PT1623369E - Método para montar um componente eletrónico numa base - Google Patents

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Description

1
DESCRIÇÃO
MÉTODO PARA MONTAR UM COMPONENTE ELETRÓNICO NUMA BASE
Esta invenção refere-se a um processo de montagem de um componente electrónico em um suporte isolante chamado base e que inclui uma pluralidade de trilhas condutoras. Este processo pode ser aplicado durante a fabricação de identificadores na forma de um cartão ou etiqueta electrónica de fina espessura. A etiqueta electrónica é compreendida por significar um conjunto compreendendo pelo menos um suporte isolante, uma antena e um componente electrónico, geralmente um chip. O cartão ou a etiqueta electrónica fabricados usando o processo de acordo com a invenção é encontrados em várias aplicações como um meio de identificação, controle ou pagamento. O objectivo desta invenção é particularmente focalizado no conjunto de pelo menos um componente electrónico sobre a base de um cartão ou de uma etiqueta fina. Um componente electrónico é um elemento como: um chip, um vídeo, uma resistência, um díodo, um fusível, uma bateria, uma exposição, ou também um conjunto compreendendo um chip revestido fornecido com áreas de contacto.
Cartões ou etiquetas são conhecidos pelos técnicos na arte onde os componentes são encaixados em uma base, em que as trilhas condutoras e as áreas de conexão (geralmente de cobre) são gravadas. Os componentes são geralmente ligados, seus contactos são soldados nas trilhas ou nas áreas condutoras da base. O contacto eléctrico entre as áreas de conexão do componente e àquelas da base é conseguido por: uma cola condutora; solda através de ultra-som; solda com um arame quente.
Sabe-se, também, que os cartões são providos de componentes cujos contactos são fornecidos com garras ou pregos (protuberâncias) que são encaixados pressionando-os nas áreas 2 conectívas gravadas da base. O documento W00055808 descreve a produção de uma conexão entre um chip e as áreas conectívas de uma antena por laminação quente. Os contactos do chip incluem protuberâncias que são encaixadas no material condutor da área conectiva da antena produzindo uma deformação nestas áreas.
As conexões dos componentes nos condutores da base também podem ser obtidas através de fios condutores soldados na base condutora e na área condutora do componente. A fim de proteger os componentes e os circuitos instalados desta maneira, uma resina epóxi pode ser moldada no todo ou uma parte da superfície da base a fim de revestir o conjunto dos componentes do circuito. De acordo com uma outra incorporação, uma folha isolante é laminada no todo ou em uma parte da base opondo-se ao componente ou componentes e as trilhas condutoras próximas. O documento EP0786357 descreve um cartão sem contacto que compreende um chip montado em uma base e conectado a uma bobina da antena localizada na extremidade da base. O chip é colocado em uma zona da base situada no exterior do circuito eléctrico fechado formado pela bobina da antena próxima a uma das extremidades do cartão. Esta posição descentralizada do chip protege o último contra pressões causadas por dobras do cartão. A conexão da bobina da antena ao chip é realizada pressionando-se as protuberâncias dos contactos do chip nas trilhas da extremidade da bobina. De acordo com uma variante, esta conexão é conseguida soldando-se os fios ("fio-ligação") entre os contactos do chip e as trilhas que se derivam da bobina. O documento US2002/0110955, o qual incorpora o preâmbulo da Ia reivindicação, descreve um método de fabricação de um módulo electrónico compreendendo uma base e pelo menos um chip. O último também é colado em uma das faces da base, ou pressionado dentro da espessura da base a fim de nivelar-se com a superfície. Além disso, a base inclui áreas condutoras 3 em que o chip é conectado através das trilhas condutoras feitas por silk-screen, de acordo com uma variante preferida.
Os contactos do chip incluem protuberâncias em cada trilha, aplicado assim, termina contra as protuberâncias. Uma etapa final consiste em aplicar uma película fina ou um verniz protector no chip e nas trilhas condutoras localizadas perto do chip.
Os identificadores cujos componentes são montados de acordo com os processos conhecidos acima apresentam uma desvantagem na qualidade e na fiabilidade da conexão entre o componente e os condutores. De fato, esta conexão pode ser interrompida totalmente ou intermitentemente devido às pressões mecânicas aplicadas no identificador durante seu uso. Mais particularmente, os identificadores finos tais como cartões ou etiquetas electrónicas são facilmente deformáveis por flexão ou torção. Essas pressões podem aparecer durante a aplicação normal do identificador como, por exemplo, em uma etiqueta que seja aplicada na superfície de um objecto que apresenta protuberâncias.
Apesar da protecção dos componentes por revestimento ou por laminação de um filme isolante, as conexões dos componentes estão sujeitadas à tracção interna e à compressão que causam sua ruptura quando o identificador é deformado. Este fenómeno é aumentado durante deformações repetitivas que conduzem à tensão da conexão que finalmente quebrará após algumas flexões ou torções sofridos pelo identificador. O objectivo desta invenção é evitar os inconvenientes descritos acima, isto é, aumentar a fiabilidade e a qualidade da conexão eléctríca entre o componente electrónico ou os componentes e as trilhas condutoras da base ao reduzir os custos de fabricação do identificador. O objectivo desta invenção é também oferecer uin processo de fabricação para este tipo de identificador na forma de um 4 cartão cu de uma etiqueta que seja capaz de resistir às flexões ou torções sem interromper as conexões do componente. Estes objectivos são conseguidos por um processo de montagem de pelo menos um componente electrónico incluindo as áreas condutoras sensivelmente planas que são conectadas às trilhas condutoras colocadas na superfície de um suporte isolante geralmente plano, chamado de base, compreendendo as seguintes etapas: - colocar a base em uma superfície de trabalho, sua face incluindo trilhas condutoras orientadas para cima, - colocar o componente electrónico em uma cavidade da base localizada em uma zona incluindo as trilhas condutoras; as áreas condutoras do componente electrónico entram em contacto com as trilhas correspondentes da base, - aplicar uma camada de material isolante que se estende ao mesmo tempo no componente electrónico e pelo menos em uma zona da base envolvendo tal componente, o contacto entre as áreas condutoras do componente electrónico e as trilhas condutoras da base, realizam uma conexão eléctrica assegurada pela pressão da aplicação da camada de material isolante no componente electrónico. O componente electrónico chamado também de módulo electrónico é geralmente formado por um chip cujos contactos localizados em uma de suas faces estejam cobertos por um filme condutor chamado "armação de chumbo" constituindo as áreas de contacto que estendem as dimensões pequenas do contacto do chip. Em um exemplo da incorporação, a face oposta do chip é revestida por um material isolante que é geralmente resina epóxi. A "armação de chumbo" facilita a conexão do módulo electrónico nas trilhas condutoras de um circuito impresso. A maioria dos componentes semicondutores montados na superfície dos circuitos impressos inclui tais "armações de chumbo".
As trilhas condutoras da base são definidas de maneira extensiva. Podem ser compostas por enchimentos ou as áreas 5 condutoras conectadas aos segmentos condutores de um circuito gravado quimicamente ou depositado por silk-screen na base. Por exemplo, este tipo de circuito pode constituir a antena de um cartão sem contacto que serve para fornecer energia ao cartão e trocar dados digitais através de um terminal. É importante notar que o método, conforme a invenção, não requer nenhuma solda, nem qualquer tipo de fundição dos contactos do componente nos condutores do circuito. É assim suficiente para as superfícies de contacto do componente e da base serem pressionadas uma contra à outra, apresentando superfícies aproximadamente planas. O componente é retido na base pelo material isolante que cobre o último, estendendo-se em sua periferia. A cavidade na base é usada para manter temporariamente o componente entre sua etapa de colocação e deposito da camada isolante. Esta cavidade pode ser feita de maneiras diferentes, tais como serrilhar ou cortar uma janela, ou simplesmente deformar a base, aquecendo o componente durante sua colocação na base. A vantagem de montar o componente de acordo com este método reside no fato manter o contacto entre o componente e o condutor do circuito mesmo quando o identificador é dobrado ou torcido. De fato, as forças internas que aparecem no nível da conexão tendem a fazer com que os contactos deslizem um no outro sem produzir nenhuma ruptura, como acontece numa conexão soldada ou fundida. Pressões repetidas exercidas no identificador causam um efeito "auto-limpeza" nos condutores, friccionando suas superfícies. Consequentemente, o desempenho da conexão assim como da sua fiabilidade e condutividade eléctrica são melhoradas. A invenção será melhor compreendida graças à seguinte descrição detalhada que se refere aos desenhos dados como um exemplo não limitativo, em que: 6 - Figura 1 representa um componente na forma de um módulo electrónico provido de áreas de contacto; - Figura 2 representa uma vista geral de um identificador fino compreendendo uma base e um componente provido de áreas de contacto protegidas por uma camada isolante; - Figura 3 mostra uma secção ampliada do identificador na figura 2, de acordo com o eixo A-A; - Figura 4 mostra uma secção de uma montagem do identificador compreendendo duas bases e um componente provido com áreas de contacto; - Figura 5 mostra uma secção de uma montagem do identificador compreendendo duas bases e um componente composto de um chip introduzido em uma das bases. 0 componente (1) na figura 1 formando um módulo electrónico inclui um chip (2) protegido por um revestimento (4) de material isolante tal como uma resina epóxi. Os contactos do chip são conectados às áreas de contacto (3) formadas numa folha condutora de cobre estanhada, por exemplo, formando a "armação de chumbo".
Figura 2 e a secção conforme o eixo A-A na figura 3, mostra um exemplo de um identificador incluindo uma base fina (5) que pode ser deformada e em que o componente (1) na figura 1 é colocado. A superfície superior da mencionada base inclui trilhas ou áreas condutoras (6) gravadas, coladas ou impressas por silk-screen, por exemplo. A parte revestida (4) do componente (1) é introduzida em uma cavidade (7) serrada ou cortada na base a fim de minimizar a espessura final do identificador. As trilhas condutoras (6) da base estão em contacto com as áreas condutoras do componente (3) somente através da pressão sem uso de solda ou de cola condutora. As superfícies aproximadamente planas em contacto não incluem nenhum tipo particular de relevo servindo como um ponto de ancoragem. A manutenção do componente na base e a pressão em seus contactos são asseguradas por uma camada isolante (8) 7 estendida ao mesmo tempo na superfície visível do componente e em uma zona da base próxima ao componente. De acordo com uma variante, esta camada isolante pode ser estendida na superfície superior do toda a base.
Um identificador realizado desta forma pode ser deformado sem nenhuma interrupção das conexões do componente nos condutores da base. As áreas de contacto da "armação de chumbo" terão uma tendência para friccionar nas trilhas da base sob a acção das forças internas produzidas pela deformação do identificador. Figura 4 mostra uma variante da montagem do identificador de acordo com o método da invenção, onde a parte revestida (4) do componente (1) é introduzida em uma cavidade ou localizada em uma janela de uma primeira base isolante (5). As áreas condutoras (3) do componente são arranjadas assim na superfície inferior da base (5) . Uma segunda base (9) inclui, em sua superfície superior, uma pluralidade de trilhas condutoras como, por exemplo, uma antena (6') e as trilhas do contacto (6) localizadas de encontro aquelas do componente são aplicadas na primeira base (5) . A montagem das duas bases (5, 9) é realizada por colagem ou lamínação (fria ou quente) de acordo com as setas L. O contacto eléctrico do componente com as trilhas (6) da segunda base é conseguido por meio da lamínação ou pressão. A espessura final do identificador é limitada àquela das duas bases sobrepostas (5, 9).
De acordo com uma outra variante, o componente (1) não inclui um revestimento, o chip (2) é protegido directamente pela primeira base (5) . 0 chip é introduzido em uma cavidade (7) que é pré-trabalhada na base, ou pressionado no material da base de tal maneira que as áreas de contacto (3) do componente (1) são aplicadas de encontro à superfície interna da base (5) . A inserção dírecta do componente no material da base sem uma cavidade pré-trabalhada é realizada aquecendo o chip durante sua colocação, amaciando o local e deformando a base. O chip é 8 pressionado na base através de uma ferramenta adaptada à profundidade desejada. A cavidade constituída desta maneira é adaptada ao contorno do chip e mantém a posição do chip ou da montagem do componente durante a laminação da segunda base. A segunda base (9) é montada na mesma maneira que na variante anterior. A espessura da primeira base (5) pode, desta maneira, ser reduzida a um valor mais próxima daquela do chip. Figura 5 representa uma variante da montagem do identificador onde o componente é composto pelo chip (2) sozinho, livre da "armação de chumbo". Neste caso, como no anterior, o chip (2) é abrigado em uma cavidade pré-trabalhada ou pressionado no material da primeira base (5} de tal maneira a fazer com que suas superfícies de contacto (3') apareçam no nível da superfície da base (5) . A segunda base (9) é fornecida com as trilhas condutoras (6) direccionadas àquelas do chip para sua conexão através da pressão de colar ou da laminação da montagem das duas bases (5, 9) . As superfícies de contacto (3') do chip (2) naturalmente são planas, permitindo sua fricção nas trilhas condutoras correspondentes da segunda base, em caso de deformação do identificador. A camada isolante depositada no componente e no todo ou em parte da superfície da base, assim como na segunda base laminada na primeira, pode incluir uma decoração ou uma marca na superfície externa que caracteriza o identificador final. A primeira base pode, além disso, também incluir uma decoração no lado oposto àquela que suporta as trilhas condutoras. O método, de acordo com a invenção, é aplicado também à montagem dos cartões chamados "duplo", quer dizer, que compreende de um lado um jogo de contactos lisos mostrado em uma das faces externas do cartão e no outro lado uma antena interna em forma de um jogo de trilhas condutoras. Este jogo de contactos é colocado em uma das faces do módulo e cada contacto é ligado a uma área condutora no lado oposto do módulo. O último é introduzido em uma cavidade prcvida de uma 9 janela cortada em uma primeira base cuja espessura seja aproximadamente igual àquela do módulo. 0 jogo de contactos apresentado na superfície da base constitui a face externa do cartão e as áreas condutoras do lado oposto inclinam-se de 5 encontro às trilhas condutoras de uma segunda base montada na primeira.
Um chip ou um módulo electrónico suplementar como descrito previamente, completando este conjunto, pode ser montado em qualquer uma das bases. As áreas condutoras deste módulo são 10 conectadas pela pressão nas correspondentes trilhas condutoras da superfície de uma das bases. É também possível montar e laminar mais de duas bases sobrepostas compreendendo trilhas condutoras e os módulos electrónicos cujas áreas condutoras são conectadas pela 15 pressão da laminação às correspondentes trilhas condutoras arranjadas nas faces de qualquer uma das bases.
Lisboa, 24 de Abril de 2007

Claims (14)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo de montagem de pelo menos um componente electrónico (1) incluindo áreas condutoras planas (3) que são conectadas às trilhas condutoras (6) colocadas na superfície de um suporte isolante geralmente plano chamado base (5) compreendendo as seguintes etapas: - colocar a base (5) em uma superfície de trabalho, sua face inclui trilhas condutoras (6) que são orientadas para cima, - colocar o componente electrónico (1) em uma cavidade (7) da base (5) situada em uma zona incluindo as trilhas condutoras (6), as áreas condutoras (3) do componente electrónico (1) para contactar-se com as trilhas correspondentes (6) da base (5), - aplicar uma camada de material isolante (8) que se estende ao mesmo tempo sobre o componente electrónico (1) e pelo menos em uma zona da base adjacente ao mencionado componente (1), tal processo é caracterizado pelo contacto entre as áreas condutoras (3) do componente electrónico (1) e as trilhas condutoras (6, 6') da base (5), realizar uma conexão eléctrica assegurada pela pressão da aplicação do material isolante (8) sobre o componente electrónico (1).
2. Processo, conforme reivindicação 1, caracterizado por um componente electrónico (1) ser composto de um chip (2) provido de contactos em uma de suas faces, ajustados em um filme condutor constituindo as áreas de contacto que estendem os contactos do chip (2), a face oposta do chip é revestida por um material isolante (4).
3. Processo, conforme reivindicação 1, caracterizado por uma camada de material isolante ser composta de uma primeira base (5) incluindo uma cavidade (7) em que o componente (1) é inserido por sua face revestida; as áreas de contacto (3) do 2 mencionado componente (1) conectam-se as correspondentes áreas condutoras (6) de uma segunda base (9) localizadas na superfície de trabalho.
4. Processo, conforme reivindicação 1, caracterizado por um componente electrónico (1) ser composto de um chip (2) provido de contactos em uma de suas faces, ajustados em um filme condutor constituindo as áreas de contacto (3) estendendo os contactos do chip (2).
5. Processo, conforme reivindicações 1 e 4, caracterizado por uma camada de material isolante ser composto de uma primeira base (5) incluindo uma cavidade (7) onde o chip (2) do componente (1) é introduzido; as áreas de contacto (3) de dito componente (1) são aplicadas de encontro à superfície da base (5) conectando-se às correspondentes áreas condutoras (6) de uma segunda base (9) localizada na superfície de trabalho.
6. Processo, conforme reivindicações 1 e 4, caracterizado por uma cavidade (7) do componente (1) ser obtida através do aquecimento do chip (2) do componente (1) e então pressionando no material da base (5) através de ferramentas adequadas; as áreas de contacto (3) do mencionado componente (1) são aplicadas de encontro à superfície da base (5).
7. Processo, conforme reivindicação 1, caracterizado por um componente electrónico (1) ser composto de um chip (2) provido de contactos perceptivelmente planos em uma de suas faces.
8. Processo, conforme reivindicação 7, caracterizado por uma camada de material isolante ser composto de uma primeira base (5) incluindo uma cavidade (7) em que o chip {2) é inserido, os contactos deste chip que aparecem na superfície da base são 3 conectados com as correspondentes áreas condutoras (6) de uma segunda base (9) situada na superfície de trabalho.
9. Processo, conforme reivindicação 1, caracterizado por uma cavidade (7) do componente (1) ser feita de uma janela serrilhada ou estampada.
10. Processo, conforme reivindicação 8, caracterizado por uma cavidade (7) do chip (2) ser obtida por aquecimento e pressionamento do mesmo (2) no material da base (5) através de ferramentas adequadas; as áreas de contacto deste mencionado chip (2) aparecem na superfície da base.
11. Processo, conforme reivindicação 1, caracterizado por um componente electrónico (1) ser feito de um módulo incluindo um conjunto de contactos planos em uma de suas faces e na face oposta, áreas condutoras ligadas a cada contacto do conjunto.
12. Processo, conforme reivindicação 11, caracterizado pela introdução de um módulo em uma cavidade (7) provida de uma janela cortada em uma primeira base (5) com uma espessura aproximadamente igual àquela do módulo; o conjunto de contactos planos aparecerem na superfície da base (5) e as áreas condutoras da face oposta apoiarem-se sobre as trilhas condutoras (6') de uma segunda base (9) montada na primeira base (5) .
13. Processo, conforme reivindicação 12, caracterizado por pelo menos um módulo ou um chip suplementar (2) estar encaixado em uma das bases (5, 9) , tal módulo inclui áreas condutoras (3) conectadas pela pressão nas correspondentes trilhas condutoras (6') de ambas as bases (5, 9). 4
14. Processo, conforme reivindicações 3 e 13 por incluir uma etapa suplementar de colar e montagem feita pelo sobreposição das bases (5, Lisboa, 24 de Abril de 2007 , caracterizados de pressionar a 9) . 5
PT04732370T 2003-05-13 2004-05-12 Método para montar um componente eletrónico numa base PT1623369E (pt)

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