WO1993024902A1 - Etiquette electronique - Google Patents

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Jean-Claude Berney
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Berney Jean Claude
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    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Definitions

  • Some of these labels are of relatively large dimensions, but there is a real tendency to miniatu ⁇ rization, so that these labels can be accommodated discreetly in all kinds of products.
  • the current trend is to be able to read the label at a certain distance, which implies the incorporation of a coil for the transmission of signals without contacts.
  • the present invention relates to a miniature electronic label where the coil has been replaced by a direct contact access system.
  • This electronic label comprising an integrated memory circuit electrically accessible by two interconnection lines, is characterized by the fact that it comprises a metal plate serving as a support, said plate being electrically connected to the first line of interconnection, and comprising an opening through which it is possible to access a contact zone connected at least indirectly to the second interconnection line.
  • FIG. 1 shows by way of example a first general execution of an electronic label according to the invention in section and in top view
  • FIG. 2 shows, by way of example, some execution details, in section in top view and in two enlarged details
  • FIGS. 3 and 4 represent examples of assembly of the label and of objects
  • FIG. 5 is a section of a second embodiment
  • Figure 6 is a top view of the second embodiment.
  • FIG. 1 there is the metal plate 1 of circular shape, with the hole 2 at its center.
  • a thin interconnecting interface 2 of the printed circuit type is mounted on said plate.
  • an integrated memory circuit 4 is in turn mounted on the printed circuit 3 and fixed by a thread of glue 5. The interconnections between these different elements are given in more detail in FIG. 2.
  • the electronic label thus formed can be mounted in a machined 6 or preformed 7 housing according to FIGS. 3 and 4, of any object for which the electronic label is intended.
  • This label lends itself particularly well to appli ⁇ cations on metal objects where we can guarantee a certain rigidity of the housing.
  • the metal plate can be made of the same metal as that of the housing in which it is to be fixed. So if the housings 6 and 7 are made of gold objects, the plate 1 will also be made of gold. It matters; the choice relates to noble materials such as gold or platinum, because of very strict regulations for obtaining official hallmarks. Furthermore, given the very small dimensions that can be obtained, as a typical example, a diameter of 5 mm for a height of 0.5 mm, this label is particularly discreet.
  • FIG. 2 gives details on the possibilities of interconnection between the various elements described in FIG. 1.
  • the metal plate 1 with its central hole 2 is recognized, the interconnection interface 3 and the silicon plate 4 of the integrated memory circuit.
  • the integrated circuit 4 comprises two interconnection lines, the first connected to a central metallized zone 10, and the second connected to four perionic metallized zones. We can say that these two lines are coaxial.
  • the four peripheral zones 11 include four bu ps 12 coming opposite metallized zones on printed circuit 3 connected galvanically to the basic metal plate. It is thus possible to fix the integrated circuit 4 on the interconnection interface 3 by tnermocompression.
  • the metal plate 1 is then galvanically connected to the first interconnection line, and it is possible to establish contact with this first interconnection line by means, for example, of a circular contact 15 made of conductive rubber. , pressed against the metal plate. ⁇ _
  • the bead of glue 14, produced with non-conductive glue, only serves to ensure the tightness and the solidity of the assembly.
  • the interconnection interface 3 has at its center a contact element 16 coming opposite the central metallized zone of the integrated circuit 10.
  • a connection interface 3 made of Kapton a material having a certain flexibility, it is possible to establish contact with the metallized zone 10, and thereby with the second interconnection line, by introducing a resistor contact 17 in the hole of the metal plate 2.
  • the interconnection interface 3 could be eliminated, and the integrated circuit 4 mounted directly by thermo-compressior. on plate 1.
  • o could have direct access with contact 17 to the central metalization 10.
  • the integrated circuit would then be in the open air, which is only possible in these particular applications.
  • the substrate can be connected to one of the interconnection lines.
  • contact between this line and the wafer can be obtained directly by putting a bead 14 of conductive glue, and removing the connection by metallization 11, bumps 12 and zones 13.
  • the other elements of the electronic label according to the invention in particular those relating to the characteristics of the memory proper are known to those skilled in the art and are therefore not described in detail.
  • Figures 5 and 6 show another embodiment of the label according to the invention.
  • the metallic plate 20 is a shaped plate obtained for example by forming. The edge of this plate is folded at 90 degrees so as to form a housing 21 in which the integrated cir ⁇ cooked 4 is mounted in a manner similar to that used in FIG. 2.
  • the integrated circuit does not include any central metallization but four pads located at its periphery, the first two 22, 23 being connected to the first interconnection line, and the last two 24, 25 to the second interconnection line.
  • the pads 22 and 23 are welded by thermocompression on a printed circuit 26 and connected to a contact area 27 of this printed circuit. This zone this contact can be connected by a drop of conductive adhesive 28 to the wall of the metal plate 2G ⁇ ui is thus thus electrically connected to the first interconnection line.
  • the pads 24 and 25, also soldered by tnermocompression on the printed circuit 26 are connected to a central contact area 29 of. printed circuit board.
  • This central contact area is located on the two faces of the printed circuit, these two faces being connected for example by a metallized hole. It is thus possible to access the lower part of this contact zone 29 with a painted surface and to connect electrically to the second interconnection line.
  • the partially conical shape of the hole 30, the shape of the plate is designed to allow the contact tip to be guided. This particular shape also makes it possible to fix a cover 31 for protecting the contact.

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Abstract

L'invention concerne une étiquette électronique miniature comportant une plaquette métallique (1) servant de support, sur laquelle est monté un circuit intégré mémoire (4). Le circuit intégré comporte deux lignes de connexion permettant l'alimentation, la lecture, voire l'écriture de la mémoire. La première ligne est reliée à la plaquette métallique, et la seconde à une métallisation centrale (16) que l'on peut atteindre par une ouverture (2) de ladite plaquette métallique (1). Il est ainsi possible d'accéder à la mémoire au moyen d'une sonde coaxiale.

Description

ETIQUETTE ELECTRONIQUE
Le domaine des étiquettes électroniques est actuellement en pleine expansion. Il s'agit en fait de systèmes comportant une mémoire électronique soit à lecture seule (ROM), soit à lecture-écriture (RAM, EPROM, EEPROM) où il est possible d'enregistrer et de lire des informations concernant le produit sur lequel l'étiquette est montée.
Certaines de ces étiquettes sont de dimensions relativement importantes, mais il y a une tendance réelle à la miniatu¬ risation, de sorte que ces étiquettes puissent être logées de manière discrète dans toutes sortes de produits.
Par ailleurs, la tendance actuelle est de pouvoir lire l'étiquette à une certaine distance, ce qui implique l'in¬ corporation d'une bobine pour la transmission de signaux sans contacts .
Bien que l'on soit arrivé déjà à des exécutions très minia¬ turisées, notamment des étiquettes électroniques implanta- bles pour animaux, ou des versions extra-plates que l'on peut incorporer dans un format "carte de crédit" standard, cela est insuffisant pour certaines applications.
La présente invention concerne une étiquette électronique miniature où l'on a remplacé la bobine par un système d'accès direct par contacts. Cette étiquette électronique comportant un circuit intégré mémoire accessible électri- quement par deux lignes d'interconnexion, est caractérisé par le fait qu'elle comporte une plaquette métallique ser¬ vant de support, ladite plaquette étant reliée électrique¬ ment à la première ligne d'interconnexion, et comportant une ouverture par laquelle il est possible d'accéder à une zone de contact reliée au moins indirectement à la seconde ligne d'interconnexion. La figure 1 représente à titre d'exemple une première exé¬ cution générale d'une étiquette électronique selon l'inven¬ tion en coupe et en vue de dessus,
la figure 2 représente à titre d'exemple quelques détails d'exécution, en coupe en vue de dessus et en deux détails agrandis,
les figures 3 et 4 représentent des exemples d'assemblage de l'étiquette et d'objets,
la figure 5 est une coupe d'une deuxième forme d'exécution et
la figure 6 est une vue de dessus de la deuxième forme d ' exécution .
Sur la figure 1 , on trouve la plaquette métallique 1 de forme circulaire, avec en son centre le trou 2. Un inter¬ face d'interconnexion mince 2 de type circuit imprimé est monté sur ladite plaquette. Et enfin un circuit intégré mé¬ moire 4 est à son tour monté sur le circuit imprimé 3 et fixé par un filet de colle 5. Les interconnexions entre ces différents éléments sont données plus en détail à la figure 2.
L'étiquette électronique ainsi formée peut être montée dans un logement usiné 6 ou préformé 7 selon les figures 3 et 4, de tout objet à qui l'étiquette électronique est destiné. Cette étiquette se prête particulièrement bien à des appli¬ cations sur objets métalliques où l'on peut garantir une certaine rigidité du logement. Par ailleurs, la plaquette métallique peut être réalisée dans le même métal que celui du logement dans lequel elle doit être fixée. Ainsi, si les logements 6 et 7 sont réalisés dans des objets en or, la plaquette 1 sera également en or. Cela a une importance; le choix, porte sur des matériaux nobles tel que l'or ou de la platine, en raison de règlements très stricts pour 1 ' obten- tion des poinçons officiels. Par ailleurs, compte tenu des très faibles dimensions que l'on peut obtenir, comme exem¬ ple typique un diamètre de 5 mm pour une hauteur de 0,5 mm, cette étiquette est particulièrement discrète.
Pour monter l'étiquette électronique dans des logements 6, 7 selon les fig. 3 et 4, on peut prévoir, sur l'interface 3 une zone pré-encollée 8 permettant de fixer l'étiquette dans son logement par thermocollage.
La figure 2 donne des détails sur les possibilités d'inter¬ connexion entre les différents éléments décrits à la figure 1. On reconnaît la plaquette métallique 1 avec son trou central 2, l'inter ace d'interconnexion 3 et la plaquette de silicium 4 du circuit intégré mémoire.
Le circuit intégré 4 comporte deux lignes d'interconnexion, la première reliée à une zone métallisée centrale 10, et la seconde reliée à quatre zones métallisées perionenques . On peut ainsi dire que ces deux lignes sont coaxiales. Les quatre zones périphériques 11 comDortent quatre bu ps 12 venant en regard de zones métallisées eu circuit imprimé 3 reliées galvanique ent â la plaquette métallique de base. Il est ainsi possible de fixer le circuit intégré 4 sur l'interface d'interconnexion 3 par tnermocompression.
La plaquette métallique 1 est alors reliée galvaniquement à la première ligne d'interconnexion, et il est possible d'établir le contact avec cette première ligne d'intercon¬ nexion au moyen, par exemple, d'un contact circulaire 15 réalisé en caoutchouc conducteur, pressé contre la pla— σuette métailiαue. Λ _
Le cordon de colle 14, réalisé avec de la colle non con¬ ductrice, sert uniquement à assurer l'étanchéité et la so¬ lidité de l'assemblage.
Par ailleurs, l'interface d'interconnexion 3 comporte en son centre un élément de contact 16 venant en regard de la zone métallisé centrale du circuit intégré 10. En utilisant un interface de connexion 3 en Kapton, matériau présentant une certaine souplesse, il est possible d'établir le con¬ tact avec la zone métallisée 10, et par là avec la seconde ligne d'interconnexion, en introduisant un contact à res¬ sort 17 dans le trou de la plaquette métallique 2.
En résumé, il est possible, au moyen du système de contacts coaxiaux 15, 17 montés dans une seconde sonde appropriée, d'accéder aux deux lignes de connexion du circuit intégré.
D'autres formes d'exécution sont bien sûr possibles.
Par exemple, l'interface d'interconnexion 3 pourrait être supprimé, et le circuit intécré 4 monté directement par thermo-compressior. sur la plaquette 1. Dans ce cas, o:; pourrait accéder directement avec le contact 17 à la métal¬ lisation centrale 10. Cependant, le circuit intégré serait alors à l'air libre, ce qui n'est possible que dans ces applications particulières.
Par ailleurs on sait que, dans la plupart des circuits in¬ tégrés, le substrat peut être relié à l'une des lignes d'interconnexion. De ce fait le contact entre cette ligne et la plaquette peut être obtenu directement en mettant un cordon 14 en colle conductrice, et en supprimant la liaison par les métallisationε 11, les bumps 12 et les zones 13. Les autres éléments de l'étiquette électronique selon l'in¬ vention, notamment ceux en rapport avec les caractéristi¬ ques de la mémoire proprement dit sont connus de l'homme du métier et ne sont donc pas décrits en détail.
Les figures 5 et 6 montrent une autre forme d'exécution de l'étiquette selon l'invention. Dans ce cas la plaquette mé¬ tallique 20 est une plaquette de forme obtenue par exemple par formage. Le bord de cette plaquette est replié à 90 de- grés de manière à former un logement 21 dans lequel le cir¬ cuit intégré 4 est monté d'une manière similaire à celle utilisée à la figure 2. Cependant le circuit intégré ne comporte pas de métallisation centrale mais quatre pads situés à sa périphérie, les deux premiers 22, 23 étant reliés à la première ligne d'interconnexion, et les deux derniers 24, 25 à la deuxième ligne d'interconnexion.
Les pads 22 et 23 sont soudés par thermocompression sur un circuit imprimé 26 et reliés à une zone de contact 27 de ce circuit imprimé. Cette zone ce contact peut être reliée par une goutte de colle conductrice 28 à la paroi de la pla¬ quette métalliαue 2G αui est αonc reliée ainsi électrique¬ ment à la première ligne d interconnexion .
Les pads 24 et 25, également soudés par tnermocompression sur le circuit imprimé 26 sont reliés à une zone de contact centrale 29 de. circuit imprimé. Cette zone de contact cen¬ trale se trouve sur les deu- faces du circuit imprimé, ces deux faces étant reliées par exemple par un trou métallisé. II est ainsi possible d'accéder avec une peinte à la partie inférieure de cette zone de contact 29 et de se relier électriquement à la deuxième ligne d'interconnexion.
Avec cette forme particulière de la plaquette métallique, il est possible de couler une résine dans le logement après montage du circuit imprimé. Cela permet d'obtenir un compo¬ sant compact et parfaitement protégé.
Dans cet exemple, la forme en partie conique du trou 30, la forme de la plaquette est conçue pour permettre le guidage de la pointe de contact. Cette forme particulière permet également de fixer un capot 31 de protection du contact.

Claims

Revendications
1. Etiquette électronique comportant un circuit intégré mémoire (4) accessible électriquement par deux lignes d ' m- terconnexion, caractérisée par le fait qu'elle comporte une plaquette métallique (1; 20) servant de support, ladite plaquette étant reliée électriquement à la première ligne d'interconnexion (11; 23, 24), et comportant une ouverture (2; 30) par laquelle il est possible d'accéder à une zone de contact (16; 29) reliée au moins indirectement à la se¬ conde ligne d'interconnexion (10; 24, 25).
2. Etiquette électronique selon la revendication 1 , carac¬ térisée par le fait que ledit circuit intégré (4) est monté directement sur ladite plaquette métallique (2; 20).
3. Etiquette électronique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que ledit circuit intégré (4) est monté sur ladite plaquette métallique (2; 20) par 1 ' mter- médiane d'un interface d'interconnexion (3; 26).
4. Etiquette électronique selor l'un-- des revendications à 3, caractérisée par le fait que l'interface d'intercon¬ nexion (3) comporte des zones conductrices (10, 11 ) formant un contact intermédiaire avec ιac:-e deuxième ligne d'in¬ terconnexion .
5. Etiquette électronique selon l'une des revendications " à 3, caractérisée par le fait que les liaisons électriques entre le circuit intégré (4) et l'interface d'interconnex¬ ion (3) sont établies par thermocompression entre des zones métallisées du circuit intégré et des zones métallisées correspondantes dudit interface par l'intermédiaire de "bumps" (12) préalablement déposés sur les zones métalli- sées dudit circuit intégré (4).
6. Etiquette électronique selon la revendication 1 , carac¬ térisée par le fait que ladite plaquette métallique ( " ) est reliée à ladite première ligne d'interconnexion par l'in¬ termédiaire du substrat ducit circuit intégré.
7. Etiquette électronique selon la revendication 6, carac¬ térisée par le fait que ladite liaison entre la plaquette métallique (1) et le substrat du circuit intégré (4) est établie au moyen de colle conductrice.
8. Etiquette électronique selon la revendication 1, carac¬ térisée par le fait que ladite plaquette métallique (1 ) comporte une zone préenccllée permettant de fixer ladite étiquette dans un logement (6, 7) prévu à cet effet.
9. Etiσuette électronique selon la revendication 1 , carac¬ térisée par le fait que ladite plaquette métallique (1 ) est réalisée dans le même métal que le logement dans lequel elle est fixée.
10. Etiquette électronique selon l'une ces revendications 1 a caractérisée par une plaquette métallique (20) de foi - me comportant un logement (21 pour ledit circuit intégré et un trou présentant une surface de guidage (30) pour une sonde ou ceinte ce contact.
11. Etiσuette électronique selon la revendication 1 C , ca¬ ractérisée en ce oue ladite surface- ce guidage présente une partie conique.
12. Etiquette électronique selon la revendication 10 ou 11 , caractérisée en ce que ladite plaquette métallique présente une surface extérieure inclinée permettant le montage à cran d'un capot de protection (31 ) . '
13. Etiquette électronique selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que ledit circuit imprimé (4) est enrobé dans une résine dans ledit logement (21 ) .
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CH1669/92-9 1992-05-25

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