CA2466898A1 - Procede de fabrication d'une carte a puce sans contact ou hybride contact-sans contact a planeite renforcee - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication d'une carte à puce comportant un support d'antenne, deux corps de carte et un module électronique ou une puce reliée à l'antenne . Ce procédé comprend en outre une première étape de lamination consistant à souder de chaque côté du support d'antenne (10 ou 40) deux feuilles de thermoplastique (32, 34 ou 62, 64) à une température suffisante pour que la matière composant les feuilles se ramollisse et flue totalement de manière à faire disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne, et un e seconde étape de lamination réalisée après un temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastique (32, 34 ou 62, 64) soien t solidifiées, la deuxième étape consistant à souder sur les faces plastifiées et planes du support d'antenne (30 ou 60) d'épaisseur constante plastifié pa r les feuilles de thermoplastiques deux couches en matière plastique (36, 38 o u 66, 68), constituant les corps de carte, par pressage à chaud.
Description
Procêdé de fabrication d'une carte à puce sans contact ou hybride contact - sans contact à planéité renforcêe Domaine technique La présente invention concerne les procédés de fabrication des cartes à puce hybride contact - sans contact, et en particulier un procédé de fabrication d'une carte à puce sans contact ou hybride contact - sans contact à planéité renforcée.
Etat de la technique La carte à puce sans contact est un système de plus en plus utilisé dans différents secteurs. Ainsi, dans le secteur des transports, elle a été développée comme moyen de paiement. C'est le cas également du porte-monnaie électronique. De nombreuses sociétés ont également développé des moyens d'identification de leur personnel par cartes à puce sans contact.
L'échange d'informations entre une carte hybride contact - sans contact ou une carte sans contact et le dispositif de lecture associé s'effectue par couplage électromagnétique à distance entre une antenne logée dans la carte sans contact et une deuxième antenne située dans le lecteur ou directement par contact avec le lecteur. Pour élaborer, stocker et traiter les informations, la carte est munie d'un module êlectronique, qui est relié à l'antenne.
L'antenne se trouve sur un support situé entre deux corps de cartes dont les faces externes sont imprimées du graphisme lié à l'utilisation ultérieure de la carte. Le support d'antenne est un support diélectrique en matière plastique ou un support en matière fibreuse telle que du papier. Le procëdé de fabrication d'une carte hybride contact - sans contact comprend en outre trois grandes étapes .
Etat de la technique La carte à puce sans contact est un système de plus en plus utilisé dans différents secteurs. Ainsi, dans le secteur des transports, elle a été développée comme moyen de paiement. C'est le cas également du porte-monnaie électronique. De nombreuses sociétés ont également développé des moyens d'identification de leur personnel par cartes à puce sans contact.
L'échange d'informations entre une carte hybride contact - sans contact ou une carte sans contact et le dispositif de lecture associé s'effectue par couplage électromagnétique à distance entre une antenne logée dans la carte sans contact et une deuxième antenne située dans le lecteur ou directement par contact avec le lecteur. Pour élaborer, stocker et traiter les informations, la carte est munie d'un module êlectronique, qui est relié à l'antenne.
L'antenne se trouve sur un support situé entre deux corps de cartes dont les faces externes sont imprimées du graphisme lié à l'utilisation ultérieure de la carte. Le support d'antenne est un support diélectrique en matière plastique ou un support en matière fibreuse telle que du papier. Le procëdé de fabrication d'une carte hybride contact - sans contact comprend en outre trois grandes étapes .
2 - réalisation de l'antenne sur un support plastique par gravure chimique du cuivre ou de l'aluminium ou sur un support papier par sérigraphie, - lamination sous pression à chaud des couches plastiques inférieure et supérieure du corps de carte dont les faces externes sont préalablement imprimées sur le support de l'antenne, - mise en place et connexion d'un module électronique.
Dans le cas du procédé de fabrication utilisant un support d'antenne en matière fibreuse et une antenne sérigraphiée sur le support d'antenne, les corps de cartes sont constitués de deux ou trois couches de matière plastique dont les deux couches principales sont de point Vivat différent (température à partir de laquelle le PVC
passe d'un état rigide à un état caoutchouteux) . En effet, la couche externe en PVC rigide a un point Vivat supërieur à celui de la couche interne. La couche interne, de point Vivat inférieur à celui de la couche externe est en contact avec le support de l'antenne.
L'étape de lamination consiste à empiler les différentes couches de PVC constituant les corps de carte et le support d'antenne. Ce sandwich est ensuite placé dans une presse à laminer. Le sandwich subït alors un traitement thermique à une température de l'ordre de 150 °C. En même temps, le sandwich subit un pressage afin de souder les différentes couches. Sous l'action combinée de la chaleur et de la pression, la couche externe de PVC se ramollit, alors que la couche interne constituêe d'un PVC de point Vivat plus bas se fluidifie. Le PVC ainsi fluidifié de la 3o couche interne du corps de carte qui vient au contact de l'antenne emprisonne l'encre sérigraphiée de l'antenne dans la masse et le PVC fluidifié des deux couches internes des deux corps de carte rentrent en contact par des dêcoupes de cavitë réalisées préalablement dans le support d'antenne.
Le procédé ci-dessus a malheureusement un inconvënient d'ordre esthétique sur le rendu final de la carte. En effet, lors de la fluidification de la couche interne des
Dans le cas du procédé de fabrication utilisant un support d'antenne en matière fibreuse et une antenne sérigraphiée sur le support d'antenne, les corps de cartes sont constitués de deux ou trois couches de matière plastique dont les deux couches principales sont de point Vivat différent (température à partir de laquelle le PVC
passe d'un état rigide à un état caoutchouteux) . En effet, la couche externe en PVC rigide a un point Vivat supërieur à celui de la couche interne. La couche interne, de point Vivat inférieur à celui de la couche externe est en contact avec le support de l'antenne.
L'étape de lamination consiste à empiler les différentes couches de PVC constituant les corps de carte et le support d'antenne. Ce sandwich est ensuite placé dans une presse à laminer. Le sandwich subït alors un traitement thermique à une température de l'ordre de 150 °C. En même temps, le sandwich subit un pressage afin de souder les différentes couches. Sous l'action combinée de la chaleur et de la pression, la couche externe de PVC se ramollit, alors que la couche interne constituêe d'un PVC de point Vivat plus bas se fluidifie. Le PVC ainsi fluidifié de la 3o couche interne du corps de carte qui vient au contact de l'antenne emprisonne l'encre sérigraphiée de l'antenne dans la masse et le PVC fluidifié des deux couches internes des deux corps de carte rentrent en contact par des dêcoupes de cavitë réalisées préalablement dans le support d'antenne.
Le procédé ci-dessus a malheureusement un inconvënient d'ordre esthétique sur le rendu final de la carte. En effet, lors de la fluidification de la couche interne des
3 PCT/FR2003/002701 corps de carte, la couche externe se ramollt et pouse en se dformant de manire attnue par rapport la dformation subie par la couche interne de PVC, les reli efs du support d'antenne dus l'paisseur de l'antenne et des dcoupes de cavits.
Ainsi, la carte obtenue aprs lamination n'est pas parfaitement plane, elle comporte des reliefs . Certes, ces reliefs de l' ordre du micron ne sont pas visibles l' oeil nu mais ils apparaissent lorsque la face externe de la lo couche externe du corps de carte est imprime par des changements de ton dans la teinte du graphisme imprim. En effet, dans le cas de corps de carte imprims, lors de l'tape de lamination des corps de carte sur le supp ort d'antenne, la surpaisseur due l'antenne entrane un IS cartement des points d'impression impliquant un claircissement de la tente, de mme que les dcoupes du support d'antenne dans lesquelles le PVC des couc hes internes des corps de carte vient fluer entranent un resserrement des points d'impression impliquant un 20 obscurcissement de la teinte. L'aspect extrieur de la carte est dgrad.
Cet inconvnient existe aussi dans le procd de fabrication des cartes sans contact utilisant un supp ort d'antenne en matire plastique sur lequel l'antenne est 25 ralise par gravure chimique. En effet, dans un tel procd, aprs lamination, l'empreinte des pistes de cui vre est visible sur les corps de carte imprims de mme que la non planit de la carte, mme l'chelle du micron, apparat l'oeil de l'utilisateur par dformations du 30 graphisme.
Sans consquence pour le bon fonctionnement de la carte, ce dfaut d'aspect de la carte finale peut tre mis en avant par les utilisateurs trs sensibles aux crit res esthtiques.
Exposé de l'invention
Ainsi, la carte obtenue aprs lamination n'est pas parfaitement plane, elle comporte des reliefs . Certes, ces reliefs de l' ordre du micron ne sont pas visibles l' oeil nu mais ils apparaissent lorsque la face externe de la lo couche externe du corps de carte est imprime par des changements de ton dans la teinte du graphisme imprim. En effet, dans le cas de corps de carte imprims, lors de l'tape de lamination des corps de carte sur le supp ort d'antenne, la surpaisseur due l'antenne entrane un IS cartement des points d'impression impliquant un claircissement de la tente, de mme que les dcoupes du support d'antenne dans lesquelles le PVC des couc hes internes des corps de carte vient fluer entranent un resserrement des points d'impression impliquant un 20 obscurcissement de la teinte. L'aspect extrieur de la carte est dgrad.
Cet inconvnient existe aussi dans le procd de fabrication des cartes sans contact utilisant un supp ort d'antenne en matire plastique sur lequel l'antenne est 25 ralise par gravure chimique. En effet, dans un tel procd, aprs lamination, l'empreinte des pistes de cui vre est visible sur les corps de carte imprims de mme que la non planit de la carte, mme l'chelle du micron, apparat l'oeil de l'utilisateur par dformations du 30 graphisme.
Sans consquence pour le bon fonctionnement de la carte, ce dfaut d'aspect de la carte finale peut tre mis en avant par les utilisateurs trs sensibles aux crit res esthtiques.
Exposé de l'invention
4 Le but de l'invention est de pallier cet inconvénient majeur en réalisant un procédé de fabrication inventif permettant d'obtenir un support d'antenne de cartes à puce sans contact ou hybrides contact - sans contact parfaitement plan.
L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'une carte à puce sans contact ou d'une carte à puce hybride contact - sans contact comportant un support d'antenne, deux corps de carte de part et d'autre du support d'antenne et un module électronique ou une puce reliée à l'antenne. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend en outre .
une première étape de lamination consistant à souder de chaque côté du support d'antenne deux feuilles de thermoplastique homogènes par pressage à une température suffisante pour que la matière composant les feuilles se ramollisse et flue totalement de manière à faire disparaftre toutes différences d'épaisseur du support d'antenne et à former un support d'antenne plastifié à
faces planes, et une seconde étape de lamination réalisée après un temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastique soïent solidifiées, la deuxième étape consistant à souder sur les faces plastifiées et planes du support d'antenne d'épaisseur constante plastifié
par les feuilles de thermoplastiques deux couches en matière plastique, constituant les corps de carte, par pressage à chaud.
Description brève des figures Les buts, objets et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins joints dans lesquels .
La figure 1 représente le support d'antenne d'une carte à puce hybride contact - sans contact, La figure 2 représente une coupe du support d'antenne représentée sur la figure 1, selon l'axe A-A de la figure 1, La figure 3 représente une coupe du support d'antenne
L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'une carte à puce sans contact ou d'une carte à puce hybride contact - sans contact comportant un support d'antenne, deux corps de carte de part et d'autre du support d'antenne et un module électronique ou une puce reliée à l'antenne. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend en outre .
une première étape de lamination consistant à souder de chaque côté du support d'antenne deux feuilles de thermoplastique homogènes par pressage à une température suffisante pour que la matière composant les feuilles se ramollisse et flue totalement de manière à faire disparaftre toutes différences d'épaisseur du support d'antenne et à former un support d'antenne plastifié à
faces planes, et une seconde étape de lamination réalisée après un temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastique soïent solidifiées, la deuxième étape consistant à souder sur les faces plastifiées et planes du support d'antenne d'épaisseur constante plastifié
par les feuilles de thermoplastiques deux couches en matière plastique, constituant les corps de carte, par pressage à chaud.
Description brève des figures Les buts, objets et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins joints dans lesquels .
La figure 1 représente le support d'antenne d'une carte à puce hybride contact - sans contact, La figure 2 représente une coupe du support d'antenne représentée sur la figure 1, selon l'axe A-A de la figure 1, La figure 3 représente une coupe du support d'antenne
5 plastifié d'une carte à puce hybride contact - sans contact, La figure 4 reprêsente une coupe de la carte à puce hybride contact - sans contact selon l'invention, La figure 5 représente le support d'antenne d'une carte à puce sans contact, La figure 6 représente une coupe du support d'antenne représentée sur la figure 5, selon l'axe B-B de la figure 5, La figure 7 représente une coupe du support d'antenne plastifié d'une carte à puce sans contact, La figure 8 représente une coupe de la carte à puce sans contact selon l'invention.
Description détaillée de l'invention Selon un mode de réalisation préféré de l'invention illustré sur la figure 1, le support d'antenne est en matière fibreuse telle que du papier et a une épaisseur d'environ 90 ~.m. La fabrication de la carte à puce selon l'invention consiste tout d'abord à réaliser l'antenne sur son support 10. L'antenne est constituée de deux spires 12 et 14 d'encre conductrice polymère sérigraphiée, chargée en éléments conducteurs tels que l'argent, le cuivre ou le carbone . Chaque spire a une de ses extrémités reliée à un des plots de connexion de l'antenne également sérigraphiés, la spire 12 étant reliée au plot 16 et la spire 14 au plot 18. Les spires sont reliées entre elles par un pont électrique appelé plus communément cross-over (non représenté sur la figure). Une bande isolante 20 d'encre diélectrique est sérigraphiée entre le cross-over et la spire 12. Le module électronique contenant la puce est insérê dans la carte à la dernière étape de fabrïcation de la carte hybride contact - sans contact. Le dessin de
Description détaillée de l'invention Selon un mode de réalisation préféré de l'invention illustré sur la figure 1, le support d'antenne est en matière fibreuse telle que du papier et a une épaisseur d'environ 90 ~.m. La fabrication de la carte à puce selon l'invention consiste tout d'abord à réaliser l'antenne sur son support 10. L'antenne est constituée de deux spires 12 et 14 d'encre conductrice polymère sérigraphiée, chargée en éléments conducteurs tels que l'argent, le cuivre ou le carbone . Chaque spire a une de ses extrémités reliée à un des plots de connexion de l'antenne également sérigraphiés, la spire 12 étant reliée au plot 16 et la spire 14 au plot 18. Les spires sont reliées entre elles par un pont électrique appelé plus communément cross-over (non représenté sur la figure). Une bande isolante 20 d'encre diélectrique est sérigraphiée entre le cross-over et la spire 12. Le module électronique contenant la puce est insérê dans la carte à la dernière étape de fabrïcation de la carte hybride contact - sans contact. Le dessin de
6 l'antenne est inversé par rapport au dessin normal d'une antenne pour carte à puce au format ISO. Cette configuration particulière permet d'obtenir une carte à
puce hybride contact - sans contact avec une cavitë pour loger le module, fraisée dans le corps de carte qui est opposé à la face du support portant la sérïgraphie, c'est à
dire dans le corps de carte qui est en contact avec la face du support ne portant pas la sérigraphie conformément à la description détaillée du procédé de fabrication d'une carte à puce hybride contact - sans contact du brevet FR 2 801 707.
Aïnsï, lorsque le support est renversé (plots de connexion à gauche), on constate que les plots de connexion 16 et 18 du module se retrouvent à l'emplacement normalisé
pour les cartes au format ISO. Le support d'antenne en papier peut comporter des découpes ou des cavités 22 et 24 afin de renforcer la tenue du module.
Ainsi le support d'antenne 10 possède des découpes ou/et des cavités et des reliefs dus à l'antenne constituée de spires d'encre sérigraphiée. De ce fait, les deux faces du support d'antenne 10 ne sont pas planes et plus particulièrement la face sur laquelle est sérigraphiée l'antenne.
Les figures 2, 3 et 4 suivantes illustrent le procédé
de fabrication d'une carte hybride contact - sans contact selon l'invention. Le support d'antenne 10 d'une carte à
puce hybride est représenté en coupe sur la figure 2. La première étape du procédé selon l'invention consiste à
laminer deux.couches ou feuilles de thermoplastique sur le support d'antenne 10. Cette étape constitue la première phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte et est illustrée en coupe sur la figure 3.
Cette première étape de lamination consiste à souder par pressage à chaud de chaque côté du support d'antenne 10 deux feuilles de thermoplastique homogènes 32 et 34 d'épaisseur 100 ~.m. La température et la pression atteintes sont respectivement de l'ordre de 180°C et 250 bars. Lors
puce hybride contact - sans contact avec une cavitë pour loger le module, fraisée dans le corps de carte qui est opposé à la face du support portant la sérïgraphie, c'est à
dire dans le corps de carte qui est en contact avec la face du support ne portant pas la sérigraphie conformément à la description détaillée du procédé de fabrication d'une carte à puce hybride contact - sans contact du brevet FR 2 801 707.
Aïnsï, lorsque le support est renversé (plots de connexion à gauche), on constate que les plots de connexion 16 et 18 du module se retrouvent à l'emplacement normalisé
pour les cartes au format ISO. Le support d'antenne en papier peut comporter des découpes ou des cavités 22 et 24 afin de renforcer la tenue du module.
Ainsi le support d'antenne 10 possède des découpes ou/et des cavités et des reliefs dus à l'antenne constituée de spires d'encre sérigraphiée. De ce fait, les deux faces du support d'antenne 10 ne sont pas planes et plus particulièrement la face sur laquelle est sérigraphiée l'antenne.
Les figures 2, 3 et 4 suivantes illustrent le procédé
de fabrication d'une carte hybride contact - sans contact selon l'invention. Le support d'antenne 10 d'une carte à
puce hybride est représenté en coupe sur la figure 2. La première étape du procédé selon l'invention consiste à
laminer deux.couches ou feuilles de thermoplastique sur le support d'antenne 10. Cette étape constitue la première phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte et est illustrée en coupe sur la figure 3.
Cette première étape de lamination consiste à souder par pressage à chaud de chaque côté du support d'antenne 10 deux feuilles de thermoplastique homogènes 32 et 34 d'épaisseur 100 ~.m. La température et la pression atteintes sont respectivement de l'ordre de 180°C et 250 bars. Lors
7 de cette première étape de lamination, la température doit être suffisante pour que la matière composant les feuilles 32 et 34 se ramollisse et flue totalement de manière à
remplir les évidements 22 et 24 et les éventuelles autres découpes effectuées dans le support 10 et à emprisonner les reliefs du support d'antenne tels que ceux dus aux spires 12 et 14 . Ainsi, les reliefs du support d' antenne 10 sont emprisonnés dans la masse du thermoplastique formant ainsi un support d'antenne plastifié 30 d'épaisseur égale à
environ 220 ~.m. Les éventuelles découpes effectuées préalablement sur le support d'antenne permettent en outre la soudure des deux feuilles de thermoplastique 32 et 34 entre elles. Le support d'ântenne plastifié 30 ainsi formé
fait disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne d'origine 10. La deuxième phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte consiste à
laminer deux corps de carte de chaque côté du support d'antenne plastifié 30 en référence à la figure 4. Cette seconde étape, réalisée après un certain temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastiques 32 et 34 soient solidifiées, consiste à
venir souder deux couches 36 et 38 de thermoplastique, d'épaisseur égale d'environ 260 gym, constituant les corps de carte sur les faces plastifiées et planes du support 30, par pressage à chaud. Les deux corps de carte 36 et 38 ont été préalablement imprimés, sur leur face extérieure, du graphisme personnalisé de la carte. Le support d'antenne plastifié 30 étant d'épaisseur constante, cette étape s'apparente davantage à un collage qu'à un soudage. De ce fait, la pression et la température nécessaires dans cette phase sont bien inférieures à celles utilisées dans un procédé traditionnel. Les températures et pressions nécessaires pour cette étape de lamination ne sont plus que de l'ordre respectivement de 120°C et 150 bars. De plus, la durée des cycles de mise en pression et en température est également diminuée.
remplir les évidements 22 et 24 et les éventuelles autres découpes effectuées dans le support 10 et à emprisonner les reliefs du support d'antenne tels que ceux dus aux spires 12 et 14 . Ainsi, les reliefs du support d' antenne 10 sont emprisonnés dans la masse du thermoplastique formant ainsi un support d'antenne plastifié 30 d'épaisseur égale à
environ 220 ~.m. Les éventuelles découpes effectuées préalablement sur le support d'antenne permettent en outre la soudure des deux feuilles de thermoplastique 32 et 34 entre elles. Le support d'ântenne plastifié 30 ainsi formé
fait disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne d'origine 10. La deuxième phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte consiste à
laminer deux corps de carte de chaque côté du support d'antenne plastifié 30 en référence à la figure 4. Cette seconde étape, réalisée après un certain temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastiques 32 et 34 soient solidifiées, consiste à
venir souder deux couches 36 et 38 de thermoplastique, d'épaisseur égale d'environ 260 gym, constituant les corps de carte sur les faces plastifiées et planes du support 30, par pressage à chaud. Les deux corps de carte 36 et 38 ont été préalablement imprimés, sur leur face extérieure, du graphisme personnalisé de la carte. Le support d'antenne plastifié 30 étant d'épaisseur constante, cette étape s'apparente davantage à un collage qu'à un soudage. De ce fait, la pression et la température nécessaires dans cette phase sont bien inférieures à celles utilisées dans un procédé traditionnel. Les températures et pressions nécessaires pour cette étape de lamination ne sont plus que de l'ordre respectivement de 120°C et 150 bars. De plus, la durée des cycles de mise en pression et en température est également diminuée.
8 Dans le cas d'une carte hybride contact - sans contact la dernière étape de fabrication de la carte, non représentée dans les figures, consiste à fraiser une cavité
37 qui reçoit le module constitué de la puce et du circuit double face. Le fraisage permet également de dégager les plots de connexion de l'antenne avec le module. Afin de ne pas endommager l'impression sérigraphique de l'antenne, le fraisage est réalisé dans le corps de carte qui est opposé
à la face du support d'antenne portant l'impression sérigraphique, c'est à dire dans le corps de carte qui est en contact avec la face du support ne portant pas la sérigraphie de l'antenne. Ainsi, lors du fraisage, le support d'antenne est fraisé avant l'encre. De plus, celle-cï étant prise en masse dans le PVC de la couche interne du corps de carte, elle ne subit aucun dommage tel que des fissures ou dilacérations. Dans le cas de cartes à puce au format ISO pour lesquelles l'emplacement de la puce sur la carte est normalisé, l'impression sérigraphique inversée de l' antenne sur le support et le fraisage de la cavitë dans le corps de carte qui est en contact avec la face du support ne portant pas la sérigraphie, permettent d'installer le module à l'emplacement normalisé, tout en préservant l'intégrité de l'antenne sérigraphiée.
L'installation du module se fait par collage. Deux colles différentes sont utilisées. La première colle est une colle conductrice qui permet de connecter le module aux plots de l'antenne. Cette colle est préférentiellement une colle contenant de l'argent. La deuxième colle utilisëe est une colle qui scelle le module à la carte. Selon un mode de 3o réalisation particulier, on utilise une colle cyanoacrylate. Il est également possible d'utiliser une colle « hot-melt » en film qui est placée sous le module avant son insertion dans la carte.
Lorsque l'invention est appliquée à une carte à puce sans contact, le support d'antenne 40 se présente de la façon illustrée sur la figure 5 et dans ce cas, le dessin de l'antenne n'est pas inversé. Comme précédemment, une
37 qui reçoit le module constitué de la puce et du circuit double face. Le fraisage permet également de dégager les plots de connexion de l'antenne avec le module. Afin de ne pas endommager l'impression sérigraphique de l'antenne, le fraisage est réalisé dans le corps de carte qui est opposé
à la face du support d'antenne portant l'impression sérigraphique, c'est à dire dans le corps de carte qui est en contact avec la face du support ne portant pas la sérigraphie de l'antenne. Ainsi, lors du fraisage, le support d'antenne est fraisé avant l'encre. De plus, celle-cï étant prise en masse dans le PVC de la couche interne du corps de carte, elle ne subit aucun dommage tel que des fissures ou dilacérations. Dans le cas de cartes à puce au format ISO pour lesquelles l'emplacement de la puce sur la carte est normalisé, l'impression sérigraphique inversée de l' antenne sur le support et le fraisage de la cavitë dans le corps de carte qui est en contact avec la face du support ne portant pas la sérigraphie, permettent d'installer le module à l'emplacement normalisé, tout en préservant l'intégrité de l'antenne sérigraphiée.
L'installation du module se fait par collage. Deux colles différentes sont utilisées. La première colle est une colle conductrice qui permet de connecter le module aux plots de l'antenne. Cette colle est préférentiellement une colle contenant de l'argent. La deuxième colle utilisëe est une colle qui scelle le module à la carte. Selon un mode de 3o réalisation particulier, on utilise une colle cyanoacrylate. Il est également possible d'utiliser une colle « hot-melt » en film qui est placée sous le module avant son insertion dans la carte.
Lorsque l'invention est appliquée à une carte à puce sans contact, le support d'antenne 40 se présente de la façon illustrée sur la figure 5 et dans ce cas, le dessin de l'antenne n'est pas inversé. Comme précédemment, une
9 antenne constituée de deux spires 42 et 44 d'encre sérigraphiée est réalisée sur le support 40. Contrairement aux cartes à puce hybride contact - sans contact, les cartes à puce sans contact ne possèdent pas un module S électronique dont une face est visible à la surface de la carte mais un module électronique ou une puce 50 noyé dans la carte. Le module électronique ou la puce 50 est fixé sur le support d'antenne 40 et est directement connecté aux plots de connexïon 36 et 38 de l'antenne grâce à une couche de colle conductrice permettant de réaliser les contacts ohmiques. Lorsqu'il s'agit d'un module électronique, celui-ci peut être placé dans un évidement du support 40 non montré sur la figure. La connexion ohmique peut se faire avec une colle conductrice ou sans colle par le simple contact. Le support d'antenne 40 peut comporter également deux évidements 52 et 54 qui sont élaborés de préférence après la sérigraphie de l'antenne. Ces deux évidements servent à renforcer la tenue mécanique du module électronique ou de la puce 50.
Ainsi le support d'antenne 40 possède des découpes ou/et des cavités et des reliefs dus à l'antenne constituée de spires d'encre sérigraphïée. De ce fait, les deux faces du support d'antenne 40 ne sont pas planes et plus particulièrement la face sur laquelle est sérigraphiée l'antenne. De plus, le support d'antenne 40 d'une carte à
puce uniquement sans contact comporte un relief important dû au module électronique ou puce 50 comme illustré sur la figure 6 qui représente une coupe du support d'antenne 40 d'une carte à puce sans contact selon l'axe B-B de la figure 5.
Les étapes du procédé selon l'invention appliquées à
une carte à puce sans contact sont similaires aux étapes du procédé appliqué à une carte à puce hybride contact-sans contact. Cependant, une variante du procédé selon l'invention s'applique au cas des cartes à puces sans contact munies d'un module électronique ou d'une puce 50 et s'applique avantageusement à une carte à puce sans contact munie d'une puce 50 connectée directement à l'antenne et est illustrée en détail sur les figures 6, 7 et 8.
Le support d'antenne 40 d'une carte à puce sans contact est représenté en coupe sur la figure 6. La 5 première étape du procédé selon l'invention consiste à
laminer deux couches ou feuilles de thermoplastique sur le support d'antenne 40. Cette étape constitue la première phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte et est illustrée en coupe sur la figure 6.
l0 Cette première étape de lamination consiste à souder par pressage à chaud de chaque côté du support d'antenne 40 deux feuilles de thermoplastique homogènes 62 et 64. La température et la pression atteintes sont respectivement de l'ordre de 180°C et 250 bars. La feuille de thermoplastique IS 62 qui est appliquée sur la face du support d'antenne recevant le module électronique ou la puce 50 est perforée d'une cavité traversante 56 et son épaisseur est supérieure à l' épaisseur du module électronique ou de la puce 50 . La cavité 56 est située sur la feuille de thermoplastique 62 de façon à ce que le module électronique ou la puce 50 soit à l'intérieur lorsque la feuille 62 est placée sur le support 40 avant la lamination et de façon à ce que le module électronique ou la puce 50 ne soit pas en contact avec la feuille 62. La cavité 56 est de préférence circulaire. Lorsqu'il s'agit d'une puce 50 directement connectée à l'antenne, une puce d'épaisseur 180 ~,m et de surface 1,5 mm2, l'épaisseur de la couche de thermoplastique 62 est égale à 200 ~m et le diamètre de la cavité 56 est égal à 3 mm.
3o Ainsi, lors de la première étape de lamination, la pression s'exerce sur la feuille de thermoplastique 62 ou 64 et non sur la puce 50, de telle sorte que celle-ci ne subit aucune contrainte qui pourrait l'endommager. La température doit être suffisante pour que la matière composant les feuilles 62 et 64 se ramollisse et flue totalement de manière à remplir les évidements 52 et 54, et les éventuelles autres découpes effectuées dans le support 40, à remplir la cavité 56 et à emprisonner les reliefs du support d'antenne tels que ceux dus aux spires 42 et 44 de l'antenne.
Ainsi, les reliefs du support d'antenne 40 sont emprisonnés dans la masse du thermoplastique formant ainsi un support d'antenne plastifié 60 d'épaisseur égale à
environ 400 ~.m. Les éventuelles découpes effectuées préalablement sur le support d'antenne permettent en outre une meilleure soudure des deux feuilles de thermoplastique 62 et 64 entre elles. Le support d'antenne plastifié 60 ainsi formé fait disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne d'origine 40.
La deuxième phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte consiste à laminer deux corps de carte de chaque côté du support d'antenne plastifié 60 en référence à la figure 8. Cette seconde étape, réalisée après un certain temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastiques 62 et 64 soient solidifiées, consiste à venir souder deux couches 66 et 68 de thermoplastique, d'épaisseur égale à
environ 160 ~.m, constituant les corps de carte sur les faces plastifiées et planes du support 60, par pressage à
chaud. Les deux corps de carte 66 et 68 ont été
préalablement imprimés, sur leur face extérieure, du graphisme personnalisé de la carte. Le support d'antenne plastifié 60 étant d'êpaisseur constante, cette étape s'apparente davantage à un collage qu'à un soudage. De ce fait, la pression et la température nécessaires dans cette phase sont bien inférieures à celles utilisées dans un procédé traditionnel. La température et la pression nécessaires pour cette étape de lamination ne sont plus que d'environ 120°C et 150 bars respectivement. De plus, la durée des cycles de mise en pression et en température est également diminuée.
Dans le cas d'une carte à puce sans contact comme représenté sur les figures 5, 6, 7 et 8, cette étape constitue la dernière étape de fabrication de la carte.
Selon une variante du procédé de l'invention appliquée à une carte à puce sans contact, la feuille de thermoplastique 64 qui est appliquée sur la face du support d'antenne opposée à celle recevant le module électronique ou la puce 50 peut également être perforée d'une cavité 58.
La cavïté 58 est située sur la feuille de thermbplastique 64 de façon à ce qu'elle se superpose à l'emplacement du module électronique ou de la puce 50. Dans ce cas, lors de la première étape de lamination, la puce est totalement préservée de toute contrainte due à la pression exercée sur les feuilles de thermoplastique 62 et 64.
Une seconde variante du procédé selon l'invention peut être appliquée à une carte à puce sans contact dans le cas où la cavité 56 est trop importante pour être remplie par la matière de la feuille de thermoplastique 62 lors de la première étape de lamination. Dans ce cas, le support d'antenne 60 obtenu après la première étape de lamination comporte un creux dû à la cavité 56 et donc n'est pas plan.
Le support 60 .peut donc recevoir à l'emplacement de la cavité 56, une résine du type époxy pour protéger le module électronique ou puce 50 et rendre le support d'antenne plastifié 60 parfaitement plan.
Le thermoplastïque utilisé pour les couches constitutives des corps de carte est préférentiellement du polychlorure de vinyle (PVC), mais peut être aussi du polyester (PET, PETG), du polypropylène (PP), du polycarbonate (PC) ou de l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS ) .
I1 est important de préciser qu'une antenne constituée de spires métalliques sur un support en plastique tel que du polyester ou du polyamide ou sur un support en verre époxy est également en relief par rapport à son support.
L'invention s'applique donc à tout type de support d'antenne et à tout type d'antenne, et en particulier aux supports dont l'antenne apparaît en relief. Le support d'antenne doit être constitué d'un matériau dont les dimensions restent stables quelle que soït la température et notamment un matériau supportant sans déformations ni altérations des températures de l'ordre de 180°C.
Ainsi le support d'antenne 40 possède des découpes ou/et des cavités et des reliefs dus à l'antenne constituée de spires d'encre sérigraphïée. De ce fait, les deux faces du support d'antenne 40 ne sont pas planes et plus particulièrement la face sur laquelle est sérigraphiée l'antenne. De plus, le support d'antenne 40 d'une carte à
puce uniquement sans contact comporte un relief important dû au module électronique ou puce 50 comme illustré sur la figure 6 qui représente une coupe du support d'antenne 40 d'une carte à puce sans contact selon l'axe B-B de la figure 5.
Les étapes du procédé selon l'invention appliquées à
une carte à puce sans contact sont similaires aux étapes du procédé appliqué à une carte à puce hybride contact-sans contact. Cependant, une variante du procédé selon l'invention s'applique au cas des cartes à puces sans contact munies d'un module électronique ou d'une puce 50 et s'applique avantageusement à une carte à puce sans contact munie d'une puce 50 connectée directement à l'antenne et est illustrée en détail sur les figures 6, 7 et 8.
Le support d'antenne 40 d'une carte à puce sans contact est représenté en coupe sur la figure 6. La 5 première étape du procédé selon l'invention consiste à
laminer deux couches ou feuilles de thermoplastique sur le support d'antenne 40. Cette étape constitue la première phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte et est illustrée en coupe sur la figure 6.
l0 Cette première étape de lamination consiste à souder par pressage à chaud de chaque côté du support d'antenne 40 deux feuilles de thermoplastique homogènes 62 et 64. La température et la pression atteintes sont respectivement de l'ordre de 180°C et 250 bars. La feuille de thermoplastique IS 62 qui est appliquée sur la face du support d'antenne recevant le module électronique ou la puce 50 est perforée d'une cavité traversante 56 et son épaisseur est supérieure à l' épaisseur du module électronique ou de la puce 50 . La cavité 56 est située sur la feuille de thermoplastique 62 de façon à ce que le module électronique ou la puce 50 soit à l'intérieur lorsque la feuille 62 est placée sur le support 40 avant la lamination et de façon à ce que le module électronique ou la puce 50 ne soit pas en contact avec la feuille 62. La cavité 56 est de préférence circulaire. Lorsqu'il s'agit d'une puce 50 directement connectée à l'antenne, une puce d'épaisseur 180 ~,m et de surface 1,5 mm2, l'épaisseur de la couche de thermoplastique 62 est égale à 200 ~m et le diamètre de la cavité 56 est égal à 3 mm.
3o Ainsi, lors de la première étape de lamination, la pression s'exerce sur la feuille de thermoplastique 62 ou 64 et non sur la puce 50, de telle sorte que celle-ci ne subit aucune contrainte qui pourrait l'endommager. La température doit être suffisante pour que la matière composant les feuilles 62 et 64 se ramollisse et flue totalement de manière à remplir les évidements 52 et 54, et les éventuelles autres découpes effectuées dans le support 40, à remplir la cavité 56 et à emprisonner les reliefs du support d'antenne tels que ceux dus aux spires 42 et 44 de l'antenne.
Ainsi, les reliefs du support d'antenne 40 sont emprisonnés dans la masse du thermoplastique formant ainsi un support d'antenne plastifié 60 d'épaisseur égale à
environ 400 ~.m. Les éventuelles découpes effectuées préalablement sur le support d'antenne permettent en outre une meilleure soudure des deux feuilles de thermoplastique 62 et 64 entre elles. Le support d'antenne plastifié 60 ainsi formé fait disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne d'origine 40.
La deuxième phase de lamination des différentes couches constitutives de la carte consiste à laminer deux corps de carte de chaque côté du support d'antenne plastifié 60 en référence à la figure 8. Cette seconde étape, réalisée après un certain temps correspondant au temps nécessaire pour que les feuilles de thermoplastiques 62 et 64 soient solidifiées, consiste à venir souder deux couches 66 et 68 de thermoplastique, d'épaisseur égale à
environ 160 ~.m, constituant les corps de carte sur les faces plastifiées et planes du support 60, par pressage à
chaud. Les deux corps de carte 66 et 68 ont été
préalablement imprimés, sur leur face extérieure, du graphisme personnalisé de la carte. Le support d'antenne plastifié 60 étant d'êpaisseur constante, cette étape s'apparente davantage à un collage qu'à un soudage. De ce fait, la pression et la température nécessaires dans cette phase sont bien inférieures à celles utilisées dans un procédé traditionnel. La température et la pression nécessaires pour cette étape de lamination ne sont plus que d'environ 120°C et 150 bars respectivement. De plus, la durée des cycles de mise en pression et en température est également diminuée.
Dans le cas d'une carte à puce sans contact comme représenté sur les figures 5, 6, 7 et 8, cette étape constitue la dernière étape de fabrication de la carte.
Selon une variante du procédé de l'invention appliquée à une carte à puce sans contact, la feuille de thermoplastique 64 qui est appliquée sur la face du support d'antenne opposée à celle recevant le module électronique ou la puce 50 peut également être perforée d'une cavité 58.
La cavïté 58 est située sur la feuille de thermbplastique 64 de façon à ce qu'elle se superpose à l'emplacement du module électronique ou de la puce 50. Dans ce cas, lors de la première étape de lamination, la puce est totalement préservée de toute contrainte due à la pression exercée sur les feuilles de thermoplastique 62 et 64.
Une seconde variante du procédé selon l'invention peut être appliquée à une carte à puce sans contact dans le cas où la cavité 56 est trop importante pour être remplie par la matière de la feuille de thermoplastique 62 lors de la première étape de lamination. Dans ce cas, le support d'antenne 60 obtenu après la première étape de lamination comporte un creux dû à la cavité 56 et donc n'est pas plan.
Le support 60 .peut donc recevoir à l'emplacement de la cavité 56, une résine du type époxy pour protéger le module électronique ou puce 50 et rendre le support d'antenne plastifié 60 parfaitement plan.
Le thermoplastïque utilisé pour les couches constitutives des corps de carte est préférentiellement du polychlorure de vinyle (PVC), mais peut être aussi du polyester (PET, PETG), du polypropylène (PP), du polycarbonate (PC) ou de l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS ) .
I1 est important de préciser qu'une antenne constituée de spires métalliques sur un support en plastique tel que du polyester ou du polyamide ou sur un support en verre époxy est également en relief par rapport à son support.
L'invention s'applique donc à tout type de support d'antenne et à tout type d'antenne, et en particulier aux supports dont l'antenne apparaît en relief. Le support d'antenne doit être constitué d'un matériau dont les dimensions restent stables quelle que soït la température et notamment un matériau supportant sans déformations ni altérations des températures de l'ordre de 180°C.
Claims (13)
1. Procédé de fabrication d'une carte à puce sans contact ou d'une carte à puce hybride contact - sans contact comportant un support d'antenne, deux corps de carte de part et d'autre dudit support d'antenne et un module électronique ou une puce relié à l'antenne caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
une première étape de lamination consistant à souder de chaque côté dudit support d'antenne (10 ou 40) deux feuilles de thermoplastique homogènes (32, 34 ou 62, 64) par pressage à une température suffisante pour que la matière composant les feuilles se ramollisse et flue totalement de manière à faire disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne et à former un support d'antenne plastifié (30 ou 60) à faces planes, et une seconde étape de lamination réalisée après un temps correspondant au temps nécessaire pour que lesdites feuilles de thermoplastique (32, 34 ou 62, 64) soient solidifiées, ladite deuxième étape consistant à souder sur les faces plastifiées et planes dudit support d'antenne (30 ou 60) d'épaisseur constante plastifié par lesdites feuilles de thermoplastiques deux couches en matière plastique (36, 38 ou 66, 68), constituant les corps de carte, par pressage à chaud.
une première étape de lamination consistant à souder de chaque côté dudit support d'antenne (10 ou 40) deux feuilles de thermoplastique homogènes (32, 34 ou 62, 64) par pressage à une température suffisante pour que la matière composant les feuilles se ramollisse et flue totalement de manière à faire disparaître toutes différences d'épaisseur du support d'antenne et à former un support d'antenne plastifié (30 ou 60) à faces planes, et une seconde étape de lamination réalisée après un temps correspondant au temps nécessaire pour que lesdites feuilles de thermoplastique (32, 34 ou 62, 64) soient solidifiées, ladite deuxième étape consistant à souder sur les faces plastifiées et planes dudit support d'antenne (30 ou 60) d'épaisseur constante plastifié par lesdites feuilles de thermoplastiques deux couches en matière plastique (36, 38 ou 66, 68), constituant les corps de carte, par pressage à chaud.
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 appliqué à une carte à puce sans contact, dans lequel ladite feuille de thermoplastique (62) qui est appliquée sur la face dudit support d'antenne (40) recevant le module électronique ou la puce (50) est perforée d'une cavité
traversante (56) et son épaisseur est supérieure à
l'épaisseur de la puce, ladite cavité (56) étant située de façon à ce que ledit module électronique ou la puce (50) soit à l'intérieur de la cavité lorsque ladite feuille (62) est placée sur ledit support (40) avant la première étape de lamination et de façon à ce que le module électronique ou la puce (50) ne soit pas en contact avec ladite feuille (62).
traversante (56) et son épaisseur est supérieure à
l'épaisseur de la puce, ladite cavité (56) étant située de façon à ce que ledit module électronique ou la puce (50) soit à l'intérieur de la cavité lorsque ladite feuille (62) est placée sur ledit support (40) avant la première étape de lamination et de façon à ce que le module électronique ou la puce (50) ne soit pas en contact avec ladite feuille (62).
3. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 2, dans lequel ladite feuille de thermoplastique (64) qui est appliquée sur la face du support d'antenne opposée à celle recevant la puce est perforée d'une cavité (58), la cavité (58) étant située sur ladite feuille de thermoplastique (64) de façon à ce qu'elle se superpose à l'emplacement du module électronique ou de la puce (50).
4. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 2, dans lequel ledit support (60) peut donc recevoir à l'emplacement de la cavité (56), une résine du type époxy pour protéger le module électronique ou la puce (50) et rendre le support d'antenne plastifié (60) parfaitement plan.
5. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit support d'antenne (10 ou 40) est constitué d'un matériau dont les dimensions restent stables quelle que soit la température et notamment un matériau supportant sans déformations ni altérations des températures de l'ordre de 180°C.
6. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 5, dans lequel ledit support d'antenne est en matière plastique telle que du polyester ou du polyamide.
7. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 5, dans lequel ledit support d'antenne est en verre époxy.
8. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 5, dans lequel ledit support d'antenne (10 ou 40) est en matière fibreuse telle que du papier.
9. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 8, dans lequel l'étape de fabrication de l'antenne consiste à sérigraphier des spires d'encre polymère conductrice sur ledit support en matière fibreuse et à faire subir un traitement thermique audit support afin de cuire ladite encre.
10. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon la revendication 9 dans lequel, durant l'étape de fabrication de l'antenne, des découpes de cavités (22, 24 ou 52, 54) sont réalisées dans le support d'antenne (10 ou 40) permettant en outre la soudure des deux couches de thermoplastique (32, 34 ou 62, 64) entre elles lors de la première étape de lamination.
11. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel lesdits corps de carte (36, 38 ou 66, 68) laminés de chaque côté dudit support d'antenne plastifié (50 ou 60) sont pré-imprimés du graphisme personnalisé de la carte.
12. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon l'une des revendication 1 à 11, dans lequel durant l'étape de lamination des corps de carte sur ledit support d'antenne plastifié (50 ou 60), une troisième feuille en matière plastique ou une couche de vernis est ajouté sur chaque corps de carte, jouant le rôle de couverture.
13. Procédé de fabrication d'une carte à puce selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le thermoplastique constituant les corps de carte est du polychlorure de vinyle (PVC), du polyester (PET, PETG), du polyprolpylène (PP), du polycarbonate (PC) ou de l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS).
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| FR0211387A FR2844621A1 (fr) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Procede de fabrication d'une carte a puce sans contact ou hybride contact-sans contact a planeite renforcee |
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Cited By (1)
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| CN111126541A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 葛兰菲安全有限公司 | Rfid智能卡的构造及其制造方法 |
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