FR2831991A1 - Encapsulation localisee d'une connexion pour objet portable intelligent souple - Google Patents

Encapsulation localisee d'une connexion pour objet portable intelligent souple Download PDF

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Abstract

Procédé d'assemblage d'un module (23) électronique pour objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, le module (23) comprenant un circuit (1) électronique, comprenant au moins un groupe comprenant des plots (3) de connexion et d'un support (10) pourvu de plots (13) d'interface de communication, chaque plot (3) de connexion étant connecté électriquement à un plot (13) d'interface de communication, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - associer physiquement le circuit (1) électronique sur le support (10); - connecter les plots (3) du circuit (1) électronique aux plots (13) d'interface de communication correspondants à l'aide d'un apport conducteur (16);- recouvrir à l'aide d'un enrobage (19) chaque ensemble (17), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on réalise le recouvrement de façon à laisser libre d'enrobage une partie de la face active (2).

Description

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L'invention concerne l'assemblage d'un module électronique destiné à être intégré à un objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, étiquette électronique ou analogues.
Plus spécialement, elle vise la protection des connexions entre la puce et une interface de communication.
Ici, les points à connecter sont respectivement les plots de connexion de la puce et une ou plusieurs interfaces de communication.
L'interface de communication peut comporter des plages de contact et/ou une antenne. Des boutons d'actionnement, écrans de visualisation ou dispositifs biométriques peuvent aussi constituer de telles interfaces. Une telle interface de communication possède des éléments ou des zones pour sa connexion, classiquement dénommés plots de l'interface. Ce genre d'interface peut servir aussi bien au transfert de données (émission et/ou réception) qu'à l'apport d'énergie.
D'ordinaire, la connexion entre la puce et l'interface de communication s'effectue : - par la technique dite"flip-chip", la puce est retournée avec sa face active pourvue de plots ou protubérances ("bumps") vers le support, sur un polymère conducteur anisotrope, établissant le contact ; - par la technique du wire deposition utilisant une substance électrique en cordon isotrope, qui suit le relief du support ; - par technologie dite filaire qui prévoit le microcâblage ou soudage des connexions au moyen de fils, généralement en or, des plots de connexion de la puce avec les plots de l'interface de communication ("wire bonding").
Un enrobage ("potting") est ensuite disposé pour recouvrir la puce et les fils de connexion soudés, pour les protéger : voir document GB-A-1 450 689, dans lequel l'enrobage est réalisé à l'aide de céramique de verre.
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On peut réaliser la protection de la puce et des connexions par la technique du dam and fill . A l'aide d'une seringue, on encercle d'abord d'un boudin solide ou visqueux la puce puis on remplit de résine la zone intérieure au boudin.
L'enrobage peut également être réalisé en résine époxyde. On dépose alors une goutte de résine (ou glob top ) suffisamment volumineuse pour recouvrir la puce et les fils.
Après polymérisation de la résine, le glob top est usiné pour satisfaire aux contraintes d'épaisseur.
Pour une carte à puce, l'épaisseur globale de la carte est fixée par la norme ISO 7816 à 0,76 mm.
L'enrobage doit permettre une protection efficace et tout en étant d'une épaisseur minimale et garantir la souplesse de la zone dans laquelle se situe la puce.
Pour de grandes puces, les enrobages mentionnés ci-avant ont l'inconvénient de s'étendre sur une surface trop importante pour maintenir une souplesse satisfaisante.
De plus, l'utilisation de tels enrobages de protection laissent une surface de collage très restreinte de la puce sur son support.
Par ailleurs, lorsque le support est inséré dans une carte à puce possédant une certaine flexibilité, l'enrobage est inapte à supporter les contraintes de torsion.
Les flexions induisent alors une fragilisation mécanique de la connexion.
De même, lorsque le support est destiné à une étiquette, ou tag, le support est soumis à des contraintes encore supérieures pour lesquelles les enrobages précédents sont peu adaptés.
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Figure img00030001
L'invention remédie aux inconvénients mentionnés ci-avant, notamment en proposant un procédé permettant de résoudre au mieux les difficultés inhérentes aux procédés traditionnels de connexion électrique, notamment entre un circuit électronique ou puce, et des interfaces de communication, et de s'affranchir autant que possible des contraintes alors rencontrées.
A cette fin, et selon un premier aspect, l'invention porte sur un procédé d'assemblage d'un module électronique pour objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, le module comprenant un circuit électronique, tel qu'une puce, qui comprend au moins un groupe comprenant au moins un plot de connexion, ledit groupe s'étendant sur une partie de la face active du circuit et d'un support pourvu de points de connexion, chaque plot de connexion étant connecté électriquement à un plot d'interface de communication, ledit procédé comprenant les étapes successives prévoyant de : associer physiquement le circuit électronique sur le support ; connecter les plots du circuit électronique aux points de connexion correspondants à l'aide d'un apport conducteur ; recouvrir à l'aide d'un enrobage chaque ensemble formé des plots de connexion, des plots de l'interface et de l'apport conducteur, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on réalise le recouvrement de façon à laisser libre d'enrobage une partie de la face active et à enrober chaque partie de la face active sur laquelle est prévu un groupe de plots de connexion ainsi que son voisinage.
Ainsi, les connexions sont protégés rigidement mais la protection rigide est limitée à certaines zones de sorte que le support conserve sa flexibilité. De plus, la surface de collage de la puce sur son support est plus importante que dans le cas d'un enrobage commun de tous les groupes de plots de connexion.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un module comprenant un circuit électronique, tel qu'une puce, qui comprend au moins un groupe comprenant au moins un plot de connexion, ce groupe s'étendant sur une partie
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de la face active du circuit et d'un support pourvu de plots d'une interface de communication, chaque plot de connexion étant connecté électriquement à un plot d'interface de communication, caractérisé en ce qu'un enrobage local recouvre chaque ensemble formé des plots de connexion, des plots de l'interface de communication et de l'apport conducteur, une partie de la face active étant libre d'enrobage, le circuit électronique étant physiquement associé au support, les plots du circuit électronique étant connectés aux plots d'interface de communication correspondants à l'aide d'un apport conducteur.
Le module selon l'invention permet de conserver la flexibilité de l'objet portable intelligent grâce aux recouvrement partiel du circuit électronique avec l'enrobage.
En d'autres termes, le conditionnement ou packaging est flexible car la puce est fine donc flexible et non recouverte dans sa totalité par l'enrobage rigide.
Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un objet portable intelligent, tel qu'une carte à puce, dans lequel on intègre le module précédent dans un corps en matière plastique.
Selon un quatrième aspect, l'invention propose une méthode de fabrication d'un objet portable intelligent dans laquelle on intègre le module souple et protégé dans et/ou sur un corps en matière plastique.
Selon un cinquième aspect, l'invention propose une équipement de fabrication mettant en oeuvre le procédé d'assemblage d'un module électronique.
Selon un sixième aspect, l'invention propose un objet portable intelligent obtenu par le procédé précédent. Un tel objet peut par exemple être une carte à puce.
Les autres caractéristiques de l'invention résultent de la description qui suit d'un mode de réalisation, description effectuée en référence aux figures annexées dans lesquelles :
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la figure 1 est une demi-vue en perspective d'un module fabriqué selon le procédé de l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe du module représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est un schéma d'une installation de mise en oeuvre du procédé de l'invention. la figure 4 est une vue partielle en coupe d'une carte à puce comprenant le module représenté sur la figure 2.
L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un module destiné à un objet portable intelligent tel qu'une carte à puce, le module comprenant un circuit électronique.
Le circuit électronique 1, tel qu'une puce, est formé d'un parallélépipède de silicium de très faible épaisseur, qui est gravé sur une de ses faces 2 : la face active 2.
Le circuit électronique 1 est pourvu d'au moins un groupe comprenant au moins un plot de connexion 3.
La description qui suit fait référence au mode de réalisation représenté sur les figure 1 et 2.
Les groupes sont disposés sur la face active 2 du circuit 1 le long des bords latéraux 4,5 opposés. Les bords latéraux 4,5 sont séparés l'un de l'autre par deux bords transversaux 8,9 Deux rangées 6,7 de plots 3 de connexion sont prévues le long des deux bords 4,5.
Dans un autre mode de réalisation, les plots 3 peuvent être répartis sur la surface libre du circuit 1 selon au moins un groupe. Le ou les groupe (s) peuvent alors avoir une forme autre que la forme d'une rangée.
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Chaque rangée 6,7 comporte jusqu'à une douzaine de plots et par exemple 8 plots de connexion destinés à permettre la connexion entre le circuit électronique 1 et le support 2.
Le support 2 est un parallélépipède, généralement formé en époxy, sur lequel on peut associer le circuit 1 à l'aide de tous moyens convenables. On peut par exemple coller le circuit 1, par la face arrière opposée à la face active 2, à l'aide d'un adhésif flexible de faible module d'Young, compris entre 16 MPa et 700 MPa et particulièrement un module d'Young compris en 16 MPa et 100 MPa.
Le support 2 est pourvu de deux rangées 11,12 de plots 13 d'interface en même nombre que les plots 3 du circuit 1 de sorte que les plots 3 et les plots 13 d'interface peuvent correspondre deux à deux.
Chaque plot 3 est destiné à être relié à un plot d'interface 13.
Les plots 13 d'interface sont ainsi disposés sur le support 2 de façon à ce qu'une fois le circuit 1 placé sur le support 2, ils se trouvent en regard des plots 3 de connexion.
Les plots 3,13 sont reliés par deux séries 14,15 de fils 16 en matériau conducteur, par exemple en or ou en aluminium. Chaque plot 3 est relié au plot 13 le plus proche.
Ainsi, chaque rangée 6,7 est reliée à l'une des deux rangées 11,12 par l'intermédiaire d'une des deux séries 14,15 de fils 16 formant deux ensembles 17,18 distincts comprenant chacun une rangée 6,7 de plots 3, une rangée 11, 12 de points 13 et une série 14,15 de fils 16.
Chaque ensemble 17,18 est recouvert d'un enrobage 19,20 de protection en matériau polymère, par exemple une résine époxyde qui polymérise en température ou par UV.
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Figure img00070001
Les deux enrobages 19, 20 sont en tout point disjoints et ne recouvrent donc que partiellement la face active 2 du circuit 1. Ainsi, l'enrobage 19, 20 est moins susceptible d'être endommagé par une flexion du support.
Les deux enrobages 19, 20 recouvrent les bords latéraux 6, 7 de la surface libre du circuit 1, le centre de la face active 2 du circuit 1 est ainsi laissé non enrobé.
Dans le mode de réalisation décrit, la partie laissée non enrobée s'étend d'un bord transversal 8 à l'autre bord transversal 9.
Si nécessaire, les enrobages peuvent être usinés afin que leur épaisseur n'excède pas la place disponible lorsque le support 2 est intégré à l'objet portable intelligent 21.
Au voisinage d'un fil 16, l'enrobage de protection considéré est en contact avec la face active 2, une face latérale 22 (tranche ou bulk ) et le support 10 tout en restant de faible épaisseur.
Le circuit 1 et le support 2 ainsi associés et connectés forment un module 23 destiné à un objet portable intelligent 21 tel qu'une carte à puce.
Le procédé d'assemblage du circuit 1 et du support 2 comprend plusieurs étapes détaillées ci-dessous et mises en oeuvre sur un équipement de fabrication 24.
On associe à un poste 25 de l'installation 24 le circuit 1 sur le support 2, notamment à l'aide d'un adhésif flexible à faible module d'Young.
On connecte à un poste 26 les plots 3 du circuit 1 aux plots 13 d'interface du support 2 à l'aide de fils 16 conducteurs.
Puis on recouvre à un poste 27 séparément à l'aide d'un enrobage 19, 20 chaque ensemble 17, 18 formé d'une rangée 6, 7 de plots 3 de connexion du
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circuit 1, d'une rangée 11,12 de points 13 de connexion du support 2 et d'une série 14,15 de fils 16 conducteurs.
Le procédé de fabrication de l'objet intelligent 25 comprend l'étape au cours de laquelle on intègre le module 23 dans un corps en matière plastique. Dans le cas d'une carte à puce, le module 23 est intégré dans une carte en matière plastique.
L'équipement de fabrication destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend le poste d'association 25 du circuit électrique 1 sur le support 10 ; le poste 26 de connexion électrique du circuit électronique 1 au support 10 et le poste de dispense d'enrobage des ensembles 17,18 formés des plots 3 de connexion, des plots 13 d'interface et des apports conducteurs 16 à l'aide d'une seringue, déplaçable selon les trois directions de l'espace, le débit de dispense étant contrôlé, et/ou par jet de matière.
L'objet portable intelligent 25 peut également avoir une autre forme et être formé d'une autre matière.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'un module (23) électronique pour objet portable intelligent (21) tel qu'une carte à puce, le module (23) comprenant un circuit (1) électronique, tel qu'une puce, qui comprend au moins un groupe comprenant au moins un plot (3) de connexion, ce groupe s'étendant sur une partie de la face active (2) du circuit (1) et d'un support (10) pourvu de plots (13) d'interface de communication, chaque plot (3) de connexion étant connecté électriquement à un plot (13) d'interface de communication, ledit procédé comprenant les étapes successives prévoyant de : associer physiquement le circuit (1) électronique sur le support (10) ; connecter les plots (3) du circuit (1) électronique aux plots (13) d'interface de communication correspondants à l'aide d'un apport conducteur (16) ; recouvrir à l'aide d'un enrobage (19,20) chaque ensemble (17,18) formé des plots (3) de connexion, des plots (13) d'interface de communication et de l'apport conducteur (16), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on réalise le recouvrement de façon à laisser libre d'enrobage une partie de la face active (2) et à enrober chaque partie de la face active (2) sur laquelle est prévu un groupe de plots (3) de connexion ainsi que son voisinage.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit (1) électrique et le support (10) sont associés à l'aide d'un adhésif flexible à faible module d'Young.
  3. 3. Module (23) comprenant un circuit (1) électronique, tel qu'une puce, qui comprend au moins un groupe comprenant au moins un plot (3) de connexion, ce groupe s'étendant sur une partie de la face active (2) du circuit (1) et d'un support (10) pourvu de plots (13) d'une interface de communication, chaque plot (3) de connexion étant connecté électriquement à un plot (13) d'interface de communication, caractérisé en ce qu'un enrobage (19,20) local recouvre chaque ensemble (17,18) formé des plots (3) de connexion, des plots (13) de l'interface de communication et de l'apport conducteur (16), une partie de la
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    face active (2) étant libre d'enrobage, le circuit électronique (1) étant physiquement associé au support (10), les plots (3) du circuit électronique (1) étant connectés aux plots (13) d'interface de communication correspondants à l'aide d'un apport conducteur (16).
  4. 4. Module (23) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique (1) comprenant deux groupes de plots (3) de connexion disposés respectivement selon une rangée (11,12) au voisinage d'un bord latéral (6,7) opposé du circuit, la partie de la face active (2) non enrobée s'étendant au voisinage du centre de la face active (2) du circuit (1).
  5. 5. Module (23) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie de la face active (2) non enrobée s'étend de part et d'autre des bords transversaux (8,9) du circuit.
  6. 6. Module (23) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'enrobage (19,20) est un composé choisi parmi le groupe des résines époxydes.
  7. 7. Méthode de fabrication d'un objet portable intelligent (21), tel qu'une carte à puce, dans laquelle on intègre le module (23) souple et protégé selon l'une des revendications 3 à 6 dans et/ou sur un corps en matière plastique.
  8. 8. Equipement de fabrication destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste d'association (25) du circuit électronique (1) sur le support (10), un poste (26) de connexion électrique du circuit électronique (1) au support (10) et un poste (27) de dispense d'enrobage des ensembles (17,18) formés des plots (3) de connexion, des plots (13) d'interface et des apports conducteurs (16) à l'aide d'une seringue, déplaçable selon les trois directions de l'espace, le débit de dispense étant contrôlé, et/ou par jet de matière.
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  9. 9. Objet portable intelligent (21) tel qu'une carte à puce, caractérisé en ce qu'il comprend un module (23) selon l'une des revendications 3 à 6 et/ou en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon la revendication 7 et/ou en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre de l'équipement selon la revendication 8.
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