FR2780338A1 - Procede de fabrication de cartes a puce munies de films de surface - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une carte comportant, d'une part, un corps (2) de carte comprenant une couche externe (4, 7) revêtue d'un film de surface (8, 9). Selon l'invention, ce procédé se caractérise en ce qu'il comporte les étapes suivantes selon lesquelles :- on perce le film de surface (8, 9) de trous (14) débouchants; - on revêt la couche externe (4, 7) dudit film de surface (8, 9) percé de trous (14); et- on colamine à chaud un ensemble comprenant le film de surface (8, 9) et la couche externe (4, 7) revêtue dudit film (8, 9). L'invention s'applique en particulier, à la fabrication de cartes à puce sans contact.

Description

PROCEDE DE FABRICATION DE CARTES A PUCE
MUNIES DE FILMS DE SURFACE
L'invention concerne un procédé de fabrication de cartes à puce munies de films de surface habituellement désignés sous le terme anglo-saxon "overlays". Les cartes à puce ont pour fonction d'identifier leur porteur et de sécuriser des données relatives, notamment, à des transactions électroniques réalisées par ledit porteur, ou alors, à des droits auxquels
ce dernier peut prétendre.
Ce sont des objets portatifs comportant, d'une part, un corps de carte et, d'autre part, un composant électronique à circuit intégré ou puce. Le corps de carte est plastique et se compose d'une ou plusieurs couches. Les couches externes dudit corps sont avantageusement revêtues de films de surface généralement transparents. Grâce à ces films, la carte a un bel aspect de brillance et les motifs imprimés du
corps de carte sont protégés des dégradations qu'ils pourraient subir.
Le composant électronique est une microplaquette de silicium sur laquelle est intégré un circuit qui définit des ensembles fonctionnels, tels que des ensembles mémoires, par exemple de type RAM, ROM ou EEPROM, ou, dans le cas de cartes dites à microprocesseurs, une unité
centrale de traitement (CPU).
Le composant électronique est incorporé au corps de la carte. A cet effet, il est parfois préalablement intégré dans le module électronique
reporté dans une cavité du corps de carte.
Le composant électronique est par ailleurs susceptible d'être connecté aux bornes d'une antenne. Dans ce cas, la carte dispose d'un mode de fonctionnement sans contact et les données qu'elle échange avec le milieu extérieur sont susceptibles d'être transmises par couplage électromagnétique entre l'antenne de la carte et une antenne d'un lecteur associé. Dans le cas o le composant électronique n'est pas connecté aux bornes d'une antenne, la transmission des données
s'effectue par contre nécessairement au moyen de contacts électriques.
Pour la fabrication de cartes à puce, on connaît différent procédés.
Certains procédés proposent une colamination à chaud d'un ensemble comprenant les différentes couches destinées à former le corps de carte, les films de surface et la puce éventuellement intégrée au sein d'un module électronique et/ou connectée aux bornes d'une antenne. A cet effet, des forces de pression sont appliquées sur l'ensemble précité de manière que, à une température de l'ordre de
C, les couches et films soient soudés.
Toutefois, ces procédés présentent certains inconvénients dus au fait que, au cours de la colamination, des bulles d'air sont parfois
emprisonnées entre les films de surface et les couches qu'ils recouvrent.
Il en résulte certains défauts apparents à la surface du corps de carte et, notamment, la formation de cloques ou de zones de brillance contrastées. Considérant ce qui précède, un problème objectif que se propose de résoudre l'invention est d'éviter les défauts apparents à la surface des
cartes comportant des films de surface.
La solution de l'invention à ce problème a pour objet un procédé de fabrication d'une carte comportant un corps de carte, ledit corps de carte comprenant une couche externe revêtue d'un film de surface caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes selon lesquelles on perce le film de surface de trous débouchants; on revêt la couche externe (4, 7) dudit film de surface percé de trous; et on colamine à chaud un ensemble comprenant ledit film de
surface et la couche externe revêtue dudit film.
Ainsi, les bulles d'air emprisonnées entre la couche externe et le film de surface s'échappent par les trous. La carte fabriquée ne présente
alors pas de défauts d'aspect dus auxdites bulles d'air.
Avantageusement, les trous ont un diamètre moyen compris entre 0,2 et 1, 4 mm, notamment de l'ordre de 0,8 mm. Ainsi, les trous cicatrisent au cours de l'étape de colamination et la
carte finie ne présente pas de trous.
Avantageusement, 0,1 à 2,5 % de la surface du film, préférentiellement de l'ordre de 0,5 % de cette surface, est percée de
1 0 trous.
Ainsi, les retraits dus à la polymérisation du film et la cicatrisation ne sont pas suffisants pour occasionner des défauts d'aspect de la carte. L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé non limitatif des exemples de mise en oeuvre qui vont suivre, rédigés au regard des dessins ci-joints, dans lesquels: la figure lA montre, en coupe transversale, une carte à puce à contacts; la figure lB montre, en coupe transversale, une carte à puce sans contact; la figure 2, illustre, en coupe transversale, une étape de colamination d'une carte sans contact selon le procédé de l'invention; la figure 3A, montre, en coupe transversale et en vue agrandie, un film de surface destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 3B, montre, en coupe transversale et en vue agrandie, un film de surface d'une carte obtenue selon le procédé de l'invention; et la figure 4 montre, en coupe transversale, la manière dont sont fixés les films de surface dans l'ensemble destiné à une colamination
selon le procédé de l'invention.
Le procédé de l'invention est destiné à la fabrication de cartes 1 à puce du type de celles montrées aux figures 1A et lB. De telles cartes 1 à puces sont des objets normalisés tels que notamment définis dans les normes ISO 7810, 7816 et 14443 dont le contenu est intégré au présent exposé, par citation de référence. Elles se présentent notamment sous la forme de parallélépipèdes rectangles plats et portatifs dont les dimensions sont de l'ordre de 85 mm de longueur, 54 mm de largeur et
760 Mm d'épaisseur.
Les cartes 1 à puce sont constituées d'un corps 2 de carte au sein
duquel est intégré un composant électronique 3.
Le corps 2 de carte se compose d'une ou plusieurs couches 4, 5, 6, 7, thermoplastiques ou thermodurcissables, par exemple, constituées d'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de polychlorure de vinyle (PVC), de polyéthylène téréphtalate (PET), de polycarbonate (PC) ou de
polyméthylméthacrylate (PMMA).
La ou les couches externes 4, 7 dudit corps 2 de carte sont généralement imprimées. Elles sont en outre revêtues de films 8, 9 de
surface transparents de faible épaisseur, en général de l'ordre de 50 > rm.
De même que pour les couches 4, 5, 6, 7 du corps 2 de carte, les films 8, 9 sont thermoplastiques ou thermodurcissables, par exemple constitués d'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de polychlorure de vinyle (PVC), de polyéthylène téréphtalate (PET), de polycarbonate (PC) ou de polyméthylméthacrylate (PMMA). Ces films 8, 9 peuvent être
transparents ou imprimés.
Le composant électronique 3 est une puce éventuellement intégrée au sein d'un module 10 et éventuellement connectée aux bornes d'une
antenne 11 de la carte 1.
La carte à contacts montrée à la figure 1A comporte un corps 2 de
carte et un module 10.
Le corps 2 de carte comporte quatre couches plastiques 4, 5, 6, 7, deux couches externes 4, 7 et deux sous-couches 5, 6, les deux couches
4, 7 externes étant revêtues chacune d'un film 8, 9 de surface de PVC.
Les couches 4, 5, 6, 7 sont thermoplastiques de PVC ou de PC.
Le module 10 est incorporé dans le corps 2 de carte. Il comporte une puce 3 à circuit intégré dont des plots de contact sont connectés, par des fils conducteurs 12, à des plages 13 de contact affleurant à la
surface du corps 2.
La carte sans contact montrée à la figure lB comporte un corps 2
de carte et une puce 3.
Le corps 2 de carte comporte quatre couches plastiques 4, 5, 6, 7, deux couches externes 4, 7 et deux sous-couches 5, 6 ainsi que deux films 8, 9. Les couches 4, 7 sont des couches thermoplastiques de PC d'une épaisseur de l'ordre de 150 Mm. La sous-couche 5 est une couche thermoplastique de PVC d'une épaisseur de l'ordre de 190 pm et la sous- couche 6 est une couche thermoplastique de PVC d'une épaisseur de l'ordre de 300 gm. Les films 8, 9, qui recouvrent les couches 4, 7
sont transparents et ont une épaisseur de l'ordre de 50 pm.
La puce 3 est connectée, par sa face active munies de protubérances, à des bornes de l'antenne 11 sérigraphiée à la surface
de la sous-couche 5. Elle est noyée dans la sous-couche 6.
Pour la fabrication d'une carte selon le procédé de l'invention et, notamment, pour la fabrication de la carte sans contact montrée à la
figure lB, on procède en différentes étapes.
Dans une étape préalable, les films 8, 9 sont percés de trous 14 débouchants. Ainsi que cela est plus particulièrement montré à la figure
3A, ces trous 14 sont sensiblement cylindriques de révolution.
Néanmoins, ils peuvent avoir l'aspect de fentes ou plus généralement de découpes quelconques. Le diamètre moyen desdits trous 14, avantageusement compris entre 0,2 et 1,4 mm, est par exemple de l'ordre de 0,8 mm. L'entraxe moyen entre ces trous 14, avantageusement compris entre 2 et 20 mm, est par exemple de l'ordre de 10 mm. Aussi, 0, 1 à 2,5 %, notamment 0,5 % de la surface des films 8, 9 est percée de trous 14. On notera que les moyens destinés au perçage des trous 14 peuvent être constitués d'un rouleau muni d'aiguilles de diamètre voulu, ce rouleau étant passé sur des bandes de
films pour un perçage à grande échelle.
Dans une autre étape préalable, on reporte la puce 3 munie de protubérances 15 sur la sous-couche 5 à la surface de laquelle on a préalablement sérigraphie ou gravé l'antenne 11. La puce 3, fixée sur la sous-couche 5 est alors connectée électriquement aux bornes de ladite
antenne 11.
Lesdites étapes préalables ayant été effectuées, on superpose la couche externe 4, la sous-couche 5 portant la puce 3, la sous-couche 6, la couche externe 7 et les films de surface 8, 9 de manière à former un ensemble superposé que l'on place entre des plateaux 16, 17 parallèles
d'un dispositif de pressage (figure 2).
A cause, en particulier, de l'épaisseur de la puce 3, les couches 4, 5, 6, 7 et films 8, 9 de l'ensemble placé dans le dispositif de pressage ne sont pas strictement parallèles. Des poches d'air existent donc dans l'ensemble superposé et, en particulier, entre les films 8, 9 et les couches externes 4, 7 qui n'adhèrent pas auxdits films 8, 9 à ce stade
du procédé de l'invention.
Néanmoins, dans une étape de colamination au cours de laquelle les plateaux 16, 17 du dispositif de pressage sont rapprochés l'un de l'autre et amenés, par exemple dans un four, à une température de l'ordre de 120 C, les couches 4, 5, 6, 7 et films 8, 9 sont soudés les uns aux autres, les poches d'air se vidant par les trous 14 débouchants
suffisamment larges pour permettre l'échappée de l'air.
Sous l'effet de la pression et de la chaleur, les trous 14 cicatrisent, c'est-à-dire se rebouchent. Cette cicatrisation est permise du fait d'un diamètre suffisamment restreint des trous 14. La carte 1, alors obtenue après avoir été retirée du dispositif de
pressage, ne présente aucun défaut d'aspect.
En pratique, pour la fabrication en série des cartes à puce, les ensembles colaminés ont des dimensions bien plus larges que celles des cartes et comprennent plusieurs puces 3 (voir figures 2 et 4). Ainsi, il est possible de fabriquer plusieurs cartes à la fois, après une étape
complémentaire de découpe des ensembles colaminés.
A cet égard, il doit être noté que les films 8, 9, qui devaient antérieurement être tendus à la surface des ensembles de manière à minimiser la formation des poches d'air, ne sont pas nécessairement tendus dans la mise en oeuvre de l'invention. Il est par suite possible de recouvrir les couches à colaminer d'un unique film 8, 9 fixé, à la manière montrée à la figure 4, à une même extrémité de l'ensemble. Cet unique film 8, 9 couvre alors, de même qu'une couverture d'un livre,
l'ensemble des couches 4, 5, 6, 7.
Bien entendu, le procédé de l'invention, décrit ci-dessus au regard de la fabrication d'une carte sans contact, s'applique à la fabrication de cartes à contacts. En effet, des bulles d'air sont toujours présentes
entre les couches et films avant colamination.
Le procédé de l'invention s'applique par ailleurs à la fabrication de cartes par colamination dans le cas o les modules ou alors les puces ne sont pas présentes dans l'ensemble colaminé, mais sont reportés
dans une étape ultérieure.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1 - Procédé de fabrication d'une carte (1) comportant un corps (2) de carte, ledit corps (2) de carte comprenant une couche externe (4, 7) revêtue d'un film de surface (8, 9), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes selon lesquelles: - on perce le film de surface (8, 9) de trous (14) débouchants; - on revêt la couche externe (4, 7) dudit film de surface (8, 9) percé de trous (14); et - on colamine à chaud un ensemble comprenant le film de surface
(8, 9) et la couche externe (4, 7) revêtue dudit film (8, 9).
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte
comporte en outre un composant électronique (3) à circuit intégré.
3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble colaminé à chaud comprend en outre le composant
électronique (3).
4 - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce
que le composant électronique (3) est connecté à des bornes d'une
antenne (11) en vue d'un fonctionnement sans contact de la carte (1).
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que les trous (14) ont un diamètre moyen compris entre 0,2 et 1,4
mm, notamment de l'ordre de 0,8 mm.
6 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que l'entraxe moyen entre les trous (14) est compris entre 2 et 20
mm, notamment de l'ordre de 10 mm.
7 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que 0,1 à 2,5 %, notamment 0,5 % de la surface du film est
percée de trous (14).
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