FR3138546A1 - Dispositif électronique stratifié et procédé de fabrication d’un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Titre : Dispositif électronique stratifié et procédé de fabrication d’un tel dispositif Dispositif électronique stratifié, comprenant : une première couche (2) d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche (2) comprenant une cavité traversante (8) ; un module électronique (7) inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante (8) de la première couche (2) ; et une deuxième couche (3) adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau, la deuxième couche (3) adhésive étant au moins partiellement en contact avec la première couche (2) et avec le module électronique (7) ; la première couche (2) étant au moins partiellement en contact avec le module électronique (7). Figure pour l’abrégé : Fig.1
Description
La présente invention concerne les dispositifs électroniques stratifiés, en particulier les dispositifs électroniques stratifiés obtenus à l’aide d’un pressage.
Actuellement, on réalise des cartes d’identification, telles que des cartes de crédit, d’identité, des permis de conduire, des cartes à des fins publicitaires, des forfaits de ski, ou des cartes de fidélité pour bénéficier de réductions, etc., à l’aide d’un dispositif électronique stratifié. Un tel dispositif comprend un module électronique intégré au sein d’un empilement de couches de matériaux. Les matériaux utilisés sont généralement des polymères thermoplastiques qui se déforment, on dit également qu’ils fluent, sous l’action d’un pressage, et plus particulièrement un pressage à chaud, appelé lamination.
En général, on assemble le module électronique avec les couches de matériaux, dont certaines peuvent contenir des informations à protéger, par exemple des informations d’identité, afin d’obtenir un dispositif électronique stratifié. Puis on presse à chaud le dispositif électronique stratifié pour fusionner les couches de matériaux afin d’obtenir un corps de carte monobloc intégrant un module électronique et des informations à protéger, appelé produit final ou stratifié fonctionnel. Le produit final permet de préserver l'intégrité du module électronique et des différentes informations inscrites sur les couches de matériau, empêchant son désassemblage et le rendant très résistant à la fraude.
Cependant, l’intégration d’un module électronique au sein d’un empilement de couches de matériaux provoque des contraintes entre le module et les couches de matériaux et crée des zones de faiblesse dans les matériaux qui sont souvent les points de départ de la rupture des matériaux. Ces contraintes peuvent avoir un impact destructeur sur les cartes, lorsque les cartes sont soumises à des contraintes mécaniques telles que l'usure quotidienne, la tension est relâchée sous la forme de fissures, et plus particulièrement de microfissures, dans les couches de matériaux entourant le module. De telles microfissures contribuent au vieillissement prématuré des cartes. Des fissurations peuvent également être accélérées par des contraintes mécaniques telles que les flexions et les torsions qui se produisent naturellement au cours de la vie de la carte.
On peut citer, par exemple, la demande de brevet américain US2015/0298389 A1 qui divulgue un procédé de protection d'un composant électrique dans une couche de support d'un stratifié fonctionnel comprend les étapes consistant à doter la couche de support d'un premier trou, d'un deuxième trou et d'une ouverture reliant les premier et deuxième trous ensemble, à positionner un composant électrique à l'intérieur du premier trou, à placer une pastille de matière plastique dans le deuxième trou, et faire s'écouler la matière de la pastille à travers l'ouverture du deuxième trou vers le premier trou, en contournant le composant électrique pour l'entourer. Mais un tel procédé est complexe, et nécessite une opération de rebouchage du premier trou pour obtenir un stratifié fonctionnel ayant un aspect lisse pour être homogène avec d’autres cartes.
On peut citer la demande de brevet européen EP3005244 A1, qui divulgue un dispositif électronique intermédiaire comprenant un corps-support muni d’une cavité, un module électronique, un espace existant à l’interface entre le module et le corps-support, et une matière souple ou élastique agencée dans le dispositif de manière à remplir ou recouvrir au moins partiellement l’espace entre le module et le corps-support. Mais il peut persister un interstice tout autour du module électronique, entre le module et le support, et le module électronique est moins bien maintenu au sein du dispositif.
On peut également citer la demande de brevet américain US2012/0201994 A1, qui divulgue un dispositif stratifié comprenant un film thermoplastique en tant que couche de substrat ; une ouverture dans la couche de substrat ; un composant fonctionnel disposé dans l’ouverture ; un film supplémentaire sur la couche de substrat ; et un matériau d’enrobage souple, élastique et résistant à la température, ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur ou égal à celui de la couche de substrat, entourant le composant fonctionnel. Mais on doit utiliser une grande quantité de matériau d’enrobage ayant un coefficient de dilatation thermique spécifique, ce qui rend le procédé de fabrication très coûteux.
Un objectif est donc de fournir des moyens pour limiter la création de fissures au sein d’un dispositif électronique stratifié, en particulier au niveau des modules électroniques intégrés au sein de tels dispositifs. Un autre objectif consiste à fournir des moyens pour maintenir le module électronique suffisamment immobile au sein du dispositif tout en limitant l’apparition de microfissures au sein du dispositif. Un autre objectif est de fournir un dispositif électronique stratifié qui soit simple à fabriquer tout en permettant de réduire les coûts de fabrication.
Selon un aspect, il est proposé un dispositif électronique stratifié, comprenant :
- une première couche d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche comprenant une cavité traversante ;
- un module électronique inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante de la première couche ; et
- une deuxième couche adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau, la deuxième couche adhésive étant au moins partiellement en contact avec la première couche et avec le module électronique.
La première couche est au moins partiellement en contact avec le module électronique.
Ainsi, en fournissant un dispositif où la première couche est au moins partiellement en contact avec le module électronique, on favorise une bonne tenue mécanique du module. La deuxième couche adhésive permet de limiter un déplacement du module électronique vers la première couche lors d’une étape de pressage à une température permettant le fluage du premier matériau, dite étape de lamination. Ainsi on limite la génération de contraintes exercées par le module électronique sur la première couche selon la direction de déplacement du module électronique. On évite de créer des contraintes selon une direction en particulier qui pourraient favoriser la création de fissures au sein de la première couche. En outre, lors du pressage, la première couche flue vers le module électronique, maintenu en position par la deuxième couche adhésive, et lorsque la première couche vient au moins partiellement au contact du module électronique, les contraintes exercées par la première couche sur le module électronique sont réparties de façon homogène autour du module électronique.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de fabrication d’un dispositif électronique stratifié, comprenant un assemblage pour obtenir un dispositif électronique stratifié, l’assemblage comprenant :
- une fourniture d’une première couche d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche comprenant une cavité traversante ;
- une insertion d’un module électronique au moins partiellement au sein de la cavité traversante de la première couche de manière que le module électronique est situé à distance de la première couche ;
- une fourniture d’une deuxième couche adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau ; et
- une mise en contact de la deuxième couche adhésive au moins partiellement avec la première couche et avec le module électronique.
Le procédé comprend, après l’assemblage, un pressage du dispositif électronique stratifié à une température permettant un fluage d’au moins le premier matériau de sorte que la première couche flue vers le module électronique afin d’être au moins partiellement mise en contact avec le module électronique.
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée de modes de réalisation et de mise en œuvre de cette dernière, illustrés par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation et de mise en œuvre de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.
- Le module électronique présente une face avant et une face arrière, la première couche présente une face avant et une face arrière, et la deuxième couche adhésive présente une face avant au moins partiellement en contact avec la face arrière du module électronique et avec la face arrière de la première couche. En plaçant une couche adhésive au moins partiellement en contact avec la face arrière du module électronique, on limite la quantité de matière en couche adhésive à utiliser.
- Le deuxième matériau a une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau. La dureté permet de limiter la déformation (ou fluage) de la deuxième couche adhésive lors du pressage, afin d’éviter que la deuxième couche adhésive ne déplace le module électronique vers la première couche selon une direction de déplacement.
- Le module électronique comprend une zone de connexion et un circuit logique couplé électriquement à la zone de connexion, le dispositif comprenant un circuit électrique comportant un fil électrique ayant une première portion couplée électriquement à la zone de connexion et une deuxième portion au moins partiellement en contact avec la première couche, le dispositif comprenant une troisième couche d’un troisième matériau en polymère thermoplastique, la troisième couche comprenant une cavité traversante de sorte que le module électronique est inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante de la troisième couche, la troisième couche étant au moins partiellement en contact avec la première couche et avec les première et deuxième portions du fil électrique. Ainsi, on peut fournir un module électronique communicant, par exemple une étiquette RFID (ou radio frequency identification en langue anglaise, c’est-à-dire identification radio fréquence).
- Le dispositif comprend une quatrième couche d’un quatrième matériau en polymère thermoplastique, la quatrième couche comprenant une cavité de sorte que le module électronique est inséré au moins partiellement au sein de la cavité de la quatrième couche, la quatrième couche étant au moins partiellement en contact avec la troisième couche et avec le module électronique, et dans lequel la troisième couche a une épaisseur supérieure ou égale à la somme des épaisseurs de la zone de connexion et de la première portion, les épaisseurs étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches. Ainsi, on limite les contraintes exercées sur la première portion du fil électrique par la quatrième couche lors du pressage.
- Le module électronique comprend une embase ayant une première face formant la face arrière du module électronique et une deuxième face opposée à la première face, la zone de connexion étant en contact avec la deuxième face, une épaisseur de la première couche étant supérieure ou égale à une épaisseur de l’embase, les épaisseurs étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches.
- La quatrième couche a une épaisseur supérieure ou égale à une différence entre une épaisseur du module électronique et la somme des épaisseurs de la première couche et de la troisième couche, les épaisseurs étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième, troisième et quatrième couches. Ainsi, on s’assure que la quatrième couche affleure ou couvre la face avant du module électronique.
- Les premier, troisième et quatrième matériaux sont à base d’un même polymère thermoplastique.
- Le dispositif comprend une couche de support d’un cinquième matériau en polymère thermoplastique, la couche de support comprenant une cavité additionnelle, la deuxième couche adhésive étant insérée au moins partiellement au sein de la cavité additionnelle et la couche de support étant au moins partiellement en contact avec la première couche.
- La deuxième couche a une épaisseur inférieure ou égale à celle de la couche de support, l’épaisseur de la deuxième couche étant mesurée selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches.
- Le module électronique présente une face avant et une face arrière, la première couche présente une face avant et une face arrière, et la deuxième couche adhésive présente une face avant, l’assemblage comprenant une mise en contact de la deuxième couche adhésive au moins partiellement avec la face arrière du module électronique et avec la face arrière de la première couche.
- Le module électronique comprend une zone de connexion et un circuit logique couplé électriquement à la zone de connexion, l’assemblage comprenant une fourniture d’un circuit électrique comportant un fil électrique ayant une première portion couplée électriquement à la zone de connexion et une deuxième portion mise en contact au moins partiellement avec la première couche, une fourniture d’une troisième couche d’un troisième matériau en polymère thermoplastique, la troisième couche comprenant une cavité traversante pour insérer le module électronique au moins partiellement au sein de la cavité traversante de la troisième couche, et une mise en contact de la troisième couche au moins partiellement avec la première couche et avec la deuxième portion de manière que la première portion est située à distance de la troisième couche, et le pressage comprend un fluage de la troisième couche vers la première portion afin d’être mise en contact au moins partiellement avec la première portion.
- L’assemblage comprend une fourniture d’une quatrième couche d’un quatrième matériau en polymère thermoplastique, la quatrième couche comprenant une cavité pour insérer le module électronique au moins partiellement au sein de la cavité de la quatrième couche, et une mise en contact de la quatrième couche au moins partiellement avec la troisième couche, la troisième couche ayant une épaisseur supérieure ou égale à la somme des épaisseurs de la zone de connexion et de la première portion, les épaisseurs étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches, la quatrième couche étant conformée pour couvrir la première portion du fil électrique, et le pressage comprend un fluage de la quatrième couche vers le module électronique afin d’être mise en contact au moins partiellement avec le module électronique.
- L’assemblage comprend une fourniture d’une couche de support d’un cinquième matériau en polymère thermoplastique, et la couche de support couvre une face arrière de la deuxième couche adhésive et au moins partiellement la face arrière de la première couche.
On entend par un matériau, un film, une couche, « à base » d’un matériau A, un matériau, un film, une couche comprenant ce matériau A uniquement ou ce matériau A et éventuellement d’autres matériaux.
Sur la , on a représenté un dispositif électronique stratifié 1, en particulier un dispositif fonctionnel après avoir réalisé une étape de pressage. On entend par dispositif fonctionnel, un dispositif 1 près à être utilisé, le dispositif 1 étant de préférence une carte d’identification, telle une carte de crédit, d’identité, de permis de conduire, une carte à des fins publicitaires, un forfait de ski, ou une carte de fidélité pour bénéficier de réductions, etc. Le dispositif 1 est dit stratifié car il comporte un empilement de plusieurs couches 2 à 6. Le dispositif 1 comprend au moins un module électronique 7 inséré au sein des couches 2 à 6.
De façon générale, le dispositif 1 comprend au moins une première couche 2 d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche 2 comprenant une cavité traversante 8. La première couche 2 est destinée à former un support pour le module électronique 7. Le matériau en polymère thermoplastique est un matériau apte à fluer sous l’effet d’un pressage, en particulier un pressage à une température spécifique. Par exemple, le matériau en polymère thermoplastique peut être à base de polycarbonate. Dans ce cas, la température spécifique utilisée lors du pressage peut être comprise entre 165 °C et 190 °C.Par ailleurs, le module électronique 7 est inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante 8 de la première couche 2. Le fluage des couches 2, 4 à 6 permet, notamment, de combler les interstices entre le module électronique 7 et les différentes couches 2, 4 à 6, dites couches de support, lors de la fabrication du dispositif 1.
Plus particulièrement, le dispositif 1 comprend une deuxième couche 3 adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau, de préférence strictement supérieure à celle du premier matériau. La deuxième couche 3 adhésive est au moins partiellement en contact avec la première couche 2 et avec le module électronique 7. La deuxième couche 2 adhésive est configurée pour maintenir le module électronique 7 immobile lors de l’étape de pressage. En effet, le pressage entraîne un fluage des couches 2, 4 à 6 qui pourraient déplacer le module 7 et entrainer la création de zones de faiblesse. La deuxième couche 3 peut éventuellement fluer légèrement lors de l’étape de pressage, mais le matériau de la deuxième couche 3 est choisi de sorte que la deuxième couche 3 flue moins que les autres couches 2, 4 à 6 du dispositif 1. Le positionnement de la deuxième couche 3 adhésive en contact à la fois avec le module 7 et la première couche 2, permet de maintenir le module électronique immobile 7 tout en permettant à la première couche 2 de fluer vers le module électronique 7 lors du pressage. Ainsi, on obtient un dispositif 1 dans lequel la première couche 2 est au moins partiellement en contact avec le module électronique 7. Ce qui permet de favoriser le maintien du module électronique 7 en position au sein du dispositif 1.
Par exemple, le deuxième matériau est à base de polyamide. En outre, le deuxième matériau peut avoir une force de collage supérieure ou égale 14 N/mm2. On entend par force de collage, la force nécessaire à exercer sur le deuxième matériau pour le séparer d’un support sur lequel il est collé. En d’autres termes, la force nécessaire correspond à une force de cisaillement.
De façon générale, le dispositif 1 comprend plusieurs couches 2 à 6, disposées les unes sur les autres, selon un axe principal X. Par ailleurs, le module électronique7 présente une face avant 10 et une face arrière 11, la première couche 2 présente une face avant 12 et une face arrière 13, et la deuxième couche 3 adhésive présente une face avant 14 et une face arrière 15. Plus particulièrement, la face avant 14 de la deuxième couche 3 adhésive est au moins partiellement en contact avec la face arrière 11 du module électronique 7 et avec la face arrière 13 de la première couche 2. Préférentiellement, la surface de la face avant 14 de la deuxième couche adhésive 3 est strictement supérieure à la surface de la face arrière 11 du module électronique 7. En d’autres termes, la deuxième couche adhésive 3 couvre la face arrière 11 du module électronique 7. Lorsque le dispositif 1 comporte les deux premières couches 2, 3, l’axe principal X passe, successivement, par la deuxième couche 3 et la première couche 2. Lorsque le dispositif 1 comporte plusieurs couches 2 à 6, l’axe principal X passe, successivement, par la deuxième couche 3 et la première couche 2, la troisième couche 4 et la quatrième couche 5. En d’autres termes, l’axe principal X est perpendiculaire aux plans dans lesquels s’étendent principalement les faces 12, à 15 des première et deuxième couches 2, 3. Plus particulièrement, l’axe principal X est perpendiculaire aux plans dans lesquels s’étendent principalement les faces des couches 2 à 6 du dispositif 1.
Avantageusement, le deuxième matériau de la deuxième couche adhésive 3 a une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau de la première couche 2, afin, notamment, de maintenir le module électronique 7 immobile lors du pressage du dispositif 1. En outre, la dureté du matériau de la deuxième couche 3 permet de limiter son fluage, lors du pressage, et ainsi d’améliorer le maintien du module électronique 7 en position. Par exemple, on peut réaliser la deuxième couche en polyamide ayant un une dureté comprise entre 80 et 100 Shore D. L’unité Shore D est une échelle de mesure de la dureté des matériaux, c’est-à-dire la mesure de la résistance d’un matériau à la pénétration. L’échelle Shore D est réalisée à partir d’un instrument qui permet de mesurer la profondeur d’enfoncement d’un pénétrateur par application sur le matériau. Par ailleurs, on peut réaliser la première couche 2 en polycarbonate ayant une dureté comprise entre 60 et 78 Shore D .
Selon un autre avantage, le module électronique 7 comprend une zone de connexion 20 et un circuit logique 21 couplé électriquement, par une connexion conductrice 22 à la zone de connexion 20. En outre, le dispositif 1 comprend un circuit électrique 23 comportant un fil électrique 24 ayant une première portion 25 couplée électriquement à la zone de connexion 20 et une deuxième portion 26 au moins partiellement en contact avec la première couche 2. En particulier, la première portion 25 est connectée directement à la zone de connexion 20. La deuxième portion 26 est placée en contact avec la première couche 2, par exemple la deuxième portion 26 pénètre en partie dans la première couche 2, comme illustré sur les figures 1 ; 4 à 11. Par ailleurs, le dispositif 1 comprend une troisième couche 4 d’un troisième matériau en polymère thermoplastique pour intégrer le circuit électrique 23. La troisième couche 4 comporte une face avant 27 et une face arrière 28. La troisième couche 4 comprend, en outre, une cavité traversante 9 de sorte que le module électronique 7 est inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante 9 de la troisième couche 4. En d’autres termes, la cavité traversante 9 de la troisième couche 4 est placée en vis-à-vis, ou en regard, de la cavité traversante 8 de la première couche 2. La troisième couche 4 est au moins partiellement en contact avec la première couche 2 et avec les première et deuxième portions 25, 26 du fil électrique 24. Le circuit électrique 24 peut être une antenne, et on fournit ainsi un dispositif 1 comprenant un module électronique 7 communicant, par exemple une étiquette RFID.
Par ailleurs, la deuxième couche 3 peut avoir une épaisseur E3 inférieure ou égale à celle E2 de la première couche 2. Les épaisseurs E2, E3 des première et deuxième couches 2, 3 étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches 2 à 4, en particulier selon l’axe principal X. Préférentiellement, l’épaisseur E3 de la deuxième couche 3 est strictement inférieure à celle de la première couche 2, ainsi on peut diminuer la quantité du deuxième matériau à utiliser, par rapport à celle du premier matériau.
Selon un autre avantage, le module électronique 7 comprend une embase 30 ayant une première face formant la face arrière 14 du module électronique 7 et une deuxième face 31 opposée à la première face. Le module électronique 7 peut comprendre un boitier 39 au sein duquel le circuit logique 21 est intégré. Le boitier 39 fait saillie de la deuxième face 31 du module électronique 7. La zone de connexion 20 est en contact avec la deuxième face 31. De préférence, l’épaisseur E2 de la première couche 2 est supérieure ou égale à une épaisseur Ee de l’embase 30, les épaisseurs E2, Ee étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches 2 à 4, en particulier selon l’axe principal X, comme illustré sur la .
Par ailleurs, le dispositif 1 peut comprendre une quatrième couche 5 d’un quatrième matériau en polymère thermoplastique, la quatrième couche 5 comprenant une face avant 60 et une face arrière 61. La quatrième couche 5 présente des faces avant et arrière 60, 61 ayant des surfaces non continues. En d’autres termes, la quatrième couche 5 comprend une cavité 62 de sorte que le module électronique 7 est inséré au moins partiellement au sein de la cavité 62 de la quatrième couche 5. La cavité 62 de la quatrième couche 5 peut être traversante ou borgne. En outre, la quatrième couche 5 est au moins partiellement en contact avec la troisième couche 4 et avec le module électronique 7. La quatrième couche 5 a une épaisseur E5 supérieure ou égale à une différence entre une épaisseur du module électronique 7 et la somme des épaisseurs de la première couche E2 et de la troisième couche E4, les épaisseurs étant mesurées selon l’axe principal X. C’est-à-dire que E5 = Em – (E2+E4), où Em correspond à l’épaisseur du module électronique 7 mesurée selon l’axe principal X. Comme illustré sur les figures 1, 6, 7, et 9 à 11, la face avant 60 de la quatrième couche 5 affleure la face avant 10 du module électronique 7. L’épaisseur E5 de la quatrième couche 5 est mesurée selon un axe passant par les première, deuxième, troisième et quatrième couches 2 à 5, en particulier selon l’axe principal X.
En outre, la troisième couche 4 a une épaisseur E4 supérieure ou égale à la somme des épaisseurs de la zone de connexion 20 et de la première portion 25 du fil électrique 24, les épaisseurs étant mesurées selon l’axe principal X. Ainsi, on limite les contraintes exercées par la quatrième couche 5 sur la première portion 25 lors du fluage de la quatrième couche 5 pendant le pressage.
En particulier, la face avant 27 de la troisième couche 4 est au moins partiellement en contact avec la face arrière 61 de la quatrième couche 5.
Les premier, troisième et quatrième matériaux peuvent être à base d’un même polymère thermoplastique, de préférence en polycarbonate, et plus préférentiellement en polycarbonate ayant une dureté comprise entre 75 et 85 Shore D, afin de simplifier la fabrication du dispositif 1. Avantageusement, le deuxième matériau a une dureté strictement supérieure à celles des premier, troisième et quatrième matériaux.
Avantageusement, le dispositif 1 comprend une couche de support 6 d’un cinquième matériau en polymère thermoplastique. De préférence, le cinquième matériau est à base du même matériau que celui des première, troisième et quatrième couches 2, 4 et 5. La couche de support 6 présente des faces avant et arrière pouvant être continues de manière à couvrir la face arrière 15 de la deuxième couche adhésive 3 et au moins partiellement la face arrière 13 de la première couche 2, comme illustré à la . En variante, la couche de support 6 peut comprendre une cavité additionnelle 63 traversante ou borgne, pour insérer au moins partiellement la deuxième couche 3 adhésive. La cavité additionnelle 63 peut être borgne, comme illustré aux figures 1, 7 et 9, lorsque la face avant de la couche de support 6, c’est-à-dire la face au moins partiellement en contact avec la face arrière 13 de la première couche 2, est continue. Dans ce cas, la couche de support 6 est au moins partiellement en contact avec la première couche 2. En variante, comme illustré sur la , la cavité additionnelle 63 est traversante et la deuxième couche 3 adhésive est au moins partiellement insérée dans la cavité additionnelle 63.
Sur les figures 2 à 7, on a représenté les principales étapes d’un procédé de fabrication du dispositif électronique stratifié 1 tel que défini ci-avant. De façon générale, le procédé comprend un assemblage pour obtenir un dispositif électronique stratifié 1. L’assemblage comprend une fourniture de la première couche 2 d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche 2 comprenant une cavité traversante 8, une fourniture du module électronique 7 et la fourniture de la deuxième couche 3 adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau, comme illustré sur la . L’assemblage comprend en outre une insertion du module électronique 7 au moins partiellement au sein de la cavité traversante 8 de la première couche 2 de manière que le module électronique 7 est situé à distance de la première couche 2. En d’autres termes, il existe un espace 65 entre le module 7 et la première couche 2. Puis, l’assemblage comprend une mise en contact de la deuxième couche 3 adhésive au moins partiellement avec la première couche 2 et avec le module électronique 7. Par exemple, le module 7 peut être monté sur la face avant 14 de la deuxième couche 3, puis la deuxième couche 3 est mise en contact avec la première couche 2. L’assemblage peut ensuite comprendre un placement des portions 25, 26 du fil électrique 24 sur la première couche 2 et la zone de connexion 20, illustré aux figures 4 et 8. Par exemple, on peut souder la première portion 25 sur la zone de connexion 20. On peut, ensuite, placer la troisième couche 4 au moins partiellement en contact avec la première couche 2. De préférence, on met au moins partiellement en contact la face arrière de la troisième couche 4 avec la face avant de la première couche 2, comme illustré sur la . On peut, en outre, mettre la quatrième couche 5 au moins partiellement en contact avec la troisième couche 4, comme illustré sur la . Selon un mode de mise en œuvre, illustré à la , la troisième couche 4 a une épaisseur E4 supérieure ou égale à la somme des épaisseurs de la zone de connexion 20 et de la première portion 25 du fil électrique 24. Ainsi, la quatrième couche 5 peut être en contact avec la première portion 25 du fil électrique 24, en étant posée sur la première portion 25. De préférence, la troisième couche 4 a une épaisseur E4 strictement supérieure à la somme des épaisseurs de la zone de connexion 20 et de la première portion 25 du fil électrique 24. Dans ce cas, la première portion 25 est située à distance de la face arrière 61 de la quatrième couche 5, c’est-à-dire que la quatrième couche 5 n’est pas en contact avec la première portion 25. Ainsi, on limite davantage les contraintes exercées sur la première portion 25 par la quatrième couche 5 lors du pressage. Ce qui permet un meilleur fluage de la quatrième couche 5 vers le module électronique 7 pour couvrir plus facilement la première portion 25 du fil électrique 24. Avantageusement, l’assemblage peut comprendre une mise en contact au moins partiellement, de la couche de support 6 avec la première couche 2, comme illustré sur la .
Le procédé comprend, après l’assemblage, un pressage du dispositif électronique stratifié 7 à une température permettant un fluage d’au moins le premier matériau de sorte que la première couche 2 flue vers le module électronique 7 afin d’être au moins partiellement mise en contact avec le module électronique 7. Avantageusement, la température spécifique permet en outre le fluage des matériaux des première, troisième, quatrième et cinquième couches 2, 3 à 5, ainsi que le fluage du matériau de la couche de support 6. En d’autres termes, la température spécifique est choisie de façon à être au moins supérieure ou égale à la valeur maximum des températures de fluage de chacun des premier, troisième à cinquième matériaux.
Sur la , on a représenté un dispositif 1 avant l’étape de pressage, comprenant une couche supplémentaire 70 d’un matériau, de préférence identique à celui de la première couche 2, pour couvrir le module électronique 7. La couche supplémentaire 70 a des faces avant et arrière ayant des surfaces continues pour couvrir le module électronique 7 et la face avant 60 de la quatrième couche 5. En outre, la troisième couche 4 est située à distance de la première portion 25 du fil 24. Par exemple, la première couche 2 présente un bord interne 80 formant la cavité traversante 8 de la première couche 2, la troisième couche 4 présente un bord interne 81 formant la cavité traversante 9 de la troisième couche 4, les bords internes 80, 81 pouvant être décalés selon l’axe principal X, comme illustré sur les figures 5 à 7, et 9 à 11, ou être alignés selon l’axe principal X. De préférence, la troisième couche 4 est située à distance de la première portion 25 pour éviter d’exercer des contraintes sur la première portion 25 lors du fluage de la troisième couche 4. La première portion 25 est insérée au moins partiellement au sein de la cavité traversante 9 de la troisième couche 4. Dans ce cas, on favorise le fluage de la troisième couche 4 et de la quatrième couche 5 pour couvrir la première portion 25 du fil 24.
Selon encore une variante, la cavité traversante 9 de la troisième couche 4 a un diamètre supérieur ou égal à celui de la cavité traversante 8 de la première couche 2. Les diamètres sont mesurés selon un axe perpendiculaire à l’axe principal X.
Sur la , on a représenté un dispositif 1 avant l’étape de pressage, dans lequel la quatrième couche 5 comprend une cavité supplémentaire 100, c’est-à-dire que les faces avant et arrière 60, 61 de la quatrième couche 5 ne sont pas continues. Sur la , on a représenté un dispositif 1 avant pressage dans lequel la couche de support 6 comprend une cavité traversante 63 pour insérer au moins partiellement la deuxième couche 3 adhésive.
Claims (15)
- Dispositif électronique stratifié, comprenant :
- une première couche (2) d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche (2) comprenant une cavité traversante (8) ;
- un module électronique (7) inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante (8) de la première couche (2) ; et
- une deuxième couche (3) adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau, la deuxième couche (3) adhésive étant au moins partiellement en contact avec la première couche (2) et avec le module électronique (7) ;
- Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le module électronique (7) présente une face avant (10) et une face arrière (11), la première couche (2) présente une face avant (12) et une face arrière (13), et la deuxième couche (3) adhésive présente une face avant (14) au moins partiellement en contact avec la face arrière (11) du module électronique (7) et avec la face arrière (13) de la première couche (2).
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième matériau a une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module électronique (7) comprend une zone de connexion (20) et un circuit logique (21) couplé électriquement à la zone de connexion (20), le dispositif comprenant un fil électrique (24) ayant une première portion (25) couplée électriquement à la zone de connexion (20) et une deuxième portion (26) au moins partiellement en contact avec la première couche (2), le dispositif comprenant une troisième couche (4) d’un troisième matériau en polymère thermoplastique, la troisième couche (4) comprenant une cavité traversante (9) de sorte que le module électronique (7) est inséré au moins partiellement au sein de la cavité traversante (9) de la troisième couche (4), la troisième couche (4) étant au moins partiellement en contact avec la première couche (2) et avec les première et deuxième portions (25, 26) du fil électrique (24).
- Dispositif selon la revendication précédente, comprenant une quatrième couche (5) d’un quatrième matériau en polymère thermoplastique, la quatrième couche (5) comprenant une cavité (62) de sorte que le module électronique (7) est inséré au moins partiellement au sein de la cavité (62) de la quatrième couche (5), la quatrième couche (5) étant au moins partiellement en contact avec la troisième couche (4) et avec le module électronique (7), et dans lequel la troisième couche (4) a une épaisseur (E4) supérieure ou égale à la somme des épaisseurs de la zone de connexion (20) et de la première portion (25), les épaisseurs étant mesurées selon un axe (X) passant par les première, deuxième et troisième couches (2 à 4).
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 à 5, dans lequel le module électronique (7) comprend une embase (30) ayant une première face formant la face arrière (11) du module électronique (7) et une deuxième face (31) opposée à la première face, la zone de connexion (20) étant en contact avec la deuxième face (31), une épaisseur (E2) de la première couche (2) étant supérieure ou égale à une épaisseur (Ee) de l’embase (30), les épaisseurs (E2, Ee) étant mesurées selon un axe passant par les première, deuxième et troisième couches (2 à 4).
- Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel la quatrième couche (5) a une épaisseur (E5) supérieure ou égale à une différence entre une épaisseur du module électronique (7) et la somme des épaisseurs de la première couche (E2) et de la troisième couche (E4), les épaisseurs étant mesurées selon un axe (X) passant par les première, deuxième, troisième et quatrième couches (2 à 5).
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premier, troisième et quatrième matériaux sont à base d’un même polymère thermoplastique.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une couche de support (6) d’un cinquième matériau en polymère thermoplastique, la couche de support (6) comprenant une cavité additionnelle (63), la deuxième couche (3) adhésive étant insérée au moins partiellement au sein de la cavité additionnelle (63) et la couche de support (6) étant au moins partiellement en contact avec la première couche (2).
- Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième couche (3) a une épaisseur (E3) inférieure ou égale à celle de la couche de support (6), l’épaisseur (E3) de la deuxième couche (3) étant mesurée selon un axe (X) passant par les première, deuxième et troisième couches (2 à 4).
- Procédé de fabrication d’un dispositif électronique stratifié, comprenant un assemblage pour obtenir un dispositif électronique stratifié (1), l’assemblage comprenant :
- une fourniture d’une première couche (2) d’un premier matériau en polymère thermoplastique, la première couche (2) comprenant une cavité traversante ;
- une insertion d’un module électronique (7) au moins partiellement au sein de la cavité traversante de la première couche (2) de manière que le module électronique (7) est situé à distance de la première couche (2) ;
- une fourniture d’une deuxième couche (3) adhésive d’un deuxième matériau ayant une adhérence supérieure à celle du premier matériau ; et
- une mise en contact de la deuxième couche (3) adhésive au moins partiellement avec la première couche (2) et avec le module électronique (7) ;
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le module électronique (7) présente une face avant et une face arrière, la première couche (2) présente une face avant et une face arrière, et la deuxième couche (3) adhésive présente une face avant, l’assemblage comprenant une mise en contact de la deuxième couche (3) adhésive au moins partiellement avec la face arrière du module électronique (7) et avec la face arrière de la première couche (2).
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le module électronique (7) comprend une zone de connexion et un circuit logique couplé électriquement à la zone de connexion, l’assemblage comprenant une fourniture d’un fil électrique (24) ayant une première portion couplée électriquement à la zone de connexion et une deuxième portion mise en contact au moins partiellement avec la première couche (2), une fourniture d’une troisième couche (4) d’un troisième matériau en polymère thermoplastique, la troisième couche (4) comprenant une cavité traversante pour insérer le module électronique (7) au moins partiellement au sein de la cavité traversante de la troisième couche (4), et une mise en contact de la troisième couche (4) au moins partiellement avec la première couche (2) et avec la deuxième portion de manière que la première portion est située à distance de la troisième couche (4), et le pressage comprend un fluage de la troisième couche (4) vers la première portion afin d’être mise en contact au moins partiellement avec la première portion.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’assemblage comprend une fourniture d’une quatrième couche (5) d’un quatrième matériau en polymère thermoplastique, la quatrième couche (5) comprenant une cavité pour insérer le module électronique (7) au moins partiellement au sein de la cavité de la quatrième couche (5), et une mise en contact de la quatrième couche (5) au moins partiellement avec la troisième couche (4), la troisième couche (4) ayant une épaisseur (E4) supérieure ou égale à la somme des épaisseurs de la zone de connexion (20) et de la première portion (25), les épaisseurs étant mesurées selon un axe (X) passant par les première, deuxième et troisième couches (2 à 4), la quatrième couche (5) étant conformée pour couvrir la première portion du fil électrique (24), et le pressage comprend un fluage de la quatrième couche (5) vers le module électronique (7) afin d’être mise en contact au moins partiellement avec le module électronique (7).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel l’assemblage comprend une fourniture d’une couche de support (6) d’un cinquième matériau en polymère thermoplastique, et la couche de support (6) couvre une face arrière (15) de la deuxième couche (3) adhésive et au moins partiellement la face arrière de la première couche (2).
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