FR3035987A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A CHIP CARD BY PRINTING A CONDUCTIVE INK - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une carte à puce comprenant au moins deux plots comprenant des étapes de : - dépôt d'une puce dans un corps de carte comprenant une surface supérieure, la puce affleurant la surface supérieure du corps de carte ; - impression d'une encre conductrice, directement depuis la surface supérieure de la puce, pour former des pistes conductrices à partir d'au moins un plot, chaque piste conductrice formant un contact ; et/ou pour former au moins une piste conductrice, entre deux plots, de manière à obtenir une boucle d'une antenne.The invention relates to a method for manufacturing a smart card comprising at least two pads comprising steps of: depositing a chip in a card body comprising a top surface, the chip flush with the upper surface of the card body ; printing a conducting ink, directly from the upper surface of the chip, to form conductive tracks from at least one stud, each conductive track forming a contact; and / or to form at least one conducting track, between two pads, so as to obtain a loop of an antenna.
Description
1 DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne la fabrication d'une carte à puce à contacts et/ou sans contact. ETAT DE LA TECHNIQUE Pour fabriquer une carte à puce avec ou sans contact(s), les procédés connus mettent en oeuvre un module pour réaliser des connexions de la puce avec des contacts qui peuvent être lus par un lecteur de carte contact ou avec une antenne sans contact. Le module est inséré dans une cavité du corps de carte. Pour fabriquer un tel module, on met en oeuvre plusieurs étapes qui induisent des coûts non négligeables pour les fabricants de carte : - La puce une fois découpée et amincie est collée sur une bande métallique ; - Des fils en or connectent les plots du module avec des plots de la puce ; - La puce et les fils sont couverts par de la résine permettant de protéger l'ensemble.TECHNICAL FIELD The invention relates to the manufacture of a smart card with contacts and / or without contact. STATE OF THE ART To manufacture a smart card with or without contact (s), the known methods implement a module for making connections of the chip with contacts that can be read by a contact card reader or with an antenna without touching. The module is inserted into a cavity of the card body. To manufacture such a module, several steps are implemented which entail significant costs for the card manufacturers: the chip once cut and thinned is glued on a metal strip; - Gold son connect the pads of the module with pads of the chip; - The chip and the wires are covered with resin to protect the whole.
PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de simplifier la fabrication d'une carte à puce avec ou sans contact(s). A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un procédé de fabrication d'une carte à puce comprenant au moins deux plots comprenant des étapes de : - dépôt d'une puce dans un corps de carte comprenant une surface supérieure, la puce affleurant la surface supérieure du corps de carte ; - impression d'une encre conductrice, directement depuis la surface supérieure de la puce, pour former des pistes conductrices à partir d'au moins un plot, chaque piste conductrice formant un contact ; et/ou pour former au moins une piste conductrice, entre deux plots, de manière à obtenir une boucle d'une antenne.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention proposes to simplify the manufacture of a smart card with or without contact (s). For this purpose, the invention proposes, in a first aspect, a method of manufacturing a smart card comprising at least two pads comprising steps of: depositing a chip in a card body comprising an upper surface, the chip flush with the upper surface of the card body; printing a conducting ink, directly from the upper surface of the chip, to form conductive tracks from at least one stud, each conductive track forming a contact; and / or to form at least one conducting track, between two pads, so as to obtain a loop of an antenna.
L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : La puce comprend un plot d'entrée et un plot de sortie sur la surface supérieure de la puce, l'impression de l'encre conductrice pour former l'antenne consistant à former au moins une boucle s'étendant à partir du plot d'entrée vers le plot de sortie.The invention is advantageously completed by the following features, taken alone or in any of their technically possible combination: The chip comprises an input pad and an output pad on the upper surface of the chip, the printing of the conductive ink for forming the antenna comprising forming at least one loop extending from the input pad to the output pad.
L'antenne comprenant plusieurs boucles, l'encre conductrice étant imprimée sur la puce d'une boucle à l'autre sans que les pistes de chaque boucle se croisent. L'antenne est de forme rectangulaire ou circulaire. La piste conductrice formant l'antenne a une largeur comprise entre 50 micromètres et 100 micromètres.The antenna comprises a plurality of loops, the conductive ink being printed on the chip from one loop to another without the tracks of each loop intersect. The antenna is rectangular or circular. The conductive track forming the antenna has a width of between 50 micrometers and 100 micrometers.
3035987 2 La puce comprend cinq plots (Vcc, Gnd, I/O, RST, CLK) sur la surface supérieure de la puce, l'impression de l'encre conductrice formant des pistes conductrices se terminant chacune par un contact conforme à la norme ISO 7816. Le corps de carte étant matériau plastique, l'étape consistant à déposer la puce dans 5 le corps de carte comprend des étapes de : - chauffer la puce ; - insérer la puce chauffée dans le corps de carte de manière à ce que la puce affleure la surface supérieure du corps de carte. Le corps de carte étant en papier ou carton, l'étape consistant à déposer la puce 10 dans le corps de carte comprend des étapes de : - découper dans le corps de carte un emplacement de dimensions identiques à celles de la puce ; - insérer la puce dans l'emplacement ainsi découpé de manière à ce que la puce affleure la surface supérieure du corps de carte.The chip comprises five pads (Vcc, Gnd, I / O, RST, CLK) on the upper surface of the chip, the printing of the conductive ink forming conductive tracks each terminating with a contact according to the standard. ISO 7816. Since the card body is a plastic material, the step of depositing the chip in the card body comprises steps of: - heating the chip; inserting the heated chip in the card body so that the chip is flush with the upper surface of the card body. The card body being of paper or cardboard, the step of depositing the chip 10 in the card body comprises steps of: - cutting in the card body a location of dimensions identical to those of the chip; - Insert the chip in the slot thus cut so that the chip is flush with the upper surface of the card body.
15 Selon un second aspect, l'invention propose une carte à puce obtenue par un procédé selon le premier aspect de l'invention. Les avantages de l'invention sont multiples. Les connexions filaires ainsi que l'antenne (dans le cas d'une carte à puce sans contact) sont remplacées par impression d'une encre conductrice.According to a second aspect, the invention proposes a smart card obtained by a method according to the first aspect of the invention. The advantages of the invention are manifold. The wired connections as well as the antenna (in the case of a contactless smart card) are replaced by printing a conductive ink.
20 L'impression des pistes conductrices permet - s'agissant d'une carte à puce sans contact, de former l'antenne et les connexions de l'antenne à la puce en une seule opération ; et - s'agissant d'une carte à puce à contacts, de former les contacts et les connexions des contacts à la puce en une seule impression.The printing of the conductive tracks makes it possible - as it is a contactless smart card, to form the antenna and the connections of the antenna to the chip in a single operation; and - in the case of a smart card with contacts, forming the contacts and the connections of the contacts to the chip in a single printing.
25 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : 30 - La figure 1 illustre une vue de côté d'une carte à puce sans contact ; - Les figures 2 et 3 illustrent des sections d'une carte à puce sans contact ; - La figure 4 illustre une vue de dessus d'un puce et d'une antenne d'une carte à puce sans contact ; - La figure 5 illustre une vue détaillée de la figure 4; - La figure 6 illustre une vue de côté d'une carte à puce à contacts ; 3035987 3 - La figure 7 illustre une puce avec des contacts d'une carte à puce à contacts ; - La figure 8 illustre une vue schématique d'une puce avec des contacts d'une carte à puce à contacts. - La figure 9 illustre des étapes d'un procédé de fabrication.PRESENTATION OF THE FIGURES Other features, objects and advantages of the invention will be apparent from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. a side view of a contactless smart card; Figures 2 and 3 illustrate sections of a contactless smart card; FIG. 4 illustrates a top view of a chip and an antenna of a contactless smart card; FIG. 5 illustrates a detailed view of FIG. 4; FIG. 6 illustrates a side view of a smart card with contacts; FIG. 7 illustrates a chip with contacts of a smart card with contacts; FIG. 8 illustrates a schematic view of a chip with contacts of a smart card with contacts. - Figure 9 illustrates steps of a manufacturing process.
5 Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Par carte à puce on entend une carte en matière plastique voire en papier ou en carton supportant au moins un circuit intégré (la puce) contenant de l'information.In all of the figures, similar elements bear identical references. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Smart card means a plastic card or paper or cardboard supporting at least one integrated circuit (the chip) containing information.
10 Lorsque la carte à puce est sans contact, la puce est accessible via radiofréquence à courte ou à moyenne portée via une antenne comprenant plusieurs boucles s'étendant à partir de la puce et connectée à la puce. Lorsque la carte à puce est à contacts, la puce est accessible via huit contacts surmontant la puce. Ces contacts ont chacun un rôle précis dans les échanges de données 15 entre la puce et un lecteur de carte. Lorsque la carte à puce est à la fois avec et sans contact, la puce est accessible via l'une ou l'autre des possibilités ci-dessus. Une carte à puce sans contact comprend un corps 2 de carte comprenant une puce 1 insérée dans le corps 2 de carte, la puce 1 comprenant deux plots 4, et une piste 20 conductrice 3 formant entre les deux plots 4 au moins une boucle d'antenne (voir la figure 1). Les pistes conductrices 3 sont imprimées, au moyen d'une encre conductrice, à partir de la surface supérieure la de la puce pour former l'antenne. Les pistes conductrices 3 sont donc à la fois imprimées sur la puce 1 mais aussi sur le corps de carte 2.When the smart card is contactless, the chip is accessible via radio frequency at short or medium range via an antenna comprising a plurality of loops extending from the chip and connected to the chip. When the smart card is in contact, the chip is accessible via eight contacts surmounting the chip. These contacts each have a specific role in the exchange of data between the chip and a card reader. When the smart card is both with and without contact, the chip is accessible via one or the other of the above possibilities. A contactless smart card comprises a card body 2 comprising a chip 1 inserted into the card body 2, the chip 1 comprising two studs 4, and a conductive track 3 forming between the two studs 4 at least one loop of FIG. antenna (see Figure 1). The conductive tracks 3 are printed, by means of a conductive ink, from the upper surface of the chip to form the antenna. The conductive tracks 3 are therefore both printed on the chip 1 but also on the card body 2.
25 Un capot 5 du même matériau que le corps de carte 2 et de dimensions identiques recouvre la puce 1 et les pistes conductrices 3. Le corps de carte 2 comprend une surface supérieure 2a (figure 2) et la puce 1 comprenant également une surface supérieure la affleure la surface supérieure 2a du corps de carte 2.A cover 5 of the same material as the card body 2 and of identical dimensions covers the chip 1 and the conductive tracks 3. The card body 2 comprises an upper surface 2a (FIG. 2) and the chip 1 also comprises an upper surface. it is flush with the upper surface 2a of the card body 2.
30 Des pistes conductrices 3 formant l'antenne sont connectées à la puce 1 par l'intermédiaire de deux plots 4 disposés sur la surface supérieure la de la puce 1 (voir la figure 2). En particulier, la piste conductrice 3 forme au moins une boucle (sur les figures 2 et 3 on a représenté trois boucles) entre deux plots 4, l'un étant un plot d'entrée LA et l'autre 35 étant un plot de sortie LB (figure 3).Conducting tracks 3 forming the antenna are connected to the chip 1 by means of two pads 4 arranged on the upper surface 1a of the chip 1 (see FIG. 2). In particular, the conductive track 3 forms at least one loop (in FIGS. 2 and 3 there are three loops) between two pads 4, one being an input pad LA and the other being an output pad LB (Figure 3).
3035987 4 Ainsi, entre les plots 4 LA et LB de la puce 1, les pistes conductrices forment l'antenne comprenant plusieurs boucles par exemple trois boucles (figure 4). Le nombre de boucles est fonction de la fréquence de fonctionnement, typiquement 14 MHz. C'est en particulier, l'enroulement en plusieurs tours qui crée une inductance qui lorsqu'elle est 5 connectée à la puce procure la fonction d'antenne. Pour permettre aux pistes conductrices 3 de former les boucles de l'antenne, les pistes conductrices au fur et à mesure de leur progression sont imprimées sur la puce 1 (figure 2, figure 3, figure 5). Une carte à contacts comprend également un corps de carte 2 et une puce 1 insérée 10 dans le corps de carte 2, la puce 1 comprenant cinq plots 4, et plusieurs pistes conductrice 3 qui s'étendent chacune à partir de chaque plot pour former des contacts. Les pistes sont imprimées depuis la puce vers le corps de carte 2. Un capot 5 du même matériau que le corps de carte 2 et de dimensions identiques recouvre la puce 1 et les pistes conductrices 3.Thus, between the pads 4 LA and LB of the chip 1, the conductive tracks form the antenna comprising several loops, for example three loops (FIG. 4). The number of loops is a function of the operating frequency, typically 14 MHz. In particular, the multi-turn winding creates an inductor that when connected to the chip provides the antenna function. To allow the conductive tracks 3 to form the loops of the antenna, the conductive tracks as they progress are printed on the chip 1 (Figure 2, Figure 3, Figure 5). A contact card also comprises a card body 2 and a chip 1 inserted into the card body 2, the chip 1 comprising five studs 4, and several conductive tracks 3 which each extend from each stud to form contact. The tracks are printed from the chip to the card body 2. A cover 5 of the same material as the card body 2 and of identical dimensions covers the chip 1 and the conductive tracks 3.
15 Le corps de carte 2 comprend une surface supérieure 2a (figure 6) et la puce 1 comprenant également une surface supérieure la affleure la surface supérieure 2a du corps de carte 2. Les contacts Cl, C2, C3, C5, C6, C7 sont ceux de la norme ISO 7816 : VCC, RST, CLK, GND, VPP, I/O (voir la figure 7 qui montre les contacts classiques d'une carte à puce à 20 contacts). En conséquence, des pistes conductrices 3 formant les contacts Cl, C2, C3, C5, C6, C7 sont connectées à la puce 1 par l'intermédiaire de cinq plots 6 disposés sur la surface supérieure la de la puce 1 (voir la figure 8). La carte sans contact et la carte à contacts décrites ci-dessus sont 25 avantageusement fabriquées au moyen d'un procédé décrit ci-après en relation avec la figure 9. Le procédé comprend une première étape El de dépôt d'une puce 1 dans un corps 2 de carte comprenant une surface supérieure 2a, la puce 1 affleurant la surface supérieure du corps 2 de carte.The card body 2 comprises an upper surface 2a (FIG. 6) and the chip 1 also comprising an upper surface is flush with the upper surface 2a of the card body 2. The contacts C1, C2, C3, C5, C6, C7 are those of ISO 7816: VCC, RST, CLK, GND, VPP, I / O (see Figure 7 which shows the conventional contacts of a 20-contact smart card). As a result, conductive tracks 3 forming the contacts C1, C2, C3, C5, C6, C7 are connected to the chip 1 by means of five pads 6 arranged on the upper surface 1a of the chip 1 (see FIG. ). The contactless card and the contact card described above are advantageously manufactured by means of a method described hereinafter with reference to FIG. 9. The method comprises a first step E1 of depositing a chip 1 in a card body 2 comprising an upper surface 2a, the chip 1 flush with the upper surface of the card body 2.
30 Selon un premier mode de réalisation, le corps de carte étant matériau plastique, l'étape consistant à déposer la puce dans le corps de carte comprend des étapes de : - chauffer El' la puce ; - insérer El" la puce chauffée dans le corps de carte de manière à ce que la puce affleure la surface supérieure du corps de carte.According to a first embodiment, the card body being a plastic material, the step of depositing the chip in the card body comprises steps of: - heating the chip; insert the heated chip in the card body so that the chip is flush with the upper surface of the card body.
3035987 5 Selon un second mode de réalisation, le corps de carte étant en papier ou carton, l'étape consistant à déposer la puce dans le corps de carte comprend des étapes de : - découper E11 dans le corps de carte un emplacement de dimensions identiques à celles de la puce ; 5 - insérer E12 la puce dans l'emplacement ainsi découpé de manière à ce que la puce affleure la surface supérieure du corps de carte. De manière avantageuse, la puce est chauffée à une température comprise entre 100°C et 200°C (cette température dépend du matériau constituant la carte). Ensuite, le procédé comprend une seconde étape E2 d'impression d'une encre 10 conductrice à partir d'au moins un plot 4, 6 de la puce 1, directement depuis la surface supérieure de la puce 1, pour former : - dans le cas d'une carte à puce sans contact, l'antenne connectée entre deux plots 4 de la puce 1 (le plot d'entrée LA et le plot de sortie LB) ; - dans le cas d'une carte à puce à contacts, les contacts Cl, C2, C3, C5, C6, C6 de la 15 norme ISO 7816 à partir des plots 6 VCC, RST, CLK, GND, VPP, I/O. L'impression est typiquement mis en oeuvre au moyen d'une une imprimante classique à jet d'encre. En particulier, s'agissant de la carte à puce sans contact, la piste conductrice forme au moins une boucle d'antenne. Et comme cela est visible sur les figures 3 et 5 la piste 20 conductrice 3 est imprimée sur la surface supérieure la de la puce 1. Toujours dans le cas de la carte à puce sans contact, la puce 1 comprend un plot 4 d'entrée LA et un plot 4 de sortie LB sur la surface supérieure de la puce 1, l'impression de l'encre conductrice pour former l'antenne consistant à former au moins une boucle s'étendant à partir du plot d'entrée LA vers le plot de sortie LB. On remarque qu'il n'y a pas 25 de croisement de la piste conductrice 3 formant l'antenne. Comme on l'aura compris, l'impression des pistes conductrice permet, s'agissant d'une carte à puce sans contact de former l'antenne et les connexions de l'antenne à la puce en une seule opération et s'agissant d'une carte à puce à contacts de former les contacts et les connexions des contacts à la puce en une seule impression.According to a second embodiment, the card body being made of paper or cardboard, the step of depositing the chip in the card body comprises steps of: - cutting E11 in the card body a location of identical dimensions to those of the chip; 5 - insert E12 the chip in the location thus cut so that the chip is flush with the upper surface of the card body. Advantageously, the chip is heated to a temperature of between 100 ° C. and 200 ° C. (this temperature depends on the material constituting the card). Then, the method comprises a second step E2 for printing a conductive ink 10 from at least one pad 4, 6 of the chip 1, directly from the upper surface of the chip 1, to form: in the case of a contactless smart card, the antenna connected between two pads 4 of the chip 1 (the input pad LA and the output pad LB); in the case of a smart card with contacts, the contacts C1, C2, C3, C5, C6, C6 of the ISO 7816 standard from the pads 6 VDC, RST, CLK, GND, VPP, I / O . Printing is typically carried out using a conventional ink jet printer. In particular, with respect to the contactless smart card, the conductive track forms at least one antenna loop. And as can be seen in FIGS. 3 and 5, the conductive track 3 is printed on the upper surface 1a of the chip 1. Also in the case of the contactless smart card, the chip 1 comprises an input pad 4 LA and an output pad 4 LB on the upper surface of the chip 1, printing the conductive ink to form the antenna consisting of forming at least one loop extending from the input pad LA to the output pad LB. Note that there is no crossing of the conductive track 3 forming the antenna. As will be understood, the printing of the conductive tracks makes it possible, since it is a contactless smart card, to form the antenna and the connections of the antenna to the chip in a single operation and as regards a smart card with contacts forming the contacts and connections of the contacts to the chip in a single print.
30 L'antenne est de préférences de forme générale rectangulaire. D'autres formes peuvent être envisagées. La puce a la forme d'un carré de 1 millimètre de côté environ. L'encre conductrice présente une épaisseur comprise entre 35 et 55 micromètres, typiquement 50 micromètres et est constituée d'or ou d'argent et une largeur comprise entre 35 50 micromètres et 100 micromètres.The antenna is of generally rectangular shape. Other forms can be envisaged. The chip has the shape of a square about 1 millimeter square. The conductive ink has a thickness of between 35 and 55 microns, typically 50 microns and is made of gold or silver and a width of between 50 microns and 100 microns.
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| FR1553986A FR3035987A1 (en) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | METHOD FOR MANUFACTURING A CHIP CARD BY PRINTING A CONDUCTIVE INK |
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| FR1553986A Pending FR3035987A1 (en) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | METHOD FOR MANUFACTURING A CHIP CARD BY PRINTING A CONDUCTIVE INK |
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| WO1998024057A1 (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | Schlumberger Systemes | Contactless chip card |
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2015
- 2015-05-04 FR FR1553986A patent/FR3035987A1/en active Pending
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Effective date: 20161111 |