BR112015030497B1 - Método para fazer um dispositivo eletrônico antitrincas - Google Patents

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Abstract

MÉTODO PARA FABRICAR UM DISPOSITIVO ELETRÔNICO INTERMEDIÁRIO (SM) DESTINADO A SER COBERTO COM UMA FOLHA OU CAMADA DE COBERTURA, DISPOSITIVO ELETRÔNICO INTERMEDIÁRIO (SM) DESTINADO A SER COBERTO POR UMA FOLHA OU CAMADA DE COBERTURA, E DISPOSITIVO ELETRÔNICO CONTENDO O DISPOSITIVO INTERMEDIÁRIO A invenção se refere a um método para fazer um dispositivo eletrônico intermediário (SM), onde dito dispositivo é revestido, ou deve ser revestido, com uma folha ou camada de cobertura, o método compreendendo a etapa de formar um corpo portador (31, 32) contendo: uma cavidade prevista no corpo portador; um circuito elétrico (32) compreendendo pelo menos uma área de interconexão (Z1, Z2) dentro da cavidade; um módulo eletrônico (17) contendo pelo menos uma almofada de conexão (10, 11) conectando a dita área de interconexão e disposta na cavidade; um espaço ou lacuna (11, 12) previsto na interface entre o módulo e o corpo portador, substancialmente perpendicular a uma superfície principal do corpo portador, em comunicação com a superfície do corpo portador, e destinado a ser coberto com a folha ou camada de cobertura; o método é caracterizado pelo fato de um material flexível ou elástico ser disposto no dispositivo, de modo a preencher o espaço ou lacuna entre o módulo e o corpo portador ou cobrir esse,(...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A invenção se refere a um método para fabricar um dispositivo semiacabado (intermediário) e acabado, compreendendo nomeadamente um corpo portador com uma cavidade integrando, pelo menos, uma área de conexão de um circuito elétrico/ eletrônico.
[0002] A invenção se refere, em particular, ao campo de portadores ou dispositivos eletrônicos de radiofrequência, tais como cartões com chip ou cartões hibridos de radiofrequência, bilhetes ou rótulos de radiofrequência, passaportes eletrônicos, identificadores de radiofrequência e inserções (ou embutimentos) integrando ou constituindo esses portadores.
[0003] Esses portadores eletrônicos encontram aplicação em vários campos de cartão com chip, em particular para aplicações bancárias (EMV), de identidade, segurança, autenticação, acesso, fidelizaçao e passaporte.
[0004] Esses portadores eletrônicos podem ser, em particular, de acordo com a norma ISO/IEC 1443 ou outra norma de radiofrequência, em particular NEC (comunicação de curto alcance).
[0005] Um módulo eletrônico pode ser constituído ou compreender almofadas de interconexão ou conexão condutiva, portadas ou não, de acordo com as circunstâncias, por um substrato isolante.
TÉCNICA ANTERIOR
[0006] A patente norte-americana U.S. 5 598 032 descreve um método para montar um módulo destinado a ser conectado a uma antena incorporada a um corpo portador de cartão com chip híbrido (do tipo sem contato e com contato) . É conhecido fornecer uma cavidade do corpo portador, a fim de disponibilizar as áreas de conexão da antena para conexão com o módulo, quando ele é transferido para dentro da cavidade. Elementos de interconexão condutora de todos os tipos podem conectar almofadas de conexão do módulo disposto fora do revestimento e as áreas de conexão da antena.
[0007] Além disso, é conhecido conectar este tipo de módulo a uma antena localizada em um corpo de cartão híbrido do tipo sem contato e com contato, através de um material isotrópico condutivo, em vez do elemento 24.
[0008] O pedido de patente francesa FR 2 861 201 descreve um método para fabricar um cartão de dupla face acabado. Um módulo com contatos elétricos externos é inserido em uma cavidade do corpo do cartão acabado e é ligado às almofadas de conexão de uma antena por um adesivo isotrópico. Para inserir o módulo na cavidade, uma folga é necessária entre as bordas do módulo e as paredes da cavidade. A folga existente em torno do módulo não é coberta ou se destina a ser coberta no topo com uma folha de cobertura.
PROBLEMA TÉCNICO
[0009] Atualmente, camadas frágeis de material usadas como uma folha de cobertura no corpo do cartão com chip podem ser danificadas por trincas que surgem e se propagam na região do módulo.
[00010] Além disso, a conexão do módulo a uma antena de transponder disposta em um corpo portador é relativamente lenta.
[00011] Além disso, as atuais montagens de um módulo em um corpo de cartão podem dar origem a distorções do portador com chip (o quadro de ligações), causando tensões adicionais para o chip e enfraquecendo a funcionalidade de radiofrequência do conj unto.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[00012] A invenção fornece um material flexivel ou elástico que bloqueia ou cobre, pelo menos parcialmente, os espaços ou lacunas situadas na interface entre o módulo e o corpo portador e adjacentes à superfície do corpo.
[00013] Em virtude da invenção, de acordo com um aspecto preferencial, em uma única operação de conexão e um único material condutor, a invenção torna possível cumprir uma função de conexão e uma função de impedir a propagação de trincas após a laminação.
[00014] Um material flexível ou elástico (à temperatura ambiente) disposto dentro de ranhuras torna possível bloquear ou reduzir significativamente as variações na largura das ranhuras; como alternativa, por expansão das ranhuras, o material absorve variações/ tensões, evitando assim transmiti- las para as folhas de cobertura.
[00015] Isso ocorre porque, após a transferência e laminação ou prensagem a quente, o material condutor flui para dentro das lacunas. No caso de ACF, a conexão ocorre em uma direção perpendicular ao plano principal do portador e não há risco de curto-circuito entre as áreas de conexão do módulo.
[00016] De acordo com outro aspecto, a invenção fornece um remendo (um pedaço fino de material flexível ou elástico sob a forma de um filme ou pasta), que se estende substancialmente ao redor ou, verticalmente, em consonância com a área do módulo anexado, quando a inserção semiacabada de radiofrequência é fabricada.
[00017] A parte flexível ou elástica pode ficar ou não em contato com o módulo ou chip, para evitar propagação de trincas no corpo acabado, quer por absorção de tensões ou por dissociação mecânica do módulo das folhas de cobertura.
[00018] O objeto da invenção é um método para fabricar um dispositivo eletrônico intermediário (SM), referido dispositivo sendo coberto ou destinado a ser coberto com uma folha ou camada de cobertura, dito método composto por uma etapa de formação de um corpo portador (31, 32) constituído por: - uma cavidade formada no corpo portador, - um circuito elétrico composto por pelo menos uma área de interconexão elétrica dentro da cavidade, - um módulo eletrônico, compreendendo pelo menos uma almofada de conexão conectando a dita área de interconexão, disposta na cavidade, - um espaço ou lacuna existente na interface entre o módulo e o corpo portador, substancialmente orientado perpendicularmente a uma superfície principal do corpo portador, emergindo na superfície do corpo portador e sendo destinado a ser coberto com uma folha ou camada de cobertura.
[00019] Distingue-se o método, em que um material flexível ou elástico é disposto no dispositivo, a fim de encher ou cobrir, pelo menos parcialmente, o referido espaço ou lacuna entre o módulo e o corpo portador.
[00020] De acordo com um aspecto ou modo de implementação preferencial, o material flexível é composto por um material condutor de conexão disposto e compactado no dispositivo, de modo a ligar o módulo ao circuito e fluir para dentro de referido espaço ou lacuna para preenchê-lo, pelo menos parcialmente.
[00021] De acordo com outras características ou modos de implementação do dispositivo: - o material condutor é do tipo anisotrópico; - o material anisotrópico rodeia o módulo; - o dispositivo é composto por um remendo (35) feito de material flexível ou elástico cobrindo a interface; - o dispositivo é composto por pelo menos uma folha de cobertura (38), por cima ou por baixo do dito remendo.
[00022] Outro assunto da invenção é um dispositivo correspondente ao método. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS - As Figuras 1 e 2 ilustram um exemplo de um módulo de cartão com chip de um circuito integrado híbrido da técnica anterior; - as Figuras 3 e 4 ilustram uma etapa de uma primeira forma de realização da invenção, respectivamente, em vista de planta e em corte transversal A-A na Figura 4; - as Figuras 5A, 5B e 6 ilustram um módulo, que pode ser usado pela invenção com duas distribuições diferentes da cola condutiva no módulo; - a Figura 7 ilustra o dispositivo da Figura 3, após a prensagem a quente; - a Figura 8 ilustra o mesmo dispositivo, como o da Figura 7 (na visão em planta ampliada), com folhas de cobertura adicionadas; - as Figuras 9 e 10 ilustram segunda e terceira formas de realização da invenção.
DESCRIÇÃO
[00023] As Figuras 1 e 2 ilustram um exemplo de um módulo de cartão com chip 7 de um circuito integrado hibrido da técnica anterior. 0 módulo 7 compreende almofadas de contatos 10, 11 em um portador dielétrico ou isolante 20, em particular, do tipo de quadro de ligações laminado, pelo menos um chip de circuito integrado 8 fixado ao portador 20 ou aqui a uma almofada metálica com contato ou sem contato. As almofadas de contato destinam-se a conectar um conector de leitor de cartão com chip.
[00024] O módulo também compreende conexões 9 para conectar, em particular, almofadas de contato por fios soldados, por cola condutiva ou outros mais, um chip eletrônico 8 (aqui do tipo hibrido) , que pode ser ou não invertido (flip-chip); ele é constituído por um revestimento 14 sobre o chip e/ou de suas conexões por meio de um material protetor, como uma resina (glob-top).
[00025] As conexões 9 podem conectar as almofadas de contato através de orifícios 22 formados no suporte isolante.
[00026] Em relação às Figuras 3 a 9, é descrito um método para fabricar um dispositivo eletrônico SM, que pode ser temporário ou definitivo; o dispositivo (SM) compreende, de acordo com uma primeira forma de realização/ implementação da invenção, uma etapa de montagem.
[00027] A montagem deste exemplo é composta por um corpo portador (31, 32) fornecido com uma cavidade (Cl, C2) e um circuito elétrico (32), compreendendo pelo menos uma área de interconexão elétrica (Zl, Z2) dentro da cavidade. O dispositivo também compreende, no interior da cavidade, um módulo eletrônico/ elétrico (17), compreendendo pelo menos uma almofada de conexão (10, 11) e tendo uma interface ou delimitação (II, 12) entre o módulo e a parede da cavidade; ele é também composto por um material condutor flexível (34) para conectar a dita almofada de conexão do módulo à referida área de interconexão (Zl, Z2).
[00028] A interface entre o módulo e o corpo portador define aqui duas lacunas II, 12, orientadas perpendicularmente às superfícies principais opostas do corpo portador e emergindo do corpo portador.
[00029] O corpo portador pode ser obtido, por exemplo, por moldagem ou sobreposição de folhas. No exemplo, o dispositivo é um cartão puramente sem contato (radiofrequência) tendo, como um circuito elétrico, uma antena de radiofrequência 32 conectada a um módulo de radiofrequência 17. No entanto, o dispositivo pode ser alternativamente um passaporte eletrônico, uma tecla de radiofrequência (ou NFC), um circuito impresso, um leitor de radiofrequência, uma etiqueta RFID ou qualquer objeto eletrônico.
[00030] O circuito elétrico e/ou eletrônico pode ser escolhido dentre ou compreender, nomeadamente, uma antena, uma unidade de exposição, um sensor, um teclado, um capacitor, um interruptor, um componente elétrico e/ou eletrônico, uma bateria de alimentação de energia, um circuito impresso (PCB) etc. .
[00031] No exemplo da Figura 3, o circuito é uma antena de radiofrequência 32, aqui composta de espiras 33 formadas sobre um substrato 31 por quaisquer meios conhecidos, em especial, por impressão de tela, jato de material condutivo, gravura ou técnica de deposição de eletrodo. No exemplo, a antena é um fio revestido por técnica ultrassónica na superfície principal do substrato 1, em particular, com um plástico (ABS, PC, PET) ou material fibroso conhecido. Para outras frequências de radiofrequência (em particular UHF), a antena pode ter uma forma diferente de espiras planas. As áreas de conexão das antenas são formadas por ziguezagues (ou estreitas alternâncias) dos fios condutores.
[00032] A antena é composta por áreas de conexão ou interligação Zl, Z2 separadas por uma distância correspondente às duas almofadas de conexão 10, 11 do módulo de radiofrequência (ou pinos de conexão do chip).
[00033] No caso onde, como no exemplo, as almofadas consistem de fios condutores cobertos com isolador, este último pode ser disposto no ponto da conexão por quaisquer meios conhecidos, em especial, meios mecânicos, usinagem ou a laser, ou ataques quimicos ou térmicos.
[00034] O substrato 31 é aqui montado com uma folha de compensação 37 cobrindo a antena. Essa folha de compensação de espessura 37 compreende uma perfuração ou cavidade C2 centrada sobre uma perfuração ou cavidade Cl do substrato formado entre as áreas de conexão da antena.
[00035] Além disso, o método usou um módulo de radiofrequência, composto por um chip de radiofrequência (que pode ser alternativamente hibrido).
[00036] 0 módulo é aqui composto por duas almofadas de conexão 10, 11 (sem suporte dielétrico) conectadas ao chip 8 por uma conexão, em particular, com fio 9 e um revestimento 14, como antes.
[00037] De acordo com uma característica da invenção, o material condutor é disposto e comprimido no dispositivo, de forma a fluir para dentro da interface e preencher, pelo menos parcialmente, a interface (12).
[00038] No exemplo, um material condutor (ou matéria condutora) 34 é colocado entre as áreas de conexão da antena e aquela do módulo (ou pinos do chip), antes de fazer a conexão por transferência do módulo.
[00039] De acordo com uma vantagem da invenção, o material condutor tem a propriedade de ser mais flexivel do que as folhas de cobertura na temperatura de uso do produto eletrônico (em particular, entre -15°C e 60°C) .
[00040] No entanto, de preferência, é possível usar um material anisotrópico sob a forma de um filme (ACF) ou pasta (AGP) ou uma resina flexível condutora (a flexibilidade, de preferência, sendo maior do que aquela das folhas de cobertura) no mesmo ambiente, em particular, de temperatura e pressão.
[00041] Por exemplo, nas Figuras 5A, 5B, 6, o material condutor 34 pode ser disposto ou laminado nas almofadas de conexão do módulo (ou chip) . Nas Figuras 5A, 5B, o material é disposto em cada almofada de conexão. Na Figura 6, o material 34, sob a forma de um anel, rodeia o revestimento. A espessura (ou volume) do material condutor é calculada, por forma a permitir o fluxo do material para dentro das lacunas que cercam o módulo, após a montagem final com o corpo do dispositivo.
[00042] Em seguida, o módulo 17 é fixado de encontro à antena, prensado e aquecido pelo menos sobre esta área de contato, a fim de estabelecer a conexão com as almofadas de contato da antena, a compressão e fluxo do material condutor para dentro das lacunas (II ou até 12) em torno do módulo, situado na interface entre o módulo e o corpo do dispositivo e substancialmente orientado perpendicularmente à superfície principal do corpo portador.
[00043] Alternativamente, o material condutor 34 pode ser aplicado diretamente nas áreas de conexão Zl, Z2 da antena; em seguida, o módulo (ou chip) é fixado de encontro à antena, e prensado e aquecido pelo menos sobre esta área de conexão.
[00044] Para esta etapa, as duas opções seguintes são possíveis. As dimensões do filme portador (ou material de pasta eletricamente portador) podem ser ajustadas para as áreas de conexão da antena e/ou módulo. Alternativamente, as dimensões do filme eletricamente portador podem ser ajustadas para as dimensões do módulo (ou chip).
[00045] Em segundo lugar também, antes da prensagem a quente, é possivel fixar um remendo ou pedaço de material elástico termofixo 35 de encontro à parte traseira do módulo, aqui de encontro ao revestimento 14. Esse remendo abrange, no exemplo, toda a superfície da cavidade Cl e a lacuna II existente entre a cavidade e o revestimento 14. Esse remendo destina-se a absorver tensões, que podem surgir na interface do módulo com o corpo (ou substrato) portador, e parar quaisquer propagações de trincas de qualquer folha de cobertura (ou camada de material) cobrindo o corpo portador 31.
[00046] Prensagem a quente pode ser efetuada durante a transferência do módulo, mas é preferível ser realizada posteriormente durante a laminação a quente do dispositivo, uma vez montado com placas ou folhas de cobertura e outro remendo ou peça antitrincas, conforme explicado posteriormente. De preferência, a montagem ocorre em grandes placas ou folhas, compreendendo uma pluralidade de módulos e antenas de circuito elétrico/ eletrônico. 0 substrato 31 também pode ser na forma de uma tira contínua, o dispositivo acabado então sendo extraído por corte de um substrato composto por uma pluralidade de dispositivos formados em conjunto.
[00047] Na Figura 7, o dispositivo semiacabado SM é obtido por laminação a quente. As lacunas (II, 12) presentes entre o módulo 17 e a parede interna das cavidades Cl, C2 são preenchidas, pelo menos parcialmente (ou completamente), com o material condutor elástico 34, que fluiu para o seu interior durante a laminação.
[00048] Assim, essas lacunas, responsáveis por gerar trincas nas folhas de cobertura cobrindo o corpo 31 e/ou 37, podem ser bloqueadas, pelo menos parcialmente, com o mesmo material condutor usado para a conexão elétrica do módulo.
[00049] De acordo com um aspecto preferencial, a operação de ligar o módulo à antena e a operação de preenchimento, pelo menos parcial, das lacunas em torno do módulo podem ser feitas vantajosamente por laminação a quente de todo o conjunto.
[00050] Além disso, a lacuna II na parte traseira do módulo pode, eventualmente, ser também preenchida com um remendo traseiro 35, que também fluiu para o seu interior.
[00051] A superfície traseira do revestimento também pode incluir o material elástico 35 para absorver compressões do módulo em direção à superfície traseira do substrato (ocorrendo, em particular, durante a flexão/ torção do dispositivo acabado).
[00052] Assim, o módulo pode ser, pelo menos parcialmente, cercado por, ou coberto com, material elástico, absorvendo as tensões mecânicas e impedindo a propagação de trincas para as folhas de cobertura.
[00053] Na Figura 8, a invenção fornece uma construção semelhante a da Figura anterior, mas com a adição de folhas de cobertura laminadas no dispositivo SM, em ambos os lados do dispositivo.
[00054] Na Figura 9, a invenção fornece uma construção similar à Figura 8, exceto que o remendo (absorvente) elástico 35 é disposto fora da folha de cobertura cobrindo o substrato 31 no lado do revestimento.
[00055] Se for o caso, esta segunda forma de realização pode incluir outro remendo termofixo elástico 36, verticalmente alinhado com as almofadas de contato do módulo ou da cavidade C2 da folha de compensação.
[00056] Na Figura 10, a construção é semelhante àquela da Figura 3, exceto que o material condutor 34 e remendo traseiro 35 são formados a partir da mesma peça.
[00057] Dois métodos podem ser previstos. O primeiro consiste em cobrir o módulo com uma capa ou tira de material condutor 34 cobrindo as almofadas de contato e a parte traseira do revestimento, antes de transferir o módulo, assim coberto, para dentro das cavidades Cl e C2. O segundo pode consistir em colocar uma porção da folha ou peça na cavidade C2 e, em seguida, transferir o módulo sobre ela, o que deforma a peça 34, quando o módulo é inserido na cavidade Cl.
[00058] Assim, com o mesmo material condutor 34, o módulo é ligado à antena e a lacuna situada entre o revestimento e a cavidade é preenchida, pelo menos em parte.
[00059] Esse material condutor também cumpre a função de impedir a propagação ou trincas do remendo 35 para a parte traseira do módulo.

Claims (10)

1. MÉTODO PARA FABRICAR UM DISPOSITIVO ELETRÔNICO INTERMEDIÁRIO PARA UM DISPOSITIVO POSSUINDO UM MÓDULO ELETRÔNICO COBERTO COM UMA FOLHA OU CAMADA DE COBERTURA, o referido método caracterizado por compreender uma etapa de formar um corpo portador (31, 32) compreendendo: uma cavidade (C1, C2) formada no corpo portador e se estendendo através das superfícies externas do corpo portador; um circuito elétrico (32) dentro da cavidade, o referido circuito elétrico compreendendo um percurso condutor e pelo menos uma área de interconexão elétrica (Z1, Z2) eletricamente conectada ao referido percurso condutor, um módulo eletrônico (17) compreendendo um revestimento protetor e pelo menos uma almofada de conexão (10, 11), referido módulo eletrônico compreendendo uma almofada de conexão conectando-se à referida área de interconexão, sendo que o referido módulo eletrônico, incluindo a referida pelo menos uma almofada de conexão, é disposto na cavidade, um espaço ou lacuna (I1, I2)existente na interface entre o módulo e a cavidade formada no corpo portador, substancialmente orientado perpendicularmente as referidas superfícies externas opostas do corpo portador, e emergindo em uma das superfícies externas opostas do corpo portador, em que o espaço ou lacuna fica pelo menos parcialmente preenchido por um material condutor flexível ou elástico, disposto no dispositivo em contato com a pelo menos uma área de interconexão elétrica e a pelo menos uma almofada de conexão.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material condutor ser disposto e comprimido no dispositivo de modo a conectar o módulo ao circuito e a fluir para dentro do referido espaço ou lacuna a fim de pelo menos parcialmente fazer seu preenchimento.
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o material condutor ser do tipo anisotrópico.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por material anisotrópico rodear o módulo.
5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o material anisotrópico compreender um remendo (35) feito de um material flexível ou elástico cobrindo a interface.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o material anisotrópico compreender pelo menos uma folha de cobertura (38) por cima ou por baixo do referido remendo ou do espaço ou lacuna.
7. DISPOSITIVO ELETRÔNICO INTERMEDIÁRIO PARA UM DISPOSITIVO POSSUINDO UM MÓDULO ELETRÔNICO COBERTO COM UMA FOLHA OU CAMADA DE COBERTURA, caracterizado por compreender: um corpo portador (31, 32); uma cavidade (C1, C2) formada no corpo portador e se estendendo através das superfícies externas do corpo portador; um circuito elétrico (32) dentro da cavidade, o referido circuito elétrico compreendendo um percurso condutor e pelo menos uma área de interconexão elétrica (Z1, Z2) eletricamente conectada ao referido percurso condutor, um módulo eletrônico (17) compreendendo um revestimento protetor e pelo menos uma almofada de conexão (10, 11) conectando a referida área de interconexão, o referido módulo eletrônico, incluindo pelo menos uma almofada de conexão, sendo disposto na cavidade; uma folha ou camada de cobertura disposta fora da cavidade e cobrindo o referido módulo eletrônico do exterior da cavidade; um espaço ou lacuna (I1, I2) existente na interface entre o módulo e a cavidade formada no corpo portador, substancialmente orientado perpendicularmente as referidas superfícies externas opostas do corpo portador, e emergindo em uma das superfícies externas opostas do corpo portador, e onde o espaço ou lacuna é preenchido pelo menos parcialmente por um material condutor flexível ou elástico, disposto no dispositivo em contato com a pelo menos uma área de interconexão elétrica e a pelo menos uma almofada de conexão.
8. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o material condutor ser disposto e comprimido no dispositivo de modo a conectar o módulo ao circuito e fluir para dentro do espaço ou lacuna a fim de pelo menos parcialmente fazer seu preenchimento.
9. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o material condutor ser anisotrópico.
10. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a referida folha ou camada de cobertura cobrir o referido espaço ou lacuna.
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