WO2013034759A1 - Dispositif électronique à puce et procédé de fabrication par bobines - Google Patents

Dispositif électronique à puce et procédé de fabrication par bobines Download PDF

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WO2013034759A1
WO2013034759A1 PCT/EP2012/067632 EP2012067632W WO2013034759A1 WO 2013034759 A1 WO2013034759 A1 WO 2013034759A1 EP 2012067632 W EP2012067632 W EP 2012067632W WO 2013034759 A1 WO2013034759 A1 WO 2013034759A1
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film
chip
support
chips
strip
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PCT/EP2012/067632
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Simon Ormerod
Alain Salvagione
Didier Elbaz
Original Assignee
Sansystems
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Definitions

  • the present invention relates to the field of chip devices and more particularly to electronic chip devices comprising a communication interface with or without contact.
  • the present invention provides an object with a chip electronic device and its method of manufacture.
  • mini SIM cards generally consist of a standard-size chip card in credit card format.
  • the standard card is composed of a mini-box or a module having a contact terminal to which are connected the terminals of a chip disposed at the center of the substrate zone opposite to that carrying the contacts forming the terminals.
  • the various operations used to assemble the minibus or module and manufacture the electronic device are unitary.
  • a silicon wafer is sawed to individualize each chip.
  • Each chip is then fixed unitarily according to the wire bonding technology or flip chip technology.
  • the chip In the technology of so-called wired as pelletizing, the chip is fixed to a specific film with its contact pad of noble materials (gold) oriented outwardly. A wiring between the contact area of the chip and a terminal block or an antenna is then made. Finally, encapsulation of the assembly is performed through a resin to protect all.
  • noble materials gold
  • the chip In flip chip technology, the chip is fixed with its contact pad facing the film on a conductive face connected to a terminal block via vias.
  • a heat-activatable adhesive may be deposited on each mini-package or module to be bonded in a card body by hot rolling on the film.
  • the card body consisting of one or more laminated sheets or directly injected must have a cavity to receive the micro-housing or the module.
  • Each micro-package or module is then fixed in the cavity of each card body either by the deposited adhesive which can be heat-activated by hot pressing, or by using a liquid adhesive dispensed into the cavity.
  • the card is then cut mechanically to recover only the shape of the finished product, for example in the format of a micro SIM.
  • the methods disclosed do not offer simple and economical solutions to protect the chip from mechanical stresses such as the support of the pins of an external reader on the terminal block.
  • the chip is a very fragile component, mishandling or use can destroy it.
  • the object of the present invention is to propose an economical manufacturing method using the flip-chip technique and coils, one of which is a less expensive support film and an electronic chip device obtained according to the manufacturing method, in particular offering a technical solution. integration of a chip.
  • the electronic chip device is characterized in that it comprises at least:
  • an electronic module comprising at least:
  • a support film having a flexibility allowing work in a reel, the dimensions of which correspond to the width dimension of the electronic device, the support film having an upper surface provided with a plurality of upper contact pads intended to be in contact with a terminal whose least a so-called unused range is not intended to receive a voltage or a signal when connected to a terminal, the film having a so-called lower opposed surface having at least a plurality of lower contact pads adapted for the connection of the less an electronic chip, each lower contact area being extended by a conductor each connected by direct interconnection through the support film respectively to an upper contact area used with respect to which at least a portion of the conductor is located, the electronic chip being connected to one or more lower contact pads according to the technol ogie of the returned flea and the beach (s) lower contact pads being disposed on the surface of the opposing support film and opposite the unused upper contact pad; the lower and upper contact pads and the conductors being of conductive material without expensive component such as nickel or gold;
  • the electronic chip device is a smart card whose upper contact pads constitute a terminal block arranged according to ISO 7816 with contact pads made of aluminum, silver or copper.
  • the chip electronic device is characterized in that a zone of each upper contact pad used receives micro perforations in a direction starting from the upper surface and going towards each conductor of the lower surface supporting the one or more chips for making electrical interconnections.
  • the electronic chip device is an intelligent object whose upper contact pads constitute a terminal arranged according to the standard adapted to the smart object.
  • the contact pads of the chip or chips are oriented towards the lower contact pads or the lower surface of the support film, dedicated to the chip or chips.
  • the support film is made of plastic
  • the thick film consists of one or more layers of PVC, ABS, PET, PETF, PETG, PP, PS, PPS or any other material allowing work in reel, or wood, or cardboard or bioplastic.
  • the upper and lower contact pads and the conductors of the lower surface of the support film are made of aluminum or copper.
  • the support film has at least two parallel or adjacent sides of equal length to the parallel or adjacent sides of the chip electronic device.
  • Another object is achieved by providing a method of manufacturing the electronic chip device according to the invention.
  • This method is characterized in that a support film is fed continuously by at least one coil providing a band of width at least equal to a multiple of one of the dimensions of the chip electronic device, the two surfaces of the strip of the coil carrier film comprising a series of individual conductive circuits for a plurality of electronic chip devices, each individual circuit being formed such that the upper surface has at least a first contact pad and the bottom pad has at least a second pad of contact, each lower contact pad being extended by conductors to an interconnection zone through the film such that at least one lower contact pad is connected to an upper contact pad, the lower pad or pads of contact intersecting the perimeter intended to be occupied by the contacts of an electrically connected chip each lower contact pad and or the lower contact pads being vis-à-vis the upper range unused contact, and in that it comprises at least the following steps: a step of producing a plurality of interconnection holes through the support film in the interconnection zone of the upper contact pads used with the lower conductors;
  • the step of adhering or bonding the strip of the coil of the thick film to the strip of the reel of the support film with the fixed chips is followed or preceded by a step of depositing a protection mechanical and / or optical chip.
  • the step of fixing the tape of the film of the support film of the chip or chips consists of fixing the chip or chips by the technology of the flip chip ⁇ Flip-Chip).
  • the step of fixing on the web of the reel of the support film of a plurality of chips is followed by a step of testing and / or pre-customizing the chips.
  • the step of producing a plurality of vias through the strip of the coil of the support film is preceded by a step of depositing an adhesive film on the entire lower surface of the strip. of the reel of the support film.
  • the step of stamping or cutting the strip of the coil of the thick film and / or the step of depositing an adhesive film on the surface of the strip of the coil of the thick film and / or the step of depositing a protection is preceded by a pre-personalization step on at least one of the strip surfaces of the coil of the thick film by printing or etching.
  • the step of stamping or cutting the strip of the coil of the thick film is followed by a step of printing a security or cosmetic element by etching or printing on at least one of the surfaces the tape of the coil of the thick film, the security or cosmetic element being visible on the device (0) electronic chip if the film (3) support is transparent material.
  • a step of cutting the web of the reel of the support film and the web of the reel of the thick film assembled according to the preceding steps into electronic chip devices (s) is carried out.
  • Another object of the invention is a machine for carrying out the method according to the invention.
  • This machine is characterized in that it comprises at least the following devices:
  • a stamping device disposed vis-à-vis the face of the thick film strip which is the junction face with the support film;
  • the machine is furthermore composed of: a device for unwinding a strip of support film with chips;
  • a device for depositing by mechanical and / or optical protection rolling of the chips a cutting device into individual smart electronic devices.
  • FIG. 1 shows a top view of a chip electronic device in a configuration
  • FIG. 2 represents a section A-A of the electronic chip device in a configuration
  • FIG. 3 represents a view from below of a chip electronic device according to a configuration
  • FIG. 4 represents a zoom of a bottom view of a chip electronic device detailing the presence of chips on the lower face of contact in a configuration
  • FIG. 5 shows schematically the machine according to a configuration implementing the first steps of the manufacturing method of the electronic chip device (s);
  • FIG. 6 schematically shows the machine according to a configuration implementing the steps following the first steps of the method of manufacturing the electronic chip device (s).
  • FIG. 7 represents an example of electronic chip devices (s) packaged in a reel with precuts allowing the easy detachment of each electronic chip device.
  • the invention relates to an integrated microcircuit electronic device, for example, of intelligent type with a microprocessor or processing logic in general with semiconductor of silicon or plastic type, also called chip comprising at least an electronic module is a thick film fixed on the electronic module.
  • the electronic chip device can be a smart card, a SIM card, a mini SIM card used for GSM-type mobile phones, a contactless card or a hybrid card which has contact and contactless reading means or a smart object (SmartObject) such as, for example, SD cards, mini / micro SD , MMC, VQFN8, SSOP20, TSSOP20, MemorySticks, etc.
  • the electronic module comprises at least one flexible support film (3), inexpensive, of size corresponding to the width dimension of the electronic device (0) chip.
  • the support film has a flexibility allowing a reel work. It is flexible enough that it can be rolled up.
  • the upper surface of the support film (0) has a plurality of upper contact areas (5).
  • These upper contact areas (5) consist of pads forming a terminal block.
  • the terminal block is arranged according to the ISO 7816 standard and is capable of connecting to an external reader having contact pins resting on at least one terminal of the terminal block.
  • at least one range (50) is unused, that is to say is not intended to receive a voltage or a signal during the connection to a terminal.
  • Each upper contact pad (51) used, i.e., for receiving a voltage or signal upon connection to a terminal has an interconnection zone (41) with at least a portion of a lower conductor (71).
  • the interconnection zone (41) faces this lower conductor portion (71) which extends to a lower contact pad (72) to connect each upper contact pad (51) used to each pad lower (72) contact.
  • the lower contact pads (72) are arranged inside a perimeter intended to receive at least one chip (6) and screwed to screw of the upper contact area (50) not used.
  • the lower contact pad (72) with the chip (6) is arranged on the surface of the opposite support film (3) and opposite the upper contact pad (50) which is not used.
  • the terminal block can also be arranged according to standards adapted to smart objects such as, for example, SD cards, mini / microSD, MC, VQFN8, SSOP20, TSSOP20, emorySticks, etc. These standards are defined by smart object manufacturer associations (standard, MMC, SD standard, SDHC standard, SDXC standard, etc.)
  • the lower surface of the support film (3) has at least one lower contact area (72).
  • the lower contact pad (72) forms connecting pads with the contacts of the chip (6).
  • Each contact area occupies an area that is inscribed in the perimeter intended to be occupied by a chip (6).
  • the area (s) occupied by the lower contact pad (s) (72) are opposite the upper contact pad (50) not in use (50), the lower pad contact pads (72) being in contact with each other.
  • the contact pads of the chip are each connected by a conductor which terminates at least in an area opposite each upper surface (51) of contact to which the conductor is to be interconnected.
  • the assembly is made so that all the dimensional of the invention, upper face and lower face with the chip or chips (6), is inscribed in the film area occupied by the contacts of the upper face.
  • each upper contact region (51) used opposite a lower conductor (71) receives micro-perforations in a direction from the upper surface and towards the conductor (71) located opposite on the lower film surface supporting the at least one chip (6).
  • the chip or chips (6) are fixed on their lower contact pads (72) dedicated by Flip-Chip technology.
  • This technique is a method for interconnecting a chip to contact pads by means of conical solder pads which are arranged on each stud of a chip (6) (stud bumbing). A glue or a film is previously deposited on the pads of the contact pad.
  • the chip (6) In order to mount the chip (6) on the pads of the contact pad, the chip (6) is turned over so that the contact pads of the chip (6) are aligned so that its contact pads are aligned with the contact pads corresponding to the contact area. A weld is then performed, without limitation, compression, drying or thermocompression to complete the interconnection.
  • the contact pads of the chip or chips (6) are thus oriented towards the dedicated contact pad or pads of the surface below the chip or chips (6).
  • the interconnection holes (4) are made by a connection type crimping or crimping in English by stamping using a sonotrode.
  • This technology consists in creating a connection by depressing the support film (3) and the metallized layer of the sunken surface which then comes into contact with the metallized layer of the surface opposite to the depressed surface. This technology gives the possibility of not needing plastic film already stamped.
  • the crimp-type connections are made to the contacts of the lower contact pad (s) (7).
  • the film (3) support is made of a material preferably low cost and very thin.
  • It can be transparent or non-transparent plastic such as PVC (polyvinyl chloride), PC (polycarbonate), PET (polyethylene terephthalate), PETF (polyethylene terephthalate made crystalline by stretching), PETG (polyethylene terephthalate glycolized) ), PP (polypropylene), PS (polystyrene), PPS (phenylene polysulfide).
  • PVC polyvinyl chloride
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PETF polyethylene terephthalate made crystalline by stretching
  • PETG polyethylene terephthalate glycolized
  • PP polypropylene
  • PS polystyrene
  • PPS phenylene polysulfide
  • It can also be paper or plant material (wood, for example) that can be laminated and extruded at thicknesses, for example, less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ .
  • the film (3) support can also be a combination of all
  • the upper and lower contact pads (5, 72) and the conductors (71) of the lower face may be made by chemical etching of a layer of non-noble and inexpensive conductive material such as, for example, aluminum or copper on both surfaces of a carrier film (3), as opposed to a noble and expensive conductive material such as gold.
  • This layer of conductive material may have a thickness of 10 m to 30 ⁇ .
  • the upper and lower contact pads (5, 72) and the conductors (71) of the lower face can be made by printing or metallizing or screen printing a layer of conductive material.
  • the support film (3) has at least two parallel or adjacent sides of equal length to the corresponding parallel or adjacent sides of the chip electronic device.
  • the thick film fixed on all or on at least a part of the surface of the film (3) support side of the chip or chips, consists of one or more laminated layers of PVC (polyvinyl chloride), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PET (polyethylene terephthalate), PETF (polyethylene terephthalate made crystalline by stretching), PETG (polyethylene terephthalate glycolized), PP (polypropylene), PS (polystyrene), PPS (phenylene polysulfide) ) or any other material that allows reel work.
  • the chosen material gives the possibility of winding the thick film into a coil.
  • the material may also be of paper, wood, cardboard or biodegradable or bioplastic plastic.
  • the thick film has a thickness equal to 0.7 mm.
  • the thickness is chosen according to the needs. For example, the thickness can be obtained by rolling several layers of thick film until a thickness that compensates for the thickness of the chip or chips (6) fixed on the film (3) support. The thickness of the thick film thus obtained can therefore be equal, greater or less than the thickness of the chip or chips (6) fixed on the film (3) support.
  • the thick film can achieve the desired final thickness for the electronic chip device (0). For example, the thickness of the device (0) can reach a normalized thickness of 800 ⁇ .
  • the thick film has at least one cavity that can be a recess or a housing made at the location or locations of the chip or chips (6). The cavity or cavities have peripheral dimensions at least equal to those of the chip or chips (6).
  • the width and length of the cavity or cavities are increased by 2 mm thus allowing a gap of 1 mm between the periphery of the chip (6) and the rim of the cavity or cavities.
  • the thick film is printed with a security or cosmetic element by etching or printing on at least one of its faces. The element thus printed on the thick film is then visible on the device if the film (3) support or all additional layers are transparent material. A violation of the flea (s) is then apparent if a layer has been removed to reach the flea (s).
  • a protective or aesthetic layer is fixed on the thick film vis-à-vis the chip or chips (6).
  • This protective layer is intended to protect the chip (6) mechanical forces and / or UV radiation. But, it may also aim to secure the electronic chip device by applying a hologram.
  • Another object is achieved by providing a method of manufacturing the electronic chip device according to the invention.
  • This method has the particularity of reducing the number of steps compared with the methods of the prior art.
  • This process is made entirely from coils using materials or materials at low cost and optimizing the loss of materials or materials. This process thus provides a substantial saving in terms of investment in machinery, building area, materials and human and energy resources for its operation.
  • This method allows a cost reduction of around 40% compared to a method of the prior art.
  • the support film (3) is fed continuously by at least one coil providing one or more strips of width at least equal to a multiple of one of the dimensions of the chip electronic device.
  • a plurality of individual conductive circuits for a plurality of chip electronic devices are made by printing or metallizing or screen printing an aluminum or copper layer.
  • each individual circuit of a chip electronic device comprising the contact pads (5, 72), the conductors (71) of the bottom face formed according to one of the configurations described above can be marked by a mark, for example optical such as a hole or a pattern so that the machines implementing the manufacturing process can locate each individual circuit to, for example, fix the chip or chips (6).
  • the thick film is fed continuously by at least one coil of the same width as the coil feeding the film (3) support.
  • the reel of the film (3) support is unwound to perform the following steps continuously.
  • a plurality of interconnection holes (4) is continuously made through the support film (3) in the interconnection zone (41) of the upper contact pads (51) used for each individual circuit by stamping, by perforation towards the surface in contact with the chip (6) and connection of each upper contact pad (51) used via the conductors (71) to the lower contact pad (s) (72) by the holes (4) interconnection.
  • a plurality of connections are made continuously to connect the upper contact pads (51) used and the conductors (71) extending towards the lower contact pad (s) (72) through the holes (4) of interconnection.
  • conical solder pads are arranged on the pads of a chip (6) intended to be brought into contact with a plurality of zones or lower contact pads (72) of the coil of the support film ( 3).
  • a liquid glue or a film of glue is continuously deposited on a plurality of areas of or lower contact pads of the film reel (3) support intended to receive a chip (6).
  • a plurality of chips (6) is fixed continuously on the strip of the coil of the film (3) support on the areas for receiving a chip (4).
  • the chips (6) are fixed by the technology of the flip chip (Flip-Chip) previously exposed.
  • an entire wafer comprising all the chips (6) is previously returned to achieve the flip-flop attachment. Fixing ends, for example, by hot pressing which allows a crosslinking of the adhesive or any other fixing action adapted to the material for electrical conduction between the solder pads disposed on the pads of the chip (6) and the plurality of areas of the lower contact pad (s) (72) for receiving the chip (6).
  • (3) supporting a plurality of chips (6) is followed by a step of testing and / or pre-customization of the chips (6) continuously.
  • This step makes it possible, for example, to identify defective chips (6) that will be discarded during or at the end of the process. It also allows, for example, to perform a prior electrical customization of the chip by loading an operating system (operating system in English) or fixed data in the chip. The variable data can be loaded later.
  • the strip of the film (3) support with the chips (6) fixed is wound (s) continuously.
  • the coil of the thick film and the reel of the film (3) support with the chips (6) fixed are unwound to perform the following steps continuously.
  • a stamping or cutting step is then carried out continuously on the thick film strip to obtain cavities made at the chip locations (6).
  • the step of drawing or cutting the strip of the coil of the thick film is preceded or followed by a step of continuously depositing an adhesive film or a surface preparation allowing thermoforming by rolling on the surface the web of the coil of the thick film to be fixed on the tape of the reel of the film (3) support.
  • the step of drawing or cutting the web of the thick film spool and / or the step of depositing an adhesive film on the surface of the web of the thick film spool is preceded by a step of continuously depositing a protection on the surfaces of the film strip of the thick film.
  • the step of stamping or cutting the strip of the coil of the thick film and / or the step of depositing an adhesive film on the surface of the strip of the coil of the thick film and / or the step of depositing a protection are preceded by a pre-personalization step continuously on at least one of the surfaces of the strip of the coil of the thick film by printing or etching.
  • the printing can be done by inkjet printer.
  • Etching can be done by laser.
  • the step of depositing an adhesive film may be performed on the lower surface of the web of the film reel (3) support.
  • this step of depositing an adhesive film follows or precedes the step of producing a plurality of vias through the web of the film reel (3) support.
  • the step of stamping or cutting the strip of the coil of the thick film is followed by a step of continuously printing a security or cosmetic element by etching or printing on at least one of the surfaces of the film. the film strip of the thick film.
  • the security element may be a serial number or a pattern or any other element to prevent fraudulent use of the electronic chip device.
  • the strips of the film and the film (3) support are brought in superposition.
  • the strip of the coil of the thick film is then fixed continuously on the strip of the reel of the film (3) support with the chips (6) fixed.
  • the cavities made at the locations of the chips (6) coincide with the chips (6) fixed on the film (3) support.
  • Fixing the strip of the coil of the thick film on the strip of the reel of the film (3) support can be carried out by gluing, by adhesion or by thermoforming by continuous rolling.
  • a mechanical and / or optical or aesthetic protection layer is fixed continuously by gluing or thermoforming on the thick film vis-à-vis the chip or chips (6) on the cavity of the chip or chips (6).
  • This protective layer is fed continuously by a coil.
  • This protective layer is intended to protect the chip (6) mechanical forces and / or UV radiation. But, it may also aim to secure the electronic chip device by applying a hologram.
  • the step of depositing a mechanical and / or optical protection of the plurality of chips (6) is followed by a step of continuous personalization of the electronic chip device by laser or mechanical etching or by printing or transfer thermal.
  • the step of depositing a mechanical and / or optical protection of the plurality of chips (6) can be optionally followed by a step of electrical personalization of the chip or chips (6) using a card to pins or a contactless antenna device connected to an external encoder reader.
  • a step of customizing the device electronic chip by etching or by printing or by heat transfer on the face of the web of the coil of the thick film which is not fixed from the web of the reel of the film (3) support may be possibly carried out.
  • a personalization step of the electronic chip device by etching or by printing or heat transfer on the underside of the web of the film reel (3) which is not fixed on the film (3) support can be realized.
  • the step of customizing the electronic chip device by etching or by printing or by heat transfer on the lower face of the strip of the reel of the film (3) can be carried out at any time after the step of fixing on the strip of the film reel (3) supporting the chip or chips (6).
  • the step of customizing the electronic chip device by etching or by printing or by heat transfer on the underside of the strip of the coil of the film (3) support can be followed by a step of personalization of the electronic device chip by etching or by printing or by thermal transfer on the face of the film web of the thick film (9) which is not attached to the web of the reel of the film (3) support.
  • a step following the step of depositing a mechanical and / or optical protection of the plurality of chips (6) is followed by a continuous reel of the film strip of the film (3) support and the strip of the coil of the thick film assembled according to the preceding steps is carried out.
  • the step of depositing a mechanical and / or optical protection of the plurality of chips (6) can also be followed by a step of cutting the strip of the coil of the support film (3) and the thick film coil web assembled according to the preceding steps into individual smart electronic devices.
  • the cutting step may be followed by a step of packaging the cut-out electronic chip devices.
  • the packaging can be a packaging in coils with precuts (P) allowing the easy detachment of each electronic device chip, shelves or tube.
  • a step of fixing a transparent film in a step following the steps of customizing the electronic chip device by etching or printing or by heat transfer, a step of fixing a transparent film can be performed.
  • This transparent film makes it possible to protect the graphic personalization and security of the electronic chip device. The removal of this layer demonstrates a counterfeit electronic chip device.
  • Another object is achieved by proposing a machine implementing the method of manufacturing the electronic chip device according to the invention with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the machine comprising at least the following devices:
  • a device (1030) for pressing and curing the adhesive or for activating the adhesive film a device (105) for winding the film strip with the chips in such a way that the chips are on the outside;
  • a stamping device (204) arranged opposite the face of the thick film strip which is the junction face with the film (3) of support;
  • the device (102) for depositing glue or adhesive product may be a device for depositing any means for fixing and electrically contacting a chip.
  • the device (1030) for pressing and curing the adhesive or for activating the adhesive may be a device enabling the activation of any means for fixing and electrically contacting a chip.
  • the machine is furthermore composed of:
  • a device (21 1) for cutting into individual electronic chip devices for cutting into individual electronic chip devices.
  • the machine is further composed of a device for depositing an adhesive or a surface preparation.

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Abstract

L'invention consiste en un dispositif (0) électronique à puce comportant au moins un film (3) support souple dont la surface supérieure possède une plage (5) de contact supérieure et dont la surface inférieure possède au moins une plage (72) de contact inférieure, chaque plage de contact étant reliés par interconnexion (4) à travers le film (3) support de telle façon qu'au moins une plage inférieure (72) de contact est reliée à une plage supérieure (51) de contact utilisée, la ou les plages (72) de contact inférieures étant dans la zone en vis-à-vis de la plage supérieure (50) de contact non utilisée. Un film épais, pourvu d'au moins une cavité est fixé sur au moins une partie de la surface du film (3) support. L'invention consiste également au procédé et à la machine de fabrication du dispositif (0).

Description

Dispositif électronique à puce et procédé de fabrication par bobines
La présente invention concerne le domaine des dispositifs à puce et plus particulièrement les dispositifs électronique à puce comportant une interface de communication avec ou sans contact.
La présente invention propose un objet à dispositif électronique à puce et son procédé de fabrication.
Dans l'art antérieur, les dispositifs électroniques à puce tels que les mini cartes SIM sont généralement constitués à partir d'une carte à puce de taille standard au format carte bancaire. La carte standard est composée d'un mini-boîtier ou d'un module comportant un bornier de contact auquel sont reliées les bornes d'une puce disposée au centre de la zone de substrat opposée à celle supportant les contacts formant le bornier.
Les différentes opérations mises en œuvre pour assembler le miniboîtier ou le module et fabriquer le dispositif électronique se font de manière unitaire. Un wafer de silicium est scié pour individualiser chaque puce. Chaque puce est alors fixée unitairement selon la technologie de connexion filaire ( wire bonding en anglais) ou la technologie de la puce retournée (Flip- chip en anglais).
Dans la technologie de connexion filaire dite aussi de pastillage, la puce est fixée sur un film spécifique avec sa plage de contact en matériaux nobles (or) orientée vers l'extérieur. Un câblage entre la plage de contact de la puce et un bornier ou une antenne est alors réalisé. Enfin, une encapsulation de l'ensemble est effectuée grâce à une résine pour protéger l'ensemble.
Dans la technologie de la puce retournée, la puce est fixée avec sa plage de contact orientée vers le film sur une face conductrice reliée à un bornier par des trous d'interconnexion.
En outre, après la création du mini-boîtier ou du module, celui-ci doit être suffisamment rigide et épais pour permettre les manipulations des opérations d'encartage qui sont nécessaires pour réaliser le produit fini. Un adhésif thermoactivable peut être déposé sur chaque mini-boîtier ou module pour pouvoir être collé dans un corps de carte par laminage à chaud sur le film.
Le corps de carte constitué d'une ou plusieurs feuilles laminées ou directement injecté doit comporter une cavité afin de recevoir le micro-boîtier ou le module. Chaque micro-boîtier ou module est alors fixé dans la cavité de chaque corps de carte soit par l'adhésif déposé qui peut être thermoactivable par pressage à chaud, soit en utilisant une colle liquide dispensée dans la cavité.
La carte est alors découpée mécaniquement pour récupérer uniquement la forme du produit fini, par exemple au format d'une micro SIM.
Ces opérations faites de manière unitaire possèdent plusieurs inconvénients. En effet, pour ce procédé, un grand nombre d'opérations et de machines sont nécessaires. A cause de la fixation de façon unitaire de chaque puce, la productivité n'est pas optimisée. En outre, des matériaux onéreux sont utilisés avec de grandes pertes. Notamment, le film doit avoir des métallisations en matériaux nobles compatibles pour une soudure avec des fils d'or reliés aux plots de la puce. Ces métallisations de type nickel et or doivent être réalisées sur les deux faces du film. De plus, le film impose des investissements en outillage spécifique comme des outils de découpe du diélectrique ou de photogravure amenant à un manque de flexibilité. Tout au long du circuit des opérations de fabrication pour arriver à une dimension de produit fini, une perte importante de matière tel que le film et le corps de carte peut atteindre plus de 60 %.
En outre, il est nécessaire d'utiliser un film très onéreux pour être compatible avec les étapes de fixation de la puce. Car, les dimensions et la rigidité du film doivent permettre sa manipulation et son collage.
De plus, les procédés exposés ne proposent pas de solutions simples et économiques pour protéger la puce des contraintes mécaniques telles que l'appui des picots d'un lecteur externe sur le bornier. La puce étant un composant très fragile, une mauvaise manipulation ou utilisation peut la détruire.
La présente invention a pour but quant à elle de proposer un procédé de fabrication économique utilisant la technique de la puce retournée et des bobines dont une de film support moins onéreux et un dispositif électronique à puce obtenu selon le procédé de fabrication offrant notamment une solution technique d'intégration d'une puce.
Pour atteindre ce but, le dispositif électronique à puce est caractérisé en ce qu'il comporte au moins :
- un module électronique comportant au moins :
- un film support ayant une souplesse autorisant un travail en bobine, dont les dimensions correspondent à la dimension en largeur du dispositif électronique, le film support ayant une surface supérieure pourvue de plusieurs plages de contact supérieures destinées à être en contact avec un terminal dont au moins une plage dite inutilisée n'est pas destinée à recevoir une tension ou un signal lors de la connexion à un terminal, le film comportant une surface opposée dite inférieure possédant au moins une pluralité de plages inférieures de contacts adaptés pour la connexion d'au moins une puce électronique, chaque plage inférieure de contact étant prolongée par un conducteur relié chacun par interconnexion directe à travers le film support respectivement à une plage supérieure de contact utilisé en vis à vis duquel au moins une partie du conducteur se situe, la puce électronique étant reliée à une ou plusieurs plages inférieures de contact selon la technologie de la puce retournée et la ou les plages inférieures de contact étant disposées sur la surface du film support opposée et en vis-à-vis de la plage supérieure de contact inutilisée ; la ou les plages inférieures et supérieures de contact et les conducteurs étant en matériau conducteur sans composant onéreux tel que le nickel ou l'or ;
- un film épais, pourvu d'une cavité en vis-à-vis de la zone où la puce du film support vient en vis-à-vis, est fixé à au moins une partie de la surface du film support du côté de la puce. Selon une autre particularité, le dispositif électronique à puce est une carte à puce dont les plages supérieures de contact constituent un bornier agencé selon la norme ISO 7816 avec des plages de contact en aluminium, en argent ou en cuivre.
Selon une autre particularité, le dispositif électronique à puce est caractérisé en ce qu'une zone de chaque plage supérieure de contact utilisée reçoit des micro perforations selon une direction partant de la surface supérieure et allant vers chaque conducteur de la surface inférieure supportant la ou les puces pour réaliser les interconnexions électriques.
Selon une autre particularité, le dispositif électronique à puce est un objet intelligent dont les plages supérieures de contact constituent un bornier agencé selon la norme adaptée à l'objet intelligent.
Selon une autre particularité, les plots de contact de la ou des puces sont orientés vers la ou les plages inférieures de contact de la surface inférieure du film support, dédiées à la ou les puces. Selon une autre particularité, le film support est en matière plastique
PVC, PC, PET, PETF, PETG, PP, PS, PPS, en papier ou en matière végétale pouvant être laminée et extrudée à des épaisseurs sensiblement égales à 150 μιτι ou une combinaison de ces matières, l'épaisseur du film (3) étant préférentiellement sensiblement égale à 50 μηι. Selon une autre particularité, le film épais est constitué d'une ou plusieurs couches en PVC, en ABS, en PET, PETF, PETG, PP, PS, PPS ou toute autre matière autorisant un travail en bobine, ou en bois, ou en carton ou en bioplastique. Selon une autre particularité, les plages supérieures et inférieures de contact et les conducteurs de la surface inférieure du film support sont en aluminium ou en cuivre.
Selon une autre particularité, le film support a au moins deux côtés parallèles ou adjacents de longueur égale aux côtés parallèles ou adjacents du dispositif électronique à puce.
Un autre but est atteint en proposant un procédé de fabrication du dispositif électronique à puce selon l'invention.
Ce procédé est caractérisé en ce que un film support est alimenté en continu par au moins une bobine fournissant une bande de largeur au moins égale à un multiple d'une des dimensions du dispositif électronique à puce, les deux surfaces de la bande de la bobine de film support comportant une série de circuits conducteurs individuels pour une pluralité de dispositifs électronique à puce, chaque circuit individuel étant réalisé de telle façon que la surface supérieure possède au moins une première plage de contact et que la surface inférieure possède au moins une deuxième plage de contact, chaque plage inférieure de contact étant prolongée par des conducteurs vers une zone d'interconnexion à travers le film de telle façon qu'au moins une plage de contact inférieure est reliée à une plage supérieure de contact, la ou les plages inférieures de contact intersectant le périmètre destiné à être occupé par les contacts d'une puce reliée électriquement à chaque plage de contact inférieure et la ou les plages de contact inférieures étant en vis-à-vis de la plage supérieure de contact non utilisée, et en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - une étape de réalisation, d'une pluralité de trous d'interconnexion à travers le film support, dans la zone d'interconnexion des plages de contact supérieures utilisées avec les conducteurs inférieurs;
- réalisés par perforation en direction de la surface en contact avec la puce et connexion directe à travers le film support, de chaque plage supérieure de contact avec les conducteurs respectifs reliés à la ou les plages inférieures de contact ;
- Une étape de dépôt et de soudure de plots métalliques coniques sur les plots d'une puce destinée à être mise en contact avec une pluralité de zones de ou des plages inférieures de contact de la bobine du film support ;
- une étape de dépôt d'une colle sur une pluralité de zones de ou des plages de contact inférieures de la bobine du film support destinées à recevoir une puce ;
- une étape de fixation sur la bande de la bobine du film support d'au moins une puce sur la ou les zones destinées à recevoir une puce ;
- une étape de mise en bobine(s) de la bande du film support avec les puces fixées ;
- une étape d'emboutissage ou de découpe d'une bande du film épais de même largeur que la bande ou une des dimensions du dispositif électronique pour obtenir une ou des cavités réalisées aux emplacements des puces ;
- une étape d'amenée en superposition des deux bandes et d'adhésion ou de collage de la bande de la bobine du film épais sur la bande de la bobine du film support avec les puces fixées.
Selon une autre particularité, l'étape d'adhésion ou de collage de la bande de la bobine du film épais sur la bande de la bobine du film support avec les puces fixées est suivie ou précédée d'une étape de dépôt d'une protection mécanique et/ou optique de la puce. Selon une autre particularité, l'étape de fixation sur la bande de la bobine du film support de la ou des puces consiste en une fixation de la ou des puces par la technologie de la puce retournée {Flip-Chip).
Selon une autre particularité, l'étape de fixation sur la bande de la bobine du film support d'une pluralité de puces est suivie d'une étape de test et/ou de pré-personnalisation des puces.
Selon une autre particularité, l'étape de réalisation d'une pluralité de trous d'interconnexion à travers la bande de la bobine du film support est précédée d'une étape de dépôt d'un film adhésif sur toute la surface inférieure de la bande de la bobine du film support.
Selon une autre particularité, l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'un film adhésif sur la surface de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'une protection sont précédées d'une étape de pré-personnalisation sur au moins une des surfaces de la bande de la bobine du film épais par impression ou par gravure.
Selon une autre particularité, l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais est suivie d'une étape d'impression d'un élément sécuritaire ou cosmétique par gravure ou par impression sur au moins une des surfaces de la bande de la bobine du film épais, l'élément sécuritaire ou cosmétique étant visible sur le dispositif (0) électronique à puce si le film (3) support est en matière transparente.
Selon une autre particularité, une étape de découpe de la bande de la bobine du film support et de la bande de la bobine du film épais assemblés selon les étapes précédentes en dispositifs électronique à puce(s) est réalisée.
Un autre but de l'invention est une machine permettant la mise en œuvre du procédé selon l'invention. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle est comporte au moins les dispositifs suivants :
- un dispositif de débobinage d'une bande de film support pourvu de pistes conductrices sur les deux faces en matériau conducteur sans composant onéreux ;
- un dispositif d'emboutissage mécanique ou ultrasonique de trous d'interconnexion ;
- un dispositif de dépôt et soudure de plots métalliques coniques sur les plots d'une puce destinée à être mise en contact avec une pluralité de zones de ou des plages inférieures de contact de la bobine du film support ;
- un dispositif de dépôt de colle ou de film adhésif sur une pluralité de zones de ou des plages de contacts inférieures destinées à recevoir au moins une puce ;
- un dispositif de dépôt de puce(s) ;
- un dispositif de pressage et/ou réticulation de la colle ou d'activation du film adhésif ;
- un dispositif d'enroulement en bobine de la bande du film avec les puces de telle façon que les puces soient à l'extérieures ; - un dispositif d'emboutissage disposé en vis-à-vis de la face de la bande de film épais qui est la face de jonction avec le film de support ;
- un dispositif de liaison des deux films épais et support entre eux.
Selon une autre particularité, la machine est composée en outre d' : - un dispositif de déroulement d'une bande de film support avec puces ;
- un dispositif de déroulement d'un film épais ;
- un dispositif de dépôt d'un élément sécuritaire ou cosmétique ;
- un dispositif de dépôt par laminage de protection mécanique et/ou optique des puces ; un dispositif de découpe en dispositifs électroniques à puce individuels.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue de dessus d'un dispositif électronique à puce selon une configuration ;
- la figure 2 représente une coupe A-A du dispositif électronique à puce selon une configuration ;
- la figure 3 représente une vue de dessous d'un dispositif électronique à puce selon une configuration ;
- la figure 4 représente un zoom d'une vue de dessous d'un dispositif électronique à puce détaillant la présence de puces sur la face inférieure de contact selon une configuration ;
- la figure 5 représente schématiquement la machine selon une configuration mettant en œuvre les premières étapes du procédé de fabrication du dispositif électronique à puce(s) ;
- la figure 6 représente schématiquement la machine selon une configuration mettant en œuvre les étapes suivant les premières étapes du procédé de fabrication du dispositif électronique à puce(s).
- la figure 7 représente un exemple de dispositifs électroniques à puce(s) conditionnés en bobine avec des prédécoupes permettant le détachement facile de chaque dispositif électronique à puce.
En référence aux figures 1 , 2 et 3, l'invention concerne un dispositif électronique à microcircuit intégré, par exemple, de type intelligent à microprocesseur ou logique de traitement en général à semi-conducteur de type silicium ou plastique appelé aussi puce comportant au moins un module électronique est un film épais fixé sur le module électronique. Le dispositif électronique à puce peut être une carte à puce, une carte SIM, une mini carte SIM utilisée pour les téléphones portables de type GSM, une carte sans contact ou une carte hybride qui possède des moyens de lecture avec et sans contact ou un objet intelligent (SmartObject) tel que, par exemple, les cartes SD, mini / micro SD, MMC, VQFN8, SSOP20, TSSOP20, MemorySticks, etc.
Dans la suite de la description, il sera fait référence à une mini carte SIM mais il doit être compris que cela peut être appliquée pour les dispositifs listés précédemment.
Le module électronique comporte au moins un film (3) support souple, peu onéreux, de dimension correspondant à la dimension en largeur du dispositif (0) électronique à puce. Le film support a une souplesse autorisant un travail en bobine. Il est assez souple pour qu'il puisse être enroulé en bobine.
La surface supérieure du film (0) support possède plusieurs plages supérieures (5) de contact. Ces plages supérieures (5) de contact sont constituées de plots formant un bornier. De préférence, pour une carte à puce, le bornier est agencé selon la norme ISO 7816 et est capable de se connecter à un lecteur externe comportant des picots de contact s'appuyant sur au moins un plot du bornier. Parmi ces plages (5) supérieures de contact destinées à être en contact avec un terminal, au moins une plage (50) est inutilisée, c'est-à-dire n'est pas destinée à recevoir une tension ou un signal lors de la connexion à un terminal. Chaque plage (51 ) de contact supérieure utilisée, c'est-à-dire destinée à recevoir une tension ou un signal lors de la connexion à un terminal, comporte une zone (41 ) d'interconnexion avec au moins une partie d'un conducteur (71 ) inférieur. La zone (41 ) d'interconnexion est en vis-à-vis de cette partie de conducteurs (71 ) inférieurs qui se prolonge vers une plage de contact inférieure (72) pour relier chaque plage de contact (51 ) supérieure utilisée à chaque plage inférieure (72) de contact. Les plages inférieures de contact (72) sont disposées à l'intérieur d'un périmètre destiné à recevoir au moins une puce (6) et en vis à vis de la plage supérieure (50) de contact non utilisée. La ou les plages (72) inférieures de contact avec la puce (6) sont disposées sur la surface du film (3) support opposée et en vis-à-vis de la plage supérieure (50) de contact non utilisée. Le bornier peut également être agencé selon des normes adaptées aux objets intelligents tels que, par exemple, les cartes SD, mini / micro SD, MC, VQFN8, SSOP20, TSSOP20, emorySticks, etc. Ces normes sont définies par des associations de fabricant des objets intelligents (norme, MMC, norme SD, norme SDHC, norme SDXC, etc.)
La surface inférieure du film (3) support possède au moins une plage de contact (72) inférieure. La ou les plages (72) inférieures de contact forment des plots de liaison avec les contacts de la puce (6). Chaque plage de contact occupe une zone qui est inscrite dans le périmètre destiné à être occupé par une puce (6). La ou les zones occupées par la ou les plages (72) de contact inférieures sont en vis-à-vis de la plage (50) supérieure de contact non utilisée (50), les plages de contact (72) inférieures en contact avec les plages de contact de la puce sont reliées chacune par un conducteur qui se termine au moins dans une zone en vis à vis de chaque surface supérieure (51 ) de contact à laquelle le conducteur doit être interconnecté.
L'ensemble est réalisé de façon à ce que tout le dimensionnel de l'invention, face supérieure et face inférieure avec la ou les puces (6), soit inscrit dans la zone de film occupée par les contacts de la face supérieure.
Une zone de chaque plage (51 ) supérieure de contact utilisée en vis à vis d'un conducteur (71 ) inférieur reçoit des micro-perforations selon une direction partant de la surface supérieure et allant vers le conducteur (71 ) situé en vis à vis sur la surface de film inférieure supportant la ou les puces (6). De façon non limitative, la ou les puces (6) sont fixées sur leurs plages (72) de contact inférieures dédiées par la technologie de la puce retournée (Flip - Chip). Cette technique est une méthode pour interconnecter une puce à des plages de contact grâce à des plots de soudure coniques qui sont disposés sur chaque plot d'une puce (6) {stud bumbing). Une colle ou un film est préalablement déposée sur les plots de la plage de contact. Afin de monter la puce (6) sur les plots de la plage de contact, la puce (6) est retournée afin que les plots de contact de la puce (6) soient alignés de telle manière que ses plots de contact s'alignent avec les plots de contact correspondant de la plage de contact. Une soudure est alors effectuée, de façon non limitative, par compression, par séchage ou par thermocompression pour compléter l'interconnexion.
Les plots de contact de la ou des puces (6) sont donc orientés vers la ou les plages de contact dédiées de la surface inférieure à la ou les puces (6).
De préférence les trous (4) d'interconnexion sont réalisés par une connexion de type sertissage ou crimping en anglais par emboutissage à l'aide d'une sonotrode. Cette technologie consiste à créer une connexion par enfoncement du film (3) support et de la couche métallisée de la surface enfoncée qui entre alors en contact avec la couche métallisée de la surface opposée à la surface enfoncée. Cette technologie donne la possibilité de ne pas avoir besoin de film plastique déjà embouti. Dans des modes de réalisation préférés, les connexions de type sertissages sont réalisées sur les contacts de la ou des plages (7) inférieures de contact. Le film (3) support est réalisé en matière de préférence à bas coût et très fin. Il peut être en matière plastique transparente ou non transparente tel que le PVC (polychlorure de vinyle), le PC (polycarbonate), le PET (polyéthylène téréphtalate), le PETF (polyéthylène téréphtalate rendu cristallin par étirement), le PETG (polyéthylène téréphtalate glycolisé), le PP (polypropylène), le PS (polystyrène), le PPS (polysulfure de phénylène). 11 peut être également en papier ou en matière végétale (bois, par exemple) pouvant être laminée et extrudée à des épaisseurs, par exemple, inférieure à 200 μιτι, de préférence inférieure à 150 μιη. Le film (3) support peut aussi être une combinaison de tous ces matériaux. De façon non limitative, l'épaisseur du film (3) support est inférieure à 150 μηΊ, de préférence 50 μιη pour, par exemple, des raisons économiques.
De façon non limitative, les plages de contact (5, 72) supérieures et inférieures et les conducteurs (71 ) de la face inférieure peuvent être réalisés par gravure chimique d'une couche de matériau conducteur non noble et peu onéreux tel que par exemple l'aluminium ou le cuivre sur les deux surfaces d'un film (3) support, par opposition à un matériau conducteur noble et onéreux tel que l'or. Cette couche de matériau conducteur peut avoir une épaisseur de 10 m à 30 μιη. Les plages de contact (5, 72) supérieures et inférieures et les conducteurs (71 ) de la face inférieure peuvent être réalisés par impression ou métallisation ou sérigraphie d'une couche de matériau conducteur.
Le film (3) support a au moins deux côtés parallèles ou adjacents de longueur égale aux côtés parallèles ou adjacents correspondant du dispositif électronique à puce.
Le film épais, fixé sur la totalité ou sur au moins une partie de la surface du film (3) support du côté de la ou des puces, est constitué d'une ou plusieurs couches laminées en PVC (chlorure de polyvinyle), en ABS (acrylonitrile butadiène styrène), en PET (polyéthylène téréphtalate), en PETF (polyéthylène téréphtalate rendu cristallin par étirement), en PETG (polyéthylène téréphtalate glycolisé), en PP (polypropylène), en PS (polystyrène), en PPS (polysulfure de phénylène) ou toute autre matière autorisant un travail en bobine. La matière choisie donne la possibilité d'enrouler le film épais en bobine. La matière peut également être en papier, en bois, en carton ou en plastique biodégradable ou bioplastique. De façon non limitative, le film épais a une épaisseur égale à 0,7 mm. L'épaisseur est choisie selon les besoins. Par exemple, l'épaisseur peut être obtenue par le laminage de plusieurs couches de film épais jusqu'à obtenir une épaisseur qui compense l'épaisseur de la ou des puces (6) fixées sur le film (3) support. L'épaisseur du film épais ainsi obtenue peut donc être égale, supérieure ou inférieure à l'épaisseur de la ou des puces (6) fixées sur le film (3) support. Le film épais peut permettre d'atteindre l'épaisseur finale désirée pour le dispositif (0) électronique à puce. Par exemple, l'épaisseur du dispositif (0) peut atteindre une épaisseur normalisée de 800 μιη. Le film épais possède au moins une cavité pouvant être un évidement ou un logement réalisée à le ou aux emplacements du ou des puces (6). La ou les cavités possèdent des dimensions périphériques au moins égales à celles de la ou des puces (6). De préférence mais de façon non limitative, la largeur et la longueur de la ou des cavités sont augmentées de 2 mm permettant ainsi avoir un espace de 1 mm entre le pourtour de la puce (6) et le rebord de la ou des cavités. De façon non limitative, le film épais est imprimé d'un élément sécuritaire ou cosmétique par gravure ou par impression sur au moins une de ses faces. L'élément ainsi imprimé sur le film épais est alors visible sur le dispositif si le film (3) support ou toutes les couches additionnelles sont en matière transparente. Une violation de la ou des puces est alors apparente si une couche a été retirée pour atteindre la ou les puces.
De façon non limitative, une couche de protection ou esthétique est fixée sur le film épais en vis-à-vis de la ou des puces (6). Cette couche de protection a pour but de protéger la puce (6) d'efforts mécaniques et/ou du rayonnement UV. Mais, elle peut également avoir pour but de sécuriser le dispositif électronique à puce par l'application d'un hologramme.
Un autre but est atteint en proposant un procédé de fabrication du dispositif électronique à puce selon l'invention.
Ce procédé a pour particularité de réduire le nombre d'étapes par rapport aux procédés de l'art antérieur. Ce procédé est entièrement réalisé à partir de bobines en utilisant des matériaux ou matières à faibles coûts et en optimisant les pertes de matières ou matériaux. Ce procédé procure donc une économie substantielle en termes d'investissement en machines, en surface de bâtiment, en matériaux et en ressource humaine et énergétique pour son fonctionnement. Ce procédé permet une réduction de coût de 40 % environs par rapport à un procédé de l'art antérieur.
Le film (3) support est alimenté en continu par au moins une bobine fournissant une ou des bandes de largeur au moins égale à un multiple d'une des dimensions du dispositif électronique à puce. Sur les deux surfaces de la ou des bandes, une série de circuits conducteurs individuels pour une pluralité de dispositifs électronique à puce sont réalisés par impression ou métallisation ou sérigraphie d'une couche d'aluminium ou de cuivre.
Optionnellement, chaque circuit individuel d'un dispositif électronique à puce comportant les plages (5, 72) de contact, les conducteurs (71 ) de la face inférieure constitué selon l'une des configurations exposées précédemment peut être repéré par un repère, par exemple, optique tel un trou ou un motif afin que les machines mettant en œuvre le procédé de fabrication puisse repérer chaque circuit individuel pour, par exemple, fixer la ou les puces (6).
Le film épais est alimenté en continu par au moins une bobine de même largeur que la bobine alimentant le film (3) support.
La bobine du film (3) support est déroulée pour réaliser les étapes suivantes en continu.
Dans une première étape, une pluralité de trous (4) d'interconnexion est réalisée en continu à travers le film (3) support dans la zone (41 ) d'interconnexion des plages (51 ) supérieures de contact utilisées pour chaque circuit individuel par emboutissage, par perforation en direction de la surface en contact avec la puce (6) et connexion de chaque plage (51 ) supérieure de contact utilisée par le biais des conducteurs (71 ) à la ou les plages (72) inférieures de contact par les trous (4) d'interconnexion. Dans une étape suivante, une pluralité de connexion est réalisée en continu pour connecter les plages (51 ) supérieures de contact utilisées et les conducteurs (71 ) se prolongeant vers la ou les plages (72) de contact inférieures par les trous (4) d'interconnexion. Dans une étape suivante, des plots de soudure coniques sont disposés sur les plots d'une puce (6) destinée à être mise en contact avec une pluralité de zones de ou des plages (72) inférieures de contact de la bobine du film support (3).
Dans une étape suivante, une colle liquide ou un film de colle est déposée en continu sur une pluralité de zones de ou des plages de contact inférieures de la bobine du film (3) support destinées à recevoir une puce (6).
Dans une étape suivante, une pluralité de puces (6) est fixée en continu sur la bande de la bobine du film (3) support sur les zones destinées à recevoir une puce (4). Préférentieliement, les puces (6) sont fixées par la technologie de la puce retournée (Flip-Chip) exposée précédemment. Avantageusement, un wafer entier comportant l'ensemble des puces (6) est préalablement retourné pour réaliser la fixation en puce retournée. La fixation se termine, par exemple, par un pressage à chaud qui permet une réticulation de la colle ou toute autre action de fixation adaptée au matériau permettant la conduction électrique entre les plots de soudure disposés sur les plots de la puce (6) et la pluralité de zones de la ou des plages (72) inférieures de contact destinées à recevoir la puce (6).
Cette technologie de la puce retournée associée au retournement d'un wafer entier plutôt qu'un retournement de chaque puce permet facilement de fixer la ou les puces (6) sur la ou les plages (72) de contact inférieures qui sont en vis-à-vis des plages (50) supérieures de contact non utilisées, la ou les plages (72) inférieures de contact étant disposées sur la surface du film (3) de support opposée et en vis-à-vis de la ou des plages (50) supérieures de contact non utilisées. De plus, le retournement d'un wafer entier permet d'éviter un retournement unitaire de chaque puce ce qui complexifierait le dispositif permettant la prise et la dépose des puces et ralentirait la cadence du procédé. Optionnellement, l'étape de fixation sur la bande de la bobine du film
(3) support d'une pluralité de puces (6) est suivie d'une étape de test et/ou de pré-personnalisation en continu des puces (6). Cette étape permet, par exemple, de repérer les puces (6) défectueuses qui seront mises au rebut pendant ou à la fin du procédé. Elle permet aussi, par exemple, de réaliser une personnalisation électrique préalable de la puce en chargeant un système d'exploitation (operating System en anglais) ou des données fixes dans la puce. Les données variables peuvent être chargées ultérieurement.
Dans une étape suivante, la bande du film (3) support avec les puces (6) fixées est mise en bobine(s) en continu. Dans une étape suivante, la bobine du film (3) support avec les puces
(6) fixées est reportée sur un dispositif permettant de réaliser la suite du procédé.
La bobine du film épais et la bobine du film (3) support avec les puces (6) fixées sont déroulées pour réaliser les étapes suivantes en continu. Une étape d'emboutissage ou de découpe est alors réalisée en continu sur la bande du film épais pour obtenir des cavités réalisées aux emplacements des puces (6).
L'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais est précédée ou suivie d'une étape de dépôt en continu d'un film adhésif ou d'une préparation de surface permettant un thermoformage par laminage sur la surface de la bande de la bobine du film épais destinée à être fixée sur la bande de la bobine du film (3) support. Opîionnellemenî, l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'un film adhésif sur la surface de la bande de la bobine du film épais sont précédées d'une étape de dépôt en continu d'une protection sur les surfaces de la bande de la bobine du film épais.
Optionneliement, l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'un film adhésif sur la surface de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'une protection sont précédées d'une étape de pré-personnalisation en continu sur au moins une des surfaces de la bande de la bobine du film épais par impression ou par gravure. L'impression peut être réalisée par imprimante à jet d'encre. La gravure peut être réalisée par laser.
Optionneliement, l'étape de dépôt d'un film adhésif peut être réalisée sur la surface inférieure de la bande de la bobine du film (3) support. Dans cette option, cette étape de dépôt d'un film adhésif suit ou précède l'étape de réalisation d'une pluralité de trous d'interconnexion à travers la bande de la bobine du film (3) support.
Optionneliement, l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais est suivie d'une étape d'impression en continu d'un élément sécuritaire ou cosmétique par gravure ou par impression sur au moins une des surfaces de la bande de la bobine du film épais. L'élément sécuritaire peut être un numéro de série ou un motif ou tout autre élément permettant d'éviter une utilisation frauduleuse du dispositif électronique à puce. Dans une étape suivante, les bandes du film et du film (3) support sont amenées en superposition. La bande de la bobine du film épais est alors fixée en continu sur la bande de la bobine du film (3) support avec les puces (6) fixées. Les cavités réalisées aux emplacements des puces (6) entrent en coïncidence avec les puces (6) fixées sur le film (3) support. La fixation de la bande de la bobine du film épais sur la bande de la bobine du film (3) support peut être réalisée par collage, par adhésion ou par thermoformage par laminage en continu.
Dans une étape (208) suivante ou précédente, une couche de protection mécanique et/ou optique ou esthétique est fixée en continu par collage ou thermoformage sur le film épais en vis-à-vis de la ou des puces (6) sur la cavité de la ou des puces (6). Cette couche de protection est alimentée en continu par une bobine.
Cette couche de protection, comme expliqué précédemment, a pour but de protéger la puce (6) d'efforts mécaniques et/ou du rayonnement UV. Mais, elle peut également avoir pour but de sécuriser le dispositif électronique à puce par l'application d'un hologramme.
Optionnellement, l'étape de dépôt d'une protection mécanique et/ou optique de la pluralité de puces (6) est suivie d'une étape de personnalisation en continu du dispositif électronique à puce par gravure laser ou mécanique ou par impression ou par transfert thermique.
L'étape de dépôt d'une protection mécanique et/ou optique de la pluralité de puces (6) peut être éventuellement suivie d'une étape de personnalisation électrique de la ou des puces (6) à l'aide d'une carte à picots ou d'un dispositif à antenne sans contact connecté à un lecteur encodeur externe.
Dans une étape suivant l'étape de personnalisation électrique de la ou des puces (6) à l'aide d'une carte à picots ou d'un dispositif à antenne sans contact connecté à un lecteur encodeur externe, une étape du personnalisation du dispositif électronique à puce par gravure ou par impression ou par transfert thermique sur la face de la bande de la bobine du film épais qui n'est pas fixée de la bande de la bobine du film (3) support peut être éventuellement réalisée. De même, dans une autre étape suivant l'étape de personnalisation électrique de la ou des puces (6) à l'aide d'une carte à picots connecté à un lecteur externe, une étape de personnalisation du dispositif électronique à puce par gravure ou par impression ou par transfert thermique sur la face inférieure de la bande de la bobine du film (3) support qui n'est pas fixée sur le film (3) support peut être réalisée.
Dans une configuration du procédé, l'étape de personnalisation du dispositif électronique à puce par gravure ou par impression ou par transfert thermique sur la face inférieure de la bande de la bobine du film (3) support peut être réalisée à n'importe quel moment après l'étape de fixation sur la bande de la bobine du film (3) support de la ou des puces (6).
L'étape de personnalisation du dispositif électronique à puce par gravure ou par impression ou par transfert thermique sur la face inférieure de la bande de la bobine du film (3) support peut être suivie d'une étape de personnalisation du dispositif électronique à puce par gravure ou par impression ou par transfert thermique sur la face de la bande de la bobine du film (9) épais qui n'est pas fixée à la bande de la bobine du film (3) support.
Dans une étape suivant l'étape de dépôt d'une protection mécanique et/ou optique de la pluralité de puces (6) est suivie d'une mise en bobine en continu de la bande de la bobine du film (3) support et de la bande de la bobine du film épais assemblés selon les étapes précédentes est réalisée.
Selon une autre option, en référence à la figure 7, l'étape de dépôt d'une protection mécanique et/ou optique de la pluralité de puces (6) peut être aussi suivie d'une étape de découpe de la bande de la bobine du film (3) support et de la bande de la bobine du film épais assemblés selon les étapes précédentes en dispositifs électronique à puce individuels.
L'étape de découpe peut être suivie d'une étape de conditionnement des dispositifs électronique à puce découpés. Le conditionnement peut être un conditionnement en bobines avec des prédécoupes (P) permettant le détachement facile de chaque dispositif électronique à puce, en clayettes ou en tube.
Selon une configuration du procédé, dans une étape suivant les étapes de personnalisation du dispositif électronique à puce par gravure ou par impression ou par transfert thermique, une étape de fixation d'un film transparent peut être réalisée. Ce film transparent permet de protéger la personnalisation graphique et de sécurisation du dispositif électronique à puce. L'enlèvement de cette couche démontre une contrefaçon du dispositif électronique à puce.
Un autre but est atteint en proposant une machine mettant en œuvre le procédé de fabrication du dispositif électronique à puce selon l'invention en référence aux figures 5 et 6.
La machine comportant au moins les dispositifs suivants :
- un dispositif (101 ) de débobinage d'une bande de film (3) support pourvu de pistes conductrices sur les deux faces en matériau conducteur sans matériau onéreux ;
- un dispositif (101 ) d'emboutissage mécanique ou ultrasonique de trous (4) d'interconnexion ;
- un dispositif de dépôt et soudure de plots métalliques coniques sur les plots d'une puce (6) destinée à être mise en contact avec une pluralité de zones de ou des plages inférieures (72) de contact de la bobine du film support (3) ;
- un dispositif (102) de dépôt de colle ou de film adhésif sur une pluralité de zones de ou des plages (72) inférieures de contact destinées à recevoir au moins une puce (6) ;
- un dispositif (103) de dépôt de puce(s) ;
- un dispositif (1030) de pressage et réticulation de la colle ou d'activation du film adhésif ; - un dispositif (105) d'enroulement en bobine de la bande du film avec les puces de telle façon que les puces soient à l'extérieures ;
- un dispositif (204) d'emboutissage disposé en vis-à-vis de la face de la bande de film épais qui est la face de jonction avec le film (3) de support ;
- un dispositif (207) de liaison des deux films épais et support.
Le dispositif (102) de dépôt de colle ou de produit adhésif peut être un dispositif de dépôt de tout moyen de fixation et de contact électrique d'une puce. Le dispositif (1030) de pressage et réticulation de la colle ou d'activation de l'adhésif peut être un dispositif permettant l'activation de tout moyen de fixation et de contact électrique d'une puce.
Selon une autre particularité, la machine est composée en outre d' :
- un dispositif (200) de déroulement d'une bande de film support avec puces ;
- un dispositif (201 ) de déroulement d'un film épais ;
- un dispositif (205) de dépôt d'un élément sécuritaire ou cosmétique ;
- un dispositif (208) de dépôt par laminage de protection mécanique et/ou optique des puces ;
- un dispositif (21 1 ) de découpe en dispositifs électroniques à puce individuels.
Optionnellement, la machine est composée en outre d'un dispositif de dépôt d'un adhésif ou d'une préparation de surface.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif (0) électronique à puce caractérisé en ce qu'il comporte
- un module électronique comportant au moins :
- un film (3) support ayant une souplesse autorisant un travail en bobine, dont les dimensions correspondent à la dimension en largeur du dispositif électronique, le film support ayant une surface supérieure pourvue de plusieurs plages de contact (5) supérieures destinées à être en contact avec un terminal dont au moins une plage (50) dite inutilisée n'est pas destinée à recevoir une tension ou un signal lors de la connexion à un terminal, le film comportant une surface opposée dite inférieure possédant au moins une pluralité de plages inférieures (72) de contacts adaptées pour la connexion d'au moins une puce (6) électronique, chaque plage inférieure (72) de contact étant prolongée par un conducteur (71 ) relié, chacun par interconnexion directe à travers le film (3) support respectivement à une plage supérieure (51 ) de contact utilisé en vis-à-vis duquel au moins une partie du conducteur (71 ) se situe, la puce (6) électronique étant reliée à une ou plusieurs plages (72) inférieures de contact selon la technologie de la puce retournée et la ou les plages inférieures (72) de contact étant disposées sur la surface du film (3) support opposée et en vis-à-vis de la plage supérieure (50) de contact inutilisée ; la ou les plages (5, 72) inférieures et supérieures de contact et les conducteurs (71 ) étant en matériau conducteur sans composant noble tel que le nickel ou l'or ; - un film épais, pourvu d'au moins une cavité en vis-à-vis de la zone où la puce du film (3) support vient en vis-à-vis, est fixé à au moins une partie de la surface du film (3) support du côté de la puce (6).
2. Dispositif (0) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif (0) électronique à puce est une carte à puce dont les plages supérieures (5) de contact constituent un bornier agencé selon la norme ISO 781 6 avec des plages (5) de contact en aluminium, en argent ou en cuivre.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'une zone de chaque plage (51 ) supérieure de contact utilisée reçoit des micro perforations selon une direction partant de la surface supérieure et allant vers chaque conducteur (71 ) de la surface inférieure supportant la ou les puces (6) pour réaliser les interconnexions (4) électriques.
4 Dispositif (0) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif (0) électronique à puce est un objet intelligent dont les plages (5) supérieures de contact constituent un bornier agencé selon des normes adaptées à l'objet intelligent et définies par des associations de fabricants des objets intelligents.
5. Dispositif (0) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots de contact de la ou des puces (6) sont orientés vers la ou les plages (72) inférieures de contact de la surface inférieure du film (3) support, dédiées à la ou les puces (6).
6. Dispositif (0) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film (3) support est en matière plastique PVC, PC, PET, PETF, PETG, PP, PS, PPS, en papier ou en matière végétale pouvant être laminée et extrudée à des épaisseurs sensiblement égales à 1 50 m ou une combinaison de ces matières, l'épaisseur du film (3) étant préférentiellement sensiblement égale à 50 μνη.
7. Dispositif (0) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film épais est constitué d'une ou plusieurs couches en PVC, en ABS, en PET, PETF, PETG, PP, PS, PPS ou tout autre matière autorisant un travail en bobine, ou en bois, ou en carton ou en bioplastique.
8. Dispositif (0) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plages supérieures et inférieures (5, 72) de contact et les conducteurs (71 ) de la surface inférieure du film (3) support sont en aluminium ou en cuivre.
9. Dispositif (0) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film (3) support a au moins deux côté parallèles ou adjacents de longueur égale aux côtés parallèles ou adjacents du dispositif (0) électronique à puce.
10. Procédé de fabrication du dispositif (0) électronique à puce selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que un film (3) support est alimenté en continu par au moins une bobine fournissant une bande de largeur au moins égale à un multiple d'une des dimensions du dispositif (0) électronique à puce, les deux surfaces de la bande de la bobine de film (3) support comportant une série de circuits conducteurs individuels pour une pluralité de dispositifs (0) électronique à puce, chaque circuit individuel étant réalisé de telle façon que la surface supérieure possède au moins une première plage (5) de contact et que la surface inférieure possède au moins une deuxième plage (72) de contact, chaque plage (72) inférieure de contact étant prolongée par des conducteurs (71 ) vers une zone d'interconnexion à travers le film (3) de telle façon qu'au moins une plage (72) de contact inférieure est reliée à une plage supérieure (51 ) de contact, la ou les plages (72) inférieures de contact intersectant le périmètre destiné à être occupé par les contacts d'une puce (6) reliée électriquement à chaque plage (72) de contact inférieure et la ou les plages (72) de contact inférieures étant en vis- à-vis de la plage supérieure (50) de contact non utilisée, et en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - une étape de réalisation, d'une pluralité de trous d'interconnexion (4) à travers le film support, dans la zone d'interconnexion des plages de contact (51 ) supérieures utilisées avec les conducteurs inférieurs (71 ) ;
- réalisés par perforation en direction de la surface en contact avec la puce (6) et connexion directe à travers le film de support (3), de chaque plage supérieure (51 ) de contact avec les conducteurs respectifs reliés à la ou les plages inférieures (72) de contact ;
- une étape de dépôt et de soudure de plots métalliques coniques sur les plots d'une puce (6) destinée à être mise en contact avec une pluralité de zones de ou des plages inférieures (72) de contact de la bobine du film (3) support ;
- une étape de dépôt d'une colle sur une pluralité de zones de ou des plages (72) de contact inférieures de la bobine du film (3) support destinées à recevoir une puce ;
- une étape de fixation sur la bande de la bobine du film (3) support d'au moins une puce sur la ou les zones destinées à recevoir une puce ;
- une étape de mise en bobine(s) de la bande du film (3) support avec les puces fixées ;
- une étape d'emboutissage ou de découpe d'une bande du film épais de même largeur que la bande ou une des dimensions du dispositif (0) électronique pour obtenir une ou des cavités réalisées aux emplacements des puces (6,) ;
- une étape d'amenée en superposition des deux bandes et d'adhésion ou de collage de la bande de la bobine du film épais sur la bande de la bobine du film (3) support avec les puces (6) fixées.
1 1 . Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape d'adhésion ou de collage de la bande de la bobine du film épais sur la bande de la bobine du film (3) support avec les puces fixées est suivie ou précédée d'une étape de dépôt d'une protection mécanique et/ou optique de la puce (6).
1 2. Procédé selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que l'étape de fixation sur la bande de la bobine du film (3) support de la ou des puces (6) consiste en une fixation de la ou des puces (6) par la technologie de la puce retournée (Flip-Chip).
1 3. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de fixation sur la bande de la bobine du film (3) support d'une pluralité de puces (6) est suivie d'une étape de test et/ou de pré- personnalisation des puces (6).
14. Procédé selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que l'étape de réalisation d'une pluralité de trous (4) d'interconnexion à travers la bande de la bobine du film (3) support est précédée d'une étape de dépôt d'un film adhésif sur toute la surface inférieure de la bande de la bobine du film (3) support.
1 5. Procédé selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'un film adhésif sur la surface de la bande de la bobine du film épais et/ou l'étape de dépôt d'une protection sont précédées d'une étape de pré-personnalisation sur au moins une des surfaces de la bande de la bobine du film épais par impression ou par gravure.
1 6. Procédé selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que l'étape d'emboutissage ou de découpe de la bande de la bobine du film épais est suivie d'une étape d'impression d'un élément sécuritaire ou cosmétique par gravure ou par impression sur au moins une des surfaces de la bande de la bobine du film épais, l'élément sécuritaire ou cosmétique étant visible sur le dispositif (0) électronique à puce si le film (3) support est en matière transparente.
17. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une étape de découpe de la bande de la bobine du film (3) support et de la bande de la bobine du film (9) épais assemblés selon les étapes précédentes en dispositifs électronique à puce(s) est réalisée ;
18. Machine permettant la mise en œuvre du procédé selon les revendications 10 à 17 de fabrication du dispositif (0) électronique à puce selon les revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins les dispositifs suivants :
- un dispositif (101 ) de débobinage d'une bande de film (3) support pourvu de pistes conductrices sur les deux faces en matériau conducteur sans composant noble;
- un dispositif (101 ) d'emboutissage mécanique ou ultrasonique de trous d'interconnexion ;
- un dispositif de dépôt et soudure de plots métalliques coniques sur les plots d'une puce (6) destinée à être mise en contact avec une pluralité de zones de ou des plages inférieures (72) de contact de la bobine du film (3) support ;
- un dispositif (102) de dépôt de colle ou de film adhésif sur une pluralité de zones de ou des plages de contacts inférieures destinées à recevoir au moins une puce (4) ;
- un dispositif (103) de dépôt de puce(s) ;
- un dispositif (1030) de pressage et réticulation de la colle ou d'activation du film adhésif ;
- un dispositif (105) d'enroulement en bobine de la bande du film avec les puces de telle façon que les puces soient à l'extérieures
- un dispositif (204) d'emboutissage disposé en vis-à-vis de la face de la bande du film épais qui est la face de jonction avec le film (3) support ;
- un dispositif (207) de liaison des deux films épais et support (3) entre eux.
19. Machine selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle est posée en outre d' :
- un dispositif (200) de déroulement d'une bande de film (3) support avec puces ;
- un dispositif (201 ) de déroulement d'un film épais ;
- un dispositif (205) de dépôt d'un élément sécuritaire ou cosmétique ;
- un dispositif (208) de dépôt par laminage de protection mécanique et/ou optique des puces ;
- un dispositif (21 1 ) de découpe en dispositifs électroniques à puce individuels.
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