CN101317187B - 包括具有电触点的基板的器件和发射机应答器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种器件，该器件包括第一电触点(8、98)和基板(1、91)。第一电触点(8、98)包括具有第一可湿度的第一区域(10、110)，基板(1、91)包括具有第二可湿度的第二区域(3)和具有第三可湿度并且与第二区域(3)邻近的第三区域(2)。将第一电触点(8、98)附着在基板(1、91)上，从而第一电触点(8、98)的第一区域(10、110)与第二区域(3)邻近，而第二区域(3)位于第一区域(10、110)和第三区域(2)之间。第一和第二可湿度高于第三可湿度。本发明还涉及一种发射机应答器(T1、T2、T3)，该发射机应答器包括基板(1、91)、电子器件(50、80)和天线(7、93)。

Description

包括具有电触点的基板的器件和发射机应答器
技术领域
本发明涉及包括基板的器件，该基板具有电触点，并且涉及发射机应答器。
背景技术
包括基板和附着在该基板上的电触点的器件被用作例如发射机应答器。美国专利6,867,983 B2公开了一种被称为射频识别(RFID)发射机应答器的发射机应答器，其用作RFID标记或标签。该标记或标签包括器件基板和带状基板，在器件基板上形成了具有两个端部的天线。当制造标记或标签时，首先在器件基板上形成天线，然后在天线端部上放置导电粘合剂。采用FSA工艺，在带状基板的凹处放置微结构元件，并且在带状基板上镀上引线。最后，将带状基板安装在器件基板上，其中带状基板的引线与天线端部接触，从而将天线与微结构元件耦接起来。
发明内容
本发明的目的是提供一种包括基板和在基板上附着的电触点的器件，该器件能以更简单的方式将电触点与要被附着在基板上的电子器件耦接起来。
本发明的另一目的是提供一种发射机应答器，该发射机应答器能以更简单和更直接的方式被制造。
根据本发明，这个目的是由一种器件实现的，该器件包括：具有第一区域的第一电触点和基板，其中第一区域具有第一可湿度，所述基板包括具有第二可湿度的第二区域和具有第三可湿度并且与第二区域邻近的第三区域。第一触点被附着在基板上，从而第一电触点的第一区域与第二区域邻近，并且第二区域位于第一区域和第三区域之间。另外，第一可湿度和第二可湿度高于第三可湿度。通过在基板上形成第一电触点，可将第一电触点附着在基板上。可以采用各种适合方法中的一种来形成第一电触点，诸如导电墨印刷、电镀或选择性金属沉积的其它方法。
例如，基板被用来与电子器件(例如集成电路)结合，该集成电路将被放置在基板上并且与第一电触点进行电耦接。本发明的器件的基板包括具有不同可湿度的第二区域和第三区域。因此，电子器件优选地被放置在第三区域之中或之上，并且通过在第一和第二区域上涂敷诸如导电胶或导电焊料之类的导电粘合剂，可实现与第一电触点的电接触。由于基板的第三区域的可湿度低于第二和第一区域的可湿度，所以导电胶或导电焊料很可能分布在第一区域和第二区域，而不会湿润第三区域，或至少不会在很大程度上湿润它。为了提高这种效果，可以采用甚至是排斥导电粘合剂的方式来处理第三区域。因此，本发明的器件可以不用非常精确地将导电粘合剂涂敷在基板的第一和第二区域上，这有助于加速电子器件与第一电触点的连接。
可以通过适当地构造基板或用适当的表面处理，来获得基板的不同程度的可湿度。在基板的制造过程中，基板的第二区域和第三区域可由下列方式获得：用诸如等离子体处理或冕光处理之类的适当的表面处理、用诸如纳米压印之类的图案花纹压印技术、通过与另外材料层的结合、通过溅射工艺、通过汽相沉积工艺、通过将具有各个可湿度的层印刷在各个区域上，或通过涂敷一层硅。基板的适合材料包括聚碳酸脂、聚氯乙烯、聚乙烯对苯二酸(PET)，或甚至陶瓷或纸。尤其地，如果基板是由具有相对较高可湿度的材料(诸如PET)构成的，则仅仅需要例如利用上面提到的技术中的一个对基板的第三区域进行处理，使第三区域具有第三可湿度。由于第一电触点优选地是由金属材料构成的，因此第一区域固有地可具有相对较高的可湿度。否则，必须适当地对第一电触点的表面(即第一区域)进行处理。
在本发明的器件的限制方案中，该器件包括具有第四区域的第二电触点，其中第四区域具有第四可湿度。基板进一步包括具有第五可湿度并且与第三区域邻近的第五区域，以及第二电触点被附着在基板上，从而第二电触点的第四区域与第五区域邻近，并且第五区域位于第四和第三区域之间，并且第四和第五可湿度高于第三可湿度。尤其地，如果不仅在第一和第二区域上，而且在第四和第五区域上涂敷导电粘合剂，则当将第一和第二电触点与电子器件进行耦接时，导电粘合剂可以自动地使电子器件位于中心，或至少在很大程度上使其位于中心。这可以放宽制造工艺，从而导致快速制造，并且最终导致节约成本。虽然已经呈现了最多仅仅包括两个触点的实施例，但是对于所属领域的技术人员显然的是，理论上，本发明还适用于具有多于两个触点的器件。
本发明的器件可以采用如下方式设计：第三区域(即在其上或其中放置了电子器件的区域)具有相对较低的可湿度，或优选地甚至对要被涂敷在第一和第二区域上的导电粘合剂是排斥的。然而，第一和第二区域具有相对较高的可湿度，因此它们会吸引导电粘合剂。导电粘合剂可以是导电胶或焊料。因此，如果将电子器件放置在第三区域上，优选地其与基板的第二区域部分地重叠，但是不会到达第一区域(即第一电触点)，则不用非常精确地将导电粘合剂涂敷到第一和第二区域上。其中的原因是第三区域排斥被无意中涂敷到其上的导电粘合剂部分，而第一和第二区域可能会吸引这部分粘合剂。除了第二和第三区域之外，本发明的基板优选地包括第五区域。第五区域的可湿度高于第三区域的可湿度。优选地，第五区域会吸引导电粘合剂，并且第三区域位于第二和第五区域之间。如果将电子器件放置在第三区域上并且将导电粘合剂涂敷到第一、第二、第四和第五区域，则导电粘合剂可自动地使电子器件位于中心，或至少在很大程度上使其位于中心。本发明基板还具有另外的优点，即在导电粘合剂的硬化或固化过程中不需要对电子器件进行固定。第四区域(即第二触点)优选地会吸引导电粘合剂。
根据本发明，还可用发射机应答器来实现该目的，该发射机应答器包括上述的基板、具有与第一电触点电连接的第一触点端部的天线和电子器件，该器件具有上表面、下表面和多个侧表面，其中通过下表面，电子器件被布置在所述基板的所述第三区域上，并且其中电子器件包括器件触点，其被电连接至所述第一电触点。
当制造本发明发射机应答器时，首先，可以通过将电子器件(可以是集成电路)放置在基板的第三区域之中或之上，来将电子器件布置在第三区域之中或之上。然后，在第一和第二区域上涂敷诸如导电胶或焊料之类的导电粘合剂。由于第一和第二区域的可湿度高于第三区域的可湿度，所以导电粘合剂很可能只覆盖在第一和第二区域上。
为了改进电子器件与导电粘合剂的可靠的电接触，面向第一区域的表面优选地包括电触点。因此，导电粘合剂仅仅需要到达面向第一区域的侧表面，以将电子器件与第一电触点电耦接起来。然而，还可以将触点布置在电子器件的下表面或上表面上。
尤其地，电子器件的下表面可以大于其上表面。由于基板、电子器件和导电粘合剂之间的形式适合，所以本发明发射机应答器的这种方案可改进电子器件在基板上的固定效果。因此，能省略被涂敷到电子器件下表面的另外的粘合剂。而且，因为作用在倾斜侧壁上的导电粘合剂的表面张力和/或重量还产生了朝向基板的分力，所以在装配过程中，促使电子器件靠向基板。最后，当器件被弯曲时，电子器件裂缝的可能性将降低。然而，下表面的大小还可以等于或小于上表面的大小。
可将电子器件的下表面放置在第二区域之中或之上，优选地为不到达第一电触点的第一区域；即除了被放置在第三区域上，优选地，电子器件可至少部分地被放置在第二区域上，而不与第一电触点重叠。本发明发射机应答器的这种方案可阻止或至少限制第一电触点和电子器件之间的有害的杂散电容，否则当电子器件被直接放置在第一电触点上时将出现杂散电容。
可将天线附着在基板上，并且天线的第一触点端部代表了本发明发射机应答器的另一限制方案的第一电触点。因此，第一电触点是天线的一部分。
在本发明发射机应答器的另一限制方案中，基板是第一基板并且发射机应答器包括在其上附着了天线的第二基板，并且第一基板被安装在第二基板上。因此可被称为中介层的第一基板承载着电子器件，并且可独立于发射机应答器的其它部分进行制造。
如果天线被附着在基板上，本发明发射机应答器可包括具有第四区域的第二电触点，第四区域具有第四可湿度，天线具有代表第二电触点的第二触点端部，而基板可包括具有第五可湿度并且与第三区域邻近的第五区域，可将第二触点附着在基板上，使第二触点的第四区域与第五区域邻近，而第五区域位于第四和第三区域之间，并且第四和第五区域的可湿度可高于第三可湿度。在本发明发射机应答器的这种方案中，可以采用以下方式设计区域和天线：将电子器件放置在天线的两个端部之间的第三区域之中或之上。由于第三区域的可湿度低于剩余区域的可湿度，所以一方面，诸如导电胶或焊料之类的导电粘合剂至少在很大程度上仅仅湿润第一、第二、第四和第五区域，而基本上不管第三区域。另一方面，尤其如果电子器件至少被部分地放置在基板的第二和第五区域上，则导电粘合剂还将分别触及并且粘在面向第一和第二天线端部的侧表面上。由于被放置在第一、第二、第四和第五区域上的导电粘合剂的表面张力(以及在倾斜侧壁的情况下，还有重量)，导致导电粘合剂将自动地使电子器件位于中心，或至少在一定程度上使其位于中心。这减轻了本发明发射机应答器的制造过程，这是因为当装配本发明发射机应答器时，其放宽了电子器件的精确中心定位。另外，由于导电粘合剂自动地使电子器件位于中心，或至少在一定程度上使其位于中心，所以在导电粘合剂的固化和硬化过程中，不需要将电子器件固定在外部。用表面处理、印记技术、分解工艺或印刷工艺可获得基板的第五区域的第五可湿度。
为了避免或至少减少有害的杂散电容，优选地，电子器件与天线端部的第一和第四区域不重叠。
通过参考以下描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是明确的并且将被解释清楚。
附图说明
参考附图所示的实施例，以非限制性示例的方式，以下将更详细地描述本发明。
图1示出了发射机应答器的第一示例的基板；
图2至图4示出了制造第一发射机应答器的工艺；
图5和图6示出了用在图2至图4描绘的第一发射机应答器中的集成电路的示例的不同侧面；
图7是第一发射机应答器的侧视图；
图8是发射机应答器的第二示例的侧视图；
图9和图10示出了制造发射机应答器第三示例的步骤。
具体实施方式
图1是用于制造发射机应答器T1的第一示例的基板1的俯视图，发射机应答器T1的制造工艺在图1至图4中被给予了说明。在图4和图7中描绘了发射机应答器T1。在所示的实施例中，基板1是由聚乙烯对苯二酸(PET)构成的，并且基板1的上表面具有相对较高的可湿度，从而其能相对较好地吸引诸如导电胶或导电焊料之类的导电粘合剂。以下涉及到的是导电胶。然而，对于本发明的实施例，可以有选择地使用焊料。对于制造发射机应答器T1，首先，在溅射工艺中构造基板1。在溅射工艺的过程中，在基板1的上表面上形成了具有相对较低可湿度的区域2，其排斥上面提到的导电胶。另外，在基板1的上表面上创建了另外的区域3和4。这些区域3、4基本上是未经处理的，但是在所示的实施例中，它们被刻蚀进入基板1上表面的小沟槽5、6所限制。因此，区域3、4具有高于区域2的可湿度，并且甚至吸引上面提到的导电胶。具有低可湿度的区域2与具有相对较高可湿度的区域3、4邻近并且位于它们之间。
如图2所示，在被构造的基板1的上表面上形成天线7。在该实施例中，天线7具有第一电触点端部8和第二电触点端部9，并且采用已知的电镀工艺，天线7被电镀在基板1前上表面上。两个天线触点端部8、9分别具有区域10、11，区域10和11具有相对较高的可湿度，因此它们会吸引上面提到的导电胶(正常地，区域10、11与天线触点端部8、9相符。然而，这不是本发明的强制性特性。)此外，第一触点端部8的区域10毗邻具有相对较高可湿度的区域3，并且与具有低可湿度的区域2隔开。第二触点端部9的区域11毗邻具有相对较高可湿度的区域4，并且与具有相对较低可湿度的区域2隔开。
在图3所示的后续制造步骤中，在该实施例中为集成电路50的电子器件被放置在具有相对较低可湿度的区域2上。在图5和6中将更详细地描绘集成电路50。
在该实施例中，集成电路50具有角锥平截头体的形状，并且包括上表面51、第一侧表面52、第二侧表面53、第三侧表面54、第四侧表面55和在图中未示出的下表面。由于在该实施例中，集成电路50具有角锥平截头体的形状，所以侧表面52、53、54、55相对于下表面是倾斜的。第一侧表面52与第二侧表面54相对。第一侧表面52包括第一电触点56，第三侧表面54包括第二电触点57，这些电触点用于电接触集成电路50。
以下列方式将集成电路50放置在具有相对较低可湿度的区域2上：包括第一电触点56的第一侧表面52面对着第一天线触点8，包括第二电触点57的第三侧表面54面对着第二天线触点9。另外，当被放置在具有相对较低可湿度的区域2上时，对集成电路50的下表面限定尺寸，使其部分地与具有相对较高可湿度的区域3、4重叠，而不会到达天线触点8、9。
如图4所示，在将集成电路50放置在具有相对较低可湿度的区域2上和部分地放置在具有相对较高可湿度的区域3、4上之后，在具有相对较高可湿度的区域3、4上和在天线触点端部8、9上涂敷导电胶12。由于基板1的区域2具有较低的可湿度，而基板1的区域3、4以及两个天线触点端部8、9的区域10、11具有相对较高的可湿度，所以基本上只有区域3、4、10、11被导电胶12湿润。而且，导电胶12会到达侧表面52和54，从而覆盖了集成电路50的第一和第二电触点56、57，因此，将集成电路50电耦接到天线7。图7是发射机应答器T1的侧视图。
导电胶12具有一定的表面张力和一定的重量。因此，在保持湿润时，导电胶12基本上能将集成电路50集中在两个天线触点8、9之间。因此，集成电路50的下表面部分地覆盖了具有相对较高可湿度的区域3、4，但是不会到达天线7的两个天线触点端部10、11。另外，因为作用在倾斜侧壁52、54上的导电胶12的表面张力和/或重量还会产生朝向基板1的分力，所以促使集成电路50靠向基板1。
在图1至7所示的实施例中，发射机应答器T1的集成电路50被形成为角锥平截头体的形状，其中其下表面大于其上表面51。这种集成电路还可具有大于下表面的上表面。还可以使用不同形状的集成电路。在图8中示出了具有不同形状集成电路80的发射机应答器T2的实施例。集成电路80具有矩形形状。
图9示出了发射机应答器T3的第三实施例。基本上与图1至图7所描绘的发射机应答器T1的组件相同的发射机应答器T3的组件具有与发射机应答器T1相同的标号。
发射机应答器T3包括中介层基板91和主基板92。在所示的实施例中，基板91和92均是由PET构成的。给主基板92提供了天线93，天线93通过印刷导电墨被形成于主基板92的上表面上。天线93具有第一触点端部94和第二触点端部95。
在图10中更详细地示出了中介层基板91，其具有类似于发射机应答器T1的基板1的结构。从而，中介层基板91具有区域2，区域2具有相对较低可湿度，并且位于具有相对较高可湿度的区域3、4之间。如图10所示，采用已知的电镀工艺，在中介层基板91的上表面上形成第一电触点98和第二电触点99。两个触点98、99中的分别具有相对较高可湿度的区域110、111，因此它们吸引导电胶(正常地，区域110、111与天线触点端部98、99相符，然而，这不是本发明的强制性特征)。而且，第一电触点98的区域110毗邻具有相对较高可湿度的区域3，并且与具有低可湿度的区域2隔开。第一电触点99的区域111毗邻具有相对较高可湿度的区域4，并且与具有低可湿度的区域2隔开。
当制造发射机应答器T3时，将集成电路50放置在区域2上，并且将导电胶12涂敷到区域3、4、110、111上，以便将集成电路50电耦接到电触点98、99。然后，将包括集成电路50的中介层基板91安装在主基板92上，并且天线93的第一触点端部94与中介层基板91的第一电触点98电耦接。同样地，天线93的第二触点端部95与至中介层基板91的第二电触点99电耦接。
应该注意的是，本发明适用于具有线圈天线、偶极天线，或单极天线的发射机应答器，以及适用于具有任何其它天线的发射机应答器。而且，本发明不仅适用于发射机应答器，而且适用于被附着在基板上并且优选地具有两个连接头的其它电子器件。示例是LED(有源元件)、开关(机电元件)、电阻器、电容器和线圈(无源元件)。对于所属领域的技术人员明显的是，这不是详尽的列举，并且很容易能发现很多其它替换物。还应该注意的是，本发明还涉及具有大于一个或两个连接头的电子器件，例如放大器。
最后，应该注意的是，上面提到的实施例只是说明而不是限制了本发明，而且在不脱离所附权利要求中定义的本发明的范围的情况下，所属领域的技术人员能够设计出很多替换的实施例。在权利要求中，任何被放置在括号中的标号不应该被理解为限制该权力要求。动词“包括”及其变化形式的使用不排除除了在任何权利要求或作为整体的说明书中所述的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。元件前的单数形式不排除多个这种元件的存在，而且反之亦然。在枚举几个装置的器件要求中，这些装置的几个可由硬件的同一个项目来实施。事实仅仅在于，在相互不同的从属权利要求中陈述的某些方法并不表示这些方法的结合不能用作优选实施例。

Claims (10)

1.一种器件包括：
具有第一区域(10、110)的第一电触点(8、98)，所述第一区域(10、110)具有第一可湿度；
具有第四区域(11、111)的第二电触点(9、99)，所述第四区域具有第四可湿度；以及
基板(1、91)，其包括具有第二可湿度的第二区域(3)、具有第五可湿度的第五区域(4)，和具有第三可湿度的第三区域(2)；其中在基板(1、91)的表面之上创建第二区域(3)、第三区域(2)和第五区域(4)，
其中将所述第一电触点(8、98)附着在所述基板(1、91)上，从而所述第一电触点(8、98)的所述第一区域(10、110)与所述第二区域(3)邻近，
其中所述第二区域(3)与所述第三区域(2)临近，
其中所述第二区域(3)位于所述第一区域(10、110)和所述第三区域(2)之间，
其中将所述第二电触点(9、99)附着在所述基板(1、91)上，从而所述第二电触点(9、99)的所述第四区域(11、111)邻近所述第五区域(4)，
其中所述第五区域(4)与所述第三区域(2)临近，
其中所述第五区域(4)位于所述第四区域(11、111)和所述第三区域(2)之间，
其中所述第一和所述第二可湿度高于所述第三可湿度，
其中所述第四和所述第五可湿度高于所述第三可湿度，
其中所述第一电触点(8、98)和所述第二电触点(9、99)通过导电胶或导电焊料连接到电子器件(50)，使得电子器件(50)自动位于第一电触点(8、98)与第二电触点(9、99)之间。
2.根据权利要求1所述的器件，其包括导电胶(12)或导电焊料，用导电胶(12)或导电焊料对所述第一区域(10、110)和所述第二区域(3)进行湿润。
3.根据权利要求1所述的器件，其中通过采用溅射工艺或汽相沉积工艺对所述基板(1、91)进行处理、通过在所述第三区域(2)上印刷具有所述第三可湿度的层、通过涂敷硅层、通过表面处理、或通过注入细丝或线来获得所述第三区域(2)。
4.一种发射机应答器，包括：
如权利要求1所述的基板(1、91)；
天线(7、93)，其具有与所述第一电触点(8、98)电连接的第一触点端部(8、94)和与所述第二电触点(9、99)电连接的第二触点端部(9、95)；以及
电子器件(50、80)，其具有上表面(51)、下表面和多个侧表面(52-55)；
所述电子器件(50、80)通过其下表面被布置在所述基板(1、91)的所述第三区域(2)上，并且包括与所述第一电触点(8、98)和所述第二触点(9、99)电连接的器件触点(56、57)。
5.根据权利要求4所述的发射机应答器，其中所述电子器件(50、80)的所述下表面与所述第二区域(3)部分重叠，而未到达所述第一电触点(8、98)的所述第一区域(10、110)。
6.根据权利要求4所述的发射机应答器，其包括导电胶(12)或导电焊料，导电胶或导电焊料被涂敷在所述第一区域(10、110)和所述第二区域(3)上，并且形成了所述第一电触点(8、98)和所述电子器件(50、80)的所述器件触点(56)之间的所述电接触。
7.根据权利要求4所述的发射机应答器，其中所述一个侧表面(52)包括所述器件触点(56)。
8.根据权利要求4所述的发射机应答器，其中所述下表面大于所述上表面(51)。
9.根据权利要求4所述的发射机应答器，其中所述天线(7)被附着在所述基板(1)上，并且所述第一电触点端部(8)代表了所述第一电触点。
10.根据权利要求4所述的发射机应答器，其中所述基板是第一基板(91)，所述发射机应答器(T3)包括所述天线(93)被附着在其上的第二基板(92)，并且所述第一基板(91)被安装在所述第二基板(92)上。
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