FR3137196A1 - Fabrication d’une carte a puce sans contact hybride avec composants cms et antenne nfc incrustee - Google Patents

Fabrication d’une carte a puce sans contact hybride avec composants cms et antenne nfc incrustee Download PDF

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Abstract

Un procédé de fabrication d’une carte à puce sans contact selon la présente invention prévoit d’obtenir un module de circuit imprimé intégrant des composants CMS formant pont redresseur de tension, de disposer ce module dans un trou de compensation prévu dans un substrat classique de carte à puce, puis de former une antenne radiofréquence filaire NFC par incrustation d’un fil conducteur dans la masse du substrat dont les extrémités sont soudées à des bornes d’entrée du module. D’autres modules électroniques fonctionnant sur courant continu sont alors aisément intégrés à la carte, des liaisons électriques avec le module redresseur étant également réalisées par incrustation d’un fil électrique dans la masse du substrat. L’invention permet avantageusement de combiner le coût réduit des techniques classiques d’incrustation d’un fil conducteur par ultrasons pour former une antenne radiofréquence et la souplesse d’utilisation des composants CMS. Figure pour l’abrégé : Fig.4h

Description

FABRICATION D’UNE CARTE A PUCE SANS CONTACT HYBRIDE AVEC COMPOSANTS CMS ET ANTENNE NFC INCRUSTEE DOMAINE DE L’INVENTION
L’invention concerne les cartes à puce sans contact, dotées de composants montés en surface.
TECHNIQUES ANTERIEURES
Les cartes à puce sans contact, à mémoires ou à microprocesseur, sont utilisées dans un nombre croissant d’applications, telles le contrôle d’accès (bâtiments, transports publics, spectacles, …) ou le paiement. Elles utilisent principalement la technologie radiofréquence (RF) de communication en champ proche ou « NFC » (pour « near-field communication » en langue anglo-saxonne), définie notamment au travers des normes NFCIP-1 (ISO/CEI 18092) et ISO/IEC 14443.
Les cartes NFC sont largement déployées du fait de leur faible coût de fabrication et de leur facilité d’utilisation. Une partie de l’efficacité de fabrication réside dans l’utilisation d’une antenne filaire noyée ou incrustée dans le substrat de la carte, généralement par technique ultrason.
Une tendance actuelle est à l’incorporation de nouveaux composants électroniques dans ces cartes à puce NFC, notamment des composants lumineux telles des diodes électroluminescentes LED (ou DEL) ou OLED (pour « organic light-emitting diode » en langue anglo-saxonne) et leurs contrôleurs. Ces sources lumineuses peuvent par exemple opérer comme interface utilisateur.
Une part non négligeable de ces nouveaux composants intégrés sont des composants montés en surface, c’est-à-dire des composants directement brasés à la surface du circuit imprimé, au contraire des composants traditionnels dont les broches passent au travers du circuit imprimé et dont les broches sont soudées par la suite. Les composants montés en surface ou « CMS » ou « SMD » (pour « surface mounted device » en langue anglo-saxonne) présentent de nombreux avantages : miniaturisation, circuits imprimés plus simples, densité améliorée des composants, couts réduits, etc.
Néanmoins, les CMSs apparaissent incompatibles avec les cartes NFC traditionnelles où l’antenne filaire est noyée dans le substrat de la carte. En effet, aux températures élevées de brasage des composants CMS, le substrat typiquement en plastique (ABS - Acrylonitrile butadiène styrène, PVC - Polychlorure de vinyle, PC - Polycarbonate, PET - Polyéthylène téréphtalate, PEEK - Polyétheréthercétone, PEN - Polyéthylène naphtalate) fond. Aussi, les CMSs sont-ils montés sur un circuit imprimé traditionnel plus résistant à la chaleur (matière fibreuse telle le FR4, ou le PI - Polyimide),.
Il est donc classique, en présence de CMSs, de prévoir une antenne NFC traditionnelle, c’est-à-dire directement imprimée ou gravée sur le circuit imprimé. Cette solution n’est pas satisfaisante en raison notamment d’un surcoût de production, mais également d’une épaisseur plus importante de la carte obtenue.
Il existe alors un besoin de nouvelles techniques permettant d’intégrer des composants montés en surface sur des cartes à puce sans contact.
Dans ce dessein, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une carte à puce sans contact, typiquement de type communication en champ proche ou NFC, comportant les étapes suivantes :
- obtenir un module de circuit imprimé intégrant un ou plusieurs composants montés en surface formant circuit redresseur de tension,
- disposer le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension, dans un trou de compensation de même dimension prévu dans un substrat, puis
- former, par incrustation de fils conducteurs dans la masse du substrat, une antenne radiofréquence filaire dont les extrémités sont soudées à des bornes (d’entrée) associées du module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension, ainsi que des liaisons électriques entre le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension et un ou plusieurs modules de dispositif actif.
On entend par « module » ou « module de circuit imprimé » un circuit imprimé ou PCB (pour « printed circuit board » en langue anglo-saxonne) de taille réduite par rapport au substrat, de telle sorte qu’il puisse être incorporé dans l’épaisseur du substrat, au niveau d’un trou de compensation ou « punch » dédié.
On entend également par « incrustation » le fait que le fil conducteur soit noyé dans la masse (plastique généralement) du substrat. Des techniques classiques d’incrustation d’un fil conducteur sont basées sur les ultrasons. Le substrat utilisé est par conséquent adapté à une telle technique, et donc apte à se ramollir et déformer sous l’action d’ultrasons.
On entend par « module de dispositif actif », un module comportant un ou plusieurs dispositifs/composants électroniques actifs. Un dispositif électronique actif est typiquement, mais non nécessairement, un composant semi-conducteur, par exemple une diode LED ou OLED ou un micro-capteur.
Une carte à puce ainsi produite n’est pas nécessairement finie, mais peut être « semi-finie », c’est-à-dire en attente d’autres étapes de finalisation, comme par exemple l’incorporation d’autres composants électroniques (puce, mémoire), la lamination de couches de protection et de personnalisation.
En montant les composants CMS sur un module dédié, il est possible d’intégrer celui-ci dans le substrat avant réalisation de l’antenne filaire. Le brasage des composants CMS est ainsi toujours réalisé à l’écart du substrat dédié à l’incrustation par ultrason. De la sorte, le procédé permet de réaliser une carte à puce hybride, tirant profit à la fois des coûts réduits de formation des antennes par incrustation par ultrason et de la grande variété de composants CMS qui offre de plus fort taux d’intégration.
En outre, l’utilisation d’un tel module dédié formant circuit redresseur de tension permet avantageusement une intégration simplifiée, sur la carte, d’un ou plusieurs dispositifs actifs opérant sur courant continu DC (ou similaire). Il suffit en effet de relier chacun de ces dispositifs au module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension.
Préférentiellement, l’incrustation d’un fil conducteur formant liaison électrique vers un module de dispositif actif est réalisée lors de la même étape que l’incrustation de l’antenne radiofréquence filaire.
Corrélativement, l’invention concerne également une carte à puce sans contact de type communication en champ proche, NFC, comportant :
- un substrat,
- un module de circuit imprimé intégrant un ou plusieurs composants montés en surface formant circuit redresseur de tension, et disposé dans un trou de compensation de même dimension prévu dans le substrat, et
un ou plusieurs modules de dispositif actif,
carte dans laquelle une antenne radiofréquence filaire est formée d’un fil conducteur incrusté dans la masse du substrat dont les extrémités sont soudées à des bornes associées du module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension,
dans laquelle des liaisons électriques sont formées entre le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension et un ou plusieurs modules de dispositif actif, par des fils conducteurs incrustés dans la masse du substrat .
Des caractéristiques facultatives des modes de réalisation de l’invention sont définies dans les revendications annexées. Certaines de ces caractéristiques sont expliquées ci-dessous en référence à un procédé, tandis qu’elles peuvent être transposées en caractéristiques de dispositif.
Dans un mode de réalisation, le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension est dépourvu de mémoire ou microprocesseur ou microcontrôleur. On s’affranchit de la sorte des risques de dégradation de ces composants du fait des contraintes thermiques de brasage des CMSs sur le module. En d’autres termes, le module de circuit imprimé peut être dédié à une fonction électronique unique simple, réalisée à l’aide de composants CMS.
En particulier, les composants montés en surface forment un pont redresseur de tension, également connu sous l’appellation de point redresseur double alternance ou pleine-onde (« full-wave bridge rectifier » en langue anglo-saxonne).
Dans un mode de réalisation, la formation de l’antenne radiofréquence filaire comprend l’incrustation d’un fil conducteur dans la masse du substrat, les extrémités du fil conducteur étant disposées sur les bornes associées du module de circuit imprimé, puis soudées auxdites bornes.
Si une extrémité du fil formant liaison électrique vers un module de dispositif actif peut est disposée sur une borne (de sortie) associée du module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension, puis soudée à celle-ci, l’autre extrémité du fil formant liaison peut être disposée sur une borne dédié du module de dispositif actif, puis soudée à celle-ci. Dans ce cas, l’un des modules de dispositif actif est disposé dans un trou de compensation prévu à cet effet dans le substrat, avant incrustation d’un fil conducteur formant liaison électrique avec le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension. Ce module de dispositif actif peut également comprendre des composants CMS.
Dans une variante de conception qui peut s’appliquer à un autre module de dispositif actif, le fil conducteur formant liaison électrique peut être incrusté avant de disposer cet autre module de dispositif actif dans le substrat. Dans ce cas, une extrémité d’un fil conducteur incrusté formant liaison électrique est mise à nu (l’isolant formant substrat est retiré par tout moyen connu notamment mécanique, usinage, fraisage, laser, chimique, etc.) dans une cavité du substrat avant d’y disposer l’un des modules de dispositif actif. La connexion électrique peut notamment être réalisée avec une matière de connexion telle que l’ACF ou ACP (film, pâte ou colle conductrice anistropique) ou tout type de pâte conductrice, ou même par soudure directe dans le cas où le dispositif ou composant actif est porté par un PCB.
Grâce à ces variantes, il est possible de réaliser une intégration hybride d’un grand nombre de modules de dispositif actif en utilisant un unique circuit redresseur sur la carte, et notamment une intégration hybride d’un module LED directement soudé au fil incrusté et d’un module OLED rapporté par collage ACF. Les modules de dispositif actif comprennent alors au moins une diode électroluminescente, organique ou non.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après, illustrée par les figures ci-jointes qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif.
La illustre un pont redresseur de tension pleine-onde ou « circuit redresseur double alternance à pont de Graetz ».
La illustre de façon schématique une carte à puce sans contact selon des modes de réalisation de l’invention.
La illustre, à l’aide d’un ordinogramme, des étapes d’un procédé de fabrication d’une carte à puce sans contact, selon des modes de réalisation de l’invention.
LesFigure s 4 aà4hillustrent schématiquement la fabrication pas à pas d’une carte à puce sans contact, selon des modes de réalisation de l’invention.
La illustrent schématiquement le montage d’un module, typiquement OLED, par technique ACF.
 DESCRIPTION DETAILLEE
Un procédé de fabrication d’une carte à puce ou « carte à circuit intégré » ou « smart card » sans contact selon la présente invention permet avantageusement de combiner le coût réduit des techniques classiques d’incrustation d’un fil conducteur par ultrasons pour former une antenne radiofréquence, typiquement haute-fréquence pour mettre en œuvre des communications NFC, et la souplesse d’utilisation des composants montés en surface, de par leur grande variété, leur miniaturisation ou encore leurs contraintes réduites pour le substrat PCB.
Si la carte à puce est dite « sans contact », c’est-à-dire capable de communication par liaison haute-fréquence, typiquement 13,56 MHz (RFID ou NFC), elle peut également être pourvue de moyens classique de communication par contact.
Dans les exemples décrits ci-après, il est fait référence, à titre illustratif, à un module comportant de tels composants montés en surface (CMS) qui réalise une fonction électronique de récupération d’énergie NFC (« NFC energy harvester » en langue anglo-saxonne). L’invention s’applique cependant à tout type de module comportant des composants CMS présentant une ou plusieurs fonctions électroniques.
Un intérêt majeur d’un module dédié à la seule récupération d’énergie NFC est de mettre cette énergie électrique à disposition d’autres composants. Il est ainsi possible d’incorporer, dans la carte, un nombre quelconque de modules de dispositifs actifs, par exemple des diodes LEDs, à alimenter par ce module de récupération d’énergie NFC.
Un tel module de composants CMS est dépourvu de mémoire ou microprocesseur ou microcontrôleur, et forme un circuit redresseur de tension, typiquement un pont redresseur de tension, également connu sous l’appellation de pont double alternance ou pleine-onde (« full-wave bridge rectifier » en langue anglo-saxonne), convertissant la tension alternative résultant de l’énergie NFC induite par l’antenne NFC à proximité d’un lecteur NFC.
Puisque la description qui suit s’appuie principalement sur la récupération d’énergie NFC et la mise à dispositif de celle-ci à des modules de dispositifs actifs, d’autres modules électroniques (puce, microprocesseur, etc.) exploitant les communications sans contact (voire par contact) peuvent également être présents dans la carte même s’ils ne sont pas illustrés par la suite.
La illustre un pont redresseur de tension pleine-onde ou « circuit redresseur double alternance à pont de Graetz ». De façon connue, il comporte quatre diodes D1 à D4 montées en pont. Le point commun entre les diodes têtes-bêches D1 et D4 et le point commun entre les diodes têtes-bêches D2 et D3 forment deux bornes d’entrée P1, P2 du signal alternatif issu de l’antenne NFC. Les deux autres points du pont forment les deux bornes de sortie P3 (borne négative), P4 (borne positive) du signal continu redressé.
De façon optionnelle, un condensateur de lissage C est couplé en parallèle des bornes de sortie P3 et P4, de sorte à lisser la tension continue comme illustré sur la forme de signal reproduite sur la Figure. Pour un signal NFC redressé, une capacité supérieure à 100 pF, voire 150 pF peut être adaptée.
La illustre de façon schématique une carte à puce sans contact 100 selon des modes de réalisation de l’invention.
La carte à puce 100 présente par exemple les dimensions ID-1 d’une carte de crédit telles que définie dans la norme ISO/IEC 7810, à savoir 85,60 × 53,98 × 0,76 mm. Bien entendu, d’autres formats peuvent être envisagés.
La carte 100 comporte un substrat ou corps-support 101 formé d’un matériau apte à recevoir un fil conducteur par incrustation par ultrason. Ce matériau peut être en plastique, typiquement ABS - Acrylonitrile butadiène styrène, PVC - Polychlorure de vinyle, PC - Polycarbonate, PET - Polyéthylène téréphtalate, PEEK - Polyétheréthercétone ou PEN - Polyéthylène naphtalate. Le substrat héberge, dans un trou de compensation, un module de circuit imprimé de type circuit redresseur 110 intégrant un ou plusieurs composants montés en surface, et optionnellement un ou plusieurs autres modules 111-115 de dispositif actif, type LED, OLED, également disposés dans des trous de compensation ou cavités réalisées par usinage ou technique équivalente et reliés électriquement au module redresseur 110.
L’exemple de la Figure illustre deux modules LED 111, 112 et deux modules de type panneaux OLED 113 et 114. Bien entendu, un nombre différent (un ou plus) de modules de dispositif actif peut être prévu, de même que des modules de natures différentes des LED et OLED, par exemple des micro-capteurs. De même leurs dispositions spatiales dans le plan de la carte 100 peuvent être différentes de celles illustrées sur la figure.
L’antenne radiofréquence filaire 120 nécessaire à la communication sans contact, type NFC, est formée d’un fil conducteur incrusté ou noyé dans la masse du substrat 101, par des techniques classiques à base d’ultrasons. De façon connue, la fil conducteur est entouré d’une gaine électriquement isolante. Le fil peut être incrusté directement dans le plastique formant substrat ou bobiné puis intégré à ce dernier. Aussi, le fil conducteur forme typiquement une pluralité de boucles. Les extrémités du fil conducteur 120 sont disposées sur les bornes P1, P4 associées du module redresseur 110 et soudées auxdites bornes. Ainsi l’antenne est-elle couplée au module redresseur 110.
Une paire de liaisons électriques 121-124 est également prévue entre le module redresseur 110 et chacun des modules de dispositif actif 111-114. Chaque paire peut être formées de fils conducteurs également incrustés dans la masse du substrat 101. En variante certaines paires peuvent être déposées (impression, gravure) directement sur le substrat.
Le fil conducteur est préférablement un fil de cuivre émaillé de diamètre 112 ou 130 µm.
Lorsque la carte 100 est approchée d’un lecteur NFC, le couplage magnétique (induction) de leurs antennes permet une alimentation électrique de la carte par le lecteur. Cette énergie électrique est alternative, généralement de fréquence 13,56 MHz. Le module redresseur 110 opère comme décrit en pour redresser le signal électrique alternatif reçu aux bornes P1 et P2 en un signal électrique redressé aux bornes P3 et P4 qui peut être considéré comme un signal sensiblement continu DC. Ces bornes P3 et P4 alimentent les paires de liaisons électriques 121-124 et par conséquent les modules de dispositif actif 111-114.
La illustre, à l’aide d’un ordinogramme, des étapes d’un procédé de fabrication d’une carte à puce sans contact 100. Ce procédé est décrit en référence également auxFigure s 4 aà4hillustrant schématiquement la fabrication pas à pas de cette carte à puce.
A l’étape 300, un module de circuit imprimé intégrant un ou plusieurs composants montés en surface CMS est obtenu. Dans l’exemple ci-dessus, le module redresseur 110 est obtenu, lequel est composé de quatre diodes D1 à D4 et d’un condensateur C, en plus des bornes P1 à P4.
En détail, un circuit imprimé PCB 400 est initialement obtenu à l’étape 301 comme illustré par exemple en . Les dimensions du PCB 400 peuvent par exemple reprendre celles des modules classiques de carte à puce, à savoir 5,1 x 8,0 mm, afin de réutiliser les outils industriels existants. Bien entendu d’autres dimensions sont possibles dans le cadre de l’invention.
Tel qu’illustré sur la , le module PCB 400 comporte déjà une couche de métallisation (réalisée selon des techniques classiques), typiquement en cuivre, déposée sur un substrat, typiquement du FR4 ou un substrat à base de polyimide. La couche de métallisation forme quatre bornes métalliques P1 à P4 isolées les unes des autres. Dans cet exemple, chaque borne s’étend sous forme de plages métalliques sensiblement rectangulaires, le long d’un des côtés du module PCB 400 de forme rectangulaire.
Les bornes d’entrée P1, P2 sont disposées le long des deux grands côtés du module PCB ; les bornes de sortie P3, P4 sont disposées le long des deux petits côtés du module PCB. L’inverse est possible.
Les bornes le long des deux petits côtés du module PCB s’étendent sur l’entièreté de la longueur des côtés, alors que celles le long des deux grands côtés du module PCB s’étendent sur une portion centrale seulement de leur longueur. L’inverse est également possible. D’autres configurations spatiales des bornes sont également possibles.
Les bornes de sortie P3, P4 présentent deux extensions respectives en forme de bras s’étendant vers le centre du module PCB 400.
De façon optionnelle, un nickelage électrolytique peut être réalisé sur le module PCB 400 afin de déposer ou plaquer une fine couche de nickel sur les bornes P1 à P4, et ainsi améliorer la résistante et la dureté du module PCB 400.
Les composants CMS, ici les diodes D1 à D4 et le condensateur optionnel C, sont montés sur le module PCB 400 à l’étape 302. Des techniques classiques de brasage des pattes des composants sont ici utilisées. Tel qu’illustré sur la , une diode est montée en surface entre chaque paire de bornes P1 à P4 conformément au schéma de pont de la . En outre, le condensateur C est soudé entre les deux bornes P3 et P4, préférentiellement entre les parties terminales de leurs extensions s’étendant vers le centre du module PCB 400.
A l’issue de l’étape 302, on obtient le module redresseur 110.
A l’étape 310, un ou plusieurs autres modules électroniques à monter sur la carte à puce 100 peuvent être obtenu, selon des techniques similaires à celles de l’étape 300 ou selon d’autres techniques. Ces modules électroniques comportent par exemple des composants actifs.
Dans l’exemple de la , deux modules LED 111, 112 et deux modules OLED 113, 114 sont obtenus comme montré en . A nouveau, ces modules peuvent présenter des dimensions standard 5,1 x 8,0 mm, ou tout autre dimensionnement.
A l’étape 320, un substrat ou corps-support ou « inlay » ou « prelam » ou « couche prélaminée » 410 de carte est obtenu, lequel présente un ou plusieurs trous (généralement borgnes) de compensation 411, 412 ou « punches » dimensionnés pour recevoir tout ou partie des modules mentionnés ci-dessus.
En particulier, un trou de compensation 411 est prévu pour recevoir le module redresseur 110 obtenu à l’étape 300. Il présente par conséquent des dimensions standard 5,1 x 8,0 mm.
Chaque trou de compensation peut être formé à l’aide de techniques classiques : suppression mécanique de matière (e.g. fraisage), usinage, par laser, par procédé chimique, etc. Typiquement, la profondeur de la cavité formant trou de compensation est sensiblement égale à l’épaisseur du module à y insérer, par exemple 150 µm, étant noté que l’épaisseur du substrat cœur de carte est d’environ 300 µm.
Dans l’exemple de la , un trou de compensation 411 est prévu pour recevoir le module redresseur 110, et deux trous de compensation 412 sont prévus pour recevoir les modules LEDs 111, 112.
A l’étape 330, ces modules, donc le module redresseur 110 et les modules LEDs 111, 112, sont disposés dans les trous de compensation 411, 412 correspondants prévus dans le substrat 101. Ce montage est illustré en .
A l’étape 340, on incruste un fil conducteur de cuivre dans la masse du substrat 410 pour former l’antenne radiofréquence NFC, la relier au module redresseur 110 et relier l’ensemble des modules prévus à ce module redresseur 110, source d’alimentation continue pour ces derniers.
L’incrustation du fil conducteur peut être réalisée par toute technique classique basée sur des ultrasons, notamment par l’utilisation d’une tête à ultrasons (sonotrode).
En détails, à l’étape 341, un fil conducteur 120 est noyé dans la masse du substrat 410 sous forme de boucles multiples, dont les extrémités sont disposées sur les bornes d’entrée P1 et P2 du module redresseur 110. Ces extrémités sont alors soudées aux bornes. Ce fil conducteur forme l’antenne RF filaire de la carte, comme illustrée en .
A l’étape 342, des fils conducteurs sont également noyés dans la masse du substrat 410 pour former des liaisons électriques DC (courant continu) entre le module redresseur 110 et les autres modules déjà disposés sur la carte mais également vers l’emplacement d’autres modules (les OLED 113, 114) à disposer ultérieurement. Il est prévu une paire de fils pour chaque module.
Les paires de liaisons électriques peuvent être réalisées en cascade, d’un module au suivant, comme illustré en par les liaisons 121 (entre le module redresseur 110 et la LED 111), 122 (entre la LED 111 et la LED 112) et 123 (entre la LED 112 et l’emplacement 413 où sera disposée l’OLED 113) et/ou être réalisées en parallèle depuis le module redresseur 110, comme illustré par les liaisons 121 (entre le module redresseur 110 et la LED 111) et 124 (entre le module redresseur 110 et l’emplacement 414 où sera disposée l’OLED 114). Notamment, l’ensemble des liaisons 121 à 124 peuvent être réalisées en parallèle depuis le module redresseur 110.
De façon similaire à l’étape 341, l’extrémité de chaque fil aboutissant sur un module déjà en place (module redresseur 110 ou LED 111, 112) est disposée sur la borne de contact correspondante et soudée à celle-ci.
Les extrémités des fils aboutissant aux emplacements 413, 414 destinés à recevoir ultérieurement des modules peuvent par exemple présenter une plage de contact ou zone d'interconnexion formée par des zigzags (ou alternances rapprochées) du fil conducteur.
A l’issue de l’étape 342, on obtient une carte à puce « semi-finie ».
A l’étape 350, les éventuels autres modules (OLED 113 et 114 dans l’exemple) sont intégrés à la carte. Cela comprend par exemple, à l’étape 351, l’élaboration, au niveau des emplacements 413 et 414, de cavités aux dimensions de ces autres modules pour les accueillir.
Les plages de contact constituées de fils conducteurs et noyées dans le substrat sont mises à nu lors de la création des cavités, par tout moyen connu notamment mécanique, usinage ou par laser, attaques chimiques ou thermiques.
Puis à l’étape 352, les autres modules sont disposés dans ces cavités par toute technique de montage appropriée, par exemple basée sur les colles ou films ACF ou conductrice.
A ce titre, les modules OLED 113 et 114 sont montés par technique ACF comme illustrée en . Sur cette figure, la cavité 513 aux dimensions du module OLED 113 est formée par usinage destructif du substrat 101 jusqu’à mettre à nu le fil conducteur 123 au niveau des plages de contact P3 et P4 (car reliées respectivement aux plages P3 et P4 du module redresseur 110). Un film ACF est déposé sur ces plages de contact avant que le module OLED 113 soit inséré, réalisant ainsi la connexion électrique entre le module et les plages de contact.
Cette figure illustre également que la profondeur d’incrustation des fils conducteurs pour former les plages de contact peut être ajustée aux dimensions en z (hauteur) du module à insérer. Cet ajustement est obtenu par exemple en modifier la puissance des ultrasons émis par la sonotrode.
A l’issue de l’étape 352, on obtient la carte à puce « semi-finie » de la similaire à la .
Le procédé de la se termine par l’étape 360 de finalisation de la carte. Cette étape peut revêtir un grand nombre d’opérations, réalisées en tout ou partie.
Elle peut comprendre par exemple l’adjonction d’autres modules électroniques, typiquement d’un module microprocesseur relié à l’antenne 120 ou à une autre antenne pour communiquer avec le lecteur NFC.
Elle peut comprendre également la lamination d’une ou plusieurs couches protectrices et/ou de finition sur l’endroit et l’envers de la carte à puce semi-finie. Ces couches peuvent comprendre des éléments visuels de personnalisation de la carte à puce.
Elle peut comprendre également l’impression sur la carte à puce d’éléments visuels de personnalisation.
Une carte sans contact selon l’invention offre ainsi une solution de récupération d’énergie RF, type NFC, depuis une antenne RF filaire incrustée et noyée dans la masse, qui est capable de fournir une sortie de courant continu DC à un nombre quelconque de module électroniques intégrés fonctionnant en courant continu, typiquement des LEDs. On s’affranchit ainsi de la contrainte des techniques connues qui nécessitent de monter, sur le même module, une diode redresseuse par LED. Par ailleurs, cette approche module permet l’intégration aisée de modules tels les panneaux OLED.
Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus en référence à des modes de réalisation spécifiques, la présente invention n’est pas limitée à ces modes de réalisation spécifiques, et des modifications, qui se trouvent dans la portée de la présente invention, seront visibles pour un homme du métier.
De nombreuses autres modifications et variations s’imposeront à ceux qui sont versés dans l’art en se référant aux modes de réalisation illustratifs ci-dessus, qui ne sont donnés qu’à titre d’exemple et qui ne viennent pas limiter la portée de l’invention, celle-ci étant déterminée uniquement par les revendications annexées. En particulier, les différentes caractéristiques des différents modes de réalisation peuvent être échangées, le cas échéant.
Dans les revendications, le mot "comprenant" n’exclut pas d’autres éléments ou étapes, et l’article indéfini "un" ou “une" n’exclut pas une pluralité. Le simple fait que des caractéristiques différentes sont citées dans des revendications dépendantes mutuellement différentes n’indique pas qu’une combinaison de ces caractéristiques ne peut pas être utilisée avantageusement.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d’une carte à puce sans contact de type communication en champ proche, NFC (100), comportant les étapes suivantes :
    - obtenir (300) un module de circuit imprimé (110) intégrant un ou plusieurs composants montés en surface (D1-D4, C) formant circuit redresseur de tension,
    - disposer (330) le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension, dans un trou de compensation (411) de même dimension prévu dans un substrat (410), puis
    - former (341), par incrustation de fils conducteurs dans la masse du substrat, une antenne radiofréquence filaire (120) dont les extrémités sont soudées à des bornes (P1, P2) associées du module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension, ainsi que des liaisons électriques (121-124) entre le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension et un ou plusieurs modules de dispositif actif (111-114).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le module de circuit imprimé (110) formant circuit redresseur de tension est dépourvu de mémoire ou microprocesseur ou microcontrôleur.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les composants montés en surface (D1-D4, C) forment un pont redresseur de tension.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la formation de l’antenne radiofréquence filaire (120) comprend l’incrustation d’un fil conducteur dans la masse du substrat, les extrémités du fil conducteur étant disposées sur les bornes (P1, P2) associées du module de circuit imprimé, puis soudées auxdites bornes.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’un des modules de dispositif actif (111-112) est disposé dans un trou de compensation (412) prévu à cet effet dans le substrat (410), avant incrustation (342) d’un fil conducteur formant liaison électrique (121, 122) avec le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une extrémité d’un fil conducteur incrusté formant liaison électrique (123, 124) est mise à nu dans une cavité (513) du substrat avant d’y disposer l’un des modules de dispositif actif (113, 114).
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’un ou plusieurs modules de dispositif actif (111-114) comprend au moins une diode électroluminescente, organique ou non.
  8. Carte à puce sans contact de type communication en champ proche, NFC (100), comportant :
    - un substrat (410),
    - un module de circuit imprimé (110) intégrant un ou plusieurs composants montés en surface (D1-D4, C) formant circuit redresseur de tension, et disposé dans un trou de compensation (411) de même dimension prévu dans le substrat, et
    un ou plusieurs modules de dispositif actif (111-114),
    carte dans laquelle une antenne radiofréquence filaire (120) est formée d’un fil conducteur incrusté dans la masse du substrat dont les extrémités sont soudées à des bornes (P1, P2) associées du module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension, et
    dans laquelle des liaisons électriques (121-124) sont formées entre le module de circuit imprimé formant circuit redresseur de tension et un ou plusieurs modules de dispositif actif (111-114), par des fils conducteurs incrustés dans la masse du substrat .
  9. Carte (100) selon la revendication 8, dans laquelle les composants montés en surface (D1-D4, C) forment un pont redresseur de tension.
  10. Carte (100) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle l’un ou plusieurs modules de dispositif actif (111-114) comprend au moins une diode électroluminescente, organique ou non.
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