FR3029530A1 - Ruban adhesif conducteur d'electricite - Google Patents

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Abstract

L'invention propose un Ruban adhésif conducteur d'électricité comportant un corps présentant une face inférieure, une face supérieure et une épaisseur. Le corps du ruban adhésif comprend un adhésif électriquement isolant et une poudre constituée de particules thermoplastiques conductrices, la poudre étant dispersée de manière sensiblement homogène dans l'adhésif électriquement isolant, et certaines au moins desdites particules thermoplastiques conductrices présentant une dimension supérieure à l'épaisseur dudit corps de manière à assurer une conductivité électrique anisotropique entre ladite face inférieure et ladite face supérieure.

Description

SCAPA 14.FRD 1 Ruban adhésif conducteur d'électricité La présente invention se rapporte à un ruban adhésif conducteur d'électricité. Le ruban adhésif de l'invention est agencé pour assurer une conductivité électrique du type anisotropique. L'invention se rapporte également à une carte à puce dite « dual » ou combinée comportant le ruban adhésif conducteur d'électricité. Les rubans adhésifs conducteurs d'électricité sont aujourd'hui largement utilisés. Les domaines d'application sont multiples et concernent notamment les dispositifs électroniques de type carte à puce. Dans les cartes à puce, la fonction des rubans adhésifs conducteurs d'électricité est double. En effet, les rubans permettent d'une part d'assembler différentes pièces les unes aux autres par collage, et permettent d'autre part d'assurer le contact électrique entre différents éléments électroniques de la carte. Ces rubans se retrouvent essentiellement dans les cartes à puce de technologie avancée qui intègrent à la fois un module électronique et une antenne. Le module électronique, qui comprend la puce avec un microcontrôleur et une mémoire, doit alors communiquer avec l'antenne et vice versa. La connexion électrique entre module électronique et antenne peut être assurée par un ruban adhésif conducteur d'électricité adapté.
Les contraintes auxquelles doivent répondre les rubans adhésifs conducteurs d'électricité augmentent continuellement dans le temps. Ceci est notamment dû au fait que la technologie des cartes à puces évolue rapidement. Les cartes intègrent de plus en plus de fonctions et doivent répondre à des conditions industrielles exigeantes en termes de robustesse, de reproductibilité, de coûts de production, d'économie d'énergie et de préservation de l'environnement notamment. De plus, selon la forme 3029530 2 des cartes, la complexité des circuits électroniques à mettre en contact au sein d'une carte augmente. Tout ceci fait qu'il existe un besoin constant de développer et d'améliorer la 5 technologie des rubans adhésifs conducteurs d'électricité. Le document EP 1 607 457 divulgue un ruban adhésif pour cartes à puce. Le ruban vise à assurer une conductivité électrique anisotropique. Le ruban présente un adhésif thermo-activable et des particules métalliques à noyau de cuivre ou de nickel pour 10 conduire l'électricité. Le document EP 1 093 160 divulgue un matériau de connexion pour réaliser une connexion électriquement conductrice et anisotropique. Le procédé de production utilise un adhésif thermo-activable et des particules revêtues d'une couche métallique 15 pour conduire l'électricité. Il ressort de l'état de la technique que les agents adhésifs mis en oeuvre sont généralement de type thermo-activables tels que des polyuréthanes, des polyesters, des polyamides ou l'éthylène acétate de vinyle par exemple. Ces polymères ont 20 généralement un point de ramollissement compris entre 65°C et 175°C De plus, il ressort de l'état de la technique que la conduction d'électricité est réalisée par des particules métalliques telles que le cuivre, le nickel, l'or ou encore l'argent.
25 D'une manière générale, les solutions de l'état de la technique ne sont pas satisfaisantes pour des utilisations à l'échelle industrielle. Par exemple, la combinaison d'agent adhésif avec des particules métalliques impose des contraintes de production importantes. Il en résulte en des procédés longs, complexes et coûteux.
3029530 3 L'utilisation de particules métalliques dans les dispositifs électroniques pose, par ailleurs, des problèmes d'ordre mécanique lors de la fabrication. Tout d'abord, les métaux sont des matériaux coûteux et difficiles à travailler dans les dispositifs électroniques de type carte à puces. Ensuite, le métal ne présente pas ou très peu de 5 propriétés élastiques ce qui rend difficile le positionnement des particules métalliques au sein des cartes. Il s'ensuit que l'assemblage des dispositifs nécessite, non seulement une grande précision, mais aussi un contrôle permanent du bon fonctionnement de la connexion entre les contacts électriques.
10 II existe donc un besoin de développer des rubans adhésifs conducteurs d'électricité ne présentant pas les inconvénients cités ci-dessus. Notamment, il existe un besoin d'améliorer le système d'adhésion des cartes. L'adhésion doit être durable dans le temps et effective sur des supports de matériaux 15 différents. Le système d'adhésion doit par exemple être fonctionnel sur des supports PVC (chlorure de polyvinyle), ABS (acrylnitrile butadiène styrène), mélanges ABS/PVC, PET (polyéthylènetéréphtalate), PC (polycarbonate) ou encore sur du métal. Il existe aussi un besoin d'améliorer la conductivité électrique des rubans. La 20 conductivité doit être réalisée avec des matériaux qui permettent une industrialisation dans des conditions de budget et de sécurité raisonnables. Par ailleurs, la conductivité doit être assurée pendant toute la durée de vie de la carte. Par ailleurs, il existe un besoin d'améliorer les propriétés mécaniques de la 25 technologie des rubans adhésifs. En effet, les rubans doivent résister aux flexions et torsions auxquelles sont soumises les cartes à puce en fonctionnement. La présente invention vient améliorer la situation en répondant notamment aux besoins cités ci-dessus.
30 3029530 4 À cet effet, l'invention propose un ruban adhésif conducteur d'électricité comportant un corps présentant une face inférieure, une face supérieure et une épaisseur. Le corps du ruban adhésif comprend un adhésif électriquement isolant et une poudre constituée de particules thermoplastiques conductrices, la poudre étant dispersée de 5 manière sensiblement homogène dans l'adhésif électriquement isolant, et certaines au moins desdites particules thermoplastiques conductrices présentant une dimension supérieure à l'épaisseur dudit corps de manière à assurer une conductivité électrique anisotropique entre ladite face inférieure et ladite face supérieure.
10 Dans un mode de réalisation la poudre présente la distribution granulométrique suivante : 25 iim D5 ; 75 iim D50 < 150 iim ; et D95 300 iim. Cette distribution granulométrique est particulièrement adaptée pour les applications dans les cartes de type dual.
15 Dans un mode de réalisation, les particules font saillie de ladite face supérieure. Ceci est dû au fait que lesdites particules thermoplastiques conductrices présentant une dimension supérieure à l'épaisseur dudit corps, sont plus grosses (diamètre par exemple) que l'épaisseur du corps. Ce mode de réalisation est particulièrement agencé pour assurer une conductivité électrique anisotropique (aussi appelée 20 conductivité anisotrope) fiable. Dans un mode de réalisation, les particules affleurent ladite face inférieure. Cette structure est obtenue avec un procédé de réalisation robuste en industrie.
25 Les particules thermoplastiques conductrices sont à distance les unes des autres. Cette structure est obtenue lorsque la poudre est dispersée de manière homogène dans l'adhésif électriquement isolant. Cela assure la conductivité électrique anisotropique.
3029530 5 L'épaisseur du ruban de l'invention peut être est comprise entre 80 iim et 120 iim. Cette épaisseur offre une compatibilité industrielle avec les cartes de type dual. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque particule thermoplastique 5 conductrice est constituée d'un liant thermoplastique et d'éléments conducteurs dispersés dans celui-ci. Les éléments conducteurs peuvent-être choisis parmi le groupe constitué de microparticules conductrices, de nanoparticules conductrices, de microfibres conductrices, de nanofibres conductrices. Dans un mode de réalisation particulier, les nanoparticules conductrices sont des nanotubes de carbone dispersées 10 à raison d'au moins 2% en poids, préférentiellement d'environ 10% en poids, et encore plus préférentiellement d'environ 20% en poids dans le liant thermoplastique. L'adhésif électriquement isolant du ruban est de préférence constitué de copolyamide. Cet adhésif se trouve initialement sous forme de solution de 15 copolyamide dans de l'alcool, du toluène et de l'eau. Le procédé de réalisation du ruban adhésif contient généralement une ou plusieurs opérations de chauffage lors desquelles l'alcool, le toluène et l'eau s'évaporent. Selon un mode de réalisation, le corps est constitué de 0,5% à 35% en poids, 20 préférentiellement de 5% à 15% en poids, et encore plus préférentiellement de 9% en poids de particules thermoplastique conductrices et le reste en adhésif électriquement isolant. Cette relation pondérale permet une bonne dispersion homogène de la poudre dans l'adhésif.
25 Selon un mode de réalisation, les particules thermoplastiques conductrices présentant une dimension supérieure à l'épaisseur du corps présentent une dimension allant de 0,5 à 3 fois l'épaisseur du corps. L'invention vise également une feuille de ruban adhésif tel que défini ci-dessus. Pour 30 obtenir une feuille selon l'invention la face inférieure du corps du ruban est enduite 3029530 6 sur un support anti-adhérent. Par ailleurs, l'invention vise un rouleau de ruban adhésif tel que défini ci-dessus. Pour obtenir un rouleau selon l'invention, la face inférieure du corps est enduite sur un support anti-adhérent longiforme pour former une bande, puis la bande est enroulée sur elle-même.
5 L'invention vise également utilisation d'un ruban adhésif tel que défini ci-dessus pour établir un contact électrique de type anisotropique dans les cartes à puces de type dual.
10 Enfin, l'invention vise une carte à puce de type dual comprenant un module électronique avec au moins deux premiers contacts électriques et une antenne avec au moins deux seconds contacts électrique. La carte de l'invention comporte un ruban adhésif selon l'invention, le ruban adhésif étant intercalé entre les premiers et deuxièmes contacts électriques pour établir une connexion électrique anisotropique.
15 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après et sur les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, montre une projection tridimensionnelle d'un dispositif électronique à 20 conductivité anisotropique ; - la figure 2, représente de ruban adhésif conducteur d'électricité selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3, représente une feuille de ruban adhésif selon un mode de réalisation de l'invention 25 - la figure 4, représente une partie de carte dual selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5, représente une coupe de carte dual selon un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 6 montre une distribution granulométrique de particules thermoplastiques 30 conductrices d'un exemple de réalisation de l'invention.
3029530 7 Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Les dessins font partie intégrante de la description, et pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi 5 contribuer à sa définition, le cas échéant. Aujourd'hui, les dispositifs électroniques tels que les cartes à puces électroniques font partie intégrante de la vie quotidienne. Il existe notamment différents types de cartes utilisées pour différentes applications, parmi lesquelles on peut citer : 10 - Les cartes à contacts avec de contacts de puce disposés en surface de la carte (visible pour un utilisateur ; tandis que la puce se situe dans le coeur de la carte non visible pour un utilisateur) afin d'engager un contact physique avec un dispositif de lecture. Par exemple, une carte bancaire est agencée pour engager un contact avec un distributeur de billets ou encore avec un dispositif de paiement par carte ; 15 - Les cartes sans contact pour lesquelles la puce est disposée au coeur de la carte (ni les contacts, ni la puce n'est visible pour un utilisateur). La puce communique par le biais d'une antenne également insérée au coeur de la même carte (par exemple une carte de transport en commun) ; et - Les cartes de type "duals" ou "combinées", qui utilisent à la fois la technologie des 20 cartes contacts et des cartes sans contact. Ces cartes sont plus évoluées et permettent à la fois des actions à haut niveau de sécurité (par exemple retrait d'argent via un contact physique entre la carte et le dispositif de retrait) ainsi que des actions rapides (paiement sans contact par simple approche de la carte à proximité d'un dispositif de paiement à distance).
25 Dans les cartes de type "duals" ou "combinées" la puce (et ses contacts) et l'antenne (et ses contacts) sont distantes l'une de l'autre. Il faut néanmoins établir une connexion électrique entre ces deux composants électroniques afin qu'ils communiquent entre eux et échangent des données. Le ruban adhésif conducteur 30 d'électricité de l'invention permet d'établir une connexion électrique entre une puce 3029530 8 et une antenne au sein d'un dispositif électronique afin d'assurer une communication appropriée entre ces deux composants électroniques. Plus exactement, il est établi une connexion électrique entre les contacts de la puce et les contacts de l'antenne.
5 Pour une communication appropriée entre puce et antenne dans une carte de type "dual" ou "combinée", il est important de contrôler la conductivité électronique. Il s'agit tout particulièrement d'assurer une conductivité sensiblement anisotropique (conductivité unidirectionnelle). En effet, dans une carte dual il existe plusieurs contacts liés à la puce. Les différents contacts ne propagent pas les mêmes données 10 et informations. En conséquence, si la conductivité n'est pas de type anisotropique les signaux sont brouillés et des interférences rendent inefficace la communication entre puce et antenne. La puce et ses contacts font partie d'un sur-ensemble appelé module électronique. Un 15 module électronique comporte notamment un corps, des contacts électriques en surface du corps, une puce encapsulée dans le corps, et des connexions électriques entre les contacts électriques et la puce. Un module électronique a généralement une structure adaptée pour faciliter son intégration/positionnement sur un support de carte à puce (corps de carte). Dans la présente description, il peut être fait référence à 20 une connexion électrique entre puce et antenne ; il est manifeste que la connexion est établie via les contacts de puce et les contacts d'antenne. Plus généralement, il s'agit d'une connexion électrique entre le module électronique (qui comporte la puce) et l'antenne.
25 Une conductivité anisotropique (ou anisotrope) est une conductivité électrique s'étendant selon un seul axe de direction dans l'espace. Plus précisément, dans un repère tridimensionnel dans l'espace "XYZ", une conductivité anisotropique est définie comme une conductivité électrique selon une seule direction ; par exemple une conductivité unidirectionnelle en "Z", tout en assurant une isolation électrique 30 dans les directions "X" et "Y".
3029530 9 La figure 1 montre une projection tridimensionnelle d'un dispositif électronique 1 à conductivité anisotropique. Plus précisément, la figure 1 illustre schématiquement une conductivité anisotropique entre un module électronique et une antenne. La 5 figure 1 illustre les directions X, Y, et Z dans l'espace, respectivement par l'axe X, l'axe Y et l'axe Z. Le dispositif électronique 1 comporte un module électronique 100 présentant un premier contact de puce (ou première électrode de puce) 102a et un deuxième 10 contact de puce (ou deuxième électrode de puce) 102b. Le dispositif électronique 1 comporte également une antenne 200 présentant un premier contact d'antenne (ou première électrode d'antenne) 202a et un deuxième contact d'antenne (ou deuxième électrode d'antenne) 202b.
15 La module électronique 100 de forme sensiblement plane et l'antenne 200, également de forme sensiblement plane, sont disposées parallèlement l'une par rapport à l'autre. Les contacts de puce 102 et les contacts d'antenne 202 sont au contact respectivement de la puce (située dans le coeur du module 100) et de l'antenne 200. Il s'ensuit que, pour des raisons pratiques d'agencement, les contacts 20 de puce 102 et les contacts d'antenne 202 sont également disposés parallèlement les uns par rapport aux autres. La distance qui sépare des contacts correspondants (à savoir 102a de 202a, et 102b de 202b) est référencée h. Entre la puce et l'antenne, et de ce fait entre leurs contacts respectifs, se trouve une cavité 11.
25 Entre les premier et deuxième contacts de puce 102a, 102b et les premier et deuxième contacts d'antenne 202a, 202b sont respectivement disposés une première particule conductrice 300a et une deuxième particule conductrice 300b. Les première et deuxième particules 300a, 300b sont agencées sur le dispositif 30 électronique 1 de manière à être à distance l'une de l'autre. Il s'ensuit qu'il n'existe 3029530 10 aucun contact direct entre les particules conductrices. Cet agencement assure que la conductivité électrique au sein du dispositif électrique 1 est unidirectionnelle. En effet, l'absence de contact direct entre les particules conductrices entraîne l'absence de conductivité dans les directions X et Y. A contrario, les particules conductrices sont 5 au contact direct, à la fois des contacts de puce 102 et des contacts d'antenne correspondantes (cf. figure 1 : la particule conductrice 300a est au contact du contact de puce 102a et du contact d'antenne 202a). Il existe donc une conductivité dans la direction Z au sein du dispositif électrique 1. La double flèche F sur la figure 1 illustre la direction Z de conductivité anisotropique.
10 Pour établir une bonne conductivité électrique entre les contacts de puce 102 et les contacts d'antenne 202, les particules conductrices doivent présenter un dimensionnement sensiblement au moins égale à la distance h.
15 Les particules de l'état de la technique (notamment les particules ou billes métalliques) ne présentant aucune ou quasi aucune souplesse et élasticité doivent être dimensionné spécifiquement en fonction de la distance h. En effet, une dimension précise et spécifique est nécessaire pour établir un contact pérenne entre électrode et particule conductrice. Il en résulte des procédés de production 20 nécessitant au moins une étape de contrôle de dimension de particules conductrices. De plus, les particules doivent êtres positionnées entre les électrodes en vis-à-vis ; en conséquence les procédés de production de l'état de la technique nécessitent aussi au moins une étape de positionnement spécifique des particules conductrices entre les contacts de puce et d'antenne. Ceci est coûteux, long et complexe à mettre en oeuvre 25 à l'échelle industrielle. À cela s'ajoute que les particules/billes métalliques ont une haute densité (autrement dit, les particules/billes sont lourdes). En conséquence, la préparation des rubans adhésifs nécessite un contrôle de sédimentation desdites particules/billes métalliques dans les agents adhésifs lors de la dispersion des particules/billes dans celui-ci. L'obtention d'une dispersion homogène est donc 30 difficile à maîtriser.
3029530 11 La Demanderesse a façonné des particules qui résolvent les problèmes cités ci-avant. Ainsi, elle a découvert, non sans surprise, que des particules thermoplastiques chargées avec un matériau conducteur d'électricité présentent d'excellentes 5 propriétés conductrices d'une part, présentent une élasticité et une souplesse permettant de maintenir un contact avec des électrodes d'autre part et, par ailleurs, peuvent être produites industriellement en évitant des étapes complexes, longues et coûteuses.
10 Ainsi, la présente invention vise un ruban adhésif conducteur d'électricité permettant de réaliser une conduction électrique anisotropique au sein d'un dispositif électronique 1. Ce type de ruban peut être défini comme ruban conducteur anisotropique (en anglais : anisotropic conductive film, ACF).
15 De manière générale, l'invention propose l'incorporation d'une poudre thermoplastique conductrice d'électricité dans un adhésif en phase solvant ou aqueuse de nature isolante. La poudre est essentiellement constituée de particules conductrices répondant à des conditions prédéterminées de granulométrie. Ainsi, la granulométrie est contrôlée de sorte que le diamètre moyen des particules 20 conductrices soit supérieur à l'épaisseur du film adhésif (ou couche adhésive) enduit et séché. Le but de cette différence d'épaisseur entre film adhésif et particules conductrices est de promouvoir la conductivité dans une direction de l'épaisseur (Z) du ruban.
25 L'invention met en oeuvre une poudre constituée de particules. Les particules de l'invention sont des particules thermoplastiques conductrices. Selon un mode de réalisation, la poudre de l'invention est obtenue par un procédé comprenant une étape de cryobroyage de granulés thermoplastiques ayant un diamètre moyen compris entre 3 et 5 mm. Le procédé de cryobroyage suivi d'une ou plusieurs étapes 3029530 12 de tamisage successives permet d'obtenir une poudre de particules thermoplastiques conductrices présentant une distribution granulométrique maîtrisée. Dans la présente description on entend par dimension d'une particule, la dimension 5 d'une particule mesurée avec une méthode de mesure adaptée pour cette particule. En effet, la méthode de détermination de la dimension de particule peut varier en fonction de la morphologie des particules. En d'autres termes, selon la nature des particules thermoplastiques conductrices choisies, la forme ou morphologie de celles-ci varie. Les différentes formes ou morphologies de particules peuvent notamment 10 être générées selon le procédé de broyage de granulés mis en oeuvre. Ainsi, selon la nature des particules et du procédé de broyage mis en oeuvre, les particules peuvent avoir une morphologie sphérique, circulaire, filamenteuse, fibreuse etc. Lorsque les particules sont de morphologie sensiblement sphérique la dimension peut par exemple se référer au diamètre équivalent. Un opérateur qualifié sait choisir la 15 méthode adaptée pour déterminer la dimension des particules thermoplastiques conductrices de l'invention. La morphologie des particules peut être déterminée par des dispositifs d'analyse spécifiques. Il existe notamment un système de caractérisation de la société 20 MALVERN (marque déposée) dénommé Morphologi G3 (marque déposée). Ce système permet de déterminer des paramètres morphologiques, notamment la circularité, le diamètre de cercle équivalent, l'élongation, la convexité, et la solidité. Dans le mode préférentiel de l'invention, il est utilisé le granulomètre laser 25 (MALVERN). Le principe de fonctionnement du granulomètre repose sur la mesure de diffraction de la lumière laser par des particules volumiques. Ce granulomètre défini une distribution granulométrique basée sur le diamètre équivalent. Dans ce cadre, le diamètre équivalent est le diamètre de sphère 30 équivalente. Il s'agit du diamètre qu'aurait une sphère de même volume que la 3029530 13 particule. En d'autres termes, on se base sur le volume d'une particule et on en déduit une sphère qui aurait le même volume. Le diamètre de cette sphère est le diamètre équivalent.
5 D'une manière générale, on raisonne souvent en termes de diamètre équivalent des particules, en considérant un objet de forme simple qui aurait une même propriété que la particule elle-même. Pour plus d'informations, le lecteur peut notamment se référer au cours en ligne de l'école des mines d'ALBI.
10 Dans un mode de réalisation, la poudre de particules thermoplastiques conductrices de l'invention est obtenue à partir d'un matériau thermoplastique conducteur (sous forme de granulés) disponible auprès des sociétés ARKEMA (marque déposée) et NANOCYL (marque déposée).
15 Optionnellement, la morphologie des particules peut être analysée après cryobroyage et tamisage avec le système de caractérisation Morphologi G3 de la société MALVERN. La poudre de particules thermoplastiques conductrices du mode préférentiel de 20 l'invention peut être définie par une distribution granulométrique caractérisée par les grandeurs D5, D50 (diamètre médian), et D95. Une distribution granulométrique d'une poudre caractérisée par le D5, le D50 (diamètre médian), et le D95 est définie par rapport à des seuils de diamètres donnés 25 pour un pourcentage du volume total de la poudre. Ainsi, un D5 = x iim indique que 5% du volume de la poudre a un diamètre équivalent inférieur à x iim (le reste du volume de la poudre à un diamètre équivalent supérieur ou égale à x iim) ; un D50 = y iim indique que 50% du volume de la poudre a un diamètre équivalent inférieur à y iim (le reste du volume de la poudre à un diamètre équivalent supérieur ou égale à 30 y iim); et un D95 = z iim indique que aux 95% du volume de la poudre a un diamètre 3029530 14 équivalent inférieur à z iim (le reste du volume de la poudre à un diamètre équivalent supérieur ou égale à z iim). L'analyse de la distribution granulométrique peut être réalisée par le dispositif 5 Mastersizer 2000 Ver. 5.
12 F (marque déposée) de la société MALVERN. Dans un mode de réalisation de l'invention les particules thermoplastiques conductrices ont une distribution granulométrique de : 25 iim D5 ; 75 iim D50 < 150 iim ; et 10 D95 300 iim. Ceci correspond donc à une poudre dont : - 5% du volume de la poudre (l'ensemble des particules thermoplastiques conductrices) présente des particules de diamètre équivalent inférieur à une valeur de 25 iim ; le reste présente un diamètre équivalent supérieur ou égale à 15 ladite valeur ; - 50% du volume de la poudre (l'ensemble des particules thermoplastiques conductrices) présente des particules de diamètre équivalent en dessous d'une valeur comprise entre 75 iim et 150 iim ; le reste présente un diamètre équivalent supérieur ou égale ladite valeur comprise entre 75 p.rn et 150 iim; (nb : le 20 diamètre médian est la tendance centrale d'une distribution granulométrique) ; et - 95% du volume de la poudre (l'ensemble des particules thermoplastiques conductrices) présente des particules de diamètre équivalent en dessous d'une valeur de 300 iim ; le reste présente un diamètre équivalent supérieur ou égale à ladite valeur.
25 Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les particules thermoplastiques conductrices ont une distribution granulométrique de : D5 = 40 iim ; D50 = 100 iim et D95 = 210 iim.
3029530 15 La figure 2 représente un ruban adhésif conducteur d'électricité selon un mode de réalisation de l'invention. Le ruban adhésif conducteur d'électricité 2 comporte un corps 406 d'épaisseur el. Le corps 406 présente une face inférieure 402, une face supérieure 404. Le corps 406 comprend un adhésif électriquement isolant 400 et des 5 particules thermoplastiques conductrices 300. Les particules thermoplastiques conductrices 300 sont dispersées de manière sensiblement homogène dans l'adhésif électriquement isolant 400. Les particules thermoplastiques conductrices 300 sont de forme sensiblement sphérique.
10 La figure 2 montre en outre que la majorité des particules 300 présentent une dimension supérieure à l'épaisseur el du corps 406 de sorte que les particules 300 font saillie de ladite face supérieure 404. Il faut donc comprendre que le corps 406 du ruban adhésif tel que défini dans la 15 présente description (en relation avec le ruban de l'invention non intégré dans un dispositif électronique) n'est pas constitué de l'ensemble {adhésif électriquement isolant 400 / particules thermoplastiques conductrices 300}, mais est constitué de l'ensemble {adhésif électriquement isolant 400 / parties des particules thermoplastiques conductrices 300 immergées dans l'adhésif électriquement isolant}.
20 En d'autres termes, les parties des particules 300 qui font saillie de ladite face supérieure 404 ne font pas parti du corps 406. La figure 2 montre par ailleurs que les particules 300 affleurent la face inférieure 402.
25 Cet agencement assure une conductivité électrique anisotropique (unidirectionnelle) entre la face inférieure 402 et la face supérieure 404. En d'autres termes, la majorité des particules 300 sont logées traversant entre la face inférieure 402 et la face supérieure 404 afin d'assurer une conductivité électrique entres lesdites faces.
3029530 16 L'épaisseur moyenne du ruban adhésif conducteur d'électricité 2 peut être déterminée. Il s'agit d'une méthode standardisée selon la norme AFERA 4006. Pour cela il existe des méthodes de mesures par pression dans lesquelles le ruban est compressé à une pression donnée entre deux surfaces pour en déduire l'épaisseur. Le 5 dispositif MI 20 (marque déposée) de la société Testing Machine Inc. (marque déposée) permet de mesurer l'épaisseur du ruban adhésif. Dans un mode préférentiel de l'invention, l'épaisseur du ruban est comprise entre 100 iim et 110 iim mesurée selon la méthode AFERA 4006. Dans ce mode de 10 réalisation la totalité desdites particules thermoplastiques conductrices présente une distribution granulométrique suivante : 25 iim D5 ; 75 iim D50 < 150 iim ; et D95 300 iim.
15 Sur la figure 2, il faut distinguer entre la face supérieure 404 du corps du ruban et la face supérieure du ruban 2 en tant que tel. La face supérieure 404 du corps est constituée de la surface sensiblement plane de l'agent adhésif (adhésif électriquement isolant 400), tandis que la face supérieure du ruban 2 est constituée 20 de l'ensemble 'face supérieure de l'agent adhésif' / 'partie des particules conductrices 300 qui fait saillie de surface sensiblement plane de l'agent adhésif'. La face supérieure du ruban 2 présente une rugosité. La figure 2 montre par ailleurs que la face inférieure 402 du corps du ruban est constituée de la surface sensiblement plane de l'agent adhésif affleurée par des particules conductrices 300.
25 Selon un mode de réalisation, le ruban adhésif 2 peut être activé à chaud. Pour cela, le ruban est chauffé à une température prédéterminée sensiblement égale ou supérieure à la température de fusion de l'adhésif électriquement isolant 400. En appliquant une pression sur le ruban chauffé à la température prédéterminée, celui-ci 30 développe pleinement ses propriétés adhésives.
3029530 17 Selon l'invention, les particules thermoplastiques conductrices 300 se ramollissent (ou fondent) à ladite température prédéterminée (généralement comprise entre 65°C et 175°C). À cet effet, le matériau des particules est choisi de manière adéquate pour se 5 ramollir à la température prédéterminée. Avantageusement, l'adhésif électriquement isolant 400 et le matériau des particules thermoplastiques conductrices 300 présentent des points de fusion proches l'un de l'autre. De manière encore plus avantageuse ces points de fusion sont proches d'une 10 température classique mise en oeuvre lors d'une étape de collage dans un procédé d'assemblement d'un dispositif électronique. D'une manière encore plus avantageuse, le matériau des particules thermoplastiques conductrices 300 présente des propriétés adhésives.
15 Dans un mode de réalisation préférentiel, l'adhésif électriquement isolant 400 est composé de copolyamide. Dans ce mode préférentiel, les particules thermoplastiques conductrices 300 sont composées de nanotubes de carbone dispersés dans une matrice thermoplastique copolyamide. L'adhésif peut notamment être celui référencé sous le nom de PLATAMID HX 2519 (marque déposée) de la société ARKEMA (marque 20 déposée). Dans un mode de réalisation de l'invention, les particules thermoplastiques conductrices 300 ont été obtenues par cryobroyage de granulés obtenus auprès de la société ARKEMA (marque déposée) de référence GRAPHISTRENGTH CM2-20 (marque 25 déposée). Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les particules thermoplastiques conductrices 300 ont été obtenues par cryobroyage de granulés obtenus auprès de la société NANOCYL (marque déposée) de référence PLASTICYL PA 1501 (marque 30 déposée).
3029530 18 Un procédé de cryobroyage est basé sur le fait que les basses températures permettent de durcir et de fragiliser les substances à broyer. Ainsi, un procédé de cryobroyage consiste à pulvériser les granulés en les broyant à froid sous azote liquide 5 à -196°C, et sous atmosphère contrôlée. Un autre procédé de cryobroyage consiste à broyer le produit de départ dans une vis cryogénique, à froid sous azote liquide à 196°C, et sous atmosphère contrôlée. Le cryobroyage permet de conserver les caractéristiques physico-chimiques et de conductivité du produit de départ. Un opérateur qualifié sait choisir le procédé de cryobroyage selon le produit de départ 10 choisi (par exemple les granulés). Un broyeur à impact CONDUX (marque déposée) - Universal Mill (CUM) de la société NETZSCH (marque déposée) permet d'obtenir une poudre brute avec une distribution granulométrique brute. Les particules brutes sont ensuite soumis à différentes étapes 15 de tamisage subséquentes afin d'obtenir une poudre présentant une distribution granulométrique contrôlée. Dans un mode de réalisation, les étapes de tamisage subséquentes sont réalisées par un tamiseur centrifuge CSM 722 (marque déposée) de la société GERICKE (marque 20 déposée). Une première étape consiste à tamiser la poudre brute pour éliminer les particules trop grosses (donc de diamètre équivalent trop élevé) qui pourraient rendre difficile (voir rendre impossible) la compression du ruban adhésif lors d'une étape d'assemblage de carte à puce. Une deuxième étape consiste à extraire, de la poudre obtenue après la première étape, les particules trop fines (donc de diamètre 25 équivalent trop faible), à savoir inférieure à l'épaisseur du corps de ruban adhésif. Dans un mode de réalisation de l'invention, la première étape est réalisée au moyen d'un tamis nylon 150 iim ; et la deuxième étape est réalisée au moyen d'un tamis nylon 50 iim. Il faut comprendre qu'un tamis est généralement inapte à retenir toutes 30 les particules de diamètre équivalent supérieure aux mailles du tamis. En effet, les 3029530 19 particules n'ont pas une forme parfaitement sphérique. Des particules de forme allongée et ayant un diamètre équivalent bien supérieure aux mailles du tamis peuvent passer à travers lesdites mailles de tamis. Toutefois, la quantité de particules de formes allongée reste généralement négligeable.
5 En référence à la figure 2, l'invention peut donc être définie comme un ruban adhésif conducteur d'électricité comportant un corps 406 présentant une face inférieure 402, une face supérieure 404 et une épaisseur el. Le corps 406 comprend un adhésif électriquement isolant 400 et des parties immergées de particules thermoplastiques 10 conductrices 300. Les particules thermoplastiques conductrices 300 sont dispersées de manière sensiblement homogène dans l'adhésif électriquement isolant 400. La figure 2 montre que certaines au moins des particules présentent une dimension supérieure à l'épaisseur el dudit corps 406 de manière à assurer une conductivité électrique anisotropique (unidirectionnelle) entre ladite face inférieure 402 et ladite 15 face supérieure 404. La dispersion sensiblement homogène des particules thermoplastiques conductrices 300 dans l'adhésif électriquement isolant 400 a pour conséquence que les particules prises isolément sont à distances les unes des autres. Ceci concerne la majorité des 20 particules (donc plus de 50% de l'ensemble des particules). Bien évidemment, il peut arriver que deux particules avoisinantes soient au contact l'une de l'autre. Il peut donc arriver qu'il existe une conductivité locale selon une direction X ou Y. Mais cette conductivité s'étendra sur une distance inférieure à la distance entre 2 contacts électriques, cette distance étant de l'ordre du millimètre. En conséquence, ceci n'a 25 aucune incidence sur le caractère anisotropique du ruban 2 en général. En effet, les particules qui se touchent sont enveloppées par l'adhésif électriquement isolant 400 ce qui neutralise une éventuelle conductivité locale en direction X ou Y. En définitive, une dispersion sensiblement homogène des particules thermoplastiques conductrices 300 dans l'adhésif électriquement isolant 400 contribue à assurer la conductivité 30 unidirectionnelle selon la direction Z du ruban 2.
3029530 20 Dans un mode de réalisation, la dispersion homogène est réalisée de sorte que la distance moyenne entre deux particules voisines est comprise entre 1 iim et 1 mm. L'essentiel étant, d'une part, d'éviter le contact des particules adjacentes afin qu'il n'y 5 ait pas de conductivité en X et Y, tout en assurant la connexion entre les contacts de puce sur le module électronique et les contacts d'antenne (il ne faut pas que les particules soient trop espacés les unes des autres). Selon l'application finale du ruban adhésif conducteur d'électricité, un opérateur 10 qualifié sait choisir la concentration de poudre lors du procédé de préparation afin d'assurer les conditions cités ci-dessus. Il suffit notamment de réaliser une suspension homogène des particules dans l'agent adhésif (par exemple par mélange afin d'éviter une sédimentation des particules) avant d'enduire l'ensemble particules/agent adhésif sur un support pour réaliser le ruban adhésif.
15 Dans un mode de réalisation le ruban 2 de la figure 2 est constitué de 0,5% à 35% en poids, préférentiellement de 5% à 15% en poids, et encore plus préférentiellement de 9% en poids de particules thermoplastique conductrices et le reste en adhésif électriquement isolant.
20 Dans un mode préférentiel de réalisation, la dispersion d'enduction particules/agent adhésif est réalisée à raison de 15 parts en poids de poudre à particules conductrices d'électricité pour 85 parts en poids d'agent adhésif électriquement isolant.
25 Le fait que les particules présentent une dimension supérieure à l'épaisseur el dudit corps 406 permet de les loger traversant entre la face inférieure 402 et la face supérieure 404 du corps 406. Ceci contribue également à assurer la conductivité unidirectionnelle selon la direction Z du ruban 2.
3029530 21 Il est mentionné plus haut que certaines au moins des particules conductrices présentent une dimension supérieure à l'épaisseur el dudit corps 406 de manière à assurer une conductivité électrique anisotropique (unidirectionnelle) entre ladite face inférieure 402 et ladite face supérieure 404. Toutefois, dans un mode de réalisation 5 préférentiel du ruban adhésif de l'invention, il s'agit, non seulement de « certaines particules », mais de la « majorité » des particules (donc >50% du volume de poudre) qui présentent une dimension supérieure à l'épaisseur du corps 406. En effet, plus il existe de particules avec une dimension supérieure à l'épaisseur du corps, plus la probabilité d'un comportement électrique anisotropique entre deux électrodes 10 disposées de part et d'autre des faces supérieure 404 et inférieure 402 du corps 406 de ruban 2 augmente. Dans un autre mode de réalisation, les particules présentent une dimension allant de 1,5 à 3 fois l'épaisseur el du corps. En effet, ce dimensionnement assure un contact 15 fiable entre deux électrodes disposées de part et d'autre des faces supérieure 404 et inférieure 402 du corps 406 de ruban 2. La figure 3 montre une feuille 5 de ruban adhésif. Le ruban adhésif conforme à l'invention est enduit sur un support anti-adhérent 500. L'enduction est réalisée à 20 chaud, c'est-à-dire lorsque l'agent adhésif est sous forme fluide (visqueux). L'agent adhésif est mélangé à chaud avec les particules conductrices pour former une suspension homogène. L'ensemble est ensuite coulé sur le support anti-adhérent 500 de façon régulière et équilibré. Une étape de séchage permet d'obtenir la feuille 5 de ruban adhésif. En d'autres termes, la face inférieure 402 du corps 406 est enduite sur 25 ledit support anti-adhérent. Ceci permet notamment d'obtenir la structure du ruban souhaitée, à savoir la structure dans laquelle les particules conductrices affleurent la face inférieure 402 du corps 406. L'étape de séchage est réalisée à l'horizontal ce qui permet d'égaliser le niveau de l'adhésif électriquement isolant. Les particules conductrices 300 ayant un diamètre supérieur à l'épaisseur de l'adhésif 3029530 22 électriquement isolant 400 font alors saillies de la surface supérieure de l'adhésif électriquement isolant. Un support anti-adhérent (en anglais : release liner) est parfois appelé support 5 d'enduction ou intercalaire. Lorsque le support anti-adhérent est longiforme (de forme allongée), il est possible de former une bande dans une première opération, puis, dans une deuxième opération, d'enrouler la bande sur elle-même pour former un rouleau de ruban adhésif conforme à l'invention.
10 Lors d'un procédé d'assemblage de dispositif électronique tel qu'une carte à puce dual, le ruban adhésif électriquement conducteur 2 est collé sur le module électronique dans une première étape. Dans cette première étape, la face supérieure du corps est positionnée sur le module électronique. Un outil de collage par pression à chaud vient appuyer contre le ruban (sur l'intercalaire ou coté face inférieur) avec 15 une pression contrôlée et tout en appliquant de la chaleur. L'agent adhésif thermo- activable développe ses propriétés adhésives sous l'effet de la chaleur et de la pression et se fixe sur le module électronique. L'ensemble module électronique/ruban adhésif peut être refroidi jusqu'à température ambiante. Lors d'une deuxième étape, l'intercalaire est ôté de la face inférieure du ruban adhésif. La face inférieure du corps 20 de ruban (comprenant l'agent adhésif et les particules conductrices) qui était initialement recouverte par l'intercalaire est alors exposée. Dans une troisième étape, la face inférieure du corps est positionnée sur l'antenne (dans une cavité 11 du dispositif électronique 1). L'outil de collage par pression à chaud vient appuyer contre le module électronique avec une pression contrôlée tout en appliquant de la chaleur.
25 L'agent adhésif thermo-activable redéveloppe ses propriétés adhésives sous l'effet de la chaleur et de la pression et se fixe sur l'antenne. La figure 4 représente une partie de carte dual selon un mode de réalisation de l'invention. La partie de carte dual 3 présente un support de puce 31 (généralement il 30 s'agit du module électronique contenant la puce) et un support d'antenne 32 3029530 23 (généralement il s'agit du corps de carte). Le support de puce 31 comprend un premier contact de puce 102a et un deuxième contact de puce 102b. Chaque contact de puce est un contact électrique vers la puce. Le support d'antenne 32 comprend un premier contact d'antenne 202a et un deuxième contact d'antenne 202b. Chaque 5 contact d'antenne est un contact électrique vers l'antenne. La figure 4 montre le ruban adhésif 2 de la figure 2 intercalé entre le support de puce 31 et le support d'antenne 32, et de ce fait intercalé entre les contacts de puce et d'antenne. Le ruban adhésif 2 est compressé entre le support de puce 31 et le support 10 d'antenne 32 et lie lesdits supports par collage. Le collage est réalisé grâce aux propriétés adhésives de l'adhésif électriquement isolant 400 et, le cas échéant, des particules thermoplastiques conductrices 300. La compression a généralement pour conséquence que l'épaisseur el du corps 406 du ruban adhésif 2 augmente. Ainsi, la figure 4 montre une épaisseur e2 du corps 406 disposé au sein de la carte dual 3 ; 15 l'épaisseur e2 étant supérieure à el. L'augmentation d'épaisseur est due au fait que les particules conductrices 300 sont enfoncées dans l'adhésif visqueux faisant monté le niveau de ce dernier. En effet, la compression (enfoncement) à chaud à pour résultat que les parties des particules initialement faisant saillie du corps 406 sont immergées dans l'adhésif électriquement isolant 400. Il s'ensuit une augmentation du 20 niveau de la surface supérieure de l'adhésif électriquement isolant 400. Par ailleurs, la figure 4 montre que la compression du ruban adhésif 2 entre le support de puce 31 et le support d'antenne 32 a pour conséquence que les particules thermoplastiques conductrices 300 sont au moins partiellement écrasées. Cet 25 écrasement des particules thermoplastiques conductrices 300 permet d'établir un contact ferme, fiable et surfacique entre celles-ci et les contacts de puce 102 et d'antenne 202 correspondantes. En d'autres termes la compression des particules à pour cause une augmentation de surface de contact entre particules et électrodes.
3029530 24 La compression des particules entraîne donc un changement dans la configuration du corps 406 du ruban adhésif. Il faut donc distinguer la structure du corps 406 au repos (non-intégré dans une carte à puce dual) de la structure du corps 406 une fois intégré dans une carte à puce dual.
5 Lorsque le ruban adhésif de l'invention est intégré dans un dispositif électronique, le corps 406 du ruban adhésif tel que défini dans la présente description est constitué de l'ensemble {adhésif électriquement isolant 400 / parties des particules thermoplastiques conductrices 300 immergés dans l'adhésif électriquement isolant}.
10 Toutefois, il faut noter que lorsque le ruban adhésif est intégré dans un dispositif électronique les particules sont entièrement immergées dans l'adhésif électriquement isolant (il n'existe donc plus de parties faisant saillies de la face supérieure 404 du corps 406). Le corps 406 peut alors être défini comme l'ensemble {adhésif électriquement isolant 400 / particules thermoplastiques conductrices 300}.
15 En d'autres termes, toutes les parties d'écrasements des particules thermoplastiques conductrices 300 sont au contact d'électrodes correspondantes. Ceci augmente considérablement la surface de contact entre les particules conductrices et les électrodes par rapport à ce qui est connu dans l'état de la technique (utilisant les 20 particules ou billes de nature métallique). Il s'ensuit une connexion électrique plus ferme et stable que dans les dispositifs de l'état de la technique. En effet, augmenter la surface de contact entre particules conductrices et électrodes permet à un dispositif électronique de type cartes à puce d'être plus tolérant vis-à-vis de contraintes mécaniques (torsion et flexion notamment), et de contraintes climatiques 25 (cycles de variations de température et d'humidité notamment). La souplesse de la jonction entre les particules thermoplastiques conductrices 300 de l'invention avec les électrodes d'un dispositif électronique permettent d'obtenir des performances de robustesse, fiabilité et de conductivité électrique améliorées par rapport aux dispositifs connus de l'état de la technique.
30 3029530 25 Il faut noter que l'opérateur qualifié sait choisir la bonne combinaison entre le dimensionnement des particules et l'homogénéité de la dispersion évoquée plus haut. Par exemple, plus les particules sont grandes, plus il faut adapter la dispersion homogène afin d'augmenter l'espace entre lesdites particules. En effet, il faut veiller à 5 ce qu'après écrasement de celles-ci (quand le ruban est agencé dans la carte à puce dual) les particules ne se touchent pas entre elles (en direction X ou Y). En d'autres termes, il faut veiller à ce que les particules restent à distance les unes des autres même après écrasement.
10 Une seule particule thermoplastique conductrice 300 peut établir une connexion électrique entre un contact de puce 102 et un contact d'antenne 202 correspondant. Toutefois, selon le mode de réalisation préférentiel, plusieurs particules thermoplastiques conductrices 300 établissent la connexion électrique entre un contact de puce 102 et un contact d'antenne 202 correspondant. Ce mode est préféré 15 car la fiabilité de la conductivité est augmentée proportionnellement avec le nombre de particules (dès lors que la condition d'anisotropie est remplie). Dans ce mode de réalisation préférentiel plusieurs particules thermoplastiques conductrices 300 établissent la connexion électrique entre un contact de puce 102 et un contact d'antenne 202 correspondant. Toutefois, il ne faut pas dépasser un plafond (seuil) au- 20 delà duquel l'isolation de la conductivité selon X et Y ne serait pas assurée. La figure 4 montre d'une part une première particule thermoplastique conductrice 300a intercalée et compressée entre le premier contact de puce 102a et le premier contact d'antenne 202a ; et montre d'autre part une deuxième particule 25 thermoplastique conductrice 300b et une troisième particule thermoplastique conductrice 300c intercalées et compressées entre le deuxième contact de puce 102b et le deuxième contact d'antenne 202b. Il s'agit d'une vue schématique en coupe d'une partie d'une carte à puce dual.
3029530 26 Sur la figure 4, la face supérieure 404 du corps du ruban est constituée par l'ensemble 'face supérieure de l'agent adhésif' / 'partie d'écrasement des particules conductrices 300'. La face inférieure 402 du corps du ruban est constituée par l'ensemble 'face inférieure de l'agent adhésif' / 'partie d'écrasement des particules conductrices 300'.
5 La figure 4 montre par ailleurs que les particules thermoplastiques conductrices 300 sont dispersées de manière homogène dans l'adhésif électriquement isolant. Ceci a pour conséquence que les particules thermoplastiques conductrices 300 sont à distance les unes des autres dans les directions X et Y. Ainsi, une conductivité 10 électrique est unidirectionnelle selon la direction Z ; il s'agit donc d'une conductivité électrique de type anisotropique. Selon un mode de réalisation, le corps 406 est composé d'environ 15% à 25% en poids de particules thermoplastiques conductrices 300 et le reste en adhésif électriquement 15 isolant 400. Ce mode de réalisation permet notamment d'assurer une bonne conductivité anisotropique d'une part et d'assurer une tenue satisfaisante du collage dans le temps entre le support de puce 31 et le support d'antenne 32 d'autre part. La figure 5 représente une coupe de carte dual selon un mode de réalisation de 20 l'invention. La figure 5 montre le ruban 2 intercalé dans la carte à puce de type dual 3. La carte comprend un module électronique 600 en tant que support de puce 31 (au sein duquel se trouve la puce 602) avec deux premiers contacts électriques 102a, 102b et une antenne 700 avec au moins deux seconds contacts électrique 202a, 202b. La carte comporte un ruban adhésif 2, le ruban adhésif étant intercalé entre les 25 premiers 102a, 102b et deuxièmes 202a, 202b contacts électriques pour établir une connexion électrique anisotropique (unidirectionnelle) entre l'antenne 700 et le module électronique 600. La figure 5 montre le contact ferme de la particule 300a avec le contact de puce 102a 30 (sur le module 600) d'une part et avec le contact d'antenne 202a (sur le support 3029530 27 d'antenne 32) d'autre part. La figure 5 montre également le contact ferme des particules 300b, 300c avec le contact de puce 102b (sur le module 600) d'une part et avec le contact d'antenne 202b (sur le support d'antenne 32) d'autre part.
5 D'une manière générale, il existe quelques points techniques qui permettent une bonne réalisation de l'invention. La Demanderesse a notamment découvert que lorsque la matrice thermoplastique des particules conductrices thermoplastiques 300 est chargée avec des éléments conducteurs, une bonne conductivité des particules 300 est assurée. De préférence, la charge d'éléments conducteurs est constituée de 10 nanotubes de carbone. Toutefois, selon un mode de réalisation non préférentiel, la charge d'éléments conducteurs peut aussi être de nature métallique dès lors que la particule conserve ses propriétés thermoplastiques. La poudre thermoplastique, et plus précisément les particules conductrices 15 thermoplastiques 300 doivent être en un matériau compatible avec le solvant de l'adhésif électriquement isolant qui est utilisé lors du procédé de préparation. En ce sens, un matériau de la matrice thermoplastique résistant au solvant de l'adhésif électriquement isolant 400 doit être choisi. En effet, si le matériau de la matrice thermoplastique des particules est soluble dans le solvant, les particules peuvent 20 perdre leur capacité à être logé traversant entre les faces inférieure et supérieur. En conséquence, le ruban perd sa capacité à conduire l'électricité selon la direction Z. Par ailleurs, si le matériau de la matrice thermoplastique des particules se dissout, le risque d'une conductivité électrique selon les directions X et Y augmente (car les éléments conducteurs des particules sont dissipés dans l'adhésif électriquement 25 isolant). Enfin, il faut également veiller à ce que le matériau de la matrice thermoplastique des particules ne se dissolve pas dans le temps pour éviter une dégradation lors du stockage. En résumé, le matériau de la matrice thermoplastique des particules 300 doit être stable et résistant au solvant de l'adhésif électriquement isolant 400 pour une bonne fonctionnalité et stabilité du ruban. En outre, il est 30 avantageux de sélectionner un matériau de la matrice thermoplastique des particules 3029530 28 ayant un point de fusion (ou de ramollissement) et une fluidité à chaud adéquate. En effet, si le matériau de la matrice thermoplastique des particules produit ne se ramollit pas suffisamment lors du chauffage du ruban (pour le procédé de collage), les particules thermoplastiques conductrices d'électricité vont conserver leur forme 5 initiale (donc ne pas subir d'écrasement) et gêner l'adhérence au support du coté de la face supérieure du ruban car cette face sera rugueuse. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'adhésif électriquement isolant 400 est du copolyamide (CoPA) et le matériau de la matrice thermoplastique utilisé dans les particules thermoplastiques conductrices 300 est également du copolyamide (CoPA). Dans d'autres modes de 10 réalisation l'adhésif électriquement isolant 400 et le matériau de la matrice des particules thermoplastiques conductrices 300 sont à base de polyuréthane, EVA ou polymère thermodurcissable. D'une manière générale, le matériau utilisé pour la matrice des particules peut être choisi parmi le polyamide, le copolyamide, le polyéthylène, le polypropylène, le polyuréthane, le polycarbonate, l'éthylène vinyl 15 acétate, le SEBS (styrène-éthylène/butadiène-styrène), le polyoxyméthylène, le PETG, l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS). De manière générale, chaque particule thermoplastique conductrice 300 est constituée d'un liant thermoplastique et d'éléments conducteurs dispersés dans celui- 20 ci. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le liant thermoplastique présente des propriétés adhésives. Selon l'invention, les éléments conducteurs sont choisis parmi le groupe constitué de microparticules conductrices, de nanoparticules conductrices, de microfibres 25 conductrices, de nanofibres conductrices. Dans un mode de réalisation de l'invention, les éléments conducteurs sont des nanotubes de carbone. Dans ce mode de réalisation, les nanotubes de carbone sont dispersés à raison d'au moins 2% en poids dans le liant thermoplastique, et de 30 préférence environ 20% en poids.
3029530 29 Selon la nature des éléments conducteurs utilisés, et surtout selon leur densité, l'opérateur sait choisir une densité appropriée de l'adhésif électriquement isolant 400. En effet, le paramètre de la densité est important lors du procédé de coulage (ou 5 d'enduction) de l'ensemble adhésif électriquement isolant 400 / particules thermoplastiques conductrices 300 sur un support anti-adhérent (en anglais : release liner). D'une manière générale, la densité de l'adhésif isolant doit être inférieure à la densité des particules conductrices afin que les particules conductrices « coulent » dans l'adhésif pour se poser au fond sur le support anti-adhérent. Il ne faut pas que 10 les particules flottent ou restent entièrement en surface de l'adhésif isolant. Un autre point technique contribuant à la bonne réalisation de l'invention est lié à la granulométrie de la poudre à particules thermoplastiques conductrices. Si la dimension des particules est trop élevée (en d'autres termes, si les particules sont 15 trop grandes/grosses), celles-ci peuvent gêner l'adhésion au support sur lequel le ruban est collé, y compris si le matériau de la matrice thermoplastique des particules est choisi de manière adéquate en termes de point de fusion/ramollissement. En revanche, si la dimension des particules est trop basse (en d'autres termes, si les particules sont trop petites/fines), celles-ci ne peuvent pas être logées traversant et, 20 en conséquence, ne peuvent pas assurer le contact avec les électrodes d'antenne et de puce de part et d'autre du ruban (respectivement du coté de la face inférieure et du coté de la face supérieure). Par ailleurs, lorsque la dimension des particules est trop basse, il est plus difficile de disperser les particules de manière homogène dans l'adhésif électriquement isolant. Il s'ensuit un risque de formation locale 25 d'agglomérats de particules. Ces agglomérats peuvent générer une conductivité dans les directions en X et Y. Selon un mode de réalisation de l'invention, des particules ayant un diamètre moyen compris entre 1 iim et 200 iim (tamisage) ont permis d'obtenir un ruban fonctionnel.
3029530 30 De plus, il est avantageux de choisir une concentration de poudre adéquate. En effet, la concentration doit être choisie de manière à ce qu'il n'y ait pas trop de particules conductrices dans l'adhésif électriquement isolant, ce qui risque de gêner le collage ; et la concentration doit aussi être choisie de manière à ce qu'il y ait suffisamment de 5 particules pour assurer une bonne conductivité anisotropique. De préférence, le ruban adhésif de l'invention met en oeuvre un adhésif électriquement isolant 400 de type adhésif thermo-activable ou thermo-réactivable. Un adhésif thermo-activable ou thermo-réactivable est un polymère adhésif ne 10 présentant pas ou peu de propriétés adhésives à la température ambiante. Toutefois ce type de polymère adhésif présente une plage de ramollissement ou réactivation (aussi appelé point de ramollissement, ou encore point de fusion lorsqu'il s'agit d'un produit pur) correspondant à une plage de température donnée (appelé température de fusion). Ainsi, un adhésif thermo-activable ou thermo-réactivable présente des 15 propriétés adhésives lorsqu'il est chauffé à une température sensiblement égale ou supérieure à la cette plage de ramollissement température de fusion et qu'une pression est appliqué sur celui-ci. La plage de ramollissement varie selon le polymère adhésif sélectionné. Une liste 20 d'exemples non limitatifs de polymères adhésifs présentant une plage de ramollissement comprise entre 65°C et 175°C est donnée ci-après : polyuréthanes, polyesters, polyamides, éthylène-vinyle-acétates, caoutchoucs synthétiques de type poly(styrène-butadiène-styrène) - SBS ou de type poly(styrène-éthylène-butadiène-styrène) - SEBS, polyvinyle-acétates, caoutchouc nitrile phénoliques, polyimides, 25 polyéthers, copolyamides, copolyesters, polyoléfines comme par exemple des polyéthylènes, polypropylènes ou poly(meth)acrylates. Par ailleurs, un adhésif thermo-activable peut comprendre un ou plusieurs additifs. Une liste d'exemples non limitatifs d'additifs est donnée ci-après : résines tackifiantes 30 (notamment les dérivés de colophanes) ; cires (notamment de type époxy), 3029530 31 plastifiants à base de polyglycoléthers ou polyéthylèneoxides, charges (par exemple oxyde de zinc, oxyde de titane et silicates). Selon un mode de réalisation de l'invention, l'adhésif électriquement isolant 400 de 5 type thermo-activable est choisi parmi le groupe constitué d'un adhésif thermoplastique à base d'eau et d'un adhésif thermoplastique à base de solvant. Selon un mode particulier de réalisation, l'adhésif électriquement isolant 400 est un adhésif thermoplastique copolyamide en solution dans de l'alcool, (préférentiellement de l'éthanol), du toluène, et de l'eau.
10 L'adhésif électriquement isolant 400 peut comporter des impuretés classiques. Par ailleurs, la poudre de particules thermoplastique conductrice peut également comprendre des impuretés.
15 EXEMPLES Différents échantillons de compositions différentes ont été réalisés et testés. Les composants utilisés dans les échantillons sont décrits ci-après : 20 - PLATAMID H2519 (marque déposée): adhésif thermo-activable copolyamide disponible auprès de la société ARKEMA (marque déposée) ; - GRAPHISTRENGTH CM 2-20 : granulé thermoplastique conducteur d'électricité disponible auprès de la société ARKEMA; - PLASTICYL PA 1501: granulé thermoplastique conducteur d'électricité disponible 25 auprès de la société NANOCYL ; - Alcool solvant : l'alcool solvant qui est utilisé dans les échantillons ci-après est l'éthanol. - Toluène solvant : le toluène est utilisé en tant que solvant apolaire dans les échantillons ci-après.
30 3029530 32 Les échantillons indiquent le pourcentage de matière sèche (%MS). Le pourcentage de matière sèche correspond au pourcentage restant du produit lorsque la totalité des solvants est éliminée par évaporation. Les solvants sont initialement utilisés dans le procédé de préparation pour la bonne dissolution de l'adhésif. La bonne dissolution 5 est notamment favorable pour une enduction régulière de l'adhésif sur un support anti-adhérent. Exemple 1 Préparation de l'adhésif pour l'enduction Le copolyamide PLATAMID H2519 sous forme de granulé est dissous dans un mélange éthanol/toluène/eau portée à 50°C au moyen d'une turbine VMI (marque déposée). La turbine est équipée d'une quadripale et opère à une vitesse de 1500 tour/min pendant une durée de 8 heures, jusqu'à dissolution complète du copolyamide. Produit Poids (kg) H2519 50 ETHANOL 85 TOLUENE 25 EAU 4,5 CM 2-20 cryobroyé 5 Tableau 1 : Formulation en poids La matière sèche (MS%) est égale à 32,45% 20 Les granulés GRAPHISTRENGTH CM 2-20 sont micronisés par cryobroyage au moyen d'un broyeur cryogénique CONDUX (marque déposée) - Universal Mill (CUM) de la société NETZSCH. La poudre obtenue est tamisée par un tamiseur centrifuge CSM 722 de la société GERICKE avec un des tamis nylon respectivement de 50 iim et 150 iim.
10 15 3029530 33 La poudre obtenue présente une répartition granulométrique définie par D5 = 74,13 um ; D50 = 144,81 um et D95 = 275,76 um. La figure 6 montre la distribution granulométrique de l'exemple 1 de réalisation.
5 La distribution granulométrique de la poudre est identifiée par une analyse au granulomètre laser par voie liquide Mastersizer 2000 de la société MALVERN. La solution PLATAMID H2519 préparée ci-dessus est refroidie à température 10 ambiante. La poudre est ensuite dispersée de manière homogène dans la solution de PLATAMID H2519. La dispersion est réalisée à raison de 15 parts en poids de poudre pour 85 parts en poids de PLATAMID H2519. La dispersion est mélangée au moyen de la turbine VMI quadripale à une vitesse de 1000 tour/min pendant 30 minutes.
15 Une solution d'adhésif thermo-activable chargée de particules thermoplastiques conductrices est obtenue. La dispersion présente une viscosité de 7200 mPa.s à température 23°C mesurée avec un viscosimètre BROOKFIELD (marque déposée) mobile RV4 à une vitesse de 20 tours/minute. On obtient l'adhésif électriquement isolant dans lequel se trouve une dispersion de particules thermoplastiques 20 conductrices. Enduction La dispersion adhésif/particules est enduite sur un papier glassine supercalandré 90 g/m2 silicone avec un niveau d'anti-adhérence de 2,5 N/25 mm mesurée selon la 25 méthode FINAT 10. Le papier glassine est disponible auprès de la société TESA (marque déposée) sous la référence 4651. L'enduction est réalisée par la technique du cylindre sur cylindre réalisé avec un profil de température allant de 50°C à 130°C. Le poids déposé dans cet exemple est de 50 g/m2. L'adhésif enduit est séché dans un four pour éliminer la totalité des solvants. On obtient le ruban adhésif de l'invention.
30 3029530 34 Exemple 2 Préparation de l'adhésif prêt à enduire Cet exemple se différencie de l'exemple 1 en ce que les particules thermoplastiques 5 conductrices sont préparées à partir des granulés de PLASTICYL PA 1501. Le procédé de préparation est analogue à celui de l'exemple 1. Notamment, les granulés de PLASTICYL PA 1501 sont micronisés par cryobroyage au moyen du broyeur cryogénique CONDUX (marque déposée) - Universal Mill (CUM) de 10 la société NETZSCH. La poudre obtenue est tamisée par un tamiseur centrifuge CSM 722 de la société GERICKE (marque déposée). La poudre obtenue présente une répartition granulométrique définie par D5 = 55 um ; D50 = 97,80 um et D95 = 171 um. Tests 15 Les rubans adhésifs préparés dans les exemples 1 et 2 sont laminés sur un film de modules dual pour formé des modules dits modules adhésivés. Les modules sont à base de composite tissu de verre et résine époxy. Les modules adhésivés sont implantés (ou encartés - embedded en anglais) dans la cavité de la carte prévue à cet effet.
20 Les cartes mis en oeuvres sont en PVC et comportent une antenne intégrée. La lamination est réalisée sur le dispositif CML 3420 de la société MÜHLBAUER (marque déposée). Les conditions opératoires de la laminations sont citées ci- 25 dessous : - température de lamination : 130 °C ; - pression de lamination : 3 bar ; - durée : 2 s.
3029530 L'implantation des modules adhésives (encartage) est réalisée par le dispositif CML 3000 de la société MÜHLBAUER. Les conditions opératoires de l'implantation sont citées ci-dessous : - température de lamination par presseur 200°C / 200°C / 12°C (la température de 5 12°C permet de refroidir l'adhésif thermofusible sous contrainte de compression, et ainsi de figer le joint adhésif en optimisant les surfaces de contacts) - pression d'encartage par presseur : 60 N - durée par presseur : 700 millisecondes.
10 Chaque carte, respectivement réalisée avec les rubans des exemples 1 et 2 de l'invention, est soumise à une série de tests de caractérisation et de qualité. La validation de la fonctionnalité de la carte dual se fait au moyen d'un lecteur de carte sans contact. Les cartes réalisées à partir des rubans adhésifs 1 et 2 ont fourni 15 une réponse positive au test du lecteur sans contact. Ceci démontre la fonctionnalité et donc le respect d'une conductivité sensiblement anisotropique. Des tests de robustesse et de fiabilité ont également été menés.
20 Test de flexion initiale: Les cartes ont subi un test de flexion. Le test est mené selon la norme ISO 10373-1 2006 Paragraphe 5.8. Le test est conforme lorsque le module reste positionné dans sa cavité et que la réponse au lecteur reste positive après 4 cycles ISO (correspondant à 1000 flexions), la réponse est vérifiée toutes les 250 flexions.
25 Test de flexion après cycle de vieillissement : Les cartes sont soumises à un vieillissement de 1000 heures en chaleur humide à 65°C et à un taux d'humidité relative de 95 %. Les cartes ont ensuite subi le test de flexion selon la norme ISO 10373-1 2006 Paragraphe 5.8. Le test est conforme lorsque le 30 module reste positionné dans sa cavité et que la réponse au lecteur reste positive 3029530 36 après 4 cycles ISO (correspondant à 1000 flexions), la réponse est vérifiée toutes les 250 flexions. Résultats des Tests : TEST 1 TEST 2 Exemple 1 >4 cycles ISO >4 cycles ISO Exemple 2 >4 cycles ISO >4 cycles ISO 5 Les exemples montrent que les adhésifs de l'invention permettent un collage entre le module électronique et l'antenne au sein d'une carte. Les exemples montrent également que la connexion électrique anisoptropique est assurée par le ruban de l'invention. Par ailleurs, les exemples présentent une qualité de robustesse, de 10 conductivité durable dans le temps, à savoir après avoir subi des contraintes mécaniques et climatiques. Chaque carte était fonctionnelle. Le ruban de l'invention permet donc d'assurer une connexion électrique anisotropique entre l'antenne et la puce.
15 En définitive, le ruban adhésif de l'invention permet d'assembler des cartes à puces duals d'une manière simple, rapide et peu coûteuse. Le même matériel de fabrication des cartes que pour les cartes contacts standards est utilisé sans investissement supplémentaire. Les conditions de robustesse et de fonctionnalité sont remplies.
20 La présente description fait essentiellement référence à un dispositif électronique 1 de type carte à puce dual. Toutefois, le ruban adhésif conducteur d'électricité trouve des applications dans une multitude d'industrie et de dispositifs électroniques. Une liste d'exemples non limitative est donnée ci-après. Ainsi, le ruban adhésif de 25 l'invention trouve notamment une application dans : les procédés de mise en contact par film (en anglais : tape-automated bonding, TAB), les procédés de mise en contact de puce sur verre (en anglais : chip-on-glass, COG), les procédés de mise en contact de 3029530 37 puce sur circuit (en anglais : chip-on-board, COB), les procédés de mise en contact de puce sur film (en anglais : chip-on-film, COF), les procédés d'affichage par écran à plasma (en anglais: plasma display panel, PDP). Le ruban adhésif de l'invention peut aussi être utilisé pour asurer une conduction, isolation et une adhésion dans : les 5 écrans à cristaux liquides (en anglais : liquid-crystal display, LCD), les transistors en couches minces (en anglais : thin-film transistor, TFT), les circuits imprimés (en anglais: printed circuit board, PCB), les circuits intégrés (en anglais: integrated circuit, IC), les protocoles de contrôle de transmission (en anglais: transmission control protocol, TCP), les revêtement à poudre fine (en anglais: fine powder coating, FPC). 10

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Ruban adhésif conducteur d'électricité comportant un corps présentant une face inférieure, une face supérieure et une épaisseur, caractérisé en ce que le corps comprend un adhésif électriquement isolant et une poudre constituée de particules thermoplastiques conductrices, la poudre étant dispersée de manière sensiblement homogène dans l'adhésif électriquement isolant, et certaines au moins desdites particules thermoplastiques conductrices présentant une dimension supérieure à l'épaisseur dudit corps de manière à assurer une conductivité électrique anisotropique entre ladite face inférieure et ladite face supérieure.
  2. 2. Ruban adhésif selon la revendication 1, dans lequel la poudre présente la distribution granulométrique suivante : 25 p.rn D5 ; 75 iim D50 < 150 iim ; et D95 300 iim.
  3. 3. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules font saillie de ladite face supérieure.
  4. 4. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules affleurent ladite face inférieure.
  5. 5. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les particules thermoplastiques conductrices sont à distance les unes des autres.
  6. 6. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur dudit ruban est comprise entre 80 iim et 120 iim. 3029530 39
  7. 7. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque particule thermoplastique conductrice est constituée d'un liant thermoplastique et d'éléments conducteurs dispersés dans celui-ci. 5
  8. 8. Ruban adhésif selon la revendication 7, dans lequel les éléments conducteurs sont choisis parmi le groupe constitué de microparticules conductrices, de nanoparticules conductrices, de microfibres conductrices, de nanofibres conductrices.
  9. 9. Ruban adhésif selon la revendication 8, dans lequel les nanoparticules conductrices 10 sont des nanotubes de carbone, les nanotubes de carbone étant dispersés à raison d'au moins 2% en poids, préférentiellement d'environ 10% en poids, et encore plus préférentiellement d'environ 20% en poids dans le liant thermoplastique.
  10. 10. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'adhésif 15 électriquement isolant est constitué de copolyamide.
  11. 11. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps est constitué de 0,5% à 35% en poids, préférentiellement de 5% à 15% en poids, et encore plus préférentiellement de 9% en poids de particules thermoplastique 20 conductrices et le reste en adhésif électriquement isolant.
  12. 12. Ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les certaines au moins des particules présentent une dimension allant de 0,5 à 3 fois l'épaisseur du corps. 25
  13. 13. Feuille de ruban adhésif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la face inférieure du corps est enduite sur un support anti-adhérent. 3029530 40
  14. 14. Rouleau de ruban adhésif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la face inférieure du corps est enduite sur un support anti-adhérent longiforme pour former une bande, et en ce que la bande est enroulée sur elle-même. 5
  15. 15. Utilisation d'un ruban adhésif selon l'une des revendications précédentes pour établir un contact électrique de type anisotropique dans les cartes à puces de type dual.
  16. 16. Carte à puce de type dual comprenant un module électronique avec au moins 10 deux premiers contacts électriques et une antenne avec au moins deux seconds contacts électrique, caractérisé en ce que la carte comporte un ruban adhésif selon l'une des revendications 1 à 12, le ruban adhésif étant intercalé entre les premiers et deuxièmes contacts électriques pour établir une connexion électrique anisotropique.
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