CA2135632C - Procede de fabrication d'une carte comprenant au moins un element electronique et carte obtenue par un tel procede - Google Patents
Procede de fabrication d'une carte comprenant au moins un element electronique et carte obtenue par un tel procede Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une carte. Lors d e ce procédé, il est prévu d'apporter une structure de positionnement compressible (6), au moins un élément électronique (8) et un liant (12). L'élément électronique est placé de manière qu'il est superposé à la structure de positionnement compressible. Dans un premier cas, le liant (12) est apporté sous forme liquide. Dans un autre cas, ce liant est apporté sous forme de feuile solide, laquelle est ensuite fondue au moins partiellement par un apport d'énergie. A l'aide d'une presse, une pression est appliquée sur les divers éléments apportés. L'élément électronique (8) pénètre alors dans la structure de positionnement (6) et le liant se répand en enrobant l'élément électroniq ue (8). Finalement on obtient après solidification une carte pleine faisant également l'objet de la présente invention.
Description
94/22110 , ~ ~. ,'~ ~ ~ .,; ~, PCT/CH94/00055 P , E T F' T TE B ' E PAR L E
La prsente invention concerne une carte comprenant au moins un lment lectronique, ainsi qu' un procd de fabrication d'une telle carte.
Plus particulirement, la prsente invention concerne un procd de fabrication d'une carte ne prsentant aucun contact extrieur.
La carte selon l'invention peut par exemple tre utilise comme carte bancaire, comme carte d'accs un espace clos, ou encore en association avec un distributeur de marchandises. Une telle carte peut aussi tre utilise comme moyen d'identification ou de contrle.
On comprend par carte tout objet ayant une structure sensiblement plane dfinissant un plan gnral et prsentant un contour quelconque dans ce plan gnral.
I1 est connu de ~1'homme du mtier une carte.
comprenant des lments lectroniques, forme d'une coque dans laquelle sont prvus des logements, destins recevoir ces lments lectroniques, et d'une couche _ extrieure protectrice qui ferme les logements.
I1 est aussi connu une carte ayant une structure symtrique et forme de deux coques sensiblement semblables, chacune de ces deux coques ayant une surface structure servant former des logements, destins recevoir des lments lectroniques, lorsque les deux coques sont assembles.
Le procd de fabrication de cette dernire carte est gnralement le suivant .
- premirement, chaque coque est fabrique l'aide d'une technique d'injection,~par exemple par un moulage ~30 chaud. ' - deuxième~rent, les éléments électroniques sont placés dans'l'une des deux coques et l'autre coque est WO 94/22110 ;:.. t e~ ~.j ~ '~ ~~ PCTlCH94100055 .
ensuite posée sur la première, le tout étant assemblé par une technique d'assemblage à chaud.
Le procédé de fabrication de la carte décrit ci-avant présente plusieurs inconvénients.
En particulier, après l'assemblage à chaud des deux.
coques, les élëments électroniques ne remplissent que partiellement les logements . Ceci a pour conséquence que la carte présente, dans les endroits où sont situés les logements, des zones fragiles, spécialement lorsque les éléments électroniques incorporés dans la carte ont des dimensions relativement grandes. C'est ainsi que lorsqu'il est prévu un bobinage d'un diamètre de l'ordre de grandeur de la carte, un tel procédé de fabrication engendre sur les faces extérieures de la carte des zones déformées (bombées ou creuses>, ce qui est naturellement néfaste pour la planéité de la carte et pour des impressions pouvant étre prévues sur les surfaces extérieures de cette , carte.
On connaît encore du document EP-0 350 179 un procédé
de fabrication d'une carte consistant à placer dans un moule deux couches extérieures et un ensemble électronique, puis à injecter un matériau de remplissage sous forme liquide dans ce moule. Une fois durci, ce J
matériau de remplissage forme une couche intermédiaire entre les deux couches extérieures.
Pour augmenter la rapidité de production, il est prévu deux chaînes comprenant chacune plusieurs demi-moules reliés les uns aux autres. Ces deux chaînes sont susceptibles d'avoir un mouvement vertical et de former avec deux demi-moules correspondants, appartenant respectivement aux deux chaânes, un moule présentant une ouverture au moins sur la partie supérieure du moule pour permettre son remplissage. Äu-dessus de l'endroit où les deux demi-moules correspondants sont assemblés pour former un moule est prévue une buse permettant d'injecter le ~ 94122110 ~~ C' ' ' ' PCT/CH94/00055 ~ ~~a~~~
matériau de remplissage sous forme liquide dans le moule nouvellement formé.
Le procédé de fabrication d'une carte décrit ci-avant est complexe. De plus, pour de grands débits de production, ce procédé de fabrication nécessite un matériel important, ce quï le rend onéreux.
On notera encore que l'apport de l'ensemble électronique et son positionnement lors de l'injection ne sont nullement décrits dans le document considéré ici et ne sont pas évidents. I1 en est de même pour l'apport des couches extérieures dans les demi-moules.
La carte obtenue par le procédé de fabrication décrit ci-avant et telle que décrite dans le document SEP-0 350 179 est formée essentiellement de trois couches, à savoir d'une couche intermédiaire et deux couches extérieures. A
l'intérieur de la couche intermédiaire est prévu un ensemble électronique formé d'éléments électroniques, d'une bobine disposée sur un propre support et d'un support d'interconnexion, ce support d'interconnexion servant à relier électriquement et rigidement les éléments électroniques et la bobine.
Un inconvénient de cette carte provient du fait que le support d'interconnexion et le support propre à la bobine augmentent l'épaisseur de la carte. Ainsi, il est difficile d'obtenir une carte mince ayant une épaisseur de 0.76 mm prescrite par la norme ISO couramment utilisée pour les cartes bancaires.
On remarquera en outre~que le procédé de fabrication proposé pour cette carte n'assure pas que le support d°interconnexion et la couche extérieure voisine soient séparés par une couche du matériau de remplissage, ce qui est néfaste pour la bonne adhérence .de cette couche extérieure à la couche intermédiaire. De plus, ce procédé
de fabrication ne garantit pas un bon positionnement de l'ensemble électronique au sein de la couche intermédiaire.
:. g La présente invention a pour but de pallier les inconvénients décrits ci-avant en proposant un procédé de fabrication d'une carte peu onéreux et bien adapté à une production de cartes en grande série, ainsi qu'en proposant une carte pleine comprenant au moins un élément électronique incorporé dans cette dernière.
La présente invention concerne donc un procédé
de fabrication d'une carte, caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe d'étapes comportant les étapes suivantes .
B) apport, sur une surface de travail, d'au moins un élément électronique.
C> apport, sur ladite surface de travail, d'une structure de positionnement compressible de manière que Z5 ledit élément électronique est superposé à cette structure de positionnement compressible;
D) apport, sur ladite surface de travail, d'un , liant;
ce premier groupe d'étapes étant suivi par un deuxième groupe d'étapes comportant les étapes suivantes .
G) application d'une pression sur un ensemble comportant ledit élément électronique, ladite structure de positionnement compressible et ledit liant pour, d'une J
part, faire pénétrer ledit élément électronique au moins partiellement dans ladite structure de positionnement compressible et, d'autre part, permettre audit liant de former une masse dans laquelle est noyé ledit élément électronique;
H) solidification de ladite masse formée par ledit liant lors de ladite étape G de manière que cette masse relie rigidement ledit élément électronique et ladite structure de positionnement compressible et fige cette dernière dans une configuration résultant de ladite étape G.
I1 résulte des caractéristiques mentionnées ci-dessus gue le procédé selon l'invention est peu onéreux. En ~ n effet, ce procédé nécessite qu'un matériel relativement simple et bon marché. Ensuite, le procédé selon l'invention permet facilement de fabriquer plusieurs cartes simultanément. I1 est donc bien adapté à la S production de cartes en grand série.
Ensuite, le procédé de fabrication d'une carte selon l'invention décrit ci-dessus assure le positionnement de l'élément électronique au sein de la carte. Ce positionnement de l'élément électronique obtenu par Ia pénétration de celui-ci dans la structure de positionnement compressible rend 12 procédé selon l'invention particulièrement fiable. De plus, ceci peut être avantageux pour plusieurs applications possibles de la carte obtenue par ce procédé de fabrication.
Selon diverses variantes nullement limitatives du procédé selon l'invention, la structure de positionnement compressible est formé par une structure alvéolée, une structure constituée de fils tissés ou enchevêtrés, une feuille ondulée perméable au liant ou encore un papier gaufré également perméable au liant.
Dans un premier cas, la structure de positionnement compressible est formé par une seule et même pièce alors que dans un autre cas, cette structure de positionnement compressible est formée en deux parties. Dans ce dernier cas, l'élément électronique est placé entre ces deux parties.
Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé
selon l'invention, le liant apporté lors de l'étape D est formé par un liquide. A titr e d'exemple, le liant est formé par une résine apportée sous forme de liquide visqueux à température ambiante, cette résine ayant la propriété de durcir au contact de l'air.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé
selon l'invention décrit ci-avant, le liant apporté dans l'étape D est formé par un matériau fusible solide. Dans WO 94/Z2110 ' ~~ ''~ ~ ~ PCT/CI-194/00055 ';~ - ~ ~':~ ;~ :., .
ce deuxième mode de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention comporte dans le deuxième groupe d'étapes également l'étape suivante .
F) apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement le liant.
Dans une variante préférée du deuxième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'étape G comporte une première phase, précédant l'étape F, dans laquelle la pression appliquée sur l'ensemble sert à faire pénétrer - 10 l'élément électronique dans la structure de positionnement compressible et une seconde phase, simultanée ou ultérieure à l'étape F, dans laquelle la pression appliquée sur l'ensemble permet au liant de former une masse dans laquelle est noyé l'élément électronique.
Selon une caractéristique particulière du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention, il est prévu d'apporter au moins une couche extérieure sur la surface , de travail. Cette couche extérieure est placée de manière que ledit ensemble, comportant l'élément électronique, la structure de positionnement compressible et le liant, est situé soit sur cette couche extérieure, soit sous cette couche extérieure et que l'élément électronique est situé
entre cette couche extérieure et la structure de - positionnement compressible. Dans le cas o~. deux couches extérieures sont prévues, celles-ci sont placées de part et d'autre dudit ensemble.
On notera que lorsqu'aucune couche extérieure n'est prévue, la surface de travail est non-adhérente au liant.
La structure de positionnement compressible est choisie de telle manière qu'elle permet un écoulement latéral. du liant apporté tout au long du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention. De cP fait, le liant peut s'étendre de mànière homogène dans un plan sensiblement parallèle au plan de la surface de travail, ce qui empêche la formation de régions de surpression lors de l'étape d'application d'une pression et permet au liant 94/12110 . .~ .~ e~1 ~ ~3 c~ ~, d'enrober correctement l~élément électronique et, le cas échéant, une bobine. De plus, un surplus de liant peut aisément être évacué latéralement lors de l'étape G.
Dans le cas du deuxième mode de mise en oeuvre et lorsque des couches extérieures sont préwes, la structure de positionnement assure le maintien de ces couches extérieures lors de l'apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement le liant. De ce fait, la structure de positionnement compressible empêche que ces couches extérieures se rétractent ou ondulent sous l'effet de l'appor.t d'énergie.
Ainsi, la structure de positionnement assure en premier Iieu le positionnement de l'élément électronique et des divers autres éléments prévus dans la carte tout au long du procédé selon l'invention. Ensuite, elle assure un écoulement latérale du liant lorsque celui-ci est dans sa phase liquide et en particulier lorsqu'une pression est appliquée sur ce dernier. De plus, cette structure de positionnement compressible assure en partieulier que la couche extérieure supérieure, lorsque cette dernière est prévue, reste sensiblement pïane tout au long du procédé.
Lorsqu'une étape d'apport d'énergie est prévue, on notera que le liantprésente avantageusement une température de fusion inférieure à la température de fusion du matériau constituant, le cas échéant, la couche extérieure supérieure et/ou la couche extérieure inférieure.
Dans un troisième mode de mise en oeuvre, le matériau choisi pour le liant, la quantité d'énergie apportée et la pression exercée sur ce liant sont choisies de manière que le -liant comprime et pénètre~entièrement la structure de positionnement compressible de telle manière que la structure de positionnement compressible est entièrement englobée dans une masse formée par le liant, cette masse présentant alors une région superficielle supérieure et une région superficielle inférieure définissant.
.. r. ~.. ~:
WO 94/22110 ''" ' '~ ° " ~ ~~ ~~ PCT/CH94/00055 respectivement des première et deuxième couches extérieures.
La présente invention a également pour objet une carte comprenant au moins un élément électronique et une couche formée par un liant dans lequel est noyé ledit élément électronique, cette carte étant caractérisée en ce qu'elle comprend une structure de positionnement comprimée située à l'intérieur de ladite couche formée par ledit liant, cette structure de positionnement comprimée définissant une zone interne à l'intérieur de laquelle est positionnée ledit élément électronique.
Selon un mode de réalisation particulier, la carte comprend en outre une bobine ayant deux extrémités de contact électrique directement reliées à l'élément électronique prévu.
Finalement, selon un autre mode de réalisatïon particulier de la carte selon l'invention, cette dernière comprend une première couche extérieure et une deuxième couche extérieure, la couche formée par le liant constituant une couche intermédiai_.-e entre ces première et deuxième couches extérieures, au moins la majeure partie de la surface interne de chacune de ces première et deuxième couches extérieures étant recouverte par le liant, ce dernier assurant la cohésion de ces première et deuxième couches extérieures avec la couche intermédiaire.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront également exposés à l'aide de la description suivante faite en référence aux dessins annexés, lesquels sont donnés à titre nullement limitatif et dans lesquels .
La figure 1 représente schématiquement un premier mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention;
La figure 2 représente schématiquement une variante du premier mode de mise en oeuvre de la figure 1;
u H PCTlCH94/00055 La figure 3 reprsente schmatiquement un deuxime mode de mise en oeuvre du procd de fabrication d'une carte selon l'invention;
Les figures 4 et 5 reprsentent schmatiquement et en coupe des premier et deuxime modes de ralisation d'une carte selon l'invention;
La figure 6 reprsente schmatiquement un troisime mode de mise en oeuvre du procd selon l'invention;
La figure 7 reprsente schmatiquement et en coupe un' troisime mode de ralisation d'une carte selon l'invention rsultant du troisime mode de mise en oeuvre;
La figure 8 reprsente schmatiquement et en coupe une variante du deuxime mode de ralisation d'une carte selon l'invention;
On notera que, dans les divers modes de mse en oeuvre du procd de fabrication d'une carte selon l'invention reprsents aux figures 1. 2, 3 et b, les , divers lments intervenant sont reprsents schmatiquement en coupe. Dans chacune de ces figures, le plan de coupe choisi correspond un plan perpendiculaire au plan gnral de la carte obtenue par le procd selon l'invention.
En se rfrant aux figures 1, 2, 9, 5 et 8, on J
dcrira ci-aprs un -premier mode de mise en oeuvre du procd selon l'invention, ainsi que des premier et deuxime modes de ralisation d'une carte selon l'invention obtenue par ce premier mode de mise en oeuvre du procd selon l'invention.
Selon ce premier mode de mise en oeuvre, il est prvu d'apporter, sur une surface de travail 2, une premire cczuche extrieure 4. Sur cette couche extrieure 4 est -apporte une structure de positionnement compressible 6.
. Ensuite, un lment lectronique 8 et une bobine 10 sont - ~. apports et placs sur la structure de positionnement compressible 6. Un liant 12 sous forme de feuille solide est galement apport sur la surface de travail 2 et WO 94/22110 ~; . ~ ~ PCTICH94/00055 placé sur l'élément électronique 8 et la bobine 10. Sur cette feuille de liant 12 est encore apportée une deuxiême couche extérieure 14.
On notera que, sur la figure l, la structure de 5 positionnement compressible 6 et la feuille de liant 12 sont apportées sur la surface de travail 2 de manière indépendante des couches extérieures 4 et 14.
Par. contre, dans une variante du premier mode de mise en oeuvre représentée à la figure 2, la structure de 10 positionnement compressible 6 et la feuille de liant 12 sont respectivement assemblées préalablement avec les deux couches extérieures 4 et 14 avant d'être apportées sur la surface de travail 2. Ceci peut être avantageux pour faciliter l'apport des différents éléments prévus pour la fabrication de la carte selon l'invention.
Une fois les divers éléments susmentionnés apportés, il est prévu d'appliquer une pression à l'aide d'une presse (schématisée par deux flèches) sur l'ensemble des éléments apportés, en particulier sur l'élément électronique 8 et la bobine 10. Ceci a pour effet de permettre à cet élëment électronique 8 et cette bobine 10 de pénétrer au moins partiellement dans la structure de positionnement compressible 6. Cette pénétration est effectuée soit par écrasement, soit par compression de la structure de positionnement compressible 6. De ce fait, l'élément électronique 8 et la bobine 10 sont immédiatement positionnés relativement à la structure de positionnement compressible~6, cet élément électronique 8 et cette bobine 10 formant sous l'effet de la pression appliquée une zone interne dans laquelle ils sont ma.ântenus. Ainsi, le positionnement de l'élément électronique 8 et de la bobine 10 est assuré.
Dans le cas de ce premièr mode de mise en oeuvre, il est prévu un apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement la feuille de liant 12. On notera ici que le liant 12 est constitué par un matériau fusible. Dé manière r n .
94/22110 w ' ~ 3 ~ PCTlCH94100055 préférée, la température de fusion de ce matériau fusible est inférieure à la température de fusion du matériau constituant les couches extérieures 4 et 14.
Parallèlement à l'apport de chaleur, l'application d'une pression est maintenue de manière à permettre au liant 12 de former une masse dans laquelle est noyée l'élément électronique 8 et la bobine 10. Dans le cas de la variante de la figure 1, la structure de positionnement compressible 6 est perméable au liant 12 lorsque celui-ci est fondu. De ce fait, le liant 12 peut pénétrer la structure de positionnement compressible 6 et la traverser de manière à ce que cette structure de positionnement compressible 6 soit entièrement noyée dans le liant 12, lequel forme alors une couche intermédiaire entre les couches extérieures 4 et 14 comme cela est représenté sur la figure 4.
Sur cette figure 4, la carte 20 comprend dans une . , première variante une première couche extérieure 4, alors que dans une deuxième variante cette couche extérieure 4 est omise. La carte 20 comprend également une couche intermédiaire 22 formée par le liant 12 dans lequel sont noyés l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement comprimée 6. La carte 20 comprend encore une couche extérieure 14 recouvrant l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement 6. L'élément électronique 8 et la bobine 10 sont situés dans une zone interne 23 de la structure de positionnement compressible~6, cette derniëre étant dans une configuration comprimée.
Le liant 12 et le matériau formant la couche extérieure 14 et, le cas échéant, la couche extérieure 4 sont choisis de telle manière que la couche intermédiaire 22 adhère solidement aux couches extérieures 4 et 14 après solidification du liant. A titre d'exemple nullement limitatif, le liant est constitué soit par une résine, soit par un matériau plastique. La résine peut être WO 94/22110 ; ~ ~g ,"~ ~~ F '''~' PCT/CH94/00055 b. . V
notamment une colle à deux composants durcissant au contact de l'air et le matériau plastique un chlorure de polyvinyle. Les couches extérieures 4 et 14 sont constituées par exemple par un matériau plastique, notamment un chlorure de polyvinyle ou du polyuréthane.
On remarquera que la température de fusion de la structure de positionnement compressible 6 est supérieure à la température de fusion du liant 12.
On notera encore que l'ordre dans lequel la structure de positionnement compressible, l'élément électronique 6, la bobine 10 et la feuille de liant solide 12 sont apportés peut être quelconque. Ensuite, la structure de positionnement compressible 6 peut être formée d'une seule pièce ou de deux parties. De même, le liant apporté peut être formé par une seule feuille de liant ou par deux feuilles de liant disposées de part et d'autre de la structure de positionnement compressible 6. De plus, il , est possible de ne pas,prévoir les couches extérieures 4 et 14. Dans ce cas, il résulte du procédé de fabrication selon l'invention une carte telle que représentée à la figure 8.
Sur cette figure 8, la carte 26 comprend une seule couche 28 formée par 1~ liant 12 dans lequel sont noyés l'élément électronique 8,, la bobine 10 et la structure de positionnement comprimée 6. Cette dernière présente à
nouveau une zone interne 23 dans laquelle sont situés l'élément électronique 8 et la bobine 10.
Selon diverses variantes de ce premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la structure de positionnement compressible 6 est formée soit par un matériau expansé comme une mousse, soit par une structure alvéolée, soit encôre par un ensemble de fils tissés ou enchevêtrés.
Selon deux autres variantes, la structure de positionnement compressible 6 est formée soit par un papier gaufré perméable au liant 12 ou présentant des perforations, soit par une feuille ondulée également perméable au liant 12 cu présentant des perforations.
La carte obtenue par cette dernière variante du premier mode de mise en oeuvre du procédé selon S l'invention est représentée schématiquement ~ la figure 5.
Sur cette figure 5, la carte 30 comprend une première couche extérieure 4 et une deuxième couche extérieure 14.
La carte 30 comprend également une couche intermédiaire 32 formée par le liant 12 et dans laquelle sont noyés l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement formée par une feuille ondulée comprimée 34.
Toutes les structures de positionnement compressibles mentionnées ci-avant présentent la caractéristique de permettre un écoulement latéral du liant 12. De même, chacune de ces structures de positionnement compressible peut être pénétrée par le liant 12 lorsque ce dernier est _ sous forme de liquide visqueux et qu'une pression est appliquée sur ce dernier. Chacune des structures de positionnement compressibles mentionnée ci-dessus permet donc au liant 12 de former une masse compacte dans laquelle sont noyés l'élément électronique 8, la bobine 10 _ et la structure de positionnement compressible. Ainsi, les surfaces internes respectives 36 et 38 des couches extérieures 4 et 14 sont quasi entièrement recouvertes par le liant 12. De ce fait, ï1 est possible d'assurer une très bonne cohésion entre la couche intermédiaire 22 ou 32 et les couches extérieures.4 et 14 disposées de part et d'autre de cette couche intermédiaire 22 ou 32.
On notera encore que la structure de positionnement compressible 6 permet non séulement l'écoulement latéral du liant 12 fondu, mais également l'écoulement latéral de l'air se-trouvant dans la zégion intermédiaire entre la couche extérieure 4 et la couçhe extérieure 14. De ce fait, si la feuille de liant 12 est fondue de manière ê ce que le liant ait la consistance d'un liquide visqueux, ce . . ~ é r: '~.~'r 1: % G.~ 1 liant 12, sous l'effet de la pression appliquée sur la couche extérieure 14, remplit progressivement cette région intermédiaire de telle manière que la carte résultante comporte un air résiduel très faible.
En se référant ci-après à la figure 3 et aux figures 4, 5 et 8 déjà décrites, on décrira ci-après un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention.
Ce deuxième mode de mise en oeuvre diffère essentiellement du premier mode de mise en oeuvre en ce que le liant est apporté sous forme liquide, notamment . sous forme de liquide présentant une viscosité élevée, et en ce que l'apport d'énergie servant à fondre la feuille de liant dans le premier mode de mise en oeuvre n'est plus nécessaire.
Ce deuxième mode de mise en oeuvre présente donc l'avantage essentiel de ne nécessiter aucun apport , d'énergie, ni de moyens servant à cet apport d'énergie.
Pour ce qui concerne les autres étapes du procédé et les diverses caractéristiques des éléments constitutifs de la carte fabriquée, ils sont semblables à ceux du premier mode de mise en oeuvre décrit ci-avant. De ce fait, ces diverses étapes et c~ractéristia_ues des matériaux constitutifs ne seront pas décrits à nouveau ici.
On mentionnera seulement que l'apport du liant peut être effectué en deux phases, la première phase consistant en une application d'une première partie du liant 12 directement sur la couche extérieure 4, la seconde partie du liant étant apportée sur la structure de positionnement compressible 6. De ce fait, il est possible d'assurer encore mieux que l'élément électronique $ et la structure de positionnement compressible soient correctement enrobés par le liant 12, de telle manièré que les surfaces internes respectives 36 et 38 des couches extérieures 4 et, 14 sont quasi entièrement recouvertes par le liant 12. La 94/22110 '. ~ ~-~ ~ j ~ ~ PCT/CH94100055 carte obtenue présente ainsi dans son ensemble une très bonne cohésion.
En se référant aux figures 6 et 7, on décrira ci après un troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon 5 l'invention, ainsi qu'une carte selon l'invention obtenue par ce troisième mode de mise en oeuvre.
Selon ce troisième mode de mise en oeuvre, il est r, prêvu d'apporter sur une surface de travail 2 un liant 42 formé par une première couche solide 44 et une seconde 10 couche solide 46. I1 est également prévu d'apporter une structure de positionnement compressible 48 formée par une première partie 50 et une seconde partie 52. Un élêment électronique 8 et une bobine 10 sont également apportés.
On notera ici, comme dans les autres modes de mise en 15 oeuvre décrits ci-avant, que la bobine 10 a deux extrémités de contact électrique qui sont, de préférence, directement reliées à l'élément électronique 8. De ce , fait, l'élément électronique 8 et la bobine 10 forment un ensemble sans support' rigide assurant une liaison mécanique rigide entre cet élément électronique 8 et cette bobine 10. Ainsi, il est possible d'obtenir des cartes minces.
La structure de rpositionnement 48, 1'élement électronique 8 et la bobine 10 sont apportés de telle manière que l'élément électronique 8 et la bobine 10 sont situés entre la première partie 50 et la seconde partie 52 de la structure de positionnement compressible 48. Les deux parties 44 et 46 du liant 42 sont placées de part et d'autre de la structure de positionnement compressible 48.
A 1°aide d'une presse (schématisée par deux flèches), unë pression est appliquée sur l'ensemble des éléments apportés et un apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement le liant 42 est prévu. Sous l'effet de la pression appliquée, l'élément électronique 8 et la bobine 10 pénètre dans la structure de positionnement compressible 48 dont les deux parties 50 et 52 se WO 94122110 ,'. ~~ ;'~ ,,; ~ .v ,~a PCT/CH94100055 -rejoignent en fermant ainsi à l'intérieur de cette structure 48 l'élément électronique 8 et la bobine 10.
Le matériau pour le liant 42 , notamment un matériau plastique comme du chlorure de polyvinyle, l'épaisseur de chacune des deux parties 50 et 52 de la structure de positionnement compressible 48 et la quantité d'énergie apportée sont choisis pour que le liant 42 en fusion pénètre la structure de positionnement compressible 48 de manière à noyer cette structure de positionnement 48 avec l'élément électronique 8 et la bobine 10 tout en laissant une couche de liant de part et d'autre de la structure de positionnement 48.
De ce fait, ce troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet d'obtenir une carte formée d'un seul et même matériau, comme cela est représenté sur la figure 7.
Sur cette figure 7, la carte 56 est formée en un seul .
bloc à l'intérieur .duquel est compris l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement 48 comprimée. On distingue ainsi dans cette carte 56 une région intermédiaire 58 dans laquelle sont situées la structure de positionnement 48 comprimée, - l'élément électronique 8 et la bobine 10 et des première et deuxiême régions superficielles 60 et 62 définissant chacune une couche extérieure présentant une surface plane et lisse.
Ce troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention se distingue donc essentiellement des deux autres modes de mise en oeuvre par le fait que le matériau formant le liant des divers éléments apportés sert conjointement â la formation de deux régions superficielles 60 et 62 définissant châcune une couche extérieure.
On remarquera que le procédé de fabrication selon l'invention permet, dans chacun des modes de mise en oeuvre décrit ci-avant, de fabriquer plusieurs cartes 4~
1 94/22110 ~ ~ ~' ù v PCT; CH94/00055 1 '7 simultanément sur la même surface de travail. Pour ce faire, on fabrique selon le procédé de l'invention une plaque dont les dimensions en projection sur la surface de travail correspondent à celles de plusieurs cartes. Ceci S ne présente aucune difficulté de mise en oeuvre supplémentaire relativement à la fabrication d'une seule carte.
A l'aide du premier mode de mise en oeuvre du procédé
selon l'invention représenté à la figure 1, on décrira brièvement le procédé de fabrication de plusieurs cartes simultanément selon ce premier mode de mise en oeuvre.
De manière similaire au premier mode de mise en oeuvre, il est prévu d'apporter sur une surface de travail une première couche extérieure dont les dimensions en projection sur cette surface de travail correspondent au moins à celles des plusieurs cartes fabriquées. Ensuite, une structure de positionnement compressible de mêmes ~ , dimensions est apportée et placée sur la première couche extérieure.
Dans le cas où il s'agit de la fabrication de plusieurs cartes identiques, il est prévu d'apporter sur la structure de positionnement compressible plusieurs ensembles électroniques,Çomportant par exemple chacun un élément électronique 8 et une bobine 10. Chacun de ces ensembles électronique est placé sur la structure de positionnement compressible à un endroit défini. En particulier, ces divers ensembles sont placés de manière à
présenter une certaine, régularité spatiale de positionnement sur la structure de positionnement compressible.
Ensuite, une feuille de liant ayant les dimensions de 1a première couche extérieure et de ~la structure de - positionnement compressible est apportée en regard de ces deux derniéres. Une deuxième couche extérieure est encore apportée sur la feuille de liant et une pression est exercée sur cette dernière de manière à faire pénétrer au ~. ~~ :a ~3 ~ ~ 18 moins partiellement les ensembles électroniques dans la structure de positionnement compressible.
De ce fait, chaque ensemble électronique est maintenu par la structure de positionnement compressible à
l'endroit où il a été initiaîement placé relativement à
une projection sur la surface de travail.
Tout comme dans le premier mode de mise en oeuvre, un apport d'énergie est prévu pour fondre au moins partiellement la feuille de liant et une pression est exercée sur ce liant de telle manière qu'il pénètre la structure de positionnement en enrobant les divers ensembles électroniques pour former finalement une masse définissant une couche intermédiaire entre les première et deuxième couches extérieures, les ensembles électroniques et la structure de positionnement comprimée étant noyés dans cette masse.
On notera ici que l'étape d'apport d'énergie et , l'étape d'application d'une pression sur les divers éléments apportés peuvent être simultanés. L'homme du métier peut facilement déterminer les paramètres temporelles avantageux pour ces deux étapes.
Après une étape de solidification, iI est prévu une _ étape finale de découpe de chaque carte. Cette étape de découpe est effectuée de telle manière que le contour prévu pour chacune des cartes fabriquées n'intercepte aucune des zones internes dans lesquelles les ensembles électroniques sont positionnés.
Étant donné que la~structure de positionnement garantit le positionnement des divers ensembles électroniques tout au long du procédé de fabrication selon 1.'winvention, cette étape' de découpe ne risque pas d'endommager les ensembles électroniques.
On remarquera donc qùe le procédé de fabrication selon l'invention est particulièrement bien adapté à la fabrication de plusieurs. cartes simultanément sur la même surface de travail. Tous les éléments apportés sont 194122110 u - ~ ~ PCTICH94100055 simples et ne présentent aucune difficulté de fabrication.
De plus, le procédé est fiable et assure une bonne qualité
des cartes fabriquées.
En particulier, la structure de positionnement compressible permet qu'un surplus de liant puisse être évacué latéralement et empêche donc la formation de régions présentant une surpression, ce qui serait néfaste pour les ensembles électroniques et pour la planéité de la carte obtenue.
a
La prsente invention concerne une carte comprenant au moins un lment lectronique, ainsi qu' un procd de fabrication d'une telle carte.
Plus particulirement, la prsente invention concerne un procd de fabrication d'une carte ne prsentant aucun contact extrieur.
La carte selon l'invention peut par exemple tre utilise comme carte bancaire, comme carte d'accs un espace clos, ou encore en association avec un distributeur de marchandises. Une telle carte peut aussi tre utilise comme moyen d'identification ou de contrle.
On comprend par carte tout objet ayant une structure sensiblement plane dfinissant un plan gnral et prsentant un contour quelconque dans ce plan gnral.
I1 est connu de ~1'homme du mtier une carte.
comprenant des lments lectroniques, forme d'une coque dans laquelle sont prvus des logements, destins recevoir ces lments lectroniques, et d'une couche _ extrieure protectrice qui ferme les logements.
I1 est aussi connu une carte ayant une structure symtrique et forme de deux coques sensiblement semblables, chacune de ces deux coques ayant une surface structure servant former des logements, destins recevoir des lments lectroniques, lorsque les deux coques sont assembles.
Le procd de fabrication de cette dernire carte est gnralement le suivant .
- premirement, chaque coque est fabrique l'aide d'une technique d'injection,~par exemple par un moulage ~30 chaud. ' - deuxième~rent, les éléments électroniques sont placés dans'l'une des deux coques et l'autre coque est WO 94/22110 ;:.. t e~ ~.j ~ '~ ~~ PCTlCH94100055 .
ensuite posée sur la première, le tout étant assemblé par une technique d'assemblage à chaud.
Le procédé de fabrication de la carte décrit ci-avant présente plusieurs inconvénients.
En particulier, après l'assemblage à chaud des deux.
coques, les élëments électroniques ne remplissent que partiellement les logements . Ceci a pour conséquence que la carte présente, dans les endroits où sont situés les logements, des zones fragiles, spécialement lorsque les éléments électroniques incorporés dans la carte ont des dimensions relativement grandes. C'est ainsi que lorsqu'il est prévu un bobinage d'un diamètre de l'ordre de grandeur de la carte, un tel procédé de fabrication engendre sur les faces extérieures de la carte des zones déformées (bombées ou creuses>, ce qui est naturellement néfaste pour la planéité de la carte et pour des impressions pouvant étre prévues sur les surfaces extérieures de cette , carte.
On connaît encore du document EP-0 350 179 un procédé
de fabrication d'une carte consistant à placer dans un moule deux couches extérieures et un ensemble électronique, puis à injecter un matériau de remplissage sous forme liquide dans ce moule. Une fois durci, ce J
matériau de remplissage forme une couche intermédiaire entre les deux couches extérieures.
Pour augmenter la rapidité de production, il est prévu deux chaînes comprenant chacune plusieurs demi-moules reliés les uns aux autres. Ces deux chaînes sont susceptibles d'avoir un mouvement vertical et de former avec deux demi-moules correspondants, appartenant respectivement aux deux chaânes, un moule présentant une ouverture au moins sur la partie supérieure du moule pour permettre son remplissage. Äu-dessus de l'endroit où les deux demi-moules correspondants sont assemblés pour former un moule est prévue une buse permettant d'injecter le ~ 94122110 ~~ C' ' ' ' PCT/CH94/00055 ~ ~~a~~~
matériau de remplissage sous forme liquide dans le moule nouvellement formé.
Le procédé de fabrication d'une carte décrit ci-avant est complexe. De plus, pour de grands débits de production, ce procédé de fabrication nécessite un matériel important, ce quï le rend onéreux.
On notera encore que l'apport de l'ensemble électronique et son positionnement lors de l'injection ne sont nullement décrits dans le document considéré ici et ne sont pas évidents. I1 en est de même pour l'apport des couches extérieures dans les demi-moules.
La carte obtenue par le procédé de fabrication décrit ci-avant et telle que décrite dans le document SEP-0 350 179 est formée essentiellement de trois couches, à savoir d'une couche intermédiaire et deux couches extérieures. A
l'intérieur de la couche intermédiaire est prévu un ensemble électronique formé d'éléments électroniques, d'une bobine disposée sur un propre support et d'un support d'interconnexion, ce support d'interconnexion servant à relier électriquement et rigidement les éléments électroniques et la bobine.
Un inconvénient de cette carte provient du fait que le support d'interconnexion et le support propre à la bobine augmentent l'épaisseur de la carte. Ainsi, il est difficile d'obtenir une carte mince ayant une épaisseur de 0.76 mm prescrite par la norme ISO couramment utilisée pour les cartes bancaires.
On remarquera en outre~que le procédé de fabrication proposé pour cette carte n'assure pas que le support d°interconnexion et la couche extérieure voisine soient séparés par une couche du matériau de remplissage, ce qui est néfaste pour la bonne adhérence .de cette couche extérieure à la couche intermédiaire. De plus, ce procédé
de fabrication ne garantit pas un bon positionnement de l'ensemble électronique au sein de la couche intermédiaire.
:. g La présente invention a pour but de pallier les inconvénients décrits ci-avant en proposant un procédé de fabrication d'une carte peu onéreux et bien adapté à une production de cartes en grande série, ainsi qu'en proposant une carte pleine comprenant au moins un élément électronique incorporé dans cette dernière.
La présente invention concerne donc un procédé
de fabrication d'une carte, caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe d'étapes comportant les étapes suivantes .
B) apport, sur une surface de travail, d'au moins un élément électronique.
C> apport, sur ladite surface de travail, d'une structure de positionnement compressible de manière que Z5 ledit élément électronique est superposé à cette structure de positionnement compressible;
D) apport, sur ladite surface de travail, d'un , liant;
ce premier groupe d'étapes étant suivi par un deuxième groupe d'étapes comportant les étapes suivantes .
G) application d'une pression sur un ensemble comportant ledit élément électronique, ladite structure de positionnement compressible et ledit liant pour, d'une J
part, faire pénétrer ledit élément électronique au moins partiellement dans ladite structure de positionnement compressible et, d'autre part, permettre audit liant de former une masse dans laquelle est noyé ledit élément électronique;
H) solidification de ladite masse formée par ledit liant lors de ladite étape G de manière que cette masse relie rigidement ledit élément électronique et ladite structure de positionnement compressible et fige cette dernière dans une configuration résultant de ladite étape G.
I1 résulte des caractéristiques mentionnées ci-dessus gue le procédé selon l'invention est peu onéreux. En ~ n effet, ce procédé nécessite qu'un matériel relativement simple et bon marché. Ensuite, le procédé selon l'invention permet facilement de fabriquer plusieurs cartes simultanément. I1 est donc bien adapté à la S production de cartes en grand série.
Ensuite, le procédé de fabrication d'une carte selon l'invention décrit ci-dessus assure le positionnement de l'élément électronique au sein de la carte. Ce positionnement de l'élément électronique obtenu par Ia pénétration de celui-ci dans la structure de positionnement compressible rend 12 procédé selon l'invention particulièrement fiable. De plus, ceci peut être avantageux pour plusieurs applications possibles de la carte obtenue par ce procédé de fabrication.
Selon diverses variantes nullement limitatives du procédé selon l'invention, la structure de positionnement compressible est formé par une structure alvéolée, une structure constituée de fils tissés ou enchevêtrés, une feuille ondulée perméable au liant ou encore un papier gaufré également perméable au liant.
Dans un premier cas, la structure de positionnement compressible est formé par une seule et même pièce alors que dans un autre cas, cette structure de positionnement compressible est formée en deux parties. Dans ce dernier cas, l'élément électronique est placé entre ces deux parties.
Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé
selon l'invention, le liant apporté lors de l'étape D est formé par un liquide. A titr e d'exemple, le liant est formé par une résine apportée sous forme de liquide visqueux à température ambiante, cette résine ayant la propriété de durcir au contact de l'air.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé
selon l'invention décrit ci-avant, le liant apporté dans l'étape D est formé par un matériau fusible solide. Dans WO 94/Z2110 ' ~~ ''~ ~ ~ PCT/CI-194/00055 ';~ - ~ ~':~ ;~ :., .
ce deuxième mode de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention comporte dans le deuxième groupe d'étapes également l'étape suivante .
F) apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement le liant.
Dans une variante préférée du deuxième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'étape G comporte une première phase, précédant l'étape F, dans laquelle la pression appliquée sur l'ensemble sert à faire pénétrer - 10 l'élément électronique dans la structure de positionnement compressible et une seconde phase, simultanée ou ultérieure à l'étape F, dans laquelle la pression appliquée sur l'ensemble permet au liant de former une masse dans laquelle est noyé l'élément électronique.
Selon une caractéristique particulière du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention, il est prévu d'apporter au moins une couche extérieure sur la surface , de travail. Cette couche extérieure est placée de manière que ledit ensemble, comportant l'élément électronique, la structure de positionnement compressible et le liant, est situé soit sur cette couche extérieure, soit sous cette couche extérieure et que l'élément électronique est situé
entre cette couche extérieure et la structure de - positionnement compressible. Dans le cas o~. deux couches extérieures sont prévues, celles-ci sont placées de part et d'autre dudit ensemble.
On notera que lorsqu'aucune couche extérieure n'est prévue, la surface de travail est non-adhérente au liant.
La structure de positionnement compressible est choisie de telle manière qu'elle permet un écoulement latéral. du liant apporté tout au long du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention. De cP fait, le liant peut s'étendre de mànière homogène dans un plan sensiblement parallèle au plan de la surface de travail, ce qui empêche la formation de régions de surpression lors de l'étape d'application d'une pression et permet au liant 94/12110 . .~ .~ e~1 ~ ~3 c~ ~, d'enrober correctement l~élément électronique et, le cas échéant, une bobine. De plus, un surplus de liant peut aisément être évacué latéralement lors de l'étape G.
Dans le cas du deuxième mode de mise en oeuvre et lorsque des couches extérieures sont préwes, la structure de positionnement assure le maintien de ces couches extérieures lors de l'apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement le liant. De ce fait, la structure de positionnement compressible empêche que ces couches extérieures se rétractent ou ondulent sous l'effet de l'appor.t d'énergie.
Ainsi, la structure de positionnement assure en premier Iieu le positionnement de l'élément électronique et des divers autres éléments prévus dans la carte tout au long du procédé selon l'invention. Ensuite, elle assure un écoulement latérale du liant lorsque celui-ci est dans sa phase liquide et en particulier lorsqu'une pression est appliquée sur ce dernier. De plus, cette structure de positionnement compressible assure en partieulier que la couche extérieure supérieure, lorsque cette dernière est prévue, reste sensiblement pïane tout au long du procédé.
Lorsqu'une étape d'apport d'énergie est prévue, on notera que le liantprésente avantageusement une température de fusion inférieure à la température de fusion du matériau constituant, le cas échéant, la couche extérieure supérieure et/ou la couche extérieure inférieure.
Dans un troisième mode de mise en oeuvre, le matériau choisi pour le liant, la quantité d'énergie apportée et la pression exercée sur ce liant sont choisies de manière que le -liant comprime et pénètre~entièrement la structure de positionnement compressible de telle manière que la structure de positionnement compressible est entièrement englobée dans une masse formée par le liant, cette masse présentant alors une région superficielle supérieure et une région superficielle inférieure définissant.
.. r. ~.. ~:
WO 94/22110 ''" ' '~ ° " ~ ~~ ~~ PCT/CH94/00055 respectivement des première et deuxième couches extérieures.
La présente invention a également pour objet une carte comprenant au moins un élément électronique et une couche formée par un liant dans lequel est noyé ledit élément électronique, cette carte étant caractérisée en ce qu'elle comprend une structure de positionnement comprimée située à l'intérieur de ladite couche formée par ledit liant, cette structure de positionnement comprimée définissant une zone interne à l'intérieur de laquelle est positionnée ledit élément électronique.
Selon un mode de réalisation particulier, la carte comprend en outre une bobine ayant deux extrémités de contact électrique directement reliées à l'élément électronique prévu.
Finalement, selon un autre mode de réalisatïon particulier de la carte selon l'invention, cette dernière comprend une première couche extérieure et une deuxième couche extérieure, la couche formée par le liant constituant une couche intermédiai_.-e entre ces première et deuxième couches extérieures, au moins la majeure partie de la surface interne de chacune de ces première et deuxième couches extérieures étant recouverte par le liant, ce dernier assurant la cohésion de ces première et deuxième couches extérieures avec la couche intermédiaire.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront également exposés à l'aide de la description suivante faite en référence aux dessins annexés, lesquels sont donnés à titre nullement limitatif et dans lesquels .
La figure 1 représente schématiquement un premier mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention;
La figure 2 représente schématiquement une variante du premier mode de mise en oeuvre de la figure 1;
u H PCTlCH94/00055 La figure 3 reprsente schmatiquement un deuxime mode de mise en oeuvre du procd de fabrication d'une carte selon l'invention;
Les figures 4 et 5 reprsentent schmatiquement et en coupe des premier et deuxime modes de ralisation d'une carte selon l'invention;
La figure 6 reprsente schmatiquement un troisime mode de mise en oeuvre du procd selon l'invention;
La figure 7 reprsente schmatiquement et en coupe un' troisime mode de ralisation d'une carte selon l'invention rsultant du troisime mode de mise en oeuvre;
La figure 8 reprsente schmatiquement et en coupe une variante du deuxime mode de ralisation d'une carte selon l'invention;
On notera que, dans les divers modes de mse en oeuvre du procd de fabrication d'une carte selon l'invention reprsents aux figures 1. 2, 3 et b, les , divers lments intervenant sont reprsents schmatiquement en coupe. Dans chacune de ces figures, le plan de coupe choisi correspond un plan perpendiculaire au plan gnral de la carte obtenue par le procd selon l'invention.
En se rfrant aux figures 1, 2, 9, 5 et 8, on J
dcrira ci-aprs un -premier mode de mise en oeuvre du procd selon l'invention, ainsi que des premier et deuxime modes de ralisation d'une carte selon l'invention obtenue par ce premier mode de mise en oeuvre du procd selon l'invention.
Selon ce premier mode de mise en oeuvre, il est prvu d'apporter, sur une surface de travail 2, une premire cczuche extrieure 4. Sur cette couche extrieure 4 est -apporte une structure de positionnement compressible 6.
. Ensuite, un lment lectronique 8 et une bobine 10 sont - ~. apports et placs sur la structure de positionnement compressible 6. Un liant 12 sous forme de feuille solide est galement apport sur la surface de travail 2 et WO 94/22110 ~; . ~ ~ PCTICH94/00055 placé sur l'élément électronique 8 et la bobine 10. Sur cette feuille de liant 12 est encore apportée une deuxiême couche extérieure 14.
On notera que, sur la figure l, la structure de 5 positionnement compressible 6 et la feuille de liant 12 sont apportées sur la surface de travail 2 de manière indépendante des couches extérieures 4 et 14.
Par. contre, dans une variante du premier mode de mise en oeuvre représentée à la figure 2, la structure de 10 positionnement compressible 6 et la feuille de liant 12 sont respectivement assemblées préalablement avec les deux couches extérieures 4 et 14 avant d'être apportées sur la surface de travail 2. Ceci peut être avantageux pour faciliter l'apport des différents éléments prévus pour la fabrication de la carte selon l'invention.
Une fois les divers éléments susmentionnés apportés, il est prévu d'appliquer une pression à l'aide d'une presse (schématisée par deux flèches) sur l'ensemble des éléments apportés, en particulier sur l'élément électronique 8 et la bobine 10. Ceci a pour effet de permettre à cet élëment électronique 8 et cette bobine 10 de pénétrer au moins partiellement dans la structure de positionnement compressible 6. Cette pénétration est effectuée soit par écrasement, soit par compression de la structure de positionnement compressible 6. De ce fait, l'élément électronique 8 et la bobine 10 sont immédiatement positionnés relativement à la structure de positionnement compressible~6, cet élément électronique 8 et cette bobine 10 formant sous l'effet de la pression appliquée une zone interne dans laquelle ils sont ma.ântenus. Ainsi, le positionnement de l'élément électronique 8 et de la bobine 10 est assuré.
Dans le cas de ce premièr mode de mise en oeuvre, il est prévu un apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement la feuille de liant 12. On notera ici que le liant 12 est constitué par un matériau fusible. Dé manière r n .
94/22110 w ' ~ 3 ~ PCTlCH94100055 préférée, la température de fusion de ce matériau fusible est inférieure à la température de fusion du matériau constituant les couches extérieures 4 et 14.
Parallèlement à l'apport de chaleur, l'application d'une pression est maintenue de manière à permettre au liant 12 de former une masse dans laquelle est noyée l'élément électronique 8 et la bobine 10. Dans le cas de la variante de la figure 1, la structure de positionnement compressible 6 est perméable au liant 12 lorsque celui-ci est fondu. De ce fait, le liant 12 peut pénétrer la structure de positionnement compressible 6 et la traverser de manière à ce que cette structure de positionnement compressible 6 soit entièrement noyée dans le liant 12, lequel forme alors une couche intermédiaire entre les couches extérieures 4 et 14 comme cela est représenté sur la figure 4.
Sur cette figure 4, la carte 20 comprend dans une . , première variante une première couche extérieure 4, alors que dans une deuxième variante cette couche extérieure 4 est omise. La carte 20 comprend également une couche intermédiaire 22 formée par le liant 12 dans lequel sont noyés l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement comprimée 6. La carte 20 comprend encore une couche extérieure 14 recouvrant l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement 6. L'élément électronique 8 et la bobine 10 sont situés dans une zone interne 23 de la structure de positionnement compressible~6, cette derniëre étant dans une configuration comprimée.
Le liant 12 et le matériau formant la couche extérieure 14 et, le cas échéant, la couche extérieure 4 sont choisis de telle manière que la couche intermédiaire 22 adhère solidement aux couches extérieures 4 et 14 après solidification du liant. A titre d'exemple nullement limitatif, le liant est constitué soit par une résine, soit par un matériau plastique. La résine peut être WO 94/22110 ; ~ ~g ,"~ ~~ F '''~' PCT/CH94/00055 b. . V
notamment une colle à deux composants durcissant au contact de l'air et le matériau plastique un chlorure de polyvinyle. Les couches extérieures 4 et 14 sont constituées par exemple par un matériau plastique, notamment un chlorure de polyvinyle ou du polyuréthane.
On remarquera que la température de fusion de la structure de positionnement compressible 6 est supérieure à la température de fusion du liant 12.
On notera encore que l'ordre dans lequel la structure de positionnement compressible, l'élément électronique 6, la bobine 10 et la feuille de liant solide 12 sont apportés peut être quelconque. Ensuite, la structure de positionnement compressible 6 peut être formée d'une seule pièce ou de deux parties. De même, le liant apporté peut être formé par une seule feuille de liant ou par deux feuilles de liant disposées de part et d'autre de la structure de positionnement compressible 6. De plus, il , est possible de ne pas,prévoir les couches extérieures 4 et 14. Dans ce cas, il résulte du procédé de fabrication selon l'invention une carte telle que représentée à la figure 8.
Sur cette figure 8, la carte 26 comprend une seule couche 28 formée par 1~ liant 12 dans lequel sont noyés l'élément électronique 8,, la bobine 10 et la structure de positionnement comprimée 6. Cette dernière présente à
nouveau une zone interne 23 dans laquelle sont situés l'élément électronique 8 et la bobine 10.
Selon diverses variantes de ce premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la structure de positionnement compressible 6 est formée soit par un matériau expansé comme une mousse, soit par une structure alvéolée, soit encôre par un ensemble de fils tissés ou enchevêtrés.
Selon deux autres variantes, la structure de positionnement compressible 6 est formée soit par un papier gaufré perméable au liant 12 ou présentant des perforations, soit par une feuille ondulée également perméable au liant 12 cu présentant des perforations.
La carte obtenue par cette dernière variante du premier mode de mise en oeuvre du procédé selon S l'invention est représentée schématiquement ~ la figure 5.
Sur cette figure 5, la carte 30 comprend une première couche extérieure 4 et une deuxième couche extérieure 14.
La carte 30 comprend également une couche intermédiaire 32 formée par le liant 12 et dans laquelle sont noyés l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement formée par une feuille ondulée comprimée 34.
Toutes les structures de positionnement compressibles mentionnées ci-avant présentent la caractéristique de permettre un écoulement latéral du liant 12. De même, chacune de ces structures de positionnement compressible peut être pénétrée par le liant 12 lorsque ce dernier est _ sous forme de liquide visqueux et qu'une pression est appliquée sur ce dernier. Chacune des structures de positionnement compressibles mentionnée ci-dessus permet donc au liant 12 de former une masse compacte dans laquelle sont noyés l'élément électronique 8, la bobine 10 _ et la structure de positionnement compressible. Ainsi, les surfaces internes respectives 36 et 38 des couches extérieures 4 et 14 sont quasi entièrement recouvertes par le liant 12. De ce fait, ï1 est possible d'assurer une très bonne cohésion entre la couche intermédiaire 22 ou 32 et les couches extérieures.4 et 14 disposées de part et d'autre de cette couche intermédiaire 22 ou 32.
On notera encore que la structure de positionnement compressible 6 permet non séulement l'écoulement latéral du liant 12 fondu, mais également l'écoulement latéral de l'air se-trouvant dans la zégion intermédiaire entre la couche extérieure 4 et la couçhe extérieure 14. De ce fait, si la feuille de liant 12 est fondue de manière ê ce que le liant ait la consistance d'un liquide visqueux, ce . . ~ é r: '~.~'r 1: % G.~ 1 liant 12, sous l'effet de la pression appliquée sur la couche extérieure 14, remplit progressivement cette région intermédiaire de telle manière que la carte résultante comporte un air résiduel très faible.
En se référant ci-après à la figure 3 et aux figures 4, 5 et 8 déjà décrites, on décrira ci-après un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'une carte selon l'invention.
Ce deuxième mode de mise en oeuvre diffère essentiellement du premier mode de mise en oeuvre en ce que le liant est apporté sous forme liquide, notamment . sous forme de liquide présentant une viscosité élevée, et en ce que l'apport d'énergie servant à fondre la feuille de liant dans le premier mode de mise en oeuvre n'est plus nécessaire.
Ce deuxième mode de mise en oeuvre présente donc l'avantage essentiel de ne nécessiter aucun apport , d'énergie, ni de moyens servant à cet apport d'énergie.
Pour ce qui concerne les autres étapes du procédé et les diverses caractéristiques des éléments constitutifs de la carte fabriquée, ils sont semblables à ceux du premier mode de mise en oeuvre décrit ci-avant. De ce fait, ces diverses étapes et c~ractéristia_ues des matériaux constitutifs ne seront pas décrits à nouveau ici.
On mentionnera seulement que l'apport du liant peut être effectué en deux phases, la première phase consistant en une application d'une première partie du liant 12 directement sur la couche extérieure 4, la seconde partie du liant étant apportée sur la structure de positionnement compressible 6. De ce fait, il est possible d'assurer encore mieux que l'élément électronique $ et la structure de positionnement compressible soient correctement enrobés par le liant 12, de telle manièré que les surfaces internes respectives 36 et 38 des couches extérieures 4 et, 14 sont quasi entièrement recouvertes par le liant 12. La 94/22110 '. ~ ~-~ ~ j ~ ~ PCT/CH94100055 carte obtenue présente ainsi dans son ensemble une très bonne cohésion.
En se référant aux figures 6 et 7, on décrira ci après un troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon 5 l'invention, ainsi qu'une carte selon l'invention obtenue par ce troisième mode de mise en oeuvre.
Selon ce troisième mode de mise en oeuvre, il est r, prêvu d'apporter sur une surface de travail 2 un liant 42 formé par une première couche solide 44 et une seconde 10 couche solide 46. I1 est également prévu d'apporter une structure de positionnement compressible 48 formée par une première partie 50 et une seconde partie 52. Un élêment électronique 8 et une bobine 10 sont également apportés.
On notera ici, comme dans les autres modes de mise en 15 oeuvre décrits ci-avant, que la bobine 10 a deux extrémités de contact électrique qui sont, de préférence, directement reliées à l'élément électronique 8. De ce , fait, l'élément électronique 8 et la bobine 10 forment un ensemble sans support' rigide assurant une liaison mécanique rigide entre cet élément électronique 8 et cette bobine 10. Ainsi, il est possible d'obtenir des cartes minces.
La structure de rpositionnement 48, 1'élement électronique 8 et la bobine 10 sont apportés de telle manière que l'élément électronique 8 et la bobine 10 sont situés entre la première partie 50 et la seconde partie 52 de la structure de positionnement compressible 48. Les deux parties 44 et 46 du liant 42 sont placées de part et d'autre de la structure de positionnement compressible 48.
A 1°aide d'une presse (schématisée par deux flèches), unë pression est appliquée sur l'ensemble des éléments apportés et un apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement le liant 42 est prévu. Sous l'effet de la pression appliquée, l'élément électronique 8 et la bobine 10 pénètre dans la structure de positionnement compressible 48 dont les deux parties 50 et 52 se WO 94122110 ,'. ~~ ;'~ ,,; ~ .v ,~a PCT/CH94100055 -rejoignent en fermant ainsi à l'intérieur de cette structure 48 l'élément électronique 8 et la bobine 10.
Le matériau pour le liant 42 , notamment un matériau plastique comme du chlorure de polyvinyle, l'épaisseur de chacune des deux parties 50 et 52 de la structure de positionnement compressible 48 et la quantité d'énergie apportée sont choisis pour que le liant 42 en fusion pénètre la structure de positionnement compressible 48 de manière à noyer cette structure de positionnement 48 avec l'élément électronique 8 et la bobine 10 tout en laissant une couche de liant de part et d'autre de la structure de positionnement 48.
De ce fait, ce troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet d'obtenir une carte formée d'un seul et même matériau, comme cela est représenté sur la figure 7.
Sur cette figure 7, la carte 56 est formée en un seul .
bloc à l'intérieur .duquel est compris l'élément électronique 8, la bobine 10 et la structure de positionnement 48 comprimée. On distingue ainsi dans cette carte 56 une région intermédiaire 58 dans laquelle sont situées la structure de positionnement 48 comprimée, - l'élément électronique 8 et la bobine 10 et des première et deuxiême régions superficielles 60 et 62 définissant chacune une couche extérieure présentant une surface plane et lisse.
Ce troisième mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention se distingue donc essentiellement des deux autres modes de mise en oeuvre par le fait que le matériau formant le liant des divers éléments apportés sert conjointement â la formation de deux régions superficielles 60 et 62 définissant châcune une couche extérieure.
On remarquera que le procédé de fabrication selon l'invention permet, dans chacun des modes de mise en oeuvre décrit ci-avant, de fabriquer plusieurs cartes 4~
1 94/22110 ~ ~ ~' ù v PCT; CH94/00055 1 '7 simultanément sur la même surface de travail. Pour ce faire, on fabrique selon le procédé de l'invention une plaque dont les dimensions en projection sur la surface de travail correspondent à celles de plusieurs cartes. Ceci S ne présente aucune difficulté de mise en oeuvre supplémentaire relativement à la fabrication d'une seule carte.
A l'aide du premier mode de mise en oeuvre du procédé
selon l'invention représenté à la figure 1, on décrira brièvement le procédé de fabrication de plusieurs cartes simultanément selon ce premier mode de mise en oeuvre.
De manière similaire au premier mode de mise en oeuvre, il est prévu d'apporter sur une surface de travail une première couche extérieure dont les dimensions en projection sur cette surface de travail correspondent au moins à celles des plusieurs cartes fabriquées. Ensuite, une structure de positionnement compressible de mêmes ~ , dimensions est apportée et placée sur la première couche extérieure.
Dans le cas où il s'agit de la fabrication de plusieurs cartes identiques, il est prévu d'apporter sur la structure de positionnement compressible plusieurs ensembles électroniques,Çomportant par exemple chacun un élément électronique 8 et une bobine 10. Chacun de ces ensembles électronique est placé sur la structure de positionnement compressible à un endroit défini. En particulier, ces divers ensembles sont placés de manière à
présenter une certaine, régularité spatiale de positionnement sur la structure de positionnement compressible.
Ensuite, une feuille de liant ayant les dimensions de 1a première couche extérieure et de ~la structure de - positionnement compressible est apportée en regard de ces deux derniéres. Une deuxième couche extérieure est encore apportée sur la feuille de liant et une pression est exercée sur cette dernière de manière à faire pénétrer au ~. ~~ :a ~3 ~ ~ 18 moins partiellement les ensembles électroniques dans la structure de positionnement compressible.
De ce fait, chaque ensemble électronique est maintenu par la structure de positionnement compressible à
l'endroit où il a été initiaîement placé relativement à
une projection sur la surface de travail.
Tout comme dans le premier mode de mise en oeuvre, un apport d'énergie est prévu pour fondre au moins partiellement la feuille de liant et une pression est exercée sur ce liant de telle manière qu'il pénètre la structure de positionnement en enrobant les divers ensembles électroniques pour former finalement une masse définissant une couche intermédiaire entre les première et deuxième couches extérieures, les ensembles électroniques et la structure de positionnement comprimée étant noyés dans cette masse.
On notera ici que l'étape d'apport d'énergie et , l'étape d'application d'une pression sur les divers éléments apportés peuvent être simultanés. L'homme du métier peut facilement déterminer les paramètres temporelles avantageux pour ces deux étapes.
Après une étape de solidification, iI est prévu une _ étape finale de découpe de chaque carte. Cette étape de découpe est effectuée de telle manière que le contour prévu pour chacune des cartes fabriquées n'intercepte aucune des zones internes dans lesquelles les ensembles électroniques sont positionnés.
Étant donné que la~structure de positionnement garantit le positionnement des divers ensembles électroniques tout au long du procédé de fabrication selon 1.'winvention, cette étape' de découpe ne risque pas d'endommager les ensembles électroniques.
On remarquera donc qùe le procédé de fabrication selon l'invention est particulièrement bien adapté à la fabrication de plusieurs. cartes simultanément sur la même surface de travail. Tous les éléments apportés sont 194122110 u - ~ ~ PCTICH94100055 simples et ne présentent aucune difficulté de fabrication.
De plus, le procédé est fiable et assure une bonne qualité
des cartes fabriquées.
En particulier, la structure de positionnement compressible permet qu'un surplus de liant puisse être évacué latéralement et empêche donc la formation de régions présentant une surpression, ce qui serait néfaste pour les ensembles électroniques et pour la planéité de la carte obtenue.
a
Claims (26)
1. Procédé de fabrication d'une carte, comprenant un premier groupe d'étapes comportant les étapes suivantes :
B) apport, sur une surface de travail, d'au moins un élément électronique;
C) apport, sur ladite surface de travail, d'une structure de positionnement compressible de manière que ledit élément électronique et cette structure de positionnement compressible sont superposés l'un à l'autre;
D) apport, sur ladite surface de travail, d'un liant;
ce premier groupe d'étapes étant suivi par un deuxième groupe d'étapes comportant les étapes suivantes :
G) application d'une pression sur un ensemble comportant ledit élément électronique, ladite structure de positionnement compressible et ledit liant pour, d'une part, faire pénétrer ledit élément électronique au moins partiellement dans ladite structure de positionnement, en comprimant cette dernière par l'intermédiaire de cet élément électronique afin d'assurer le positionnement de ce dernier et, d'autre part, permettre un.écoulement latéral dudit liant et une pénétration de ladite structure de positionnement par ce liant lorsque ce dernier est dans un état liquide visqueux pour former une masse dans laquelle est noyé ledit élément électronique et ladite structure de positionnement.
H) solidification de ladite masse de manière que cette masse relie rigidement ledit élément électronique et ladite structure de positionnement compressible et fige cette dernière dans une configuration résultant de ladite étape G.
B) apport, sur une surface de travail, d'au moins un élément électronique;
C) apport, sur ladite surface de travail, d'une structure de positionnement compressible de manière que ledit élément électronique et cette structure de positionnement compressible sont superposés l'un à l'autre;
D) apport, sur ladite surface de travail, d'un liant;
ce premier groupe d'étapes étant suivi par un deuxième groupe d'étapes comportant les étapes suivantes :
G) application d'une pression sur un ensemble comportant ledit élément électronique, ladite structure de positionnement compressible et ledit liant pour, d'une part, faire pénétrer ledit élément électronique au moins partiellement dans ladite structure de positionnement, en comprimant cette dernière par l'intermédiaire de cet élément électronique afin d'assurer le positionnement de ce dernier et, d'autre part, permettre un.écoulement latéral dudit liant et une pénétration de ladite structure de positionnement par ce liant lorsque ce dernier est dans un état liquide visqueux pour former une masse dans laquelle est noyé ledit élément électronique et ladite structure de positionnement.
H) solidification de ladite masse de manière que cette masse relie rigidement ledit élément électronique et ladite structure de positionnement compressible et fige cette dernière dans une configuration résultant de ladite étape G.
2. Procédé selon la revendication 1, ans lequel ledit liant apporté lors de ladite étape D
est formé par un liquide visqueux.
est formé par un liquide visqueux.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit liant apporté dans ladite étape D est formé par un matériau fusible solide et le deuxième groupe d'étapes comporte également l'étape suivante :
F) apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement ledit liant;
ladite étape H étant ultérieure à cette étape F.
F) apport d'énergie servant à fondre au moins partiellement ledit liant;
ladite étape H étant ultérieure à cette étape F.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite étape G comporte une première phase, précédent ladite étape F, dans laquelle ladite pression appliquée sur ledit ensemble sert à faire pénétrer ledit élément électronique au moins partiellement dans ladite structure de positionnement compressible et une seconde phase, simultanée ou ultérieure à ladite étape F, dans laquelle ladite pression appliquée sur ledit ensemble permet audit liant de former une masse dans laquelle est noyé ledit élément électronique.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est entièrement noyée dans ledit liant après ladite étape G.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit premier groupe d'étapes comporte en outre l'étape suivante :
A) apport, sur ladite surface de travail, d'une couche extérieure et placement de cette couche extérieure de manière que ledit ensemble est situé sur cette couche extérieure.
A) apport, sur ladite surface de travail, d'une couche extérieure et placement de cette couche extérieure de manière que ledit ensemble est situé sur cette couche extérieure.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit premier groupe d'étapes comporte en outre l'étape suivante :
E) apport, sur ledit ensemble, d'une couche extérieure.
E) apport, sur ledit ensemble, d'une couche extérieure.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel lesdites étapes G et H servent également à lier solidement ladite couche extérieure à ladite masse formée par ledit liant.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est formée par un matériau expansé.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est formée par une mousse.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est formée par une structure alvéolée.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est formée par un ensemble de fils tissés ou enchevêtrés.
13. Procédé selon l'une.quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite structure de positionnement est formée par une feuille ondulée perméable audit liant ou présentant des perforations.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est formée par un papier gaufré perméable audit liant ou présentant des perforations.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite structure de positionnement compressible comprend une première partie et une seconde partie, ces premières et secondes parties étant disposées respectivement de part et d'autre dudit élément électronique,
16. Procédé selon la révendication 1, dans lequel ledit liant apporté est formé par une résine, cette résine durcissant lors- de ladite étape H à
température ambiante.
température ambiante.
17. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit liant est constitué par un matériau plastique.
18. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit liant est apporté en deux phases, la première phase consistant en une application d'une première partie dudit liant avant lesdites étapes B et C, la seconde phase consistant en un apport d'une seconde partie dudit liant après ces étapes B et C.
19. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ledit liant apporté est formé par deux feuilles disposées de part et d'autre de ladite structure de positionnement compressible et de l'élément électronique.
20. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel au moins une partie dudit liant est préalablement assemblée avec ladite couche extérieure avant d'être apportée.
21. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel ladite structure de positionnement compressible est préalablement assemblée avec ladite couche extérieure avant d'être apportée.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, dans lequel il est prévu d'apporter lors de ladite étape B une bobine ayant deux extrémités de liaison électrique reliées directement audit élément électronique.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, dans lequel plusieurs cartes sont fabriquées simultanément sur ladite surface de travail, une étape finale de découpe de chacune des plusieurs cartes fabriquées étant prévue.
24. Carte comprenant au moins un élément électronique et une couche formée par un liant dans lequel est noyé ledit élément électronique, cette carte étant caractérisée en ce qu'elle comprend une structure de positionnement pour ledit élément électronique située à l'intérieur de ladite couche formée par ledit liant, cette structure de positionnement étant comprimée par l'intermédiaire de cet élément électronique dans une zone interne à l'intérieur de laquelle est logé
partiellement ledit élément électronique, ledit liant ayant pénétré ladite structure de positionnement et formant une masse compacte dans laquelle sont noyés ledit élément électronique et ladite structure de positionnement.
partiellement ledit élément électronique, ledit liant ayant pénétré ladite structure de positionnement et formant une masse compacte dans laquelle sont noyés ledit élément électronique et ladite structure de positionnement.
25. Carte selon la revendication 24, caractérisée en ce qu'elle comprend une bobine ayant deux extrémités de contact électrique directement reliés audit élément électronique, ce dernier formant avec ladite bobine un ensemble enrobé par ledit liant.
26. Carte selon la revendication 24 ou 25, caractérisée en ce qu'elle comprend une première couche extérieure et une deuxième couche extérieure, ladite couche formée par ledit liant constituant une couche intermédiaire entre lesdites première et deuxième couches extérieures, au moins la majeure partie de la surface interne de chacune de ces première et deuxième couches extérieures étant recouvertes par ledit liant, ce dernier assurant la cohésion de ces première et deuxième couches extérieures avec ladite couche intermédiaire.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH819/93-4 | 1993-03-18 | ||
| CH00819/93A CH689130A5 (fr) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Procédé de fabrication d'une carte comprenant au moins un élément électronique et carte obtenue par un tel procédé. |
| FR93/03821 | 1993-03-30 | ||
| FR9303821A FR2703489B1 (fr) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Procédé de fabrication d'une carte comprenant au moins un élément électronique et carte obtenue par un tel procédé. |
| PCT/CH1994/000055 WO1994022110A1 (fr) | 1993-03-18 | 1994-03-14 | Procede de fabrication d'une carte comprenant au moins un element electronique et carte obtenue par un tel procede |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2135632A1 CA2135632A1 (fr) | 1994-09-29 |
| CA2135632C true CA2135632C (fr) | 2006-07-04 |
Family
ID=36648485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002135632A Expired - Lifetime CA2135632C (fr) | 1993-03-18 | 1994-03-14 | Procede de fabrication d'une carte comprenant au moins un element electronique et carte obtenue par un tel procede |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2135632C (fr) |
-
1994
- 1994-03-14 CA CA002135632A patent/CA2135632C/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2135632A1 (fr) | 1994-09-29 |
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