WO2002009168A1 - Puce incurvee sur support rigide a monter amoviblement sur un appareil - Google Patents

Puce incurvee sur support rigide a monter amoviblement sur un appareil Download PDF

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WO2002009168A1
WO2002009168A1 PCT/FR2001/002357 FR0102357W WO0209168A1 WO 2002009168 A1 WO2002009168 A1 WO 2002009168A1 FR 0102357 W FR0102357 W FR 0102357W WO 0209168 A1 WO0209168 A1 WO 0209168A1
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support
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intelligent portable
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Philippe Patrice
Bernard Calvas
Jean-Christophe Fidalgo
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Definitions

  • the invention relates to intelligent portable objects comprising a surface-mounted chip and a method of manufacturing such components.
  • the invention is based on the transfer of a chip, on a part of a support which has a curvature or several faces in its final form.
  • sufficiently flexible chips are used to be able to match such a curvature or to allow a fold in the case of a transition between two different planes.
  • this flexibility of the chip comes from its very small thickness, of the order of 1 to 100 ⁇ m, a typical thickness being from 5 to 20 ⁇ m.
  • the document EP-A-0947952 describes an information medium for contactless identification systems.
  • This support has a component inserted into a cavity of a molded tray, a crown antenna inserted into another cavity of the molded tray, a rectangular cover for fixing the component and the antenna.
  • the support is made airtight by injection molding.
  • the document WO-A-9950788 Baumer describes an information medium for contactless identification systems.
  • This support 1 mm thick, has a chip and an antenna glued to a flexible paper support.
  • An example of use is the fixing of this flexible support on a cardboard tube for mailing.
  • Intelligent portable objects are also known which comprise a surface-mounted component (CMS), this component possibly being a chip or integrated circuit.
  • CMS surface-mounted component
  • a part called the body constitutes the mechanical support for the chip.
  • the latter is housed in the body, against a surface set back from the general external plane of the card. Indeed, in many applications, it is not necessary to provide direct access to the chip by an external device.
  • the card has a terminal block electrically connected to the chip and allowing ohmic or galvanic contact with an external reader.
  • the card has a terminal block electrically connected to the chip and allowing ohmic or galvanic contact with an external reader.
  • it includes a contactless interface, with an antenna capable of communicating with an external reader.
  • the invention aims, on the contrary, to transfer a chip transferred onto a non-planar surface or rendered non-plane after transfer.
  • the invention relates to a method of manufacturing an intelligent portable object, such an intelligent portable object and an apparatus equipped with this object.
  • the device is provided for and / or requires for its operation, that at least one such intelligent portable object is added thereto.
  • the device on which the chip is mounted is not specifically intended for this purpose.
  • the intelligent portable object according to the invention is mounted on and / or in its receiving device, in a removable manner or removable, interchangeable or replaceable and operational or functional - that is to say that the functioning of the device interacts with that of the intelligent portable object, in particular because of their electrical connection which allows the exchange of signals d information or electrical power supply -.
  • FIG. 1 is a partial plan view of a wafer from the so-called silicon on insulator technology implemented in the embodiments of the invention
  • FIG. 2a to 2d schematically show different successive stages of transferring a chip by winding around a cylindrical support, according to a first method according to the invention
  • FIG. 3 schematically shows a variant of the first method applied to the transfer of a chip on a support with irregular curvature
  • FIG. 4a to 4d schematically represent different successive stages of transfer of a chip on a support having a concave surface, according to a second method according to the invention
  • FIG. 5a to 5c schematically represent different successive stages of transfer of a chip on an initially flat support and then rendered non-planar, according to a third method in accordance with the invention
  • FIG. 6a to 6c schematically represent different successive stages in the preparation of a wafer before its transfer, according to a variant of the method of Figures 2 to 5;
  • FIG. 7a to 7e schematically show different successive stages of chip transfer by winding around a cylindrical support, according to a fourth method according to the invention.
  • FIG. 8a and 8b schematically represent successive stages of chip transfer by winding around a cylindrical support, according to a variant of the fourth method according to the invention
  • FIG. 9 shows a pin type component, according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 10 shows the mounting of the component of Figure 9 in a portable card
  • Figures 11a and 11b show the assembly of the component of Figure 9 according to a variant of Figure 10;
  • Figure 12 shows an application of the component of Figure 9 in a digital camera
  • FIG. 13 shows a sheathed cylindrical component according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 14a is a general view of a chip wound on a support and located in the heart of a solenoid
  • FIG. 14b shows a section of the intelligent portable object of Figure 14a
  • FIG. 15 shows a section of the intelligent portable object of FIG. 14 according to a variant where the solenoid is wound on a mandrel
  • Figure 16 is a longitudinal sectional view of an intelligent portable object produced by winding a chip around one. support comprising several conductors connected to connection points of the circuit;
  • FIG. 17 shows a planar component on which is transferred a chip on two sides according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 18 shows a surface on which is carried a chip, comprising several planar surfaces on different planes.
  • the invention is based on the transfer of a chip onto a part of a support which has a curvature or several faces in its final form.
  • sufficiently flexible chips are used to be able to match such a curvature or to allow a fold in the case of a transition between two different planes.
  • this flexibility of the chip comes from its very small thickness, of the order of 1 to 100 ⁇ m, a typical thickness being from 5 to 20 ⁇ m.
  • SOI silicon on insulator manufacturing technique
  • FIG. 1 A wafer 11, derived from the aforementioned SOI technology, and in its marketed form, is shown in FIG. 1.
  • the chips 2 are arranged in rows in rows on an insulating protective substrate 4, typically glass, which constitutes the body of the wafer.
  • This insulating substrate is used inter alia to protect the chips 2 which are flexible due to their thinness (of the order of 10 ⁇ m).
  • Each chip 2 is retained on the protective glass substrate 4 by adhesive pads 6.
  • These adhesive pads 6 consist of small rectangular areas, turned at 45 ° relative to the sides of the chips 2 and placed on the corners respective of each chip, so that outside the periphery of the wafer 11 a pad 6 covers four corners joined by four different chips.
  • the active surface of the chip 2 is generally turned towards the protective substrate.
  • the chips 2 have asperities of the surface 7 which constitute contact points for the connection between the chip and the outside. These contact points are generally designated by the English term "bumps" and authorize, in known manner, surface connections by soldering (for example by means of a laser) to a corresponding contact located on the final support for the chip . This point of contact can be made on a metal track of the support.
  • l typical thickness of the chip 2 is between 1 and 50 ⁇ m, a preferred value being around 5 to 10 ⁇ m.
  • an adhesive structure 8 is prepared on a mounting frame 10.
  • the latter is of the type known under the Anglo-Saxon name of lead frame, and serves inter alia as a support allowing operations such as sawing and positioning of the wafer 11.
  • the adhesive structure 8 is composed of a first adhesive layer 12 and, bonded thereto, a second adhesive layer 14. Its geometry and its surface correspond to that of the plate 11.
  • the first adhesive layer has a typical thickness of between 10 to 1000 ⁇ m; the second adhesive layer has a typical thickness of between 5 and 50 ⁇ m, a preferred value being around 10 ⁇ m.
  • the outer face 14a of the second layer 14 is adhesive vis-à-vis the chip 2, and serves as a contact surface for the latter (arrows F).
  • the wafer 11 is in its shape as presented in FIG. 1, namely with its protective glass substrate 4 and the adhesive pads 6 still present. It is therefore noted that it is the face 2a of the chip facing outwards vis-à-vis the protective substrate 4 which contacts the second adhesive layer 14.
  • the choice of materials and adhesives of the adhesive structure 8 is such as to ensure the following characteristics:
  • the adhesion force between the external surface 14a of the second layer and the face 2a of the chip is greater on the one hand than the adhesion force between the first and second layers, at their interface I, and on the other hand share in the adhesive strength of the adhesive pads 6 with the chip, and
  • the face 14b that has become exposed from the second layer, being previously in contact with the first layer is adhesive vis-à-vis a final support of the chip 2, with a force of adhesion greater than the adhesive strength of the adhesive pads with the chip.
  • the chips 2 are separated. As shown in the lines LI of FIG. 2b, this separation is carried out by making an incision which, starting from the external face 4a of the protective substrate 4, passes through the latter, the adhesive pad 6, the chip 2, the second layer 14 and a part of the first layer 12.
  • the partial incision of the first layer ensures that the second layer is completely crossed.
  • the incision is made by a saw blade 16 moved by a tool on successive incision lines in two perpendicular axes, according to the format of the chips.
  • the parts thus cut are removed from the mounting frame 10 using a robotic arm 18 provided with a suction head 20.
  • the suction head 20 is placed against the external surface 4a of the protective substrate, between the incision lines LI of a piece remove.
  • the latter is then lifted by the robot arm (arrow TV), once the suction has been established, and moved (arrow D) to be placed above its final support.
  • the second layer 14 of the adhesive structure 8 is separated from the first layer.
  • Each removed part therefore comprises a protective substrate element 4, the adhesive pads 6, the chip 2 and the second adhesive layer 14.
  • the thickness of this adhesive layer 14 can be less than 5 .mu.m.
  • the thickness of the layer 14 is generally in the range of 2 to 40 ⁇ m, typical values being between 3 and 20 ⁇ m. In the general case, one can envisage for the adhesive layer a thickness around 10 ⁇ m.
  • the robotic arm 18 with its suction head 20 thus performs a sequence of successive movements for each chip of the wafer 11 according to a technique known in itself under the English term "pick and place".
  • the final support of the chip 2 is, in the example considered, a cylinder 22 of small diameter relative to the dimension of one side of the chip.
  • a typical value for the cylinder diameter is from a fraction of a millimeter to a few millimeters.
  • the chip is then wound on the curved surface 22a of this cylinder, over one or more turns.
  • the cylinder in question 22 may in particular be the conductive core of an electric wire or cable, or even a pin, the support in this case being electrically conductive.
  • the robotic arm 18 is initially positioned above the cylinder 22 so that the edge 14-1 of the second layer 14 parallel to the axis AC of the cylinder 22 is brought into contact with the latter. At this stage, provision is made for there to be sufficient adhesion between the contact face 14b of this second layer and the surface of the cylinder 22 to allow the adhesive pad 6 to be torn off from the surface of the chip 2 by a force applied from the support.
  • the final support 22 is driven in rotation on its axis AC in one direction (arrow FE) so as to wind the chip 2.
  • the first rotational movements cause the chip 2 to be torn off. its pads of adhesives 6.
  • the outer surface 14a of the second layer conforms and adheres to the surface of the cylinder 22.
  • this outer surface 14a adheres to the back of the chip exposed during the turn previous in the rotation.
  • the rotation causes the adhesive pads 6 being torn off located at the opposite edge 14-2 of the chip.
  • This winding operation can be carried out by placing the cylinder 22 in a holding tool which comprises a rotary head, for example a mandrel, which grasps a part of the cylinder not intended to be covered. As the final support 22 rotates, it it scrolls between the two aforementioned edges 14-1 and 14-2. This scrolling can be achieved by moving the rotary head and / or the robotic arm 18. At the end of the operation, the glass substrate 4 is removed.
  • a holding tool which comprises a rotary head, for example a mandrel, which grasps a part of the cylinder not intended to be covered.
  • This scrolling can be achieved by moving the rotary head and / or the robotic arm 18.
  • the glass substrate 4 is removed.
  • PSA pressure-sensitive adhesive
  • cationic a pressure-sensitive adhesive
  • a crosslinked or polymerized type adhesive is preferred for its superior adhesion characteristics.
  • the transfer technique just described is not limited to the case of cylindrical supports.
  • the chip 2 with the second layer 14 can be transferred onto a surface of a final support 22 having a variable or non-cylindrical curvature, even with a radius of curvature less than or equal to approximately 3 mm .
  • the final support 22 is held by a robotic arm 24 which authorizes a rotation of the final support 22 around an axis of the latter and a displacement in translation of the support on one or two axes X, Y to obtain guidance with respect to the chip 2.
  • these displacements can also be obtained by acting on the robotic arm 18 which holds the assembly containing the chip 2.
  • the invention also allows the transfer of a chip on a surface of a support with a concave curvature, according to various methods, an example of which will be described with reference to FIGS. 4a to 4d.
  • the chip 2 is prepared on an adhesive layer 14 according to the technique described with reference to Figures 2a and 2b.
  • the exposed face 14b of the second layer is positioned on a first transfer roller 26 (FIG. 4a).
  • This roller 26 is mounted on an axis which can be driven in rotation and in displacement in two directions X and Y perpendicular to this axis.
  • the first roller 26 is driven to wind a short length of the chip 2 and of the second adhesive layer 14 from the edge 14-1, thus detaching the chip 2 from the adhesive pads 6 located at this edge ( Figure 4b).
  • the first roller 26 is released from the protective substrate 4, freeing a length section of the chip 2 and of the second layer 14 (FIG. 4c).
  • the face 2b of the chip initially against the protective substrate 4 hereinafter designated the external face, is accessible for manipulations.
  • a second transfer roller 28, allowing the same types of movement as the first roller 26, is moved to make contact with the external face 2b of the chip, between the edge 14-2 still maintained and the first roller 26.
  • the concave surface 2a of a final support 22 is positioned within the radius of action of the first and second rollers 26 and 28. These rollers are then actuated in concert according to a program so that the second roller 28 applies the outer face 14b of the second layer against the concave surface 2a from one edge 14-1 to the other 14-2.
  • the first roller 26 is put in reverse rotation so as to unwind and then separate from the chip and the second layer which were wound therein, while a movement of the second roller 28 is applied between the two edges 14- 1 and 14-2, against the transfer surface 2a. It is noted that this technique makes it possible to transfer a chip onto a surface with a concave and convex curvature, the convex part being here represented towards the edge 14-2 (FIG. 4d).
  • a protective layer thereon for example by spraying.
  • the transfer to a concave surface can also be achieved by using a gas jet controlled against the surface 2b of the chip, so as to press the chip with its adhesive layer against its support.
  • the invention also allows the transfer of a chip 2 on a final support 22 when the latter is initially flat, and then to confer the definitive curvatures and / or folds on the portion occupied by the chip.
  • the radius of curvature given to the chip can be very small, being for example equal to or less than 3 mm approximately.
  • An example of this scenario is shown in Figures 5a to 5c.
  • an assembly comprising a chip 2 according to the technique described with reference to FIGS. 2a and 2b.
  • the outer face 14a of the second layer is transferred by the robotic arm 20 to the flat surface of a preform of the final support 22, so as to be bonded thereto.
  • the robotic arm 20 is raised (arrow F) so as to release the protective glass substrate 4 and the studs from the assembly. of adhesive 6.
  • the second layer 14 is then placed on the face 2a of the support via the second layer 14 (FIG. 5b).
  • the adhesive used on the face 14b of the second layer requires it, the thermal or photographic treatment of the latter is carried out. If necessary, a protective layer (not shown) can be deposited on the exposed surface of the chip 2.
  • the preform of the support is subjected to forming operations to give it its final curved and / or folded shape (FIG. 5c).
  • the surface occupied by the chip comprises flat areas, folds and convex curvatures, all these geometries being possible. Similarly, one can also provide concave curvatures.
  • FIGS. 6a to 6c a first variant of the method which can be applied to all the aforementioned implementation cases.
  • the second layer 14 is replaced by a spray of adhesive material.
  • this adhesive material 30 is applied by means of a nozzle 32 directly on the external face 2a of the chips, when the latter are mounted on their protective substrate 4.
  • the adhesive material 30 is therefore initially in the liquid phase or, at least, of low viscosity.
  • the thickness of this adhesive layer can be substantially equal to that of the second layer 14, namely in a range of 5 and 50 ⁇ m, a preferred value being around 10 ⁇ m.
  • the adhesive structure 8 (cf. FIG. 2a, for example) is then replaced by the first layer 12 only, the latter being fixed to the mounting frame 10.
  • the wafer 11 with the adhesive material 30 is then installed on the frame mounting, with provisional adhesion established between the outer face 12a of the first layer and the adhesive material.
  • the chip cutting and removal operations, with the portions of protective substrate 4 and of adhesive material 30, are carried out as described with reference to FIG. 2b.
  • the adhesive material 30 remains entirely - or almost - on the chip 2.
  • the adhesion characteristics of the sprayed material is made to be sufficient to ensure the proper maintenance of the wafer 11 on the frame, without damaging the assembly comprising the chip 2 during removal of the latter.
  • the phases of transfer of the chip 2 to its final support are similar to those described with reference to FIGS. 2c to 5c inclusive, the adhesive material 30 then forming a layer which replaces the second layer 14. Therefore they will not be repeated for the sake of of conciseness.
  • the adhesive material 30 can therefore also be treated by a thermal or photographic process to give it the required adhesion properties on the final curved support.
  • the adhesive material is applied not to the wafer 11, but directly to the surface 12a of the first layer intended to receive the wafer 11 on the mounting frame 10.
  • the technical considerations are the same as for the first variant, and the cutting and transfer operations are in all points similar, the adhesive material 30 then being transferred to the external face 2a of the chip 2 during the separation of the latter from the frame 10.
  • a second mode of transferring a thin chip 2 to a curved support will now be described with reference to FIGS. 7a to 7e.
  • the thin chip 2 is initially transferred to an adhesive tape 34 according to a technique for producing surface-mounted components (known by the abbreviation CMS).
  • CMS surface-mounted components
  • the chips 2 are fixed to the adhesive tape according to various possible techniques: depositing an adhesive layer on the face 2a of the chip facing the ribbon, depositing an adhesive layer on the surface 34a intended to receive the chips, or by temperature rise of the tape, so as to make its surfaces sticky.
  • This technique which is well established, is known by the English term "hot melt”. Materials having these required adhesion characteristics are also known for use as tapes intended for a process of the "hot melt” type.
  • the total thickness of the tape with the adhesive part which holds the chip is in the range of 25 to 75 ⁇ m, a typical value being 50 ⁇ m.
  • the chips 2 thus transferred are regularly aligned at a high rate along the length of the tape 34 by means of a wafer cutting device, chip separation and transfer of the latter.
  • the chips 2 are placed in a single line on a first surface 34a of the ribbon.
  • the thickness of the ribbon is of the order of 2 to 100 ⁇ m, a preferred value being between 5 and 15 ⁇ m.
  • This tape has perforations 36 distributed regularly near each of its longitudinal edges, allowing it to be moved by spikes, like a photographic film.
  • the second face 34b of the tape, opposite the first face 34a, incorporates a layer of adhesive 34 ′ on at least the parts facing the chips 2.
  • the thickness of this layer of adhesive can be substantially equal to that of the second layer 14, namely in a range of 5 and 50 ⁇ m, a preferred value being around 10 ⁇ m.
  • this layer 34 ' is capable of allowing bonding on a final support and, if necessary, on the chip 2 (in the case of winding on more of a turn).
  • the adhesive layer 34 ′ can be replaced by a transfer of the tape 34 to its final support by rendering its contact surface adherent by raising the temperature according to the above-mentioned "hot melt” technique.
  • the ribbon 34 with the chips 2 mounted on the surface is then transferred to a final support 22.
  • the support is a continuous cylindrical part or in sections.
  • the radius of this part substantially equal to the radius of curvature given to the chip, can be from a small fraction of a millimeter to a few millimeters, for example 3 millimeters. It may especially be the electrically conductive core 22 of a cable, a conductive or dielectric tube, or a preform of a conductive or non-conductive pin. It can also be a multi-strand bundle containing several wires electrically isolated from each other, allowing various connections within the wound chip.
  • the transfer is carried out by winding the ribbon 34 in the direction of its width, that is to say by winding from one longitudinal edge to the other.
  • the ribbon winding phase 34 can be carried out according to a continuous process, or by cutting length sections, each section comprising one or more chips 2.
  • the final support 22 is positioned against one of the longitudinal edges 34a of the second face 34b of the tape comprising the layer of adhesive 34 ′, with its main axis parallel to the latter, so as to initiate the phase d 'winding. Then, the final support 22 is rotated while allowing the assembly consisting of the chip 2 and the ribbon 34 to be wound.
  • the cross section of the final support 22 thus provided with coiled chips 2 is shown in FIG. 7d. In this example, the chip 2 is wound on itself.
  • the chips 2 are separated by a blade 40 which cuts sections of the wound ribbon 34.
  • the separation of the chips can also be carried out by necking, stretching, shearing, or other application of mechanical force so as to cause the rupture at a precise point.
  • the ribbon 34 can also be folded or curved along its length, that is to say with the winding axis perpendicular to the direction of the length, as will be described with reference to Figures 8a and 8b.
  • the final support 22 is positioned, which is here the same as for the previous case, against the second face 34b of the tape comprising the layer of adhesive 34 ', and perpendicular to the axis of the latter (FIG. 8a) .
  • the ribbon 34 is driven in rotation so as to wind the part of it carrying the chip 2 (FIG. 8b).
  • the ribbon 34 is cut according to one of the aforementioned techniques between the wound chip and the following. The operation is repeated in the same way for the next chip, the support being advanced on its axis to accept the winding of a new chip.
  • the final support 22 is sectioned between each wound chip, either after several successive windings, or after each winding operation.
  • FIGS. 7 and 8 also make it possible to transfer a chip onto a support other than a cylindrical one, a section of adhesive tape comprising a chip that can be affixed by simple manipulations to a transfer surface of a definitive support having a surface curved (convex or concave) or folded.
  • FIGS. 9 to 15 a few examples of products comprising a chip mounted on a non-flat surface portion or comprising several faces, in accordance with the invention, these products being able to be produced using techniques which have just been described with reference to Figures 1 to 8.
  • FIG. 9 represents a component of pin type 48 comprising a pin body 50 on which is wound an assembly composed of a chip and its adhesive, generally designated 52.
  • pin 50 is very thin, its diameter being from a fraction of a millimeter to a few millimeters for a length of ten millimeters or more.
  • the pin 50 can be either of insulating material, for example plastic, or of electrically conductive material.
  • the electrical interface with the electronic circuit contained in the wound chip in particular as regards the inputs and outputs of signals and power supply, can be achieved in several ways:
  • connection at the chip level can be carried out by techniques other than that based on "bumps" bosses, for example by using techniques known as “bumpless” where substantially flat connection pads are made on the surface. of the chip, with or without surface treatment.
  • an electrically conductive glue such as silver-based glue to make the connection with the chip.
  • Such an adhesive requires no treatment, a fortiori if the inputs / outputs of the chip are copper-plated.
  • conductive pads 54 are arranged at one end of the component.
  • the electrical connection of these pads with the “bump” type contacts 7 of the chip can be carried out according to various techniques.
  • the chip can be provided contact pads under the "bumps" on its surface facing the ribbon 34. These "bumps" are then brought into contact with the respective conductive tracks according to known techniques.
  • the electrical interface with the chip depends on an antenna, this can be achieved by the body of the pin 50, if it is conductive.
  • one or more contacts are provided between the pin and the chip, for example according to the abovementioned techniques of "bumps" or connections without boss.
  • the antenna can be produced by a conductive pattern, for example in the form of a spiral, deposited on the surface of the pin. Provision may also be made for the metallization pattern forming the antenna on the layer 12 or 34 on which the chip rests, or even on the chip itself.
  • the pin 50 has at one of its ends a profiled part 56 outside of the assembly 52 comprising the chip. This part 56 serves to facilitate the gripping of the component and ensures that it snaps onto an intelligent portable object with which it is associated.
  • the pin type component 48 of FIG. 9 can have several applications, only a few of which will be mentioned.
  • mutual rigid fixing means are provided partly on this device and partly on the portable object.
  • fixing by screwing, elastic stapling or clipping in particular, removable and reversible is provided in embodiments of the invention.
  • at least one fixing member is provided on the intelligent portable object, while a complementary fixing member is provided on the device. It is then possible to have a fixing of the object on and / or in the device which is removable, reversible and not permanent. Bonding is possible in cases where the attachment need not be reversible and / or removable (marking of information carriers, industrial objects, etc.).
  • FIG. 10 represents a smart smart portable object 58 having functionalities similar to those of a smart card or conventional magnetic stripe: banking or commercial transactions, access to services (telephone, distributors, tolls, monitoring of medical care, etc.), security (crossing electronic barriers, identification etc.).
  • the chip is constituted by the chip wound (2) in the intelligent portable object 48.
  • the card 58 comprises a cylindrical receptacle 60 contained in its thickness, intended to receive the component of pin type 48.
  • the interior of the receptacle 60 is provided with electrical contacts 62 intended to engage with the contacts 54 of the pin 50 when the latter is in the inserted position.
  • the chip is for example wound with a radius of curvature less than or equal to about 0.3 mm.
  • These contacts are connected by internal or external conductive paths 64 to a battery, or solar cell 66, or other electrical components (circuits, light or sound indicators, keyboard, switches, etc.).
  • a battery or solar cell 66
  • other electrical components circuits, light or sound indicators, keyboard, switches, etc.
  • the card 58 also incorporates an antenna 68 near the receptacle 60, allowing a link by electromagnetic induction to exchange signals with the assembly 52 comprising the chip or / and to supply the chip electrically.
  • the pin-type component 48 is detachably retained in the body of the card 58 by elastic elements 70 which engage by snap-fastening with the profiled part 56.
  • the assembly 52 comprising the chip constitutes the intelligent part of the card, replacing or complementing a conventional chip mounted on the surface on the card.
  • FIG. 11a is a view on edge of the card 58 according to a variant in which the component is only partially housed on its circumference in the receptacle 72.
  • the receptacle is in the form of a groove 72 which is formed in the slice of an edge of the card 58.
  • the groove 72 is shaped to contain more than half the circumference of the pin-type component 48, the other part of the circumference projecting from the edge of the card, as the shows figure 11b.
  • the free ends 72a of the groove are elastic and shaped to allow the latching and the maintenance of the component.
  • the pin-type component 48 can serve as an electronic data storage element, the assembly 52 comprising a storage memory of the erasable type (RAM, EPROM, EEPROM, etc.) or permanent.
  • the component can find applications as a support for electronic audio, visual or audiovisual data in professional and general public devices.
  • FIG. 12 represents a digital camera 74 which includes a receptacle 76 intended to house a memory chip in the form of a pin-type component according to the invention.
  • the inputs and outputs of the chip are functionally connected to the device 74 by contacts similar to the contacts 54, 62 previously described.
  • a contactless interface can be envisaged.
  • the memory of the chip can be sufficient to record some digital photographs, or short video sequences.
  • the pin type component 48 can then serve as an auxiliary support, operating for example in tandem with a main image memory, to allow visual information to be grouped on one. very small format support. It can however be used as main memory.
  • FIG. 13 represents another embodiment of a component 76 which integrates an assembly 52 comprising a chip wound around a final support 22 and an antenna 78, the whole being contained in a protective sheath 80.
  • the antenna 78 is mounted on a part of the external surface of the assembly 52, and the sheath 80 surrounds the antenna.
  • the antenna can be produced by etching on the back of the chip or on a flexible layer with which the chip is wound.
  • the component 76 therefore resembles a section of coaxial cable, the final support 22 forming the core, the assembly 52 containing the chip serving as insulation between the core and the antenna.
  • the core 22 can be used for the exchange of signals or the supply of electrical energy with respect to the chip, or to establish an electrical connection passing through the assembly 52.
  • the core 22 can be used as an antenna, in place of or in addition to the antenna 78 illustrated.
  • connections between the chip and the antenna can be made according to the technique of contacts by "bumps" 7, or without boss, as described above.
  • Component 76 can then be implemented independently without requiring additional wired connections. It is possible to integrate such a component into all kinds of intelligent portable object and devices, for example for applications which conventionally use smart cards, for the control and management of electronic processes, the transmission of data, etc.
  • FIGS. 14a and 14b represent another embodiment in which a chip 2 is wound around a cylinder 22 according to one of the techniques previously described, the assembly 2, 22 being housed within a winding which constitutes a solenoid 42.
  • the solenoid is electrically connected to the wound chip by connections 44 made between the respective ends of the winding. At the chip level, these connections can be established on bosses or on flat connection pads present on the external surface.
  • the contacts of the chip with those of the winding can be fixed with a conductive adhesive, for example a silver-based adhesive. Welding techniques can also be used, for example using a laser beam or an acoustic probe.
  • the cylinder 22 can be conductive and intended to supply power or allow an exchange of signals with the chip, or even simply pass through the chip. It can also be a dielectric.
  • a spacer (here in the form of filling material 46) may be provided between the outside of the chip 2 and the inside of the solenoid 42.
  • Such an assembly allows the chip to be used with a contactless interface, the solenoid then serving as an antenna.
  • the assembly can also make it possible to make a field detection and / or measurement means magnetic by detection / measurement by chip circuits of an induced current in the solenoid.
  • the winding 42 is produced without a mandrel by using a wire which is sufficiently rigid to keep a cylindrical shape.
  • the solenoid may include a mandrel 48, as shown in FIG. 15.
  • the mandrel has a pair of openings 48a allowing the passage of the respective ends 42a of the windingJ 2 inwards, so that they can form a connection 44 with the chip 2.
  • the winding 42 may comprise a fine wire wound around the mandrel 48 or an engraving forming an electrically conductive pattern in the form of a spiral on the interior or exterior surface of the mandrel.
  • FIG. 16 shows an embodiment of the invention according to which the final support 22 around which the chip 2 is wound is in the form of a bundle this conductive wire 50. These wire 50 are isolated from one another and contained in a sheath 52 The outer surface of the sheath 52 then constitutes the support on which the chip 2 is mounted.
  • At least some of the wires 50 are electrically connected to input / output pads 54 of the chip to make various connections with the chip. To this end, openings are provided at the level of the sheath 52 to allow the passage of the connected wires.
  • the beam 22 is surrounded by a conductive spiral 42 to allow an antenna interface to also be produced.
  • the chip 2 can be simply covered with a simple sheath or a protective layer.
  • FIG. 17 represents another embodiment 82 according to which the chip 2 is transferred onto two opposite faces 84a and 84b of a definitive support 84 which is substantially flat (the adhesive for holding the chip is not shown). The chip is then folded on one of the edges 84c of the support. On each face, the chip 2 has electrical contact areas 86 allowing it to be supplied and the data exchanged with respect to an intelligent portable reader object.
  • this component configuration also allows the implementation of a contactless interface, an antenna that can be engraved on the final support 84 or on the back of the chip.
  • FIG. 18 represents yet another embodiment 86 of the invention according to which the chip 2 is transferred onto flat surface elements 84a, 8b, and 84c, but on different planes, the adhesive for holding the chip n 'not being shown.
  • the chip 2 then comprises at least one fold to ensure the junction between the different planes.
  • These planes 84a, 84b, 84c can be part of the mechanical structure of an intelligent portable object, for example internal wall elements.
  • the radius of curvature of the chip can be very small, for example less than a few millimeters or even less than a fraction of a millimeter, depending on the thickness of the support.
  • the invention allows a new degree of freedom in the transfer of chips onto their final support, by lifting the flatness restriction over the entire transfer surface.
  • the radii of curvature imposed on the chip depends on the intended application.
  • chips with a thickness of up to 100 ⁇ m may be suitable, or even more depending on the radius of curvature imposed by the final support. It is thus possible to use chip manufacturing techniques based on the implantation of hydrogen to make it possible to obtain substrates of great thinness.

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Abstract

Lors de la fabrication d'un objet portable intelligent, on prévoit le report d' une puce (2) sur un support définitif (22 ; 50 ; 84) rigide, sur une partie de la surface (22a) du support (22 ; 50 ; 84) comportant préalablement ou par la suite une courbure et/ou plusieurs faces (84a ; 84b ; 84c). La puce présente une épaisseur typiquement de l'ordre de 10 νm.

Description

PUCE INCURVEE SUR SUPPORT RIGIDE A MONTER AMOVIBLEMENT SUR UN APPAREIL
L'invention concerne les objet portable intelligents comprenant une puce monté en surface et un procédé de fabrication de tels composants.
L'invention est basée sur le report d'une puce, sur une partie d'un support qui présente une courbure ou plusieurs faces dans sa forme définitive.
A cette fin, on emploie des puces suffisamment flexibles pour pouvoir épouser une telle courbure ou pour autoriser une pliure dans le cas d'une transition entre deux plans différents.
Dans les réalisations décrites de l'invention, cette flexibilité de la puce provient de sa très faible épaisseur, de l'ordre de 1 à 100 μm, une épaisseur typique étant de 5 à 20 μm.
Le document WO-A-9802921 donne un exemple de technologie permettant d'obtenir des puces d'une telle minceur, et donc de flexibilité adéquate. Cette technologie a été développée pour d'autres applications, notamment en utilisant la technique de fabrication dite de silicium sur isolant, communément désignée SOI (de l'anglais "silicon on Insulator").
Cette technique d'obtention de puces minces est donc en elle-même dans l'état de la technique, et ne sera rappelée que succinctement par souci de concision. On note cependant que d'autres types puces minces sont également connus et peuvent être employés dans le cadre de l'invention.
Citons d'autres documents relatifs aux semi conducteurs.
Le document US-A-5880010 décrit une méthode de couplage des couches actives de puce. Le problème que cherche à résoudre ce document est la dissipation de chaleur dans les circuits intégrés à semi conducteur ultra fin, qui est considérée comme "cruciale". Dans ce document, est concerné le matériau semi conducteur actif de plaquettes de Silicium (en anglais : "wafer"), c'est-à-dire la couche active d'un "wafer". Il montre un agencement polygonal de circuits intégrés enroulés qui sont électriquement reliés entre eux par des bandes de contact. Cet agencement est destiné à des circuits à puissance de haute densité où un flux de refroidissement est mis en écoulement entre les enroulements et à l'intérieur de ceux ci.
Le document US-A-5733814 décrit une carte à puce à utiliser dans un lecteur, et pourvu d'une part d'un substrat flexible en plastique et d'un objet portable intelligent semi conducteur apte à supporter une flexion supérieure à 2" (pouces ou "inch" en anglais) de rayon (soit sensiblement 2 fois 24,50 mm = 49 mm) sans altération ni rupture. Le problème que cherche à résoudre ce document est la rupture de la carte durant sa durée de vie, du fait de sa rigidité.
Le document EP-A-0947952 décrit un support d'information pour les systèmes d'identification sans contact. Ce support a un composant inséré dans une cavité d'un plateau moulé, une antenne en couronne insérée dans une autre cavité du plateau moulé, un capot rectangulaire de fixation du composant et de l'antenne. Le support est rendu hermétique par moulage injection.
Le document WO-A-9950788 Baumer décrit un support d'information pour les systèmes d'identification sans contact. Ce support d'une épaisseur de 1 mm, a une puce et une antenne collées sur un support flexible en papier. Un exemple d'utilisation est la fixation de ce support flexible sur un tube cartonné pour envoi postal. On connaît aussi des objet portable intelligents qui comprennent un composant monté en surface (CMS), ce composant pouvant être une puce ou circuit intégré.
Par contre, dans un objet portable intelligent tel que carte à puce, une partie appelée corps constitue le support mécanique pour la puce. Cette dernière est logée dans le corps, contre une surface en retrait du plan général externe de la carte. En effet, dans de nombreuses applications, il n'est pas nécessaire de prévoir un accès direct à la puce par un appareil extérieur.
Tel est le cas par exemple lorsque la carte comporte un bornier relié électriquement à la puce et permettant un contact ohmique ou galvanique avec un lecteur externe. Ou quand - en alternative ou parallèlement à une interface de contact ohmique - elle comporte une interface sans contact, avec une antenne apte à communiquer avec un lecteur externe.
On constate qu'en pratique, dans les applications de circuits intégrés, ces derniers sont montés à plat sur une surface de support mécanique elle même - totalement ou sensiblement - plane.
L'invention vise au contraire, à reporter une puce reporté sur une surface non plane ou rendue non plane après report.
A cet effet, l'invention a pour objets un procédé de fabrication d'un objet portable intelligent, un tel objet portable intelligent et un appareil équipé de cet objet.
. Selon les réalisations, l'appareil est prévu pour et / ou nécessite pour son fonctionnement, que lui soit adjoint au moins un tel objet portable intelligent. Mais dans d'autres réalisations, l'appareil sur lequel est monté la puce n'est pas prévu à cet effet particulièrement.
En général, l'objet portable intelligent selon l'invention est monté sur et / ou dans son appareil de réception, de manière démontable ou amovible, interchangeable ou remplaçable et opérationnelle ou fonctionnelle - c'est-à-dire que le fonctionnement de l'appareil inter agit avec celui de l'objet portable intelligent, notamment du fait de leur connexion électrique qui permet l'échange de signaux d'information ou de puissance électrique d'alimentation -.
On comprendra qu'on aboutit à une puce qui épouse la courbure et/ou la multiplicité de plans différents du support dans la version définitive de ce dernier. La courbure dont il est fait référence est formée par dessein, et il ne peut s'agir par exemple d'une courbure occasionnelle ou accidentelle comme lorsqu'une carte à puce est mise en flexion.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'exemple qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en plan d'une plaquette issue de la technologie dite silicium sur isolant mise en œuvre dans les modes de réalisation de l'invention ;
- les figures 2a à 2d représentent schématiquement différentes étapes successives de report d'une puce par enroulement autour d'un support cylindrique, selon un premier procédé conforme à l'invention ;
- la figure 3 représente schématiquement une variante du premier procédé appliqué au report d'une puce sur un support à courbure irrégulière ;
- les figures 4a à 4d représentent schématiquement différentes étapes successives de report d'une puce sur un support présentant une surface concave, selon un deuxième procédé conforme à l'invention ;
- les figures 5a à 5c représentent schématiquement différentes étapes successives de report d'une puce sur un support initialement plan et ensuite rendu non plan, selon un troisième procédé conforme à l'invention ;
- les figures 6a à 6c représentent schématiquement différentes étapes successives dans la préparation d'une plaquette avant son report, selon une variante du procédé des figures 2 à 5 ;
- les figures 7a à 7e représentent schématiquement différentes étapes successives de report de puce par enroulement autour d'un support cylindrique, selon un quatrième procédé conforme à l'invention ;
- les figures 8a et 8b représentent schématiquement des étapes successives de report de puce par enroulement autour d'un support cylindrique, selon une variante du quatrième procédé conforme à l'invention ;
- la figure 9 représente un composant de type broche, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 10 représente le montage du composant de la figure 9 dans une carte portative ;
- les figures lia et 11b représentent le montage du composant de la figure 9 selon une variante de la figure 10 ;
- la figure 12 représente une application du composant de la figure 9 dans un appareil photographique numérique ;
- la figure 13 représente un composant cylindrique gainé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 14a est une vue générale d'une puce enroulé sur un support et situé au coeur d'un solénoïde ;
- la figure 14b montre une section du objet portable intelligent de la figure 14a ; la figure 15 montre une section du objet portable intelligent de la figure 14 selon une variant où le solénoïde est enroulé sur un mandrin ; la figure 16 est une vue en coupe longitudinale d'un objet portable intelligent réalisé par enroulement d'une puce autour d'un . support comprenant plusieurs conducteurs reliés à des points de connexion du circuit;
- la figure 17 représente un composant plan sur lequel est reportée une puce sur deux faces selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 18 représente une surface sur laquelle est reportée une puce, comportant plusieurs surfaces planes sur des plans différents.
L'invention est basée sur le report d'une puce sur une partie d'un support qui présente une courbure ou plusieurs faces dans sa forme définitive. A cette fin, on emploie des puces suffisamment flexibles pour pouvoir épouser une telle courbure ou pour autoriser une pliure dans le cas d'une transition entre deux plans différents. Dans les modes de réalisation qui seront décrits, cette flexibilité de la puce provient de sa très faible épaisseur, de l'ordre de 1 à 100 μm, une épaisseur typique étant de 5 à 20 μm. La technologie permettant d'obtenir des puces d'une telle minceur, et donc de flexibilité adéquate, a été développée pour d'autres applications, notamment en utilisant la technique de fabrication dite de silicium sur isolant, communément désignée SOI (de l'anglais "silicon on Insulator").
Cette technique d'obtention de puces minces est donc en elle-même dans l'état de la technique, est rappelée succinctement. On note cependant que d'autres types puces minces et flexibles sont également connus et peuvent être envisagés dans le cadre de l'invention.
Une plaquette 11, issue de la technologie SOI précitée, et dans sa forme commercialisée, est représentée à la figure 1. Les puces 2 sont disposées en lignes de rangées sur un substrat protecteur isolant 4, typiquement du verre, qui constitue le corps de la plaquette. Ce substrat isolant sert entre autres à protéger les puces 2 qui sont souples en raison de leur minceur (de l'ordre de 10 μm).
Chaque puce 2 est retenue sur le substrat protecteur de verre 4 par des plots d'adhésif 6. Ces plots d'adhésif 6 sont constitués par des petites aires rectangulaires, tournées à 45° par rapport aux côtés des puces 2 et placées sur les coins respectifs de chaque puce, de sorte qu'en dehors de la périphérie de la plaquette 11 un plot 6 recouvre quatre coins réunis de quatre puces différentes. La surface active de la puce 2 est généralement tournée vers le substrat protecteur. Les puces 2 comportent des aspérités du surface 7 qui constituent des points de contact pour la connexion entre la puce et l'extérieur. Ces points de contacts sont généralement désignés par le terme anglais de "bumps" et autorisent, de manière connue, des connexions en surface par soudure (par exemple au moyen d'un laser) sur un contact correspondant situé sur le support définitif pour la puce. Ce point de contact peut être réalisé sur une piste métallique du support.
Il sera maintenant décrit par référence aux figures 2a à 2d un procédé de report d'une puce 2 précitée sur un support courbe conformément à" un premier procédé conforme à l'invention. Dans l'ensemble des modes de réalisation qui seront décrits, l'épaisseur typique de la puce 2 se situe entre 1 et 50 μm, une valeur préférée se situant autour de 5 à 10 μm.
Dans une première étape, on prépare une structure adhésive 8 sur un cadre de montage 10. Ce dernier est du type connu sous l'appellation anglo-saxonne de lead frame, et sert entre autres de support permettant des opérations telles que le sciage et le positionnement de la plaquette 11. La structure adhésive 8 est composée d'une première couche adhésive 12 et, collée sur celle-ci, d'une seconde couche adhésive 14. Sa géométrie et sa superficie correspondent à celle de la plaquette 11.
La première couche adhésive a une épaisseur typique comprise entre 10 à 1000 μm ; la seconde couche adhésive a une épaisseur typique comprise entre 5 et 50 μm, une valeur préférée se situant autour de 10 μm.
La face extérieure 14a de la seconde couche 14 est adhésive vis-à- vis de la puce 2, et sert de surface de contact pour celle-ci (flèches F).
Lors du report sur cette surface extérieure 14a de la seconde couche, la plaquette 11 est dans sa forme telle que présentée à la figure 1, à savoir avec son substrat protecteur de verre 4 et les plots d'adhésif 6 encore présents. On note donc que c'est la face 2a de la puce tournée à l'extérieur vis-à-vis du substrat protecteur 4 qui prend contact avec la seconde couche adhésive 14.
Le choix des matériaux et des adhésifs de la structure adhésive 8 est tel à assurer les caractéristiques suivantes :
- la force d'adhérence entre la surface extérieure 14a de la seconde couche et la face 2a de la puce est supérieure d'une part à la force d'adhérence entre les première et seconde couches, à leur interface I, et d'autre part à la force d'adhérence des plots d'adhésif 6 avec la puce, et
- après séparation des première et seconde couches, la face 14b devenue exposée de la seconde couche, étant préalablement en contact avec la première couche, est adhésive vis-à-vis d'un support définitif de la puce 2, avec une force d'adhérence supérieure à la force d'adhérence des plots d'adhésif avec la puce.
Une fois la plaquette 11 reportée sur la structure adhésive, éventuellement avec application de pression pour établir un bon contact adhésif, on procède à la séparation des puces 2. Comme le montre les traits LI de la figure 2b, cette séparation est réalisée en pratiquant une incision qui, partant de la face extérieure 4a du substrat protecteur 4, traverse cette dernière, le plot d'adhésif 6, la puce 2, la seconde couche 14 et une partie de la première couche 12. L'incision partielle de la première couche permet d'assurer que la seconde couche est entièrement traversée. Dans l'exemple, l'incision est réalisée par une lame de sciage 16 déplacée par un outil sur des lignes d'incision successives dans deux axes perpendiculaires, selon le format des puces.
Les pièces ainsi découpées sont retirées du cadre de montage 10 à l'aide d'un bras robotisé 18 doté d'une tête aspirante 20. La tête aspirante 20 est placée contre la surface extérieure 4a du substrat protecteur, entre les lignes d'incision LI d'une pièce retirer. Cette dernière est alors soulevée par le bras robot (flèche TV), une fois l'aspiration établie, et déplacée (flèche D) pour être mise au-dessus de son support définitif. Lors de l'opération de soulèvement précitée, la seconde couche 14 de la structure adhésive 8 est désolidarisée de la première couche. Chaque pièce retirée comprend donc un élément de substrat protecteur 4, les plots d'adhésif 6, la puce 2 et la seconde couche adhésive 14. Selon les applications et la technologie utilisée, l'épaisseur de cette couche adhésive 14 peut être inférieure à 5 μm. Dans la pratique, l'épaisseur de la couche 14 se situe généralement dans une plage de 2 à 40 μm, des valeurs typiques se situant entre 3 et 20 μm. Dans le cas général, on peut envisager pour la couche adhésive une épaisseur autour de 10 μm.
Le bras robotisé 18 avec sa tête aspirante 20 réalise ainsi une séquence de déplacements successifs pour chaque puce de la plaquette 11 selon une technique connue en elle-même sous le terme anglo-saxon de "pick and place". Comme le montre la figure 2c, le support définitif de la puce 2 est, dans l'exemple considéré, un cylindre 22 de faible diamètre relativement à la dimension d'un côté de la puce. Une valeur typique pour le diamètre du cylindre est d'une fraction de millimètre à quelques millimètres. La puce est alors enroulée sur la surface courbe 22a de ce cylindre, sur un ou plusieurs tours. Le cylindre en question 22 peut être notamment l'âme conductrice d'un fil ou d'un câble électrique, ou encore une broche, le support étant dans ce cas électriquement conducteur.
Le bras robotisé 18 est initialement positionné au-dessus du cylindre 22 de manière que le bord 14-1 de la seconde couche 14 parallèle à l'axe AC du cylindre 22 soit mis en contact avec ce dernier. A ce stade, on prévoit qu'il y ait une adhérence suffisante entre la face de contact 14b de cette seconde couche et la surface du cylindre 22 pour permettre l'arrachement du plot d'adhésif 6 de la surface de la puce 2 par une force appliquée à partir du support.
Ensuite, comme le montre la figure 2d, on entraîne le support définitif 22 en rotation sur son axe AC dans un sens (flèche FE) de manière à enrouler la puce 2. Les premiers mouvements de rotation entraînent l'arrachement de la puce 2 de ses plots d'adhésifs 6. Lors du premier tour de rotation, la surface extérieure 14a de la seconde couche se conforme et adhère à la surface du cylindre 22. Ensuite, cette surface extérieure 14a adhère sur le dos de la puce exposé lors du tour précédent dans la rotation. Enfin, la rotation entraîne l'arrachement des plots d'adhésif 6 se situant au niveau du bord opposé 14-2 de la puce.
Cette opération d'enroulement peut être réalisée en plaçant le cylindre 22 dans un outil de maintien qui comporte une tête rotative, par exemple un mandrin, qui saisit une partie du cylindre non destinée à être recouverte. Au fur et à mesure de la rotation du support définitif 22, celui- ci défile entre les deux bords précités 14-1 et 14-2. Ce défilement peut être réalisé par un déplacement de la tête rotative ou/et du bras robotisé 18. En fin d'opération, le substrat de verre 4 est évacué.
Selon le type d'adhésif utilisé pour réaliser l'adhérence de la seconde couche sur le support, ou dans le cas de plusieurs tours d'enroulement, sur la puce, il peut être nécessaire de procéder en suite à des opérations de traitement thermique ou photographique, par exemple une irradiation par rayons ultraviolets, afin de réticuler ou de polymériser l'adhésif. Un traitement photographique est envisageable car, étant minces, la puce et la seconde couche sont facilement traversées par le rayonnement, même dans le cas de plusieurs enroulements superposés. L'irradiation peut donc être appliquée depuis l'extérieur une fois l'enroulement terminé. En variante, il est envisageable "de réaliser le traitement de l'adhésif, thermique ou photographique, lors de l'enroulement, par exemple en prévoyant une source thermique ou photographique dirigée vers le support définitif 22 lors de l'opération d'enroulement.
Il est également possible d'utiliser un adhésif sensible à la pression (connu par l'abréviation PSA de l'anglais "pressure sensitive layer"), ou cationique, qui ne nécessite pas de telles opérations. Cependant, un adhésif du type réticulé ou polymérisé est préféré pour ses caractéristiques d'adhérence supérieures.
La technique de report venant d'être décrite n'est pas limitée au cas de supports cylindriques. Ainsi, comme le montre la figure 3, la puce 2 avec la seconde couche 14 peut être reportée sur une surface d'un support définitif 22 présentant une courbure variable ou non cylindrique, même avec un rayon de courbure inférieur ou égal à environ 3 mm. Dans ce cas, le support définitif 22 est maintenu par un bras robotisé 24 qui autorise une rotation du support définitif 22 autour d'un axe de ce dernier et un déplacement en translation du support sur un ou deux axes X, Y pour obtenir un guidage vis-à-vis de la puce 2. Bien entendu, ces déplacements peuvent aussi être obtenus en agissant au niveau du bras robotisé 18 qui maintient l'ensemble contenant la puce 2.
L'invention permet également le report d'une puce sur une surface d'un support à courbure concave, selon divers procédés, dont un exemple sera décrit par référence aux figures 4a à 4d.
On prépare la puce 2 sur une couche adhésive 14 selon la technique décrite par référence aux figures 2a et 2b. Lors de l'opération de report, on positionne la face exposée 14b de la seconde couche sur un premier rouleau de transfert 26 (figure 4a). Ce rouleau 26 est monté sur un axe pouvant être entraîné en rotation et en déplacement sur deux directions X et Y perpendiculaires à cet axe.
Dans une première phase, le premier rouleau 26 est entraîné pour enrouler une faible longueur de la puce 2 et de la seconde couche adhésive 14 à partir du bord 14-1, décollant ainsi la puce 2 des plots d'adhésif 6 situés à ce bord (figure 4b).
Ensuite, le premier rouleau 26 est dégagé du substrat protecteur 4, libérant une section de longueur de la puce 2 et de la seconde couche 14 (figure 4c). Dans cette configuration, la face 2b de la puce initialement contre le substrat protecteur 4, ci-après désignée face extérieure, est accessible pour des manipulations. Un second rouleau de transfert 28, permettant les mêmes types de mouvements que le premier rouleau 26, est déplacé pour prendre contact avec la face extérieure 2b de la puce, entre le bord 14-2 encore maintenu et le premier rouleau 26.
Ensuite, la surface concave 2a d'un support définitif 22 est positionnée dans le rayon d'action des premier et second rouleaux 26 et 28. Ces rouleaux sont alors actionnés de concert selon un programme de manière que le second rouleau 28 applique la face extérieure 14b de la seconde couche contre la surface concave 2a d'un bord 14-1 à l'autre 14- 2. Durant cette opération, le premier rouleau 26 est mis en rotation inverse de manière à dévider et ensuite de se séparer de la puce et de la seconde couche qui y étaient enroulées, alors qu'est appliqué un mouvement du second rouleau 28 entre les deux bords 14-1 et 14-2, contre la surface de report 2a. On note que cette technique permet de reporter une puce sur une surface à courbure concave et convexe, la partie convexe étant ici représentée vers le bord 14-2 (figure 4d).
Pour éviter d'endommager la face 2a de la puce durant ces manipulations, on peut envisager d'appliquer préalablement sur celle-ci une couche protectrice, par exemple par pulvérisation.
Le report sur une surface concave peut aussi être réalisé par utilisation d'un jet de gaz contrôlé contre la surface 2b de la puce, de manière à plaquer la puce avec sa couche adhésive contre son support.
L'invention permet également le report d'une puce 2 sur un support définitif 22 lorsque celui-ci est initialement plat, et ensuite de conférer les courbures et/ou des pliures définitives sur la portion occupée par la puce. Dans ce cas aussi, le rayon de courbure conféré à la puce peut être très faible, étant par exemple égal ou inférieur à 3 mm environ. Un exemple de ce cas de figure est représenté par les figures 5a à 5c.
Dans l'exemple, on prépare un ensemble comportant une puce 2 selon la technique décrite par référence aux figures 2a et 2b. la face extérieure 14a de la seconde couche est reportée par le bras robotisé 20 sur la surface plane d'une préforme du support définitif 22, de manière à y être collée. Ensuite, le bras robotisé 20 est levé (flèche F) de manière à dégager de l'ensemble le substrat protecteur de verre 4 et les plots d'adhésif 6. La seconde couche 14 est alors posée sur la face 2a du support via la seconde couche 14 (figure 5b).
Si l'adhésif utilisé sur la face 14b de la seconde couche le nécessite, on procède au traitement thermique ou photographique de celle-ci. Au besoin, une couche protectrice (non représentée) peut être déposée sur la surface exposée de la puce 2.
Ensuite, on soumet la préforme du support à des opérations de formage pour lui conférer sa forme courbe et/ou pliée définitive (figure 5c). Dans l'exemple, la surface occupée par la puce comporte des aires plans, des pliures et des courbures convexes, toutes ces géométries étant possibles. De même, on peut également prévoir des courbures concaves.
Il sera maintenant décrit par référence aux figures 6a à 6c une première variante du procédé qui peut s'appliquer à tous les cas de mise en œuvre précités.
Selon cette variante, on remplace la seconde couche 14 par une pulvérisation de matière adhésive. Dans l'exemple de la figure 6a, cette matière adhésive 30 est appliquée au moyen d'une buse 32 directement sur la face extérieure 2a des puces, lorsque celles-ci sont montées sur leur substrat protecteur 4. La matière adhésive 30 est donc initialement en phase liquide ou, du moins, de faible viscosité. L'épaisseur de cette couche adhésive peut être sensiblement égale à celle de la seconde couche 14, à savoir dans une plage de 5 et 50 μm, une valeur préférée se situant autour de 10 μm.
La structure adhésive 8 (cf. figure 2a, par exemple) est alors remplacée par la première couche 12 uniquement, celle-ci étant fixée sur le cadre de montage 10. La plaquette 11 avec ia matière adhésive 30 est alors installée sur le cadre de montage, avec une adhérence provisoire établie entre la face extérieure 12a de la première couche et la matière adhésive.
Les opérations de découpe et de retrait des puces, avec les portions de substrat protecteur 4 et de matière adhésive 30, s'effectuent comme décrit par référence à la figure 2b. On note que lors de retrait des puces du cadre de montage 10, la matière adhésive 30 reste entièrement présente - ou presque - sur la puce 2. A cette fin, on prévoit que les caractéristiques d'adhérence de la matière pulvérisée soient suffisantes pour assurer le bon maintien de la plaquette 11 sur le cadre, sans pour autant endommager l'ensemble comportant la puce 2 lors de retrait de ce dernier.
Les phases de report de la puce 2 sur son support définitif sont analogues à celles décrites par référence aux figures 2c à 5c incluses, la matière adhésive 30 formant alors une couche qui remplace la seconde couche 14. Aussi ne seront-elles pas répétées par souci de concision. La matière adhésive 30 peut donc aussi être traitée par un procédé thermique ou photographique pour lui conférer les propriétés requises d'adhérence sur le support courbe définitif.
Selon une deuxième variante, la matière adhésive est appliquée non pas sur la plaquette 11, mais directement sur la surface 12a de la première couche destinée à recevoir la plaquette 11 sur le cadre de montage 10.. Dans ce cas, les considérations techniques sont les mêmes que pour la première variante, et les opérations de découpe et de report sont en tout point analogues, la matière adhésive 30 étant alors transférée sur la face extérieure 2a de la puce 2 lors de la séparation de celle-ci du cadre 10.
Il sera maintenant décrit par référence aux figures 7a à 7e un second mode de report d'une puce mince 2 sur un support courbe. La puce mince 2 est initialement reportée sur un ruban adhésif 34 selon une technique réalisation de composants montés en surface (connue par l'abréviation CMS). Cette technique est bien établie et ne sera pas décrite dans le détail par souci de concision. On rappelle seulement qu'elle permet de transférer des tranches de plaquette 11 comportant une succession de puces minces, du type décrit par référence à la figure 1, sur un ruban continue.
Les puces 2 sont fixées sur le ruban adhésif selon diverses techniques possibles : dépôt d'une couche adhésive sur la face 2a de la puce tournée vers le ruban, dépôt d'une couche adhésive sur la surface 34a destinée à recevoir les puces, ou par élévation en température du ruban, de manière à rendre ses surfaces collantes. Cette technique, qui est bien établie, est connue sous par le terme anglais de "hot melt". Des matériaux présentant ces caractéristiques d'adhérence requises sont également connus pour utilisation en tant que rubans destinés à un procédé du type "hot melt".
Avec la technique de dépôt basée sur l'utilisation de ruban, l'épaisseur totale du ruban avec la partie adhésive qui maintien la puce se situe dans une plage de 25 à 75 μm, une valeur typique étant de 50 μm.
Les puces 2 ainsi transférées sont alignées régulièrement à cadence élevée sur la longueur du ruban 34 au moyen d'un appareil de découpe de plaquette, de séparation des puces et de report de ces dernières.
Dans l'exemple illustré à la figure 7a, les puces 2 sont placées en une seule ligne sur une première surface 34a du ruban. L'épaisseur du ruban est de l'ordre de 2 à 100 μm, une valeur préférée se situant entre 5 et 15 μm. Ce ruban comporte des perforations 36 réparties régulièrement à proximité de chacun de ses bords longitudinaux, permettant son déplacement par des roues à picot, à l'instar d'un film photographique. La deuxième face 34b du ruban, opposée à la première face 34a, intègre une couche d'adhésif 34' sur au moins les parties en vis-à-vis des puces 2. L'épaisseur de cette couche d'adhésif peut être sensiblement égale à celle de la seconde couche 14, à savoir dans une plage de 5 et 50 μm, une valeur préférée se situant autour de 10 μm.
Comme pour la couche d'adhésif 14 ou 30 des modes de réalisation précédents, cette couche 34' est apte à permettre un collage sur un support définitif et, le cas échéant, sur la puce 2 (dans le cas d'un enroulement sur plus d'un tour).
En variante, la couche d'adhésif 34' peut être remplacée par un transfert du ruban 34 sur son support définitif en rendant sa surface de contact adhérente par élévation de température selon la technique "hot melt" précitée.
Le ruban 34 avec les puces 2 montées en surface est ensuite reporté sur un support définitif 22. Dans l'exemple, le support est une pièce cylindrique continue ou en tronçons. Le rayon de cette pièce, sensiblement égal au rayon de courbure conféré à la puce, peut être d'une faible fraction de millimètre à quelques millimètres, par exemple 3 millimètres. Il peut s'agir notamment de l'âme électriquement conductrice 22 d'un câble, d'un tube conducteur ou diélectrique, ou d'une préforme de broche conductrice ou non. Il peut également s'agir d'un faisceau multibrin contenant plusieurs fils électriquement isolés les uns des autres, permettant diverses connexions au sein de la puce enroulée. Le report est réalisé par enroulement du ruban 34 dans le sens de sa largeur, c'est-à- dire par enroulement d'un bord longitudinal à l'autre. Avant l'enroulement, on peut procéder à une découpe longitudinale des marges du ruban 34 par des lames 38 afin de retirer les portions comportant les perforations 36 (figure 7b). La phase d'enroulement du ruban 34 peut s'effectuer selon un processus continu, ou par découpe de tronçons de longueur, chaque tronçon comportant une ou plusieurs puces 2.
Comme le montre la figure 7c, on positionne le support définitif 22 contre un des bords longitudinaux 34a de la deuxième face 34b du ruban comportant la couche d'adhésif 34', avec son axe principal parallèle à ce dernier, de manière amorcer la phase d'enroulement. Ensuite, on met le support définitif 22 en rotation tout en permettant à l'ensemble composé de la puce 2 et du ruban 34 de s'enrouler. La section transversale du support définitif 22 ainsi muni de puces 2 enroulées est représentée à la figure 7d. Dans cet exemple, la puce 2 est enroulée sur elle-même.
A la fin de l'opération, on dispose le long du ruban 34 une succession de puces 2 ayant été enroulées simultanément sur au moins un tronçon du support, comme le montre la figure 7e.
Ensuite, on sépare les puces 2 par une lame 40 qui découpe des tronçons du ruban 34 enroulé. La séparation des puces peut aussi être effectuée par striction, etirement, cisaillement, ou autre application d'effort mécanique de manière à provoquer la rupture à un point précis.
Le ruban 34 peut aussi être plié ou courbé sur sa longueur, c'est-à- dire avec l'axe d'enroulement perpendiculaire au sens de la longueur, comme il sera décrit par référence aux figures 8a et 8b.
Dans ce cas, on positionne le support définitif 22 qui est ici le même que pour le cas précédent, contre la deuxième face 34b du ruban comportant la couche d'adhésif 34', et perpendiculairement à l'axe de ce dernier (figure 8a). Ensuite, on entraîne le ruban 34 en rotation de manière à enrouler la partie de celui-ci portant la puce 2 (figure 8b). Enfin, on découpe selon l'une des techniques précitées le ruban 34 entre la puce enroulée et la suivante. L'opération est répétée de la même manière pour la puce suivante, le support étant avancé sur son axe pour accepter l'enroulement d'une nouvelle puce. Le support définitif 22 est sectionné entre chaque puce enroulée, soit après plusieurs enroulements successifs, soit après chaque opération d'enroulement.
Les techniques décrites par référence aux figures 7 et 8 permettent aussi de reporter une puce sur un support autre que cylindrique, une section de ruban adhésif comportant une puce pouvant être apposée par simples manipulations sur une surface de report d'un support définitif ayant une surface courbe (convexe ou concave) ou repliée.
On comprendra que dans ce qui précède, on peut aussi envisager de fixer la puce sur son support définitif 22 en appliquant une matière adhésive directement sur la surface dudit support.
Il sera maintenant décrit par référence aux figures 9 à 15 quelques exemples de produits comportant une puce montée sur une portion de surface non plate ou comportant plusieurs faces, conformément à l'invention, ces produits pouvant être réalisés à partir des techniques venant d'être décrites par référence aux figures 1 à 8.
La figure 9 représente un composant de type broche 48 comprenant un corps de broche 50 sur lequel est enroulé un ensemble composé d'une puce et de son adhésif, globalement désigné 52. Dans le cas considéré, la broche 50 est très fine, son diamètre étant d'une fraction de millimètre à quelques millimètres pour une longueur d'une dizaine de millimètres ou plus. La broche 50 peut être soit en matériau isolant, par exemple en matière plastique, soit en matériau électriquement conducteur.
L'interface électrique avec le circuit électronique contenu dans la puce enroulée, notamment en ce qui concerne les entrées et sorties de signaux et l'alimentation en énergie électrique, peut être réalisée de plusieurs manières :
- par des plots conducteurs 54 accessibles sur le composant et reliés à des points de contact correspondants de la puce selon la technique précitée de "bumps" 7 (cf. figure 1); et/ou
- par liaison hertzienne avec une antenne associée au composant de type broche 48, de manière à réaliser une interface dite "sans contact", l'antenne étant reliée électriquement à un ou plusieurs points de contact de type "bump" 7 de la puce.
On note également que la connexion au niveau de la puce peut être réalisée par des techniques autres que celle basées sur les bossages "bumps", par exemple en utilisant des techniques dites "bumpless" où des plages de connexion sensiblement plans sont réalisées sur la surface de la puce, avec ou sans traitement de surface. On peut alors par exemple utiliser par exemple une colle électriquement conductrice, telle que de la colle à base d'argent pour réaliser la connexion avec la puce. Une telle colle ne nécessite aucun traitement, a fortiori si les entrées/sorties de la puce sont cuivrées.
Dans l'exemple illustré, plusieurs plots conducteurs 54 sont disposés à une extrémité du composant. La liaison électrique de ces plots avec les contacts de type "bump" 7 de la puce peut être réalisée selon diverses techniques. On peut par exemple prévoir des pistes conductrices sur la couche adhésive (cf. ruban 34), sur laquelle repose la puce, par un procédé de métallisation de motifs conducteurs avant le montage en surface de la puce Dans ce cas, la puce pourra être munie de plots de contact sous les "bumps" sur sa surface tournée vers le ruban 34. Ces "bumps" sont alors mis en contact avec les pistes conductrices respectives selon des techniques connues. Lorsque l'interface électrique avec la puce dépend d'une antenne, celle-ci peut être réalisée par le corps de la broche 50, si elle est conductrice. Dans ce cas, on prévoit un ou plusieurs contacts entre la broche et la puce, par exemple selon les techniques précitées de "bumps" ou des connexions sans bossage. Lorsque le corps de la broche 50 est en matériau non-conducteur, l'antenne peut être réalisée par un motif conducteur, par exemple en forme de spirale, déposé sur la surface de la broche. Il peut également être prévu de réaliser le motif de métallisation formant l'antenne sur la couche 12 ou 34 sur laquelle repose la puce, voire sur la puce elle-même.
La broche 50 comporte à l'une de ses extrémités une partie profilée 56 en dehors de l'ensemble 52 comportant la puce. Cette partie 56 sert à faciliter la préhension du composant et assure son encliquetage sur un objet portable intelligent auquel il est associé.
Le composant de type broche 48 de la figure 9 peut avoir plusieurs applications, dont quelques-unes unes seulement seront évoquées.
En général, afin de permettre le démontage sans altération, ainsi que le montage ou remplacement d'un objet portable intelligent tel que la broche 48 sur un appareil (Caméra, livre, structure industrielle comme câble ou analogues), des moyens de fixation rigide mutuelle sont prévus en partie sur cet appareil et en partie sur l'objet portable. En fait, une fixation par vissage, agrafage élastique ou clippage notamment, amovible et réversible est prévue dans des réalisations de l'invention. Alors, au moins un organe de fixation est prévu sur l'objet portable intelligent, tandis qu'un organe de fixation complémentaire est prévu sur l'appareil. Il est alors possible d'avoir une fixation de l'objet sur et / ou dans l'appareil qui est amovible, réversible et non permanente. Un collage est envisageable dans les cas où il n'est pas nécessaire que la fixation soit réversible et / ou amovible (marquage de supports d'information, d'objets industriels, etc.).
La figure 10 représente un objet portable intelligent à puce 58 ayant des fonctionnalités semblables à celles d'une carte à puce ou à piste magnétique classique : transactions bancaires ou commerciales, accès à des services (téléphone, distributeurs, péages, suivi de soins médicaux, etc.), sécurité (franchissement de barrières électroniques, identification etc.). Dans ce cas, la puce est constituée par la puce enroulée (2) dans le objet portable intelligent 48. La carte 58 comporte un réceptacle cylindrique 60 contenu dans son épaisseur, destiné à recevoir le composant de type broche 48. L'intérieur du réceptacle 60 est doté de contacts électriques 62 destinés à s'engager avec les contacts 54 de la broche 50 lorsque celle-ci est en position insérée. Dans le cas notamment d'une carte à puce au format ISO, la puce est par exemple enroulée avec un rayon de courbure inférieur ou égal à environ 0,3 mm. Ces contacts sont reliés par des chemins conducteurs internes ou externes 64 vers une batterie, ou cellule solaire 66, ou autres organes électriques (circuits, témoins lumineux ou sonores, clavier, interrupteurs, etc.). Bien entendu, il est possible de prévoir les contacts électriques 54 du composant de type broche 48 à proximité de la partie profilée 56, et donc de disposer les contacts 62 de la carte 58 vers l'embouchure du réceptacle 60.
Dans l'exemple, la carte 58 incorpore également une antenne 68 à proximité du réceptacle 60, permettant une liaison par induction électromagnétique pour échanger des signaux avec l'ensemble 52 comportant la puce ou/et pour alimenter électriquement la puce. Le composant de type broche 48 est retenu de manière amovible dans le corps de la carte 58 par des éléments élastiques 70 qui s'engagent par encliquetage avec la partie profilée 56.
Dans ce cas, l'ensemble 52 comportant la puce constitue la partie intelligente de la carte, en remplacement ou en complément d'une puce classique montée en surface sur la carte.
La figure lia est une vue sur tranche de la carte 58 selon une variante où le composant n'est que partiellement logé sur sa circonférence dans le réceptacle 72. Dans ce cas, le réceptacle se présente sous la forme d'une gorge 72 qui est formée dans la tranche d'un bord de la carte 58. La gorge 72 est conformée pour contenir plus de la moitié de la circonférence du composant de type broche 48, l'autre partie de la circonférence dépassant du bord de la carte, comme le montre la figure 11b. Les extrémités libres 72a de la gorge sont élastiques et conformées pour permettre l'encliquetage et le maintien du composant.
Les autres aspects de la carte 58, notamment en ce qui concerne l'interface avec le composant de type broche 48 : contacts 54, 62, pistes 64, circuit 66 et antenne 68, sont en tous points analogues à ceux décrits par référence aux figures 9 et 10.
Le composant de type broche 48 peut servir d'élément de stockage électronique de données, l'ensemble 52 comportant une mémoire de stockage de type effaçable (RAM, EPROM, EEPROM, etc.) ou permanente.
A ce titre, le composant peut trouver des applications en tant que support pour des données électroniques audio, visuelles, ou audiovisuelles dans des appareils professionnels et grand publics.
A titre d'exemple, la figure 12 représente un appareil photographique numérique 74 qui comprend un réceptacle 76 destiné à loger une puce mémoire sous forme de composant de type broche conformément à l'invention. Les entrées et sorties de la puce sont fonctionnellement reliées à l'appareil 74 par des contacts analogues aux contacts 54, 62 précédemment décrits. Toutefois, une interface sans contact peut être envisagée. La mémoire de la puce peut être suffisante pour enregistrer quelques photographiques numériques, ou des courtes séquences vidéo. Le composant de type broche 48 peut alors servir de support auxiliaire, fonctionnant par exemple en tandem avec une mémoire d'images principale, pour permettre de regrouper des informations visuelles sur un. support au format très réduit. Il peut cependant être utilisé en tant que mémoire principale.
La figure 13 représente un autre mode de réalisation d'un composant 76 qui intègre un ensemble 52 comportant une puce enroulée autour d'un support définitif 22 et une antenne 78, le tout étant contenu dans une gaine protectrice 80. Dans l'exemple, l'antenne 78 est montée sur une partie de la surface extérieure de l'ensemble 52, et la gaine 80 entoure l'antenne. L'antenne peut être réalisée par gravure sur le dos de la puce ou sur une couche souple avec laquelle est enroulée la puce. Le composant 76 s'apparente donc à une section de câble coaxial, le support définitif 22 formant l'âme, l'ensemble 52 contenant la puce servant d'isolant entre l'âme et l'antenne. L'âme 22 peut être utilisée pour l'échange de signaux ou l'apport d'énergie électrique vis-à-vis de la puce, ou pour établir une liaison électrique traversant l'ensemble 52.
En variante, l'âme 22 peut être utilisée comme antenne, à la place ou en plus de l'antenne 78 illustrée.
Les connexions entre la puce et l'antenne peuvent être réalisées selon la technique des contacts par "bumps" 7, ou sans bossage, comme décrit précédemment. Le composant 76 peut alors être mis en œuvre de manière autonome sans nécessiter des liaisons filaires supplémentaires. Il est possible d'intégrer un tel composant dans toutes sortes de objet portable intelligents et d'appareils, par exemple pour les applications qui font classiquement appel à des cartes à puce, pour le contrôle et la gestion de processus électroniques, de la transmission de données, etc.
Les figures 14a et 14b représentent un autre mode_de réalisation dans lequel une puce 2 est enroulée autour d'un cylindre 22 selon l'une des techniques précédemment décrites, l'ensemble 2, 22 étant logé au sein d'un enroulement qui constitue un solénoïde 42. Le solénoïde est relié électriquement à la puce enroulée par des connexions 44 réalisées entre les extrémités respectives de l'enroulement. Au niveau de la puce, ces connexions peuvent être établies sur des bossages ou_sur des plages de connexion planes présentes sur la surface extérieure. La fixation des contacts de la puce avec ceux de l'enroulement peut être réalisée par une colle conductrice, par exemple une colle à base d'argent. On peut aussi employer des techniques de soudure, par exemple au moyen d'un faisceau laser ou d'une sonde acoustique.
Comme dans les cas précédents, le cylindre 22 peut être conducteur et destiné à fournir une alimentation ou permettre un échangé de signaux avec la puce, ou encore simplement traverser la puce. Il peut aussi être un diélectrique.
Une entretoise (ici sous forme de matériau de_remplissage 46) peut être prévu entre l'extérieur de la puce 2 et l'intérieur du solénoïde 42.
Un tel montage permet s'utiliser la puce avec une interface sans contact, le solénoïde servant alors d'antenne. Le montage peut aussi permettre de réaliser_un moyen de détection et/ou de mesure de champ magnétique par détection/mesure par des circuits de la puce d'un courant induit dans le solénoïde.
Dans l'exemple illustré, l'enroulement 42 est réalisé sans mandrin en employant un fil suffisamment rigide pour garder une forme cylindrique.
En variante, le solénoïde peut comprendre un mandrin 48, comme le montre la figure 15. Le mandrin comporte une paire d'ouvertures 48a permettant le passage des extrémités respectives 42a de l'enroulementJ 2 vers l'intérieur, afin qu'elles puissent former une connexion 44 avec la puce 2.
L'enroulement 42 peut comprendre un fil fin enroulé autour de mandrin 48 ou une gravure formant un motif électriquement conducteur en forme de spirale sur la surface intérieure ou extérieure du mandrin.
La figure 16 montre un mode de réalisation de l'invention selon lequel le support définitif 22 autour duquel est enroulé la puce 2 est sous forme de faisceau ce fils conducteurs 50. Ces fils 50 sont isolés les un des autres et contenues dans une gaine 52. La surface extérieure de la gaine 52 constitue alors le support sur lequel est monté la puce 2.
Certains au moins des fils 50 sont reliés électriquement à des plots d'entrée / sortie 54 de la puce pour réaliser diverses connexions avec la puce. A cette fin, des ouvertures sont prévues au niveau de la gaine 52 pour permettre le passage des fils reliés. Dans l'exemple illustré, le faisceau 22 est entouré par une spirale conductrice 42 pour permettre de réaliser aussi une interface par antenne. Cependant, la puce 2 peut être simplement recouverte d'une simple gaine ou d'une couche protectrice.
Il est possible de réaliser un tel composant 76 par un procédé continu, par exemple selon les techniques décrites par référence aux figures 7 et 8. La figure 17 représente un autre mode de réalisation 82 selon lequel la puce 2 est reportée sur deux faces opposées 84a et 84b d'un support définitif 84 sensiblement plat (l'adhésif de maintien de la puce n'est pas représenté). La puce est alors pliée sur l'un des bords 84c du support. Sur chaque face, la puce 2 présente des aires de contact électrique 86 permettant son alimentation et l'échange de données vis-à- vis d'un objet portable intelligent lecteur. Bien entendu, cette configuration de composant permet également la mise en œuvre d'une interface sans contact, une antenne pouvant être gravée sur le support définitif 84 ou sur le dos de la puce.
La figure 18 représente encore un autre mode de réalisation 86 de l'invention selon lequel la puce 2 est reportée sur des éléments de surface plats 84a, 8b, et 84c, mais sur des plans différents, l'adhésif de maintien de la puce n'étant pas représenté. La puce 2 comporte alors au moins une pliure pour assurer la jonction entre les plans différents. Ces plans 84a, 84b, 84c peuvent faire partie de la structure mécanique d'un objet portable intelligent, par exemple des éléments de paroi internes. Au niveau de la pliure, la rayon de courbure de la puce peut être très faible, par exemple inférieur à quelques millimètres voire inférieur à une fraction de millimètre, en fonction de l'épaisseur du support.
On comprendra de ce qui précède que l'invention permet un nouveau degré de liberté dans le report de puces sur leur support définitif, en levant la restriction de planéité sur toute la surface de report.
Il en résulte la possibilité de "tapisser" des puces minces sur toutes sortes de surfaces, par exemple sur des surfaces qui doivent présenter des courbures et/ou des discontinuités et/ou des arêtes. Ainsi, il est par exemple possible rendre actives les surfaces courbes et souples d'un appareil auditif, notamment du type qui s'insère dans le canal auditif, et ainsi d'optimiser la miniaturisation.
Bien entendu, l'invention autorise de nombreuses variantes quant aux dimensions, techniques de report, adhésifs, interfaces électriques et applications.
Les rayons de courbure imposés à la puce dépend de l'application envisagée.
On note que l'invention peut être mise en œuvre avec des puces issues de diverses technologies, dès lors qu'elles permettent de conférer les qualités d'épaisseur et de souplesse mécanique requises.
Bien qu'aucune limite supérieure soit fixée, on peut estimer que des puces d'une épaisseur allant jusqu'à 100 μm peuvent convenir, voire plus selon le rayon de courbure imposé par le support définitif. On peut ainsi utiliser des techniques de fabrication de puces basées sur l'implantation d'hydrogène pour permettre d'obtenir des substrats d'une grande minceur.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de fabrication d'un objet portable intelligent destiné à un appareil tel que carte à témoin sonore, lumineux ou antenne, ou appareil photographique numérique (74) ; ce procédé comportant le report d'au moins une puce ou puce (2) souple en surface sur un support s (22 ; 50 ; 84) définitif ; caractérisé en ce que le report est effectué en surface d'un support (22; 50; 84) rigide, sur une partie d'une surface (22a) du support (22; 50; 84) comportant au moins une courbure et/ou ou des faces (84a ; 84b ; 84c), par exemple avec un rayon de courbure de l'ordre de 3 à 10 mm, et en ce qu'au report du puce (2), la forme de cette o courbure et/ou des faces (84a, 84b, 84c) est conférée(s) au puce ou puce (2) souple par la forme du support définitif (22; 50; 84).
2. Procédé de fabrication d'un objet portable intelligent destiné à un appareil tel que carte à témoin sonore, lumineux ou antenne, ou appareil photographique numérique (74) ; ce procédé comportant le report d'au moins une puce ou puce (2) souple en surface sur un support (22; 50; 84) définitif ; caractérisé en ce que le report est effectué en surface d'un support (22; 50; 84) rigide sur une partie d'une surface (22a) du support (22; 50; 84) ; ensuite est conférée à ce support (22; 50; 84) définitif au moins une courbure et/ou pliures en plusieurs faces (84a, 84b, 84c), par exemple avec un rayon de courbure de l'ordre de 3 à 10 mm ; la courbure et / ou pliure du support définitif (22; 50; 84) confère au puce ou puce (2) souple sa forme.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la courbure conférée au puce (2) a un rayon de courbure inférieur ou égal à 3 millimètres environ.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la puce (2) est réalisé sous forme mince, et ayant (2) une épaisseur comprise entre 1 à 100 μm, par exemple de 5 à 20 μm.
5. Procédé selon l'une des_revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la puce (2) est réalisé selon une technique "silicium sur Isolant" sur une plaquette protectrice (4).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on colle la puce (2) sur son support (22 ; 50 ; 84) au moyen d'une couche adhésive (14;30) apposée sur la surface (2a) du puce en plaquette (11) avant son report sur le support (22; 50; 84) définitif.
7. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'adhésif de la couche (14;30) est réticulé ou polymérisé après le report du puce (2) initialement en plaquette (11), sur son support (22 ; 50 ; 84).
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la couche adhésive (14) est initialement placée sur un cadre de montage (10) destiné à recevoir une plaquette (11) comportant les circuits intégrés (2).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche adhésive (14) constitue la couche supérieure d'une structure (8) à deux couches, la couche inférieure (12) reposant sur le cadre de montage (10) et étant provisoirement collée à la couche supérieure (12).
10. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la couche adhésive (30) est appliquée sur la puce (2) par dépôt en phase liquide ou visqueuse avant que l'on place la plaquette (11) sur son cadre de montage (10).
11. Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la couche adhésive (14; 30) présente une épaisseur dans une plage de 2 à 40 μm, et par exemple de 3 à 20 μm.
12. Procédé selon l'une des 1 à 11, caractérisé en ce que la puce
(2) est initialement fixé sur un ruban souple (34) qui est reporté sur le support (22 ; 50 ; 84), selon la technique dite de composants montés en surface (CMS).
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'épaisseur du ruban (34) avec son adhésif est de l'ordre de 50 μm.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le ruban (34) est tranché après le report sur le support (22 ; 50 ; 84) pour réaliser des composants découpés à partir du support.
15. Procédé selon l'une "des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le report est effectué par enroulement du puce autour de son support définitif (22).
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le support définitif (22) est cylindrique.
17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le support définitif (22) se présente sous forme de tronçon continu lors de l'enroulement du puce (2), le procédé comprenant en outre une étape de séparation des circuits intégrés enroulés du tronçon.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la séparation des circuits intégrés du tronçon est effectuée par striction, etirement, cisaillement, ou autre application d'effort mécanique de manière à provoquer la rupture à un point précis du tronçon.
19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le report de la puce (2) fait intervenir le pliage de la puce (2) autour.de deux faces opposées (84a, 84b) d'un support définitif (84).
20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que l'on établit une interface électrique avec la puce (2) du type à contact ohmique ou galvanique (7, 54) reliant au moins un point de contact (7) du puce (2) et le support (22 ; 50 ; 84).
21. Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que l'on établit une interface électrique avec la puce (2) du type sans contact, la puce (2) étant relié à une antenne (22;44; 78).
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'antenne (22) est matérialisée par le support.
23. Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que la puce (2) est situé au cœur d'un solénoïde (42).
24. Procédé selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que le support définitif (22) comporte plusieurs fils électriques (50) reliés à des points de connexion respectifs du puce (2).
25. Objet portable intelligent (48;76;82;86) électronique intelligent tel que broche (48) amovible pour carte à témoin sonore, lumineux ou antenne, élément de stockage de données pour appareil tel qu'appareil photographique numérique (74) ; cet objet portable intelligent comportant au moins une puce (2) reporté sur un support définitif (22) ; caractérisé en ce que la puce (2) est fixée en surface d'un support rigide, sur une partie de surface (22a) comportant une courbure et/ou plusieurs faces (84a ; 84b ; 84c), de sorte que la puce (2) épouse la courbure et/ou la multiplicité de plans différents du support dans sa version définitive.
26. Objet portable intelligent (48;76;82;86) selon la revendication 25, caractérisé en ce que la puce (2) présente une courbure dont je rayon de courbure est inférieur ou égal à 3 millimètres environ.
27. Objet portable intelligent (48) selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il présente une puce (2) enroulé autour d'au moins une partie d'un support définitif (22).
28 Objet portable intelligent (48) selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il présente une géométrie sensiblement cylindrique.
29. Objet portable intelligent (48;76;82;86) selon l'une des revendications 25 à 28, caractérisé en ce qu'il comporte une interface électrique du type à contact ohmique ou galvanique, le objet portable intelligent comprenant au moins un plot de connexion (54) accessible de l'extérieur relié à un plot de contact (7) du puce (2).
30. Objet portable intelligent (48;76;82;86) selon l'une des revendications 25 à 29, caractérisé en ce qu'il comporte une interface électrique du type sans contact, la puce étant reliée à une antenne (22;78).
31. Objet portable intelligent (48;76;82;86) selon la revendication 30, caractérisé en ce que l'antenne est constituée par le support définitif (22).
32. Objet portable intelligent (48;76;82;86) selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'antenne (78) est située autour du puce (2).
33. Objet portable intelligent (48;76;82;86) selon l'une des revendications 25 à 32, caractérisé en ce qu'au moins la puce (2) est contenu dans une gaine (80).
34. Objet portable intelligent (22) selon l'une des revendications 25 à 33, caractérisé en que le support définitif (22) est sensiblement cylindrique.
35. Objet portable intelligent (82) selon l'une des revendications
25 à 34, caractérisé en ce que le support présente deux faces opposées (84a,84b) sur lesquelles est reporté la puce.
36. Objet portable intelligent selon l'une des revendications 25 à 35, caractérisé en ce que la puce (2) a une épaisseur entre 1 à 100 μm.
37. Objet portable intelligent selon la revendication 36, caractérisé en ce que la puce a une épaisseur de 5 à 20 μm.
38. Objet portable intelligent selon l'une des revendications 25 à
37, caractérisé en ce que la puce (2) est situé au cœur d'un solénoïde (42).
39. Objet portable intelligent selon l'une des revendications 25 à 38, caractérisé en ce que le support définitif (22) comporte plusieurs fils électriques (50) reliés à des points de connexion respectifs du puce (2).
40. Appareil électronique (58;74), caractérisé en qu'il comporte par exemple dans un logement spécifiquement (60) destiné à le recevoir fonctionnellement, au moins un objet portable intelligent (48;76;82;86) électronique selon l'une des revendications 25 à 39 et / ou réalisé selon le procédé conforme à l'une des revendications 1 à 24.
41. Appareil électronique (58;74) selon la revendication 40, formant une carte à puce (58), caractérisé en qu'elle comporte un logement spécifiquement (60) destiné à recevoir fonctionnellement au moins un objet portable intelligent (48;76;82;86) électronique.
42. Appareil électronique (58;74) selon la revendication 41 formant carte à puce (58) ; caractérisé en ce que le objet portable intelligent (48) électronique est logé dans l'épaisseur du corps de la carte.
43. Appareil électronique (58;74) selon la revendication 41 ou 42 formant carte à puce (58) ; caractérisé ce qu'elle comporte une antenne (68) destinée à échanger des données avec et/ou à alimenter ledit objet portable intelligent (48) via son interface sans contact (22;78).
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