FR2782885A1 - METHOD FOR MANUFACTURING AN ANTENNA FOR AN INFORMATION MEDIUM HAVING AN ELECTRONIC CIRCUIT - Google Patents
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Abstract
Description
l Procédé de fabrication d'une antenne pour un supportl Method of manufacturing an antenna for a support
d'informations comportant un circuit électronique. of information comprising an electronic circuit.
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une antenne pour un support d'informations comportant un circuit électronique. L'invention se rapporte plus particulièrement à un procédé de fabrication d'une antenne pour un support d'informations du type carte à circuit intégré ou du type The invention relates to a method of manufacturing an antenna for an information carrier comprising an electronic circuit. The invention relates more particularly to a method of manufacturing an antenna for an information medium of the integrated circuit card type or of the type
io étiquette électronique.io electronic label.
Dans les cartes à circuit intégré, au moins un circuit électronique, aussi appelé puce, est intégré dans un corps principal de la carte réalisé en matière plastique. Il existe des normes qui définissent les dimensions de ces cartes. On connaît les cartes à circuit intégré à contact dans lesquelles le corps principal comporte des pistes de contact en matériau conducteur qui sont reliées aux bornes du circuit intégré et qui permettent la communication du circuit intégré avec un In integrated circuit cards, at least one electronic circuit, also called a chip, is integrated in a main body of the card made of plastic. There are standards that define the dimensions of these cards. There are known contact integrated circuit cards in which the main body comprises contact tracks of conductive material which are connected to the terminals of the integrated circuit and which allow the communication of the integrated circuit with a
appareil dans lequel la carte à circuit intégré est introduite. device in which the integrated circuit card is inserted.
Toutefois, on connaît aussi des cartes à puce du type sans contact dans lequel le même échange d'information se However, contactless type smart cards are also known in which the same exchange of information takes place.
fait à distance, par l'intermédiaire d'antennes. done remotely, through antennas.
Ainsi, on a déjà proposé différents procédés de Thus, we have already proposed different methods of
fabrication d'une antenne pour une carte à circuit intégré. manufacture of an antenna for an integrated circuit card.
Un des procédés les plus couramment utilisés est de réaliser un enroulement avec un fil métallique, cet enroulement One of the most commonly used methods is to make a winding with a metal wire, this winding
étant ensuite fixé sur le corps principal de la carte, éventuel- then being fixed on the main body of the card,
lement par surmoulage du corps principal autour de l'enroulement. Une autre méthode connue est de réaliser l'antenne par impression d'une encre conductrice. Dans un tel procédé, l'encre conductrice est par exemple déposée au travers d'un masque qui est muni d'une ouverture correspondant au motif Lement by overmolding of the main body around the winding. Another known method is to produce the antenna by printing a conductive ink. In such a method, the conductive ink is for example deposited through a mask which is provided with an opening corresponding to the pattern.
de l'antenne selon la technique du pochoir ou par sérigraphie. antenna using the stencil technique or by screen printing.
Toutefois, les encres conductrices sont généralement composées d'un liant, qui est rendu fluide à l'aide d'un solvant, et dans lequel sont dispersées des particules métalliques. Étant donné que la conduction électrique se fait uniquement par les particules métalliques et non par le liant, les particules doivent généralement être constituées d'un matériau présentant une très bonne conductivité électrique, ce qui io nécessite l'emploi de matériaux nobles, tels que l'argent et l'or. Il en résulte que ces encres conductrices sont However, conductive inks are generally composed of a binder, which is made fluid with the help of a solvent, and in which metallic particles are dispersed. Since the electrical conduction is made only by the metallic particles and not by the binder, the particles must generally be made of a material having a very good electrical conductivity, which io requires the use of noble materials, such as l silver and gold. As a result, these conductive inks are
relativement onéreuses.relatively expensive.
Selon encore un autre procédé, on peut déposer sur une face du corps principal du support d'informations une couche de matériau métallique tel que du cuivre, cette couche s'étendant sur l'intégralité de la surface destinée à être occupée par l'antenne, puis on grave cette couche métallique, par voie électrochimique ou par voie mécanique, pour obtenir l'antenne. Toutefois, ce procédé est coûteux en matière première car une grande partie de la couche métallique déposée à l'origine est enlevée par la suite au cours de According to yet another method, a layer of metallic material such as copper can be deposited on one face of the main body of the information medium, this layer extending over the entire surface intended to be occupied by the antenna. , then this metal layer is etched, electrochemically or mechanically, to obtain the antenna. However, this process is expensive in raw material because a large part of the metal layer originally deposited is subsequently removed during
l'opération de gravure qui permet d'obtenir l'antenne. the etching operation which makes it possible to obtain the antenna.
L'invention a donc pour objet de proposer un nouveau procédé de fabrication d'une antenne qui soit économique, notamment en permettant d'utiliser un matériau conducteur peu cher et en évitant tout gaspillage de ce matériau. De plus, ce procédé doit permettre de parvenir à des temps de fabrication suffisamment courts pour autoriser une fabrication The object of the invention is therefore to propose a new method of manufacturing an antenna which is economical, in particular by making it possible to use an inexpensive conductive material and by avoiding any waste of this material. In addition, this process must make it possible to achieve manufacturing times that are short enough to authorize manufacturing.
en très grande série.in very large series.
Dans ce but, I'invention propose un procédé de fabrication d'une antenne pour un support d'informations comportant un circuit électronique pour lequel l'antenne forme une interface de communication, caractérisé en ce que la fabrication de l'antenne comporte notamment les étapes consistant à: - déposer, sur une face d'un support d'antenne en matériau polymère, une première couche d'un matériau conducteur, par un dépôt "electroless", selon un motif correspondant à la forme de l'antenne; - déposer une seconde couche d'un matériau conducteur, par un dépôt électrolytique, la première couche To this end, the invention proposes a method of manufacturing an antenna for an information medium comprising an electronic circuit for which the antenna forms a communication interface, characterized in that the manufacturing of the antenna comprises in particular the steps consisting in: - depositing, on one face of an antenna support made of polymer material, a first layer of a conductive material, by an "electroless" deposit, according to a pattern corresponding to the shape of the antenna; - deposit a second layer of a conductive material, by electrolytic deposition, the first layer
io formant une électrode pour le dépôt électrolytique. io forming an electrode for electrolytic deposition.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le matériau constitutif de la première couche est un matériau métallique; - le matériau constitutif de la seconde couche est un matériau métallique; - le dépôt "electroless" de la première couche est réalisé à travers un masque qui recouvre la face du support d'antenne et qui est ajouré suivant le motif de l'antenne; - le dépôt électrolytique de la seconde couche se fait à travers un masque qui recouvre la face du support d'antenne et qui est ajouré suivant le motif de l'antenne; - après la réalisation de l'antenne, le masque est retiré - le support d'antenne muni de l'antenne forme un module qui est rapporté dans un corps principal du support d'informations; - le support d'antenne est constitué par au moins une partie d'un corps principal du support d'informations; - le support d'informations est une carte à circuit intégré; - le support d'informations est une étiquette According to other characteristics of the invention - the material constituting the first layer is a metallic material; - The material constituting the second layer is a metallic material; - the "electroless" deposition of the first layer is carried out through a mask which covers the face of the antenna support and which is perforated according to the pattern of the antenna; - the electrolytic deposition of the second layer is done through a mask which covers the face of the antenna support and which is perforated according to the pattern of the antenna; - after completion of the antenna, the mask is removed - the antenna support provided with the antenna forms a module which is attached in a main body of the information support; the antenna support consists of at least part of a main body of the information support; - the information medium is an integrated circuit card; - the information carrier is a label
électronique d'identification.electronic identification.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other characteristics and advantages of the invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit will appear on reading the detailed description which follows
pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: -les figures 1 à 5 sont des vues schématiques en coupe transversale illustrant diverses étapes de la fabrication d'une antenne selon le procédé de l'invention; - la figure 6 est une vue schématique en section transversale illustrant un mode d'intégration d'une antenne réalisée selon l'invention dans une carte du type carte de crédit. L'invention peut être utilisée dans le cadre de la fabrication de tout support d'informations comportant un circuit électronique pour lequel une antenne forme une interface de communication. Ce support d'informations peut aussi bien être une carte à circuit intégré, une étiquette d'identification, un for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIGS. 1 to 5 are schematic views in cross section illustrating various stages in the manufacture of an antenna according to the method of the invention; - Figure 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a mode of integration of an antenna produced according to the invention in a card of the credit card type. The invention can be used in the context of the manufacture of any information medium comprising an electronic circuit for which an antenna forms a communication interface. This information medium can also be an integrated circuit card, an identification label, a
badge ou tout autre support.badge or any other medium.
Dans tous les cas, le support d'informations comportera un corps principal, ce dernier portant un circuit électronique et une antenne, I'antenne étant reliée électriquement au circuit électronique. Bien entendu, le corps principal du support d'informations pourra comporter d'autres composants et/ou on peut notamment prévoir qu'il porte aussi des pistes de contact, elles aussi reliées électriquement au circuit électronique, comme cela est le cas dans les cartes à circuit intégré de type "combi-card" dans lesquelles un même circuit intégré est relié In all cases, the information medium will comprise a main body, the latter carrying an electronic circuit and an antenna, the antenna being electrically connected to the electronic circuit. Of course, the main body of the information carrier may include other components and / or one can in particular provide that it also carries contact tracks, which are also electrically connected to the electronic circuit, as is the case in cards. with integrated circuit of the "combi-card" type in which the same integrated circuit is connected
à la fois à des pistes de contact et à une antenne d'émission. both to contact tracks and to a transmitting antenna.
La nature du circuit électronique peut varier en fonction des applications. Il peut s'agir d'un transpondeur, comme dans le cas des badges d'identification radiofréquence, d'une unité de mémoire, comme par exemple dans le cas des cartes de paiement préchargées, mais il peut aussi s'agir d'un circuit The nature of the electronic circuit can vary depending on the applications. It can be a transponder, as in the case of radio frequency identification badges, a memory unit, as for example in the case of preloaded payment cards, but it can also be a circuit
électronique comportant un microprocesseur. electronics with microprocessor.
Comme on le verra par la suite, I'antenne peut être fabriquée soit directement sur le corps principal de la carte, soit sur un support d'antenne distinct qui est ultérieurement fixé sur le corps principal de la carte, éventuellement en étant As will be seen below, the antenna can be manufactured either directly on the main body of the card, or on a separate antenna support which is subsequently fixed to the main body of the card, possibly by being
intégré à l'intérieur de celui-ci. integrated inside of it.
Aussi, on a représenté sur la figure 1, de manière schématique, un support d'antenne 10 qui, dans cet exemple, 0o est d'épaisseur très réduite, par exemple de l'ordre de quelques dizaines de microns. Ce support d'antenne est de préférence réalisé en un matériau polymère organique tel que !'ABS, le PVC, un polyester, un polypropylène, un polystyrène, Also, there is shown in Figure 1, schematically, an antenna support 10 which, in this example, 0o is of very reduced thickness, for example of the order of a few tens of microns. This antenna support is preferably made of an organic polymer material such as ABS, PVC, polyester, polypropylene, polystyrene,
ou un polycarbonate.or a polycarbonate.
s 5Conformément à l'invention, le procédé prévoit le dépôt, sur ce support d'antenne 10, d'une première couche d'un matériau conducteur par dépôt "electroless" (dépôt chimique non électrolytique, donc sans tension aux électrodes, le support étant simplement plongé dans un bain chimique). Cette technique permet le dépôt d'un matériau conducteur, par exemple un matériau métallique, sur un corps non conducteur, l'adhérence du matériau métallique sur le corps étant assurée s 5In accordance with the invention, the method provides for the deposition, on this antenna support 10, of a first layer of a conductive material by "electroless" deposition (non-electrolytic chemical deposition, therefore without voltage at the electrodes, the support being simply immersed in a chemical bath). This technique allows the deposition of a conductive material, for example a metallic material, on a non-conductive body, the adhesion of the metallic material to the body being ensured.
par des réactions chimiques de type autocatalytiques. by autocatalytic type chemical reactions.
De nombreuses techniques ont déjà été proposées pour la mise en oeuvre de tels dépôts electroless. Des exemples de tels procédés de dépôts peuvent par exemple être trouvés Many techniques have already been proposed for the implementation of such electroless deposits. Examples of such deposition methods can for example be found
dans les documents US-A-5.230.928 ou US-A-5.509.557. in documents US-A-5,230,928 or US-A-5,509,557.
Toutefois, les méthodes décrites dans ces deux documents ne constituent que des exemples non limitatifs, d'autres procédés However, the methods described in these two documents are only non-limiting examples, other methods
connus pouvant être utilisés.known that can be used.
Dans de nombreux procédés de dépôt electroless, il est nécessaire d'effectuer une préparation de la surface du corps sur laquelle on veut déposer le matériau conducteur. Aussi, on a représenté à la figure 2 le support d'antenne 10 après que sa face supérieure 12 a été traitée conformément au procédé electroless qui aura été choisi. Ce traitement peut par exemple consister en une abrasion mécanique ou en une attaque In many electroless deposition processes, it is necessary to prepare the surface of the body on which the conductive material is to be deposited. Also, FIG. 2 shows the antenna support 10 after its upper face 12 has been treated in accordance with the electroless method which has been chosen. This treatment can for example consist of a mechanical abrasion or an attack
chimique de la surface 12.surface chemical 12.
Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le procédé de dépôt electroless du matériau conducteur se fait au travers d'un masque 14 qui est appliqué contre la surface 12, io ce masque étant pourvu d'un ajour 16 correspondant au motif In a preferred embodiment of the invention, the process for electroless deposition of the conductive material is done through a mask 14 which is applied against the surface 12, this mask being provided with an opening 16 corresponding to the pattern
de Il'antenne.from Il'antenne.
On a représenté à la figure 4 le support de plaque 10 après qu'une première couche métallique 18 a été déposée sur sa surface supérieure 12, au fond de l'ajour 16 du masque 14 qui repose contre la surface supérieure 12 du support FIG. 4 shows the plate support 10 after a first metal layer 18 has been deposited on its upper surface 12, at the bottom of the opening 16 of the mask 14 which rests against the upper surface 12 of the support
d'antenne 10.antenna 10.
Le matériau déposé par voie electroless est de préférence un matériau métallique. Il peut par exemple s'agir de nickel, d'étain ou de cuivre. L'épaisseur de la première couche 18 conductrice peut être relativement faible. En effet, on sait que la plupart des procédés connus des dépôts par voie electroless ne permettent pas d'obtenir des épaisseurs de dépôts importantes dans des durées de temps faibles The material deposited electronically is preferably a metallic material. It may for example be nickel, tin or copper. The thickness of the first conductive layer 18 can be relatively small. Indeed, it is known that most of the known methods of electroless deposition do not make it possible to obtain significant thicknesses of deposits in short periods of time.
compatibles avec la production d'antennes en grande série. compatible with mass production of antennas.
Aussi, l'épaisseur de la première couche 18 peut par exemple Also, the thickness of the first layer 18 can for example
être de l'ordre du micron.be of the order of a micron.
Conformément aux enseignements de l'invention, et comme on peut le voir sur la figure 5, la fabrication de l'antenne se poursuit par le dépôt, sur la première couche conductrice 18 formée par voie electroless, d'une seconde couche de matériau conducteur 20 qui est déposée par une voie électrolytique permettant d'obtenir, de manière rapide et économique, une épaisseur de matériau conducteur relativement importante, les deux couches 18, 20 étant bien In accordance with the teachings of the invention, and as can be seen in FIG. 5, the manufacture of the antenna continues by the deposition, on the first conductive layer 18 formed by electroless means, of a second layer of conductive material 20 which is deposited by an electrolytic route making it possible to obtain, relatively quickly and economically, a relatively large thickness of conductive material, the two layers 18, 20 being indeed
entendu reliées électriquement l'une à l'autre. heard electrically connected to each other.
Bien entendu, ce dépôt électrolytique ne peut être réalisé que grâce à la présence préalable, sur le support d'antenne en matériau isolant, d'une première couche 18 de matériau conducteur qui joue le rôle d'une électrode au cours du dépôt électrolytique. La seconde couche 20 peut être constituée d'un matériau métallique. Il peut s'agir du même io matériau métallique que celui de la première couche 18 ou d'un autre matériau. Ainsi, pour la réalisation de la seconde couche conductrice 20, on pourra utiliser du nickel, du cuivre ou un alliage métallique tel qu'un alliage étain-plomb ou un Of course, this electrolytic deposition can only be achieved thanks to the prior presence, on the antenna support of insulating material, of a first layer 18 of conductive material which plays the role of an electrode during the electrolytic deposition. The second layer 20 can be made of a metallic material. It can be the same metallic material as that of the first layer 18 or another material. Thus, for the production of the second conductive layer 20, it will be possible to use nickel, copper or a metallic alloy such as a tin-lead alloy or a
alliage étain-indium.tin-indium alloy.
L'épaisseur de la seconde couche 20 sera déterminée en fonction des caractéristiques de l'antenne que l'on souhaite réaliser. A titre d'exemple, I'épaisseur de cette seconde couche 20 peut être de l'ordre de grandeur de la dizaine de microns. Ainsi, on peut voir à la figure 5 que l'on obtient un module d'antenne 22 qui comprend le support d'antenne 10, le masque 14 et l'antenne proprement dite formée des deux couches 18, 20 de matériau conducteur. Eventuellement, on peut prévoir que, après la réalisation de l'antenne, le masque 14 soit ôté du support d'antenne 10, le module d'antenne 22 ne comportant alors plus que le support d'antenne 10 et The thickness of the second layer 20 will be determined according to the characteristics of the antenna which it is desired to produce. By way of example, the thickness of this second layer 20 can be of the order of magnitude of ten microns. Thus, it can be seen in FIG. 5 that an antenna module 22 is obtained which comprises the antenna support 10, the mask 14 and the antenna proper formed of the two layers 18, 20 of conductive material. Optionally, it can be provided that, after the antenna has been produced, the mask 14 is removed from the antenna support 10, the antenna module 22 then comprising only the antenna support 10 and
l'antenne à proprement parler.the antenna itself.
Ce module 22, dont l'épaisseur peut par exemple être comprise entre 50 et 100 microns, peut être intégré à tout type This module 22, the thickness of which can for example be between 50 and 100 microns, can be integrated into any type
de support d'informations.information support.
A la figure 6, on a illustré un mode d'intégration du modèle d'antenne 22 dans le corps principal 24 d'une carte à circuit intégré qui présente une épaisseur normalisée de In FIG. 6, a mode of integration of the antenna model 22 has been illustrated in the main body 24 of an integrated circuit card which has a standardized thickness of
l'ordre de 850 microns.around 850 microns.
Dans cet exemple, le module d'antenne 22 est reçu à l'intérieur d'une cavité 26 aménagée dans une feuille centrale 28 du corps principal 24. La carte comporte par ailleurs deux feuilles externes supérieure 30 et inférieure 32 agencées respectivement contre chacune des faces de la feuille centrale 28, la feuille externe supérieure 30 refermant la cavité 26 dans In this example, the antenna module 22 is received inside a cavity 26 arranged in a central sheet 28 of the main body 24. The card also comprises two upper 30 and lower 32 outer sheets arranged respectively against each of the faces of the central sheet 28, the upper outer sheet 30 closing the cavity 26 in
laquelle est fixé le module 22.which is fixed the module 22.
]0 Bien entendu, d'autres modes d'intégration du module d'antenne peuvent être envisagés. Si le corps principal 24 de la carte à circuit intégré est réalisé par laminage, le module 22 peut être intégré par emprisonnement entre deux couches laminées. Si le corps principal 24 est réalisé par injection, on peut envisager que le module d'antenne 22 soit noyé à l'intérieur de celui-ci. Toutefois, il est aussi possible de prévoir que le support d'antenne 10 soit formé par une partie du corps principal de la ] 0 Of course, other modes of integration of the antenna module can be envisaged. If the main body 24 of the integrated circuit card is produced by rolling, the module 22 can be integrated by imprisonment between two laminated layers. If the main body 24 is produced by injection, it is conceivable that the antenna module 22 is embedded inside of it. However, it is also possible to provide that the antenna support 10 is formed by a part of the main body of the
carte, ce qui élimine tout problème de fixation de l'antenne. card, which eliminates any problem fixing the antenna.
Comme on le voit, I'épaisseur du module d'antenne est suffisamment faible pour que l'on puisse l'intégrer à des As can be seen, the thickness of the antenna module is small enough that it can be integrated into
supports d'informations quand le corps principal présente lui- information carriers when the main body presents itself
même une faible épaisseur. Il est ainsi envisageable d'intégrer un tel module d'antenne dans des supports d'informations de faible épaisseur réalisés en papier ou en carton. Il est même possible de l'intégrer dans des supports d'information dont le even a small thickness. It is thus possible to integrate such an antenna module into thin information carriers made of paper or cardboard. It is even possible to integrate it into information supports whose
corps principal est relativement souple. main body is relatively flexible.
De même, il n'est pas obligatoire que le module d'antenne soit recouvert d'une couche externe de matière du corps principal. Il peut par exemple être apparent à la surface de celui-ci et éventuellement être simplement recouvert par impression. Le procédé de fabrication d'une antenne selon l'invention est donc particulièrement intéressant par les économies qu'il permet de réaliser. En effet, le procédé ne conduit à aucun gaspillage de matière. De plus, il permet d'éviter d'avoir à faire appel à des matériaux nobles, notamment pour la réalisation de l'antenne. Enfin, en combinant deux types de dépôts, electroless et électrolytique, on peut obtenir une cadence de fabrication suffisamment rapide pour que ce procédé puisse être appliqué à la fabrication de cartes à circuit intégré sans contact, lesquelles sont produites en très grande série à des cadences très élevées. Le procédé peut être utilisé le cas échéant pour la fabrication d'une interface de communication de type à plages Likewise, the antenna module need not be covered with an outer layer of material from the main body. It may for example be apparent on the surface thereof and possibly simply be covered by printing. The method of manufacturing an antenna according to the invention is therefore particularly advantageous for the savings that it makes it possible to achieve. Indeed, the process does not lead to any waste of material. In addition, it avoids having to use noble materials, especially for the production of the antenna. Finally, by combining two types of deposits, electroless and electrolytic, one can obtain a production rate fast enough that this process can be applied to the manufacture of contactless integrated circuit cards, which are produced in very large series at rates very high. The method can be used if necessary for the manufacture of a range-type communication interface
de contact.of contact.
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