FR2831718A1 - Raccordement electrique male d'un plot de connexion d'une puce a une interface de communication, notamment pour objet portable intelligent tel qu'une carte a puce - Google Patents
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Abstract
On prévoit un micromodule électronique comprenant un microcircuit électronique du genre puce (12) équipée d'au moins un plot de connexion (14) disposé sur l'une (FA) des faces principales de la puce; une interface de communication comprenant une borne (21) et un corps de carte comprenant une cavité (20) de forme conjuguée à celle du micromodule pour recevoir ledit module et au fond de laquelle est logée la borne. Le plot de connexion (14) de la puce est relié électriquement à la borne (21). Le micromodule est logé dans la cavité (20). On réalise un organe de raccordement électrique mâle (9) destiné à faire saillie par rapport au micromodule, et on relie électriquement l'organe de raccordement mâle (9) au plot de connexion (14) de la puce (12) ainsi qu'à la borne (21) lorsque le micromodule est logé dans la cavité (20) du corps de la carte.
Description
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L'invention concerne les raccordements électriques entre un micromodule électronique et une interface de communication, notamment pour objet portable intelligent tel qu'une carte à puce.
Elle trouve une application dans le domaine des cartes à puces de tous types, aussi bien à contact que sans contact ainsi qu'aux étiquettes électroniques ou analogues.
On entend ici par connexion ou raccordement électrique l'établissement d'une liaison conductrice de l'électricité entre deux éléments conducteurs séparés électriquement. Les éléments conducteurs peuvent être des points de connexion d'un appareil ou d'un circuit, ou encore des pistes de liaisons reliées elles-mêmes à un circuit ou à un organe électrique, notamment.
On entend ici par micromodule électronique un dispositif électronique qui comporte au moins un microcircuit fixé sur un support et protégé par un isolant.
Le microcircuit est un circuit électronique intégré simple, couramment dénommé puce, ou bien encore complexe, c'est-à-dire comportant en outre des éléments passifs tels que par exemple des condensateurs, des résistances, des inductances, comme c'est le cas des circuits logiques à résistance condensateur transistor.
Dans le domaine de la fabrication des microcircuits électroniques, la technique du microcircuit fixé sur un support est appelée en anglais die attach .
Généralement, la puce (microcircuit électronique) est réalisée dans un matériau semiconducteur appelé substrat, le plus souvent du silicium. En pratique, une puce est de forme générale parallélépipédique et possède deux faces principales opposées, l'une dite face active qui porte les plots de connexion et qui est recouverte par une couche de passivation, à l'exception des plots de connexion. L'autre face est appelée arrière ou "bulk" en anglais. Une tranche périphérique d'une épaisseur donnée est intercalée entre ces deux faces principales.
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On distingue deux montages possibles de la puce dans le micromodule électronique. Dans le premier montage, la puce est montée avec sa face passive disposée contre le support de la puce et les plots de connexion portés par la face active débouchent à l'opposé du support. Dans le second montage, (qui est à l'envers du premier) la puce est montée avec sa face active disposée en regard du support selon la technologie dite flip-chip en anglais.
L'interface de communication appartient ici au groupe formé par des antennes et/ou borniers galvaniques constitués par un ensemble de bornes de communication ou encore par des pistes de liaisons reliées électriquement aux bornes de communication et/ou aux extrémités d'antennes. Une telle interface de communication peut comprendre une interface sonore, visuelle, tactile ou biométrique. On entend ici par interface de communication, aussi bien une interface pour le transfert de données (émission et/ou réception de données) qu'une interface capable d'apporter de l'énergie à la puce.
On connaît plusieurs technologies pour relier électriquement les plots de connexion d'une puce à une interface de communication.
Par exemple, on connaît la technologie filaire (wire bonding) qui comprend le microcâblage ou soudage des connexions au moyen de fils, généralement en or, des plots de connexion de la puce avec l'interface de communication. De préférence un enrobage recouvre la puce et les fils de connexions soudés pour les protéger.
Une telle technologie filaire a l'inconvénient d'être coûteuse, difficile à mettre en place et de présenter des cadences faibles.
Avec le câblage filaire, il est courant de recouvrir le microcircuit fixé sur le support et ses connexions, par une goutte de matériau isolant. Ce recouvrement, appelé en anglais glob top , augmente l'épaisseur et la rigidité du module ainsi obtenu.
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Une autre technologie consiste à faire appel à des composés polymères électriquement conducteurs à la place des fils soudés. Dans cette technologie, le raccordement électrique du micromodule et de l'interface à coeur est réalisé par dépose de composé polymère conducteur dans des puits situés dans la cavité de la carte. Les puits donnent accès à l'interface. le report du module dans la cavité termine le raccordement par collage des amenées du module avec le composé polymère conducteur. Cette technologie est relativement satisfaisante mais il réside des inconvénients liés notamment à l'isolation des tranches du microcircuit, à la faible durée de vie du composé polymère basse température, au manque de fiabilité des raccordements ainsi qu'aux faibles cadences et à la complexité des équipements.
L'invention vise à remédier aux inconvénients des connexions électriques antérieures.
L'invention porte sur un procédé de réalisation d'un raccordement électrique d'un micromodule électronique à une interface de communication, notamment pour un objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, le procédé étant du type comprenant les étapes suivantes : i) prévoir un micromodule électronique comprenant un microcircuit électronique du genre puce de forme et épaisseur données, et équipée d'au moins un plot de connexion disposé sur l'une des faces principales de la puce ; ii) prévoir une interface de communication comprenant au moins une borne de communication ; iii) prévoir un corps de carte comprenant au moins une cavité de forme conjuguée à celle du micromodule pour recevoir ledit module et au fond de laquelle est logée la borne de communication, iv) relier électriquement le plot de connexion de la puce à la borne de communication de l'interface de communication ; et v) loger le micromodule dans la cavité du corps de la carte.
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Selon une définition générale de l'invention, le procédé comprend en outre une étape 0) dans laquelle il est prévu de réaliser un organe de raccordement électrique mâle destiné à faire saillie par rapport au micromodule, et en ce que dans l'étape iv) il est prévu de relier électriquement l'organe de raccordement mâle au plot de connexion de la puce ainsi qu'à la borne de communication de l'interface de communication lorsque le micromodule est logé dans la cavité du corps de la carte.
Ainsi grâce à l'invention, on obtient un raccordement électrique d'une puce à une interface de communication ayant des propriétés électriques performantes tout en assurant un logement flexible du micromodule dans la cavité du corps de la carte. De plus, le raccordement a l'avantage d'être de mise en oeuvre facile, indépendante du type de montage de la puce dans le micromodule et susceptible d'être réalisé à grande cadence. En outre, le raccordement électrique selon l'invention permet un accès simple, de qualité, et à coeur , c'est-à-dire en profondeur, des plots de connexion d'une puce aux bornes de communication d'une interface de communication. Enfin, le raccordement selon l'invention s'applique aussi bien aux cartes à puces à contact, qu'aux cartes sans contact, aux cartes mixtes ainsi qu'aux étiquettes électroniques.
La présente invention a également pour objet un raccordement électrique d'une puce à une interface de communication obtenu par le procédé selon l'invention.
La présente invention vise également un objet portable intelligent tel qu'une carte à puce ayant un raccordement électrique d'une puce à une interface de communication obtenu selon le procédé de l'invention.
La présente invention a également pour objet un équipement de réalisation d'un raccordement électrique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins dans lesquels :
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la figure 1 est une vue de côté d'un rouleau de feuillard métallique destiné à former une interface de connexion selon l'invention ; la figure 2 est une vue de côté illustrant l'opération formage de ce feuillard ; la figure 3 est une vue de dessus du feuillard ainsi préformé ; la figure 4 est une vue de côté illustrant la réalisation d'un module dans lequel la puce est montée avec sa face passive contre le support et les plots de connexion de la face active débouchant à l'opposé du support selon l'invention ; la figure 5 est une vue de côté d'un support prêt à la réception d'un module tel que celui de la figure 4 ; la figure 6 illustre la mise en place dans le support de la figure 5 d'un module selon un premier mode de réalisation ; la figure 7 est similaire à la figure 6 avec un module selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 8 est similaire aux figures 6 et 7 avec un module selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 est une vue de côté illustrant la réalisation d'un module dans lequel la puce est montée en flip ship selon l'invention ; la figure 10 illustre la mise en place dans le support de la figure 5 d'un module de la figure 9 selon l'invention ; la figure 11 est similaire à la figure 10 avec un module selon un autre mode de réalisation de l'invention ; la figure 12 est similaire aux figures 10 et 11 avec un module selon encore un autre mode de réalisation de l'invention ; et la figure 13 illustre une installation pour la mise en ouvre du procédé selon l'invention.
En référence à la figure 1, un rouleau 1 de feuillard métallique 2, par un exemple un feuillard de cuivre d'une épaisseur de l'ordre de quelques centièmes de millimètres est prévu pour former un organe de raccordement mâle selon l'invention.
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Bien évidemment, ce raccordement mâle peut être réalisé à partir d'une autre feuille qu'un feuillard métallique, par exemple à partir d'un substrat en matière plastique recouvert d'une fine couche d'un matériau métallique. Selon une autre variante, la feuille peut être complexée avec un film plastique et gravé pour former un substrat.
Des découpes 3 dans la bordure du feuillard 2 (figure 3) permettent le déroulement du feuillard 2 par intermittence à l'aide de doigts d'entraînement non représentés.
Le feuillard 2 passe entre une matrice 4 et des poinçons 5.
La matrice 4 comporte des rainures longitudinales 6 à sections triangulaires disposées en vis à vis des poinçons 5 dont la partie active en vis à vis des rainures 6 à une forme triangulaire complémentaire de ces rainures.
Des couteaux non représentés mobiles en synchronisme avec les poinçons 5 permettent de former dans le feuillard 2 toute découpe 7 nécessaire à la réalisation de l'organe de raccordement mâle 9.
La figure montre de dessus le feuillard 2 après son formage réalisé tel qu'à la figure 2.
Des découpes 7 non pas été représentées sur cette figure.
En référence à la figure 3, les organes de raccordement mâle 9 comprennent une partie plane 8P prolongée d'une partie formant saillie 8 par rapport aux micromodules selon le sens d'épaisseur/profondeur desdits micromodules.
La partie saillie 8 est à section triangulaire formée par la matrice 4 et les poinçons 5.
En référence à la figure 4, l'organe de raccordement mâle 9 est obtenu selon le procédé en référence aux figures 1 à 3 après découpe du feuillard 2.
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L'organe de raccordement mâle 9 est disposé sur un substrat 10 auquel il est fixé par un film adhésif 11.
Une puce 12 est fixée sur l'organe de raccordement à l'aide d'une colle ou d'un film adhésif non représenté sur une partie plane 8P entre deux parties formant saillie 8.
En référence à la figure 4, la puce 12 est montée avec sa face passive FP disposée contre le support de la puce (ici formé par l'organe de raccordement) et les plots de connexion 14 de la face active FA débouchent à l'opposé du support.
Des fils de connexion ou un polymère électriquement conducteur sont alors disposés pour relier les plots de connexion 14 de la puce 12 aux différentes parties mâle de l'organe de raccordement 9.
Enfin une goutte 15 de résine est déposée sur la puce 12 et les connexions 13 de manière à les enrober selon la technique connue sous le nom de"Glob-Top" La résine 15 est avantageusement confinée entre les deux parties formant saillie 8 avant durcissement.
On obtient ainsi un module tel que représenté en 16,17 et 18 respectivement sur les figures 6,7 et 8.
La figure 5 est une vue partielle en coupe d'une interface de communication par exemple d'une carte à puce 19.
Cette carte porte de façon connue un corps possédant un logement 20 pour le module et, au fond de ce logement au moins une borne de communication 21 à une interface de communication telle qu'une antenne et/ou un bornier galvanique.
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Le corps de la carte 19 est réalisé de façon connue par moulage ou laminage.
Comme montré à la figure 6, le module 16 est engagé dans le logement 20 avec la puce 12 et les parties formant saillie 8 dirigées vers le corps de la carte 19.
Lorsque le module 16 est en place dans le logement 20, les sommets des parties formant saillie 8 viennent en contact avec les bornes de communication 21 assurant ainsi un contact électrique de grande fiabilité.
Grâce à la partie faisant saillie, l'assemblage est réalisé de manière flexible.
De plus, en raison de la partie faisant saillie, un jeu est possible entre le logement (cavité) du corps de la carte et les parties faisant saillie.
Ainsi, il n'est pas nécessaire d'assurer un usinage parfait des cavités 20 de corps de la carte ce qui engendre un gain en terme d'usinage du corps de carte.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, le module 17 diffère du module 16 de la figure 6 en ce qu'un film adhésif 11'de type conducteur recouvre les arêtes faisant saillie 8.
A la figure 8, les arêtes des parties faisant saillie 8'ont été découpées.
Cette coupe peut avoir lieu avant l'assemblage de l'interface de communication et du module par exemple par l'intermédiaire d'un moyen formant érasage des parties faisant saillie.
Il est à remarquer que la découpe des arêtes permet d'assurer une meilleure souplesse en ce qui concerne l'assemblage du micromodule dans le corps de la carte.
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En référence à la figure 9, la puce 12 est montée selon la technologie dite flipchip dans laquelle les plots de connexion 14 sont disposés en regard de l'organe de raccordement 9 selon l'invention.
Une goutte 15R de résine est déposée sur la puce 12 de manière à remplir par capilarité l'interstice situé entre les plots de connexion 14 et la partie plane 8P de l'organe de raccordement 9.
La résine 15R est avantageusement confinée entre les deux parties formant saillie 8 avant durcissement. Une telle résine, appelé"underfill"en anglais, assure les fonctions mécaniques d'équilibrage de contraintes. Par exemple, la résine 15 R est de l'epoxy.
On obtient ainsi un module tel que représenté en 16R, 17R et 18R respectivement sur les figures 10, 11 et 12.
Comme montré à la figure 10, le module 16R est engagé dans le logement 20 avec la face passive FP de la puce 12 et les parties formant saillie 8 dirigées vers le corps de la carte 19.
Lorsque le module 16R est en place dans le logement 20, les sommets des parties formant saillie 8 viennent en contact avec les bornes de communication 21 assurant ainsi un contact électrique de grande fiabilité comme décrit en référence à la figure 6.
Dans le mode de réalisation de la figure 11, le module 17R diffère du module 16R de la figure 10 en ce qu'un film adhésif 11'de type conducteur recouvre les arêtes faisant saillie 8.
A la figure 12, les arêtes des parties faisant saillie 8'ont été découpées, comme en référence à la figure 8.
<Desc/Clms Page number 10>
On voit à la figure 13, une installation 22 permettant la mise en ouvre du procédé décrit ci-dessus.
De gauche à droite sur la figure 13, on voit la bobine 1 à partir de laquelle est déroulé le feuillard 2.
Ce feuillard 2 traverse un poste de formage 23 conforme à ce qui a été décrit en référence à la figure 2.
Les organes de raccordement 9 sont issus de ce poste 23.
Les organes de raccordement 9 ainsi que les éléments 10 à 15 illustrés à la figure 4 (ou à la figure 9) sont assemblés dans un poste 24 de réalisation des modules.
Des modules 25 du type par exemple des modules 16,17 ou 18 sont issus du poste 24.
Un poste 26 schématise globalement à la figure 12 l'installation de fabrication des corps de carte 19.
Enfin, un poste d'assemblage 27 des corps de carte 19 avec les modules conduit à la réalisation d'objet portable intelligent 28 tel que des cartes à puces.
L'invention a l'avantage de réaliser un organe de raccordement mâle situé au coeur du corps de la carte par encartage d'une métallisation préformée.
Il est à remarquer que l'élasticité des matériaux utilisée assure un contact électrique de grande fiabilité.
Dans la variante où les arêtes des parties faisant saillie sont tronçonnées, on obtient encore une meilleure souplesse de l'assemblage.
Claims (9)
- REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un organe de raccordement électrique d'un micromodule électronique à une interface de communication, notamment pour objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, le procédé étant du type comprenant les étapes suivantes : i) prévoir un micromodule électronique comprenant un microcircuit électronique du genre puce (12) de forme et épaisseur données, et équipée d'au moins un plot de connexion (14) disposé sur l'une des faces (FA) principales de la puce ; ii) prévoir une interface de communication comprenant au moins une borne de communication (21) ; iii) prévoir un corps de carte comprenant au moins une cavité (20) de forme conjuguée à celle du micromodule pour recevoir ledit module et au fond de laquelle est logée la borne de communication (21), iv) relier électriquement le plot de connexion (14) de la puce (12) à la borne de communication (21) de l'interface de communication ; et v) loger le micromodule dans la cavité du corps de la carte, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape 0) dans laquelle il est prévu de réaliser un organe de raccordement électrique mâle (9) destiné à faire saillie par rapport au micromodule, et en ce que dans l'étape iv) il est prévu de relier électriquement l'organe de raccordement mâle (9) au plot de connexion (14) de la puce ainsi qu'à la borne de communication (21) de l'interface de communication lorsque le micromodule est logé dans la cavité du corps de la carte.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape 0) comprend la formation à partir d'un feuillard métallique (2) d'un organe de raccordement mâle (9) comportant au moins une partie (8) faisant saillie par rapport au micromodule (12).
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape iv) comprend le montage de l'organe de raccordement (9) sur un<Desc/Clms Page number 12>substrat (10) et la fixation de la puce (12) sur l'organe de raccordement (9) avec les plots de connexion (14) de la puce (12) directement en contact avec la partie plane (8P) de l'organe de raccordement.
- 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape iv) comprend le montage de l'organe de raccordement (9) sur un
substrat (10) et la fixation de la face passive (FP) de la puce (12) sur la partie plane (8P) de l'organe de raccordement (9). - 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que la plage de connexion fait saillie (8) du côté de la puce à l'opposé du substrat (10).
- 6. Raccordement électrique d'un micromodule électronique à une interface de communication, notamment pour objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, dans lequel le micromodule électronique comprend un microcircuit électronique du genre puce (12) de forme et épaisseur données, et équipée d'au moins un plot de connexion (14) disposé sur l'une (FA) des faces principales de la puce ; une interface de communication comprenant au moins une borne de communication (21) ; un corps de carte comprenant au moins une cavité (20) de forme conjuguée à celle du micromodule pour recevoir ledit module et au fond de laquelle est logée la borne de communication (21), caractérisé en ce qu'il comprend un organe de raccordement électrique mâle (9) destiné à faire saillie par rapport au micromodule, l'organe de raccordement mâle (9) étant relié électriquement au plot de connexion (14) de la puce (12) ainsi qu'à la borne de communication de l'interface de communication (21) lorsque le micromodule est logé dans la cavité du corps de la carte.
- 7. Objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, du type comprenant un micromodule électronique comprenant un microcircuit électronique du genre<Desc/Clms Page number 13>puce (12) de forme et épaisseur données, et équipée d'au moins un plot de connexion (14) disposé sur l'une (FA) des faces principales de la puce ; une interface de communication comprenant au moins une borne de communication (21) ; un corps de carte comprenant au moins une cavité (20) de forme conjuguée à celle du micromodule pour recevoir ledit module et au fond de laquelle est logée la borne de communication (21), caractérisé en ce qu'il comprend un organe de raccordement électrique mâle (9) destiné à faire saillie par rapport au micromodule, l'organe de raccordement mâle (9) étant relié électriquement au plot de connexion (14) de la puce (12) ainsi qu'à la borne de communication (21) de l'interface de communication lorsque le micromodule est logé dans la cavité du corps de la carte.
- 8. Equipement de réalisation d'un raccordement électrique d'un micromodule électronique à une interface de communication, notamment pour objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, du type comprenant des moyens pour fournir un micromodule électronique comprenant un microcircuit électronique du genre puce (12) de forme et épaisseur données, et équipée d'au moins un plot de connexion (14) disposé sur l'une (FA) des faces principales de la puce ; des moyens pour fournir une interface de communication comprenant au moins une borne de communication (21) ; des moyens pour fournir un corps de carte comprenant au moins une cavité (20) de forme conjuguée à celle du micromodule pour recevoir ledit module et au fond de laquelle est logée la borne de communication (21), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour fournir un organe de raccordement électrique mâle (9) destiné à faire saillie par rapport au micromodule, l'organe de raccordement mâle (9) étant relié électriquement au plot de connexion (14) de la puce (12) ainsi qu'à la borne de communication de l'interface de communication lorsque le micromodule est logé dans la cavité du corps de la carte.
- 9. Equipement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour obtenir au moins un organe de raccordement mâle (9) faisant saillie<Desc/Clms Page number 14>comprennent des moyens de formage d'un feuillard métallique (2), lesdits moyens de formage comprenant au moins une matrice (4) et au moins un poinçon (5) pour former au moins une interface de connexion comportant au moins une plage de connexion faisant saillie par rapport au micromodule.
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