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PROCEDB DE FABRICATION POUR 8UPPORT PLASTIQUE, DI8POSITIF
DE FABRICATION POUR UN TEL 8UPPORT ET UTILI8ATION DU
PROCEDB POUR LA FABRICATION DE CARTE8 A CIR ~ INTEGRE8
La présente invention concerne un procédé de
fabrication pour support plastique, le dispositif
permettant la mise en oeuvre du procédé ainsi que
l'utilisation du procédé pour la fabrication de cartes à
micro-circuits.
Il est connu de fabriquer les supports en
plastique pour cartes à micro-circuits selon un procédé
multicouches ou selon un procédé monocouche.
Dans le procédé monocouche, les cartes sont
fabriquées à partir de grandes plaques sur lesquelles une
pluralité de cartes sont imprimées par un procédé
d'impression offset puis chaque plaque est découpée en
bandes et les bandes sont ensuite découpées pour former
les supports plastiques ayant les dimension d'une carte.
Un tel procédé présente l'inconvénient de
multiples opérations de reprise et de transport des
plaques puis ensuite des bandes et enfin des cartes.
Il est connu un autre procédé dans lequel les
cartes sont formées en multicouches à partir de trois
rubans dont un premier constitue la couche de fond, un
autre la couche centrale présentant des découpes
régulièrement espacées pour mise en place du chip intégré
et un troisième ruban constituant la couche supérieure
qui comporte également des découpes régulièrement
espacées pour permettre la mise en place du module de
contact. Les trois couches une fois assemblées sont
ensuite découpées aux dimensions d'une carte.
Ce procédé présente l'inconvénient d'être
complexe au niveau de l'assemblage des différentes
couches pour constituer le support en plastique et
nécessite au préalable l'impression, soit sur la couche
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de fond, soit sur la couche supérieure ou sur les deux
couches en même temps des motifs à faire figurer sur la
carte. Ce procédé pose le problème de la coïncidence des
motifs dans le cas d'une impression double face. En outre
il ne permet pas d'obtenir des cadences de fabrication
élevées.
Un premier but de l'invention est donc de
proposer un procédé de fabrication de support plastique
pour cartes à semi-conducteurs qui permette une
fabrication des supports nécessitant un minimum
d'opérations de reprise et de transport d'un poste à
l'autre qui supprime le problème de coïncidence des
motifs et qui permette également des cadences de
fabrication élevées.
Ce but est atteint par le fait que le procédé de
fabrication pour support plastique est caractérisé en ce
qu'il comporte les étapes suivantes :
- déroulement et redressage d'un ruban continu en
matière plastique de dimension légèrement supérieure à
une des dimensions de la carte ;
- impression dans au moins une station
d'impression d'une succession de motifs d'impression et
de repères imprimés dont chacun correspond au motif d'une
carte dans au moins une couleur d'impression ;
- entraînement de la bande à une vitesse
d'impression régulée correspondant à la vitesse de
découpage d'un poste de découpage situé en aval de la
station d'impression ;
- détection de la différence de vitesse ;
- découpage par une presse de la bande à des
emplacements définis par les repères imprimés et à une
cadence proche de la cadence maximale de la presse ;
- régulation de la vitesse d'impression en
fonction de la différence de vitesse détectée entre la
vitesse d'impression et la vitesse d'entraînement.
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Selon une autre particularité, en sortie de
l'opération d'impression et avant l'opération de
découpage, le procédé comporte une opération de séchage.
Selon une autre particularité, l'opération de
séchage est obtenue par deux tubes à ultraviolets
disposés de part et d'autre de la bande pour une
impression double face.
Selon une autre particularité, le procédé de
fabrication du support plastique comporte une étape de
dépôt d'une couche de vernis pour protéger l'impression
avant l'étape de séchage par ultraviolets.
Selon une autre particularité, le procédé de
fabrication du support en matière plastique comporte une
étape de dépose d'une couche de protection sur chacune
des faces imprimées.
Un autre but de l'invention est de proposer un
dispositif de fabrication mettant en oeuvre le procédé.
Ce but est atteint par le fait que le dispositif
de fabrication comporte :
20- une bobine support d'une bande en matière
plastique ;
- entraînée en rotation et débitant la bande sur
un dispositif redresseur qui entraine la bande vers au
moins une station d'impression à la sortie de laquelle
est disposée une station de séchage associée à des moyens
d'entraînement de la bande et des moyens de détection de
la différence de vitesse entre la station d'impression et
une station de découpage située en aval.
Selon une autre particularité, chaque station
d'impression comporte au moins un dispositif d'impression
formé d'un rouleau d'encrage entraînant un rouleau porte-
plaque en contact avec un blanchet, le rouleau d'encrage
coopérant avec un rouleau de laminage de la pellicule
d'encre sur le rouleau d'encrage en fonction de la
vitesse relative du rouleau d'encrage et du rouleau de
laminage, chaque rouleau ayant une largeur correspondant
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approximativement à une des dimensions de la carte, le
rouleau blanchet étant en contact avec un côté de la
bande.
Selon une autre particularité, chaque station
d'impression comporte de chaque côté de la bande un
dispositif d'impression constitué d'un rouleau d'encrage
entraînant un rouleau porte plaque en contact avec un
blanchet, le rouleau d'encrage coopérant avec un rouleau
de laminage de la pellicule d'encre sur le rouleau
d'encrage en fonction des vitesses relatives du rouleau
d'encrage et du rouleau de laminage, chaque rouleau ayant
une largeur correspondant approximativement à une des
dimensions de la carte, les deux rouleaux blanchets de
chaque côté de la bande étant en contact avec celle-ci.
Selon une autre particularité, la presse comporte
un ensemble matrice poinçon, le poinçon monté sur des
colonnes est entrainé en déplacement par un système
bielle manivelle excentrique, la bande étant entraînée
par un ensemble formé d'un rouleau moteur et d'un rouleau
presseur de façon à amener le repère imprimé en vis-à-vis
d'une cellule photo-électrique disposée dans la matrice.
Selon une autre particularité, l'entraînement de
la bande est assuré par deux rouleaux dont au moins un
est moleté sur ses deux extrémités sur une distance
correspondant à la marge séparant le bord de la bande du
bord de la découpe délimitant la carte.
Selon une autre particularité, la station
d'impression fonctionne à une vitesse inférieure à 20m/s.
Selon une autre particularité, la presse de
découpage fonctionne à une cadence comprise entre 7000 et
13000 cartes par heure.
Un autre but de l'invention est de proposer
l'utilisation du procédé de fabrication de support pour
fabriquer des cartes à micro-circuits.
Ce but est atteint par le fait que le procédé de
fabrication des supports est utilisé en association avec
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un procédé de fabrication de carte à micro-circuits dans
lequel les cartes découpées sont reprises sur une ou
plusieurs chaines d'insertion de modules fonctionnant à
une cadence inférieure à la cadence de fabrication des
supports plastiques pour effectuer les étapes suivantes :
- fraisage du logement ;
- pré-encodage des microcircuits à semiconduc-
teurs ;
- découpe et encartage des modules formés d'un
circuit à semi-conducteurs monté sur un support formant
des plages de contact ;
- encodage et contrôle des cartes.
Selon une autre particularité, le procédé
comporte une étape de comptage par caméra et une étape de
mise en barquettes.
D'autres caractéristiques 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 d'ensemble du
procédé de fabrication de support plastique ;
- la figure 2A représente une vue de face du
dispositif de découpe utilisé dans le procédé de la
figure 1 ;
- la figure 2B représente une vue en coupe du
système d'entraînement, des poinçons et matrices de la
presse de découpe ;
- la figure 3 représente une seconde variante de
procédé de fabrication de supports plastiques utilisée
avec une chaine d'insertion des modules dans les supports
plastiques.
La figure 1 représente la partie de dispositif
formant l'impression sur le support plastique dans le
procédé de fabrication des supports plastiques qui est
utilisé à la figure 3 en association avec une chaîne
d'insertion de modules.
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Le dispositif d'impression de la figure 1 est
constitué d'un rouleau (1) supportant une bande (13) en
PVC de l'épaisseur souhaitable pour le support plastique
d'une carte et de largeur correspondant aux dimensions en
largeur ou en longueur d'une carte. Ce rouleau (1) débite
son ruban (13) dans un dispositif (2) de redressement de
la bande de façon à supprimer la courbure résiduelle que
celle-ci pourrait conserver à la suite du stockage en
rouleau. La bande (13) traverse ensuite un ensemble de
postes d'impression (4a, 4b, 4c, 4d) associé dans le cas
où l'impression se fait sur deux faces avec des postes
d'impression situés en vis-à-vis respectivement (3a, 3b,
3c, 3d). Chaque poste d'impression est constitué d'un
encrier (42), respectivement (32), associé à un rouleau
de laminage de l'encre (43), respectivement (33), et à un
rouleau encreur (41), respectivement (31). Le rouleau
encreur pénétrant dans l'encrier se recouvre d'encre et
le rouleau de laminage (43 ou 33) permet par réglage de
sa vitesse de déterminer l'épaisseur de la pellicule
uniformément répartie sur le rouleau encreur (41),
respectivement (31). Ce rouleau encreur coopère avec un
rouleau porte-plaque (45), respectivement (35) qui porte
les plaques sur lesquelles les motifs à imprimer ont été
gravés. Les motifs à imprimer correspondent aux motifs à
faire figurer sur chacune des faces de la carte dans la
couleur correspondant à la station d'impression. Au
rouleau d'encrage (41), respectivement (31) est associé
un dispositif de mouillage (44), respectivement (34),
constitué de deux rouleaux (441, 442), respectivement
(341, 342) trempant dans un bac rempli de liquide
mouilleur et dont l'un (442), respectivement (342) est en
contact avec le rouleau d'encrage (41), respectivement
(31). Ensuite le motif est transféré sur le ruban en PVC
(13) à l'aide d'un rouleau blanchet (46) et
respectivement (36), pour le dispositif d'impression sur
la face inférieure. Il est bien évident que dans le cas
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où l'impression ne se fait que sur une seule face, chaque
station d'impression ne comportera que le dispositif
d'impression correspondant à la face qui doit être
imprimée et sur la face opposée sans motif on utilisera
simplement un rouleau de contre-pression. L'ensemble du
dispositif d'impression est représenté avec quatre
stations de façon à faire figurer les différentes
couleurs de base permettant l'impression des différents
motifs de couleur différente. Sur au moins une station
d'impression au moins un des rouleaux porte-plaque
comporte en plus du motif à imprimer la gravure d'un
repère imprimé qui permet de repérer la position du motif
formant la carte.
En sortie de la station du dispositif
d'impression, le ruban (13) imprimé est soumis à une
opération de séchage réalisée à l'aide de deux lampes à
rayonnement à ultraviolets (51), l'une (51R) pour la face
recto, l'autre (51V) pour la face verso de la bande (13)
dans le cas où il y a une impression double face. Si
l'impression se fait simplement sur la face recto, seule
la lampe à W (51R) sera utilisée.
Dans une première variante de réalisation, le
dispositif de séchage est suivi d'un ensemble de quatre
rouleaux, deux (52, 53) coopérant avec la bande par
friction pour entraîner celle-ci et assurer son
entraînement entre le dispositif de redressement et la
sortie du dispositif d'impression. Dans la première
variante, la bande (13) imprimée re,coit également sur
chacune de ses faces deux couches de ruban (131, 132) qui
seront soudées ou collées par ultrason et qui constituent
des couches de protection "overlay". Ces rubans (131,
132) sont débités à partir de deux bobines (S4, 55)
situées de part et d'autre de la bande (13) dans le cas
où celle-ci est imprimée en double face. Si la bande est
3S imprimée sur une seule face, seule la bobine
correspondant au côté imprimé sera maintenue sur le
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dispositif. En sortie de la station d'entraînement (52,
53) , le ruban (13) constitue,comme figuré ~ la figure 1,
une boucle (133) qui permet de déterminer 1'avance ou le
retard de la station d'impression par rapport à la
station de découpage (6). A la station de découpage, la
bande (13) est découpée en carte, comme on l'explicitera
ci-après à la lumière de la figure 2.
Dans une autre variante de réalisation de la
station d'impression, représentée à la figure 3, à la
succession de stations (4a à 4d) constituant les
dispositifs d'impression pour les couleurs neceCc~ires au
motif est ajoutée une station supplémentaire (4e),
respectivement (3e), qui permet le dépôt sur chacune des
faces imprimées d'une pellicule de vernis jouant le rôle
de protecteur pour l'impression.
La station de découpage (6) représentée aux
figures 2A et 2B est constituée d'un support (60) sur
lequel est montée une matrice (61) comportant des
colonnes (63) sur lesquelles coulisse un poinçon (62)
actionné par un ensemble bielle (69), manivelle (64),
excentrique (65) entraîné en permanence par un moteur.
Dans le corps de la matrice (61), un passage (611) permet
la mise en place d'un dispositif photo-électrique (612)
assurant la détection des repères imprimés imprimés à
proximité de chaque motif représentatif de la carte. La
détection du repère assure la mise en place de motifs en
vis-à-vis du poinçon pour permettre la découpe à la volée
et déclenche l'arrêt de l'entraînement de la bande (13)
qui est assuré par deux rouleaux (66, 67) avant la
descente du poinçon (62). Au moins un de ces deux
rouleaux (66, 67) comporte sur sa bordure un moletage
(661, 662) qui vient créer un moletage correspondant sur
le bord de la bande. La dimension de ce moletage et la
dimension de la bande (13) sont prévues pour que les
parties moletées ne soient pas dans la surface qui
constituera par la suite la carte et qui sera découpée
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dans la station de découpage (6), figurée à la figure 1.
Un rouleau (68) dispoæé en amont des deux rouleaux
d'entraînement (66, 67) est soit associé avec un bras
pantographique et un système de détection électrique à
contact, soit associé avec un système photo-électrique,
pour permettre de détecter la dimension de la boucle
(133) formée sur le ruban (13) entre la sortie du
dispositif de séchage et l'entrée dans le dispositif de
découpe (6) du procéd~ de fabrication. En fonction de la
dimension de cette boucle (133), la vitesse d'impression
sera accélérée ou ralentie. Lorsque la boucle (133)
augmente, la vitesse d'impression va augmenter et lorsque
la boucle (133) arrive en dessous d'une certaine valeur,
la vitesse des stations (3, 4) d'impression est diminuée.
Ceci permet d'adapter la vitesse d'impression à la
vitesse de découpe de l'outil (6) qui peut atteindre une
cadence de 10 à 11.000 cartes à l'heure alors que le
dispositif d'impression peut atteindre une vitesse de
20m/s, ce qui nécessiterait un outil ayant des cadences
nettement supérieures.
Les cartes découpées en sortie de la presse (6)
sont rassemblées en lots et transférées sur une chaîne de
montage des ensembles modulaires, comme représenté à la
figure 3. Cette chaîne de montage des modules a une
cadence de l'ordre de 3.000 cartes à l'heure. Il est donc
souhaitable de disposer de plusieurs chaînes en
parallèle. Chacune des chaînes comprendra un dispositif
de fraisage des logements (7) dans lequel un ensemble de
fraisage du type de celui décrit dans la demande de
brevet 93 04072 déposée au nom de Gilles LEROUX S.A. est
utilisé. Cette opération est suivie d'une opération de
pré-encodage (8) de la puce. Puis la puce est placée sur
un support modulaire, découpée, puis encartée, comme
représentée à l'étape 9. La carte pourvue de son module
de circuit intégré est ensuite amenée à un ensemble
d'encodage et de contrôle (10) puis est transportée sur
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un tapis pour passer devant une caméra de comptage (11)
et ensuite être rassemblée en barquettes au poste (12).
On comprend que par l'utilisation du système
d'impression spécifique et de l'outil de découpage
associé avec l'outil d'encartage des microcircuits décrit
ci-dessus on arrive à obtenir des cadences de fabrication
élevées, de l'ordre de lO à 11.000 cartes par heure dans
le cas où l'on utilise plusieurs chaînes d'encartage de
puces en parallèle alimentées par la même chaîne de
fabrication des supports plastiques.
D'autres modifications à la portée de l'homme de
métier font également partie de l'esprit de l'invention.
