FR3034952A1

FR3034952A1 - Procede de fabrication d'un circuit flexible, circuit flexible obtenu par ce procede et carte a puce comportant un tel circuit flexible

Info

Publication number: FR3034952A1
Application number: FR1553032A
Authority: FR
Inventors: Christophe Mathieu; Severine Dieu-Gomont; De Lopez Claire Laurens; Christophe Paul
Original assignee: Linxens Holding SAS
Current assignee: Linxens Holding SAS
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2035-04-08
Also published as: FR3034952B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un circuit flexible. Il comprend la fourniture d'une feuille de matériau électriquement conducteur (11) et d'une couche de matériau diélectrique (50). Il comprend également la mise en contact de la couche de matériau diélectrique (50° directement avec la feuille de matériau électriquement conducteur (11) et la lamination de celles-ci. On incorpore en outre un renfort dans la couche de matériau diélectrique (50), celle-ci comprenant un matériau thermoplastique avec des propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur à une température supérieure à 100°C et préférentiellement supérieure à 120°C. L'invention concerne également un circuit flexible pour carte à puce fabriqué avec ce procédé et un module de carte à puce comportant un tel circuit flexible.

Description

1 Procédé de fabrication d'un circuit flexible, circuit flexible obtenu par ce procédé et carte à puce comportant un tel circuit flexible. [1] L'invention concerne le domaine des circuits imprimés flexibles. De tels circuits imprimés 5 flexibles peuvent être utilisés par exemple pour réaliser des modules électroniques pour carte à puce, des antennes RFID, des supports de diodes électroluminescentes, etc. [2] L'invention est illustrée ci-dessous en prenant l'exemple des modules électroniques pour cartes à puce, mais elle est facilement transposable à d'autres applications des circuits imprimés flexibles et notamment à des applications telles que celles mentionnées ci-dessus. 10 [003] Les cartes à puce sont bien connues du public, qui en a de multiples usages : cartes de crédit, carte SIM pour téléphones portable, cartes de transport, cartes d'identité, etc. [4] Comme représenté sur la figure 1, les cartes à puce sont généralement constituées d'un support rigide 1 en matière plastique de type PVC, PVC/ABS ou polycarbonate constituant l'essentiel de la carte, dans lequel est incorporé un module électronique 2 fabriqué séparément. Ce module 15 électronique 2 comporte un circuit imprimé 3 généralement flexible muni d'une puce électronique 100 (circuit intégré) et de moyens de transmission pour transmettre des données de la puce à un dispositif lecteur de carte (lecture) ou de ce dispositif à la carte (écriture). Ces moyens de transmission de données peuvent être « à contact », « sans contact » ou bien « dual » lorsqu'ils combinent les deux précédents moyens. Dans une carte à puce «à contact » ou « dual », un 20 connecteur 5 comporte des plages de contacts 15 électriquement connectées à la puce 100 et affleurant, en surface du support de carte 1, pour une connexion par contact électrique avec un dispositif lecteur de carte. [5] Dans l'art antérieur, les modules sont généralement formés à partir d'un substrat diélectrique recouvert sur au moins l'une de ses faces d'une feuille de matériau électriquement conducteur, 25 constituée par exemple d'un métal tel que du cuivre, de l'acier ou de l'aluminium ou un alliage de l'un de ces métaux. Dans cette feuille de matériau électriquement conducteur sont réalisées des pistes conductrices formant des plages de contacts électriques. Les substrats diélectriques largement utilisés dans l'art antérieur sont réalisés en matériaux composites (verre-époxy) ou en matériaux plastiques (PET, PEN, polyimide, etc.). Ce type de substrat diélectrique est généralement mince (son 30 épaisseur est par exemple de l'ordre de 100 p.m) pour conserver une flexibilité compatible avec des procédés de fabrication des modules électroniques en continu. [6] Le procédé de fabrication de ce type de circuit flexible comprend alors par exemple: 3034952 2 - la fourniture d'une feuille de matériau électriquement conducteur, ayant donc une première et une deuxième face principales, - la fourniture d'une couche de matériau diélectrique, cette couche de matériau diélectrique ayant donc aussi une première et une deuxième face principales, [007] - la mise en contact de la première face de la couche de matériau diélectrique avec la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur et la lamination de la feuille de matériau électriquement conducteur avec la couche de matériau diélectrique, mises ainsi en contact l'une avec l'autre. [8] La feuille de matériau électriquement conducteur est généralement collée à la couche de matériau diélectrique au moyen d'une fine couche de matériau adhésif et électriquement isolant (dont l'épaisseur est par exemple de l'ordre de 20 um) préalablement enduite sur le substrat constitué de la couche de matériau diélectrique. L'ensemble constitué de la couche de matériau diélectrique recouvert de la feuille de matériau électriquement conducteur forme un circuit flexible. [9] Le brevet US6992898B2 propose de simplifier ce procédé en utilisant une couche de matériau ayant des propriétés de conduction électrique anisotrope (« anisotropically conductive film » ( ACE) selon la terminologie anglo-saxonne) à la place des matériaux diélectriques habituels. Dans ce même document de l'art antérieur, il est également proposé de remplacer la couche habituelle de matériau diélectrique par une couche de matériau ayant à la fois des propriétés de conduction électrique anisotrope et des propriétés adhésives réactivables sous la chaleur (« Hot-melt » selon la terminologie anglo-saxonne). Le document FR3003723A1 enseigne la suppression de la couche habituelle de matériau diélectrique et de ne garder qu'une couche de matériau adhésif pour former un substrat diélectrique sous la feuille de matériau électriquement conducteur. Selon une variante décrite dans ce document, le matériau adhésif est formulé pour avoir des propriétés thermofusibles, c'est-à-dire des propriétés adhésives réactivables sous la chaleur. [010] Mais, d'une part, les matériaux ayant à la fois des propriétés de conduction électrique anisotrope et des propriétés adhésives réactivables sous la chaleur ne sont pas particulièrement économiques et, d'autre part, l'utilisation d'une simple couche d'adhésif pour former un substrat diélectrique peut s'avérer relativement complexe à mettre en oeuvre du fait de la souplesse du film d'adhésif seul (recours éventuel à un substrat intermédiaire amovible, déformation des bords de films empêchant un bon guidage du film dans les machines, etc.). [011] Un but de l'invention est de palier au moins partiellement certains des inconvénients de l'art antérieur et de fournir une alternative aux procédés de fabrication des circuits flexibles de l'art antérieur, qui satisfasse aux exigences et spécifications requises pour ce type d'application tout en 3034952 3 étant éventuellement plus économique et en simplifiant éventuellement les procédés connus de fabrication de ces circuits flexibles, ou les procédés permettant d'utiliser ces circuits flexibles dans d'autres produits (par exemple, les procédés d'encartage d'un module de carte à puce), ou bien encore à la fois les procédés de fabrication et les procédés d'utilisation de ces circuits flexibles. 5 [012] A cet effet, il est prévu selon l'invention, un procédé tel que celui mentionné ci-dessus, dans lequel on incorpore un renfort dans la couche de matériau diélectrique et dans lequel la couche de matériau diélectrique comprend un matériau thermoplastique ayant des propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur à une température supérieure à 100°C et inférieure à 220°C et préférentiellement comprise entre 120°C et 150°C. 10 [013] Ainsi, grâce à l'invention, on remplace le substrat diélectrique de verre-époxy de l'art antérieur par un substrat dont l'adhérence est réactivable à chaud, lequel étant en outre renforcé conserve néanmoins des propriétés mécaniques rendant son utilisation relativement aisée. [14] Ainsi, on peut réaliser l'étape de lamination de la feuille de matériau électriquement conducteur avec la couche de matériau diélectrique, alors que la première face de la couche de 15 matériau diélectrique est directement mise en contact avec la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur. Autrement dit, le terme « directement » (par exemple dans l'expression « directement mise en contact ») signifie dans ce document que la feuille de matériau électriquement conducteur (ou un autre élément) est laminée (ou placé) sur la couche de matériau diélectrique sans autre couche intermédiaire, et plus particulièrement sans couche supplémentaire d'adhésif entre les 20 deux. [15] L'utilisation d'un renfort dans la couche de matériau diélectrique permet de limiter son élongation notamment et permet une mise en oeuvre dans un procédé en continu (« reel-to-reel » ou « roll-to-roll » selon la terminologie anglo-saxonne). Le choix d'un matériau thermoplastique ayant des propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur pour enrober ou imprégner le renfort est 25 essentiel lorsque l'on souhaite utiliser ses propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur à plusieurs reprises. Par exemple, dans le cadre d'une utilisation du circuit flexible pour la réalisation d'un module de carte à puce, la couche de matériau diélectrique peut être chauffée une première fois pour coller une feuille de matériau électriquement conducteur sur la couche de matériau diélectrique, une deuxième fois pour coller une puce sur le circuit flexible et une troisième 30 fois pour coller le module dans un corps de carte. [16] En effet, dans le cadre d'une utilisation du circuit flexible pour la réalisation d'une carte à puce, on dote ainsi le substrat du circuit imprimé flexible d'une ou plusieurs fonctions qui étaient réalisées par des moyens différents. Par exemple, la puce peut être fixée directement sur la couche 3034952 4 de matériau diélectrique sans adhésif supplémentaire. De même, on peut utiliser les propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur de la couche de matériau diélectrique pour fixer directement le module de carte à puce dans une cavité de la carte. Dans ce cas, la fixation du circuit imprimé flexible (constitutif d'un module de carte à puce par exemple) sur un autre élément (le bord de la 5 cavité ménagée dans un corps de carte à puce par exemple) peut être réalisée à une température voisine de 150°C, et plus généralement comprise entre 120°C et 220°C. Les matériaux de renfort et thermoplastiques doivent donc de préférence être choisis pour résister sans dégradation notable à des températures supérieures à 120°C et plus généralement supérieures à 130°C. La plage de température comprise entre 120°C et 220°C est globalement légèrement supérieure à celle dans 10 laquelle est réalisée l'adhésion de la feuille de matériau conducteur sur la couche de matériau diélectrique. Mais, la cohésion de ces deux couches n'en est pas dégradée pour autant. En effet, le collage du module dans la carte se fait à l'aide d'une thermode qui permet d'appliquer une pression et de la chaleur localement et par impulsion (par exemple plusieurs impulsions de 0,5s). Le réglage de la pression, de la durée et du nombre des impulsions, ainsi que de la température, peut permettre 15 d'éviter le fluage de la couche de matériau thermoplastique renforcé et la pollution des contacts par ce matériau. Au-delà de 220°C, il y a un risque de fluage trop important de la résine thermoplastique, susceptible de provoquer un déplacement des plages de contact et/ou la remontée de résine pardessus ces plages. A plus haute température encore (au-delà de 250°C, voire 300°C), il y a aussi un risque de dégrader des composants du module, telles que la puce, la résine d'encapsulation de la 20 puce et des contacts, etc. Un chauffage trop élevé peut aussi provoquer des émanations de produits éventuellement toxiques. [17] En outre, il est possible de ne plus utiliser de colle thermodurcissable pour coller la feuille de matériau conducteur sur la couche de matériau diélectrique. L'adhésion de la feuille de matériau conducteur sur la couche de matériau diélectrique peut être réalisée en pressant ces deux éléments 25 l'un sur l'autre à une température comprise entre 100°C et 150°C. [18] Le procédé selon l'invention comporte éventuellement l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou en combinaison : - le renfort a une épaisseur comprise entre 40 et 130um, dans cette fourchette l'épaisseur est choisie par exemple en fonction de la technologie utilisée (enduction ou calandrage par exemple) 30 pour incorporer le renfort dans le matériau thermoplastique ; - le renfort est choisi parmi un film de polymère de polyethylene terephthalate (PET), un film de polymère de polyethylene naphthalate (PEN), un film de polymère de polyimide (PI), un textile de fibres tissées, un textile de fibres non-tissées, un textile comprenant des fibres de verre, des fibres de 3034952 5 polyester, des fibres de carbone ou de polyaramide ou tout autre type de fibres utilisé dans le domaine des composites. - la couche de matériau thermoplastique intégrant les fibres de renfort a une épaisseur inférieure ou égale à 1401im, ce qui permet de conserver une épaisseur totale pour le circuit imprimé 5 flexible compatible avec les spécifications exigées pour les applications dans le domaine de la carte à puce notamment ; de plus, il est possible avec ce type d'épaisseur de faire disparaître sur le circuit imprimé fini les éventuelles irrégularités qui seraient consécutives à l'utilisation d'un renfort fibreux ; - il comprend une étape de gravure de pistes conductrices dans la feuille de matériau électriquement conducteur, après lamination de la feuille de matériau électriquement conducteur 10 avec la couche de matériau diélectrique ; le complexe constitué de la feuille de matériau électriquement conducteur et de la couche de matériau thermoplastique renforcé doit donc pouvoir subir sans dégradation notable les différentes étapes d'un procédé de gravure de la feuille de matériau électriquement conducteur par voie électrochimique par exemple ; de manière alternative, selon la technologie des grilles de connexions (« leadframe » selon la terminologie anglo-saxonne) les 15 pistes conductrices sont au moins partiellement découpées dans la feuille de matériau électriquement conducteur avant de laminer la feuille de matériau électriquement conducteur sur la couche de matériau diélectrique ; - le matériau thermoplastique comprend une résine choisie parmi les copolyamides, les nitriles-phénoliques, les polyoléfines, les copolyesters, les polyesters/epoxy, les 20 polyesters/polyuréthanes et les polyuréthanes. Dans le cas d'une gravure chimique des pistes conductrices, le matériau est choisi préférentiellement parmi les polyoléfines et les copolyesters ; en effet, ces matériaux thermoplastiques résistent bien à l'immersion dans les bains très acides (pH voisin de 1 pour les bains de gravure électrochimique) ou très basiques (pH voisin de 13 pour les bains de dissolution des résines photosensibles utilisées pour définir les circuits imprimés) ; 25 - il comprend une étape de perforation mécanique par poinçonnage de la couche de matériau diélectrique avant mise en contact avec la feuille de matériau électriquement conducteur ; le renfort est avantageusement choisi pour que les bords des découpes perforées soient nettes, sans fibres dépassant de plus de 100 um à l'intérieur des perforations servant à la soudure des fils de connexion (puits de soudure) ; et 30 - on laisse découverte au moins une zone de la deuxième face du matériau diélectrique ; afin de pouvoir utiliser ultérieurement cette zone pour la faire adhérer sur un autre élément (le corps d'une carte à puce par exemple). 3034952 6 [19] Selon un autre aspect, l'invention concerne un circuit flexible obtenu par le procédé mentionné ci-dessus. [20] Il comprend : - une feuille de matériau électriquement conducteur, ayant une première et une deuxième 5 face, - une couche de matériau diélectrique dans laquelle est incorporé un renfort, cette couche étant directement au contact de la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur, et - un renfort intégré dans la couche de matériau diélectrique, la couche de matériau 10 diélectrique comprenant un matériau thermoplastique avec des propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur à une température supérieure à 100°C et inférieure à 220°C et préférentiellement comprise entre 120°C et 150°C. [021] Ce circuit flexible comporte éventuellement l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou en combinaison : 15 - la couche de matériau thermoplastique intégrant le renfort a une épaisseur inférieure ou égale à 140p.m ; - le matériau thermoplastique comprend une résine choisie parmi les copolyamides, les nitriles-phénoliques, les polyoléfines, les copolyesters, les polyesters/epoxy, les polyesters/polyuréthanes ou les polyuréthanes. Dans le cas d'une gravure chimique des pistes 20 conductrices, le matériau est choisi préférentiellement parmi les polyoléfines et les copolyesters ; - au moins une piste conductrice est réalisée dans la feuille de matériau électriquement conducteur, - une puce électronique est reliée électriquement à la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur, à travers au moins un puits de connexion ménagé à travers la couche de 25 matériau thermoplastique intégrant le renfort, et - il comporte une zone de collage au niveau de laquelle, sur une face opposée à celle au contact de la feuille de matériau électriquement conducteur, la couche de matériau diélectrique est à nu. [022] Selon encore un autre aspect, l'invention concerne une carte à puce comportant un corps de 30 carte et une cavité ménagée dans le corps de carte et dans laquelle est placé un module électronique comportant un circuit flexible obtenu par le procédé mentionné ci-dessus. 3034952 7 [23] Dans cette carte à puce, le module électronique est éventuellement fixé dans la cavité par adhésion de la zone de collage sur un rebord formé dans le corps de carte, grâce aux propriétés adhésives réactivables à chaud du matériau thermoplastique. [24] En ajoutant une deuxième feuille de matériau électriquement conducteur, sur la deuxième 5 face de la couche de matériau diélectrique, on peut utiliser le complexe obtenu par le procédé selon l'invention pour former un circuit flexible double face, c'est-à-dire avec un matériau électriquement conducteur sur chacune de ses faces (la couche de matériau diélectrique étant entre les deux feuilles de matériau électriquement conducteur) pour former par exemple des plages de contacts électriques sur une face et des pistes conductrices et/ou des spires d'antenne planaire (par exemple une antenne 10 ISO 14443-1 classe 1 - dite antenne ISO - ou classe 2 - dite 'A ISO ) sur l'autre face. [25] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 représente schématiquement en perspective une carte à puce destinée à recevoir un circuit flexible ; 15 - Les figures 2a à 2i représentent schématiquement les différentes étapes d'un exemple de procédé de fabrication d'un circuit imprimé et d'encartage de ce circuit imprimé ; et - la figure 3 représente schématiquement une variante de l'étape 2h du procédé illustré par les figures 2a à 2i. [26] Un exemple de procédé de fabrication d'un circuit flexible selon l'invention est décrit ci-20 dessous. Il appartient au domaine de la carte à puce, mais comme cela a déjà été mentionné, des applications dans d'autres domaines (antennes RFID, LEDs, etc.) sont aisément transposables à partir de ce qui est décrit ici. [27] Comme représenté sur la figure 1, une carte à puce 1 comporte un module 2. Le module 2 comprend un circuit flexible 3, muni d'un connecteur 5, et une puce 100. Le module 2 est 25 généralement réalisé sous forme d'un élément séparé qui est inséré dans une cavité 4 ménagée dans la carte 1. [28] Le circuit flexible 3 comporte donc un connecteur 5 avec plusieurs contacts 15 auxquels est connectée la puce 100. Le circuit flexible 3 est représenté (en haut) vu par sa face avant 6 (face contact). Il est aussi représenté (en bas) vu par sa face arrière 7. Le circuit flexible 3 ainsi représenté 30 correspond à un circuit flexible simple face pour carte « à contact ». Mais il pourrait tout aussi bien s'agir d'un circuit flexible double face, pour carte « dual » par exemple. [29] Les figures 2a à 2i illustrent schématiquement différentes étapes d'un exemple de procédé selon l'invention pour la fabrication du circuit flexible 3. 3034952 8 [30] Ce procédé comprend la fourniture (Fig. 2a) d'un substrat 50 de matériau diélectrique comprenant un matériau thermoplastique intégrant un renfort. Le matériau thermoplastique est choisi parmi les polyoléfines et les copolyesters. [31] Le substrat 50 est par exemple obtenu par enduction d'une résine disponible sous forme de 5 granulés qui est chauffée avant d'être enduite à chaud sur des fibres textiles en utilisant par exemple une technologie d'injection par buse (« slot-die coating» selon la terminologie anglo-saxonne). Dans ce cas, la résine thermoplastique peut être un co-polyester de la famille Dynacoll® de la société Evonik®, par exemple, ou une polyoléfine de la gamme Sikamelt® de la société Sika®, par exemple, et les fibres textiles sont sous forme, par exemple, d'un tissu de verre dont l'épaisseur est comprise 10 entre 50um et 120um (soit une épaisseur comprise entre les références 1080 et 1649 de la classification IPC 4412A) ou encore un non tissé de fibres de verre d'épaisseur similaire. Un film de type PET ayant une épaisseur comprise entre 50 et 120 um peut également être utilisé comme support d'enduction de la résine thermoplastique. [32] De manière alternative, le substrat 50 est par exemple obtenu par calandrage d'un film de 15 matériau thermoplastique de type co-polyester avec une épaisseur de 40 um à 60 um sur chacune des faces principales d'un renfort (le matériau thermoplastique correspond alors par exemple, à la référence D3600 de la société Dexerials®, ou à la référence YV9 de la société Protechnic®, ou à la référence TC420 de la société Prochimir®, ou à la référence Tesa 8462 de la société Tesa®, ou encore à la référence FB-ML4 de la société Nittol. Le renfort a alors par exemple une épaisseur comprise 20 entre 50um et 120u.m. Il est par exemple constitué d'un film de PET, d'un tissu de verre ayant un épaisseur comprise entre les références 1080 et 1649 de la classification IPC 4412A ou encore d'un non tissé de fibres de verre. [33] Le substrat 50 ainsi obtenu est perforé pour former des puits de connexion 9, 10 (Fig. 2b) dont le diamètre est voisin de 600um par exemple. En variante (non-représentée), en plus des puits 25 de connexion 9, 10, le substrat peut également être perforé pour former une réserve dans laquelle une puce pourra être ultérieurement logée. [34] Le substrat 50 est ensuite laminé avec une feuille de matériau électriquement conducteur 11. Cette feuille de matériau conducteur 11 est par exemple une feuille de cuivre (mais elle peut aussi être constituée d'une tôle d'acier ou d'aluminium ou d'un alliage de l'un de ces métaux- Cuivre, acier, 30 aluminium). Elle a par exemple une épaisseur de l'ordre de 18 um ou de 35 um. Du fait des propriétés d'adhésion réactivable à chaud du substrat 50, il n'est pas nécessaire de coller le substrat 50 et la feuille de matériau conducteur 11 à l'aide d'un autre adhésif. Il suffit de les soumettre, lors de la 3034952 9 lamination du substrat 50 avec la feuille de matériau conducteur 11, à une température égale ou légèrement supérieure à la température de ramollissement du matériau thermoplastique choisi. [035] Un film sec de résine photosensible 12 (« photoresist » selon la terminologie anglo-saxonne) est ensuite laminé sur la face libre de la feuille de matériau conducteur 11 (Fig. 2d). Puis, ce film de 5 résine photosensible 12 est insolé à travers un masque afin de définir des motifs pour un circuit électrique (Fig. 2e) et former un circuit imprimé flexible. Le film de résine photosensible 12 non insolé (Fig. 2f) est développé chimiquement, avant de graver chimiquement la couche conductrice 11 dans les zones non protégées par le film de résine photosensible 12. Les zones du film de résine photosensible 12 insolées sont ensuite dissoutes (« strippage » selon la terminologie anglo-saxonne), 10 et des pistes et contacts obtenus après gravure de la couche conductrice 11 sont métallisés par galvano-chimie en une ou plusieurs étapes pour former, par exemple, une couche de nickel 13 et une couche d'or ou de palladium 14 ou d'argent (Fig. 2g). On notera que ces étapes sont particulièrement agressives pour le circuit flexible et qu'il est donc important de bien choisir la composition du matériau thermoplastique notamment. 15 [036] Certaines étapes du procédé décrit ci-dessus sont spécifiques à la réalisation de modules pour cartes à puce, mais des étapes telles que celle de la lamination du substrat 50 de matériau thermoplastique renforcé avec la feuille de matériau électriquement conducteur 11, ainsi que les étapes de gravures ou de métallisation subséquentes, peuvent bien entendu être utilisées pour d'autres applications. 20 [037] Le circuit flexible 3 ainsi réalisé peut être utilisé pour connecter une puce 100 à des contacts 15 et réaliser un module électronique 2 selon différentes technologies d'assemblage micro-électronique. [38] Ainsi, la figure 2h représente schématiquement le résultat d'étapes au cours desquelles une puce 100 est collée directement sur le substrat 50 de matériau thermoplastique renforcé en utilisant 25 ses propriétés d'adhésion réactivables à chaud. La puce 100 est collée sur la face arrière 7 et reliée à la face avant 6 du circuit flexible par des fils 102 de connections en or ayant un diamètre de 20p.m à 251im, le tout étant ensuite protégé par une résine d'encapsulation 103. La force d'adhésion minimale de la puce 100 sur le substrat 50 est généralement spécifiée par une norme (par exemple la norme MIL-STD-883 spécifie une valeur minimale de 0,6kgf/mm2. Avec le procédé selon l'invention, il 30 est possible d'obtenir une force d'adhésion supérieure ou égale à cette valeur (même pour des puces dont la taille est inférieure à 4mm2). [39] Alternativement, comme représenté sur la figure 3, la technologie de la « puce retournée » (« flip-chip » selon la terminologie anglo-saxonne) permet de coller directement, sur la face arrière 7, 3034952 10 la puce 100 sur le substrat 50 de matériau thermoplastique renforcé en utilisant ses propriétés d'adhésion réactivables à chaud. La puce 100 est alors reliée à la face avant 6 du circuit flexible par des protubérances conductrices 104 (« bumps » selon la technologie anglo-saxonne) situées sous la puce 100. Le module 2 comporte donc une puce 100 connectée électriquement directement aux 5 contacts 15 grâce à des protubérances conductrices 104 logées dans les puits de connexions 9. [40] Avantageusement, l'utilisation d'un matériau thermoplastique renforcé pour réaliser le substrat 50 permet d'encarter directement le module 2 obtenu dans la cavité 4 aménagée dans le corps de la carte 1 sans adjonction de film thermofusible supplémentaire comme c'est le cas dans l'art antérieur. Il suffit pour cela de faire subir localement, en périphérie de la cavité 4, un traitement 10 thermique et une pression contrôlés et appropriés qui permet aux zones (au niveau des flèches HM sur la figure 2i) où le substrat 50 est à nu de coller aux bords de la cavité 4. La force d'arrachement du module 2 après collage dans la carte est supérieure ou égale à 60N. [41] Il est bien entendu possible de réaliser une structure double-face en laminant à chaud, en même temps ou après l'étape correspondant à la figure 2c, une deuxième feuille de matériau 15 conducteur (en cuivre ou un autre alliage), sur le substrat 50 de matériau thermoplastique renforcé. Comme pour la feuille de matériau conducteur, les propriétés d'adhésion réactivables à chaud du matériau thermoplastique renforcé sont utilisées pour fixer la deuxième feuille de matériau conducteur sur le substrat 50. Des étapes de photolithographie et gravure analogues à celles décrites ci-dessus permettent ensuite de définir des circuits électriques (pistes conductrices, contacts, plots de 20 connexion, antenne, etc.) sur chacune des deux faces. [42] Il est aussi possible, alternativement de laminer et de coller directement, grâce aux propriétés adhésives réactivables thermiquement d'un substrat 50 de matériau thermoplastique renforcé, sur l'une, sur l'autre ou sur ses deux faces, des circuits prédécoupés dans une feuille de matériau conducteur (technologie dite du « leadframe » selon la terminologie anglo-saxonne), à la place de la 25 technologie par photolithographie et gravure décrite ci-dessus. Dans ce cas, comme certaines étapes (photolithogravure, dissolution de résines de photolithographie, etc.) ne sont pas nécessaires, il y a moins de contraintes imposées pour le choix du matériau thermoplastique. Il est alors possible d'utiliser davantage de natures de résines que ce qui a été indiqué pour l'exemple précédent. [43] Si cela est nécessaire pour l'agencement et les fonctionnalités du circuit obtenu par le 30 procédé décrit ci-dessus, ou ses variantes, il est possible de métalliser au moins certains des puits de connexion 9, 10, à travers le substrat 50 de matériau thermoplastique renforcé. En effet, avec des renforts du type de ceux décrits ci-dessus, il est possible de limiter la présence de fibres dans les puits 3034952 11 après perforation, celles-ci ne dépassant pas de plus de 100 p.m à l'intérieur des perforations (puits de soudure) servant à la soudure des fils de connexion. [044] L'un des avantages du procédé décrit ci-dessus et de ses variantes, réside dans le fait qu'ils peuvent être mis en oeuvre de façon continue en utilisant des bobines sur lesquelles sont enroulées 5 les bandes de matériau conducteur ou diélectrique. Ceci est notamment permis par l'utilisation du renfort. Le renfort est en effet choisi pour permettre d'obtenir des propriétés mécaniques compatibles avec les procédés de bobine-à-bobine. Par exemple les paramètres de tenue en traction du matériau thermofusible renforcé sont les suivantes : - Module d'Young en longitudinal (dans le sens de défilement d'une bobine à l'autre) 10 supérieur ou égal à 1GPa, - Elongation à la rupture supérieure ou égale à 1%, - Résistance à la rupture supérieure ou égale à 30 MPa [045] Par exemple, deux films de copolyester de 40p.m, colaminés sur chacune des faces principales d'un tissu de fibres de verre de type 1080 permet d'obtenir un substrat 50 de matériau 15 thermoplastique renforcé ayant une épaisseur de 120p.m environ. Son module d'Young est compris entre 2.8 et 3.3GPa, son élongation à la rupture est supérieure à 4% et sa résistance mécanique à la rupture est comprise entre 100 et 150 MPa.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un circuit flexible (3), comprenant : - la fourniture d'une feuille de matériau électriquement conducteur (11), ayant une première et une deuxième face, - la fourniture d'une couche de matériau diélectrique (50) ayant une première et une 10 deuxième face, - la mise en contact de la première face de la couche de matériau diélectrique (50) directement avec la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur (11) et la lamination de la feuille de matériau électriquement conducteur (11) avec la couche de matériau diélectrique (50), mises en contact l'une avec l'autre, 15 caractérisé par le fait que l'on incorpore un renfort dans la couche de matériau diélectrique (50) et dans lequel dans laquelle la couche de matériau diélectrique comprend un matériau thermoplastique ayant des propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur à une température supérieure à 100°C et préférentiellement supérieure à 120°C.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le renfort a une épaisseur comprise entre 40 20 et 130p.m.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le renfort est choisi un film de polymère de polyethylene terephthalate, un film de polymère de polyethylene naphthalate, un film de polymère de polyimide, un textile de fibres tissées, un textile de fibres non-tissées, un textile comprenant des fibres de verre, des fibres de polyester, des fibres de carbone ou de polyaramide et 25 tout autre type de fibres utilisé dans le domaine des composites.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche (50) de matériau thermoplastique intégrant les fibres de renfort a une épaisseur inférieure ou égale à 140p.m.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le matériau thermoplastique est choisi parmi les copolyamides, les nitriles-phénoliques, les polyoléfines, les 30 copolyesters, les polyesters/epoxy, les polyesters/polyuréthanes et les polyuréthanes.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de gravure de pistes conductrices (15) dans la feuille de matériau électriquement conducteur (11), après lamination 3034952 13 de la feuille de matériau électriquement conducteur (11) avec la couche de matériau diélectrique (50).
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de perforation par poinçonnage de la couche de matériau diélectrique (50) avant mise en contact avec la feuille de 5 matériau électriquement conducteur (11).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on laisse découverte au moins une zone de la deuxième face du matériau diélectrique (50).
9. Circuit flexible comprenant : - une feuille de matériau électriquement conducteur (11), ayant une première et une 10 deuxième face, - une couche de matériau diélectrique (50) dans laquelle est incorporé un renfort, cette couche (50) étant directement au contact de la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur, caractérisé par le fait qu'un renfort intégré dans la couche de matériau diélectrique (50), la 15 couche de matériau diélectrique (50) comprenant un matériau thermoplastique avec des propriétés d'adhérence réactivables sous la chaleur à une température supérieure à 100°C et préférentiellement supérieure à 120°C.
10. Circuit flexible selon la revendication 9, dans lequel la couche (50) de matériau thermoplastique intégrant le renfort a une épaisseur inférieure ou égale à 140u.m. 20
11. Circuit flexible selon l'une des revendications 9 et 10, dans lequel le matériau thermoplastique est choisi parmi les copolyamides, les nitriles-phénoliques, les polyoléfines, les copolyesters, les polyesters/epoxy, les polyesters/polyuréthanes et les polyuréthanes.
12. Circuit flexible selon l'une des revendications 9 à 11, comportant - au moins une piste conductrice (15) réalisée dans la feuille de matériau électriquement 25 conducteur (11), - une puce électronique (100) reliée électriquement à la première face de la feuille de matériau électriquement conducteur (11), à travers des puits de connexion (9, 10) ménagés à travers la couche (50) de matériau thermoplastique intégrant le renfort, - une zone de collage au niveau de laquelle, sur une face opposée à celle au contact de la 30 feuille de de matériau électriquement conducteur (11), la couche de matériau diélectrique (50) est à nu.
13. Carte à puce comportant un corps de carte (1) et une cavité (4) ménagée dans le corps de carte et dans laquelle est placé un module électronique (2) comportant un circuit flexible (3) selon la 3034952 14 revendication 12, le module électronique (2) étant fixé dans la cavité (4) par adhésion de la zone de collage sur un rebord formé dans le corps de carte (1).