquí sensiblemente el mismo formato que el cuerpo de tarjeta del que esta antena está destinada a formar parte y las espiras se extienden sensiblemente cerca de cada lado de esta incrustación. En una variante no representada, la antena es sensiblemente menor.

Esta antena está formada por respiras conductoras, típicamente de cobre fotogravado.

De manera ventajosa, esta antena incluye dos terminales de conexión descompuestos en varias zonas, aquí dos para cada terminal: de manera más precisa, la antena incluye dos áreas de conexión 12A y 13A, dispuestas enfrentadas según una dirección longitudinal de la incrustación y dos áreas de conexión 12B y 13B que se realizan asimismo, pero según una dirección diferente de la de los contactos mencionados anteriormente, aquí según una dirección transversal de la incrustación.

De este modo, en el ejemplo, cada extremo está subdividido en al menos dos áreas enfrentadas a áreas del otro extremo según al menos dos direcciones diferentes de la incrustación.

En la práctica, se parte de una hoja, por ejemplo de PVC con un espesor del orden de 200 micrómetros, en la que se traza una red de antenas por lo general idénticas por gravado químico de una capa de cobre electrodepositada con un espesor del orden de 35 micrómetros.

Como es sabido la geometría de la antena se realiza para responder a especificaciones eléctricas bien precisas (en particular, frecuencia de sintonización para una capacidad dada del circuito impreso con el que cada antena está destinada a cooperar, resistencia elegida en función del factor de calidad, etc.…). Los parámetros geométricos significativos son la anchura de la antena, la anchura de las espiras y su intervalo, el espesor de cobre, etc...

La subdivisión en varias áreas de conexión de los extremos de la antena conduce al aumento de la superficie de conexión (por lo tanto en la reducción de las resistencias de contacto) y en la fiabilización de la conexión final. En efecto, las áreas laterales 12A y 13A (dispuestas longitudinalmente a la incrustación) son más sensibles a las tensiones de tipo flexión según el lado largo mientras que las áreas verticales 12B y 13B (dispuestas transversalmente a la incrustación) son más sensibles a las tensiones de tipo flexión según el lado corto de la incrustación. Esta subdivisión optimiza por lo tanto la probabilidad de conservar un contacto con la antena, cualquiera que sea el tipo de flexión experimentado.

Cabe resaltar que la antena está aquí incompleta, ya que se observan dos terminales 14A y 14B dispuestos en la figura 1 por debajo de las fibras inferiores. La conexión entre estos terminales puede ser realizada por un puente (representado en la figura 3 con la referencia 15) realizado en la cara de la incrustación que está en oposición a las espiras de la antena.

De manera ventajosa, una operación de prensado en caliente permite sumergir las espiras y el puente en el espesor del material constitutivo de la incrustación, lo que permite minimizar los relieves debidos a estas espiras y a este puente.

De manera conocida en sí misma, una etapa de laminación se realiza a continuación para que la hoja sobre la que se realiza la red de antenas se encuentre cogida en sándwich entre otras hojas en el interior de una red de cuerpo de tarjeta. Y a continuación, de manera clásica, se recorta cada cuerpo de tarjeta.

El espesor de las hojas laminadas se elige de manera que las espiran se sitúen a la profundidad deseada, por ejemplo a una profundidad de 260 micrómetros de la superficie superior del cuerpo de tarjeta. Esta distancia se define en función de la geometría del módulo con el que la antena está destinada a cooperar.

Después del recorte al formato de una tarjeta inteligente, las hojas laminadas forman conjuntamente un cuerpo de tarjeta.

En paralelo se prepara un módulo 20 para cada antena, incluyendo cada módulo, en una película de soporte 21, contactos externos 22, un microcircuito 23 y contactos internos conectados por hilos 23A al microcircuito (véase más arriba).

Esta preparación incluye, por ejemplo, el corte de los circuitos impresos y a continuación su encolado sobre la película de soporte, la fijación por soladura de hilos de conexión. La realización de un módulo por tarjeta de tipo «Interfaz Dual» requiere preferentemente la utilización de módulos que tienen capas de conductores en cada una de sus caras, con agujeros, metalizados o no, para atravesar esta película de soporte; hay por ejemplo u nivel superior de conductores de cobre de 35 micrómetros como en módulos clásicos de contactos externos (contactos IS Vcc, Vss,...) y un nivel inferior que permite la conexión eléctrica de la antena con las entradas del microcircuito. En principio, la antena no es accesible desde el exterior.

Al no formar parte de la invención, la geometría de los contactos externos 22 no se detallará en el presente documento.

La figura 2 representa un ejemplo de realización de geometría de los contactos internos de un módulo (por lo tanto al nivel inferior mencionado anteriormente). Por analogía con lo que se ha expuesto respecto de las formas de conexión de la antena, cada contacto interno del módulo está subdividido en al menos dos áreas enfrentadas a las áreas del otro según al menos dos direcciones.

Más precisamente, el módulo 20 incluye aquí un primer contacto interno subdividido en dos áreas 24A-24B conectadas por una pista a otra área 24C y un segundo contacto interno subdividido en dos áreas 25A-25B conectadas por una pista a otra área 25C. Las áreas 24A-24B y las áreas 25A-25B están enfrentadas según una dirección destinada a ser longitudinal en el cuerpo de tarjeta, mientras que las áreas 24C y 25C están enfrentadas según una dirección aquí ortogonal a la primera. Estas áreas de contacto son aquí, bien trapecios, bien rectángulos y están conectadas a zonas circulares que pueden permitir una conexión a hilos. Otras formas también son evidentemente posibles para estas áreas de contacto.

Las figuras 3 y 4 representan la combinación de un cuerpo de tarjeta y de un módulo. Por razones de legibilidad de la figura 3, diversos elementos aparecen en transparencia a través de los elementos que los cubren.

Cada cuerpo de tarjeta incluye una cavidad para recibir un módulo.

Esta cavidad atraviesa el plano de la antena, estando los terminales de conexión de la antena materializados en un escalón que bordea esta cavidad. Esta cavidad puede ser pre-existente, pero preferentemente se realiza al final del ensamblado del cuerpo de tarjeta. Con este fin, se detecta por cualquier medio conocido apropiado el emplazamiento de la antena y se retira material (por ejemplo el PVC) hasta dejar a la vista.

En la figura 3 aparecen, en transparencia, las espiras de la antena, el puente 15 que conecta los terminales 14A y 14B bajo la incrustación, los contornos de la cavidad (el contorno externo 26 y el contorno interno 27), el microcircuito 23 y las áreas de conexión del módulo. Se ve que las áreas 24A a 24C, por una parte y las áreas 25A a 25C, por otra parte, están colectivamente en contacto con los terminales de conexión de la antena.

La figura 4 representa en corte un módulo fijado en un cuerpo de tarjeta, según la configuración de la figura 3.

Se observe que, en el escalón delimitado por los contornos 26 y 27 de la figura 3, un adhesivo 30 está interpuesto entre los terminales 12B y 13B y las áreas 24C y 25C, mientras que un bloque de resina 40 que encapsula el microcircuito 23 se extiende hasta el fondo de la cavidad, bajo el plano de la antena.

Este adhesivo 30 es un adhesivo conductor anisótropo e incluye bolas conductoras esquematizadas con la referencia 31 (evidentemente son de dimensión mucho menor que la dimensión a la que se representan a escala del dibujo).

Este adhesivo y la resina son elegidos de manera que el adhesivo 30 tenga una mayor flexibilidad que la resina 40.

De manera ventajosa, esta resina 40 está adaptada para experimentar un fenómeno de retracción, por ejemplo debido a su polimerización, o a la evaporación de disolventes.

Las operaciones de ensamblado de este módulo en este cuerpo de tarjeta pueden conducirse como se indica a continuación.

Cuando el módulo está listo, se reviste su periferia con el adhesivo 30 que es preferentemente del tipo «termofusible» con bolas de vidrio metalizadas con plata, de diámetro del orden de 20 a 40 micrómetros, sumergidas en una matriz reactivable a temperaturas de 110 ºC a 150 ºC. Para obtener una flexibilidad suficiente, esta matriz es por ejemplo un poliéster.

Por otra parte, se deposita la resina 40 en la cavidad del cuerpo de tarjeta, antes de colocar el módulo, para encapsular el microcircuito en esta resina y poner el adhesivo 30 en contacto con los terminales de la antena.

Esta resina 40 es ventajosamente una resina epoxídica de gran pureza iónica con un coeficiente de retracción significativo.

Después de la colocación del módulo, se activa l adhesivo a una temperatura próxima a 160 ºC durante un tiempo muy breve, del orden de 500 ms a 2 s, a una presión apropiada para asegurar una buena adhesión de este adhesivo 30 a las áreas que sirve para su conexión eléctrica. Se polimeriza a continuación la resina a una temperatura sensiblemente menor (para no debilitar el adhesivo), típicamente hacia 45 ºC-60 ºC.

Cabe apreciar que, a pesar del hecho de que la activación del adhesivo se haga a una temperatura sensiblemente superior a la temperatura de polimerización, el tratamiento casi simultáneo de estos diversos materiales pone de manifiesto que no plantea problemas particulares de aplicación, habida cuenta de los tiempos de tratamiento necesarios para la activación del adhesivo.

El hecho de haber elegido, en el ejemplo considerado, una resina que presenta un coeficiente de retracción elevado, garantiza que hay de manera permanente un esfuerzo que tiene a acercar el módulo al fondo, lo que contribuye a reducir los riesgos de desconexión eléctrica entre los contactos internos del módulo y los terminales de la antena durante los esfuerzos de flexión que el conjunto de cuerpo de tarjeta/módulo, es decir la tarjeta inteligente obtenida, puede experimentar.

La figura 5 representa un ejemplo de realización del apilamiento de hojas que conducen a la obtención de un cuerpo de tarjeta.

La laminación consiste en depositar en caliente y a presión hojas de polímeros (PVC, PET u otros) por ambas partes de la incrustación.

En el ejemplo representado, la incrustación 11, cuyo espesor es de 200 micrómetros, esta cogida en sándwich entre dos capas 50 y 51 de espesor igual a aproximadamente 100 micrómetros y que tiene una función de compensación; este apilamiento 50 + 11 + 51 está a su vez cogido en sándwich entre dos capas de impresión 52 y 53 de espesor típicamente igual a 140 micrómetros. Finalmente unas capas de cobertura 54 y 55 forman las superficies exteriores del cuerpo de tarjeta.

Así pues, de manera ventajosa, el cuerpo de tarjeta está formado por un apilamiento de capas de materiales elegidos en el grupo constituido por polícloruro de vinilo, acrilonitrilo-butadieno-estireno, polietileno tereftalato o policarbonato; se trata preferentemente de una alternancia de tales capas.

Por razones de legibilidad de la figura, estas capas están separadas unas de otras, pero hay que entender que en la práctica carecen de holgura.

Cabe resaltar, además, que el escalón está bien formado en la superficie superior de la incrustación y que la cavidad desciende, bajo el plano de esta superficie, a través de la incrustación y de la capa de compensación, permaneciendo intactas las capas inferiores de impresión y de cobertura.

El organigrama del procedimiento puede así definirse de este modo:

-: corte de de los circuitos integrados,

-: encolado en el seno del módulo,

-: soldadura de los hilos de conexión,

-: depósito del adhesivo conductor anisótropo,

-: mecanizado de la cavidad,

-: deposición de la resina,

-: encarte (es decir, fijación del módulo en el cuerpo de tarjeta),

-: prueba de pre-personalización,

-: personalización gráfica. La tarjeta está de este modo físicamente terminada.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación de una tarjeta de microcircuito según el cual se realiza un cuerpo de tarjeta que incluye en su espesor terminales de conexión (12A, 13A, 12B, 13B) a un componente electrónico y provisto de una cavidad que tiene un fondo y bordeada por un escalón sobre el que están situados estos terminales de conexión y se realiza un módulo (20) que incluye un película de soporte (21) que lleva, sobre una cara externa, contactos externos (22) y, sobre una cara interna, contactos internos (24A, 24B, 24C, 25A,25B, 25C) y un microcircuito (23) conectado a dichos contactos internos, estando dicho procedimiento caracterizado por las siguientes etapas:

-

se aplica en la periferia de la cara interna de dicha película un adhesivo (30) flexible conductor anisótropo;

-

se deposita en la cavidad del cuerpo de tarjeta una resina (40) que, después de la polimerización, tiene una rigidez superior a la del adhesivo;

-

se inserta en la cavidad el módulo para que el adhesivo anisótropo se sitúe enfrente de la periferia del escalón de la cavidad;

-

se activa térmicamente el adhesivo anisótropo a presión y se polimeriza la resina.
2.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque este componente es una antena.
3.

Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la resina se elige de manera que presente un coeficiente de retracción de al menos del orden del porcentaje durante su polimerización, gracias a lo cual, durante esta operación, el volumen ocupado por dicha resina se contrae.
4.

Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la resina se polimeriza a una temperatura más baja que a la que el adhesivo se activa térmicamente.
5.

Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se activa el adhesivo a una temperatura de activación del orden de 150 °C-160 °C y se polimeriza la resina a una temperatura significativamente inferior a esta temperatura de activación (por ejemplo aproximadamente 60 °C).
6.

Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se conforman los terminales de conexión para que uno al menos de los mismos esté subdividido en al menos dos áreas dispuestas a distancia la una de la otra.
7.

Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se conforman los terminales de conexión de manera que estas dos áreas están situadas en zonas del escalón que presentan orientaciones diferentes respecto de una dirección de referencia del cuerpo de tarjeta.
8.

Procedimiento según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizado porque se conforma cada terminal de conexión de manera que está subdividido en al menos dos áreas que están enfrentadas a áreas del otro terminal de conexión según direcciones diferentes.
9.

Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque se conforma cada terminal de conexión de manera que cada uno de los mismos está subdividido en al menos dos áreas, una de las cuales bordea la cavidad de manera transversal al cuerpo de tarjeta y la otra bordea de manera longitudinal esta cavidad.
10.

Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los contacto internos del módulo enfrentados a los terminales de conexión se realizan en una pluralidad de áreas de contacto.
11.

Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque las áreas de contacto están dispuestas de manera que bordean según direcciones diferentes la cavidad,
12.

Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se realiza el cuerpo de tarjeta mediante capas de materiales elegidos del grupo constituido por policloruro de vinilo, acrilonitrilo-butadienoestreno, polietileno tereftalato o policarbonato.
13.

Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque se realiza el cuerpo de tarjeta con la forma de una alternancia de tales capas.
14.

Tarjeta de microcircuito que incluye un cuerpo de tarjeta que incluye en su espesor terminales de conexión (12A, 13A, 12B, 13B) a un componente (10) y provisto de una cavidad con un fondo y bordeada por un escalón sobre el que están situados estos terminales de conexión y un módulo (20) que incluye una película de soporte (21) que lleva, sobre un cara externa, contactos externos (22) y, sobre una cara interna, contacto internos (24A, 24B, 24C,

25A, 25B, 25C) y un microcircuito conectado a dichos contactos internos, estando dicha tarjeta caracterizada porque:

-

los contactos internos están conectados a los terminales de conexión por un adhesivo (30) conductor anisótropo;

-

el microcircuito (23) está encapsulado en una resina (40) que se extiende hasta una porción de fondo de la cavidad, siendo esta resina de mayor rigidez que el adhesivo.
15.

Tarjeta según la reivindicación 14, caracterizada porque el componente es una antena.
16.

Tarjeta según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, caracterizada porque la resina se elige de manera que presenta un coeficiente de retracción de al menos del orden del porcentaje durante su polimerización, gracias a lo cual, después de esta operación, el volumen ocupado por dicha resina está sometido a tensión.
17.

Tarjeta según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizada porque la resina tiene una temperatura de polimerización inferior a la temperatura de activación del adhesivo.
18.

Tarjeta según la reivindicación 17, caracterizada porque el adhesivo tiene una temperatura de activación del orden de 150 °C-160 °C mientras que la resina tiene una temperatura de polimerización significativamente inferior a esta temperatura de activación (por ejemplo aproximadamente 60 °C).
19.

Tarjeta según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizada porque los terminales de conexión están conformados para que uno al menos de los mismos esté subdividido en al menos dos áreas dispuestas a distancia una de otra.
20.

Tarjeta según la reivindicación 19, caracterizada porque los terminales de conexión están conformados de manera que estas dos áreas están situadas en zonas del escalón que presentan orientaciones diferentes respecto de una dirección de referencia del cuerpo de tarjeta.
21.

Tarjeta según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizada porque cada terminal de conexión está conformado para que esté subdividido en al menos dos áreas enfrentadas a las áreas del otro terminal de conexión según direcciones diferentes.
22.

Tarjeta según una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizada porque cada terminal de conexión está conformado para que cada uno de los mismos esté subdividido en al menos dos áreas, una de las cuales bordea la cavidad de manera transversal al cuerpo de tarjeta y la otra bordea de manera longitudinal esta cavidad.
23.

Tarjeta según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, caracterizada porque los contactos internos del módulo enfrentados a los terminales de conexión están realizados en una pluralidad de áreas de contacto.
24.

Tarjeta según la reivindicación 23, caracterizada porque las áreas de contacto están dispuestas para que bordeen según direcciones diferentes la cavidad.
25.

Tarjeta según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 24, caracterizada porque el cuerpo de tarjeta está realizado mediante capas de materiales elegidos en el grupo constituido por policloruro de vinilo, acrilonitrilobutadieno-estireno, polietileno tereftalato o policarbonato.
26.

Tarjeta según la reivindicación 25, caracterizada porque el cuerpo de tarjeta está realizada con la forma de una alternancia de tales capas.