WO2001018862A1 - Micromodule electronique et procede de fabrication et d'integration de tels micromodules pour la realisation de dispositifs portatifs - Google Patents

Micromodule electronique et procede de fabrication et d'integration de tels micromodules pour la realisation de dispositifs portatifs Download PDF

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micromodule
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support
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Olivier Brunet
Philippe Patrice
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Definitions

  • the present invention relates to the field of electronic components intended to be integrated into a support, the latter possibly being for example the body of a smart card. More particularly, the invention relates to a method of producing a sub-assembly, called a micromodule, comprising one or more electronic components (for example a chip) and means of contact between the component (s) and corresponding contacts a communication interface.
  • a sub-assembly called a micromodule
  • the communication interface allows an exchange of data between the chip and the outside. This exchange can take place by means of ohmic contacts formed on parts of the communication interface located around the chip to connect the latter electrically to a card reader or the like, and / or by means of an antenna.
  • the communication interface includes an integrated antenna associated with the device so as to allow an exchange of data between the chip and a remote terminal over the air.
  • FIG. 1 An example of a micromodule is shown in FIG. 1.
  • This module 15 is produced by bonding an integrated circuit chip 1 to a dielectric support sheet 3, with the active face 1a of the exposed chip.
  • the dielectric sheet 3 is itself disposed on a contact grid 5 of a metallic plate of nickel-plated and gilded copper.
  • Connection wells 7 are formed in the dielectric sheet 3 and contact wires 9 connect the contact pads of the grid to contact pads corresponding 11 on the active face of the chip via the connection wells 7.
  • a drop of encapsulation resin 13, based on epoxy protects the chip 1 and the contact wires 11 welded.
  • the module 15 is then cut and then inserts into the cavity of a previously decorated card body. This last operation is carried out by bonding the micromodule.
  • micromodule 15 is only co__e on the portions in the vicinity of these fax ioords that it is relatively easy to take off the micromodule, to reuse it in a roundabout way, for example by transposing it onto another card to fraudulent purposes.
  • the thickness of the module 15 produced in accordance with FIG. 1 has a large thickness due to the encapsulation 13 of the loops of conductive wire 11.
  • a first object of the present invention is to propose a method of manufacturing an electronic device comprising a micromodule bonded to a body, the micromodule comprising a support film carrying an electronic chip connected to a communication interface, with contact and / or antenna, by connection zones, the method being characterized in that - a thin, flexible and flexible chip is provided for the chip wide, and
  • connection areas are arranged on the face of the support film intended to be bonded to the body so that this face has a generally substantially flat surface.
  • the chip is interposed between the film and its support.
  • an adhesive is interposed between the face of the chip facing the body and the latter provides great security against possible attempts to remove the chip for fraudulent purposes. Indeed, the breakout force made necessary will always result in the destruction of the chip.
  • the technique according to the present invention makes it possible to use one or more chips, the total area of which can be almost equal to that of the micromodule itself.
  • substantially planar it will be understood that the face of the module is such that it can be bonded by an adhesive layer on a single plane.
  • the surfaces which have a drop of the order of 100 microns are to be considered as substantially flat in the context of the invention.
  • the communication interface When the communication interface is of the contact type, it has turned connection pads to the outside allowing ohmic contact with corresponding contact pads of a reader.
  • the communication interface When the communication interface is of the contactless type, it comprises an antenna connected to at least one input of the chip allowing the exchange of signals remotely vis-à-vis an external communication device.
  • the antenna can then be located on one or the other of the faces of the support film.
  • the method may have one or a plurality of the following characteristics, to the extent of their compatibility: the chip has an area greater than
  • the chip has a thickness less than about 100 microns;
  • the support is a thin dielectric film comprising at least one recess intended to house the chip over at least part of its thickness;
  • the chip is placed on a surface portion of the support located in the general plane of one of the faces of the latter;
  • the face of the micromodule intended to adhere to the body has a flatness such that it has no elevation exceeding 50 microns;
  • the adhesive covers at least a portion of the surface of the chip and / or of its connections to make them adhere to said body;
  • the adhesive is interposed between the entire face of the micromodule facing the body and the latter.
  • the micromodule is housed in a body cavity provided for this purpose; the surface portion of the body intended to receive the micromodule comprises a single plane;
  • the connection zones pass through the support film by wells formed in the latter; the connections between the chip and the communication interface are made by a printing process by means of at least one conductive material ejection head; at least one continuous conductive track is formed between a contact pad of the chip and a corresponding contact pad of the communication interface; - prior to the formation of the conductive track (s), a layer of insulating material is formed at their location, with the exception of their connection points of the chip, by a printing process using at least one insulating material ejection head; a protective film is deposited on at least part of the face (26a) of the support (26) intended to be bonded to the body (2);
  • the invention also relates to a method of manufacturing electronic devices, in particular chip cards or electronic labels comprising at least one chip secured to one face of said device, comprising method steps according to any one of the aforementioned characteristics.
  • the invention also relates to a micromodule intended to be bonded to a body, the micromodule comprising a support film carrying an electronic chip connected to a communication interface, with contacts or with antenna, by connection zones (46), characterized in that : the chip is a thin, flexible and very wide chip, and
  • the chip and the connection areas are arranged on the face of the support film so that the face of the micromodule on the chip side has a generally substantially flat surface.
  • the micromodule chip may have a surface has about 0.5 cm2, and a thickness of less than about 100 microns.
  • the support can be a thin dielectric film comprising at least one recess intended to accommodate the chip over at least part of its thickness.
  • the recess can be through or not.
  • the chip can be placed on a surface portion of the support located in the general plane of one of the faces of the latter.
  • the face of the micromodule intended to adhere to the body has a flatness such that it has no difference in height exceeding 50 microns.
  • the communication interface of the chip can be connected to the chip by respective conductive tracks, each passing through the support film by a well passing through the latter.
  • the conductive track (s) is located on a layer of insulating material, at least part of which is deposited on a portion of the chip.
  • the micromodule includes a protective film on at least part of the face of the support intended to be glued to the body.
  • connection zones and / or the protective film may consist of dots of material obtained by and drops of material.
  • the dots of material have a resolution greater than or equal to 60 dots per inch.
  • the invention also relates to an electronic device comprising a body to which a micromodule is bonded according to one or more of the above characteristics.
  • the body may include a cavity in which the micromodule is housed.
  • the micromodule can be glued onto a surface portion of the body having a single plane.
  • the adhesive can be interposed between the entire face of the micromodule facing the body and the latter.
  • the device can be a smart card, an electronic label, or any other intelligent object.
  • the technique according to the present invention makes it possible in particular to use chips of large dimensions, for example 0.5 cm or more and of small thickness, for example equal to or less than 100 microns.
  • the micromodule is housed in a body cavity provided for this purpose.
  • the surface portion intended to receive the micromodule preferably comprises a single plane, which can be produced in a body cavity.
  • the face of the micromodule intended to adhere to the body has a flatness such that it has no difference in height exceeding 50 microns.
  • the chip can be secured to the support of its micromodule also by bonding.
  • the latter may be a thin dielectric film comprising at least one window in the form of a recess intended to accommodate the chip over at least part of its thickness, so that the exposed face of the chip vis-à-vis its micromodule is located substantially in the general plane of the face of the latter.
  • the chip is secured to a portion of the support lying in the general plane of the latter.
  • These contact pads can be located on a face of the support opposite the face to which the chip is secured; they can then be connected to the chip via respective connection wells.
  • the contact pads are preferably connected to the chip by respective conductive tracks, each passing through the support by a well passing through the latter.
  • connections are made between the chip and the contact pads by a printing process by means of at least one head for ejecting conductive material.
  • the ejection of conductive material advantageously forms at least one continuous conductive track between a contact pad of the chip and a corresponding contact pad.
  • a layer of insulating material Prior to the formation of the conductive track (s), a layer of insulating material can be formed at their location by a printing process by means of at least one insulating material ejection head.
  • a protective film can be deposited on at least part of the face of the support intended to be glued to the body.
  • the invention also relates to a method for manufacturing electronic devices, in particular smart cards or electronic labels comprising at least one chip secured to one face of the device, the method being characterized in that it comprises method steps coming from 'be described, possibly with the optional possibilities mentioned.
  • the invention also relates to a micromodule comprising at least one chip intended to be secured to a body, by interposition of an adhesive between at least a surface portion of the micromodule and a surface portion of said body, said chip being secured to a film.
  • support and being connected to connection zones characterized in that - said chip is a thin, flexible and very wide chip, and said chip and the connection zones are arranged on said support film so that the face of the micromodule intended to adhere to the body has a generally planar general surface.
  • connection zones and / or the protective film of the micromodule may consist of dots of material obtained by jet of material drops, the dots of material may have a resolution greater than or equal to 60 dots per inch.
  • the invention also relates to an electronic device such as a smart card, an electronic label or other “intelligent” object comprising a body to which a micromodule is stuck as described, including in its possible variants.
  • FIG. 2 is a partial plan view of a wafer from the so-called insulating silicon technology used in the embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a sectional view along the line II-II 'of Figure 2;
  • FIGS. 4a to 4d are three-quarter views showing the arrangement of a chip, its support with which it constitutes a micromodule, and a smart card body according to the embodiment of one invention;
  • FIG. 5 is a sectional view along the axis V-V ⁇ e Figure 4b;
  • FIG. 6 is a partial perspective view of a chain forming the interconnections between the chip and contact pads within a micromodule
  • FIG. 7 is a schematic representation of the complete chain shown in Figure 6; - Figures 8a, 8b and 8c are sectional views showing the evolution of the manufacture of micromodules after passing under the print heads of Figure 7; - Figure 9 is a three-quarter view of a micromodule at the end of the manufacturing according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a three-quarter view of a micromodule at the end of the manufacture according to a variant of the embodiment of FIG. 9.
  • Figure 2 is a partial view of a wafer 12 of chips 1 from SOI technology as described in the aforementioned patent document.
  • the chips 1 are arranged in rows on an insulating protective substrate 4, typically glass, which constitutes the body of the wafer 12.
  • This insulating substrate 4 is used inter alia to protect the chips 1 which are flexible due to their great thinness .
  • Each chip 1 is retained on the protective glass substrate 4 by adhesive pads 6.
  • These adhesive pads 6 are constituted by small rectangular areas, turned at 45 ° relative to the ribs of the chips 1 and placed on the respective corners of each chip, so that outside the periphery of the wafer 12, an adhesive pad 6 covers four corners joined with four different chips.
  • FIG. 3 is a view in partial section along the axis I-I 'of FIG. 2, which shows the structure of an assembly composed of a chip 1, adhesive pads 6 and the glass substrate 4.
  • the chip 1 has, towards one or more of its edges, electrical contact pads 8 (hereinafter referred to as contact pads) which make it possible to connect the circuit produced on the chip 1 with the outside.
  • contact pads electrical contact pads 8
  • each contact pad is produced by a boss 8, more generally known by the English term "bump".
  • the bosses 8 of the chip 1 constitute protrusion points from one or the other of the faces of the chip 1, allowing the necessary interconnections.
  • the bosses 8 are formed on the face 1a of the chip 1 which faces the protective glass substrate 4, in accordance with the embodiments described.
  • the bosses 8 can just as easily be formed on the side 1b of the chip 1 facing outwards vis-à-vis the protective substrate, by means of a simple inversion of the chip during its removal from the latter.
  • bosses 8 have a substantially ogival shape, but any other form of relief can be envisaged. It is also possible to implement the invention using as contacts on the chip not bosses 8, but conductive pads lying substantially in the same plane of one of the faces of the chip 1, as well that facing the protective substrate than that facing the outside.
  • Figures 4a to 4d show on the one hand the arrangement of the chip 1 from the assembly of Figure 2 in a contact support 26, 28, the whole forming a micromodule 10, and on the other hand the arrangement of the latter in a card body 22 in accordance with a preferred embodiment of the invention.
  • the chip 1 is shown in Figure 4a stripped of its protective substrate 4 and the adhesive pads 6 (see Figure 3).
  • the thus stripped chip is housed in a window 24 forming a recess in the thickness e3 of its contact support 26, 28 (FIG. 4b).
  • the latter consists of a dielectric film 26 on which is deposited a conductive layer in a pattern forming contact pads 28 ( Figure 4c).
  • Each contact pad 28 is intended to be electrically connected to a respective contact pad 8 of the chip 1.
  • the window 24 is produced on the face 26a of the film opposite the face 26b carrying the contact pads 28. It is of dimensions slightly greater than those of the chip and of a depth e2 comparable to the thickness el of the chip. In the example illustrated, the depth e2 of the window 24 is substantially equal to the thickness el of the chip and less than the thickness e3 of the dielectric film 26. In this way, the chip 1 is completely contained in the mass of the dielectric film and is isolated from the contact pads 28.
  • the chip 1 is placed in the window 24 with its active face 1a (that is to say the face containing the contact pads 8) facing outwards from the window.
  • chip 1 is bonded to the portion of the surface of the dielectric film 26 forming the bottom of the window 24 by interposition of a thin film of adhesive 30. This can be deposited either on the contact face lb (FIG. 4a) of the chip, or on the bottom surface of window 24.
  • the dielectric film 26 a heat-activatable material, known by the Anglo-Saxon name of "hot melt"
  • This approach is preferable insofar as it reduces the time required for the placement of the chips in their respective windows and makes it possible to dispense with the use of a specific adhesive.
  • the chip 1 is inserted into the window 24 while it is still retained on the glass substrate 4 by the adhesive pads 6.
  • a pulling or peeling force is exerted on the level of the glass substrate 4 in order to separate it from the chip 1, the retention force of the chip in the window 24 being greater than that of the adhesive pads 6.
  • the contact pads 8 of the chip 1 thus housed in the window 24 are connected to their respective contact pads 28 formed on the back (face 26b) of the dielectric film 26.
  • connection well 32 is provided for each contact pad 8 in the dielectric film (FIG. 4b), each well being placed outside the window 24 and directly above a respective contact pad 8. As shown in Figure 5, each connection well 32 crosses the entire thickness of the dieiect ⁇ que film in order to expose a portion of surface a corresponding contact pad 28.
  • the chip 1 has two rows of three contact pads 8, each located near the long edges of the chip.
  • two rows of three connection wells 32 are formed each on portions of the dielectric film 26, near the respective long edges of the window 2.
  • each passage path is covered by a deposit of conductive material in order to ensure the electrical connection between the contact pads 8 of the chip and the corresponding contact pads 28.
  • this deposition of material is carried out by a technique of printing by controlled jet of material, like the printing techniques by and ink.
  • the micromodule 10 formed by the chip 1 and its support 26, 28 is subjected to successive material printing operations according to a predetermined pattern for: - first depositing a track of insulating material on the edges of the chip in order to cover the edges of the chip, and in particular the edges.
  • this deposition is carried out over the entire perimeter of the chip for reasons related to manufacturing techniques, although the presence of the insulating material is necessary only on the surface portions of the chip capable of being covered by the conductive tracks.
  • the portions of the chip covered by the insulating material terminate, on the inner edge, at the level of the connection pads of the chip, so as not to cover these.
  • Each contact pad 8 is then correctly connected with its corresponding contact pad via a respective connection well; - Deposit on each track conductive material allowing ⁇ e to form the electrical junction between the contact pads 8 of the chip and the corresponding contact pads 28 of the support; and
  • micromodule 10 covering all or part of the surfaces exposed at the level of the face 1a of the chip and of the support 26, 28 together forming the micromodule 10
  • Figure 6 is a partial view of a printing chain for making successive deposits of material.
  • the dielectric film 26 with its pattern of contact pads 28 pre-prints is continuously scrolled under a print head 40 which forms a bridge.
  • the chain comprises three such successive printheads, each used to eject conductive or insulating material according to a program pattern.
  • the illustrated print head 40 is provided with a set of nozzles 42, the number of which may be large depending on the desired definition and / or the rate of travel.
  • the dielectric film 26 being printed is double in width so as to be able to contain two chips 1 side by side.
  • FIG. 7 schematically represents a set of three successive printing heads 40a, 40b, 40c on a production line, each being configured and supplied to allow the deposition by printing respectively of a layer of insulating material 44, of a layer of conductive material 46, and a layer of protective material 48.
  • the chips 1 are already glued in their respective windows 24 and the dielectric film is provided with connection wells 32 and contact pads 28.
  • the direction of travel of the dielectric film 26 is indicated by the arrow F.
  • the first print head 42a that the film 26 meets is intended emitting a controlled jet of insulating material essentially covering the surface of the semiconductor chip apart from the locations reserved for the contact pads 8. This layer is shown in more detail in FIG. 8a.
  • the conductive material is also applied to the portions of the film intended to receive a layer of conductive material, apart from the connection wells 32, so that electrical contact with the conductive pads 28 can be made.
  • the insulating material is chosen in particular to have qualities of sub-layer having a good interface between the material of the dielectric film and the conductive material deposited subsequently.
  • the material forming the insulating layer 44 can be composed of an ultraviolet crosslinking resin, or a resin of the thermopolymerizable type.
  • thermopolymerizable resin In the case of the use of a thermopolymerizable resin, this is heated before being ejected, and cooled in contact with the dielectric film or the chip and the ambient air. Such a resin therefore polymé ⁇ se quickly in the open air and its use does not slow down the production rate.
  • an ultraviolet crosslinking resin In the case where an ultraviolet crosslinking resin is used, an intermediate polymerization step is then carried out, in continuity with the manufacturing process, by passing in line under ultraviolet lamps.
  • the print head 40a for ejecting material insulator comprises a plurality of nozzles 42a using piezoelectric technology, or "piezo". This technology is advantageously independent of the viscosity of the materials to be injected and it does not bring the ejected material into contact with the electrodes for implementing the head.
  • the piezo type ejection heads are currently among the fastest, and it is common to achieve available frequencies of 12.24 and 40 kHz, which makes it possible to guarantee ejection rates of drops high enough for industrial applications.
  • the resolution of the print head does not necessarily need to be high, a typical sufficient value being of the order of 65 to 100 DPI (printing points per inch, one inch being approximately equal to 2.54 cm).
  • a piezo head As a variant, it is possible to use for the ejection of insulating material not a "piezo" head, but a continuous jet ejection head, or a thermal ejection head, for example.
  • ⁇ a "piezo" technology is a preferred embodiment.
  • the materials used in the aforementioned variants must be of low viscosity, and they are generally subjected to an electrical potential between the ejection nozzle and the drop of material to be ejected.
  • the conductive layer 46 intended to connect each contact pad 8 of the chip 1 with its respective contact pad 28 v ⁇ is deposited. respective connection 32.
  • the conductive material used for this phase is composed of metallic particles, for example of silver, or a conductive polymer.
  • This conductive material is deposited by nozzles 42b of a print head 40b downstream of the head 40a used for the deposition of insulating material.
  • the jet of conductive material makes it possible to obtain a fine and precise contact path 46, this path being able to be non-linear depending on the scenario.
  • the print heads 40b can be of the same technology as that for the ejection of insulating material, including the variants already described. However, when it comes to producing finer patterns, the nozzles 42b preferably have a higher resolution, of the order of 300 to 600 DPI in order to guarantee a precise and dense contact track layout 46 if necessary.
  • the track of conductive material 46 covers the insulating material 44 on the chip 1 and on the dielectric film 26, and also covers the contact pads 8 of the chip and the connection wells 32, so in establishing a continuous connection between these contact pads 8 and the corresponding contact pads 28.
  • the protection of the entire micromodule 10, if necessary, is also carried out by the technique of and of matter or of material spraying.
  • a third print head 40c delivers by a set of suitable nozzles 42c a and of insulating material 48 covering the whole of the active face 1a of the chip and the contact tracks 46.
  • this protection 48 constitutes a protective film perfectly matching the shape of the micromodule 10 and the thickness of which is much less than the drops of encapsulation generally obtained by the conventional technique known as Anglo-Saxon term of "glob-top”. No milling step is therefore necessary.
  • the different nozzles 42c of the print head 40c can be controlled individually so that the geometric shape and the thickness of the protective film 48 are perfectly controlled. It is thus possible to carry out a protective coating of the chip 1 and of its contacts
  • the insulating material used can be a thermopolymerizable resin, for example.
  • the third printhead 40c is preferably of the "piezo" type like the previous ones, but it can also be thermal or with a deflected continuous jet, for example.
  • the thicknesses of material thus deposited respectively for the insulation layer 44, the contact tracks 46 and the surface protection 48 depend on the resolution and the number of passages of the respective print heads 40a, 40b, 40c. Thus, for a resolution of 600 DPI, a layer having a thickness of between 4 and 9 ⁇ m can be obtained, while for a resolution of 80 DPI, the thickness of the layer will generally be between 80 and 100 ⁇ m.
  • the process of depositing material by printing thus makes it possible to obtain micromodules 10 of controlled thickness and with a production rate clearly higher than that of conventional methods.
  • the micromodule 10 is produced on a dielectric film 26 having a thickness ⁇ e .. of the order of 200 ⁇ m, to which is added an additional thickness of the order of 20 to 30 ⁇ m for the production of the lines contact connecting the contact pads 8 of the chip 1 to the contact pads 28.
  • the dielectric film 26 is cut so as to extract therefrom individual micromodules 10 ready to be inserted, as illustrated in FIG. 9.
  • FIG. 10 represents a micromodule 10 according to a variant which differs from the embodiment just described by the fact that no window 24 is formed in the dielectric film 26.
  • the chip 1 is deposited directly on the surface 26a of the dielectric film, opposite that intended to carry the metallizations forming the contact pads 28.
  • This variant is made possible by the use of a very thin chip, as disclosed in patent document OA-9802921.
  • the thickness el of the chip (FIG. 4a) is here of the order of 10 to 150 ⁇ m.
  • the micromodule 20 is inserted into a cavity 50 formed in the body 2 of a card, the face 26a opposite to that comprising the contact bores 28 being turned towards the bottom of the cavity.
  • the card illustrated in FIG. 4d is intended to serve as a smart card of the "contact" type, the ohmic contacts with a reader being effected by the contact pads 28 produced on the micromodule 29.
  • the cavity 50 can be produced by machining the body of the card 2 or by molding during the manufacture of the latter.
  • the bottom 50a of the cavity has a single plane PI, that is to say that there is no step or slope from one edge to the other of the cavity 50.
  • the format of the cavity 50 is designed to accommodate the micromodule 10 with accuracy.
  • the depth e5 of the cavity is substantially equal to the total thickness e4 of the micromodule 10, ie of the order of 200 ⁇ m for the micromodule represented in FIG. 9, to which is added an additional thickness of 20 to 30 ⁇ m for the contact lines 46 and the protective film 48.
  • the contact pads 28 are substantially in the hinder plane of the face 2a of the body of the card around the cavity 50.
  • ⁇ _, e micromodule 10 is glued into the cavity 50 by means of an adhesive 52 ( Figure 4c) suitable for the constituent materials of the body 2 of the card 2, of the dielectric film 26 and of the protective film 48.
  • the adhesive can be deposited either directly on the face of the micromodule 10 presented against the cavity 50 and / or on the bottom 50a thereof.
  • the adhesive 50 is a so-called “cold” glue of the "cyanoacrylate” type or a so-called “hot” glue, such as that known under the Anglo-Saxon term of "hot-melt” which forms a joint ⁇ nterpose between the micromodule 10 and the body of the card 2.
  • a so-called “cold” glue of the "cyanoacrylate” type or a so-called “hot” glue such as that known under the Anglo-Saxon term of "hot-melt” which forms a joint ⁇ nterpose between the micromodule 10 and the body of the card 2.
  • hot glue such as that known under the Anglo-Saxon term of "hot-melt” which forms a joint ⁇ nterpose between the micromodule 10 and the body of the card 2.
  • the adhesive 50 is a so-called “cold” glue of the "cyanoacrylate” type or a so-called “hot” glue, such as that known under the Anglo-Saxon term of "hot-melt” which forms
  • the surface of chip 1 is thus directly bonded to the body 2 of the card has an important advantage in that any attempt to fraudulently withdraw the micromodule 10 from the body of the card leads to the destruction of the chip 1. It is also noted that the fact that the chip is part of the plan bonding allows to have a surface for the latter almost equal to the surface of the module, which is not the case with modules produced according to the prior art.
  • the step of depositing the protective film 48 by a print head 40c it is possible to protect the contacts 46 and the chip 1 by a method of spraying an encapsulation resin known to man. of career. This process is very efficient in terms of rate and cost compared to the prior art.
  • connection pads can be welded by ultrasound or thermocompression.
  • the antenna can also be printed, like the conductive tracks 46 on one or the other of the faces of the dielectric film, for example around the metallizations forming the contact pads on the opposite face. 26a of the dielectric film.

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Abstract

Le procédé permet la fabrication d'un dispositif électronique telle qu'une carte à puce, comportant au moins une puce mince (1) destinée à être solidarisée à un corps (2). Il est caractérisé en ce qu'il comporte une première étape de formation d'un micromodule (10) comportant ladite puce (1) solidarisée à un support et une deuxième étape de report de ce micromodule sur le corps (2) avec interposition d'un adhésif (52) entre au moins une portion de surface (1a) de la puce et une portion de surface (50a) du corps (2).

Description

MICROMODULE ELECTRONIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION ET D'INTEGRATION DE TELS MICROMODULES POUR LA REALISATION
DE DISPOSITIFS PORTATIFS
La présente invention concerne le domaine des composants électroniques destinés à être intégrés à un support, ce dernier pouvant être par exemple le corps d'une carte à puce. Plus particulièrement, l'invention concerne un procède de réalisation d'un sous- assemblage, dénomme micromodule, comportant un ou plusieurs composants électroniques (par exemple une puce) et des moyens de contact entre le ou les composant (s) et des contacts correspondants d'une interface de communication. Dans le cas d'une carte a puce ou d'un dispositif similaire, l'interface de communication permet un échange de données entre la puce et l'extérieur. Cet échange peut s'opérer au moyen de contacts ohmiques formés sur des parties de l'interface de communication situées autour de la puce pour relier celle-ci électriquement à un lecteur de carte ou analogue, et/ou au moyen d'une antenne. Dans ce cas, l'interface de communication comprend une antenne intégrée associée au dispositif de manière à permettre un échange de données entre la puce et un terminal a distance par voie hertzienne.
Un exemple de micromodule est représenté à la figure 1. Ce module 15 est réalisé en collant une puce de circuit intégre 1 sur une feuille support diélectrique 3, avec la face active la de la puce exposée. La feuille diélectrique 3 est elle-même disposée sur une grille de contact 5 d'une plaque métallique en cuivre nickelé et dore. Des puits de connexion 7 sont pratiqués dans la feuille diélectrique 3 et des fils de contact 9 relient les plages de contact de la grille a des plots de contact correspondants 11 sur la face active la de la puce par l'intermédiaire des puits de connexion 7. Enfin, une goutte de résine d' encapsulation 13, à base d'époxy, protège la puce 1 et les fils de contact 11 soudés. Le module 15 est ensuite découpe puis encarte dans la cavité d'un corps de carte préalablement décoré. Cette dernière opération s'effectue par collage du micromodule .
Ce procède présente l'inconvénient d'être coûteux. En effet, les metallisations en cuivre, nickel et or élèvent considérablement le prix de revient des cartes . De plus, le nombre d'étapes de fabrication est élevé.
Par ailleurs, il est nécessaire de reserver une portion de surface autour de la goutte de résine ' encapsulation 13 pour permettre le collage du micromodule 15. Plus ce plan est grand, et mieux le module est collé sur la carte, mais plus la surface réservée a la puce 1 est réduite. Or, l'avance technologique en matière de puces encartées tend vers des fonctions de complexité croissante, ce qui requiert des surfaces de puce importantes .
De plus, le fait que le micromodule 15 ne soit co__e que sur les portions au voisinage de ces ioords faxt qu'il est relativement facile de décoller le micromodule, pour le réutiliser de manière détournée, par exemple en le transposant sur une autre carte à des fins frauduleuses.
Enfin, il s'avère que l'épaisseur du module 15 réalise conformément à la figure 1 présente une épaisseur forte en raison de 1 ' encapsulation 13 des boucles de fil conducteurs 11.
Au vu de ces problèmes, un premier objet de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'un dispositif électronique comportant un micromodule collé sur un corps, le micromodule comprenant un film support portant une puce électronique reliée à une interface de communication, à contact et/ou à antenne, par des zones de connexion, le procédé étant caractérisé en ce que - on prévoit pour la puce, une puce mince, souple et de grande largeur, et
- on agence ladite puce et les zones de connexion sur la face du film support destinée à être collée sur le corps de manière que cette face présente une surface générale sensiblement plane.
Ainsi, la puce se trouve intercalée entre le film et son support. De plus, le fait que l'on interpose un adhésif entre la face de la puce en regard du corps et ce dernier procure une grande sûreté contre d'éventuelles tentatives de retrait de la puce pour des fins frauduleuses. En effet, la force d'arrachement rendue nécessaire aura toujours pour conséquence d'entraîner la destruction de la puce.
Bien que l'on puisse envisager d'interposer de l'adhésif que sur une partie de la puce tout en restant dans le cadre de l'invention, il est avantageux de prévoir l'adhésif entre toute la face du micromodule tournée vers le corps et ce dernier.
On note que la technique selon la présente invention permet de mettre en oeuvre une ou plusieurs puces dont la superficie totale peut être quasiment égale à celle du micromodule lui-même.
Par le terme sensiblement plane on comprendra que la face du module est telle qu'elle puisse être collée par une couche adhésive sur un plan unique. Par exemple, les surfaces qui présentent un dénivelé de l'ordre 100 microns sont à considérer comme sensiblement planes dans le cadre de l'invention.
Lorsque 1 ' interface de communication est du type à contacts, il comporte des plots de connexion tournés vers 1 ' extérieur permettant un contact ohmique avec des plots de contact correspondants d'un lecteur.
Lorsque 1 ' interface de communication est du type sans contact, il comporte une antenne reliée à au moins une entrée de la puce permettant 1 ' échange de signaux à distance vis-à-vis d'un dispositif extérieur de communication. L'antenne peut alors se situer sur l'une ou l'autre des faces du film support.
Il est également possible de prévoir une interface de communication qui combine les fonctions de lecture à contacts et sans contact, en intégrant les caractéristiques précitées.
Selon les différents modes de réalisation optionnels, le procédé peut présenter l'une ou une pluralité des caractéristiques qui suivent dans la mesure de leur compatibilité : la puce présente une surface supérieure à
2 environ 0 , 5 cm ; la puce présente une épaisseur inférieure à environ 100 microns ; le support est un film diélectrique mince comportant au moins un renfoncement destiné à loger la puce sur au moins une partie de son épaisseur ;
- on place la puce sur une portion de surface du support située dans le plan général d'une des faces de ce dernier ;
- la face du micromodule destinée à adhérer au corps présente une planéité telle qu'elle ne présente aucun dénivelé excédant 50 microns ; - l'adhésif recouvre au moins une portion de surface de la puce et/ou de ses connexions pour les faire adhérer audit corps ;
- on interpose l'adhésif entre toute la face du micromodule tournée vers le corps et ce dernier. - on loge le micromodule dans une cavité du corps prévue à cet effet ; la portion de surface du corps destinée à recevoir le micromodule comporte un plan unique ; - les zones de connexion traversent le film support par des puits ménagés dans ce dernier ; on réalise les connexions entre la puce et 1 ' interface de communication par un procédé d'impression au moyen d'au moins une tête d'éjection de matière conductrice ; on forme au moins une piste conductrice continue entre un plot de contact de la puce et une plage de contact correspondante de 1 ' interface de communication ; - préalablement à la formation de la/des piste (s) conductrice (s) , on forme à leur emplacement, à l'exception des leur points de connexion de la puce, une couche de matière isolante par un procédé d'impression au moyen d'au moins une tête d'éjection de matière isolante ; on dépose une pellicule protectrice sur au moins une partie de la face (26a) du support (26) destinée à être collée sur le corps (2) ;
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de dispositifs électroniques, notamment des cartes à puce ou des étiquettes électroniques comportant au moins une puce solidarisée à une face dudit dispositif, comportant des étapes de procédé selon l'une quelconque des caractéristiques précitées. L'invention a également pour objet un micromodule destiné à être collé sur un corps, le micromodule comprenant un film support portant une puce électronique reliée à une interface de communication, à contacts ou à antenne, par des zones de connexion (46) , caractérisé en ce que : - la puce est une puce mince, souple et de grande largeur, et
- la puce et les zones de connexion sont agencées sur la face du film support de manière que la face du micromodule côté puce présente une surface générale sensiblement plane.
La puce du micromodule peut présenter une surface
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a environ 0,5 cm2 , et une épaisseur inférieure à environ 100 microns. Le support peut être un film diélectrique mince comportant au moins un évidement destiné à loger la puce sur au moins une partie de son épaisseur. L' évidement peut être traversant ou non. La puce peut être placée sur une portion de surface du support située dans le plan général d'une des faces de ce dernier.
Avantageusement, la face du micromodule destinée à adhérer au corps présente une planéité telle qu'elle ne présente aucun dénivelé excédant 50 microns. L'interface de communication de la puce peut être reliée à la puce par des pistes conductrices respectives, chacune traversant le film support par un puits traversant ce dernier.
Dans un mode de réalisation, la/les piste (s) conductrice (s) , se situe (nt) sur une couche de matière isolante dont au moins une partie est déposée sur une portion de la puce.
Cette matière isolante est disposée notamment pour recouvrir les bords et la tranche de la puce. Cette disposition permet de bien isoler les pistes lorsque la puce est réalisée en un matériau conducteur ou semiconducteur pouvant donner lieu à des courants de fuite dommageables. De préférence, le micromodule comporte une pellicule protectrice sur au moins une partie de la face du support destinée à être collée sur le corps.
Les zones de connexion et/ou la pellicule protectrice peuvent être constituées de points de matière obtenus par et de gouttes de matière.
Avantageusement, les points de matière présentent une résolution supérieure ou égale à 60 points par pouce . L'invention a également pour objet un dispositif électronique comportant un corps auquel est collé un micromodule selon l'une ou plusieurs des caractéristiques précitées.
Le corps peut comporter une cavité dans laquelle est logé le micromodule.
Le micromodule peut être collé sur une portion de surface du corps présentant un plan unique.
L'adhésif peut être interposé entre toute la face du micromodule tournée vers le corps et ce dernier. Le dispositif peut être une carte à puce, une étiquette électronique, ou tout autre objet intelligent .
La technique conforme à la présente invention permet notamment de mettre en oeuvre des puces de dimensions importantes, par exemple de 0,5 cm ou plus et de faible épaisseur, par exemple égale ou inférieure à 100 microns.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on loge le micromodule dans une cavité du corps prévue à cet effet.
La portion de surface destinée à recevoir le micromodule comporte de préférence un plan unique, celle-ci pouvant être réalisée dans une cavité du corps . Avantageusement, la face du micromodule destinée à adhérer au corps présente une planéité telle qu'elle ne présente aucun dénivelé excédant 50 microns.
La puce peut être solidarisée au support de son micromodule également par collage.
Ce dernier peut être un film diélectrique mince comportant au moins une fenêtre sous forme d'un renfoncement destiné à loger la puce sur au moins une partie de son épaisseur, de manière que la face exposée de la puce vis-à-vis de son micromodule se trouve sensiblement dans le plan général de la face de ce dernier .
Selon une variante, la puce est solidarisée sur une portion du support se situant dans le plan général de ce dernier.
Il est possible de former sur le support du micromodule des plages de contact permettant d'accéder à la puce depuis l'extérieur du micromodule.
Ces plages de contact peuvent être situées sur une face du support opposée à la face à laquelle la puce est solidarisée ; elles peuvent alors être reliées à la puce via des puits de connexion respectifs.
Les plages de contact sont de préférence reliées à la puce par des pistes conductrices respectives, chacune traversant le support par un puits traversant ce dernier.
Avantageusement, on réalise les connexions entre la puce et les plages de contact par un procédé d'impression au moyen d'au moins une tête d'éjection de matière conductrice.
L'éjection de matière conductrice forme avantageusement au moins une piste conductrice continue entre un plot de contact de la puce et une plage de contact correspondante. Préalablement à la formation de la/des piste (s) conductrice (s) , on peut former à leur emplacement une couche de matière isolante par un procédé d'impression au moyen d'au moins une tête d'éjection de matière isolante.
Pour protéger le micromodule, on peut déposer une pellicule protectrice sur au moins une partie de la face du support destinée à être collée sur le corps.
L'invention concerne également un procédé de fabrication de dispositifs électroniques, notamment des cartes à puce ou des étiquettes électroniques comportant au moins une puce solidarisée à une face du dispositif, le procédé étant caractérisé en ce que qu' comporte des étapes de procédé venant d'être décrit, éventuellement avec les possibilités optionnelles citées.
L'invention concerne aussi un micromodule comportant au moins une puce destinée à être solidarisée à un corps, par interposition d'un adhésif entre au moins une portion de surface du micromodule et une portion de surface dudit corps, ladite puce étant solidarisée à un film support et étant reliée à des zones de connexion, caractérisé en ce que - ladite puce est une puce mince, souple et de grande largeur, et ladite puce et les zones de connexion sont agencées sur ledit film support de manière que la face du micromodule destinée à adhérer au corps présente une surface générale sensiblement plane.
On comprendra que toutes les possibilités expliquées plus haut dans le contexte du procédé peuvent s'appliquer mutatis mutandis à ce micromodule.
En particulier, on notera que les zones de connexion et/ou la pellicule protectrice du micromodule peuvent être constituées de points de matière obtenus par jet de gouttes de matière, les points de matière pouvant présenter une résolution supérieure ou égale à 60 points par pouce. Enfin, 1 ' invention concerne également un dispositif électronique telle qu'une carte à puce, une étiquette électronique ou autre objet "intelligent" comportant un corps auquel est collé un micromodule tel que décrit, y compris dans ses variantes possibles. L'invention sera mieux comprise et les avantages qui en ressortent apparaîtront plus clairement a la lecture du mode de réalisation préfère, donnée purement a indicatif et non-limitatif par référence aux dessins annexes dans lesquels : - la figure 1, dé à analysée, est une vue schématique en coupe d'un micromodule conforme a l'art antérieur ;
- la figure 2 est une vue partielle en plan d'une plaquette issue de la technologie dite de silicium isolant mis en oeuvre dans le mode de réalisation de 1 ' invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe selon l'axe II- II' de la figure 2 ;
- les figures 4a a 4d sont des vues de trois-quarts montrant l'agencement d'une puce, de son support avec lequel elle constitue un micromodule, et un corps de carte a puce conformément au mode de réalisation de 1 ' invention ;
- la figure 5 est une vue en coupe selon l'axe V-V αe la figure 4b ;
- la figure 6 est une vue partielle en perpective d'une chaîne formant les interconnexions entre la puce et des plages de contact au sein d'un micromodule ;
- la figure 7 est une représentation schématique de la chaîne complète représentée a la figure 6 ; - les figures 8a, 8b et 8c sont des vues en coupe montrant l'évolution de la fabrication des micromodules après passage sous les têtes d'impression de la figure 7 ; - la figure 9 est une vue de trois-quarts d'un micromodule a l'issue de la fabrication conforme au mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 10 est une vue de trois-quarts d'un micromodule a l'issue de la fabrication selon une variante du mode de réalisation de la figure 9.
Les modes de réalisation de la présente invention décrits dans les exemples qui suivent mettent en oeuvre des puces très fines, leur épaisseur étant de l'ordre de 10 a 100 microns, grâce a l'utilisation de la technologie dite de "silicium sur isolant", connue également par son abréviation anglo-saxonne SOI (pour "silicon on msulator") . La technologie permettant de réaliser des puces d'une telle minceur est décrite de manière détaillée dans le document brevet O-A-9802921 au nom de la société KOPIN. Aussi, on considérera que la technologie spécifique a la réalisation de telles puces est a la portée de l'homme du métier. Toutefois, les caractéristiques générales des puces minces ainsi obtenues seront décrits brièvement par référence aux figures 2 et 3.
La figure 2 est une vue partielle d'une plaquette 12 de puces 1 issue de la technologie SOI telle que décrite dans le document brevet précité.
Les puces 1 sont disposées en lignes de rangées sur un substrat protecteur isolant 4, typiquement du verre, qui constitue le corps de la plaquette 12. Ce substrat isolant 4 sert entre autres a protéger les puces 1 qui sont souples en raison de leur grande minceur.
Chaque puce 1 est retenue sur le substrat protecteur de verre 4 par des plots adhésifs 6. Ces plots adhésifs 6 sont constitues par des petites aires rectangulaires, tournées a 45° par rapport aux côtes des puces 1 et placées sur les coins respectifs de chaque puce, de sorte qu'en dehors de la périphérie de la plaquette 12, un plot adhésif 6 recouvre quatre coins reunis de quatre puces différentes.
La figure 3 est une vue en coupe partielle selon l'axe I-I' de la figure 2, qui montre la structure d'un ensemble compose d'une puce 1, des plots adhésifs 6 et du substrat de verre 4.
La puce 1 présente vers l'un ou plusieurs de ses oords des plots de contact électrique 8 (désignes ci- apres plots de contact) qui permettent de relier le circuit réalise sur la puce 1 avec l'extérieur. Dans l'exemple illustre, chaque plot de contact est réalise par un bossage 8, connu plus généralement sous le terme anglo-saxon de "bump" . Les bossages 8 de la puce 1 constituent des points de protubérance a partir de l'une ou l'autre des faces de la puce 1, permettant les interconnexions nécessaires.
Dans l'exemple illustre, les bossages 8 sont formes sur la face la de la puce 1 qui est tournée vers le substrat protecteur de verre 4, conformément aux modes de réalisation décrits. Cependant, les bossages 8 peuvent tout aussi bien être formes sur la face lb de la puce 1 tournée vers l'extérieur vis-a-vis du substrat protecteur, moyennant un simple retournement de la puce lors de son retrait de ce dernier.
Dans l'exemple, les bossages 8 ont une forme sensiblement ogivale, mais toute autre forme de relief peut être envisagée. Il est par ailleurs possible de mettre en oeuvre l'invention en utilisant comme contacts sur la puce non pas des bossages 8, mais des plages conductrices se situant sensiblement dans le même plan de l'une des faces de la puce 1, aussi bien celle tournée vers le substrat protecteur que celle tournée vers l'extérieur.
Les figures 4a à 4d représentent d'une part l'agencement de la puce 1 issue de l'ensemble de la figure 2 dans un support de contact 26, 28, le tout formant un micromodule 10, et d'autre part l'agencement de ce dernier dans une corps de carte 22 conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention.
Pour plus de clarté, la puce 1 est représentée à la figure 4a dénudée de son substrat protecteur 4 et des plots adhésifs 6 (cf. figure 3) .
La puce ainsi dénudée est logée dans une fenêtre 24 formant un renfoncement dans l'épaisseur e3 de son support de contact 26, 28 (figure 4b) . Dans l'exemple, ce dernier est constitué d'un film diélectrique 26 sur lequel est déposée une couche conductrice selon un motif formant des plages de contacts 28 (figure 4c) . Chaque plage de contact 28 est destinée à être reliée électriquement à un plot de contact respectif 8 de la puce 1.
Le fenêtre 24 est réalisée sur la face 26a du film opposée à la face 26b portant les plages de contacts 28. Elle est de dimensions légèrement supérieures à celles de la puce et d'une profondeur e2 comparable à l'épaisseur el de la puce. Dans l'exemple illustré, la profondeur e2 de la fenêtre 24 est sensiblement égale à l'épaisseur el de la puce et inférieure à l'épaisseur e3 du film diélectrique 26. De la sorte, la puce 1 est complètement contenue dans la masse du film diélectrique et se trouve isolée des plages de contacts 28.
Comme le montre la figure 5, la puce 1 est posée dans la fenêtre 24 avec sa face active la (c'est-à-dire la face contenant les plots de contact 8) tournée vers l'extérieur de la fenêtre. Dans l'exemple, la puce 1 est collée sur la portion de la surface du film diélectrique 26 formant le fond de la fenêtre 24 par interposition d'une fine pellicule d'adhésif 30. Celle-ci peut être déposée soit sur la face de contact lb (figure 4a) de la puce, soit sur la surface de fond de la fenêtre 24.
Cependant, en utilisant pour le film diélectrique 26 un matériau thermoactivable, connu sous l'appellation anglo-saxonne de "hot melt", il est également possible de solidariser la puce 1 dans la fenêtre 24 en chauffant le film selon une technique connue en elle-même. Cette approche est préférable dans la mesure ou elle diminue le temps nécessaire a l'emplacement des puces dans leurs fenêtres respectives et permet de s'affranchir de l'utilisation d'un adhésif spécifique .
Avantageusement, la puce 1 est insérée dans la fenêtre 24 alors qu'elle est toujours retenue au substrat de verre 4 par les plots adhésifs 6. Apres le collage de la puce 1 dans fenêtre 24, on exerce une force de traction ou de pelage au niveau du substrat de verre 4 afin de le désolidariser de la puce 1, la force de rétention de la puce dans la fenêtre 24 étant supérieure a celle des plots adhésifs 6. Les plots de contact 8 de la puce 1 ainsi logée dans la fenêtre 24 sont relies a leurs plages de contact respectives 28 formée au dos (face 26b) du film diélectrique 26.
A cette fin, on prévoit pour chaque plot de contact 8 un puits de connexion 32 dans le film diélectrique (figure 4b), chaque puits étant dispose en dehors de la fenêtre 24 et a l'aplomb d'une plage de contact respective 8. Comme le montre la figure 5, chaque puits de connexion 32 traverse toute l'épaisseur du film dieiectπque afin d'exposer une portion de surface d'une plage de contact 28 correspondante.
Dans l'exemple illustre a la figure 4, la puce 1 comporte deux rangées de trois plots de contact 8, chacune se situant a proximité des bords longs de la puce. Ainsi, on forme deux rangées de trois puits de connexion 32 chacune sur des portions du film diélectrique 26, a proximité des bords longs respectifs de la fenêtre 2 .
De la sorte, il existe par les puits de contact 32 un chemin de passage entre chaque plot de contact 8 et la plage de contact correspondante 28. Après le collage de la puce 1 dans sa fenêtre, chaque chemin de passage est recouvert par un dépôt de matière conductrice afin d'assurer la liaison électrique entre les plots de contact 8 de la puce et les plages de contact correspondantes 28.
Conformément au mode de réalisation préféré de 1 ' invention, ce dépôt de matière est réalise par une technique d'impression par jet contrôlé de matière, à l'instar des techniques d'impression par et d'encre.
Plus précisément, on soumet le micromodule 10 formé par la puce 1 et son support 26, 28 a des opérations d'impression de matière successives selon un motif prédétermine pour : - d'abord déposer une piste de matière isolante sur les bords de la puce afin de recouvrir les bords de la puce, et notamment les tranches. Dans l'exemple, ce dépôt est réalise sur tout le périmètre de la puce pour des raisons liées aux techniques de fabrication, bien que la présence de la matière isolante soit nécessaire seulement sur les portions de surface de la puce susceptibles d'être recouvertes par les pistes conductrices . A cette fin, les portions de la puce recouvertes par la matière isolante termine, sur le bord intérieur, au niveau des plots de connexion de la puce, afin de ne pas recouvrir ces derniers. Chaque plot de contact 8 est alors relie correctement avec sa plage de contact correspondante via un puits de connexion, respectif ; - déposer sur chaque piste de la matière conductrice permettant αe former la jonction électrique entre les plots de contact 8 de la puce et les plages de contact correspondantes 28 du support ; et
- recouvrir tout ou partie des surfaces exposées au niveau de la face la de la puce et du support 26, 28 formant ensemble le micromodule 10.
La figure 6 est une vue partielle d'une chaîne d'impression permettant de réaliser les dépôts successifs de matière. Le film diélectrique 26 avec son motif de plages de contact 28 préimprime est défile en continue sous une tête d'impression 40 qui forme un pontet. La chaîne comporte trois telles têtes d'impression successives, chacune servant a éjecter de la matière conductrice ou isolante selon un motif programme. La tête d'impression représentée 40 est munie d'un ensemble de buses 42, dont le nombre peut être important en fonction de la définition souhaitée et/ou de la cadence de défilement. Dans l'exemple, le film diélectrique 26 en cours d'impression est double en largeur de manière a pouvoir contenir deux puces 1 côte-a-côte.
La figure 7 représente schematiquement un ensemble de trois têtes d'impression 40a, 40b, 40c successives sur une chaîne de fabrication, chacune étant paramétrée et alimentée pour permettre le dépôt par impression respectivement d'une couche de matière isolante 44, d'une couche de matière conductrice 46, et d'une couche de matière protectrice 48. A ce stade de la fabrication, les puces 1 sont déjà collées dans leurs fenêtres respectives 24 et le film diélectrique est pourvu des puits de connexion 32 et des plages de contact 28. Le sens de défilement du film diélectrique 26 est indiqué par la flèche F. La première tête d'impression 42a que rencontre le film 26 est destinée à émettre un jet contrôlé de matière isolante recouvrant essentiellement la surface de la puce semiconductnce hormis les emplacements réservés aux plots de contact 8. Cette couche est représentée de manière plus détaillée à la figure 8a. Dans l'exemple, la matière conductrice est appliquée également sur les portions du film destinées à recevoir une couche de matière conductrice, hormis les puits de connexion 32, afin que le contact électrique avec les plages conductrices 28 puisse se réaliser. En effet, la matière isolante est choisie notamment pour avoir des qualités de sous-couche présentant une bonne interface entre la matière du film diélectrique et le matériau conducteur déposé ultérieurement. A titre indicatif, le matériau formant la couche isolante 44 peut être composé d'une résine à réticulation aux ultraviolets, ou une résine de type thermopolymérisable .
Dans le cas d'une utilisation d'une résine thermopolymérisable, celle-ci est chauffée avant d'être éjectée, et refroidie au contact du film diélectrique ou de la puce et de l'air ambiant. Une telle résine polyméπse donc rapidement à l'air libre et son utilisation ne ralentit pas la cadence de production. Dans le cas où une résine à réticulation aux ultraviolets est utilisée, une étape intermédiaire de polymérisation est alors réalisée, dans la continuité du procédé de fabrication, par un passage en ligne sous des lampes à ultraviolets. La tête d'impression 40a pour l'éjection de matière isolante comporte une pluralité de buses 42a utilisant une technologie piézoélectrique, ou "piezo" . Cette tecnnologie est avantageusement indépendante de la viscosité des matériaux a injecter et elle ne met pas en contact le matériau éjecte et les électrodes de mise en oeuvre de la tête.
En outre, les têtes d'éjection de type "piezo" sont actuellement parmi les plus rapides, et il est courant d'atteindre des Irequences disponibles de 12,24 et de 40 kHz, ce qui permet de garantir des cadences d' éjection de gouttes suffisamment élevées pour des applications industrielles.
S 'agissant d'un dépôt de matière isolante, la résolution de la tête d'impression n'a pas forcement besoin d'être élevée, une valeur suffisante typique étant de l'ordre de 65 a 100 DPI (points d'impression par pouce, un pouce étant approximativement égal a 2,54 cm) .
En variante, il est possible d'utiliser pour l'éjection de matière isolante non pas une tête "piezo", mais une tête d' éjection a jet continu, ou une tête d' éjection thermique, par exemple.
Touterois, ±a technologie "piezo" constitue un mode de réalisation préférentiel. En effet, les matériaux utilises dans les variantes précitées doivent être de faible viscosité, et ils sont généralement soumis a un potentiel électrique entre la buse d' éjection et la goutte de matière a éjecter.
Une fois la couche de matière isolante 44 déposée et solidifiée (figure 8a), on procède au dépôt de la couche conductrice 46 destinée a relier chaque plot de contact 8 de la puce 1 avec sa plage de contact respective 28 v±a un puits de connexion 32 respectif.
La matière conductrice utilisée pour cette phase est composée de particules métalliques, par exemple de l'argent, ou d'un polymère conducteur. Cette matière conductrice est déposée par des buses 42b d'une tête d'impression 40b en aval de la tête 40a servant pour le dépôt de matière isolante. Avantageusement, le jet de matière conductrice permet d'obtenir un chemin de contact 46 fin et précis, ce chemin pouvant être non linéaire selon les cas de figure .
Les têtes d'impression 40b peuvent de la même technologie que celle pour l'éjection de matière isolante, y compris les variantes déjà décrites. Toutefois, s 'agissant de réaliser des motifs plus fins, les buses 42b ont de préférence une resolution plus élevée, de l'ordre de 300 a 600 DPI afin de garantir un tracé de piste de contact 46 précis et dense si nécessaire .
Comme le montre la figure 8b, la piste de matière conductrice 46 recouvre la matière isolante 44 sur la puce 1 et sur le film diélectrique 26, et recouvre en outre les plots de contact 8 de la puce et les puits de connexion 32, de manière à établir une liaison continue entre ces plots de contact 8 et les plages de contact correspondantes 28.
La protection de l'ensemble du micromodule 10, si nécessaire, est également réalisée par la technique de et de matière ou de pulvérisation de matière.
A cette fin, une troisième tête d'impression 40c délivre par un ensemble de buses adaptées 42c un et de matière isolante 48 recouvrant l'ensemble de la face active la de la puce et les pistes de contact 46.
Avantageusement, cette protection 48 constitue un film de protection épousant parfaitement la forme du micromodule 10 et dont l'épaisseur est largement inférieure aux gouttes d ' encapsulation généralement obtenues par la technique classique connue sous le terme anglo-saxon de "glob-top". Aucune étape de fraisage n'est par conséquent nécessaire.
Dans l'exemple, les différentes buses 42c de la tête d'impression 40c peuvent être commandées individuellement afin que la forme géométrique et l'épaisseur du film protecteur 48 soient parfaitement contrôlées. Il est ainsi possible de réaliser un enrobage de protection de la puce 1 et de ses contacts
8 qui corresponde, par exemple, à un volume complémentaire de la cavité 50 d'un corps de carte 2
( figure 4d) .
La matière isolante utilisée peut être une résine thermopolymérisable, par exemple.
La troisième tête d'impression 40c est préferentiellement du type "piézo" comme les précédentes, mais elle peut également être thermique ou a jet continu dévié, par exemple.
Les épaisseurs de matière ainsi déposées respectivement pour la couche d'isolation 44, les pistes de contact 46 et la protection de surface 48 dépendent de la resolution et du nombre de passages des têtes d'impression respectives 40a, 40b, 40c. Ainsi, pour une résolution de 600 DPI, on peut obtenir une couche présentant une épaisseur comprise entre 4 et 9 μm, alors que pour une resolution de 80 DPI, l'épaisseur de la couche sera généralement comprise entre 80 et 100 μm.
Le procède de dépôt de matière par impression permet ainsi d'obtenir des micromodules 10 d'épaisseur maîtrisée et avec une cadence de fabrication nettement supérieure a celle des procédés classiques.
Dans l'exemple considère, le micromodule 10 est réalise sur un film 26 diélectrique ayant une épaisseur αe .. ' ordre de 200 μm, auquel s'ajoute une surepaisseur de l'ordre de 20 a 30 μm pour la réalisation des lignes de contact reliant les plots de contact 8 de la puce 1 aux plages de contact 28.
Après le dépôt successif des couches par les têtes d'impression 40a, 40b, 40c, le film diélectrique 26 est découpe de manière a en extraire des micromodules 10 individuels prêts à être encartés, comme illustré à la figure 9.
La figure 10 représente un micromodule 10 selon une variante qui diffère du mode de réalisation venant d'être décrit par le fait qu'aucune fenêtre 24 n'est pratiquée dans le film diélectrique 26. Dans ce cas, la puce 1 est déposée directement sur la surface 26a du film diélectrique, opposée a celle destinée a porter les metallisations formant les plages de contact 28. Cette variante est rendue possible par l'utilisation d'une puce très mince, telle que divulguée dans le document brevet O-A-9802921. L'épaisseur el de la puce (figure 4a) est ici de l'ordre de 10 à 150 μm.
Comme le montre la figure 4d, le micromodule 20 est encarté dans une cavité 50 formée dans le corps 2 d'une carte, la face 26a opposée à celle comportant les piages de contact 28 étant tournée vers le fond de la cavité. La carte illustrée à la figure 4d est destinée à servir de carte à puce du type "à contacts", les contacts ohmiques avec un lecteur s 'effectuant par les plages de contact 28 réalisées sur le micromodule 29.
La cavité 50 peut être réalisée par usinage du corps de la carte 2 ou par moulage lors de la fabrication de ce dernier. Avantageusement, le fond 50a de la cavité présente un plan unique PI, c'est-à-dire qu'il n'existe pas de gradin ou de déclivité d'un bord à l'autre de la cavité 50.
Le format de la cavité 50 est prévu pour accommoder le micromodule 10 avec justesse. La profondeur e5 de la cavité est sensiblement égale a l'épaisseur totale e4 du micromodule 10, soit de l'ordre de 200 μm pour le micromodule représente a la figure 9, auquel s'ajoute une surepaisseur de 20 a 30 μm pour les lignes de contact 46 et le film protecteur 48. De la sorte, les plages de contact 28 sont sensiblement dans le plan gênerai de la face 2a du corps de la carte autour de la cavité 50.
Dans le cas d'un micromodule 10 sans fenêtre 24, tel que représente a la figure 10, il convient d'aπouter a ces valeurs dimensionnelles l'épaisseur el (figure 4a) de la puce 1 elle-même. ι_,e micromodule 10 est colle dans la cavité 50 au moyen d'un adhésif 52 (figure 4c) adapte aux matériaux constitutifs du corps 2 de la carte 2, du film diélectrique 26 et du de la pellicule protectrice 48. L' adhésif peut être dépose soit directement sur la face du micromodule 10 présentée contre la cavité 50 et/ou sur le fond 50a de celle-ci. De préférence, l' adhésif 50 est une colle dite "a froid" du type "cyano- acrylate" ou une colle dite "a chaud", telle que celle connue sous le terme anglo-saxon de "hot-melt" qui rorme un joint ^nterpose entre le micromodule 10 et le corps de la carte 2. Avantageusement, on utilise 1 ' intégralité de la surface du fond 50a de la cavité ou de la face 26a du micromodule 10 pour le collage de ce dernier dans la cavité. Ainsi, la puce 1 elle-même est recouverte d' adhésif, soit directement, soit par contact avec le fond 50a de la cavité. En effet, les surepaisseurs très faibles (20-30 μm) dues a la présence des lignes de contact 46 ou de la puce (dans le cas de la variante de la figure 10) sont englobées dans le joint forme par 1 ' adhésif . Le fait que la surface de la puce 1 soit ainsi directement collée au corps 2 de la carte présente un important avantage en ce que toute tentative de retrait frauduleux du micromodule 10 du corps de la carte entraîne la destruction de la puce 1. On remarque par ailleurs que le fait que la puce fasse partie du plan de collage permet de disposer d'une surface pour celle-ci quasiment égale a la surface du module, ce qui n'est pas le cas avec des modules réalisées selon l'art antérieur. En variante de l'étape de dépôt de la pellicule protectrice 48 par une tête d'impression 40c, il est possible de protéger les contacts 46 et la puce 1 par un procède de pulvérisation d'une résine d' encapsulation connu de l'homme du métier. Ce procède est très performant en termes de cadence et de coût par rapport a la technique antérieure.
Le mode de réalisation a ete décrit dans le contexte d'un micromodule 10 destine a une carte a puce du type "a contacts". Toutefois, les enseignements donnes s'appliquent tout aussi bien a la fabrication de cartes sans contact ou de cartes dites "combicard" qui comblent les fonctions de cartes a contacts et des cartes sans contact.
Dans ce dernier cas, il est envisageable de prévoir au niveau de la puce 1 des plots de contact supplémentaires (normalement deux) destinés à venir en contact avec une antenne réalisée dans le corps de la carte, par exemple selon une technique de lammation connue en elle-même Dans ce cas, les contacts supplémentaires peuvent être réalisés sur la face lb de la puce 1 (figure 4a) opposée à celle où se situent les plots de contact 8, de sorte qu'elles puissent venir en contact, directement ou via une couche conductrice d ' mterfacage, avec des plots de connexion au niveau de fond 50a de la cavité, reliés à une antenne. Ces plots de connexion peuvent être soudés par ultrasons ou par thermocompression.
En variante, il est possible de réaliser une antenne sur une partie du micromodule et de relier celle-ci directement aux plots de contact appropriés de la puce. A titre d'exemple, l'antenne peut aussi être imprimée, à l'instar des pistes conductrices 46 sur l'une ou l'autre des faces du film diélectrique, par exemple autour des metallisations formant les plages de contact sur la face opposée 26a du film diélectrique.
Bien entendu, les enseignements qui précèdent ne sont pas applicables seulement aux "combicards " , mais également aux cartes fonctionnant seulement en mode sans contact .
Par ailleurs, on comprendra que les enseignements de l'invention ne sont nullement limités à des cartes à puce, mais s'applique à tout dispositif intelligent portatif, y compris les agendas électroniques, les affichages, les étiquettes électroniques (par exemple pour garantir l'authenticité d'un produit ou la protection contre la vol) , les dispositif de suivi d'animaux (connus par le terme anglo-saxon de "tag" électronique, etc.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique comportant un micromodule (10) collé sur un corps (2), caractérisé en ce que ledit micromodule comprend un film support (26) portant une puce électronique (1) reliée à une interface de communication, à contacts et/ou à antenne, par des zones de connexion (46) , le procédé comprenant les étapes de :
- prévoir pour la puce, une puce mince, souple et de grande dimension (1) , et
- agencer ladite puce et les zones de connexion sur la face (26a) dudit film support qui est destinée à être collée contre le corps (2) de manière que cette face présente une surface générale sensiblement plane.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la puce (1) présente une surface supérieure à environ 0,5 cm .
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la puce (1) présente une épaisseur (el) inférieure à environ 100 microns.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support est un film diélectrique mince (26) comportant au moins un renfoncement destiné à loger la puce (1) sur au moins une partie de son épaisseur (el) (figure 9) .
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on place la puce (1) sur une portion de surface du support (24) située dans le plan général d'une des faces de ce dernier (figure 10) .
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la face du micromodule (10) destinée à adhérer au corps présente une planéité telle qu'elle ne présente aucun dénivelé excédant 100 microns.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'adhésif (52) recouvre au moins une portion de surface de la puce (1) et/ou de ses connexions pour les faire adhérer audit corps.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on interpose l'adhésif (52) entre toute la face (26a) du micromodule (10) tournée vers le corps (2) et ce dernier.
9. Procédé l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on loge le micromodule
(10 dans une cavité (50) du corps (2) prévue à cet effet.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce la portion de surface (50a) du corps destinée à recevoir le micromodule (10) comporte un plan unique (PI) .
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les zones de connexion traversent le film support (26) par des puits (32) ménagés dans ce dernier.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on réalise les connexions entre la puce (1) et l'interface de communication (28) par un procédé d'impression au moyen d'au moins une tête d'éjection de matière conductrice (40a, 42a) .
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on forme au moins une piste conductrice continue (46) entre un plot de contact (8) de la puce (1) et une plage de contact correspondante (28) de l'interface de communication.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que, préalablement à la formation de la/des piste (s) conductrice (s) (46), on forme à leur emplacement, à l'exception de leur points de connexion de la puce, une couche de matière isolante (44) par un procédé d'impression au moyen d'au moins une tête d'éjection de matière isolante (40b, 42b) .
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'on dépose une pellicule protectrice (48) sur au moins une partie de la face (26a) du support (26) destinée à être collée sur le corps (2) .
16. Procédé de fabrication de dispositifs électroniques, notamment de cartes à puce ou d'étiquettes électroniques comportant au moins une puce
(1) solidarisée à une face dudit dispositif, caractérisé en ce que qu'il comporte des étapes de procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
15.
17. Micromodule (10) destiné à être collé sur un corps (2), ledit micromodule comprenant un film support portant une puce électronique (1) reliée à une interface de communication, à contacts ou à antenne, par des zones de connexion (46) , caractérisé en ce que
- la puce est une puce mince, souple et de grande largeur (1) , et
- la puce et les zones de connexion sont agencées sur la face (26a) dudit film support de manière que la face du micromodule (10) côté puce présente une surface générale sensiblement plane.
18. Micromodule selon la revendication 17, caractérisé en ce que la puce (1) présente une surface
2 supérieure a environ 0,5 cm .
19. Micromodule selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que la puce (1) présente une épaisseur (el) inférieure à environ 100 microns.
20. Micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le support est un film diélectrique mince (26) comportant au moins un évidement destiné à loger la puce (1) sur au moins une partie de son épaisseur (el) (figure 9) , 1 ' évidement pouvant être traversant ou non.
21. Micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que la puce (1) est placée sur une portion de surface du support (24) située dans le plan général d'une des faces de ce dernier (figure 10) .
22. Micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisé en ce que la face du micromodule (10) destinée à adhérer au corps présente une planéité telle qu'elle ne présente aucun dénivelé excédant 50 microns.
23. Micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, caractérisé en ce que l'interface de communication (28) de la puce est reliée à la puce (1) par des pistes conductrices (46) respectives, chacune traversant le film support (26) par un puits (32) traversant ce dernier.
24. Micromodule selon la revendication 23, caractérisé en ce que la/les piste (s) conductrice (s) (46) , se situe (nt) sur une couche de matière isolante (44) dont au moins une partie est déposée sur une portion de la puce (1) .
25. Micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 24, caractérisé en ce qu'il comporte une pellicule protectrice (48) sur au moins une partie de la face (26a) du support destinée à être collée sur le corps (2) .
26. Micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que les zones de connexion et/ou la pellicule protectrice sont constituées de points de matière obtenus par jet de gouttes de matière.
27. Micromodule selon la revendication 26, caractérisé en ce que les points de matière présentent une résolution supérieure ou égale à 60 points par pouce .
28. Dispositif électronique comportant un corps (2) auquel est collé un micromodule selon l'une quelconque des revendications 17 à 27.
29. Dispositif électronique selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit corps comporte une cavité (50) dans laquelle est logé le micromodule (10) .
30. Dispositif électronique selon la revendication 28 ou 29, caractérisé en ce que le micromodule (10) est collé sur une portion de surface (50a) du corps (2) présentant un plan unique (Pi) .
31. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 28 à 30, caractérisé en ce que l'adhésif (52) est interposé entre toute la face (26a) du micromodule (10) tournée vers le corps (2) et ce dernier.
32. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une carte à puce.
33. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une étiquette électronique.
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