ES2317454T3 - Una placa de circuito impreso que tiene medios de proteccion y un metodo de uso de los mismos. - Google Patents
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Abstract
Una placa de circuito impreso (6) con unos medios de protección para proteger uno o más componentes de la placa de circuito impreso (PCB), incluyendo dichos medios de protección un miembro de manguito (8) situado en la PCB alrededor de al menos un componente de la PCB, incluyendo dichos medios de protección además unos medios de cubrición (22) para cubrir la totalidad o una parte sustancial de una abertura (14) de dicho miembro de manguito, caracterizado porque los medios de cubrición se forman de mica o la incluyen.
Description
Una placa de circuito impreso que tiene medios
de protección y un método de uso de los mismos.
\global\parskip0.930000\baselineskip
Esta invención se refiere a los medios de
protección para una placa de circuito impreso (PCB) y a un método
de uso de los medios de protección para una PCB.
Las PCB incluyen típicamente al menos una
superficie superior y otra inferior con uno o más componentes
eléctricos situados en una o ambas superficies del mismo. La PCB se
coloca a continuación en un elemento de un aparato eléctrico en
uso. A menudo es un requisito que uno o varios de los componentes
eléctricos de la PCB sean cubiertos por un fluido tal como un
pegamento, para mantener el componente en una posición adecuada
respecto a la PCB en uso y para proteger los mismos de daños,
condiciones ambientales, manipulación forzada y/o acciones
similares. Un ejemplo de un componente de este tipo es un
dispositivo de memoria Flash. Sin embargo, es difícil asegurarse de
que el pegamento se aplica alrededor del componente con un espesor
predeterminado que se pueda reproducir para cada PCB de una forma
que sea rentable en costo y que no sea un desperdicio de tiempo. Es
también difícil asegurarse de que el pegamento no fluye sobre
ningún otro componente sobre la PCB que no se requiera cubrir por
el pegamento, puesto que esto puede causar daños a otro componente o
hacer al mismo inútil. Esto también da lugar típicamente a un
despilfarro de pegamento que aumenta el coste de fabricar la
PCB.
Es conocido proporcionar un marco plástico
alrededor de un chip de circuito integrado en una tarjeta de
circuitos y situar un medio de gel blando dentro del marco y
rodeando al chip, según se describe en el documento EP 0 778 617 A.
Se une una placa hecha de plástico o de metal a la superficie
superior del marco plástico para proporcionar una cubierta al
paquete a fin de permitir la conducción del calor generado por el
chip durante el uso lejos del chip. Sin embargo el documento EP 0
778 617 A no se refiere a la prevención de la manipulación forzada
o del acceso desautorizado al chip.
Es un fin de la presente invención proporcionar
unos medios de protección alternativos para su uso en PCBs.
Es otro fin de la presente invención
proporcionar un método alternativo de proteger uno o más componentes
de una PCB.
Según un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona una placa de circuito impreso con unos
medios de protección para proteger uno o más componentes de la
placa de circuito impreso (PCB), incluyendo dichos medios de
protección un miembro de manguito situado sobre la PCB alrededor de
al menos un componente de la PCB, incluyendo además dichos medios
de protección unos medios de cubrición para cubrir en su totalidad o
en una parte sustancial una abertura de dicho miembro de manguito,
caracterizados porque los medios de cubrición se forman a partir de
mica o incluyen ésta.
Así, la presente invención se diferencia de la
técnica anterior en que la mica, que tiene una alta resistencia
térmica y propiedades aislantes se utiliza en vez de un material
conductor del calor o simplemente de un plástico que tiene unas
propiedades de resistencia al calor mucho más bajas. Esto permite a
la presente invención disipar con eficacia el calor aplicado a los
medios de cubrición en la PCB por terceros que intenten tener acceso
a aquel o aquéllos componentes cubiertos por los medios de
protección, aumentando de tal modo perceptiblemente la seguridad de
la PCB y/o de los componentes cubiertos y previniendo la
manipulación forzada de los mismos. Los dispositivos de la técnica
anterior se refieren solamente a la conducción del calor generado
por el componente durante su uso llevándoselo del componente para
permitir el uso del dispositivo.
El miembro de manguito actúa para limitar la
extensión de un producto o de un fluido situado dentro de una
cavidad definida por las paredes interiores del miembro de manguito.
Los medios de cubrición actúan para prevenir o limitar el acceso al
interior del miembro de manguito y al componente rodeado por el
miembro de manguito.
Preferiblemente el miembro de manguito es de
tales dimensiones que permita que un fluido se sitúe dentro de la
cavidad definida por las paredes interiores del miembro de manguito
a una profundidad requerida sobre el componente que se protege.
El miembro de manguito permite preferiblemente
que se sitúe una profundidad de fluido de al menos 3 mm en la
cavidad definida por el miembro de manguito. Funcionando, el miembro
de manguito se puede llenar del fluido hasta una altura/profundidad
predeterminada cuando está situado alrededor del componente,
asegurando de este modo unas cantidades exactas y reproducibles de
fluido alrededor del componente.
El fluido puede ser cualquier fluido requerido,
tal como pasta de soldar, pegamento y/o similares.
En una realización, el miembro de manguito tiene
unas paredes laterales con al menos una primera y una segunda
abertura definida en el mismo. El miembro de manguito se dispone en
la PCB de tal manera que los bordes del miembro que definen una
primera abertura son adyacentes y están en contacto con la
superficie de la PCB en la cual se sitúa el componente a
proteger.
Preferiblemente, la segunda abertura se dispone
sustancialmente enfrente de la primera abertura. Los medios de
cubrición se pueden disponer sobre la segunda abertura.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El miembro de manguito, o al menos la forma
seccionada transversal de la primera abertura, tiene cualquier
forma adecuada para situarse alrededor del componente a proteger.
Por ejemplo, las dimensiones transversales del miembro de manguito
pueden ser levemente mayores que las del componente sobre el cual se
sitúa o pueden ser sustancialmente mayores que las del componente a
proteger.
Preferiblemente, el miembro de manguito es de
tales dimensiones que se proporciona un espacio predeterminado
entre el componente situado dentro del miembro de manguito y las
paredes interiores del miembro de manguito.
Preferiblemente, el uno o varios componentes son
componentes electrónicos para su uso en una PCB. Por ejemplo, el
componente puede incluir un componente de memoria Flash o un
componente de CPU (unidad central de proceso).
Preferiblemente, el miembro de manguito está
dotado de unos medios de encaje sobre el mismo para permitir que se
encaje el miembro de manguito con la PCB. Los medios de cubrición
y/o el miembro de manguito pueden ser dotados de unos medios de
encaje para permitir el encaje entre los mismos.
Los medios de encaje en un ejemplo incluyen uno
o más vástagos para su emplazamiento en una o más hendiduras, o
aberturas en una superficie de la PCB. Los vástagos sobresalen
típicamente hacia el exterior del miembro de manguito adyacente a
uno o más bordes del mismo que definen al menos una primera
abertura.
Preferiblemente el miembro de manguito se forma
de un material resistente al calor o aislante térmico. Los medios
de cubrición y el miembro de manguito pueden estar formados del
mismo material o de un material diferente.
En un ejemplo el miembro de manguito se forma a
partir de un material plástico, tal como un nylon relleno de fibra
de vidrio.
El miembro de manguito puede estar formado en
una sola pieza o puede estar formado por una pluralidad de miembros
unidos entre sí.
Así, los medios de protección de la presente
invención proporcionan una disposición de contención o de tipo caja
para un componente a fin de limitar la extensión de un fluido, tal
como pegamento, que se va a situar alrededor de un componente,
mientras que también permiten disponer la profundidad correcta de
fluido alrededor del componente. Es un método rentable en costo que
se puede emprender rápida y fácilmente. Además, la presente
invención proporciona una seguridad creciente contra la manipulación
forzada debido al uso de una cubierta de mica en el miembro de
manguito.
La cubierta se puede formar parcialmente de mica
pero, en una realización preferida, la cubierta se forma
sustancialmente de mica por entero. Se puede utilizar cualquier
material adecuado de mica.
La PCB se puede destinar a cualquier uso en
cualquier elemento de aparato eléctrico tal como, por ejemplo, un
receptor de datos de difusión o un sintonizador de cablevisión.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona unos medios de protección para su uso en
una PCB.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, se proporciona un método para proteger uno o más
componentes de una PCB, incluyendo dicho método las etapas de
colocar un miembro de manguito alrededor de al menos un componente
de una PCB, colocando un producto o fluido en la cavidad definida
por las paredes interiores del miembro de manguito para cubrir por
entero o parte del componente y entonces colocar unos medios de
cubrición sobre una abertura de dicho miembro de manguito,
caracterizado porque los medios de cubrición están formados de mica
o la incluyen.
A continuación se describirá una realización de
la presente invención haciendo referencia a las figuras anexas, en
las cuales:
las Figuras 1a-1c ilustran una
vista lateral, una vista por el extremo y una vista en planta
respectivamente de los medios de protección en un ejemplo de la
presente invención;
la Figura 2 ilustra el uso de los medios de
protección en las figuras 1a-1c sobre una PCB.
Haciendo referencia a las figuras, se
proporcionan unos medios de protección 2 para proteger un componente
de memoria Flash 4 de una PCB 6. La PCB puede ser para su uso en
cualquier elemento adecuado de un aparato eléctrico.
Los medios de la protección 2 incluyen un
miembro de manguito 8 que tiene unas paredes laterales 10, un primer
extremo abierto 12 y un segundo extremo abierto 14. Se disponen
unos medios de encaje en forma de una pluralidad de vástagos o
patas 16 en el borde 18 del miembro de manguito 8 que definen un
primer extremo abierto 12. Los vástagos 16 sobresalen hacia el
exterior del miembro 8 de manguito y se localizan en hendiduras en
una superficie 20 de la PCB 6 que rodea el componente 4 en uso. Con
el miembro de manguito 8 en su sitio en la PCB 6, los bordes 18 que
definen el primer extremo abierto 12 están en contacto con la
superficie 20 de la PCB 6.
El miembro de manguito 8 tiene una forma
complementaria al componente 4 y es de dimensiones levemente
mayores. Se puede utilizar cualquier forma de miembro de manguito
adecuada dependiendo del tamaño y de la forma del componente o
componentes que se protejan.
A continuación se vierte un fluido en forma de
pegamento en el miembro de manguito. El pegamento se vierte hasta
una altura predeterminada en el miembro de manguito para cubrir el
componente 4 con un espesor predeterminado. El miembro de manguito
actúa como una contención para limitar o prevenir el flujo de
pegamento más allá de la cavidad interior definida por las paredes
del miembro de manguito.
Luego se colocan unos medios de cubrición en
forma de un casquillo 22 sobre la segunda abertura 14 para capsular
el miembro de manguito, limitando de tal modo adicionalmente el
flujo de pegamento desde el miembro de manguito a cualquier otro
componente de la PCB. La cápsula 22 también limita o previene el
acceso al componente 4 para proteger el mismo. El casquillo 22 en
este ejemplo tiene forma de un miembro de tipo baldosa o placa que
es de una forma sustancialmente complementaria a los bordes del
miembro de manguito que define la segunda abertura 14. El casquillo
está formado de mica y tiene aproximadamente 1 milímetro de espesor.
El casquillo tiene típicamente una resistencia a temperaturas
superiores a 1500 grados Celsius. De este modo, permite la
disipación del calor aplicado al casquillo, previniendo o limitando
así el acceso al casquillo por parte de terceros. La mica tiene
también una alta resistencia dieléctrica y una estabilidad química
excelente, lo cual la hace un material adecuado para su uso en la
presente invención.
El componente 4, que incluye los vástagos y el
cuerpo de los mismos, necesita ser cubierto por el pegamento hasta
una profundidad de al menos 3 mm en este ejemplo. Se requiere
idealmente que el pegamento se endurezca cuando se seque de manera
que no se puede pelar, perforar o arrancar el pegamento de la PCB
atado una vez unido al mismo sin dañar el componente 4. El
pegamento puede ser transparente pero se prefiere un pegamento
opaco.
En una realización preferida, es necesario
escoger el pegamento de tal manera que la PCB se rompa si se
emprende un intento de quitar el pegamento de la PCB. Además, el
pegamento fragua típicamente en un tiempo de menos de 90 minutos.
El calor exotérmico generado durante el fraguado debe ser inferior a
la temperatura de transición del vidrio del material de la PCB, tal
como un material FR4, a fin de evitar el arqueo o la distorsión
local de la PCB. Así, en una realización, la combinación del uso de
una cubierta o cápsula de contención de mica y el uso de un
pegamento que se endurece aumenta adicionalmente la seguridad de los
medios de protección que ofrece la presente invención contra el
acceso por parte de terceros a uno o varios componentes que se
protegen por los mismos.
Preferiblemente, el pegamento es un pegamento de
epoxi, tal como el pegamento de epoxi DP760 suministrado por 3M
bajo la marca "SCOTCHWELD". El pegamento incluye típicamente un
componente acelerador, tal como una amina modificada.
Los medios de protección aíslan por tanto
sustancialmente el componente en la PCB que se va a cubrir por un
fluido u otro producto adecuado y que se va a proteger.
Claims (21)
1. Una placa de circuito impreso (6) con unos
medios de protección para proteger uno o más componentes de la
placa de circuito impreso (PCB), incluyendo dichos medios de
protección un miembro de manguito (8) situado en la PCB alrededor
de al menos un componente de la PCB, incluyendo dichos medios de
protección además unos medios de cubrición (22) para cubrir la
totalidad o una parte sustancial de una abertura (14) de dicho
miembro de manguito, caracterizado porque los medios de
cubrición se forman de mica o la incluyen.
2. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
se coloca un producto o un fluido en el miembro de manguito (8) en
uso hasta al menos cubrir parcialmente un componente de la PCB (6),
impidiendo las paredes (10) del miembro de manguito que la
extensión del producto o del fluido por el exterior del miembro de
manguito.
3. Una PCB según la reivindicación 2, en el que
la profundidad de las paredes (10) del miembro de manguito (8) es
tal que se puede colocar un producto o fluido en el miembro de
manguito para cubrir el componente situado dentro de las paredes
del miembro de manguito.
4. Una PCB según la reivindicación 3, en el que
la profundidad de las paredes (10) del miembro de manguito (8) es
de al menos 7 mm.
5. Una PCB según la reivindicación 2, en el que
el fluido es pasta de soldar o pegamento.
6. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el miembro de manguito (8) tiene unas paredes laterales (10) con al
menos una primera abertura (12) y una segunda abertura (14)
definidas en las mismas.
7. Una PCB según la reivindicación 6, en el que
la primera abertura (12) se dispone sustancialmente frente a la
segunda abertura (14).
8. Una PCB según la reivindicación 6, en el que
la primera abertura (12) se dispone adyacente y en contacto con una
superficie (20) de la PCB (6) y los medios de cubrición (22) se
colocan sobre la segunda abertura (14) o por encima de ésta.
9. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
la forma transversal del miembro de manguito (8) es sustancialmente
complementaria de la forma de un componente que está rodeado por el
miembro de manguito.
10. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el miembro de manguito (8) es de dimensiones tales que se define un
espacio predeterminado entre las paredes interiores (10) del miembro
de manguito y un componente colocado dentro del miembro de
manguito.
11. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el uno o más componentes son componentes eléctricos.
12. Una PCB según la reivindicación 11, en el
que los componentes eléctricos son un componente de memoria Flash
(4), una unidad central de proceso o un chip de proceso.
13. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el miembro de manguito (8) está dotado de unos medios de encaje
para encajar una superficie (20) de la PCB (6) y/o los medios de
cubrición (22).
14. Una PCB según la reivindicación 13, en el
que los medios de encaje incluyen uno o más vástagos (16) para su
emplazamiento en una o más hendiduras o aberturas dispuestas en una
superficie (20) de la PCB (6).
15. Una PCB según la reivindicación 13, en el
que los medios de encaje se disponen sobre las paredes (10) que
definen la primera y/o la segunda aberturas (12, 14) del miembro de
manguito (8) o adyacentes a las mismas.
16. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el miembro de manguito se forma (8) de un material resistente al
calor.
17. Una PCB según la reivindicación 16, en el
que el miembro de manguito (8) se forma de un material
plásti-
co.
co.
18. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el miembro de manguito (8) se forma de una pluralidad de miembros
de pared (10) conformados integralmente.
19. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
el miembro de manguito (8) se forma de una pluralidad de miembros
de pared (10) conformados integralmente.
20. Una PCB según la reivindicación 1, en el que
los medios de cubrición (22) tienen forma de un miembro de tipo
baldosa o placa.
21. Un método para proteger uno o más
componentes de una PCB (6), incluyendo dicho método las etapas de
colocar un miembro de manguito (8) alrededor de al menos un
componente en una PCB, colocar un producto o fluido en la cavidad
definida por las paredes interiores (10) del miembro de manguito
para cubrir por entero o en parte el componente y a continuación
colocar unos medios de cubrición (22) sobre una abertura (14) de
dicho miembro de manguito, caracterizado porque los medios
de cubrición se forman de mica o la incluyen.
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