ES2235112T3 - Circuito electronico que comprende puentes conductores y metodo de realizacion de dichos puentes. - Google Patents

Circuito electronico que comprende puentes conductores y metodo de realizacion de dichos puentes.

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ES2235112T3 ES02800216T ES02800216T ES2235112T3 ES 2235112 T3 ES2235112 T3 ES 2235112T3 ES 02800216 T ES02800216 T ES 02800216T ES 02800216 T ES02800216 T ES 02800216T ES 2235112 T3 ES2235112 T3 ES 2235112T3
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Abstract

Circuito electrónico que comprende al menos un componente electrónico (6), un substrato (5), constituido por una materia aislante flexible, aplicándose una capa adhesiva y una capa conductora constituida por una pluralidad de pistas (4) sobre una primera cara de este substrato (5), y dicho componente (6) incluye al menos dos zonas de conexión (7), al menos una de estas zonas (7) estando conectada eléctricamente a la capa conductora a través de un puente conductor, caracterizado por el hecho de que el substrato incluye al menos una lengüeta (2, 3) sensiblemente rectangular realizada mediante incisiones en el substrato (5) sobre tres lados, el último lado permaneciendo unido a dicho substrato (5), y por el hecho de que el puente está formado por un segmento (1) conductor delimitado en la capa conductora individualmente, dicho segmento (1), carente de sustancia adhesiva, atravesando el substrato (5) por una de las incisiones de dicha lengüeta (2, 3) y enlazando la zona de conexión (7).

Description

Circuito electrónico que comprende puentes conductores y método de realización de dichos puentes.
La presente invención se refiere a un circuito electrónico con puentes conductores y a un método de realización de dichos puentes. El circuito electrónico comprende pistas conductoras conectadas a al menos un componente electrónico. El enlace del componente con una de las zonas de conexión requiere la formación de un puente eléctrico.
La invención se refiere a circuitos fabricados mediante la aplicación de varias capas, en particular de un substrato, una capa adhesiva y una capa conductora. Este tipo de circuito se utiliza especialmente en tarjetas, con o sin contacto exterior, o en etiquetas electrónicas. Se entiende por etiqueta electrónica, un conjunto que incluye al menos un soporte flexible, una antena y un componente electrónico, generalmente un chip. La tarjeta o etiqueta electrónica según la invención se encuentra en numerosas aplicaciones como medio de identificación, de control o de pago.
El objeto de la presente invención se centra en particular en circuitos electrónicos que comprenden un soporte aislante llamado substrato sobre el que se graba una pluralidad de pistas conductoras o una bobina. Estas últimas se unen al menos a un componente electrónico, por ejemplo un chip de este tipo.
Los expertos en este campo conocen la existencia de circuitos electrónicos en los que los contactos de un componente electrónico están conectados directamente por soldadura o encolado de conducción sobre unas zonas de conexión situadas debajo del componente. Según una configuración del circuito constituido por pistas conductoras o por una bobina, la conexión de un contacto del componente con una de estas pistas requiere un puente eléctrico conductor. Este caso se presenta, en particular, cuando se conecta una bobina con un chip. Por lo tanto, las dos extremidades de la bobina se disponen, a ambos lados, en el interior y en el exterior de las espiras. Uno de los contactos del chip se conecta directamente a una de las extremidades de la bobina y el otro contacto debe conectarse a través de un puente conductor hacia la segunda extremidad de la bobina. Habitualmente, este puente se realiza con una pista conductora pasando por encima de las otras pistas. Para evitar cortocircuitos, el puente está separado por un pedazo de película aislante pegada sobre las pistas que atraviesa. Otra solución consiste en atravesar el substrato para hacer pasar el puente por la otra cara del substrato, por debajo de las pistas conductoras y luego atravesar de nuevo el substrato con el fin de alcanzar una zona de conexión situada más alejada. Este cruce está constituido en general por un agujero perforado en una pista, el cual es obturado por un material conductor que asegura la conexión con la pista. El puente es soldado en este cruce por el lado de la cara opuesto al de las pistas conductoras que deben ser cruzadas.
El documento JP2000057289 describe una tarjeta sin contacto que comprende un circuito constituido por una bobina conectada a un chip, el cual se sitúa en la zona interna de las espiras de la bobina. El conjunto del circuito está pegado sobre un substrato flexible. La extremidad interna de la bobina está conectada directamente al chip, mientras que la extremidad externa atraviesa el substrato para pasar por debajo de las espiras de la bobina. En este caso en particular, con un substrato flexible y de poco espesor, se recorta una porción del substrato en la que se pega la extremidad externa de la bobina. Posteriormente, esta porción se pliega para que pueda pasar por encima de las espiras de la bobina antes de atravesar el substrato por un orificio con el fin de situarse a nivel de la extremidad interna. El chip puede, de este modo, ser conectado sobre las dos extremidades, que están una al lado de la otra, sobre la misma cara del circuito.
El documento US2900580 describe una vía de paso formada por una ventana en un substrato cubierto por una capa conductora. El corte de la ventana se realiza sólo en el substrato, conservando únicamente la capa conductora. Esta última es cortada por tres lados, y el último lado es plegado sobre el borde de la ventana para pasar a la cara opuesta. Se pega una capa aislante suplementaria sobre esta cara, después la ventana es obstruida con resina.
El documento JP10092870 describe el paso de una pista a través de una abertura rectangular formada en el substrato que deja aparecer la capa conductora de la cara opuesta. Esta última es cortada por tres lados a lo largo de los bordes de abertura y posteriormente plegada sobre el cuarto lado para pasar a la cara superior.
El principal inconveniente de los puentes eléctricos conocidos descritos anteriormente es que requieren operaciones delicadas y costosas. La fabricación de grandes cantidades de circuitos, tarjetas o etiquetas exige unos costes mínimos y una gran rapidez de ejecución.
El objetivo de la presente invención es paliar los inconvenientes descritos arriba, es decir, obtener un circuito electrónico utilizado por ejemplo en una tarjeta o una etiqueta, con un coste muy bajo y manteniendo siempre una gran fiabilidad. Esto concierne en particular la conexión de uno o varios componentes electrónicos sobre pistas conductoras mediante puentes conductores que atraviesan el substrato.
La presente invención también tiene como objetivo proponer un método de realización de este tipo de puente conductor.
Este objetivo se alcanza con un circuito electrónico que comprende al menos un componente electrónico, un substrato, aplicándose una capa adhesiva y una capa conductora constituida por una pluralidad de pistas sobre una primera cara de este substrato, y dicho componente incluye al menos dos zonas de conexión, al menos una de estas zonas estando conectada eléctricamente a la capa conductora a través de un puente conductor, caracterizado por el hecho de que el puente está formado por un segmento conductor delimitado en la capa conductora individualmente, dicho segmento carente de sustancia adhesiva, atraviesa el substrato mediante un paso y enlaza la zona de conexión.
El circuito electrónico según la invención está constituido por una capa aislante llamada substrato, una capa adhesiva y una capa conductora pegada sobre el substrato. La capa conductora comprende pistas y/o una bobina a las cuales se conecta un componente electrónico. Los contactos del componente se sitúan generalmente uno cerca del otro y se disponen de manera que son soldados sobre unas zonas de conexión situadas debajo del componente frente a los contactos del mismo. Con el fin de conectar una pista que viene desde una zona situada al otro lado de las pistas que constituyen, por ejemplo, las espiras de una bobina, es necesario cruzar dichas pistas. Este cruce se efectúa a través de un puente que atraviesa el substrato una primera vez para pasar por la cara opuesta por debajo de las pistas que deben ser cruzadas. Un segundo paso a través del substrato vuelve a situar el puente a nivel de la zona de conexión situada debajo del componente electrónico.
Este puente está constituido por la prolongación de una pista que proviene de la capa conductora. Esta prolongación, que forma un segmento de pista, no está pegada al substrato. Posteriormente, la extremidad de este puente será soldada a la zona de conexión después de haber atravesado dos veces el substrato.
Según una variante preferida de la invención, los cruces del substrato se realizan mediante incisiones practicadas en este último, sin que sea necesario retirar materia, como cuando se realiza, por ejemplo, una perforación. En esta variante, el substrato está constituido por una materia flexible y de poco espesor. Este substrato se utiliza en general para la fabricación de tarjetas o etiquetas electrónicas.
En el caso de circuitos en los que los cruces del substrato se realizan mediante perforación o estampación (extracción de materia del substrato), las aberturas se vuelven a cerrar siendo rellenadas con un aglomerante una vez que ha pasado el puente. Durante la operación de acabado, por ejemplo laminado de capas decorativas, quedan depresiones a nivel de los pasos. Para eliminar este inconveniente, es necesario utilizar una mayor cantidad de aglomerante y un laminado a alta presión, incluso a temperatura elevada.
Los pasos realizados mediante incisiones en el substrato presentan la ventaja de poder ser cerrados de nuevo fácilmente tras el cruce del puente. Por lo tanto, el laminado final del circuito electrónico puede efectuarse a una presión y a una temperatura reducidas. Además, el método de fabricación se simplifica, puesto que ya no es necesario rellenar los pasos de los puentes. Por lo tanto, se obtiene como resultado un circuito que comprende caras planas y sin deformaciones causadas por los cruces del substrato. Esta característica plana se exige cada vez más para circuitos de poco espesor en los que los componentes están sumergidos en el substrato.
Este tipo de circuito se utiliza a menudo en etiquetas electrónicas que deben ser flexibles, fiables y que posean un coste de producción muy bajo.
El paso por la abertura de un segmento de pista es posible gracias al poco espesor de las pistas provenientes de la capa conductora, por una parte, y a la forma redonda del borde de la abertura, por otra parte. Este borde redondeado se obtiene mediante la presión de la herramienta de incisión (cuchilla, estampa) utilizada para la realización de la abertura. También se aprovecha la flexibilidad del substrato para crear temporalmente un paso suficiente para permitir el paso del segmento conductor.
Este tipo de cruce se realiza todas las veces que sea necesario cruzar pistas. De este modo, la longitud del puente depende del número de cruces y de lo lejos que esté la zona de conexión del componente electrónico. Varias pistas pueden atravesar, una al lado de la otra, una misma incisión, cuya longitud depende de la anchura y del número de pistas que pasan de una cara a la otra del substrato.
Una variante del circuito electrónico según la invención, comprende una capa conductora a cada cara del substrato. El paso conductor de una cara a otra y/o el puente de cruce de las pistas se realiza a través de un cruce realizado por incisión del substrato, como se ha descrito más arriba.
La presente invención también tiene como objetivo un método de fabricación de un circuito electrónico que comprende un substrato, al menos una capa adhesiva y una capa conductora constituida por una pluralidad de pistas y un componente electrónico, caracterizado por el hecho de que la realización de un puente entre una zona de la capa conductora y una zona de conexión objetivo, comprende las etapas siguientes:
- prolongar una pista de la capa conductora para constituir un segmento conductor,
- formar una abertura en el substrato,
- liberar temporalmente dicha abertura,
- pasar el segmento conductor a través de dicha abertura,
- plegar el segmento conductor contra la cara opuesta del substrato,
- volver a cerrar la abertura después del paso del segmento conductor
- conectar el segmento conductor con la zona de conexión objetivo.
La pista proveniente de la capa conductora que forma el segmento conductor es generalmente una prolongación de una pista del circuito formado en la capa conductora.
La abertura en el substrato se realiza mediante unas incisiones efectuadas con una cuchilla o por estampado, de manera que se forma una lengüeta sensiblemente rectangular con uno de los lados pequeños unido al substrato. La longitud de la lengüeta se determina en función del espesor y la elasticidad del substrato y la anchura por la del o los segmentos conductores que constituyen el o los puentes que deben atravesar el substrato. Dicha lengüeta se empuja hacia arriba con el fin de liberar una abertura suficiente para permitir el paso del o los segmentos. Posteriormente, se vuelve a soltar la lengüeta después del paso de los segmentos para cerrar la abertura y mantener la forma plana original del circuito o de la tarjeta. Después, los segmentos se pliegan contra la cara opuesta del substrato y son dirigidos hacia una zona prevista para el segundo cruce del substrato, si se considera necesario. Una segunda lengüeta debe ser recortada para que el o los segmentos se sitúen de nuevo sobre la cara conductora, esta vez en sentido contrario. Estos segmentos serán conectados posteriormente a las zonas de conexión objetivo del o de los componentes electrónicos. En una fase final del método, la cola de la capa adhesiva es activada por calor para fijar el puente sobre el substrato.
En el caso de la variante de doble cara (capa conductora sobre ambas caras del substrato), se necesita una única lengüeta para realizar una conexión con la otra cara mediante un segmento de pista proveniente de la primera cara.
De las características que se acaban de describir resulta un método de realización de un cruce de un substrato de un circuito electrónico a través de un puente conductor que requiere un número reducido de operaciones, y además con un coste bajo. Se pueden recortar del substrato todas las lengüetas que sean necesarias durante una misma etapa, y una herramienta adecuada las mantiene curvadas (abiertas) para permitir el paso de los segmentos. El restablecimiento de las lengüetas en posición plana y la curvatura de los segmentos contra las caras puede efectuarse durante la operación de laminado.
La invención se entenderá mejor gracias a la descripción detallada que se da a continuación y que hace referencia a los dibujos anexos dados a modo de ejemplo no limitativo, en los que:
- la figura 1 representa una vista en perspectiva de una porción de circuito con un puente que pasa por debajo de las pistas.
- la figura 2 representa una vista desde arriba de una porción de circuito con dos lengüetas cortadas previamente y un segmento de pista antes del paso a través del substrato.
- la figura 3 representa un corte de la porción de circuito ilustrada en la figura 2.
- La figura 4 representa la primera lengüeta curvada y el segmento de pista que pasa a través de la abertura.
- La figura 5 representa el segmento de pista plegado contra el substrato y la primera lengüeta restablecida en su posición inicial.
- La figura 6 representa la segunda lengüeta curvada y el segmento de pista que pasa a través de la abertura.
- La figura 7 representa la segunda lengüeta restablecida.
- La figura 8 representa el segmento de pista plegado contra el substrato y la segunda lengüeta restablecida.
- La figura 9 representa una vista desde arriba del resultado final con el puente y los dos cruces del substrato.
- La figura 10 representa una vista desde arriba de una porción de circuito con un componente situado y soldado sobre las pistas.
- La figura 11 representa un corte de la porción de circuito ilustrada en la figura 10.
- La figura 12 representa un corte similar a la figura 11 pero con un componente alojado en el substrato y soldado por debajo de las pistas.
La figura 1 ilustra en perspectiva un puente conductor (1) que atraviesa un substrato (5) a través de una primera ranura para pasar por debajo de las pistas (4) y volver a atravesar el substrato (5) a través de una segunda ranura. Las ranuras están constituidas por una incisión formada durante el corte de las lengüetas (2) y (3). Estas últimas se muestran en relieve para poder distinguir mejor el paso de la pista a través del substrato (5). El puente está constituido por una prolongación de una pista o segmento de pista (1) que no está pegado al substrato (5). Según una etapa no ilustrada, la capa adhesiva se dispone de manera selectiva sobre el substrato, de tal manera que la región o la pista conductora que va a formar el segmento conductor no tenga cola.
Las figuras 2 a 9 ilustran las diferentes etapas de realización del puente representado en la figura 1. Las figuras 10 a 13 muestran la conexión de un componente electrónico después de la realización del puente.
La figura 2 ilustra ambas lengüetas (2) y (3) cortadas previamente de forma rectangular, uno de los lados pequeños de las lengüetas permaneciendo unido al substrato. Estos cortes son efectuados a un lado y al otro de las pistas (4) que el segmento de pista (1) debe cruzar.
La figura 3 es una vista en corte transversal según el eje A-A de la figura 2 donde se ilustra la primera etapa de realización del puente constituido por el segmento de pista (1). El segmento (1) cubre la primera lengüeta (2) sin adherirse.
La figura 4 muestra la primera lengüeta (2) cortada previamente, curvada hacia abajo, de manera que libera una abertura suficiente para permitir el paso del segmento de pista (1). Este último es plegado una primera vez sobre el borde de la abertura liberada por la lengüeta, el segmento (1) se dirige hacia abajo a través de la abertura.
La figura 5 muestra la primera lengüeta (2) enderezada en el mismo plano que el substrato (5), es decir, en la misma posición que tenía antes del paso del segmento de pista (1). Este último es plegado contra la cara opuesta del substrato (5) y dirigido hacia la segunda lengüeta (3) cortada previamente pasando por debajo de las pistas (4).
La figura 6 muestra el segundo paso del segmento de pista (1) a través de la abertura obtenida en la segunda lengüeta (3). Esta vez, dicha lengüeta (3) es curvada hacia arriba para permitir que el segmento (1) pase a través del substrato (5). Después, el segmento de pista (1) se pliega sobre el borde de la abertura como en el primer paso a través del substrato (5).
La figura 7 muestra la segunda lengüeta devuelta a su posición inicial con el segmento de pista (1) atravesando el substrato (5).
Las figuras 8 y 9 ilustran la posición final del segmento de pista (1) que es plegado contra la cara del substrato (5) al lado de las otras pistas. Una parte del segmento de pista (1) se convierte en una zona de conexión (7) para el componente electrónico (6). El primer contacto se suelda al segmento de pista (1) y el otro sobre la pista preexistente vecina, tal y como se ilustra en las figuras 10 y 11.
La figura 12 muestra otra forma de conectar el componente (6) sobre las pistas conductoras. El componente es alojado dentro de una ventana recortada en el substrato, de tal manera que expone sus contactos frente a las pistas que pasan por la ventana. Este ensamblaje particular permite que el componente sea introducido en el substrato con el fin de obtener una etiqueta de espesor mínimo.
Según otra variante de la invención, en lugar de utilizar lengüetas estampadas en el substrato, el paso de un puente a de una cara substrato a la otra a través de un orificio formado mediante la extracción de materia, es decir, por perforación o estampado. De la misma manera que en la versión de la lengüeta, el puente está formado por un segmento conductor que prolonga una pista proveniente de la capa conductora. Este segmento, carente de una sustancia adhesiva, atraviesa dicho substrato por el orificio para efectuar una conexión sobre la otra cara.
Este método permite realizar circuitos de una sola cara muy baratos, y permite disponer de una o varias pistas que pasan sobre otras pistas.
Si se desea realizar una tarjeta chip por ejemplo, se volverán a cerrar los orificios añadiendo una sustancia de relleno, como resina epoxi por ejemplo. Un laminado final asegura un circuito plano.

Claims (7)

1. Circuito electrónico que comprende al menos un componente electrónico (6), un substrato (5), constituido por una materia aislante flexible, aplicándose una capa adhesiva y una capa conductora constituida por una pluralidad de pistas (4) sobre una primera cara de este substrato (5), y dicho componente (6) incluye al menos dos zonas de conexión (7), al menos una de estas zonas (7) estando conectada eléctricamente a la capa conductora a través de un puente conductor, caracterizado por el hecho de que el substrato incluye al menos una lengüeta (2, 3) sensiblemente rectangular realizada mediante incisiones en el substrato (5) sobre tres lados, el último lado permaneciendo unido a dicho substrato (5), y por el hecho de que el puente está formado por un segmento (1) conductor delimitado en la capa conductora individualmente, dicho segmento (1), carente de sustancia adhesiva, atravesando el substrato (5) por una de las incisiones de dicha lengüeta (2, 3) y enlazando la zona de conexión (7).
2. Circuito electrónico según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el substrato (5) incluye una segunda cara con una segunda capa adhesiva y una segunda capa conductora, y por el hecho de que dicho puente está formado por un segmento (1) conductor delimitado en la segunda capa conductora individualmente, dicho segmento (1), carente de sustancia adhesiva, atravesando el substrato (5) por una de las incisiones de dicha lengüeta (2, 3) y enlazando la zona de conexión (7) y/o la primera capa conductora.
3. Circuito electrónico según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que varios puentes formados por segmentos (1) de pistas atraviesan el substrato (5) por una misma incisión.
4. Circuito electrónico según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que al menos un puente formado por un segmento (1) de pista atraviesa el substrato (5) tantas veces como sea necesario cruzar las pistas (4) que pertenecen a la capa conductora hasta alcanzar la zona de conexión (7).
5. Tarjeta chip o etiqueta electrónica caracterizada por el hecho de que incluye un circuito electrónico según una de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Método de fabricación de un circuito electrónico que comprende un substrato (5), constituido por un material aislante flexible, al menos una capa adhesiva y una capa conductora constituida por una pluralidad de pistas (4) y un componente electrónico (6), caracterizado por el hecho de que la realización de un puente entre una zona de la capa conductora y una zona de conexión (7) objetivo, comprende las etapas siguientes:
- prolongar una pista de la capa conductora para constituir un segmento (1) conductor,
- recortar en el substrato (5) una lengüeta (2, 3) sensiblemente rectangular, uno de sus lados estando unido al substrato (5).
- liberar temporalmente una abertura mediante presión de la lengüeta (2, 3), dicha lengüeta (2, 3) curvándose a lo largo del lado unido al substrato (5).
- pasar el segmento (1) conductor a través de dicha abertura,
- plegar el segmento (1) conductor contra la cara opuesta del substrato (5),
- volver a cerrar la abertura después del paso del segmento (1) conductor mediante el restablecimiento de la lengüeta (2, 3) en su posición inicial en el plano del substrato (5).
- conectar el segmento (1) conductor con la zona de conexión (7) objetivo.
7. Método según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la zona de conexión objetivo está situada sobre la capa conductora, y por el hecho de que el segmento (1) conductor vuelve a dicha capa conductora mediante un segundo cruce del substrato a través de una lengüeta (2, 3) suplementaria, dicho segmento (1) conductor estando fijado de esta manera sobre el substrato (5) mediante la activación de la cola proveniente de la capa adhesiva.
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