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WO 99/62028 . PCT/FR99/01232
PROCÉDÉ DE FABRICA'PION D'UN DISPOSITIF ÉLECTRONIQUE
PORTABLE COMPORTANT AU MOINS UNE PUCE DE CIRCUIT
INTÉGRÉ
La prêsente invention concerne la fabrication d'un
dispositif électronique portable, comportant au moins
une puce de circuit: intégré qui est noyée dans un
support et électriquement reliée à des éléments
d'interface constitués par un bornier de connexion
et/ou une antenne. Ces dispositifs électroniques
portables constituent par exemple des cartes à puce
avec et/ou sans contact ou encore des étiquettes
électroniques.
l0 Les cartes à puce avec et/ou sans contact sont
destinées â la réalisation de diverses opérations,
telles que, par exemple, des opérations bancaires, des
communications téléphoniques, diverses opérations
d'identification, ou des opérations de type
1:~ télébillétique.
Les cartes à contact comportent des métallisations
affleurant la surface de la carte, disposées à un
endroit précis du corps de carte; dëfini par la norme
usuelle ISO 7816. Ces métallisations sont destinées à
20 venir au contact d' une tête de lecture d' un lecteur en
vue d'une transmission électrique de donnêes.
Les cartes sans contact, quant à elles, comportent
une antenne qui permet d'échanger des informations avec
l'extérieur grâce à un couplage électromagnétique entre
2!5 l'électronique de la carte et un appareil récepteur ou
lecteur. Ce couplage est réalisé en mode lecture ou en
mode lecture/écriture et la transmission des donnëes
s'effectue par radiofréquence ou hyperfréquence.
I1 existe êgalement des cartes hybrides
3~) ("combicards") comportant à la foi" des métallisations
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affleurant la surface de la carte et une antenne noyée
dans le corps de c<~rte. Ce type de carte peut donc
échanger des données. avec l'extérieur soit en mode à
contacts, soit en mode sans contact.
Telles qu'elles sont réalisées actuellement, les
cartes sans contact sont, de même que les cartes à
contacts, des objets portables de faible épaisseur dont
les dimensions sont normalisées. La norme usuelle ISo
7810 correspond à une: carte de format standard de 85 mm
de longueur, de 54 mm de largeur et de 0,7G mm
d'épaisseur.
La majorité des procédés de fabrication de cartes à
puce est basée sur l'assemblage de la puce de circuit
intégré dans un sous-ensemble appelé micromodule qui
1~5 est ensuite encarté en utili~~ant des procédés
traditionnels.
Un procédë classique, illustré sur la figure 1,
consiste à coller une puce de circuit intégré 20 en
disposant sa face active avec ses plots de contact 22
vers le haut, et en collant Ia face opposée sur une
feuille support diélectrique 28. La feuille
diélectrique 28 est elle-même disposée sur une grille
de contacts 24 d'une plaque métallique en cuivre
nickelë et doré. Des puits de connexion 21 sont
pratiqués dans la feuille diélectrique 28 et des fils
de connexion 26 relient les plots de contact 22 de la
puce 20 aux plages de contacts de la grille 24 par
l'intermédiaire de sE_s puits de connexion 21. Enfin,
une résine d'encapsulation 30, à base d'époxy, protège
la puce 20 et les fils de connexion 26 soudés. Le
module est ensuite dêcoupé puis encarté dans la cavité
d'un corps de carte préalablement décoré.
Ce procédé présente cependant l'inconvénient d'être
coûteux. En effet, étant donné que le micromodule est
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fabriqué séparément du support de carte, les étapes de
fabrication d'une carte à puce sont très nombreuses et
contribuent à accroître le coût de fabrication. De
plus, la plaque support métallique en elle-même reste
un élément très cher car la connexion, par fils
notamment, nécessite des métallisations en nickel et
or.
La présente invE:ntion a donc pour but de supprimer
les étapes intermédiaires de fabrication d'un
7.0 micromodule de maniere à augmenter le rendement et à
réduire le coût de fabrication.
Des procédés d<~ fabrication de cartes à puce, sans
étape intermédiaire de réalisation d'un micromodule,
ont déjà été étudiés. Une première solution, décrite
J.5 dans les demandes de brevet FR2671416, FR2671417 et ER
2671418, consiste à encarter une puce de circuit
intégré directement .dans un corps de carte. Pour cela,
le support de carte est localement: ramolli et la puce
est pressëe dans la zone ramollie. Aucune cavité n'est
20 donc pratiquée dans le corps de carte. Une carte
obtenue selon cette technologie est schématisée en vue
de dessus sur la ffigure 2. La puée 20 est disposée de
telle sorte que ses plots de cont<~ct 22 affleurent la
surface de la carte 10. Des opêrations de sérigraphie
a;5 permettent ensuite d'imprimer, sur un même plan, des
plages de contact 25 et des pistes conductrices 27
permettant de relier Les plages de contact 25 aux plots
de contact 22 de la puce 20. Un vernis de protection
est ensuite appliqué sur la puce 20.
a0 Cette première' solution présente cependant
plusieurs inconvénients. Tout d'abord, étant donné
qu'aucune cavité n 'est pratiquée dans le support de
carte, ce procédé ne peut êtré adapté qu'à des puces de
très petites dimensions. De plus, l'opération de
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sérigraphie des pla<~es de contacts 25 et des pistes
d'interconnexion 27 est délicate à mettre en oeuvre car
le positionnement cles pistes 27 sur les plots de
contact 22 de la puce 20 nécessite une très grande
précision d'indexation qui doit être contrôlée par VAO
(Vision Assistêe par Ordinateur). Cette contrainte nuit
à la cadence et au rendement du procédé de fabrication.
La puce doit par ailleurs être parfaitement
positionnée, pour qu.e ses plots de contact 22 soient
disposés parallèlement aux bords latéraux de la carte,
afin de pouvoir réaliser les plages de contact 25
parallèles aux bords latéraux de la carte. Or, la puce
étant disposée dans une zone localement ramollie, il
n'est pas facile de La positionner correctement, et les
cartes à puce dont les plages de contact sont disposées
légèrement de biais sont destinées au rebut.
Ce procédé est par conséquent trop délicat à mettre
en oeuvre pour ~~tre adapté à une production
industrielle. De plus, le pourcentage de cartes
destinées au rebut reste important si bien que le coüt
de fabrication est très élevé.
üne autre solution ayant été envisagée utilise la
technologie "Chrysalide". Cette technologie repose sur
l'application de pistes électriquement conductrices par
un procédé de type MID ("Moulded Interconnection
Device" en littérature anglo-s,axonne). Plûsieurs
procédés associés à cette technologie ont déjà fait
l'objet de dépôts de demandes de brevet. Les demandes
de brevet EP-A-0 '753 827, EP-A-0 688 050, et EP -A-
0 688 051, notamment, décrivent des procédés de
fabrication et d'a~;semblage d'una_ carte à circuit
intëgré. La carte comporte un logement pour recevoir le
circuit intégré, et des pistes électriquement
conductrices sont disposées contre le fond et les
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paroïs latérales du logement et ont reliées à des
plages métalliques de contact formées sur la surface du
support de carte.
L'application des pistes conductrices dans le
5 logement peut étre~ effectuée de trois manières
différentes.
Une première manière consiste à réaliser de
l'estampage â chaud. Pour cela, une feuille comportant
des métallisation: en cuivre, recouvertes
éventuellement d'étain ou de nickel, et munie d'une
colle activable à chaud, est dëcoupée puis collée à
chaud dans le logement.
Une deuxième manière consiste à appliquer, au moyen
d'un tampon, une laque contenant un catalyseur au
Palladium, aux endroits destinés à être métallisés; à
chauffer la laque; puis à réaliser une métallisation,
par dépôt de cuivre et/ou de nickel, en utilisant un
procédé électrochimique d'autocatalyse.
Une troisième manïére consi~>te à réaliser une
lithogravure â partir d'hologrammes laser. Cette
lithogravure permet. de réaliser des dépôts de
mêtallisations en trois dimensions avec une très grande
précision et une haute résolution.
Tous ces procédés d'application de métallisations
sont cependant complexes à mettre en oeuvre et donc
coûteux. Ils néces;~i_tent souvent l'utilisation d'un
outillage spécifique et de plusieurs étapes
supplémentaires. Or_, le but de 7.'invention étant de
supprimer des étape~~ de fabrication du micromodule, ce
n'est pas pour en rajouter d'autres au moment de
l'application des pistes conductrices.
De plus, les métallisations étant réalisées en
cuivre et/ou en n~_ckel, elles restent coûteuses et
contribuent à augmenter le prix de revient des cartes.
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La technologie "Chrysalide" fait donc appel à des
procédés trop complexes, coûteux et nuisibles au
rendement de fabrication, pour êi~re adaptée à une
production industrielle en grande masse.
Pour pallier les inconvénients précités,
l'invention propose un procédé de fabrication d'un
dispositif électronique portable, tel qu'une carte â
puce, selon lequel les étapes de fabrication d'un
micromodule sont supprimées. Pour cela, des pistes
1C1 conductrices et des éléments d'interface sont réalisés
par impression, en trois dimensions, d'une substance
conductrice. La puce c~st ensuite connectée aux éléments
d'interface, par l'intermédiaire des pistes
conductrices.
lai L'invention a plus particulièrement pour objet un
procédé de fabrication d'un dispositif électronique,
tel qu'une carte à puce, comprenant: au moins une puce
de circuit intégré qui est noyée dans un support de
carte et qui comporte des plots de contact reliés, par
20 l'intermédiaire de pistes conductrices, â des éléments
d'interface constitués par un bornier de connexion
et/ou une antenne, caractérisé en ce qu'il consiste â .
- réaliser, dans, le support carte, une cavité
présentant des parois inclinées,
2'S - rëaliser une impression d'encre conductrice, en
trois dimensions, pour former un motif comprenânt les
éléments d'interface et les pistes conductrices, ledit
motif s' étendant de l.a surface du support de carte, le
long des parois inclinées de la cavité jusque dans le
30 fond de celle-ci,
- reporter et connecter la puce dans le fond de la
cavité,
- enrober la puce dans une résine de protection.
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La forme de la cavité à parois inclinées permet de
faciliter le dépôt d'encre conductrice par une
technique d'impression. De plus, L'encre conductrice
présente un coût avantageux par rapport au cuivre ou au
nickel utilisés dans le cas de dépôt. de métallisations.
Par ailleurs, les élë.ments d'interface étant imprimés,
ils présentent une épaisseur négligeable.
Le procëdë selon l'invention présente en outre
l'avantage d'être rapide et peu coüteux. Cet avantage
1G est notamment dû au Fait que les éléments d'interface
ainsi que les pistes conductrices sont formës en une
seule étape consistant en une technique simple
d'impression d'encre conductrice.
D'autres particularités et avant=ages de l'invention
apparaîtront à la 1_ecture de la description donnée â
titre d'exemple illustratif et non limitatif, et faite
en référence aux figures annexées qui représentent .
- la figure 1, déjâ décrite, un schéma en section
2C) transversale qui illustre un procédé traditionnel de
fabrication de carte â puce à contacts,
- la figure 2, di~jà décrite, un schéma en vue de
dessus, d'une carte à puce fabriquée selon une
technologie connue,
- la figure 3, un schéma d'une Carte à puce à
contacts obtenue selon un procédé de l'invention;
- les figures 4A et 4B, respectivement une vue de
dessus et une vue en coupe d'une carte à puce à
contacts selon l'invention, dans laquelle la puce est
3n reportée selon un montage "flip chie",
- les figures 5A et 5B, respectivement une vue de
dessus et une vue en coupe d'une carte à puce à
contacts selon l'invention, dans laquelle la puce est
reportée selon un autre type de montage,
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les figures 5C et 5D, deux vues de dessus d'une
carte à puce à contacts selon l'invention, dans
laquelle la puce e.st respectivement reportée puis
connectée selon un autre type de montage,
- les figures 6A et GB, respectivement une vue de
dessus de deux étiquettes électroniques au cours de
leur fabrication,
- les figures 7A et 78, une vue de dessus de deux
cartes hybrides, réalisées selon le procédé de
l'invention.
La figure 3 schématise une carte à puce à contacts
obtenue selon un mode de réalisation d'un procédé selon
l'invention.. Le corps de carte, référencé 100, est
obtenu selon un procédé classique de fabrication, par
exemple par injection de matière plastique dans un
moule. Ce support de carte 100 comporte, à un
emplacement défini par la norme ISO, un élément
d'interface constituë~, dans l'exemple de la figure 3,
par un bornier de connexions 110 muni de plages de
contact 111 affleurant la surface. Ces plages de
contact 111 sont positionnées autovur d'une cavité 120
pratiquée dans le corps de carte. Cette cavité est
pratiquée soit par fraisage, soit lors de l'injection
de la carte, ce qu.i est plus économique. Elle est de
préférence circulaire et prêsente d~~s parois inclinées.
Cependant, elle peut tout aussi bien être
rectangulaire, losangique ou octogonale etc. Des pistes
conductrices 112, rattachées aux plages de contact 111,
tapissent par ailleurs le fond et. les parois de l.a
cavité I20.
En fait, les plages de contact 111 et les pistes
conductrices 112 forment un seul motif obtenu en une
seule étape, par impression, en trois dimensions,
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d'encre conductrice. Ainsi, les p)_ages de contact 111
sont constituées d'encre conductrice, déposée par
impression sur la surface 100 de la carte, et se
prolongent par des pistes conductrices 112, le long des
parois inclinées de la cavité, jusque dans le fond de
celle-ci.
La forme inclinée de la cavité 120 est importante
car elle permet de faciliter L'impression d'encre
conductrice. Dans l'Exemple schématisé sur la figure 3,
1.0 la cavité possède deux plans . )_e premier plan est
horizontal et défini à l'intérieur d'un premier cercle
121 formant le fond de la cavité; le deuxième plan,
formant les parois de la cavité 120, est incliné et
défini à l'intérieur d'un deuxième cercle 122. La
1.5 profondeur de la cavité doit être suffisamment faible
pour faciliter l'impression du motif. Ainsi, elle est
de préférence comprise entre 100 et 600 ~cm, par exemple
de l'ordre de 300 ~,m.
La cavité peut cependant être d.e toute autre forme,
20 par exemple rectangulaire, losangique ou octogonale.
Une puce de circuit intégrë 200 est reportée dans
le fond de la cavïté 120 ~et connectée, par
l'intermédiaire des pistes conductrices 112, aux plages
de contact 111.
L'impression, en trois dimensions, -d'encre
conductrice pour former l'élément d'interface 110 et
les pistes conductrices 112 peut être réalisée selon
différentes techniques.
Dans un premier mode de réalisation, l'impression
d'encre conductrice est obtenue p<~r une technique de
tampographie. Pour cela, un tampon encreur permet de
reporter l'encre conductrice, selon le motif désiré,
sur la surface de la carte et dans )_a cavité.
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De préférence, le tampon esi~ réalisé en matiëre
déformable, par exemple en matière silicone, afin de
s'adapter à la forme de la cavité. En fait, la forme et
la matière du tampon sont définies en fonction non
5 seulement de la forme de la cavité mais aussi de la
résolution souhaitée pour le motif à imprimer.
Cette technique peut être misa en oeuvre soit avec
un tampon â déplacE=_ment vertical vers la carte, soit
avec un tampon rotatif.
10 Dans un deuxiérrne mode de réalisation, l'impression
d'encre conductrice est obtenue par une technique
d'impression offset utilisant un rouleau compressible
et de faible dureté de type blanchet pour le transfert
de l'encre sur la carte.
Excepté les contraintes sur le rouleau de type
blanchet, le reste des paramètres d'impression est
similaire aux tE=c:hniques classiques d'impression,
c'est-à-dire l'utilisation d'un encrier, d'une plaque
polymère ou métallique, comportant le motif à impr:Lmer
creux ou en relief, et d'un rouleau de transfert
d'encre.
Dans les deus; techniques de tampographie et
d'impression offset la profondeur de la cavité ne doit
pas être trop importante en regard de la souplesse du
rouleau ou du tampon utilisé. Typiquement, la
profondeur de la cavité est comprise entre 100 ~m et
600 gym.
Un troisième mode de réalisation, pour l'impression
d'encre conductrice en trois dimensions, consiste à
utiliser une technique d'impression par jet d'encre.
Traditionnellement, la technique d'impression par jet
d'encre peut étre réalisée de deux manières diffêrentes
et bien connues . soit par une méthode dite de goutte à
la demande, soit par jet d'encre continu dévié.
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Cette dernière technique d'impression par jet
d'encre consiste à projeter des gouttes chargées en
électricité statique suivant une trajectoire définie.
Au cours de l'impress.ion, la trajectoire de ces gouttes
peut être modifiée en appliquant une polarisation
différente à des plaques de déviation.
Afin de pouvoir réaliser une impression en troïs
dimensions de bonne qualité et imprimer correctement le
motif comprenant des éléments d'interface et des pistes
l0 conductrices, la cavité ne doit pas comporter de plan
proche de la vert:.icale, mais uniquement des plans
horizontaux ou inclinés selon un angle d'inclinaison
compris entre 5 et 30°, de préférence entre 15 et 20°.
Grâce à ces techniques d'impression d'encre
conductrice en tro.i,s dimensions, il est possible
d' imprimer, en une saule étape, à aa fois des éléments
d'interface constitués par un bornier de connexion
et/ou une antenne, et: des pistes conductrices destinées
à permettre la connexion de la puce. Dans ce cas, les
éléments d'interface et les pistes conductrices forment
un seul et même motif.
Les différente:, techniques d'impression permettant
d'utiliser différent:es sortes d'encre conductrice.
Ainsi, l'encre conductrice peut être constituée par une
encre â solvant, comportant une résine polymère
solubilisée dans un solvant avec des -charges
conductrices (particules métalliques), qui durcie par
évaporation du solvant. L'encre peut en outre être une
encre thermodurcissable mono- ou bicomposant, une encre
à polymérisation sou; rayonnement UV, un composé de
type pâte ~ braser c:>u encore un alliage métallique.
La puce peut, qu<~nt à elle, être reportée au fond
de la cavité selon trois types de montage différents.
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Une premiêre méthode consiste à reporter la puce
selon un montage de type "flip chip". Ce type de
montage est déjà bien connu et il est représenté :pur
les schémas en vue de dessus et en coupe des figures 4A
et 4B. Sur la figure 48, les plages de contact 111 du
bornier de connexion 110 et les pistes conductrices :112
sont représentées par un trait épais noir pour
faciliter la compréhension. Mais, étant donné qu'elles
sont obtenues par impression d'encre conductrice, lE:ur
l0 épaisseur est en rÉ:alité négligeable. Le report de la
puce est effectué en la retournant, la face active
comportant les plot.~> de contact 220 orientés vers le
fond de la cavité 120. La puce 200 est ensu_Lte
connectée en appliquant ses plot~~ de contact 220 sur
les plages conductrices 112 préalablement imprimées,
sans utilisation de fils conducteurs. Dans ce cas '.Les
pistes d'interconnexion 112 doivent être imprimées avec
précision et elle~> sont amenées jusqu'à l'emplacement
exact des plots dE=_ contact 220 de 7.a puce 200 de
circuit intégré.
Dans l'exemple illustré sur l.a figure 4B, la puce
200 est connectée aux pistes conductrices 112 au moyen
d'une celle 350 à conduction électrique anisotrope bien
connue et souvent: utilisée pour le montage de
composants passifs en surface. Cette colle 350 contient
en fait des part:ïcules conductrices élasti:quement
déformables, qui permettent d'établir une conduct_Lon
électrique suivant l'axe z (c'est à dire suivi nt
l'épaisseur) lorsqu'elles sont pressées entre les plots
de contact 220 et les pistes conductrices 112, tout en
assurant une isolai=ion suivant les autres directions
(x, Y)~
Dans une varia nte de réalisation, la connexion
électrique peut être établie au moyen de protubérances
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formées par un adhésif conducteur, préalablement déposé
sur les plots de contact 220 de la puce et réactivé à
chaud lors du report de la puce.
Une autre façon d'êtablir la connexion électrique
entre la puce 200 et les pistes conductrices 1:L2
consiste à réaliser, ;pur les plots de contact 220 de :La
puce 200, des bossagE~s en matëriau conducteur, destinës
à améliorer le contact électrique, puis à appliquer :La
puce sur le mot u:' préalablement imprimé, avant la
polymérisation compléte de l'encre conductrice utilisëe
pour l'impression du motif. La fixation et la connexion
de la puce s'effectuent alors simultanément, au cours
de la polymérisation de l'encre conductrice du motif
imprimé.
Enfin, dans le cas où les pistes conductrices 17_2
sont réalisées par impression par jet d'encre, d'un
alliage métallique, :i.l est envisageable de fixer et de
connecter la puce en une seule étape de soudage. Pour
cela, des bossages en alliage mëtallique à bas point de
fusion sont rêalisës sur les plots de contact 220 de l.a
puce 200 et sont refondus au moment du report de l.a
puce afin de les souder aux pistes conductrices I12.
Une dernière étape de la fabrication de la carte à
puce à contacts affleurant illustrf~e sur la figure 4B
consiste ensuite à enrober la puce d'une résine de
protection 300. Pour cela, une goutte de rêsine e~>t
déposée dans la cavitë 120. De plus, pour obtenir une
surface externe plane, on utilise de préférence une
résine de très faible viscosité. Par ailleurs
lorsqu'une colle conductrice est utilisée pour l.e
report de la puce, 1a résine de protection doit être
choisie de façon à ce qu'elle soit compatible avec
cette colle.
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Une deuxiëme méthode pour effectuer le report de la
puce consiste à coller la puce â l'endroit avec sa face
active, comportant les plots de contact, orientée vers
le haut, c'est-à-dire vers l'ouverture de la cavité
120. Ce type de moisi=age est illustré par les figures 5A
et 5B qui schématisent respectivement une vue de des:~us
et une vue en coupe d'une carte à puce â contact
affleurant.
Dans ce cas, les pistes d'interconnexion 112 sont
amenées â proximité de l'emplacement prévu pour la puce
200. La puce 200 est collée dans le fond de la cavité
120, par la face opposée à la face active, en utilisant
une colle 500 isolante. La colle 500 utilisée peut par
exemple être un adhésif réticulant sous l'effet d'une
exposition à un rayonnement ultra-violet. La cadence de
cette opération de collage peut être particulièrems:nt
élevée, puisqu'il est possible de coller par exemple
cinq à six milles puces à l'heure.
Dans une deuxième étape, on réalise les connexions
électriques entre lc~s plots de contact 220 de la puce
200 et les pistes conductrices 112. Ces connexions sont
effectuées par dispense d'une résine conductrice 400
sur les plots de cantact 220 de la puce et les pistes
de connexion 112. ha résine conductrice 400 peut par
exemple être une colle polymérisable chargée en
particules conductrices telles que des particules
d'argent. Cette deuxième étape de connexion peut être
réalisée avec la même cadence élevée qu'à l'étape de
collage de la puce. De plus, ces deux étapes de col:Lage
et de connexion peuvent être réalisées en utilisant le
même équipement.
De la même manière que précédemment décrite, la
puce 200 est ensuite enrobée d'une résine de protection
300 qui est déposée dans la cavité 120 et affleure la
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surface du support de carte 100. cette résine
d'encapsulation permet ainsi de protéger la puce de
circuit intégré des contraintes climatiques et
mécaniques. Elle doit d'autre part être compatible avec
5 la colle isolante 500 et avec la résine conductrice 100
utilisées.
Les f figures 5A et 5B qu i viennent d' être décrii:es
schématisent une configuration pour laquelle chaque
plage de contact se trouve en face d'un plot de la puce
10 qui lui est associé. En revanche lorsque la puce est
montée selon une t.roisiëme méthode consistant en un
câblage filaire classique, il faudra utiliser un motif
interdigité tel que schématisé sur les figures 5C et 5D
et tel que décrit dans la demande de brevet EP-A-0 ï'53
15 827. Ce motif interdigité permet ainsi d'amener 7.es
pistes de connexion 112 de chaque plage de contact 17.1,
associée à un plot de contact 220 de la puce 200, à
proximité de ce plot, et d'éviter ainsi un
enchevétrement des f.ïls de connexion 2G0. La f figure 5C
représente plus particulièrement le motif interdigi.té
sur lequel une puce 200 est reportée. La figure 5D
représente en outre les connexions filaires 2G0 entre
les pistes de conne>;ion 112 et le~> plots de contact de
la puce.
L'invention s'applique également à la fabrication
de cartes à puce sans contact. Dans ce cas, les
éléments d'interface sont constitués par une antenne
dont les spires peuvent être imprimées sur la surface
de la carte et/ou dans la cavitë. Cependant, quel que
soit l'emplacement des spires, les extrémités de
l'antenne àoivent toujours être positionnées dans le
fond de la cavité, afin de pouvoir les connecter aux
plots de contacts de la puce.
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Les figures GA et GB schématisent deux étiquettes
électroniques vues de dessus, au cours de leur
fabrication. Ces deux étiquettes peuvent éventuellement
servir de base â la fabrication de cartes à puce sans
contact ou bien être utilisées telle qu'elles. Elles
sont référencées 100. Elles comportent une cavité 120
et une antenne 140. L'antenne 140 est obtenue p<~r
impression d'encre conductrice en utilisant l'une des
techniques d'impression citées précédemment, à savoir
la tampographie, l'impression offset ou le jet d'encre.
L'étiquette de la figure 6A comporte une antenne
140 dont ies spires sont réalisée~> à la fois sur la
surface de la cartEs et dans la cavité 120. Les pistes
conductrices associées à cet élément d'interface sont
formées par les extrëmités d'antenne 141, 142, et
aboutissent dans le fond de la cavité. Une puce, nc>n
représentée sur cette figure, est ensuite reportée dans
le fond de la cavitÉ~ et connectée aux extrémités 141.,
142 d'antenne.
Le report de l_a puce peut se faire des deux
manières décrites c:i-dessus. Cependant, dans le ca.s
d'un monr.age "f:Lip chip", on préfère éviter
l'utilisation d'une colle conductrice anisotrope afin
d'éviter des courts circuits susceptibles de se
produire du fait de la présence des spires d'antenne
dans le fond de la cavité.
Dans ce cas, et plus particulièrement dans le cas
du schéma de la figure 6B dëcrit ci-dessous, dans la
mesure où il n'y a que deux contacts â relier, on
pourra envisager d'effectuer la connexion en déposant
deux petites gouttea de colle conductrice puis en
positionnant la puce face retournée vers le bas.
Préalablement au report de la puce, on prêfère en outre
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protéger les spires d'antenne situées dans le fond de
la cavité en les recouvrant d'un vernis isolant.
L'antenne 140 de 1'ëtiquette représentëe sur la
figure 6B diffère de l'antenne représentée sur la
figure 6A par le fait que les spires sont entièrement
imprimées sur la surface du support de carte 100 ~et
seules les extrémités d'antenne 141, 142, formant des
pistes conductrices associées à l'antenne, aboutissent
dans le fond de la cavité. Cette forme de réalisation
J_0 permet de faciliter le report de la puce dans le fond
de la cavité. En revanche, dans ce cas les spirfss
d'antenne se chevauchent en au moins un point C de :La
surface de la carte. I1 est donc nécessaire d'appliquer
un vernis isolant sur ce(s) points) de chevauchement
1.5 afin d'éviter l'apparition d'un court-circuit.
Lorsque l'antenne est ainsi réalisée sur la surface
de la carte une étape ultérieure consiste à appliquer
sur ses spires un vernis isolant de protection.
On peut également noyer l'ant.enne, en appliquant
20 une autre feuille plastique sur la surface imprimée de
la carte, afïn de réaliser une carte à puce saris
contact.
Une résine d'encapsulation est par ailleurs déposée
dans la cavité 120 afin de protéger la puce, Ea
25 l'antenne lorsque celle-ci est située dans la cavité.
Une carte hybrp_de peut également être réalisée
conformément au procc'=_dé selon L'invention. Les figurE~s
7A et 7B schématisent. une telle carte. Dans ce cas, Le:s
30 éléments d'interface sont constitués par un bornier de
connexion 110 et une antenne 140. Le motif imprimé, pa.r
impression d'encre conductrice, comprend d'une part le
bornier de connexion 1.10 qui se prolonge par des pistes
conductrices 112 aboutissant dans le fond de la cavité,
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et d'autre part l'antenne 140 dont les extrémitës 141,
142 au moins abouti:~sent dans le fond de la cavité 120.
Une puce est ensuite reportëe dans le fond de la cavité
120 de telle sorte que ses plots de contact soient
connectés d'une part aux extrémités 141, 142 d'antenne
et d'autre part aux pistes conductrices 112 associi~es
aux plages de contacts 111 du bornier de connexion 110.
Pour des raisons de clarté, la puce n'est pas
représentée sur les figures 7A et 7B. La figure 7A
10~ illustre un mode de réalisation préféré, seîon lequel
l'antenne 140 est Entièrement réalisée dans la cavité
120 de manière à cE= que seules les plages de contact
111 du bornier de connexion 110 soient visibles sur la
surface du support de carte 100. Dans ce cas, 1_es
pistes de l'antenne se chevauchent et un vernis isolant
143 est déposé sur les points de chevauchement pour
éviter l'apparition d'un court-circuit.
Cependant, il e;st bien sûr envisageable de réali~;er
à la fois les spires d'antenne et le bornier de
connexion sur 1a surface du corps de carte, tel que
schématisé sur la figure 7B. Dans ce cas, seules les
extrémités d'antenne 141, 142 aboutissent dans le fond
de la cavité 120. LJn vernis isolant 143 est également
déposé sur les points de chevauchement des spires
d'antenne pour éviter l'apparition d'un court-circuit.
Dans l'exemple de la figure 7A, il est préférable
de protéger les spires d'antenne 140 par un vernis
isolant, avant le report de la puce, afin d'éviter
l'apparition de courts-circuits.
Le report de la puce peut se faire selon les
différentes méthodes décrites précédemment. Cependant
on préfêre la reporter selon la deuxième méthode, c'est
à dire la face active orientée vers le haut et les
plots de contact connectës au moyen d'une résine
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conductrice, comme ds=_ la colle â argent par exemple. Ce
mode de report requiert en effet moins de précision
concernant la position des pistes conductrices formées
par les extrémités 141, 142 d'antenne, et des pistes
conductrices 112 associées au bornier 110, par rapport
aux plots de contact de la puce; et il permet d'éviter
d'éventuels court-circuits en collant, dans le fond de
la cavité et sur les spires d'antenne 140, la face
inactive de ia puce a.u mayen d'une colle isolante.
Grâce au procédé selon l'invention, il est possible
de fabriquer des cartes â puce en grande masse car _La
cadence de _abrication est considérablement augmentéE:.
En effet, les étapes intermëdiaires de fabrication d'un
micromodule sont supprimées et la rëalisation chu
bornier de connexion, et/ou de l'antenne, et des pistes
d'interconnexion se fait en une seule et même êtape
consistant en une impression d'encre conductrice. I1 en
résulte une diminution importante du prix de revient.
De plus, le procédë selon 7.'invention est peu
coûteux car l'encre conductrice est. moins chère que l.e
cuivre, le Nickel et l'or qui sont utilisés dans :Legs
procédés classique~~ pour la réalisation des
métallisations et des connexions.
En outre, l'invention n'utilise pas d'équipement
cher ce qui réduit les coûts de fabrication.
D'autre part, la cavitë étant réalisée sur une
profondeur suffisamment faible, pour permettre une
impression à'encre conductrice de bonne qualité sur les
parois inc_inées et sur le fond (typiquement sur une
profondeur inférieure à 400 ~,m) , il reste au dos de la
puce, c'est-â-dire dans la partie inférieure de la
carte situé' sous la cavité, une quantité de matière
plus importante que dans les cartes à puce
traditionneîles. L'épaisseur restante sous la cavité
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est en effet comprise entre 350 et 500 ~Cm. Cette
épaisseur restante permet de réduire considérablement
les risques de formation de fissures susceptibles de se
produire. La tenue mécanique de la puce dans le corps
de carte est par conséquent amêl.iorée. De plus cetae
géométrie est extrémement facile à fabriquer par
moulage par injection avec un noyau fixe de conception
simple.
