ITUD980173A1 - INTEGRATED CIRCUITS FOR ELECTRONIC MEASUREMENT AND / OR CONTROL INSTRUMENTS FOR REFRIGERATION, HEATING AND AIR CONDITIONING. - Google Patents
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Description
Descrizione del trovato avente per titolo : Description of the invention having as title:
"CIRCUITI INTEGRATI PER STRUMENTI ELETTRONICI DI MISURA E/0 CONTROLLO PER LA REFRIGERAZIONE , IL RISCALDAMENTO ED IL CONDIZIONAMENTO" "INTEGRATED CIRCUITS FOR ELECTRONIC MEASURING AND / 0 CONTROL INSTRUMENTS FOR REFRIGERATION, HEATING AND AIR CONDITIONING"
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Formano oggetto del presente trovato dei circuiti integrati per strumenti elettronici di misura e/o controllo per refrigerazione, riscaldamento e condizionamento, come espressi nella rivendicazione principale. The present invention relates to integrated circuits for electronic measuring and / or control instruments for refrigeration, heating and conditioning, as expressed in the main claim.
Il trovato si applica nel campo della produzione di strumenti elettronici idonei ad essere utilizzati come regolatori e/o misuratori per il controllo e 1 <1>asservimento di temperatura, pressione e/o umidità di un ambiente, ed in particolare nel settore della refrigerazione commerciale. The invention is applied in the field of the production of electronic instruments suitable to be used as regulators and / or meters for the control and enslavement of temperature, pressure and / or humidity of an environment, and in particular in the commercial refrigeration sector. .
Il trovato offre una soluzione economica e funzionale, permettendo di ottenere strumenti di minori dimensioni a parità di prestazioni, di minor costo e di maggiore funzionalità. The invention offers an economical and functional solution, allowing to obtain instruments of smaller dimensions with the same performance, lower cost and greater functionality.
Inoltre, il trovato rende più economico e razionale il processo di produzione di detti circuiti integrati . Furthermore, the invention makes the production process of said integrated circuits more economical and rational.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Sono noti gli strumenti e le apparecchiature elettroniche utilizzate per misurare ed asservire parametri di un ambiente, ad esempio la temperatura e l'umidità di un locale, di una unità refrigerante, di un impianto termico od altro ancora. The instruments and electronic equipment used to measure and enslave parameters of an environment are known, for example the temperature and humidity of a room, of a refrigerating unit, of a heating system or the like.
Detti strumenti si applicano normalmente a parete, in un opportuno foro od apertura, facendo fuoriuscire il frontale in cui sono ricavati l'unità di visualizzazione, normalmente a led, e gli organi di comando ed impostazione. Said instruments are normally applied to the wall, in a suitable hole or opening, making the front in which the display unit, normally led, and the control and setting devices come out.
Tali strumenti od apparecchiature sono inoltre costituiti da una scatola al cui interno sono alloggiate le schede che fungono da supporto per i circuiti integrati necessari al funzionamento dello strumento e per la visualizzazione e la regolazione dei parametri . These instruments or devices are also constituted by a box inside which the cards which act as support for the integrated circuits necessary for the operation of the instrument and for the display and adjustment of the parameters are housed.
Ne l s et tore del la refrigeraz ione , del riscaldamento e del condizionamento , ed in part icolare nel set tore speci f ico del l a refrigerazione commerciale, è noto l ' utilizzo della tecnologia di fabbricazione SMD o discreta . In the refrigeration, heating and air conditioning sector, and in particular in the specific sector of commercial refrigeration, the use of SMD or discrete manufacturing technology is known.
Tale tecnologia prevede che i vari dispositivi elettronici a semiconduttore, dal più semplice diodo al più complesso microprocessore, siano alloggiati all'interno di un contenitore, il quale presenta in corpo unico i terminali di connessione per il collegamento alla piste del circuito stampato. This technology provides that the various semiconductor electronic devices, from the simplest diode to the most complex microprocessor, are housed inside a container, which has the connection terminals in a single body for connection to the printed circuit tracks.
Ogni contenitore può contenere uno o più di detti dispositivi a semiconduttore. Each container can contain one or more of said semiconductor devices.
Tali contenitori, denominati tipicamente case o package, vengono poi montati sul relativo circuito stampato collegando elettricamente i relativi terminali di connessione in modo da ottenere i voluti collegamenti circuitali. These containers, typically called case or package, are then mounted on the relative printed circuit by electrically connecting the relative connection terminals so as to obtain the desired circuit connections.
Tali contenitori hanno la principale funzione di garantire una protezione meccanica ed ambientale per i semiconduttori, i collegamenti ed il circuito stampato, o substrato. These containers have the main function of guaranteeing mechanical and environmental protection for the semiconductors, the connections and the printed circuit, or substrate.
Tale tecnologia di montaggio permette di evitare i costi ed i tempi che derivano dall'esecuzione dei fori sul circuito stampato, o substrato, per il fissaggio dei componenti, ed inoltre permette l'eventuale utilizzo di entrambe le facce del circuito stampato stesso. This mounting technology allows to avoid the costs and times deriving from the execution of the holes on the printed circuit, or substrate, for fixing the components, and also allows the possible use of both sides of the printed circuit itself.
Tuttavia, la presenza di contenitori per i vari dispositivi a semiconduttore comporta l'inconveniente di rendere impossibile una compattazione ancora più spinta della circuiteria elettronica, con conseguente aumento dei costi per ogni circuito, ad esempio, per la necessità di utilizzare un numero più elevato di circuiti stampati, ovvero di utilizzare circuiti stampati di area maggiore. However, the presence of containers for the various semiconductor devices entails the drawback of making it impossible to compact the electronic circuitry even more, with a consequent increase in costs for each circuit, for example, due to the need to use a higher number of printed circuits, or to use printed circuits with a larger area.
Per ovviare a questo problema ed ottenere ulteriori vantaggi sia in termini economici che in termini di ottimizzazione del processo produttivo, la proponente ha ideato e realizzato il presente trovato. To obviate this problem and obtain further advantages both in economic terms and in terms of optimization of the production process, the present applicant has devised and implemented the present invention.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale. The present invention is expressed and characterized in the main claim.
Le rivendicazioni secondarie espongono altre caratteristiche dell'idea di soluzione principale. Lo scopo del trovato è quello di ottimizzare la realizzazione dei circuiti integrati per strumenti elettronici di misura e controllo nel settore della refrigerazione, del riscaldamento e del condizionamento, allo scopo di ottenere significativi vantaggi in termini di contenimento delle dimensioni, dei costi, e dell'ottimizzazione del processo di produzione. The secondary claims set forth other features of the main solution idea. The object of the invention is to optimize the production of integrated circuits for electronic measuring and control instruments in the refrigeration, heating and air conditioning sector, in order to obtain significant advantages in terms of containment of dimensions, costs, and optimization of the production process.
In particolare, il trovato permette di aumentare la compattazione della circuiteria elettronica consentendo di applicare un maggior numero di componenti su uno stesso circuito stampato, o substrato, di dimensione standardizzata. In particular, the invention allows to increase the compaction of the electronic circuitry by allowing to apply a greater number of components on the same printed circuit, or substrate, of standardized size.
Aggiuntivamente, il trovato permette di diminuire notevolmente il numero totale di componenti per realizzare uno specìfico strumento. Furthermore, the invention allows to considerably reduce the total number of components for making a specific instrument.
Con il trovato, è quindi possibile aumentare le prestazioni del dispositivo elettronico a parità di dimensioni, oppure diminuire le dimensioni a parità di prestazioni, ciò comportando un sostanziale vantaggio in termini di costi e di efficienza del dispositivo, nel contempo permettendo di migliorare il processo di produzione. With the invention, it is therefore possible to increase the performance of the electronic device with the same dimensions, or decrease the dimensions with the same performance, this entailing a substantial advantage in terms of costs and efficiency of the device, at the same time allowing to improve the process of production.
Secondo il trovato, i dispositivi a semiconduttore che costituiscono i componenti del circuito elettronico, dal più semplice diodo al più complesso microprocessore, vengono montati "nudi", cioè senza contenitore, direttamente sul circuito stampato, utilizzando la tecnologia attualmente nota come tecnologia "die". According to the invention, the semiconductor devices that make up the components of the electronic circuit, from the simplest diode to the most complex microprocessor, are mounted "naked", that is, without a container, directly on the printed circuit, using the technology currently known as "die" technology. .
Le connessioni alle piste del circuito vengono realizzate prima applicando il semiconduttore direttamente sul circuito stampato, ad esempio incollandolo con un opportuno adesivo, e poi realizzando le necessarie connessioni elettriche tra semiconduttore e circuito stampato stesso in base allo specifico schema circuitale richiesto dallo strumento elettronico. The connections to the circuits of the circuit are made first by applying the semiconductor directly on the printed circuit, for example by gluing it with a suitable adhesive, and then making the necessary electrical connections between the semiconductor and the printed circuit itself according to the specific circuit diagram required by the electronic instrument.
I terminali di connessione fuoriescono direttamente dal dispositivo a semiconduttore, e vengono collegati di volta in volta alle piste del circuito secondo il voluto schema. The connection terminals come out directly from the semiconductor device, and are connected each time to the tracks of the circuit according to the desired scheme.
Tale tecnologia dei semiconduttori permette, nell' ambito degli strumenti elettronici per refrigerazione commerciale e condizionamento ambientale, di concretizzare significativi vantaggi in termini di risparmi di costi e di dimensioni, in quanto permette una compattazione spinta nel montaggio dei componenti. This semiconductor technology allows, in the field of electronic instruments for commercial refrigeration and environmental conditioning, to realize significant advantages in terms of cost and size savings, as it allows a strong compaction in the assembly of components.
Tale maggior compattazione permette di ridurre il numero e/o la dimensione dei circuiti stampati utilizzati nel dispositivo in quanto consente di montare un numero maggiore di componenti su uno stesso circuito stampato, con conseguente aumento delle prestazioni del circuito stesso a parità di dimensione. This greater compacting makes it possible to reduce the number and / or size of the printed circuits used in the device as it allows a greater number of components to be mounted on the same printed circuit, with a consequent increase in the performance of the circuit itself for the same size.
Secondo una variante, dopo aver eseguito il montaggio dei componenti ed aver realizzato le necessarie connessioni elettriche, almeno parte dei componenti viene protetta mediante incapsulamento con materiale plastico, ad esempio facendo colare una goccia di resina al di sopra di essi. According to a variant, after assembling the components and making the necessary electrical connections, at least part of the components is protected by encapsulation with plastic material, for example by making a drop of resin pour over them.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS
Le f igure al legate sono f ornite a t i tolo esemplificativo , non limitativo , ed illustrano una soluzione preferenziale del trovato . The linked figures are provided as a non-limiting example and illustrate a preferential solution of the invention.
Nella tavola abbiamo che : In the table we have that:
- la fig. 1 illustra uno schema di montaggio dei dispostivi a semiconduttore su un circuito stampato secondo la tecnica nota di montaggio SMD; - fig. 1 illustrates an assembly diagram of the semiconductor devices on a printed circuit according to the known SMD assembly technique;
- la fig. 2 illustra uno schema di montaggio dei dispositivi a semiconduttore su un circuito stampato secondo il trovato; - la fig. 3 illustra un esempio di un circuito integrato per un frontale di uno strumento di misura realizzato secondo il trovato; - fig. 2 shows an assembly diagram of the semiconductor devices on a printed circuit according to the invention; - fig. 3 shows an example of an integrated circuit for a front panel of a measuring instrument made according to the invention;
- la fig. 4 illustra il circuito di fig. 3 associato ad una maschera di visualizzazione. - fig. 4 shows the circuit of fig. 3 associated with a display mask.
DESCRIZIONE DELLA REALIZZAZIONE PREFERENZIALE DEL DESCRIPTION OF THE PREFERENTIAL REALIZATION OF THE
TROVATO FOUND
Secondo la fig. 1, che rappresenta la tecnica nota, un dispositivo a semiconduttore 10 finito in sè e costituente un componente di un circuito integrato, quale un diodo, un led, un transistor, un ponte, un microprocessore, ecc ., viene inserito all'interno di un contenitore 11, il quale presenta in corpo unico piedini 12 con i quali viene associato ad un circuito stampato, o substrato 13. According to fig. 1, which represents the known technique, a semiconductor device 10 finished in itself and constituting a component of an integrated circuit, such as a diode, a LED, a transistor, a bridge, a microprocessor, etc., is inserted inside a a container 11, which has pins 12 in a single body with which it is associated with a printed circuit, or substrate 13.
I piedini 12 costituiscono gli elementi di collegamento per stabilire le interconnessioni elettriche con gli altri componenti del circuito attraverso le piste 15 del circuito stampato. The pins 12 constitute the connecting elements for establishing the electrical interconnections with the other components of the circuit through the tracks 15 of the printed circuit.
Secondo il trovato, rappresentato schematicamente in fig. 2, il dispositivo a semiconduttore 10, privo del contenitore e quindi nudo in sè, viene montato e solidarizzato direttamente sul substrato 13, con i relativi piedini 14 che fuoriescono lateralmente e si collegano direttamente alle piste 15 per stabilire le relative interconnessioni circuitali. Il numero di piedini 14 di cui ciascun dispositivo a semiconduttore 10 è dotato è funzionale al numero di connessioni da stabilire in base alla topografia circuitale . According to the invention, schematically represented in fig. 2, the semiconductor device 10, without the container and therefore naked in itself, is mounted and solidified directly on the substrate 13, with the relative pins 14 which protrude laterally and connect directly to the tracks 15 to establish the relative circuit interconnections. The number of pins 14 with which each semiconductor device 10 is equipped is functional to the number of connections to be established on the basis of the circuit topography.
Il processo di produzione secondo il trovato prevede quindi di solidarizzare direttamente il dispositivo a semiconduttore 10 sul substrato 13, incollandolo ad esempio mediante un adesivo che può essere o meno elettricamente conduttivo, oppure mediante saldatura, o con altra tecnica. The production process according to the invention therefore provides for directly integrating the semiconductor device 10 on the substrate 13, gluing it for example by means of an adhesive which may or may not be electrically conductive, or by welding, or with another technique.
Quindi, vengono stabilite le connessioni elettriche collegando, mediante i piedini 14, il dispositivo a semiconduttore alle piste 15; infine, in una realizzazione preferenziale, ogni dispositivo a semiconduttore 10 viene coperto mediante materiale plastico, ad esempio una goccia di resina, allo scopo di proteggerlo sia meccanicamente che dalle contaminazioni ambientali. Then, the electrical connections are established by connecting, by means of the pins 14, the semiconductor device to the tracks 15; finally, in a preferential embodiment, each semiconductor device 10 is covered by a plastic material, for example a drop of resin, in order to protect it both mechanically and from environmental contamination.
La soluzione del trovato consente di ottenere, a parità di componenti montati, un significativo risparmio di spazio, e quindi consente di ottimizzare la topografia circuitale permettendo il montaggio di un numero più elevato di dispositivi a semiconduttore 10 a parità di spazio occupato, con conseguente aumento delle prestazioni dello strumento elettronico pur mantenendo dimensioni contenute e standardizzate. The solution of the invention allows to obtain, for the same number of assembled components, a significant saving of space, and therefore allows to optimize the circuit topography allowing the assembly of a higher number of semiconductor devices 10 for the same space occupied, with a consequent increase the performance of the electronic instrument while maintaining small and standardized dimensions.
Questo fatto è molto vantaggioso per gli strumenti elettronici di misura e controllo di sistemi refrigeranti, o di condizionamento e riscaldamento, in quanto nello stesso spazio occupato dagli strumenti tradizionali, anche di tipo elettronico, è possibile prevedere un numero maggiore di funzioni, memorie, ecc., dilatando così la capacità intrinseca dello strumento che diviene, di fatto, un sistema di elaborazione molto avanzato con ampie ed estese capacità. This fact is very advantageous for electronic instruments for measuring and controlling refrigerant systems, or air conditioning and heating systems, since in the same space occupied by traditional instruments, including electronic ones, it is possible to provide a greater number of functions, memories, etc. ., thus expanding the intrinsic capacity of the instrument which becomes, in fact, a very advanced processing system with wide and extensive capabilities.
La fig. 3 illustra un esempio di scheda 16 per circuito integrato realizzato secondo il trovato, nel caso di specie una scheda di visualizzazione. Nel caso specifico, i dispositivi a semiconduttore 10 sono costituiti da led fissati direttamente al substrato 13, che costituisce un primo elemento dì collegamento elettrico diretto, mentre il piedino 14 lateralmente crea il secondo collegamento elettrico alle piste 15 del circuito stampato ricavato sul substrato 13; così facendo la scheda 16 risultante diviene un dispositivo finito in sè senza necessità di ulteriori elementi. Fig. 3 shows an example of a board 16 for an integrated circuit made according to the invention, in this case a display board. In the specific case, the semiconductor devices 10 consist of LEDs fixed directly to the substrate 13, which constitutes a first direct electrical connection element, while the pin 14 laterally creates the second electrical connection to the tracks 15 of the printed circuit obtained on the substrate 13; in this way the resulting card 16 becomes a finished device in itself without the need for further elements.
Infatti, ad esempio, i led sono già disposti, nel caso di specie, in una configurazione tale da creare una serie di numeri (quattro) secondo i valori di volta in volta da visualizzare. In fact, for example, the LEDs are already arranged, in this case, in such a configuration as to create a series of numbers (four) according to the values to be displayed each time.
Nella fig. 4 è rappresentata la scheda 16 associata anteriormente ad una semplice mascherina 18 a costituire un componente dello strumento elettronico finito in sè. In fig. 4 shows the card 16 associated at the front with a simple template 18 to constitute a component of the electronic instrument finished in itself.
I led 10 in realtà non sono visibili per la presenza di detta mascherina 18 , ma sono illustrati a scopo esempli f icativo per una miglior comprensione. In reality, the LEDs 10 are not visible due to the presence of said mask 18, but are illustrated by way of example for a better understanding.
Nelle soluzioni convenzionali della tecnica nota, ogni casella 17 che visualizza un numero è costituita da una scatolina che contiene al suo interno i led e che presenta i relativi piedini di connessione con il circuito stampato di comando. In conventional solutions of the known art, each box 17 which displays a number consists of a small box which contains the LEDs inside and which has the relative pins for connection with the control printed circuit.
Con la soluzione del trovato, i led 10 sono supportati direttamente sul substrato 13 e quindi lo spessore della scheda di visualizzazione 16 si riduce in maniera drastica. With the solution of the invention, the LEDs 10 are supported directly on the substrate 13 and therefore the thickness of the display board 16 is drastically reduced.
La soluzione del trovato permette inoltre di considerare il singolo circuito stampato, con i relativi componenti fissati ad esso, come un componente standardizzato a sè stante, da poter utilizzare per realizzare moduli di strumenti elettronici per il settore della refrigerazione, riscaldamento e condizionamento, di dimensioni, funzionalità e prestazioni variabili. The solution of the invention also makes it possible to consider the single printed circuit, with the relative components fixed to it, as a standardized component in its own right, which can be used to produce electronic instrument modules for the refrigeration, heating and air conditioning sector, of dimensions , functionality and variable performance.
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