CA2321893A1 - Electronic device with contactless electronic memory, and method for making same - Google Patents
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Abstract
Description
WO 99/4417 WO 99/4417
2 PCT/FR99/00291 Dispositif électronique à mémoire électronique sans contact, et procédé de fabrication d'un tel dispositif s La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique sans contact flexible et pliable de fine épaisseur (10), tel qu'une carte, une étiquette, un ticket ou un jeton, comportant au moins un microcircuit électronique (20} qui est agencé dans l'épaisseur d'un support io et qui comporte des plots reliés à une antenne (24) d'interface agencée dans l'épaisseur du support, ce dernier comportant au moins deux feuilles opposées, inférieure (12) et supérieure (16}, de protection, ledit procédé comprenant les étapes consécutives suivantes is On connaît de nombreux exemples de tels dispositifs électroniques, couramment appelés cartes à puce, qui sont soit des cartes rigides dont le support est réalisé en matière plastique, soit des étiquettes, dites « étiquettes électroniques », pour l'étiquetage de produits de grande 2o consommation qui sont à usage unique, c'est-à-dire qui ont pour but d'étre collées une fois sur un produit et qui sont constituées essentiellement par une feuille de papier.
II existe ainsi un besoin pour un dispositif électronique du type mentionné précédemment, par exemple une carte à
2s puce sans contact de fine épaisseur (épaisseur inférieure par exemple à environ 400 Nm, voire 280 Nm) et flexible voire pliable en deux, qui puisse étre utilisée plusieurs fois, dont le coût soit particulièrement réduit de méme que son épaisseur pour pouvoir étre utilisé dans de nombreuses applications 3o faisant appel à une puce à mémoire électronique pour lesquelles il est aujourd'hui impossible, pour des raisons de coût et/ou d'épaisseur du support, de faire appel à des cartes, des étiquettes, des tickets ou des jetons à mémoire électronique sans contact.
II existe également un besoin pour des dispositifs plus résistants autorisant une manipulation sans précaution voire s quelques pliages en deux sans altération de leur fonctionnement. C'est le cas par exemple de tickets de métro.
Alternativement, il existe un besoin pour des. dispositifs sans contact très fins et d'excellente qualité de surface pouvant servir de support à une impression de haute qualité.
lo C'est le cas notamment de carte à jouer ou de carte d'identité.
Dans ce but, l'invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif électronique du type mentionné
précédemment, comprenant les étapes consécutives suivantes:
a) réaliser une feuille inférieure de protection en ls a1 ) posant au moins un microcircuit électronique sur la face interne de la feuille inférieure;
a2) réalisant au moins une antenne d'interface sur la face interne de la feuille inférieure, notamment par sérigraphie ;
2o a3) raccordant électriquement des plots du micro-circuit électronique à l'antenne d'interface ;
b) réaliser un empilage en superposant ia feuille inférieure de protection, une feuille intermédiaire de collage dont les deux faces opposées inférieure et supérieure sont 2s munies de colle, et une feuille supérieure de protection;
c) assembler les trois feuilles superposées en les comprimant.
Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention 30 - l'étape c) d'assemblage consiste en une opération de laminage à chaud ; 2 PCT / FR99 / 00291 Electronic device with electronic memory contactless, and method of manufacturing such a device The present invention relates to a method of manufacture of a flexible contactless electronic device and foldable thin (10), such as a card, a label, a ticket or a token, comprising at least one microcircuit electronic (20} which is arranged in the thickness of a support io and which has pads connected to an antenna (24) interface arranged in the thickness of the support, the latter comprising at minus two opposite sheets, lower (12) and upper (16}, for protection, said method comprising the steps next consecutive is Numerous examples of such devices are known electronic, commonly called smart cards, which are either rigid cards whose support is made of plastic, either labels, say "labels "for labeling large products 2o consumption which are for single use, that is to say which have intended to be stuck once on a product and which are essentially consisting of a sheet of paper.
There is thus a need for an electronic device of the type mentioned above, for example a card 2s thin contactless chip (lower thickness by example at around 400 Nm, even 280 Nm) and flexible even foldable in half, which can be used several times, including the cost is particularly reduced as well as its thickness to be able to be used in many applications 3o using an electronic memory chip for which it is impossible today, for reasons of cost and / or thickness of the support, to use cards, labels, tickets or memory chips contactless electronics.
There is also a need for more devices resistant allowing careless handling or even s some folding in half without altering their operation. This is the case, for example, with metro tickets.
Alternatively, there is a need for. devices very fine contactless and excellent surface quality can be used as a support for high quality printing.
lo This is particularly the case for playing cards or identity cards.
To this end, the invention provides a method of manufacture of an electronic device of the type mentioned previously, including the following consecutive steps:
a) make a lower protective sheet in ls a1) laying at least one electronic microcircuit on the inner face of the lower sheet;
a2) producing at least one interface antenna on the inner face of the lower sheet, in particular by screen printing;
2o a3) electrically connecting micro-contacts electronic circuit at the interface antenna;
b) stacking by superimposing the sheet lower protection, an intermediate bonding sheet whose two opposite lower and upper faces are 2s provided with glue, and an upper protective sheet;
c) assemble the three overlapping sheets by compressing.
According to other characteristics of the process according to the invention 30 - step c) of assembly consists of an operation of hot rolling;
3 - la feuille intermédiaire de collage comporte un évidement au droit du microcircuit électronique ;
- la feuille intermédiaire de collage est une feuille de colle thermofusible ;
s - la feuille intermédiaire de collage est une feuille de papier dont les deux faces opposées inférieure et supérieure sont munies d'une couche de colle thermofusible ;
- lors de l'étape a) de réalisation de la feuille inférieure de protection, les opérations a1 ), a2) et a3) sont réalisées lo successivement ;
- l'une au moins des feuilles de protection est à base de papier.
- le procédé comporte une étape supplémentaire d'impression sur l'une et/ou l'autre des faces externes des Is deux feuilles inférieure et supérieure de protection du support.
De préférence l'impression est réalisée avant le report de l'antenne et/ ou la puce.
- il comporte une étape supplémentaire de découpe du dispositif électronique, selon un contour déterminé de carte, 2o d'étiquette, de ticket ou de jeton ;
- on réalise simultanément plusieurs dispositifs électroniques à partir de feuilles de protection et d'une feuille de collage en rouleaux, et on sépare les dispositifs électroniques lors de l'étape supplémentaire de découpe.
2s L'invention concerne aussi un dispositif électronique sans contact du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend un empilage - d'une feuille inférieure de protection dont la face interne porte au moins un microcircuit électronique et au moins 3o une antenne d'interface ;
- d'une feuille intermédiaire de collage dont les deux faces opposées inférieure et supérieure sont munies de colle ; 3 - the intermediate bonding sheet has a recess to the right of the electronic microcircuit;
- the intermediate bonding sheet is a sheet of hot melt glue;
s - the intermediate bonding sheet is a sheet of paper with two opposite upper and lower sides are provided with a layer of hot-melt adhesive;
- during step a) of making the lower sheet protection, operations a1), a2) and a3) are performed lo successively;
- at least one of the protective sheets is based on paper.
- the process includes an additional step printing on one and / or the other of the external faces of the Is two lower and upper protective sheets of the support.
Preferably the printing is carried out before the postponement of the antenna and / or the chip.
- it includes an additional step of cutting the electronic device, according to a determined map contour, 2o of label, ticket or token;
- several devices are produced simultaneously electronic from protective sheets and one sheet gluing in rolls, and we separate the devices electronic during the additional cutting step.
2s The invention also relates to an electronic device contactless of the type mentioned above, characterized in what it includes stacking - a lower protective sheet, the face of which internal carries at least one electronic microcircuit and at least 3o an interface antenna;
- an intermediate collage sheet, both of which opposite lower and upper faces are provided with glue;
4 - et d'une feuille supérieure de protection.
Selon d'autres caractéristiques du dispositif selon l'invention - la feuille intermédiaire de collage comporte un s évidement au droit du microcircuit électronique ;
- la feuille intermédiaire de collage est une feuille de colle thermofusible ;
- la feuille intermédiaire de collage est une feuille de papier dont les deux faces opposées inférieure et supérieure io sont munies d'une couche de colle thermofusible ;
- l'une au moins des feuilles de protection est à base de papier.
- Le dispositif a une épaisseûr inférieure à 400 Nm, voire 280 ~tm.
is - la feuille supportant l'antenne et le microcircuit (la puce) a une épaisseur inférieure ou égale à 75 Nm.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux 2o dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en section longitudinale d'un premier mode de réalisation d'une carte à
puce réalisée conformément aux enseignements de l'invention et sur laquelle l'empilage des trois feuilles qui la constituent 2s est illustré avant l'opération de laminage à chaud ;
- la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui illustre un deuxième mode de réalisation d'une carte à
puce réalisée conformément aux enseignements de l'invention;
- les figures 3A à 3C illustrent de manière schématique 30 les trois opérations permettant de réaliser une feuille inférieure de protection en papier pour un dispositif électronique conforme aux enseignements de l'invention ; et WO 99/~14172 PCT/FR99/00291 s - la figure 4 est une vue schématique illustrant la réalisation de l'empilage par superposition des trois feuilles constitutives du support d'une carte à puce ~ réalisée conformément aux enseignements de l'invention.
s Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence, et dans la description et les revendications, les termes inférieur, supérieur, vertical, etc.
seront utilisés à titre non limitatif en référence aux figures io pour faciliter les explications.
Par définition, on entend par flexible, une propriété
mécanique identique à celle des cartes à jouer.
Le cas échéant, le produit de l'invention est conçu de manière à pouvoir être manipulé comme un ticket de métro, ls enroulé voire plié à la main sans altération de son fonctionnement émetteur récepteur.
On a représenté à la figure 1 une carte à puce 10 qui est constituée par un empilage vertical de trois feuilles 12, 14 et 16.
2o La feuille inférieure 12 est une première feuille de papier dont l'épaisseur est par exemple égale à 75 microns réalisée en papier « Maine » commercialisé par la société
Arjo-Wiggins.
La feuille inférieure de papier 12 constitue une feuille 2s inférieure de protection de la carte 10 tandis que la feuille supérieure 16, de même constitution et de même épaisseur que la feuille inférieure 12 constitue une feuille supérieure de protection en papier de la carte 10.
La feuille intermédiaire 14 est une feuille de collage 3o mutuel des deux feuilles inférieure 12 et supérieure 16 qui, dans ce premier mode de réalisation, est une feuille ou film de colle thermofusible, aussi appelée feuille « Hot Melt » d'une épaisseur de 100 microns commercialisée par la société
Polyconcept. Cette feuille hot melt a l'avantage d'étre molle à
température ambiante et de ne pas endommager la puce lors de l'empilage.
s Conformément à une caractéristique de l'invention, lorsque la feuille intermédiaire de collage 14 est dure comme du papier, elle peut comporter éventuellement un évidement ou fenêtre 18 q.ui est agencé verticalement au droit d'un microcircuit électronique 20, ou puce, posé sur la face io supérieure interne 22 de la feuille inférieure 12.
Le microcircuit électronique 20 est relié à une antenne d'interface 24 qui, selon une technique connue, est par exemple réalisée par sérigraphie sur la face supérieure 22 au moyen d'une encre conductrice à base d'argent qui est par 1s exemple l'encre E520 commercialisée par la société Dupont de Nemours.
Le microcircuit électronique 20 est par exemple un « Chip Mifare Amtel AT 8100 » dont l'épaisseur est réduite à
par exemple 70 microns. II peut étre fixé sur la face 22 par 2o exemple par collage.
Le raccordement électrique de plot du microcircuit électronique ou module électronique 20 à l'antenne d'interface 24 est réalisé, selon une technique connue, de préférence par des cordons 26 de colle conductrice qui est par exemple de la 2s colle commercialisée sous la dénomination « Ablestick Silver Glue ».
Le second mode de réalisation illustré à la figure 2 diffère du premier mode de réalisation qui vient d'étre décrit par la structure de la feuille intermédiaire de collage 14.
so En effet, la feuille de collage 14 est ici constituée par une feuille intermédiaire de papier 14A dont les deux faces externes opposées sont revêtues d'une couche de colle thermofusible 148, le composite qui constitue ainsi la feuille intermédiaire de collage 14 étant interposé entre les feuilles inférieure 12 et supérieure 16 de protection en papier de la même manière que la feuille de collage 14 de la figure 1 qui s est constituée uniquement par un film de colle thermofusible.
On décrira maintenant un exemple d'un procédé de fabrication des cartes 10 illustrées à la figure 1 ou à la figure 2.
Afin de proposer un procédé industriel permettant de lo fabriquer en grande série des dispositifs électroniques, tels que les cartes 10, plusieurs dispositifs sont réalisés simultanément et/ou à la file en faisant notamment appel pour les trois feuilles 12, 14 et 16 à des bandes ou rouleaux continus.
ls II faut tout d'abord réaliser les feuilles inférieures 12 de protection en papier.
Dans ce but, comme cela est illustré à la figure 3A, on part d'une feuille de papier 12 sur la face supérieure 22 de laquelle on colle, pour chaque dispositif électronique à
2o réaliser, un microcircuit électronique ou module 20.
Ensuite, comme cela est illustré à la figure 3B, on réalise les antennes 24, de préférence par sérigraphie sur la face supérieure 22. Alternativement, on peut réaliser l'antenne préalablement à la fixation et connexion du module.
2s Enfin, comme cela est illustré à la figure 3C, on réalise les connexions ou raccordements électriques des microcircuits électroniques 20 aux antennes 24 par dép8t de cordons 26 de colle conductrice.
Ainsi, à la fin de l'opération illustrée à la figure 3C, on so dispose d'une bande ou d'un rouleau d'une feuille de papier inférieure 12 qui doit ensuite être associée par empilage aux autres feuilles 14 et 16.
Cette étape suivante est illustrée à la figure 4 sur laquelle on a représenté de manière schématique en perspective éclatée l'empilage de la feuille inférieure 12 préalablement réalisée, d'une feuille intermédiaire de collage s 14 dans laquelle on a, le cas échéant, préalablement réalisé
les fenétres ou découpes 18, et d'une feuille supérieure 16 de protection en papier.
L'empilage ou sandwich ainsi réalisé est ensuite, lors d'une étape suivante, non représenté sur les figures, assemblé
io en comprimant à chaud les trois feuilles superposées 12, 14 et 16, par exemple au cours d'une opération de laminage à
chaud, c'est-à-dire é une température permettant de provoquer la fusion de la colle thermofusible constituant en elle-même la feuille intermédiaire 14 (figure 1 ) ou constituant les couches is 14B de colle de la feuille intermédiaire de collage 14 (figure 2).
Cette opération de laminage, aussi appelée lamifiage, permet d'associer définitivement les trois feuilles de l'empilage et de réduire l'épaisseur totale du dispositif électronique ainsi Zo réalisé à une valeur inférieure ou égale à 260 microns.
Au cours de l'opération de laminage, la présence d'une fenêtre 18 au droit de chaque microcircuit électronique 20 permet d'éviter d'endommager ceux-ci.
Afin d'assurer la mise en correspondance des fenêtres 2s 18 avec les microcircuits électroniques 20, il est bien entendu nécessaire de prévoir des moyens d'indexation des rouleaux ou bandes des feuilles 12 et 14.
A l'issue de l'étape d'assemblage par laminage à chaud;
on dispose d'une bande ou d'un rouleau dans laquelle les 3o dispositifs électroniques, qu'il s'agisse de cartes, d'étiquettes, de tickets ou de jetons, doivent ensuite étre découpés par des moyens connus, par exemple selon une technique à l'emporte-pièce.
Lors d'une étape supplémentaire, préalable ou postérieure à la découpe des dispositifs électroniques, il est s bien entendu possible d'imprimer l'une et/ou l'autre des faces externes des feuilles inférieure 12 et supérieure 16 de protection en papier.
L'invention permet ainsi de disposer de dispositifs électroniques à mémoire électronique sans contact de coût io réduit et d'épaisseur réduite permettant de remplacer d'autres produits comportant des moyens d'identification, tels que par exemple les tickets souples à piste magnétique ou a code barre, ces nouveaux dispositifs électroniques étant de plus biodégradables.
is L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et au procédé qui viennent d'âtre décrits.
Les différentes opérations permettant notamment d'aboutir à la réalisation de la feuille inférieure de protection en papier 12 munie du microcircuit électronique 20 et de 20 l'antenne 24 peuvent être réalisées selon d'autres technologies connues, l'antenne pouvant par exemple être réalisée dans un premier temps et le raccordement du microcircuit électronique étant réalisé automatiquement lors de la pose de ce dernier avec ses plots conducteurs de contact 2s tournés vers la face supérieure 22 et posés directement sur des tronçons conducteurs de l'antenne 24(< Flip Chip »).
Le raccordement d'un microcircuit électronique 20 à
l'antenne 24 pourrait âtre réalisé selon une technique de microcâblage ou de soudage des connexions (« Wire so Bonding ») mais serait plus fragile et plus encombrante en épaisseur.
WO 99/44172 PCT/H'R99/00291 La présence de la colle thermofusible, quelle que soit la structure de la feuille intermédiaire de collage 14, permet d'éviter de recourir à un enrobage en boîtier (« Potting ») consistant à protéger le microcircuit électronique 24 et ses s connexions en utilisant une résine.
La nature de la colle thermofusible utilisée peut aussi étre telle qu'elle soit légèrement collante au contact à froid de manière à assurer un préassemblage de l'empilage des trois feuilles préalablement à l'opération de laminage à chaud.
lo La feuille de protection en papier (12, 16) ainsi que la feuille 14 peuvent être réalisées également en un polymère notamment parmi ceux couramment utilisés dans le domaine des cartes à puce ( PVC, PE, PP).
Ces feuilles peuvent également étre constituée à base ls de cellulose chargée de polymère pour améliorer certaines de ses propriétés (étanchéité, tenue mécanique...).
L'invention a nécessité de réunir plusieurs paramètres.
Au delà du recours à des puces de petite taille (inférieures à
70Nm), et à des feuilles de protection fines, il a fallu recourir 2o de préférence à une couche intermédiaire thermofusible ou thermocollante dite de « hot melt » pour l'assemblage de l'ensemble. Cette couche du fait de sa ductilité à froid a l'avantage de ne pas endommager la puce de silicium venant directement à son contact pendant le laminage. A ce propos, 2s un évidemment dans la couche intermédiaire n'est pas indispensable.
Le recours au laminage à chaud avec des plaques lisses permet d'améliorer l'état de surface initial des feuilles de protection.
so II est possible d'utiliser des feuilles de papier plus économiques que certaines feuilles en polymère précitées.
Pour la réalisation de l'antenne, on a préféré recourir à
la sérigraphie. En effet, de nombreux essais avec ia gravure (aluminium, cuivre...) sur des feuilles en papier montrent des altérations chimiques du papier qui se traduisent par des s ondulations et un jaunissement de ce dernier.
D'autre part, il est impossible de pré-imprimer la feuille de protection avant la réalisation de l'antenne par sérigraphie.
(l'avantage étant de pouvoir faire un contr8le de l'impression et d'éviter des rebuts après assemblage de la puce).
lo Un autre problème peut se poser dans le recours à la technique de sérigraphie sur des feuilles de protection fines notamment en papier ou polymère en absence de précaution particulières. II s'agit de l'apparition d'ondulations de surface résultant du séchage de l'encre. Ce problème et la solution Is apportée sont décrits dans la demande de brevet FR 97/13734 du 03/10/97. Ils sont inclus par référence dans le procédé de l'invention pour réaliser des dispositifs présentant une excellente qualité de surface (absence d'ondulations).
I_a sérigraphie selon la demande ci-dessus a l'avantage 2o de réaliser des pistes d'antenne au contour précis, de bonne qualité de conduction (particules d'argent). L'encre étant à
base polymère et étant séchée partiellement selon le procédé
décrit dans la demande ci-dessus, ie dispositif peut étre plié
plusieurs fois à la main, 5 fois par exemple sans 2s endommagement de l'antenne.
En outre, le recours à une antenne sérigraphiée chargée argent facilite à moindre coGt la connexion antenne à
la puce par un élément de connexion ci-après comparativement au recours d'une antenne réalisée par 30 gravure.
L'élément de connexion est de préférence soit un cordon de colle conductrice chargée argent la puce étant fixée é l'endroit soit un point de colle conductrice, la puce étant fixée à l'envers (flip-chip).
Ces connexions ont comparativement aux connexions du type à fils soudés (wire-bonding), l'avantage d'étre de s faible épaisseur et de mieux résister à des contraintes mécaniques. 4 - and a protective top sheet.
According to other characteristics of the device according to the invention - the intermediate bonding sheet has a s of course to the right of the electronic microcircuit;
- the intermediate bonding sheet is a sheet of hot melt glue;
- the intermediate bonding sheet is a sheet of paper with two opposite upper and lower sides io are provided with a layer of hot-melt adhesive;
- at least one of the protective sheets is based on paper.
- The device has a thickness of less than 400 Nm, even 280 ~ tm.
is - the sheet supporting the antenna and the microcircuit (the chip) has a thickness less than or equal to 75 Nm.
Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which will follow for the understanding of which we will refer to 2o annexed drawings in which - Figure 1 is a schematic sectional view view of a first embodiment of a card chip produced in accordance with the teachings of the invention and on which the stacking of the three leaves which constitute it 2s is illustrated before the hot rolling operation;
- Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 which illustrates a second embodiment of a card chip produced in accordance with the teachings of the invention;
- Figures 3A to 3C schematically illustrate 30 the three operations for making a sheet protective paper bottom for a device electronics in accordance with the teachings of the invention; and WO 99 / ~ 14172 PCT / FR99 / 00291 s - Figure 4 is a schematic view illustrating the stacking by superimposing the three sheets constituting the support for a smart card ~ made in accordance with the teachings of the invention.
s In the description which follows, elements identical, similar or analogous will be designated by same reference figures, and in the description and claims, the terms lower, upper, vertical, etc.
will be used without limitation with reference to the figures io to facilitate explanations.
By definition, flexible means a property mechanics identical to that of playing cards.
Where appropriate, the product of the invention is designed to so that it can be handled like a metro ticket, ls wound or even folded by hand without altering its sound transceiver operation.
FIG. 1 shows a smart card 10 which consists of a vertical stack of three sheets 12, 14 and 16.
2o The lower sheet 12 is a first sheet of paper whose thickness is for example equal to 75 microns made of “Maine” paper sold by the company Arjo-Wiggins.
The bottom sheet of paper 12 constitutes a sheet 2s lower card protection 10 while the sheet upper 16, of the same constitution and of the same thickness that the lower sheet 12 constitutes an upper sheet of paper protection of the card 10.
Intermediate sheet 14 is a bonding sheet 3o mutual of the two lower sheets 12 and upper 16 which, in this first embodiment, is a sheet or film of hot-melt adhesive, also called "Hot Melt" sheet of a 100 micron thickness marketed by the company Polyconcept. This hot melt sheet has the advantage of being soft to room temperature and not to damage the chip when stacking.
s In accordance with a characteristic of the invention, when the intermediate bonding sheet 14 is hard as paper, it can possibly include a recess or window 18 q.ui is arranged vertically to the right of a electronic microcircuit 20, or chip, placed on the face io internal upper 22 of the lower sheet 12.
The electronic microcircuit 20 is connected to an antenna interface 24 which, according to a known technique, is by example produced by screen printing on the upper face 22 at by means of a conductive silver-based ink which is by 1s example the E520 ink marketed by Dupont de Nemours.
The electronic microcircuit 20 is for example a "Chip Mifare Amtel AT 8100" whose thickness is reduced to for example 70 microns. It can be fixed on the face 22 by 2o example by gluing.
The electrical connection of the microcircuit pad electronics or electronics module 20 at the interface antenna 24 is produced, according to a known technique, preferably by cords 26 of conductive adhesive which is for example of 2s glue marketed under the name "Ablestick Silver Glue ”.
The second embodiment illustrated in Figure 2 differs from the first embodiment which has just been described by the structure of the intermediate bonding sheet 14.
n / a Indeed, the collage sheet 14 is here constituted by an intermediate sheet of paper 14A, the two faces of which opposite external surfaces are coated with a layer of glue hot melt 148, the composite that makes up the sheet bonding intermediate 14 being interposed between the sheets lower 12 and upper 16 protective paper of the same way as the collage sheet 14 of FIG. 1 which s consists only of a film of hot-melt adhesive.
We will now describe an example of a manufacturing the cards 10 illustrated in FIG. 1 or in FIG.
2.
In order to propose an industrial process allowing to lo mass-produce electronic devices such as as cards 10, several devices are made simultaneously and / or in line, in particular by calling for the three sheets 12, 14 and 16 to strips or rolls continuous.
ls You must first make the lower sheets 12 of paper protection.
For this purpose, as illustrated in FIG. 3A, we part of a sheet of paper 12 on the upper face 22 of which is glued, for each electronic device to 2o make an electronic microcircuit or module 20.
Then, as illustrated in Figure 3B, we produces the antennas 24, preferably by screen printing on the upper face 22. Alternatively, the antenna can be produced prior to fixing and connecting the module.
2s Finally, as illustrated in FIG. 3C, we realize the electrical connections or connections of the microcircuits electronic 20 to the antennas 24 by dep8t of cords 26 of conductive glue.
Thus, at the end of the operation illustrated in FIG. 3C, we so has a strip or roll of a sheet of paper lower 12 which must then be combined by stacking with other sheets 14 and 16.
This next step is illustrated in Figure 4 on which is shown schematically in exploded perspective stacking of the lower sheet 12 previously made with an intermediate bonding sheet s 14 in which, if necessary, has previously been carried out windows or cutouts 18, and a top sheet 16 of paper protection.
The stacking or sandwich thus produced is then, during a next step, not shown in the figures, assembled io by hot pressing the three superimposed sheets 12, 14 and 16, for example during a rolling operation hot, i.e. at a temperature that causes the fusion of the hot-melt adhesive constituting in itself the intermediate sheet 14 (Figure 1) or constituting the layers is 14B of glue from the intermediate gluing sheet 14 (figure 2).
This rolling operation, also called lamination, allows to permanently associate the three sheets of the stack and reduce the total thickness of the electronic device as well Zo produced at a value less than or equal to 260 microns.
During the rolling operation, the presence of a window 18 to the right of each electronic microcircuit 20 helps prevent damage to them.
In order to ensure the matching of windows 2s 18 with the electronic microcircuits 20, it is understood necessary to provide means of indexing the rollers or strips from sheets 12 and 14.
At the end of the assembly step by hot rolling;
we have a strip or a roll in which the 3o electronic devices, whether cards, labels, tickets or tokens, must then be cut by known means, for example using a take-away technique room.
During an additional step, prior or after cutting electronic devices, it is It is of course possible to print one and / or the other side outer leaves lower 12 and upper 16 of paper protection.
The invention thus makes it possible to have devices electronic contactless electronic memory cost io reduced and reduced thickness to replace other products with means of identification, such as example flexible tickets with magnetic strip or code bar, these new electronic devices being moreover biodegradable.
is The invention is not limited to the embodiments and to the process which have just been described.
The various operations allowing in particular to achieve the realization of the lower protective sheet made of paper 12 provided with the electronic microcircuit 20 and 20 the antenna 24 can be made according to other known technologies, the antenna can for example be first performed and the connection of the electronic microcircuit being produced automatically during the installation of the latter with its conductive contact pads 2s facing towards the upper face 22 and placed directly on conductive sections of antenna 24 (<Flip Chip »).
The connection of an electronic microcircuit 20 to antenna 24 could be produced using a micro-wiring or soldering of connections ("Wire so Bonding ”) but would be more fragile and more cumbersome in thickness.
WO 99/44172 PCT / H'R99 / 00291 The presence of hot-melt glue, whatever the structure of the intermediate bonding sheet 14, allows to avoid resorting to a potting consisting in protecting the electronic microcircuit 24 and its s connections using resin.
The nature of the hot-melt adhesive used can also be such that it is slightly sticky on cold contact with so as to pre-assemble the stacking of the three sheets prior to the hot rolling operation.
lo The protective paper sheet (12, 16) and the sheet 14 can also be made of a polymer especially among those commonly used in the field smart cards (PVC, PE, PP).
These sheets can also be made from ls of cellulose loaded with polymer to improve some of its properties (sealing, mechanical strength, etc.).
The invention required to combine several parameters.
Beyond the use of small chips (less than 70Nm), and thin protective sheets had to be used 2o preferably with a hot-melt intermediate layer or so-called "hot melt" for the assembly of all. This layer due to its cold ductility has the advantage of not damaging the silicon chip coming directly in contact with it during rolling. About that, 2s an obviously in the middle layer is not essential.
The use of hot rolling with plates smooth improves the initial surface condition of the leaves protection.
n / a It is possible to use more sheets of paper economical than certain polymer sheets mentioned above.
For the realization of the antenna, we preferred to use screen printing. Indeed, many tests with ia engraving (aluminum, copper ...) on paper sheets show chemical alterations of the paper which result in s ripples and yellowing of the latter.
On the other hand, it is impossible to pre-print the sheet protection before the antenna is produced by screen printing.
(the advantage being to be able to control the printing and avoid waste after assembly of the chip).
lo Another problem may arise in the use of screen printing technique on thin protective sheets especially paper or polymer in the absence of precaution particular. This is the appearance of surface ripples resulting from the ink drying. This problem and the solution Is brought are described in patent application FR 97/13734 of 03/10/97. They are included by reference in the process of the invention for producing devices having a excellent surface quality (no ripples).
I_a screen printing according to the above request has the advantage 2o to create antenna tracks with a precise contour, of good conduction quality (silver particles). The ink being at polymer base and being partially dried according to the process described in the above request, the device can be folded several times by hand, 5 times for example without 2s damage to the antenna.
In addition, the use of a screen-printed antenna charged with silver makes it easier to connect the antenna to the chip by a connecting element below compared to the use of an antenna produced by 30 engraving.
The connection element is preferably either a bead of conductive glue charged with silver, the chip being fixed at the place is a point of conductive adhesive, the chip being attached upside down (flip-chip).
These connections have compared to connections of the wire-bonding type, the advantage of being s low thickness and better withstand stresses mechanical.
Claims (15)
a) réaliser une feuille inférieure (12) de protection en:
a1) posant au moins un microcircuit électronique (20) sur la face interne (22) de la feuille inférieure;
a2) réalisant au moins une antenne d'interface (24) sur la face interne (22) de la feuille inférieure (12), notamment par sérigraphie ;
a3) raccordant électriquement (26) des plots du microcircuit électronique (20) à l'antenne d'interface (24) ;
b) réaliser un empilage en superposant la feuille inférieure (12) de protection, une feuille intermédiaire (14, 14A, 14B) de collage dont les deux faces opposées inférieure et supérieure sont munies de colle, et une feuille supérieure (16) de protection ;
c) assembler les trois feuilles superposées (12, 14, 16) en les comprimant. 1. Process for manufacturing a contactless electronic device thin flexible and foldable (10), such as a card, a label, a ticket or token, comprising at least one electronic microcircuit (20) which is arranged in the thickness of a support and which comprises studs connected to an interface antenna (24) arranged in the thickness of the support, the latter comprising at least two opposite sheets, lower (12) and upper (16), protective, said method comprising the steps following consecutive:
a) making a lower protective sheet (12) by:
a1) placing at least one electronic microcircuit (20) on the internal face (22) of the lower sheet;
a2) producing at least one interface antenna (24) on the internal face (22) of the lower sheet (12), in particular by screen printing;
a3) electrically connecting (26) pads of the microcircuit electronics (20) to the interface antenna (24);
b) making a stack by superimposing the lower sheet (12) of protection, an intermediate sheet (14, 14A, 14B) of bonding whose two opposite lower and upper faces are provided with glue, and a top sheet (16) of protection;
c) assembling the three superimposed sheets (12, 14, 16) by compressing.
- d'une feuille inférieure de protection (12) dont la face interne (22) porte au moins un microcircuit électronique et au moins une antenne d'interface (24);
- d'une feuille intermédiaire (14) de collage dont les deux faces opposées inférieure et supérieure sont munies de colle ;
- et d'une feuille supérieure de protection (16). 11. Contactless electronic device (10), such as a card, tag, ticket or token, comprising at least at least one electronic microcircuit (20) which is arranged in the thickness of a flexible support and which comprises studs connected (26) to an interface antenna (24) arranged in the thickness of the support, the latter comprising at least two opposite leaves, lower (12) and upper (14), of protection, characterized in that it comprises a stack bendable less than 400 µm:
- a lower protective sheet (12) whose face internal (22) carries at least one electronic microcircuit and at at least one interface antenna (24);
- an intermediate sheet (14) of bonding whose two opposite lower and upper faces are provided with glue ;
- And a top protective sheet (16).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |