FR2908207A1 - MICROCIRCUIT CARD, PARTICULARLY OF REDUCED DIMENSION, PROVIDED WITH AN ANTENNA - Google Patents
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Abstract
Une carte (2) comprend un microcircuit (4) dont au moins une borne est reliée électriquement à une antenne (12, 22, 32, 42) et un corps définissant des dimensions extérieures de la carte.Le corps comprend au moins trois couches (10, 20, 30, 40) qui contiennent chacune au moins une partie de l'antenne (12, 22, 32, 42).A card (2) comprises a microcircuit (4) of which at least one terminal is electrically connected to an antenna (12, 22, 32, 42) and a body defining external dimensions of the card.The body comprises at least three layers ( 10, 20, 30, 40) each containing at least a portion of the antenna (12, 22, 32, 42).
Description
1 L'invention concerne une carte à microcircuit, en particulier deThe invention relates to a microcircuit card, in particular
dimensions réduites, pourvue d'une antenne et un procédé de fabrication d'une telle carte. Lorsque l'on souhaite permettre une communication sans contact entre une carte à microcircuit et un lecteur de carte, on équipe classiquement la carte d'une antenne, par exemple d'une antenne magnétique formée d'un enroulement d'une pluralité de spires. Il a été tenté d'appliquer cette solution à des cartes de dimensions réduites, c'est-à-dire dont la plus grande dimension ne dépasse pas 50 mm, telles que par exemple les cartes à microcircuit au format ID-000 (de dimensions 25 mm x 15 mm), comme décrit dans les demandes de brevet WO 2005/104584 et US 2005/212690. On comprend toutefois que de telles dimensions, et la faible surface qui en découle, rendent difficile, voire impossible, l'implantation d'une pluralité de spires avec une surface suffisante et que les solutions de l'art antérieur n'aient pas permis par conséquent l'implantation d'une antenne ayant de bonnes performances dans une carte de dimensions réduites. Afin de résoudre notamment ce problème, l'invention propose une carte comprenant un microcircuit dont au moins une borne est reliée électriquement à une antenne et un corps définissant des dimensions extérieures de la carte, caractérisée en ce que le corps comprend au moins trois couches qui contiennent chacune au moins une partie de l'antenne. On peut ainsi réaliser un nombre relativement important de spires pour l'antenne, même lorsque la carte est de dimensions réduites. reduced dimensions, provided with an antenna and a method of manufacturing such a card. When it is desired to allow non-contact communication between a microcircuit card and a card reader, the card is conventionally equipped with an antenna, for example a magnetic antenna formed of a winding of a plurality of turns. It has been attempted to apply this solution to cards of reduced size, that is to say the largest dimension of which does not exceed 50 mm, such as for example microcircuit cards in ID-000 format (of dimensions 25 mm x 15 mm), as described in patent applications WO 2005/104584 and US 2005/212690. However, it is understood that such dimensions, and the small surface area resulting therefrom, make it difficult, if not impossible, to implant a plurality of turns with a sufficient surface area and that the solutions of the prior art have not made it possible by therefore the implementation of an antenna having good performance in a map of reduced dimensions. In order to solve this problem in particular, the invention proposes a card comprising a microcircuit of which at least one terminal is electrically connected to an antenna and a body defining external dimensions of the card, characterized in that the body comprises at least three layers which each contain at least a portion of the antenna. It is thus possible to achieve a relatively large number of turns for the antenna, even when the card is small.
On peut prévoir en outre que l'antenne s'étende sur une zone périphérique de l'une au moins desdites couches, ce qui permet d'optimiser sa surface, par exemple la surface de la ou des spire(s) dans cette couche. Par ailleurs, au moins une desdites couches peut contenir un enroulement d'au moins deux spires de l'antenne, ce qui permet également d'améliorer les performances de l'antenne. En particulier, on peut envisager qu'une première couche comprenne un premier enroulement d'au moins deux spires de l'antenne avec une première extrémité externe, qu'une seconde couche comprenne un second enroulement d'au moins deux spires de l'antenne avec une seconde extrémité externe et que la 2908207 2 première extrémité externe et la seconde extrémité externe sont connectées électriquement au moyen d'un trou d'interconnexion, ce qui permet de réaliser les enroulements de chaque couche au droit l'un de l'autre (par exemple à la périphérie de la carte) afin d'optimiser l'utilisation de la surface de la carte. It can further be provided that the antenna extends over a peripheral zone of at least one of said layers, which optimizes its surface, for example the surface of the coil (s) in this layer. Furthermore, at least one of said layers may contain a winding of at least two turns of the antenna, which also improves the performance of the antenna. In particular, it can be envisaged that a first layer comprises a first winding of at least two turns of the antenna with a first external end, a second layer comprises a second winding of at least two turns of the antenna. with a second external end and the first outer end and the second outer end are electrically connected by means of a via hole, which allows the windings of each layer to be made in line with each other (eg at the periphery of the map) to optimize the use of the map surface.
5 Au moins une couche peut porter une partie au moins d'un enroulement continu connecté à chacune de ses extrémités à une borne du microcircuit ; l'enroulement continu forme ainsi une antenne magnétique. On peut prévoir dans ce contexte qu'au moins une desdites couches porte une partie au moins d'un enroulement formant résonateur et couplé par 10 couplage capacitif audit enroulement continu, ce qui permet d'obtenir de très bonnes performances pour l'antenne autour de la fréquence de résonance de l'ensemble. Selon une autre possibilité, chacune desdites au moins trois couches peut comprendre une partie de l'enroulement continu. On obtient ainsi une antenne 15 magnétique comprenant un nombre relativement important de spires. Lesdites au moins trois couches sont par exemple portées par un insert de la carte à microcircuit, ce qui constitue une solution particulièrement pratique. Un tel insert, généralement réalisé en matière plastique, s'étend par exemple essentiellement sur toute la surface de la carte. Il est destiné à être intercalé entre 20 une couche externe supérieure et une couche externe inférieure. On peut prévoir par ailleurs que le corps de la carte comprenne au moins deux feuilles, une face au moins de chacune desdites feuilles formant une desdites au moins trois couches. Une au moins desdites feuilles peut alors former une desdites couches au niveau de chacune de ses deux faces.At least one layer may carry at least a portion of a continuous winding connected at each of its ends to a terminal of the microcircuit; the continuous winding thus forms a magnetic antenna. In this context, it can be provided that at least one of said layers carries at least a portion of a resonator winding and capacitively coupled to said continuous winding, which makes it possible to obtain very good performances for the antenna around the antenna. the resonant frequency of the set. Alternatively, each of the at least three layers may comprise a portion of the continuous winding. This gives a magnetic antenna comprising a relatively large number of turns. Said at least three layers are for example carried by an insert of the microcircuit card, which is a particularly practical solution. Such an insert, generally made of plastic material, for example extends essentially over the entire surface of the card. It is intended to be interposed between an upper outer layer and a lower outer layer. It can further be provided that the body of the card comprises at least two sheets, one side at least of each of said sheets forming one of said at least three layers. At least one of said sheets can then form one of said layers at each of its two faces.
25 Dans ce contexte, ladite feuille est par exemple traversée par un trou d'interconnexion reliant électriquement une partie d'antenne contenue dans l'une desdites faces de ladite feuille et une partie d'antenne contenue dans l'autre desdites faces de ladite feuille. Une troisième couche peut en outre être interposée entre lesdites deux 30 feuilles, réalisée par exemple dans une résine isolante. Dans une forme particulière de réalisation, le microcircuit associé à l'antenne est apte à mettre en oeuvre une communication conforme à la norme ISO 14443.In this context, said sheet is for example traversed by an interconnecting hole electrically connecting an antenna part contained in one of said faces of said sheet and an antenna part contained in the other of said faces of said sheet. . A third layer may further be interposed between said two sheets, made for example in an insulating resin. In a particular embodiment, the microcircuit associated with the antenna is able to implement communication in accordance with the ISO 14443 standard.
2908207 3 Comme on l'a vu, l'invention est particulièrement adaptée aux cartes de petites dimensions ayant par exemple une plus grande dimension inférieure à 50 mm. Une telle carte à microcircuit de petites dimensions est par exemple une 5 carte selon la norme ISO 7816 au format ID-000 ou au format UICC (pour "Universal Integrated Circuit Card"). Il peut s'agir également d'une carte mémoire, par exemple du type MMC (pour "Multi Media Card") ou RS-MMC (pour "Reduced Size Multi Media Card"). Il peut donc s'agir dans certains des cas qui viennent d'être évoqués 10 d'une carte de téléphonie mobile (par exemple destinée à être insérée dans un téléphone mobile ou autre entité comportant des moyens de communication mobile), ou en variante d'une carte bancaire, d'une carte de transport ou d'un document officiel d'identification. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 15 lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention ; - les figures 2A à 2D représentent des couches formées dans le corps 20 de la carte de la figure 1 ; - les figures 3A à 3D représentent les couches d'une carte selon un second mode de réalisation de l'invention ; - les figures 4A à 4E représentent les étapes d'un procédé de fabrication d'une carte à microcircuit selon un troisième mode de réalisation de 25 l'invention ; -les figures 5A à 5D représentent quatre couches de la carte à microcircuit produites par le procédé des figures 4A à 4E. La figure 1 représente une carte à microcircuit au format ID-000 (c'est-à-dire inscrite dans un rectangle dont la longueur est comprise entre 24,9 mm et 25,1 30 mm et dont la largeur est comprise entre 14,9 mm et 15,1 mm). On notera que la représentation de la figure 1 est schématique, les proportions n'ayant pas été respectées pour donner plus de clarté à cette figure. La carte à microcircuit 2 comprend un microcircuit 4 dont deux bornes sont connectées à une antenne comme décrit plus en détail dans la suite, afin de 2908207 4 pouvoir communiquer avec un lecteur de carte extérieur selon un protocole conforme à la norme ISO 14443 à une fréquence de l'ordre de 13,56 MHz. Le corps de la carte 2 est ici formé par la superposition de trois feuilles 6, 7, 8 (qui forment l'insert ou "inlay" de la carte) réalisées dans un matériau 5 électriquement isolant et protégées par une couche externe supérieure 1 et une couche externe inférieure 3. Les trois feuilles 6, 7, 8 définissent au moyen de chacune de leurs faces (dont deux sont communes) quatre couches 10, 20, 30, 40 au niveau desquelles sont déposées des spires d'une antenne comme décrit ci-après.As has been seen, the invention is particularly suitable for small size cards having for example a larger dimension less than 50 mm. Such a small microcircuit card is for example a card according to the ISO 7816 standard in ID-000 format or in the UICC format (for "Universal Integrated Circuit Card"). It can also be a memory card, for example of the type MMC (for "Multi Media Card") or RS-MMC (for "Reduced Size Multi Media Card"). It may therefore be in some of the cases just mentioned 10 of a mobile telephone card (for example intended to be inserted in a mobile phone or other entity having mobile communication means), or alternatively d a bank card, a transport card or an official identification document. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a first example of implementation of the invention; FIGS. 2A to 2D show layers formed in the body 20 of the card of FIG. 1; FIGS. 3A to 3D show the layers of a card according to a second embodiment of the invention; FIGS. 4A to 4E show the steps of a method of manufacturing a microcircuit card according to a third embodiment of the invention; FIGS. 5A to 5D represent four layers of the microcircuit card produced by the method of FIGS. 4A to 4E. FIG. 1 represents a microcircuit card in ID-000 format (that is to say in a rectangle whose length is between 24.9 mm and 25.1 mm and whose width is between 14, 9 mm and 15.1 mm). Note that the representation of Figure 1 is schematic, the proportions have not been respected to give more clarity to this figure. The microcircuit card 2 comprises a microcircuit 4, two terminals of which are connected to an antenna as described in more detail below, in order to be able to communicate with an external card reader according to a protocol in accordance with the ISO 14443 standard at a frequency of the order of 13.56 MHz. The body of the card 2 is here formed by the superposition of three sheets 6, 7, 8 (which form the insert or "inlay" of the card) made of an electrically insulating material and protected by an upper outer layer 1 and a lower outer layer 3. The three sheets 6, 7, 8 define by means of each of their faces (two of which are common) four layers 10, 20, 30, 40 at which are deposited turns of an antenna as described below.
10 Chacune des quatre couches 10, 20, 30, 40 est à présent décrite en référence respectivement aux figures 2A à 2D. La première couche 10 représentée à la figure 2A comprend une plaque rectangulaire 11 en matériau conducteur ainsi qu'un enroulement conducteur 12 formé d'environ deux spires (précisément légèrement plus de deux 15 spires) et connecté à une de ses extrémités à la plaque rectangulaire 11. L'enroulement 12 se termine à son autre extrémité par un premier trou d'interconnexion 13 (parfois dénommé "via" selon l'appellation anglo-saxonne, par exemple un trou métallisé) lié électriquement à un enroulement de la seconde couche 20 comme décrit ci-après.Each of the four layers 10, 20, 30, 40 is now described with reference to Figures 2A to 2D, respectively. The first layer 10 shown in FIG. 2A comprises a rectangular plate 11 made of conductive material and a conductive winding 12 formed of about two turns (precisely slightly more than two turns) and connected at one of its ends to the rectangular plate. 11. The winding 12 terminates at its other end by a first interconnection hole 13 (sometimes called "via" according to the English name, for example a metallized hole) electrically bonded to a winding of the second layer 20 as described below.
20 On remarque que chacune des spires de l'enroulement 12 est de forme généralement rectangulaire et s'étend à proximité de la périphérie de la carte afin de maximiser la surface de chacune des spires. On peut également remarquer que la spire interne de l'enroulement 12 est celle qui contient l'extrémité de l'enroulement 12 connecté à la plaque 25 rectangulaire 11 tandis que la spire externe de l'enroulement 12 est celle qui contient l'extrémité connectée au premier trou d'interconnexion 13. L'extrémité de l'enroulement 12 connectée à la plaque rectangulaire 11 est par ailleurs au contact d'un second trou d'interconnexion 14 et d'un troisième trou d'interconnexion 15.It should be noted that each of the turns of the winding 12 is of generally rectangular shape and extends close to the periphery of the card in order to maximize the area of each of the turns. It may also be noted that the inner turn of the winding 12 is the one which contains the end of the winding 12 connected to the rectangular plate 11 while the outer winding of the winding 12 is the one which contains the connected end. at the first interconnection hole 13. The end of the coil 12 connected to the rectangular plate 11 is in contact with a second interconnection hole 14 and a third interconnection hole 15.
30 Le second trou d'interconnexion 14 traverse l'ensemble des feuilles 6, 7, 8 jusqu'à une première borne du microcircuit 4, implantée ici dans la couche externe inférieure 3. Le second trou d'interconnexion 14 réalise ainsi la connexion électrique entre l'extrémité interne de l'enroulement 12 situé dans la première couche 10 et cette première borne du microcircuit 4.The second interconnection hole 14 passes through all the sheets 6, 7, 8 to a first terminal of the microcircuit 4, implanted here in the lower outer layer 3. The second interconnection hole 14 thus makes the electrical connection between the inner end of the winding 12 located in the first layer 10 and this first terminal of the microcircuit 4.
2908207 5 Le second trou d'interconnexion 15 relie quant à lui la plaque rectangulaire 11 de la première couche 10 à une autre plaque rectangulaire située dans la troisième couche 30 comme décrit ci-après. La figure 2B représente la seconde couche 20 qui comprend une 5 plaque rectangulaire en matériau conducteur 21 et un enroulement conducteur 22 formé d'environ deux spires (ici légèrement moins de deux spires). Comme bien visible sur la figure 2B, la plaque rectangulaire 21 et l'enroulement 22 ne sont pas connectés électriquement au niveau de la seconde couche 20.The second via 15 connects the rectangular plate 11 of the first layer 10 to another rectangular plate in the third layer 30 as described below. Figure 2B shows the second layer 20 which comprises a rectangular plate of conductive material 21 and a conductive winding 22 formed of about two turns (here slightly less than two turns). As clearly visible in FIG. 2B, the rectangular plate 21 and the winding 22 are not electrically connected at the level of the second layer 20.
10 L'extrémité externe de l'enroulement 22 (c'est-à-dire l'extrémité libre de la spire externe de cet enroulement) est située au contact du trou d'interconnexion 13, si bien que l'enroulement 22 de la seconde couche 20 est connecté à l'enroulement 12 de la première couche 10 au niveau de cette extrémité externe de l'enroulement 22.The outer end of the winding 22 (i.e. the free end of the outer turn of this winding) is in contact with the via hole 13, so that the winding 22 of the winding 22 second layer 20 is connected to the winding 12 of the first layer 10 at this outer end of the winding 22.
15 L'extrémité interne de l'enroulement 22 (c'est-à-dire l'extrémité libre de la spire interne de l'enroulement 22) est connectée à un quatrième trou d'interconnexion 23 en vue d'une connexion à un enroulement de la troisième couche 30 comme décrit ci-après. On remarque ainsi qu'en partant du second trou d'interconnexion 14 20 dans la première couche 10 (où est connecté le microcircuit 4), l'enroulement 12 de la première couche 10 s'étend en spirale vers l'extérieur jusqu'au premier trou d'interconnexion 13, alors que l'enroulement 22 de la seconde couche 20 s'étend au contraire vers l'intérieur du premier trou d'interconnexion 13 au quatrième trou d'interconnexion 23.The inner end of the winding 22 (i.e., the free end of the inner coil of winding 22) is connected to a fourth via hole 23 for connection to a winding of the third layer 30 as described below. It is thus noted that starting from the second interconnection hole 14 in the first layer 10 (where the microcircuit 4 is connected), the winding 12 of the first layer 10 spirals outwards to first interconnection hole 13, while the winding 22 of the second layer 20 instead extends inwardly of the first via 13 to the fourth via 23.
25 De ce fait, malgré la présence d'une pluralité de spires (ici deux spires) dans chacune des couches 10, 20 et la nécessité d'une position commune dans les deux couches 10, 20 pour le point d'interconnexion entre leurs enroulements respectifs 12, 22 (ici le trou d'interconnexion 13), l'enroulement vers l'extérieur de l'enroulement 12 de la première couche 10 et l'enroulement vers l'intérieur de 30 l'enroulement 22 de la seconde couche 20 permettent aux deux enroulements 12, 22 de rester dans l'espace défini par les deux spires de l'enroulement 12, à proximité de la périphérie de la carte 2.Therefore, despite the presence of a plurality of turns (here two turns) in each of the layers 10, 20 and the need for a common position in the two layers 10, 20 for the point of interconnection between their windings respective 12, 22 (here the interconnection hole 13), the winding outward of the winding 12 of the first layer 10 and the winding inward of the winding 22 of the second layer 20 allow the two windings 12, 22 to remain in the space defined by the two turns of the winding 12, near the periphery of the card 2.
2908207 6 La plaque rectangulaire 21 de la seconde couche 20 est reliée à un cinquième trou d'interconnexion 24 pour connexion à une plaque rectangulaire de la quatrième couche 40 comme décrit ci-après. La figure 2C représente la troisième couche 30 de la carte à 5 microcircuit 2. La troisième couche comprend une plaque rectangulaire 31 en matériau conducteur et un enroulement 32 d'environ deux spires (ici légèrement moins de deux spires). Comme en ce qui concerne la seconde couche 20, la plaque 10 rectangulaire 31 et l'enroulement conducteur 32 de la troisième couche 30 sont isolés électriquement l'un par rapport à l'autre au niveau de cette troisième couche 30. L'enroulement 32 comprend une spire interne dont l'extrémité libre est située au contact du quatrième trou d'interconnexion 23 et assure ainsi la 15 connexion électrique de l'enroulement 32 de la troisième couche 30 à l'enroulement 22 de la seconde couche 20. L'extrémité libre de la spire externe de l'enroulement 32 est quant à elle située au contact d'un sixième trou d'interconnexion 33 qui permet la connexion de l'enroulement 32 de la troisième couche 30 à un enroulement de la quatrième 20 couche 40 comme décrit ci-après. Comme déjà vu à propos de la première couche 10 et de la seconde couche 20, on remarque que l'enroulement 32 de la troisième couche 30 s'étend en spirale vers l'extérieur à partir du quatrième trou d'interconnexion 23 alors que l'enroulement 22 de la seconde couche 20 s'enroulait en spirale vers l'intérieur 25 jusqu'à ce même quatrième trou d'interconnexion 23. Comme déjà mentionné, la poursuite vers l'extérieur dans la troisième couche 30 de l'enroulement réalisé vers l'intérieur dans la seconde couche 20 permet de réaliser les deux spires de chaque enroulement dans la même zone périphérique de la carte 2. La plaque rectangulaire 31 de la troisième 30 est connectée au troisième 30 trou d'interconnexion 15, et est ainsi reliée à la plaque rectangulaire 11 de la première couche 10 (et par la même à la première borne du microcircuit 4 par l'intermédiaire du second trou d'interconnexion 14). La figure 2D représente la quatrième couche 40 de la carte à microcircuit 2.The rectangular plate 21 of the second layer 20 is connected to a fifth interconnection hole 24 for connection to a rectangular plate of the fourth layer 40 as described hereinafter. FIG. 2C shows the third layer 30 of the microcircuit card 2. The third layer comprises a rectangular plate 31 of conductive material and a winding 32 of about two turns (here slightly less than two turns). As with the second layer 20, the rectangular plate 31 and the conductive winding 32 of the third layer 30 are electrically insulated from each other at this third layer 30. The coil 32 comprises an inner coil whose free end is in contact with the fourth interconnection hole 23 and thus provides the electrical connection of the winding 32 of the third layer 30 to the winding 22 of the second layer 20. The free end of the outer turn of the winding 32 is in turn in contact with a sixth interconnection hole 33 which allows the connection of the winding 32 of the third layer 30 to a winding of the fourth layer 40. as described below. As already seen with respect to the first layer 10 and the second layer 20, it will be noted that the winding 32 of the third layer 30 spirals outwardly from the fourth via 23 while the winding 22 of the second layer 20 spiraled inwards 25 to the same fourth interconnection hole 23. As already mentioned, the outward continuation in the third layer 30 of the winding carried out inwardly in the second layer 20 makes it possible to make the two turns of each winding in the same peripheral zone of the card 2. The rectangular plate 31 of the third 30 is connected to the third via hole 15, and is thus connected to the rectangular plate 11 of the first layer 10 (and by the same to the first terminal of the microcircuit 4 via the second via 14). FIG. 2D represents the fourth layer 40 of the microcircuit card 2.
2908207 7 La quatrième couche 40 comprend une plaque rectangulaire 41 formée d'un matériau électriquement conducteur et un enroulement 42 de deux spires conducteurs. L'extrémité libre de la spire interne est connectée électriquement d'une 5 part à la plaque rectangulaire 41 et d'autre part au cinquième trou d'interconnexion 24, qui assure quant à lui non seulement la connexion électrique à la plaque rectangulaire 21 de la deuxième couche 20, mais également la connexion électrique à la seconde borne du microcircuit 4. L'extrémité libre de la spire externe de l'enroulement 42 de la quatrième 10 couche 40 est quant à elle au contact du sixième trou d'interconnexion 33 pour connexion à l'enroulement 32 de la troisième couche 30 comme déjà mentionné. Ainsi, l'enroulement 42 de la quatrième couche 40 s'enroule vers l'intérieur du trou d'interconnexion 33 (où il est relié électriquement aux enroulements des couches supérieures 30, 20, 10) jusqu'à son extrémité interne où 15 il est en contact d'une part avec la plaque rectangulaire 41 et d'autre part avec la seconde borne du microcircuit 4. Les enroulements 12, 22, 32, 42 sont ainsi reliés en série les uns aux autres au moyen respectivement des trous d'interconnexion 13, 23, 33 et l'association en série de ces enroulements est par ailleurs connectée aux bornes du 20 microcircuit 4 au moyen des trous d'interconnexion 14 et 24. On forme ainsi, grâce à la superposition des couches contenant chacune environ deux spires dans la zone périphérique de la carte, un enroulement d'environ huit spires qui s'étendent chacune dans cette même zone périphérique, et qui ont donc chacune une surface de l'ordre de la surface de la carte 2.The fourth layer 40 comprises a rectangular plate 41 formed of an electrically conductive material and a winding 42 of two conductive turns. The free end of the inner turn is electrically connected on the one hand to the rectangular plate 41 and on the other hand to the fifth via 24, which in turn provides not only the electrical connection to the rectangular plate 21 of the second layer 20, but also the electrical connection to the second terminal of the microcircuit 4. The free end of the outer turn of the winding 42 of the fourth layer 40 is in turn in contact with the sixth via 33 for connection to the winding 32 of the third layer 30 as already mentioned. Thus, the winding 42 of the fourth layer 40 winds inwardly of the via 33 (where it is electrically connected to the windings of the upper layers 30, 20, 10) to its inner end where it is in contact on the one hand with the rectangular plate 41 and on the other hand with the second terminal of the microcircuit 4. The windings 12, 22, 32, 42 are thus connected in series with each other by means of the respective holes. interconnection 13, 23, 33 and the series connection of these windings is also connected to the terminals of the microcircuit 4 by means of the vias 14 and 24. It is thus formed, thanks to the superposition of the layers each containing about two turns in the peripheral zone of the card, a winding of about eight turns which each extend in this same peripheral zone, and which therefore each have a surface of the order of the surface of the card 2.
25 Comme déjà indiqué, les enroulements sont réalisés par un élément conducteur électriquement ; il s'agit par exemple de fils de cuivre, ou de pistes conductrices (encre conductrice ou piste métallique, par exemple en cuivre), avec une épaisseur typique de 40 m et une largeur d'environ 100 m, espacées d'environ 100 m.As already indicated, the windings are made by an electrically conductive element; it is for example copper son, or conductive tracks (conductive ink or metal track, for example copper), with a typical thickness of 40 m and a width of about 100 m, spaced about 100 m .
30 On remarque par ailleurs que les plaques rectangulaires 11, 21, 31, 41, connectées deux à deux avec interposition, chaque paire de plaques étant connectée à une borne du microcircuit, permettent la formation d'une capacité afin d'adapter l'impédance de l'antenne à l'impédance nécessaire aux bornes du microcircuit 4.Note also that the rectangular plates 11, 21, 31, 41, connected in pairs with interposition, each pair of plates being connected to a terminal of the microcircuit, allow the formation of a capacitor to adapt the impedance from the antenna to the impedance required at the terminals of the microcircuit 4.
2908207 8 On va à présent décrire respectivement en référence aux figures 3A à 3D quatre couches d'une carte à microcircuit selon un second exemple de mise en oeuvre de l'invention. Ces quatre couches peuvent être implantées de manière analogue à ce qui a été présenté pour le premier mode de réalisation en référence 5 à la figure 1 et on ne reviendra par conséquent pas ici sur une telle description. Une première couche 110 de la carte à microcircuit (qui s'étend sur toute la surface du corps de celle-ci) est représentée à la figure 3A. La première couche 110 comprend une spire (ou boucle) 112, réalisée par exemple au moyen d'une piste conductrice, et une plaque rectangulaire 111 en 10 matériau conducteur. La spire 112 est en contact à une première extrémité de celle-ci (située dans une zone périphérique de la carte) avec un premier trou d'interconnexion 113 qui s'étend jusqu'à la quatrième couche pour connexion à une autre spire comme décrit ci-après.Three layers of a microcircuit card according to a second example of implementation of the invention will now be described respectively with reference to FIGS. 3A to 3D. These four layers can be implanted in a manner analogous to what has been presented for the first embodiment with reference to FIG. 1, and therefore there will be no discussion here of such a description. A first layer 110 of the microcircuit card (which extends over the entire surface of the body thereof) is shown in Figure 3A. The first layer 110 comprises a turn (or loop) 112, made for example by means of a conductive track, and a rectangular plate 111 of conductive material. The turn 112 is in contact at a first end thereof (located in a peripheral area of the board) with a first via 113 extending to the fourth layer for connection to another turn as described. below.
15 L'autre extrémité de la spire 112 (située ici dans une zone interne de la couche 110, par opposition à la zone périphérique où sont situés la majeure partie de la spire 112 et le trou d'interconnexion 113) est au contact d'un second trou d'interconnexion 114 qui traverse l'ensemble des couches décrites aux figures 3A à 3D jusqu'à une première borne du microcircuit 104 de la carte à microcircuit.The other end of the turn 112 (here located in an inner zone of the layer 110, as opposed to the peripheral zone where the major part of the turn 112 and the via hole 113) is located, is in contact with a second interconnection hole 114 which passes through all the layers described in FIGS. 3A to 3D to a first terminal of the microcircuit 104 of the microcircuit card.
20 Un troisième trou d'interconnexion 115 est situé à proximité de la plaque rectangulaire 111 et en contact électrique avec celle-ci. La seconde couche 120 représentée à la figure 3B comprend une plaque rectangulaire 121 en matériau conducteur et un enroulement 122 d'une pluralité de spires (ici environ quatre spires).A third via 115 is located near and in electrical contact with rectangular plate 111. The second layer 120 shown in Figure 3B comprises a rectangular plate 121 of conductive material and a winding 122 of a plurality of turns (here about four turns).
25 L'extrémité libre interne de l'enroulement 122 est connectée d'une part à la plaque rectangulaire 121 et d'autre part à un quatrième trou d'interconnexion 123 pour connexion à une autre plaque rectangulaire située dans la quatrième couche comme décrit ci-après. L'extrémité externe de l'enroulement 122 est quant à elle connectée au 30 moyen d'un cinquième trou d'interconnexion 124 à un autre enroulement situé dans la troisième couche et décrit à présent. La troisième couche 130 représentée à la figure 3C comprend en effet un enroulement 132 composé d'une pluralité de spires (ici environ quatre spires) dont l'extrémité externe est située au contact du cinquième trou d'interconnexion 2908207 9 124 et dont l'extrémité interne se termine au contact d'une plaque rectangulaire 131 en matériau conducteur, au niveau et au contact également du troisième trou d'interconnexion 115, ce qui permet ainsi la connexion électrique de la plaque rectangulaire 111 de la première couche 110, de la plaque rectangulaire 131 de la 5 troisième couche 130 et de l'extrémité interne de l'enroulement 132 de la troisième couche 130. On remarque que l'enroulement 122 de la seconde couche 120 s'étend en spirale vers l'extérieur jusqu'au cinquième trou d'interconnexion 124, tandis que l'enroulement 132 de la troisième couche 130 s'étend en spirale vers l'intérieur à 10 partir du cinquième trou d'interconnexion 124, ce qui permet à l'ensemble des spires des enroulements 122, 132 de s'étendre dans la zone périphérique de la carte à microcircuit, et ce malgré le nombre important de spires et la continuité de l'enroulement ainsi obtenu. La quatrième couche 140 représentée à la figure 3D comprend une 15 plaque rectangulaire 141 en matériau conducteur et une spire 142 (ou boucle) dont une extrémité est située au niveau du premier trou d'interconnexion 113 afin d'assurer la liaison électrique avec la spire 112 de la première couche 110. L'extrémité opposée de la spire 142 est au contact électrique de la seconde borne du microcircuit 104.The inner free end of the winding 122 is connected on the one hand to the rectangular plate 121 and on the other hand to a fourth via 123 for connection to another rectangular plate in the fourth layer as described herein. -after. The outer end of the winding 122 is connected by means of a fifth via 124 to another winding in the third layer and now described. The third layer 130 shown in FIG. 3C in fact comprises a winding 132 composed of a plurality of turns (in this case about four turns) whose external end is in contact with the fifth interconnection hole 2908 and that 124 internal end terminates in contact with a rectangular plate 131 of conductive material, at and also in contact with the third interconnection hole 115, thereby allowing the electrical connection of the rectangular plate 111 of the first layer 110, the rectangular plate 131 of the third layer 130 and the inner end of the winding 132 of the third layer 130. Note that the winding 122 of the second layer 120 extends spirally outwardly to fifth interconnection hole 124, while the winding 132 of the third layer 130 spirals inwardly from the fifth via 124, thereby allowing the assembly windings of the windings 122, 132 to extend in the peripheral zone of the microcircuit card, despite the large number of turns and the continuity of the winding thus obtained. The fourth layer 140 shown in FIG. 3D comprises a rectangular plate 141 of conductive material and a coil 142 (or loop), one end of which is located at the first interconnection hole 113 to provide the electrical connection with the coil 112 of the first layer 110. The opposite end of the turn 142 is in electrical contact with the second terminal of the microcircuit 104.
20 La plaque rectangulaire 141 est quant à elle connectée électriquement à la plaque rectangulaire 121 de la seconde couche 120 et à l'extrémité interne de l'enroulement 122 de la seconde couche 120 grâce au quatrième trou d'interconnexion 123 déjà mentionné. L'empilement des quatre couches qui viennent d'être décrites et leur 25 connexion au moyen des trous d'interconnexion susmentionnés permettent la formation de deux éléments de l'antenne de la carte à microcircuit : - un premier circuit formé de deux spires conductrices 112, 142 et connecté aux bornes du microcircuit 104 formé des éléments suivants : trou d'interconnexion 114, spire 112, trou d'interconnexion 113, spire 142 ; 30 un second circuit, formant résonateur, sans contact électrique direct avec le circuit précédent, mais couplé à ce dernier par couplage capacitif, ce second circuit comprenant les enroulements 122, 132 reliés par le trou d'interconnexion 124, les plaques 121, 141 étant connectées à une extrémité de 2908207 10 l'association des enroulements 122, 132, les plaques 131, 111 étant connectées à l'autre extrémité de l'association des enroulements 122, 132. Le résonateur formé par le second circuit est tel que l'ensemble des deux circuits, couplés par couplage capacitif, résonne à une fréquence de l'ordre de 5 13,56 MHz, ce qui revient à amplifier le signal délivré au microcircuit 104 par l'association série des spires 112, 142 connectées à ses bornes. On va à présent décrire un procédé de réalisation d'une carte à microcircuit selon un troisième mode de réalisation de l'invention en référence aux figures 4A à 4E.The rectangular plate 141 is electrically connected to the rectangular plate 121 of the second layer 120 and to the inner end of the winding 122 of the second layer 120 through the fourth interconnection hole 123 already mentioned. The stacking of the four layers which have just been described and their connection by means of the aforementioned vias allow the formation of two elements of the antenna of the microcircuit card: a first circuit formed of two conductive turns , 142 and connected to the terminals of the microcircuit 104 formed of the following elements: via hole 114, turn 112, via hole 113, turn 142; A second circuit forming a resonator, without direct electrical contact with the preceding circuit, but coupled thereto by capacitive coupling, this second circuit comprising the windings 122, 132 connected by the via hole 124, the plates 121, 141 being connected to one end of the windings 122, 132, the plates 131, 111 being connected to the other end of the combination of the windings 122, 132. The resonator formed by the second circuit is such that the Together, the two circuits, coupled by capacitive coupling, resonate at a frequency of the order of 13.56 MHz, which amounts to amplifying the signal delivered to the microcircuit 104 by the series association of the turns 112, 142 connected to its terminals. . A method for producing a microcircuit card according to a third embodiment of the invention will now be described with reference to FIGS. 4A to 4E.
10 La figure 4A représente une première feuille 206 portant sur chacune de ses faces des pistes conductrices, et plus précisément un enroulement 231 visible à la figure 5C, formé de deux spires, sur sa face supérieure, et une simple spire (ou boucle) 241 sur sa face inférieure comme visible à la figure 5D. On note que les figures 5A à 5D représentent des sections en vues de 15 dessus par rapport aux figures 4A à 4E (et non des vues de face de chacune des faces de la feuille 206 qui vient d'être décrite). La première feuille 206 est par exemple réalisée en polyéthylène téréphtalate (PET) avec une épaisseur comprise entre 150 m et 200 lm, par exemple 180 m.FIG. 4A represents a first sheet 206 bearing on each of its faces conductive tracks, and more specifically a winding 231 visible in FIG. 5C, formed of two turns, on its upper face, and a single turn (or loop) 241 on its underside as shown in Figure 5D. It will be noted that FIGS. 5A to 5D show sections viewed from above with respect to FIGS. 4A to 4E (and not front views of each of the faces of the sheet 206 which has just been described). The first sheet 206 is for example made of polyethylene terephthalate (PET) with a thickness of between 150 m and 200 lm, for example 180 m.
20 On dépose sur la feuille 206 une couche de résine, puis on forme, par exemple par photolithographie, un trou 232 au droit de l'extrémité interne 233 de l'enroulement 231 situé sur la face supérieure de la feuille 206. On obtient ainsi la structure représentée à la figure 4B. On remplit alors le trou 232 d'une colle conductrice 234, de préférence 25 anisotrope, et avantageusement avec un léger débordement de la colle afin d'assurer une connexion électrique comme décrit plus bas. On dépose alors sur la couche de résine 207 une seconde feuille 208, en matériau isolant, par exemple également en PET, qui porte sur chacune de ses faces des pistes conductrices comme décrit à présent.A layer of resin is deposited on the sheet 206, then a hole 232 is formed, for example by photolithography, at the end of the inner end 233 of the winding 231 located on the upper face of the sheet 206. the structure shown in Figure 4B. The hole 232 is then filled with a conductive adhesive 234, preferably anisotropic, and advantageously with a slight overflow of the adhesive in order to provide an electrical connection as described below. Then deposited on the resin layer 207 a second sheet 208, insulating material, for example also PET, which bears on each of its faces conductive tracks as described now.
30 La seconde feuille 208 porte sur sa face inférieure un enroulement 221 formé de deux spires comme représenté à la figure 5B, avec une extrémité interne 222 située au droit, et par conséquent au contact, de la colle conductrice 234, et avec une extrémité externe 223 au niveau d'un trou d'interconnexion 224 qui traverse la seconde feuille 208 jusqu'à sa face supérieure.The second sheet 208 bears on its underside a winding 221 formed of two turns as shown in FIG. 5B, with an internal end 222 located at right, and therefore in contact, with the conductive glue 234, and with an external end 223 at a via 224 which passes through the second sheet 208 to its upper face.
2908207 11 La face supérieure de la seconde feuille 208 porte quant à elle un enroulement 211 d'environ deux spires, avec une extrémité interne libre et une extrémité externe 212 située au contact du trou d'interconnexion 224. On a ainsi réalisé un enroulement continu d'environ six spires dans trois 5 couches représentées respectivement aux figures 5A à 5C. Plus précisément, l'enroulement 211 situé sur la face supérieure de la seconde feuille 208 (cette face supérieure formant une première couche 210) est relié au niveau de son extrémité externe 212 à l'enroulement 221 de la face inférieure de cette seconde feuille 208 au moyen du trou d'interconnexion 224.The upper face of the second sheet 208 carries a winding 211 of about two turns, with a free inner end and an outer end 212 in contact with the interconnection hole 224. This has led to a continuous winding. about six turns in three layers shown respectively in FIGS. 5A-5C. More specifically, the winding 211 located on the upper face of the second sheet 208 (this upper face forming a first layer 210) is connected at its outer end 212 to the winding 221 of the lower face of the second sheet 208 via the via hole 224.
10 L'enroulement 221 situé sur la face inférieure de la seconde couche 208 (cette face inférieure formant ainsi une seconde couche 220) est quant à lui connecté à l'enroulement 231 de la face supérieure de la première feuille 206 au moyen de la colle conductrice 234 (la face supérieure de la première feuille 206 formant ainsi une troisième couche 230).The winding 221 located on the lower face of the second layer 208 (this lower face thus forming a second layer 220) is connected to the winding 231 of the upper face of the first sheet 206 by means of the glue. conductor 234 (the upper face of the first sheet 206 thus forming a third layer 230).
15 La face inférieure de la première feuille 206 forme quant à elle une quatrième couche 240 représentée à la figure 5D, au niveau de laquelle chaque extrémité de l'enroulement 241 forme un plot 242, 243 de connexion à un microcircuit 204 qui peut être ainsi monté retourné sur la face inférieure de la première feuille 206, comme représenté en figure 4D.The lower face of the first sheet 206 in turn forms a fourth layer 240 shown in FIG. 5D, at the level of which each end of the winding 241 forms a connection pad 242, 243 to a microcircuit 204 which can thus be mounted upside down on the underside of the first sheet 206, as shown in FIG. 4D.
20 On obtient ainsi un ensemble de couches internes de la carte (ici formé par les feuilles 206, 208 et la résine 207), parfois dénommé "inlay", qui s'étend sur toute la surface de la carte et a une fonction d'insert intercalé entre une couche externe supérieure 201 et une couche externe inférieure 203, par exemple par un procédé de lamination, afin d'obtenir la carte représentée à la figure 4E.Thus, a set of inner layers of the card (here formed by the sheets 206, 208 and the resin 207), sometimes referred to as "inlay", which extends over the entire surface of the card and has a function of insert inserted between an upper outer layer 201 and a lower outer layer 203, for example by a lamination process, to obtain the map shown in Figure 4E.
25 Comme également représenté sur cette figure, on peut éventuellement former une cavité 205 dans la couche externe 201 en vue d'y déposer un module lorsque l'on souhaite obtenir une carte hybride (le module précité étant apte à communiquer au moyen de contacts présents sur sa face externe, tandis que le microcircuit 204 est apte à une communication sans contact comme décrit à 30 présent). Le procédé qui vient d'être décrit a permis l'obtention d'une carte à microcircuit dans laquelle une simple spire 241 est connectée aux bornes du microcircuit 204 dans la quatrième couche 240. Un enroulement formé d'un nombre relativement important de spires (en particulier malgré les dimensions réduites de la 2908207 12 carte à microcircuit) est couplé à la simple spire 241 par couplage capacitif du fait de la faible épaisseur de la première feuille 206. L'ensemble continu des enroulements 231, 221, 211 forme ainsi un résonateur couplé à la simple spire 241, ce qui permet une amplification des 5 signaux transmis au microcircuit 204 par la spire 241 pour des fréquences proches de la fréquence de résonance de l'ensemble spire 241-résonateur 211, 221, 231, qui est choisie proche de la fréquence de communication utilisée par le microcircuit 204, ici 13,56 MHz. Les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne sont 10 naturellement que des exemples possibles de mise en oeuvre de l'invention.As also shown in this figure, a cavity 205 may optionally be formed in the outer layer 201 in order to deposit a module therein when it is desired to obtain a hybrid card (the aforementioned module being able to communicate by means of present contacts on its outer face, while the microcircuit 204 is capable of contactless communication as described herein). The method which has just been described has made it possible to obtain a microcircuit card in which a single turn 241 is connected to the terminals of the microcircuit 204 in the fourth layer 240. A winding formed of a relatively large number of turns ( in particular despite the reduced dimensions of the microcircuit card) is coupled to the single turn 241 by capacitive coupling due to the small thickness of the first sheet 206. The continuous assembly of the windings 231, 221, 211 thus forms a resonator coupled to the single turn 241, which allows an amplification of the signals transmitted to the microcircuit 204 by the turn 241 for frequencies close to the resonant frequency of the coil assembly 241-resonator 211, 221, 231, which is chosen close to the communication frequency used by the microcircuit 204, here 13.56 MHz. The embodiments which have just been described are of course only possible examples of implementation of the invention.
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