FR2797977A1 - Procede de fabrication d'un dispositif electronique portable comportant une etape de surmoulage directement sur le film support - Google Patents

Procede de fabrication d'un dispositif electronique portable comportant une etape de surmoulage directement sur le film support Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique portable comprenant au moins une puce de circuit intégré (1) reportée sur une bande support (14) constituée par un film diélectrique (15) laminé sur une grille de contact (18), la puce de circuit intégré (1) étant électriquement reliée à la grille de contact (18), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - réalisation d'un surmoulage des puces (1) et de leurs connexions (17) à la grille de contact (18) directement sur la bande support (14) par une matière de surmoulage (50); - découpe autour des puces (1) et de ses connexions (17) de manière à obtenir les dispositifs (100).

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE PORTABLE COMPORTANT UNE ÉTAPE DE SURMOULAGE DIRECTEMENT SUR LE FILM SUPPORT L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique portable comportant au moins une puce de circuit intégré. Un tel dispositif comprend deux faces planes parallèles dont l'une comporte plages de contact. L'invention concerne également dispositif obtenu par un tel procédé.
L'invention s'applique tout particulièrement à fabrication de dispositifs de type cartes à puce format mini-carte, et préférentiellement aux cartes à puce d' format réduit par rapport au format standard des mini cartes.
On rappelle que les cartes à puce à contacts affleurants permettent d'effectuer par exemple des transactions sécurisées de type monétique, d'identification ou de télécommunications. Les dimensions des cartes ainsi que le positionnement contacts sont définis par un standard correspondant normes internationales ISO 7810, 7816-1 et 7816-2.
Ce premier standard définit une carte avec ou sans contact comme un élément portable de faible épaisseur et de dimensions : 85 mm de longueur, 54 mm de largeur et 0.76 mm d'épaisseur.
Un deuxième standard a permis de définir le format des cartes à puce dédiées au marché de la téléphonie mobile. Ces cartes à puce dédiées à la téléphonie mobile presentent un format réduit par rapport au format ISO vient d'être rappelé. Il s'agit de mini-cartes 25 mm de longueur et de 15 mm de largeur avec détrompeur de 3mm par 3mm sur le coin inférieur droit, l'épaisseur étant identique à l'épaisseur des cartes répondant au premier standard.
On rappelle qu'une carte à puce à contact comporte un support plastique en forme de plaque selon le format standard ISO. Ce support porte au moins un microcircuit électronique (appelé également module électronique ou micromodule électronique dans la littérature) et une série de plages de contact pour le raccordement électrique du microcircuit à un circuit d'exploitation Une mini-carte est généralement obtenue par le même procédé de fabrication qu'une carte au format standard ISO, avec une étape supplémentaire de prédécoupe support de carte autour d'une région portant les contacts, cette région étant au format mini-carte.
Le marché de la téléphonie mobile est en constante mutation et tend vers une miniaturisation plus grande des terminaux mobiles. De ce fait, la miniaturisation du format mini-carte semble une nécessité afin de ne pas pénaliser la miniaturisation des terminaux.
On s'oriente donc vers une réduction du format des cartes destinées à équiper les nouvelles générations de téléphones mobiles tout en cherchant à conserver la taille des circuits intégrés et même à l'augmenter.
Ainsi, un nouveau format de carte à puce à contact a été proposé dans lequel le microcircuit couvre la quasi totalité de la surface de la carte. Une telle carte d' format réduit par rapport au format standard des mini cartes a été baptisé PLUG 3G .
Un tel dispositif comprend un corps de carte de forme rectangulaire de 15 mm de longueur et 10 mm de largeur avec une épaisseur inférieure ou égale à 0.76 mm et un détrompeur de lmm par lmm le coin inférieur droit de la carte.
Un tel dispositif permet de répondre à un besoin de format de carte réduit en optimisant place du circuit intégré dans ce nouveau format en étant compatible aux nouvelles générations de téléphones mobiles.
On rappelle que selon un procédé connu de fabrication, le support de la carte à puce au format standard ISO (et mini-carte) est réalisé par moulage en matière plastique ou par lamination, puis le microcircuit est incorporé dans le support de carte au cours d'une opération dite "encartage". En pratique, on vient coller le microcircuit dans une cavité prévue à cet effet dans le support.
Ce procédé de moulage et encartage du microcircuit n'est pas rentable dans le cas d'un dispositif de format réduit par rapport au format standard des mini- cartes tel qu'il a été mentionné plus haut.
Selon un autre procédé connu, il est possible d'obtenir le support de carte par surmoulage du microcircuit électronique.
Une telle technique est décrite, par exemple, dans la demande de brevet internationale WO 97/23843, illustrée sur la figure 1. La technique du surmoulage consiste essentiellement à placer un microcircuit 10 dans un moule au format support de carte que l'on souhaite réaliser, puis à ecter de la matière plastique 50 dans moule pour fixer le microcircuit 10.
Selon une particularité de cette demande, le microcircuit 10, constitué d'une puce 1 électriquement reliée à une grille de contact 18, est maintenu contre une des parois du moule 200 par des tiges 210 de manière à bien plaquer la grille de contact 18 qui doit se situer à fleur du support de la carte après demoulage.
Avantageusement, la grille de contact 18 est cambrée de manière à constituer des griffes 19 qui permettent d'ancrer le microcircuit 10 dans la matière plastique 50 injectée.
Toutes les techniques connues de surmoulage effectuent cette opération sur un microcircuit individualisé et constituent généralement, comme 1 encartage, la dernière étape de fabrication d'une carte à puce.
Le but de la présente invention est de proposer une autre technique de surmoulage qui soit simple et qui permette de minimiser le nombre d'étapes de fabrication d'un dispositif électronique portable.
Ainsi, le procédé de fabrication selon la présente invention consiste à réaliser le surmoulage de microcircuits directement sur un film support continu et non pas sur un film support pris individuellement.
Le procédé selon l'invention permet donc de réaliser toutes les étapes de fabrication du dispositif en continu jusqu'à l'étape finale d'individualisation par decoupe.
particulier, une seule étape est nécessaire pour créer le support du microcircuit et le maintenir dans ce support.
Ainsi, un net gain de productivité est possible. L'adhésion du microcircuit dans la matière plastique injectée est avantageusement obtenue par la présence d'un diélectrique thermoactivable sur le film support du microcircuit dont les propriétés de collage sont mises en #uvre par la matière plastique chauffée injectée lors du surmoulage.
A cet effet, le film support est constitué par un film diélectrique laminé sur une grille de contact, le film diélectrique présentant des propriétes telles qu'il permet l'adhésion du film support à matière plastique injectée lors du surmoulage.
Ainsi, par rapport à l'art antérieur, évite le recours à un film diélectrique de type kapton, qui est très onéreux, ainsi qu'à un film thermoplastique compatible avec la matière surmoulée tel que du Polyéthylène Téréphtalate (PET).
L'étape supplémentaire de réalisation des griffes est ainsi supprimée.
En outre, le procédé selon l'invention permet de surmouler une pluralité de microcircuits puis de découper les différents dispositifs au format souhaité, ce simplifie le procédé industriel.
procédé selon l'invention s'applique préférentiellement à des dispositifs de petites dimensions tels que les mini-cartes ou les PLUG 3G pour lesquels le microcircuit couvre toute la surface du dispositif.
Le procédé de l'invention pourrait éventuellement s'appliquer à des cartes de format ISO, mais la taille du support de ces cartes est telle qu'il serait nécessaire d'espacer grandement les puces sur le film support ce qui engendrerait une perte de place donc de productivité plus importante que le gain temps obtenu.
présente invention a plus particulièrement pour obj un procédé de fabrication d'un dispositif électronique portable comprenant au moins une puce de circuit intégré reportée sur une bande support constituée par un film diélectrique laminé une grille de contact, la puce de circuit intégre étant électriquement reliée à la grille de contact, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - réalisation d'un surmoulage des puces et de leurs connexions à la grille de contact directement sur la bande support par une matière de surmoulage ; - découpe autour des puces et de ses connexions de manière à obtenir les dispositifs.
Selon une caractéristique, les materiaux constitutifs du film diélectrique et de la matiere de surmoulage sont identiques ou compatibles pour une adhésion.
Selon une autre caractéristique, les matériaux constitutifs du film diélectrique et de la matière de surmoulage présentent une continuité non visible à l'oeil nu sur la tranche du dispositif.
Selon une première variante, film diélectrique est constitué par un diélectrique thermofusible apte à coller à la matière de surmoulage.
Selon une deuxième variante, le film diélectrique est constitué par un diélectrique thermoplastique apte à entrer en fusion au contact de la matière de surmoulage.
Selon des variantes de réalisation, la matière de surmoulage est choisie parmi du Polystyrène, du Polyéthylène Téréphtalate (PET), et de l'Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS).
Selon un premier mode de réalisation, le surmoulage réalise sur la bande support englobe une pluralité de puces avec leurs connexions, chaque dispositif étant individualisé par découpe simultanée de la bande support et du surmoulage.
Selon un deuxième mode de réalisation, le surmoulage est réalisé sur la bande support au format des dispositifs, chaque dispositif étant individualise par découpe de la bande support au ras du surmoulage.
présente invention concerne également dispositif électronique portable comprenant au moins une puce de circuit intégré reportée sur une bande support, la puce et ses connexions à une grille contact étant noyées dans une matière plastique constituant le corps du dispositif, caractérisé en que la bande support est constituée par un film diélectrique laminé sur la grille de contact et assurant l'adhésion de la bande support de la puce avec la matiere plastique du corps du dispositif.
Selon une caractéristique, la bande support s'étend jusqu' bord du corps du dispositif.
Selon une première application, le dispositif consiste en une carte à puce au format standard des mini-cartes.
Selon une deuxième application, le dispositif consiste en une carte à puce d'un format réduit par rapport au format standard des mini-cartes.
Selon une particularité de cette deuxième application, la bande support couvre toute la surface du dispositif. Les particularités et avantages l'invention apparaîtront clairement à la lecture de description qui est faite ci-après et qui est donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et regard des dessins sur lesquels - la figure 1, déjà décrite, illustre une technique de surmoulage de l'art antérieur ; - la figure 2 illustre la bande support des microcircuits à surmouler selon le procédé de l'invention ; - la figure 3 illustre un premier mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention ; - la figure 4 illustre l'étape de surmoulage du procédé selon le premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5a illustre une première application premier mode de réalisation de l'invention ; - figure 5b illustre une deuxième application premier mode de réalisation de l'invention ; - figure 6 illustre un deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication selon invention ; - figure 7 illustre l'étape de surmoulage du procédé selon le deuxième mode de réalisation de invention ; - figure 8a illustre une première application deuxième mode de réalisation de l'invention ; - figure 8b illustre une deuxième application du deuxième mode de réalisation de l'invention ; Dans un premier temps, le procédé de fabrication selon l'invention consiste à réaliser des microcircuits sur un film support selon des techniques standards.
Une technique classique de fabrication de microcircuits 10, illustrée sur la figure 2, consiste à coller une puce de circuit intégré 1 en disposant sa face active avec ses plots de contact 11 vers le haut, et en collant la face opposée sur un film support 14.
Le film support 14 est constitué d'un film diélectrique 15 disposé sur une grille de contacts 18, par exemple en cuivre nickelé et doré, sur laquelle sont définies les plages de contact du microcircuit 10. Le film diélectrique 15 peut par exemple être laminé sur la grille de contacts 18. Sans sortir du cadre de l'invention, la grille métallique 18 peut également constituer une antenne pour une application à des dispositifs sans contact.
Néanmoins, la description qui suit se réfère à une grille métallique 18 dans laquelle sont définies des plages de contact pour une application â des dispositifs à contact.
Selon les applications, la puce 1 peut être collée sur le film diélectrique 15 ou directement sur grille de contact 18. Dans l'application qui nous intéresse, la puce 1 est préférentiellement collée la grille métallique 18 au moyen d'une colle isolante insensible à la chaleur.
Chaque puce 1 doit alors être respectivement connectée aux plages de contact 18 de chaque microcircuit 10. Cette connexion est généralement realisée par câblage filaire. D'autres moyens connexion peuvent être envisagés, comme par exemple, connexion par un procédé de flip chip qui consiste à retourner la puce 1 pour la connecter directement sur la grille de contact 18 au moyen bossages réalisés sur les plots de contact 11 et d' colle à conduction anisotropique par exemple.
Dans le cas d'une connexion par câblage filaire, puits de connexion 16 sont pratiqués dans le film diélectrique 15 et des fils de connexion 17 relient les plots de contact 11 de la puce 1 aux plages de contacts de la grille 18 par l'intermédiaire des puits de connexion 16. La connexion électrique peut être établie par thermosoudure par exemple. Enfin, une étape dite d'encapsulation est réalisée de manière à protéger la puce 1 et ses fils de connexions 17 soudes. I1 peut s'agir du dépôt d'une résine 20, à base époxy par exemple, selon un procédé dit de glob top qui consiste à enrober la puce 1 et ses connexion 17 par le dessus.
Cette étape protection de la puce et de ses connexions n'est indispensable dans le cas d'une connexion par le procédé de flip chip par exemple.
Dans les procédés de l'art antérieur, le micromodule 10 était alors généralement découpé puis encarté dans la cavité d'un corps de carte préalablement décoré, ou déposé dans un moule pour être surmoulé au format du corps de carte.
Le procédé selon l'invention propose de surmouler les microcircuits 10 directement sur le film support 14 puis d'individualiser les dispositifs par découpe ultérieure.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le film diélectrique 15 de la bande support 14 est constitué par un diélectrique thermoactivable apte à assurer l'adhésion de la bande support 14 avec la matière plastique chauffée injectée lors du surmoulage.
I1 peut s'agir par exemple, d'un diélectrique thermofusible apte à coller à la matière plastique chaude, ou d'un diélectrique thermoplastique apte à entrer en fusion avec la matière plastique chaude.
La figure 3 illustre un premier mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention. Selon ce mode de réalisation, une pluralité de microcircuits 10 sont surmoulés dans un même moule, chaque dispositif 100 étant ensuite individualisé par découpe simultanée de la bande support 14 et surmoulage 50.
La figure 4 illustre l'étape de surmoulage selon premier mode de réalisation.
Le film support 14 est disposé le moule 200 dont format est adapté au nombre de dispositifs 100 que l' souhaite surmouler en une seule étape.
La grille de contact 18 étant plaquée à la paroi du moule 200, les plages de contacts seront nécessairement à fleur du dispositif 100. Le surmoulage étant réalisé directement sur le film support 14, les contacts sont parfaitement protégés des coulés de matière plastique.
La matière plastique 50 est alors injectée selon des techniques classiques, à l'aide d'une busette 220 par exemple. Cette matière 50 vient recouvrir diélectrique 15 du film support 14 ainsi que la goutte d'enrobage 20 ou la puce 1 et ses connexions 17 l'enrobage était facultatif.
La matière plastique 50 peut être composée, par exemple, de polystyrène, de polyéthylène téréphtalate (PET) ou d'Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS). Elle présente des caractéristiques qui lui permettent d'activer le diélectrique 15 afin d'ancrer le microcircuit 10 dans le surmoulage 50.
moule 200 est alors ouvert et les dispositifs 100 peuvent être individualisés par découpe dans la matière 50 et dans le film support 14. figures 5a et 5b sont des vues de dessus des surmoulages obtenus selon ce premier mode réalisation de l'invention, pour des applications mini cartes (figure 5a) et aux PLUG 3G (figure 5b).
Les dispositifs<B>100</B> sont obtenus par découpe au moyen un outil de découpe adapté.
moule et/ou l'outil de découpe, présentent) une arête brisée pour former le détrompeur dans le cas d' application aux cartes destinées à la téléphonie mobile.
La figure 6 illustre un deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention.
Selon ce mode de réalisation, une pluralité de microcircuits 10 sont surmoulés directement au format des dispositifs 100, chaque dispositif 100 étant ensuite individualisé par découpe de la bande support 14 au ras de chaque surmoulage 50.
La figure 7 illustre l'étape de surmoulage selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention.
Cette étape de surmoulage est la même que celle précédemment décrite en référence au premier mode de réalisation, seule la forme du moule 200 étant différente, ainsi que l'outil de découpe qui doit permettre un découpage au ras des surmoulages 50.
figures 8a et 8b sont des vues de dessus des surmoulages obtenus selon ce deuxième mode réalisation de l'invention, pour des applications mini cartes (figure 8a) et aux PLUG 3G (figure 8b).
I1 est à noter que le procédé décrit dans la présente demande s'applique quelque soit la taille et le nombre de puces de circuit intégré utilisées, et cela dans les limites imposées par le technologies connues.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique portable comprenant au moins une puce de circuit intégré (1) reportée sur une bande support (14) constituée par un film diélectrique (15) laminé sur une grille de contact (18), la puce de circuit intégré (1) etant électriquement reliée à la grille contact caractérisé en ce qu'il comprend étapes suivantes - réalisation d'un surmoulage des puces ) et de leurs connexions (17) à la grille de contact (18) directement sur la bande support (14) par une matière de surmoulage (50) ; - découpe autour des puces (1) et de ses connexions (17) de manière à obtenir les dispositifs (100).
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux constitutifs du film diélectrique (15) et de la matière de surmoulage (50) sont identiques ou compatibles pour une adhésion.
3. Procédé de fabrication selon une des revendications 1 à 2, caractérisé en que les matériaux constitutifs du film diélectrique (15) et de matière de surmoulage (50) présentent une continuité visible à 1'#i1 nu sur la tranche du dispositif.
4. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à caractérisé en ce que le film diélectrique (15) constitué par un diélectrique thermofusible apte à coller à la matière de surmoulage (50).
5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à caractérisé en ce que le film diélectrique (15) constitué par un diélectrique thermoplastique apte à entrer en fusion au contact de la matière de surmoulage (50).
6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière de surmoulage (50) est choisie parmi du Polystyrène, du Polyéthylène Téréphtalate (PET) et de l'Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS).
7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications à 6, caractérisé en ce que le surmoulage réalisé la bande support (14) englobe une pluralité de puces (1) avec leurs connexions (17), chaque dispositif (l00) étant individualisé par découpe simultanée de la bande support (14) et du surmoulage (50).
8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que le surmoulage est réalisé sur la bande support (14) au format des dispositifs (100), chaque dispositif (100) etant individualisé par découpe de la bande support 14) au ras du surmoulage (50).
9. Dispositif électronique portable comprenant au moins une puce de circuit intégré (1) reportée une bande support (14), la puce (1) et ses connexions (17) à une grille de contact (18) étant noyées dans une matière plastique (50) constituant le corps du dispositif (100), caractérisé en ce que la bande support (14) est constituée par un film diélectrique (15) laminé sur la grille de contact (18) et assurant l'adhésion de la bande support (14) de la puce ( avec la matière plastique (50) du corps du dispositif (100).
10. Dispositif électronique portable selon la revendication 9, caractérisé en ce que les matériaux constitutifs du film diélectrique (15) et de la matière plastique (50) sont identiques ou compatibles pour une adhésion.
11. Dispositif électronique portable selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bande support (14) s'étend jusqu'au bord du corps du dispositif (100).
12. Dispositif électronique portable selon une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce 'il consiste en une carte à puce au format standard des mini-cartes.
13. Dispositif électronique portable selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste en une carte à puce d'un format réduit par rapport au format standard des mini-cartes.
14. Dispositif électronique portable selon la revendication 13, caractérisé en ce que la bande support (14) couvre toute la surface du dispositif (100).
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