MX2008016367A

MX2008016367A - Un dispositivo electronico integrado y metodo para fabricar un dispositivo electronico integrado.

Info

Publication number: MX2008016367A
Application number: MX2008016367A
Authority: MX
Inventors: Robert Singleton; Lawrence J Keim
Original assignee: Innovatier Inc
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2009-02-26
Also published as: ES2876305T3; CN106028725B; IL196035A0; EP2042009B1; US8727224B2; US20130284815A1; JP2009541993A; ZA200900078B; BRPI0713682A2; CN101507377A; US9258898B2; WO2007149138A1; TW200802775A; KR20090031403A; CA2658024A1; SG172717A1; TWI488276B; US20070290048A1; SG10201501307RA; RU2009101644A

Abstract

Un dispositivo electrónico integrado (1) y un método para fabricar el mismo, en donde el dispositivo electrónico integrado (1) está compuesto de un tablero de circuitos impresos (10), que tiene una superficie superior (11) y una superficie inferior (12), una pluralidad de componentes de circuito (20) unidos a la superficie superior (11) del tablero de circuitos impresos (10) que tiene una pluralidad de separadores (13) en la superficie inferior (12) del tablero de circuitos impresos (10), un recubrimiento inferior (30) unido a la superficie inferior del tablero de circuitos impresos (10), un recubrimiento superior (40) colocado encima de la superficie superior del tablero de circuitos impresos (10) y una capa núcleo (50) colocada entre la superficie superior (11) del tablero de circuitos impresos (10) y el recubrimiento superior (40).

Description

UN DISPOSITIVO ELECTRONICO INTEGRADO Y METODO PARA FABRICAR UN DISPOSITIVO ELECTRONICO INTEGRADO ANTECEDENTES DE LA INVENCION La siguiente descripción de los antecedentes de la invención se proporciona simplemente como una ayuda en el entendimiento de la invención y no se admite que describa o constituya la técnica previa a la invención. Generalmente, los dispositivos electrónicos integrados se pueden utilizar para varias aplicaciones tales como etiquetas o tarjetas inteligentes. Las etiquetas/tarjetas inteligentes se pueden utilizar como tarjetas de crédito, tarjetas bancarias, tarjetas de ID, tarjetas telefónicas, tarjetas de seguridad o dispositivos similares. Las etiquetas /tarj etas inteligentes generalmente son construidas mediante el ensamble de varias capas de hojas de plástico en un arreglo de sándwich. Además, las etiquetas/tarjetas inteligentes contienen componentes electrónicos integrados que permiten a la tarjeta inteligente realizar un número de funciones. La patente Europea 0 350 179 describe una tarjeta inteligente en donde la circuiteria electrónica está encapsulada en una capa de material de plástico que es introducido entre dos capas de superficie de la tarjeta. El método además comprende topar un elemento de sujeción resistente a la tracción contra un lado de un molde, colocar los componentes electrónicos de la tarjeta inteligente con respecto a ese lado y después inyectar un material polimérico moldeable por reacción en el molde de manera que encapsula los componentes electrónicos. La Solicitud de Patente Europea 95400365.3 enseña un método para elaborar tarjeta inteligente sin contacto. El método emplea un armazón rígido para colocar y fijar un módulo electrónico en un espacio hueco entre una hoja termoplást ica superior y una hoja termoplástica inferior. Después que el armazón se fija mecánicamente a la hoja termoplástica inferior, el espacio hueco es rellenado con un material de resina polimeri zable . La Patente EUA No. 5,399,847 enseña una tarjeta de crédito que está compuesta de tres capas, concretamente, una primera capa exterior, una segunda capa exterior y una capa intermedia. La capa intermedia es formada mediante la inyección de un material de aglutinante termoplástico que encierra los elementos electrónicos de la tarjeta inteligente (por ejemplo, un chip IC y una antena) en el material de capa intermedia. El material aglutinante de preferencia está constituido de una mezcla de copoliamidas o un pegamento que tiene dos o más componentes químicamente reactivos que endurecen al momento del contacto con el aire. Las capas exteriores de esta tarjeta inteligente pueden estar constituidas por varios materiales poliméricos tal como cloruro de polivinilo o poliuretano. La Patente EUA No. 5,417,905 enseña un método para fabricar tarjetas de crédito de plástico, en donde una herramienta de molde compuesta de dos vainas está cerrada para definir una cavidad para producir dichas tarjetas. Un soporte de etiqueta o imagen está colocado en cada vaina del molde. Las vainas del molde después son puestas juntas y un material termoplástico es inyectado en el molde para formar la tarjeta. El plástico de flujo de entrada forza los soportes de imagen o etiquetas contra las superficies del molde respectivas. La Patente EUA No. 5,510,074 enseña un método para fabricar tarjetas inteligente que tienen un cuerpo de tarjeta con lados principales sustancialmente paralelos, un elemento de soporte con un elemento gráfico por lo menos en un lado, y un módulo electrónico que comprende un arreglo de contacto que está fijo a un chip. El método de fabricación generalmente comprende los pasos de: (1) colocar el elemento de soporte en un molde que define el volumen y forma de la tarjeta; (2) sostener el elemento de soporte contra una primera pared principal del molde; (3) inyectar un material termoplástico en el volumen definido por el espacio hueco a fin de llenar esa porción del volumen que no está ocupada por el elemento de soporte; y (4) insertar un módulo electrónico en una posición apropiada en el material termoplástico antes que el material inyectado tenga la oportunidad de solidificarse completamente. La Patente EUA No. 4,339,407 describe un dispositivo de encapsulación de circuito electrónico en la forma de una portadora que tiene paredes que incluyen un arreglo especifico de salientes, muescas y protuberancias en combinación con orificios específicos. Las secciones de pared del molde sostienen un ensamble de circuito en una alineación determinada. Las paredes de la portadora están hechas de un material ligeramente flexible a fin de facilitar la inserción de la circuitería electrónica de la tarjeta inteligente. La portadora tiene la capacidad para ser insertada en un molde exterior. Esto ocasiona que las paredes de portadora se muevan entre sí a fin de sostener los componentes de manera segura en alineación durante la inyección del material termoplástico. El exterior de las paredes de la portadora tiene proyecciones que sirven para ajustarse con retenes en las paredes del molde a fin de colocar y fijar la portadora dentro del molde. El molde también tiene agujeros para permitir el escape de gases atrapados. La Patente EUA No. 5,350,553 enseña un método para producir un patrón decorativo sobre, y colocar un circuito electrónico en una tarjeta de plástico en una máquina de moldeo por inyección. El método comprende los pasos de: (a) introducir y colocar una película (por ejemplo, una película que incluye un patrón decorativo) , sobre una cavidad de molde abierta en la máquina de moldeo por inyección; (b) cerrar la cavidad del molde de manera que la película quede fija y atrapada en posición en la misma; (c) insertar un chip de circuito electrónico a través de una abertura en el molde dentro de la cavidad del molde a fin de colocar el chip en la cavidad; (d) inyectar una composición de soporte termoplástica dentro de la cavidad del molde para formar una tarjeta unificada; y € posteriormente, remover cualquier material en exceso, abrir la cavidad del molde y remover la tarj eta . La Patente EUA No. 4,961,893 enseña una tarjeta inteligente cuya característica principal es un elemento de soporte que soporta un chip de circuito integrado. El elemento de soporte se utiliza para colocar el chip dentro de una cavidad de molde. El cuerpo de la tarjeta es formado mediante la inyección de un material de plástico dentro de la cavidad de manera que el chip quede completamente incorporado en el material de plástico. En algunas modalidades, las regiones de borde del soporte quedan atrapadas entre las superficies de apoyo de carga de los moldes respectivos. El elemento de soporte puede ser una película que se desprenda de la tarjeta terminada o puede ser una hoja que permanezca como una parte integral de la tarjeta. Si el elemento de soporte es una película de desprendimiento, entonces cualesquiera elementos gráficos contenidos en el mismo son transferidos y permanecen visibles en la tarjeta. Si el elemento de soporte permanece como una parte integral de la tarjeta, entonces dichos elementos gráficos son formados en una superficie del mismo y, por lo tanto, son visibles al usuario de la tarjeta. La Patente EUA No. 5, 498, 388 enseña un dispositivo de tarjeta inteligente que incluye un tablero de tarjeta que tiene una abertura de paso. Un módulo de semiconductor está montado en esta abertura. Una resina es inyectada en la abertura de manera que se forma un moldeo de resina bajo dicha condición en que solo se expone una superficie de terminal de electrodo para conexión externa de dicho módulo de semiconductor. La tarjeta es completada montando un tablero de tarjeta que tiene una abertura de paso en un molde inferior de dos dados de moldeo opuestos, montando un módulo de semiconductor en la abertura de dicho tablero de tarjeta, apretando un dado superior que tiene una puerta que conduce a un dado inferior e inyectando una resina en la abertura a través de la puerta. La Patente EUA No. 5, 423, 705 enseña un disco que tiene un cuerpo de disco hecho de un material termoplástico moldeado por inyección y una capa laminada que está integralmente unida a un cuerpo de disco. La capa laminada incluye una lámina transparente exterior y láminas blanca y opaca interiores. Un material de imagen queda atrapado entre estas láminas. La Patente EUA No. 6,025,054 describe un método para construir una tarjeta inteligente utilizando pegamento de bajo encogimiento para sostener los dispositivos electrónicos en su lugar durante la inmersión de los dispositivos en material termoendurecible que se convierte en la capa núcleo de la tarjeta inteligente. El método descrito en la Patente EUA 6,025,054 tiene inconvenientes considerables. En primer lugar, el método descrito produce retorcimiento y otros defectos físicos indeseables ocasionados por el endurecimiento del material termoendurecible. Además, este método es conveniente únicamente para tarjetas que tienen uno o dos componentes, limitando así su funcionalidad. Además, el método descrito en la Patente EUA 6,025,054 crea defectos tales como huecos y burbujas de aire dentro de una tarjeta inteligente debido a que las formas geométricas de los componentes electrónicos dentro de la tarjeta obstruyen el flujo del material termoendurecible de forma que el material termoendurecible fluye alrededor de los componentes más rápido de lo que el aire puede ser empujado hacia fuera del núcleo de la tarjeta inteligente. Además, la Patente EUA ?054 requiere el uso de equipo de usanza, limitando significativamente el alcance y escalabilidad de esta aplicación .

En virtud de lo siguiente, existe la necesidad de un dispositivo y un método para construir el dispositivo que tenga la capacidad de alojar numerosos componentes eléctricos.

» SUMARIO DE LA INVENCION De acuerdo con una modalidad de la invención, un dispositivo electrónico integrado comprende un tablero de circuitos impresos, que tiene una superficie superior y una superficie inferior, en donde la superficie superior incluye una pluralidad de separadores, una pluralidad de componentes de circuito unidos a la superficie superior del tablero de circuitos impresos, un revestimiento inferior unido a la superficie inferior del tablero de circuitos impresos, un revestimiento superior colocado encima de la superficie superior del tablero de circuitos impresos y una capa núcleo colocada entre la superficie superior del tablero de circuitos impresos, la pluralidad de componentes de circuito y el revestimiento superior y además colocado entre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos de doble lado y el revestimiento inferior. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, un método para fabricar un dispositivo electrónico integrado comprende proporcionar un tablero de circuitos impresos que tiene una superficie superior y una superficie inferior, en donde la superficie inferior incluye una pluralidad de separadores, fijar una pluralidad de componentes de circuito sobre la superficie superior del tablero de circuitos impresos, fijar la superficie inferior del tablero de circuitos impresos al revestimiento inferior utilizando una cinta adhesiva sensible a la presión o un adhesivo de rociado, cargar el tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior en un aparato de moldeo por inyección, cargar un revestimiento superior colocado encima de una superficie superior del tablero de circuitos impresos en el aparato de moldeo por inyección, inyectar material polimérico termoendurecible entre la superficie superior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento superior e inyectar material polimérico termoendurecible entre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior. Se entenderá que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son simplemente ejemplares y explicatorias , y no restringen la invención tal como se reclama.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción, reivindicaciones anexas, y las modalidades ejemplares acompañantes que se muestran en las figuras, las cuales se describen de manera breve a continuación. La figura 1 es una vista en secciones de un dispositivo electrónico integrado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 2 es una vista en secciones superior de un dispositivo electrónico integrado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 3 es una vista en secciones de un dispositivo electrónico integrado y una boquilla de inyección de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 4 es una vista en secciones de un dispositivo electrónico integrado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 5 es una vista en secciones superior de una serie de dispositivos electrónicos integrados formados en una hoja moldeada de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las modalidades de la presente invención se describirán a continuación con referencia a las figuras acompañantes. Se debería entender que la siguiente descripción pretende describir modalidades ejemplares de la invención, y no limitar la invención. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, tal como se muestra en la figura 1, un dispositivo electrónico integrado 1 comprende un tablero de circuitos impresos 10, una pluralidad de componentes de circuito 20, un revestimiento inferior 30, un revestimiento superior 40 y una capa núcleo 50. El dispositivo electrónico integrado se puede utilizar en aplicaciones tales como las tarjetas inteligentes, etiquetas y/o brazaletes. El tablero de circuitos impresos 10 tiene una superficie superior 11 y una superficie inferior 12. De acuerdo con una modalidad de la invención, el tablero de circuitos impresos 10 tiene doble lado. Por consiguiente, el tablero de circuitos impresos 10 está configurado para acomodar una pluralidad de trazas de circuito 14 (que se muestra en la figura 2) en la superficie superior 11 y en la superficie inferior 12. Las trazas de circuito 14 están configuradas para conectarse operativamente a la pluralidad de componentes de circuito 20 fijos al tablero de circuitos impresos 10. Las trazas de circuito 14 se conectan eléctricamente a la pluralidad de componentes de circuito 20 de manera que los componentes de circuito tienen la capacidad para ejecutar funciones eléctricas dentro del dispositivo electrónico integrado 1. Las trazas de circuito 14 se pueden proporcionar sobre las superficies 11, 12 del tablero de circuitos impresos en numerosas formas. Por ejemplo, las trazas de circuito 14 se pueden formar en el tablero de circuitos impresos 10 con tinta conductora. En la alternativa, las trazas de circuito 14 pueden ser grabadas en el tablero de circuitos impresos. El tablero de circuitos impresos 10 está compuesto de cualquier material convencional conocido conveniente para recibir un circuito electrónico. Por ejemplo, el tablero de circuitos impresos 10 puede estar compuesto de un material laminado retardante de flama con una resina epoxi reforzada con vidrio tejido. Este material también es conocido como tablero FR-4. Alternativamente, el tablero de circuitos impresos 10 puede estar formado por un compuesto de plástico que es conveniente para recibir tinta conductora. De acuerdo con una modalidad de la invención, tal como se muestra en las figuras 1 y 3, la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10 incluye separadores 13. De preferencia, los separadores 13 están acomodados en un patrón de puntos sobre la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10 para permitir que la capa núcleo 50 sea colocada entre la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10 y el revestimiento inferior 30. La pluralidad de separadores 13 se puede fijar al revestimiento inferior 30 en un número de formas. Por ejemplo, la pluralidad de separadores 13 se puede fijar utilizando cinta adhesiva sensible a la presión o adhesivo de rociado. De acuerdo con otra modalidad de la invención, la pluralidad de separadores 13 están compuestos de cobre. De acuerdo con otra modalidad todavía de la invención, los componentes del circuito pueden ser colocados en la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10 junto con una pluralidad de separadores 13.

Tal como se muestra en la figura 1, y se describe a continuación, el tablero de circuitos impresos 10 está configurado para recibir y estabilizar verticalmente una pluralidad de componentes de circuito. La pluralidad de componentes de circuito 20 se puede unir al tablero de circuitos impresos 10 y específicamente a las trazas de circuito 14 a través de uno de un número de métodos. Por ejemplo, en una modalidad de la invención, los componentes del circuito 20 están conectados al tablero de circuitos impresos 10 con un adhesivo conductor. De preferencia, la pluralidad de componentes de circuito está soldada sobre el tablero de circuitos impresos 10. La pluralidad de componentes de circuito 20 se puede colocar en cualquier parte sobre el tablero de circuitos impresos 10 según se desee. El propósito del dispositivo electrónico integrado 1 y los parámetros de diseño dictarán la posición de las trazas de circuito 14 y la posición de los componentes de circuito 20. La funcionalidad también dictará los tipos de componentes de circuito 20 que poblarán el tablero de circuitos .impresos 10. Para propósitos de ejemplo únicamente, la pluralidad de componentes de circuito 20 podría ser una de una batería, un botón, un chip de microprocesador o un altavoz. Cualquiera o todos estos componentes de circuito podrían poblar el tablero de circuitos impresos 10. Además, componentes de circuito adicionales 20 pueden incluir pero no se limitan a LED, pantallas flexibles, antenas RFID y emuladores. Haciendo referencia a la figura 2, se muestra un despliegue de circuito para un dispositivo electrónico integrado 1. El tablero de circuitos impresos 10 que se muestra en la figura 2 es poblado por una batería 21, un microprocesador 22 y un botón 23. En otra modalidad de la presente invención, tal como se muestra en la figura 2, el dispositivo electrónico integrado 1 incluye una pantalla de cristal líquido 24 como el componente de circuito 20 conectado al botón 23. La pantalla de cristal líquido 24 se puede utilizar para desplegar información a un usuario, tal como un saldo de cuenta. En la alternativa o además de, el dispositivo electrónico integrado 1 que se muestra en la figura 2 puede incluir un altavoz (que no se muestra) . Generalmente, los componentes que se muestran en la figura 2 pueden variar en grosor y longitud. Para propósitos de ejemplo únicamente, la batería 21 tiene un grosor de 0.016 pulgadas (0.040 centímetros), el botón pulsador 23 tiene un grosor de 0.020 pulgadas (0.050 centímetros) y el microprocesador 22 tiene un grosor de 0.015 pulgadas (0.038 centímetros) . Además, el dispositivo electrónico integrado 1 que se muestra en la figura 2 podría tener un altavoz (que no se muestra) que tiene un grosor de 0.010 pulgadas (0.025 centímetros) . Tal como se muestra en la figura 1, un revestimiento inferior está unido a la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10. El revestimiento inferior 30 puede estar unido al tablero de circuitos impresos 10 a través de cualquier número de métodos conocidos. De preferencia, la superficie inferior 12 (que tiene separadores 13) es unida al revestimiento inferior 30 utilizando una cinta adhesiva sensible a la presión o un adhesivo de rociado. El revestimiento inferior 30 puede estar compuesto de cualquier material conveniente pero, de preferencia, el revestimiento inferior 30 está compuesto de cloruro de polivinilo (PVC) o material similar. De acuerdo con una modalidad de la invención, la superficie del revestimiento inferior 30 en contacto con el tablero de circuitos impresos 10 tiene información impresa. Alternativamente, la información impresa puede ser colocada en la superficie exterior del revestimiento inferior 30. Por ejemplo, el revestimiento inferior 30 puede incluir información impresa consistente con una tarjeta de crédito estándar o etiqueta de identificación, incluyendo un nombre, fecha de vencimiento y número de cuenta. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el revestimiento inferior 30 puede ser transparente o 1/5 transparente/blanco impreso. Específicamente, una pieza con un grosor de 0.002 pulgadas (0.005 centímetros) de material PVC transparente está laminada a una capa de PVC blanco que tiene un grosor de 0.005 pulgadas (0.012 centímetros) . Un revestimiento superior 40 colocado encima de la superficie superior del tablero de circuitos impresos 10 se muestra en la figura 1. El revestimiento superior 40 puede estar compuesto de cualquier material conveniente, por ejemplo, el revestimiento superior 40 puede estar compuesto de cloruro de polivinilo (PVC) o material similar. De acuerdo con una modalidad de la invención, la superficie del revestimiento superior 40 en contacto con la capa núcleo 50 tiene información impresa. Alternativamente, la superficie exterior del revestimiento superior 40 puede tener información impresa. Por ejemplo, el revestimiento superior 40 puede incluir información impresa consistente con una tarjeta de crédito estándar o etiqueta de identificación, incluyendo un nombre, fecha de vencimiento y número de cuenta. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el revestimiento superior 40 puede ser transparente o "2/5 transparente/blanco impreso". Tal como se muestra en la figura 1, una capa núcleo 50 está colocada entre la superficie superior del tablero de circuitos impresos 10 y el revestimiento superior 40. Además, tal como se muestra en la figura 1, la capa núcleo 50 está presente en un área por debajo de la superficie inferior 11 del tablero de circuitos impresos 10 y encima del revestimiento inferior 30. De preferencia, la capa núcleo 50 está compuesta de un material polimérico termoendurecible . Por ejemplo, la capa núcleo 50 está compuesta de poliurea. La poliurea es un elastómero conocido que se deriva del producto de reacción de un componente de isocianato y un componente de mezcla de resina. See What is polyurea? THE POLYUREA DEVELOPMENT ASSOCIATION, en http : //www . pda-online . org/pda resources/whatispoly . asp (última visita el 21 de marzo de 2006) . El isocianato puede ser aromático o alifático en naturaleza. Id. Este puede ser un monómero, polímero, o cualquier reacción variante de isocianatos, cuasi-prepolímero o un prepolímero. Id. El prepolímero, o cuasi-prepolímero, puede estar hecho de una resina de polímero terminada en amina, o una resina de polímero terminada en hidroxilo. Id. La mezcla de resina puede estar constituida de resinas de polímero terminadas en amina, y/o extendedores de cadena terminada en amina. Id. Las resinas de polímero terminadas en amina no tendrán grupos hidroxilo intencionales. Id. Cualesquiera hidroxilos son el resultado de la conversión incompleta en resinas de polímero terminadas en amina. Id. La mezcla de resina también puede contener aditivos, o componentes no primarios. Id. Estos aditivos pueden contener hidroxilos, tales como pigmentos pre-dispersos en un vehículo poliol. Id. Normalmente, la mezcla de resina no contendrá un catalizador. Id. La poliurea tiene numerosas ventajas sobre otros materiales convencionales que actualmente se están utilizando en aplicaciones similares. La poliurea tiene una alta resistencia a la luz UV. Además, la poliurea tiene características de elongación y baja elasticidad. Esto permite que el dispositivo electrónico integrado 1 permanezca rígido. Además, la poliurea tiene propiedades de unión elevada, permitiéndole unir de manera efectiva los revestimientos superior e inferior 40, 30 a los componentes de circuito. Los componentes de circuito también se mantienen de forma rígida en su lugar debido al hecho de que la poliurea tiene un bajo factor de encogimiento. El dispositivo electrónico integrado de la presente invención también posee características ambientales deseables debido a la baja absorción de humedad y la estabilidad a altas temperaturas de la poliurea . Ahora se describirá un método para fabricar un dispositivo electrónico integrado de acuerdo con la presente invención. Primero, se proporciona un tablero de circuitos impresos 10. El tablero de circuitos impresos 10 tiene una superficie superior 11 y una superficie inferior 12. Las trazas de circuito 14 están presentes en la superficie superior 11 del tablero de circuitos impresos 10. Alternativamente, el tablero de circuitos impresos puede ser de doble lado con trazas de circuito 14 en la superficie superior 11 y la superficie inferior 12. De acuerdo con una modalidad de la invención, la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10 tiene una pluralidad de separadores 14. A continuación, una pluralidad de componentes de circuito 20 es colocada sobre el tablero de circuitos impresos 10 y está eléctricamente conectada a las trazas de circuito 14 en la superficie superior y/o inferior del tablero de circuitos impresos 10. Los componentes de circuito 20 pueden ser conectados a través de cualquiera de varios métodos incluyendo el uso de cinta eléctricamente conductora de doble lado. De preferencia, la pluralidad de componentes de circuito 20 está conectada a través de un proceso de soldadura convencional . A continuación, la superficie inferior 12 del tablero de circuitos impresos 10 se fija al revestimiento inferior 30. De preferencia, la superficie inferior 12 (que tiene separadores 13) es unida al revestimiento inferior 30 utilizando una cinta adhesiva sensible a la presión o un adhesivo de rociado. El tablero de circuitos impresos 10, unido al revestimiento inferior 30 después es cargado como una hoja completa en un aparato de moldeo por inyección. Un revestimiento superior 40 es colocado en el aparato de moldeo por inyección y es posicionado de manera que el revestimiento superior 40 queda encima de la superficie superior 11 del tablero de circuitos impresos 10. Específicamente, el aparato de moldeo por inyección puede ser una máquina de moldeo por inyección a reacción ("la cual con frecuencia se denomina, de manera individual, como "RIM") . Estas máquinas están asociadas con una vaina de molde superior y una vaina de molde inferior que tienen la capacidad para ejecutar operaciones de formación, a baja presión, en frío por lo menos en una de las hojas del material polimérico (por ejemplo, PVC) que constituye el revestimiento superior 40 e inferior 30. Dichas vainas de molde superior e inferior cooperan en formas que son muy conocidas para aquellos expertos en la técnica del moldeo de material polimérico. El aparato de moldeo por inyección entonces inyecta material polimérico termoendurecible a través de una boquilla 60 (que se muestra en la figura 3) entre el revestimiento superior 40 y el revestimiento inferior 30 formando la capa núcleo 50 a partir del material polimérico termoendurecible. De preferencia, tal como se mencionó anteriormente, el material polimérico termoendurecible es poliurea. Las condiciones de formación a baja presión en frío generalmente significan condiciones de formación en donde la temperatura de la capa núcleo 50 que consta de material polimérico termoendurecible, es menor que la temperatura de distorsión térmica de los revestimientos superior 40 e inferior 30, y la presión es menor que aproximadamente 500 psi. De preferencia, las temperaturas de formación en frío serán por lo menos 100°F (37.77°C) menor que la temperatura de distorsión térmica de los revestimientos superior 40 e inferior 30. La temperatura de distorsión térmica de muchos materiales de cloruro de polivinilo (PVC) es aproximadamente 230°F (110°C) . Por lo tanto, las temperaturas utilizadas para forma en frío tales como hojas de PVC, en la presente invención, serán no mayores de aproximadamente (230°F (110°C) - 100°F (37.77°C) ) 130°F (5 .44°C) . De acuerdo con una modalidad de la invención, los procedimientos de formación de baja presión en frió involucrarán la inyección de materiales poliméricos termoendurecibles con temperaturas que varían de alrededor de 56°F (13.33°C) a aproximadamente 160°F (71.11°C), bajo presiones que de preferencia varían de aproximadamente la presión atmosférica a aproximadamente 500 psi. En otra modalidad de la invención, las temperaturas del material polimérico termoendurecible que se inyecta en el dispositivo electrónico integrado 1 se ubicarán entre alrededor de 100°F (37.77°C) a aproximadamente 120°F (48.88°C) bajo presiones de inyección que de preferencia varían de alrededor de 80 a 120 psi. En una modalidad de la invención, el material polimérico termoendurecible líquido o semi-líquido se inyectará bajo estas condiciones preferidas de temperatura y presión a velocidades de flujo que varían de alrededor de 0.1 a aproximadamente 70 gramos/segundo. Las velocidades de flujo de 30 a 50 gramos/segundo son incluso más preferidas. Se debería observar que el uso de dichas condiciones de formación a baja presión en frío relativamente pueden requerir que cualquier puerta determinada (es decir, el paso que conecta un rodete con cada cavidad de formación de dispositivo individual) sea más larga que aquellas puertas utilizadas en operaciones a alta presión en caliente de la técnica anterior. De preferencia, las puertas son relativamente más grandes que las puertas de la técnica anterior de manera que rápidamente pueden pasar el material polimérico termoendurecible que se está inyectando bajo las condiciones de formación a baja presión en frío. De manera similar, el rodete (es decir, el paso de suministro de material polimérico termoendurecible en el sistema de molde que alimenta desde la fuente del material termoendurecible a cada puerta individual) normalmente será en un arreglo de colector o múltiples puertas y, por lo tanto, debería tener la capacidad para suministrar simultáneamente el número de puertas/cavidades de formación de dispositivo (por ejemplo, 4 a 8 cavidades) en el sistema de colector a la temperatura relativamente fría (por ejemplo, 56°F (13.33°C) a 160°F (71.11°C)) y condiciones de baja presión relativamente (por ejemplo, presión atmosférica a 500 psi) utilizadas en el proceso. Las velocidades de flujo para el material polimérico termoendurecible bajo condiciones de baja temperatura y presión pueden llenar completamente una cavidad de formación de dispositivo determinada en menos de, o aproximadamente 10 segundos por cavidad de formación de dispositivo (y con mayor preferencia en menos de aproximadamente 3 segundos) . De preferencia, los tiempos de llenado de la cavidad de formación de dispositivo de menos de 1 segundo son incluso más preferidos. En virtud de estas condiciones, los procesos pueden emplear puertas que tengan un ancho que sea una fracción mayor de la longitud de un borde delantero del dispositivo que se va a formar (es decir, un borde de dispositivo que esté conectado a una puerta) . De preferencia, el ancho de una puerta determinada es de alrededor de 20 por ciento a aproximadamente 200 por ciento del ancho del borde delantero (o bordes-múltiples puertas se pueden utilizar para llenar la misma cavidad de formación de dispositivo) , es decir, los puertos "en compuerta" de la electrónica integrada que se esté forma-ndo . De preferencia, se emplean puertas que están ahusadas hacia abajo desde un área de flujo de entrada relativamente ancha a una región núcleo relativamente angosta que finaliza en o cerca de los bordes delanteros del dispositivo que se está formando. Con mayor preferencia, esas puertas se harán más angostas desde un puerto de inyección de diámetro relativamente ancho (por ejemplo, de alrededor de 5 a aproximadamente lOmm) que está en comunicación de fluido con el rodete de suministro de material termoendurecible, a un borde de dispositivo/puerta de diámetro relativamente delgado (por ejemplo, O.lOmm), en donde la puerta alimenta el material termoendurecible en el espacio hueco que finalmente se convierte en el centro o núcleo del dispositivo electrónico integrado 1 terminado. Las puertas que se ahusan desde un diámetro inicial de aproximadamente 7.0 milímetros hasta un diámetro mínimo de aproximadamente 0.13 milímetros producirán resultados especialmente buenos bajo las condiciones de inyección a baja presión en frío preferidas. Otra característica opcional que se puede emplear es el uso de vainas de molde que tienen uno o más receptáculos para recibir material polimérico "en exceso" que puede ser inyectado intencionalmente en el espacio hueco entre las capas superior 40 e inferior 30 a fin de cancelar cualquier aire y/u otros gases (por ejemplo, aquellos gases formados por las reacciones químicas exotérmicas que ocurren cuando los ingredientes utilizados para formular la mayoría de los materiales termoendurecibles poliméricos son mezclados juntos) desde dicho espacio hueco. Estos ingredientes termoendurecibles de preferencia se mezclan justo antes de (por ejemplo, fracciones de un segundo antes) su inyección en el espacio hueco. Después de la inyección del material polimérico termoendurecible, la estructura moldeada es entonces removida del aparato moldeado por inyección. De acuerdo con una modalidad de la invención, varios dispositivos electrónicos integrados 1 son cortados a partir de una hoja moldeada. La figura 5 muestra varios dispositivos electrónicos integrados formados en una hoja. De acuerdo con otra modalidad de la invención, la hoja inyectada corresponde a un dispositivo electrónico integrado 1. La rigidez del dispositivo electrónico integrado 1 dependerá de los materiales utilizados en la composición de cada uno de los componentes individuales de los dispositivos electrónicos integrados 1. Los dispositivos electrónicos integrados 1 terminados son entonces removidos de los materiales poliméricos en exceso (por ejemplo, recortándolos del cuerpo del dispositivo precursor) y cortándolos a ciertos tamaños prescritos (por ejemplo, 85.6 mm por 53.98 mm conforme a la Norma ISO 7810) dependiendo de los parámetros de funcionalidad y diseño del dispositivo electrónico integrado 1. El proceso de recortado también puede remover el material en exceso en una operación de corte/recorte. Un experto en la técnica también podrá apreciar que los dispositivos de moldeo utilizados para hacer dichos dispositivos en operaciones de producción comercial con mayor preferencia tendrán vainas de molde que tengan múltiples cavidades (por ejemplo, 2, 4, 6, 8, etc.) para elaborar diversos de dichos dispositivos simultáneamente . La presente invención tiene varia ventajas incluyendo una manera efectiva en costo para producir uno o más dispositivos electrónicos integrados. La mayoría de los módulos en el dispositivo electrónico integrado 1 se pueden construir en una manera tradicional que reduce los costos de fabricación. Además, a través del uso de poliurea y los separadores, el método produce una tarjeta o etiqueta más rígida que tiene menos probabilidades de tener puntos de tensión internos que puedan ocasionar deformación o retorcimiento. Además, el método de la presente invención fácilmente se puede adaptar para producir múltiples dispositivos electrónicos integrados a la vez. La descripción anterior de una modalidad preferida de la invención ha sido presentada para propósitos de ilustración y descripción. No pretende ser exhaustiva o limitar la invención a la forma precisa descrita, y modificaciones y variaciones son posibles en virtud de la enseñanza anterior o se pueden adquirir a partir de la práctica de la invención. La modalidad se eligió y describió a fin de explicar los principios de la invención y como una aplicación práctica para permitir a un experto en la técnica utilizar la invención en diversas modalidades y con diversas modificaciones que son convenientes para el uso particular contemplado. Se pretende que el alcance de la invención quede definido por las reivindicaciones anexas al presente y sus equivalentes .

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION
Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1.- Un dispositivo electrónico integrado que comprende : un tablero de circuitos impresos, que tiene una superficie superior y una superficie inferior, en donde la superficie inferior incluye una pluralidad de separadores ; una pluralidad de componentes de circuito unidos a la superficie superior del tablero de circuitos impresos ; un revestimiento inferior unido a la superficie inferior del tablero de circuitos impresos; una revestimiento superior colocado encima de la superficie superior del tablero de circuitos impresos; y una capa núcleo colocada entre la superficie superior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento superior y además colocada entre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior. 2. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tablero de circuitos impresos tiene una pluralidad de trazas de circuito en la superficie superior configuradas para conectarse operativamente a la pluralidad de componentes de circuito y puede tener una pluralidad de trazas de circuito en la superficie inferior configuradas para conectarse operativamente a una pluralidad de componentes de circuito en la superficie inferior del tablero de circuitos impresos. 3. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de trazas de circuito se forma con tinta conductora.
4. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de trazas de circuito se graba en el tablero de circuitos impresos.
5.- El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de separadores están acomodados en un patrón de puntos sobre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos para permitir que la capa núcleo sea colocada entre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior.
6. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de separadores están fijos al revestimiento inferior con una cinta de adhesivo sensible a la presión o un adhesivo de rociado.
7. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de separadores son cobre.
8. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tablero de circuitos impresos está compuesto de un material laminado retardante de flama con resina de epoxi reforzada con vidrio tejido (FR-4).
9. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los revestimientos superior e inferior están compuestos de cloruro de polivinilo.
10. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa núcleo está compuesta de poliurea termoendurecible .
11. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de los componentes de circuito incluye por lo menos un botón pulsador.
12. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de la pluralidad de componentes de circuito incluye por lo menos una batería.
13. - El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de la pluralidad de componentes de circuito incluye por lo menos un chip de microprocesador.
14.- El dispositivo electrónico integrado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de la pluralidad de componentes de circuito incluye por lo menos un altavoz.
15.- Un método para fabricar un tablero de circuitos impresos que tiene una superficie superior y una superficie inferior, en donde la superficie inferior incluye una pluralidad de separadores; fijar una pluralidad de componentes de circuito sobre la superficie superior del tablero de circuitos impresos; fijar la superficie inferior del tablero de circuitos impresos al revestimiento inferior utilizando una cinta adhesiva sensible a la presión o un adhesivo de rociado; cargar el tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior en un aparato de moldeo por inyección; cargar un revestimiento superior colocado encima de una superficie superior del tablero de circuitos impresos en el aparato de moldeo por inyección; inyectar material polimérico termoendurecible entre la superficie superior del tablero de circuitos impresos, la pluralidad de componentes de circuito y el revestimiento superior; e inyectar material polimérico termoendurecible entre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior.
16. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el material polimérico termoendurecible es poliurea.
17. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la pluralidad de separadores están acomodados en un patrón de puntos sobre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos para permitir que el material de poliurea sea colocada entre la superficie inferior del tablero de circuitos impresos y el revestimiento inferior.
18. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque una pluralidad dispositivos electrónicos integrados están formados en un tablero de circuitos impresos.
19. - El método de conformidad con la reivindicación 15, que además comprende: remover los revestimientos superior e inferior inyectados del molde; y cortar la pluralidad de dispositivos electrónicos integrados.
20. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque las trazas de circuito se forman mediante el grabado de trazas en el tablero de circuitos impresos.