FR2963142A1 - Carte a microcircuit de type sans contact - Google Patents
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Abstract
La carte (10) comprend un corps (12) incorporant une antenne (22) de communication en champ proche et un microcircuit (18) raccordé à l'antenne (22), le corps (12) est formé par au moins deux couches (30, 32) et délimite des dimensions extérieures conformes à la norme ISO 78_016. L'antenne (22) et le microcircuit (18) sont regroupés dans un module comprenant un support (20) portant l'antenne (22) et le microcircuit (18). En outre, au moins l'une (30) des couches (30, 32), dite couche fonctionnelle, a une épaisseur sensiblement supérieure ou égale à la moitié de l'épaisseur de la carte (10), l'épaisseur du support (20) de module est dimensionnée pour permettre le logement complet du module dans cette couche (30).
Description
La présente invention concerne le domaine technique des cartes à microcircuit de type sans contact comprenant une antenne de communication à champ proche pour l'établissement d'une communication avec un terminal externe de lecture, voire même de lecture/écriture. L'invention s'applique plus particulièrement mais non exclusivement aux cartes à microcircuit munies d'une antenne permettant d'établir une communication sans contact à une fréquence de communication prédéfinie, par exemple 13.56 MHz définie par la norme ISO 14 443. En particulier, les cartes à microcircuit comprennent un corps délimitant les dimensions extérieures de la carte, ces dimensions étant conformes à une norme prédéfinie de microcircuit, telles que par exemple celles définies par le format ID-1 de la norme ISO 7816. Habituellement, l'antenne et le microcircuit sont incorporés dans une couche insert (dite également « inlay » conformément à la terminologie anglo-saxonne) destinée à être par la suite intercalée dans une structure multicouche formant le corps de la carte. En particulier, l'antenne s'étend en périphérie de cette couche. Toutefois, l'assemblage de l'antenne au microcircuit est souvent complexe et coûteux puisqu'il faut raccorder le microcircuit et l'antenne avec des moyens difficiles à automatiser, le raccordement étant en outre relativement fragile puisque exposé aux flexions et/ou déformations de la carte. En outre, la fabrication de l'insert reste relativement complexe à réaliser puisqu'il est nécessaire d'incorporer l'antenne dans la couche plastique en opérant une pré-lamination ou éventuellement de graver l'antenne sur une des faces de l'inlay ce qui reste une technique encore relativement coûteuse.
La complexité du procédé ne permet pas l'obtention de rendements comparables à ceux obtenus pour la fabrication des cartes à contact, c'est-à-dire munie d'une interface externe de contact.
Plus précisément, le but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication de cartes sans contact, de faible coût, permettant une fabrication fiable et de qualité à l'aide de machines automatisées. A cet effet, l'invention a pour objet une carte à microcircuit de type sans contact, comprenant un corps incorporant une antenne de communication en champ proche et un microcircuit raccordé à l'antenne, le corps est formé par au moins deux couches et délimite des dimensions extérieures conformes à la norme ISO 78_016, caractérisé en ce que, l'antenne et le microcircuit sont regroupés dans un module comprenant un support portant l'antenne et le microcircuit et en ce que, au moins l'une des couches, dite couche fonctionnelle, a une épaisseur sensiblement supérieure ou égale à la moitié de l'épaisseur de la carte, l'épaisseur du support de module est dimensionnée pour permettre le logement complet du module dans cette couche. Ainsi, dans l'invention, la carte comprend une couche active 15 comprenant l'antenne et le microcircuit regroupé dans un module et une couche inerte destinée à obturer la cavité ouverte logeant le module. Cela permet de simplifier le procédé de fabrication de la carte tout en permettant d'optimiser l'épaisseur de cette dernière de manière simple, fiable et peu coûteuse. L'étape de pré-lamination de la couche formant insert est 20 supprimée et est remplacée par une étape de formation d'une cavité dans une couche. Ainsi, un tel procédé de fabrication permet de mettre à profit des machines automatisées utilisées pour la fabrication de cartes avec contact ce qui permet également de réduire les coûts et simplifie la fabrication des cartes sans contact. 25 Une carte selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes les deux couches ont sensiblement la même épaisseur ; - la couche fonctionnelle est munie d'une cavité ouverte dimensionnée pour recevoir le module et l'autre couche, dite 30 couche de compensation, est agencée en vis-à-vis de la couche pour obturer la cavité ;
- la couche fonctionnelle épaisseur a une épaisseur inférieure ou égale à 500 micromètres ; les couches comprennent des faces externes imprimées ; - les deux couches sont intercalées entre deux couches externes sensiblement transparentes ; - le support de module a une épaisseur inférieure à 150 micromètres et de préférence inférieure à 100 micromètres ; le support est réalisé dans un matériau comprenant essentiellement de l'époxy ; le module est optiquement dissimulé dans le corps ; les couches sont laminées entre elles ; le microcircuit est monté-retourné sur le support de module. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une carte de type sans contact selon l'invention ; la figure 2 représente une vue en coupe de la carte de la figure 1 selon la ligne II-II de cette figure ; - la figure 3 représente un module à microcircuit de la carte de la figure 1 ou 2 ; et la figure 4 représente une variante de ce module. On a représenté sur la figure 1 une carte selon l'invention. Cette carte est désignée par la référence générale 10.
Conformément à l'invention, cette carte à microcircuit 10 comprend un corps 12 qui délimite des dimensions extérieures de la carte conformes à la norme ISO 7816. Cette norme définit notamment le format ID-1 des cartes à microcircuits dont les dimensions sont les suivantes : 85.60 x 53.98 mm avec une épaisseur d'environ 800 micromètres.
Dans cet exemple, la carte 10 comprend un module 16 à microcircuit. Ce module 16 comprend un microcircuit 18 et un support de module 20 délimitant de faces opposées dite interne 20A et externe 20B, la
face interne 20A portant le microcircuit 18. Un tel module 16 est illustré sur la figure 3 ou 4. Cette carte à microcircuit 10 comprend également une antenne 22 de communication en champ proche. L'antenne 22 et le microcircuit 18 sont, conformément à l'invention, regroupés dans le même module à microcircuit 16. De façon classique, le microcircuit 18 comprend par exemple une face active 18A et une face passive 18B. La face active 18A est destinée à être raccordée électriquement à des éléments conducteurs appropriés généralement portés par le support 20 du module 16.
Par exemple, comme cela est illustré sur la figure 3, le microcircuit 18 est monté selon un procédé d'assemblage désigné couramment par «Wire bonding » selon la terminologie anglo-saxonne. Selon ce procédé d'assemblage, le microcircuit 18 est monté de manière à ce que sa face passive 18B soit disposée en regard du support 20 du module 16.
Dans ce cas, des fils électriquement conducteurs relient la face active 18A de la puce 18 ou du microcircuit 18 aux éléments conducteurs appropriés du support 20 (tels que des pistes électriquement conductrices formant des extrémités de l'antenne). De préférence, et comme cela est illustré sur la figure 3, le microcircuit 18 et les fils sont encapsulés dans une calotte de résine polymère 24. Dans la variante illustrée par la figure 4, la puce 18 peut être assemblée selon un autre procédé d'assemblage, tel que par exemple un procédé de report de puce de type monté-retourné de l'anglais « flip-chip ». Dans ce cas et contrairement au procédé de « Wire bonding », la face active du microcircuit est montée en regard du support par l'intermédiaire de contacts du microcircuit sous forme de billes ou de bosses métalliques 26 et d'une colle électriquement conductrice. La puce 18 est montée-retournée lors du montage de manière à ce que les billes ou les bosses soient soudées aux éléments conducteurs du support de module.
Conformément à l'invention, le corps 12 est formé par au moins deux couches 30, 32. Ces deux couches sont réalisées de préférence dans un
matériau polymère, tel que du polychlorure de vinyle (PVC), du polyester (PET, PETG), du polycarbonate (PC), de l'acrylonitrilebutadienestyrene (ABS), etc. En général, les modules réalisés par le procédé « wire-bonding » ont par exemple une épaisseur comprise entre environ 400 à 600 micromètres et les modules réalisés par le procédé « flip-chip » ont une épaisseur comprise par exemple entre environ 200 à 300 micromètres. La carte 10 est de préférence formée par lamination de ces deux couches entre elles, à chaud ou à froid. Au moins l'une des couches, dite couche fonctionnelle 30, a une épaisseur sensiblement supérieure ou égale à la moitié de l'épaisseur de la carte 10, l'épaisseur du support 20 de module 16 est dimensionnée pour permettre le logement complet du module 16 dans cette couche 30. Cette couche 30 est ainsi dite fonctionnelle ou active puisqu'elle incorpore tous les éléments électroniques de la carte 10.
Par exemple, la couche fonctionnelle 30 a une épaisseur sensiblement supérieure ou égale à 400 micromètres. De préférence et de façon plus générale, l'épaisseur de la couche fonctionnelle 30 est réduite jusqu'à une épaisseur limite correspondant à la somme de la hauteur du module et de l'épaisseur de la partie amincie formant le fond de la cavité.
L'épaisseur minimale de partie amincie est telle qu'elle permet une bonne protection du module ainsi qu'un aspect esthétique satisfaisant. Comme cela est illustré sur la figure 2, la couche fonctionnelle 30 est munie d'une cavité ouverte 34 dimensionnée pour recevoir le module 16 et l'autre couche 32 est agencée en vis-à-vis de la couche fonctionnelle pour obturer la cavité 34. Dans ce cas, l'épaisseur du support 20 de module 16 est dimensionnée pour permettre le logement complet du module 16 dans cette couche. Ainsi, le module a un support qui a une épaisseur de préférence inférieure à 150 micromètres et de préférence inférieure à 100 micromètres.
Dans cet exemple, le support de module a une épaisseur sensiblement égale à 70 micromètres. Le support est réalisé dans un matériau comprenant essentiellement de l'époxy. Par exemple, le support est réalisé en verre-époxy,
en polyimide ou en PET (polyéthylène téréphtalate) ou un mélange de ces composés. De préférence, l'autre couche, dite couche de compensation 32, est une couche qui comprend une face externe 32A imprimée de manière à ce que le module 16 soit optiquement dissimulé à l'intérieur du corps. En outre, dans l'exemple décrit, la face externe 30B de la couche fonctionnelle 30 est également imprimée. De préférence, les deux couches ont sensiblement la même épaisseur ce qui permet d'avoir une bonne cohésion mécanique et de faciliter la fabrication du dispositif. En particulier, cela permet de minimiser les déformations consécutives à l'opération de lamination des deux couches entre elles. La structure est dite dans ce cas équilibrée. En outre, de préférence, les deux couches sont intercalées entre deux couches externes sensiblement transparentes.
II est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Carte à microcircuit (10) de type sans contact, comprenant un corps (12) incorporant une antenne (22) de communication en champ proche et un microcircuit (18) raccordé à l'antenne (22), le corps (12) est formé par au moins deux couches (30, 32) et délimite des dimensions extérieures conformes à la norme ISO 78_016, caractérisé en ce que, l'antenne (22) et le microcircuit (18) sont regroupés dans un module (16) comprenant un support (20) portant l'antenne (22) et le microcircuit (18) et en ce que, au moins l'une (30) des couches (30, 32), dite couche fonctionnelle, a une épaisseur sensiblement supérieure ou égale à la moitié de l'épaisseur de la carte (10), l'épaisseur du support (20) de module (16) est dimensionnée pour permettre le logement complet du module (16) dans cette couche (30).
- 2. Carte (10) selon la revendication précédente, dans laquelle les deux couches (30, 32) ont sensiblement la même épaisseur.
- 3. Carte (10) selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, dans laquelle la couche fonctionnelle (30) est munie d'une cavité ouverte (34) dimensionnée pour recevoir le module (16) et l'autre couche (32), dite couche de compensation, est agencée en vis-à-vis de la couche (32) pour obturer la cavité (34).
- 4. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche fonctionnelle a une épaisseur inférieure ou égale à 500 micromètres.
- 5. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les couches (30, 32) comprennent des faces externes imprimées.
- 6. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les deux couches (30, 32) sont intercalées entre deux couches externes sensiblement transparentes.
- 7. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support (20) de module (16) a une épaisseur inférieure à 150 micromètres et de préférence inférieure à 100 micromètres.
- 8. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (20) est réalisé dans un matériau comprenant essentiellement de l'époxy, du verre-époxy, du polyimide ou encore du polyéthylène téréphtalate ou un mélange de ces composés.
- 9. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le module (16) est optiquement dissimulé dans le corps (12).
- 10. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les couches (30, 32) sont laminées entre elles.
- 11. Carte (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le microcircuit (18) est monté-retourné sur le support (20) de module (16).
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