CN1788275A - 用于将电子器件安装在基板上的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提出一种用于以卡片或标签形式的脉冲转发器的制造方法，该脉冲转发器能够抵抗弯曲或扭转，并且不会使电子器件的连接部分断开。该目的是通过一种组装至少一个电子器件(1)的组装方法来实现的，所述电子器件包括明显平坦的导电区域(3)，它们与设置在被称为基板(5)的大体上平坦的绝缘支撑件的表面上的导电印制线(6′)连接，该组装方法其特征在于包括以下步骤：将基板(5)设置在工作表面上，具有导电印制线(6′)的表面朝上，将电子器件(1)放置在位于包括导电印制线(6′)的区域中的基板(5)空腔(7)中，该器件(1)的导电区域(3)与基板(5)的相应印制线(6′)接触，涂覆一层绝缘材料层(8)，该绝缘材料层同时在器件(1)上并且至少在包围着所述器件(1)的一个基板区域上延伸，使得通过绝缘层(8)在该器件上的压力来确保在这些导电区域(3)和导电印制线(6′)之间的电连接。

Description

用于将电子器件安装在基板上的方法
技术领域
本发明涉及将电子器件安装在包括多个导电印制线的被称为基板的绝缘支撑件上的组装方法。该方法可以应用在制造以厚度通常较低的卡片或电子标签形式的脉冲转发器的过程中。
背景技术
电子标签被认为指的是包括至少一个绝缘支撑件、一天线和一电子器件通常为一芯片的组件。采用根据本发明的方法制出的卡或电子标签见于在许多作为识别、控制或支付的装置的应用中。
本发明的主题尤其在于在薄卡片或标签上的至少一个电子器件的组件。电子器件是这样一种元件，例如：芯片、电容、电阻、二极管、保险丝、电池、显示器，或者也可以是包括设有接触区域的涂覆芯片。
卡片或芯片对于本领域普通技术人员已知的是，器件安装在基板上，在基板上刻有多个导电印制线和连接区域(通常为铜)。这些器件通常被粘接，然后将其触点焊接到印制线上或焊接到基板的导电连接区域上。在该器件的连接区域和基板的那些区域之间的电接触通过这样的手段来实现：用导电胶粘接、通过超声波焊接、通过加热锡基合金焊接。
卡或标签还已知的是，设有其触点设有通过压入到基板的刻槽连接区域中而嵌入的爪或刺突(凸起)的器件。文献WO0055808描述了通过热层压在芯片和天线的接触区域之间形成连接。该芯片的触点包括嵌入在这些区域中产生变形的天线连接区域的导电材料中的凸起。
在基板导电体上的器件的连接还可以通过一方面焊接在基板导电体上并且另一方面焊接在器件的导电区域上的导线来实现。
为了保护这样用导线连接的器件和电路，可以将环氧树脂铸在所有或部分基板表面上以便涂覆该电路器件组件。根据另一个实施方案，将绝缘板层压在对着器件和附近的导电印制线的所有或部分基板。
文献EP0786357披露了一种无接触式卡片，它包括安装在基板上并且与设在基板边缘上的天线线圈连接的芯片。该芯片在卡的其中一个边缘附近设置在位于有天线线圈形成的环外部上的基板区域上。芯片的这个偏心位置保护了该芯片免受由于芯片弯曲引起的应力。通过将芯片触点的凸起热压在线圈的端部印制线上来实现天线线圈和芯片的连接。根据一变型，通过焊接在芯片触点和源自线圈的印制线之间的导线(“引线接合”)来实现该连接。
文献US2002/0110955描述了一种由一基板和至少一个芯片构成的电子组件的制造方法。将芯片胶粘在其中一个基板表面上，或者热压在基板厚度内以便与该表面齐平。另外，根据一优选变型，基板包括导电区域，芯片通过由丝网印制法制成的导电轨道连接在其上。芯片触点包括凸起，在其上施加轨道对着这些凸起。最后的步骤包括在芯片上以及在位于芯片附近的导电导线上形成薄膜和保护膜。
其器件根据上述已知方法组装在一起的脉冲转发器在位于该器件和导体之间的连接的质量水平和可靠性方面存在缺点。实际上，该连接在其使用期间会由于施加在该脉冲转发器上的机械应力而完全或间歇地中断。更具体地说，薄脉冲转发器例如卡或电子标签容易由于弯曲或扭转而变形。这些应力会在该脉冲转发器例如一般用在施加在具有凸起的物体表面上的标签上期间出现。
尽管通过涂覆或层压绝缘膜保护了这些器件，但是这些器件的连接在脉冲转发器变形时受到内在的拉力和压力，从而造成它们破裂。该现象在反复变形期间进一步加剧，从而导致连接部分产生应变，该连接部分将在脉冲转发器受到少量弯曲或扭转之后最终断裂。
发明内容
本发明的目的在于避免上述缺点，也就是说增加在电子器件和基板导电导线之间的电连接的可靠性和质量，同时降低该脉冲转发器的制造成本。
本发明的目的还在于提供一种用于这种以卡或标签形式的脉冲转发器的制造过程，该脉冲转发器能够承受弯曲或扭转而不会使器件连接部分断开。
这些目的是通过一种组装至少一个电子器件的组装方法来实现的，所述电子器件包括明显平坦的导电区域，它们与设置在被称为基板的大体上平坦的绝缘支撑件的表面上的导电印制线连接，该组装方法其特征在于包括以下步骤：
将基板设置在工作表面上，具有导电印制线的表面朝上，
将电子器件放置在位于包括导电印制线的区域中的基板空腔中，该器件的导电区域与基板的相应印制线接触，
如此涂覆一层绝缘材料层，该绝缘材料层同时在器件上并且至少在包围着所述器件的一个基板区域上延伸，从而通过绝缘层在该器件上的压力来确保在这些导电区域和导电印制线之间的电连接。
也被称为电子组件的该电子器件通常由一芯片形成，其在其一个表面上的触点在被称为“引导框架”的一导电薄膜上形成，该导电薄膜构成使芯片触点延伸的小尺寸的接触区域。在一个实施方案中，芯片的背面涂覆有绝缘材料，该材料通常为环氧树脂。“引导框架”能够简化电子组件在印刷电路的导电导线上的连接。安装在印刷电路的表面上的大部分半导体器件包括这种“引导框架”。
基板的导电印制线按照广义的方式限定。它们可以由与通过丝网印制法在基板上化学蚀刻或沉积的电路的导电片段连接的焊盘或导电区域构成。例如，这种电路可以构成无接触式卡片的天线，它用来给卡片提供能量并且通过终端交换数字数据。
重要的是要注意，根据本发明的方法不需要将器件触点焊接或锚固在电路导体上。因此只要器件的触点表面和基板已经通过近似平坦的表面叠压在一起即可。该器件借助通过在其周边延伸而覆盖在基板上的绝缘材料而保持在基板上。
在基板中的空腔用来在其安置步骤和绝缘层的沉积步骤之间暂时保持该器件。该空腔可以通过不同方式进行，例如铣削或者通过冲切切割出一窗口，或者简单地通过在将器件安放在基板上的器件加热该器件使基板变形。
根据该方法安装器件的优点在于，在脉冲转发器弯曲或扭转时保持在器件和电路导体之间的接触。实际上，出现在连接部分处的内力趋向于使这些触点一个在另一个上滑动，并且不会如在焊接或锚固连接的情况中一样出现任何断裂。施加在该脉冲转发器上的反复应力通过将其表面一起摩擦而在这些导体上产生出“自清洁”效果。因此可以大大改善该连接的性能及其可靠性和导电性。
附图说明
通过参照了以非限定实施例的方式给出的附图的以下详细说明将更清楚地理解本发明，其中：
图1显示出以设有接触区域的电子模块形式的器件。
图2为由一基板和设有由绝缘层保护的接触区域的器件构成的薄脉冲转发器的示意图。
图3显示出在图2中的脉冲转发器根据轴线A-A的放大横截面。
图4显示出由两个基板和设有接触区域的一个器件的脉冲转发器组件的横截面。
图5显示出由两个基板和由插入在其中一个基板中的芯片制成的一个器件构成的脉冲转发器的横截面。
具体实施方式
形成一脉冲转发器的在图1中的器件(1)包括由绝缘材料例如环氧树脂涂层(4)保护的一芯片(2)。该芯片触点与形成在例如形成“引导框架”的镀锡铜导电板内部的接触区域(3)连接。
图2和在图3中根据所示的轴线A-A的横截面显示出一脉冲转发器的实施例，它包括其上设置有在图1中的器件(1)的能够变形的薄基板(5)。所述基板的上表面包括刻出、胶粘或通过例如丝网印制法印制出的印制线或导电区域(6)。器件(1)的涂覆部分(4)插入到通过对基板进行铣削或切削出一窗口而形成的空腔(7)中以便减小该脉冲转发器的最终厚度。基板的导电印制线(6)只是通过压力而没有采用焊接或导电胶与器件导电区域(3)接触。这样接触的近似平坦表面不包括用作锚固点的任意特定类型的凸纹。通过同时在器件的可见表面上和在位于该器件附近的基板区域上延伸的绝缘层(8)来确保将器件保持在基板上和在其触点上的压力。根据一变型，绝缘层可以在基板的整个上表面上延伸。
这样实现的脉冲转发器可以变形而不会使在基板导体上的器件连接部分断开。“引导框架”的接触区域将趋向于在由脉冲转发器变形所产生出的内力作用下在基板印制线上摩擦。
图4显示出根据本发明的脉冲转发器的一变型，其中器件(1)的涂覆部分(4)插入到一空腔中或位于第一绝缘基板(5)的窗口中。器件的导电区域(3)因此布置在基板(5)的下表面上。在其上表面上包括多个导电印制线例如天线(6′)和面对着该器件的那些的接触印制线(6)的第二基板(9)施加在第一基板(5)上。通过胶粘或通过按照箭头L进行热或冷层压来进行两个基板(5，9)的组装。该器件与第二基板的导线(6)的电接触通过层压或胶粘压力来实现。该脉冲转发器的最终厚度取决于这两个叠置基板(5，9)的厚度。
根据另一个变型，器件(1)没有包括涂层，因此该芯片(2)由第一基板(5)直接保护。该芯片插入到预先加工到基板中的空腔(7)中，或者按照将器件(1)的接触区域(3)压在基板(5)的内表面上这样一个方式热压到基板材料中。
通过在芯片安放期间加热芯片从而导致基板的局部软化和变形来进行在没有预先加工的空腔的情况下将器件直接插入到基板材料中。然后通过适当的工具将芯片压入到基板中的所期望的深度中。这样构成的空腔与芯片轮廓相配，并且在第二基板的层压期间保持了该芯片或器件组件的位置。
第二基板(9)按照与在前面变型中相同的方式组装。第一基板(5)的厚度按照这种方式可以降低至接近芯片的厚度的数值。
图5显示出脉冲转发器组件的一变型，其中该器件由没有“引导框架”的芯片单独构成。在该情况中，如在前面的变型中一样，芯片(5)容纳在预先加工好的空腔中或者压入到第一基板(5)的材料中从而使其接触表面(3′)出现在基板表面(5)高度上。第二基板(9)设有印制线(6)，它们面对着芯片的那些导线，用来通过胶粘压力或两个基板(5，9)的组装层压进行连接。芯片(2)的触点表面(3′)当然是平坦的，从而使得它们能够在脉冲转发器变形的情况中在第二基板的相应导电印制线上摩擦。
沉积在该器件上或在基板表面的全部或部分上以及在层压到第一基板上的第二基板上的绝缘层可以包括在外表面上表征该最终脉冲转发器的装饰或标记。第一基板还可以包括在支撑导电导线的侧面相对的侧面上的装饰。
根据本发明的方法还应用于被称为“双联卡”的卡的组装，也就是说它一方面包括呈现在卡的其中一个外表面层上的一组扁平触点以及另一方面以一组导电印制线形式的内天线。该触点组设置在模块的其中一个表面上，并且每个触点与在组件的相对侧面上的导电区域连接。将后者插入到设有切入到第一基板中的窗口的空腔中，该第一基板的厚度大致等于模块的厚度。触点组显示在构成卡片的外表面的基板的表面层上，并且相对侧面的导电区域靠在组装在第一基板上的第二基板的导电印制线上。
完成该组件的如上所述的芯片或辅助电子组件可以安装在任一个基板上。该组件的导电区域通过在其中一个基板的表面的相应导电印制线上的压力连接。
还可以组合两个以上的叠置基板然后层压它们，这些基板包括导电印制线和其导电区域通过层压压力与布置在任一个基板的表面上的相应导电印制线连接。

Claims (14)

1.一种组装至少一个电子器件(1)的组装方法，所述电子器件包括明显平坦的导电区域(3)，它们与设置在被称为基板(5)的大体上平坦的绝缘支撑件的表面上的导电印制线(6′)连接，该组装方法其特征在于包括以下步骤：
将基板(5)设置在工作表面上，具有导电印制线(6′)的表面朝上，
将电子器件(1)放置在位于包括导电印制线(6′)的区域中的基板(5)空腔(7)中，该器件(1)的导电区域(3)与基板(5)的相应印制线(6′)接触，
涂覆一层绝缘材料层(8)，该绝缘材料层同时在器件(1)上并且至少在包围着所述器件(1)的一个基板区域上延伸，使得通过绝缘层(8)在该器件上的压力来确保在这些导电区域(3)和导电印制线(6′)之间的电连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子器件(1)由在其一个表面上设有触点的一芯片(2)构成，所述触点在构成用来使芯片(2)的触点延伸的接触区域的一导电薄膜上突起，该芯片的相对表面由绝缘材料(4)涂覆。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘材料层由包括一空腔(7)的第一基板(5)构成，所述器件(1)通过其涂覆表面插入到该空腔中，所述器件(1)的接触区域(3)与设置在工作表面上的第二基板(9)的相应导电区域(6)连接。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子器件(1)由在其一个表面上设有触点的芯片(2)构成，所述触点在构成用来使芯片(2)的触点延伸的接触区域的一导电薄膜上突起。
5.如权利要求1和4所述的方法，其特征在于，所述绝缘材料层由包括一空腔(7)的第一基板(5)构成，所述器件(1)的芯片(2)插入到该空腔中，所述器件(1)的接触区域(3)施加在与设置在工作表面上的第二基板(9)的相应导电区域(6)连接的基板(5)的表面上。
6.如权利要求1和4所述的方法，其特征在于，所述器件(1)的空腔(7)通过加热器件(1)的芯片(2)然后利用合适的工具将所述芯片(2)推入到基板(5)材料中来获得，所述器件(1)的接触区域(3)施加在所述基板(5)的表面上。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子器件(1)由在其一个表面上设有明显平坦的触点的芯片(2)构成。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述绝缘材料层由包括一空腔(7)的第一基板(5)构成，所述芯片(2)插入到该空腔中，所述芯片显示在基板表层上的触点与设置在工作表面上的第二基板(9)的相应导电区域(6)连接。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述器件(1)的空腔(7)通过铣削或通过冲切出一窗口而制成。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述芯片(2)的空腔(7)是通过利用适当的工具将所述芯片(2)加热然后压入到基板(5)的材料中来获得的，所述芯片(2)的接触区域显示在基板的表层上。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子器件(1)由一模块构成，它包括在其一个表面上的一组平坦触点和在相对表面上的与触点组的每一个触点连接的导电区域。
12.如权利要求1和11所述的方法，其特征在于，将所述模块插入到设有切入到第一基板(5)中的其厚度大致等于模块厚度的窗口的空腔(7)中，那组平坦触点显示在所述基板(5)的表层上，并且相对表面的导电区域靠在组装在第一基板(5)上的第二基板(9)的导电导线(6′)上。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，至少一个模块或辅助芯片(2)安装在其中一个基板(5，9)上，所述模块包括通过在任一个基板(5，9)的相应导电印制线(6′)上的压力连接的导电区域(3)。
14.如权利要求3和13所述的方法，其特征在于，它包括胶粘并且挤压通过叠置这些基板(5，9)而形成的组件的辅助步骤。
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