CN114757319A - 用于制造抗龟裂电子设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造中间电子设备（SM）的方法，所述设备被覆盖层或覆盖片材所覆盖或旨在被其覆盖，所述方法包括形成载体主体（31、32）的步骤，所述载体主体包括：‑设置在载体主体中的空腔（C1、C2），‑电路（32），其在空腔内部包括至少一个电气互连区（Z1、Z2），‑布置在空腔中的电子模块（17），其包括连接所述互连区的至少一个连接区段（10、11），‑存在于模块与载体主体之间的接口处的间隔或空隙（I1、I2），其与载体主体的主表面基本上垂直地定向，在载体主体的表面处显出并且旨在被覆盖层或覆盖片材覆盖；所述方法的区别之处在于柔性或弹性材料被布置在设备中以使得至少部分地填充或覆盖模块和载体主体之间的所述间隔或空隙。

Description

用于制造抗龟裂电子设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造半成品（中间）和最终设备的方法，所述设备尤其包括具有空腔的载体主体，所述空腔集成了电气/电子电路的至少一个连接区。
本发明尤其涉及载体或者集成或构成了这样的载体的射频电子设备（诸如射频芯片卡或混合卡、射频票券或标签、电子护照、射频发射应答器、***件（或嵌入件））的领域。
这些电子载体在芯片卡的不同领域中存在应用，特别是用于银行（EMV）、标识、安全、认证、访问、保真度、护照的应用。
这样的电子载体可以尤其遵循ISO/IEC 14443标准或尤其为NFC（Near FieldCommunication（近场通信）：邻近的射频场）的其它射频标准。
电子模块可以构成或包括根据情况由绝缘基底承载或不由其承载的用于连接或互连的导体区段（plage）。
背景技术
专利US 5 598 032描述了一种对用于连接到埋入混合芯片卡（接触式和无接触式）的载体主体中的天线的模块进行组装的方法，已知在载体主体中设置空腔，以便使得天线的连接区在将模块放回空腔中时可达到以用于与模块的连接。任何种类的导体互连元件可以连接被布置在包覆外部的模块的连接区段与天线的连接区。
此外，已知借助于各向异性的导体材料代替元件24来将该类型的模块连接到被定位在接触式和无接触式的混合卡的主体中的天线。
专利申请FR 2861 201描述了一种用于制造具有双接口的成品卡的方法。具有外部电接触部的模块被***在成品卡的主体的空腔中并且通过各向异性的粘合剂而连接到天线的连接区段。为了将模块***在空腔中，在模块的边缘和空腔的壁之间的间隙是必要的。存在于模块周围的间隙没有在上方被覆盖片材所覆盖或不用于在上方被覆盖片材所覆盖。
发明内容
技术问题
目前，在芯片卡的主体中用作覆盖片材的脆弱材料层可能受模块区中所产生并蔓延的裂缝所损坏。
此外，模块与被布置于载体主体中的发射应答器的天线的连接是相对缓慢的。
另一方面，对于模块在卡的主体中的现有组装可能导致芯片载体（引线框）的畸变，这造成对于芯片的附加应力并且使得组体的射频功能性变弱。
发明概要
本发明预备一种柔性或弹性的材料，其至少部分地堵塞或覆盖位于模块和载体主体之间的接口处并且与主体的表面邻近的间隔或空隙。
凭借本发明，根据优选的方面，通过单一的连接操作和单一的导体材料，本发明使得能够实现连接功能以及防止层压之后的裂缝的蔓延的功能。
被布置在缝隙内部的柔性或弹性材料（在环境温度下）使得能够阻止或有力地减少缝隙的宽度的变动；可替换地，通过交叠在缝隙上，材料吸收变动/应力，因此避免将变动/应力传递到覆盖片材。
事实上，在放回以及热压制或层压之后，导体材料在空隙中流动。在ACF的情况下，在与载体的主平面垂直的方向上实现连接，并且在模块的连接区之间没有短路的风险。
根据另一方面，本发明预备一种“补片”（以膜或膏剂的形式、由柔性或弹性材料制成的成品零件），其在半成品的射频***件的制造时基本上在放回的模块的区周围或与其垂直地延伸。
柔性或弹性零件可以与模块或芯片接触或不接触，以便避免裂缝在最终主体中的蔓延，这要么通过对应力的吸收，要么通过模块与覆盖片材的机械去耦。
本发明的目的在于一种用于制造中间电子设备（SM）的方法，所述设备被覆盖片材或覆盖层所覆盖或意图被其覆盖，所述方法包括用于形成载体主体（31,32）的步骤，所述载体主体包括：
-被设置在载体主体中的空腔，
-电路，其在空腔内部包括至少一个电气互连区，
-被布置在空腔中的电子模块，其包括至少一个连接区段，所述连接区段连接所述互连区，
-存在于模块和载体主体之间的接口处的间隔或空隙，其与载体主体的主表面基本上垂直地定向，在载体主体的表面处显出并且用于被覆盖片材或覆盖层所覆盖；
所述方法的区别之处在于柔性或弹性材料被布置在设备中以使得至少部分地填充或覆盖在模块和载体主体之间的所述间隔或空隙。
根据优选实施例或特征，柔性材料包括用于连接的导体材料，所述导体材料被布置并且压缩在设备中以使得将模块连接到电路并且使得在所述间隔或空隙中流动以用于至少部分地填充所述间隔或空隙。
根据所述设备的其它实施例或特征：
-导体材料是各向异性类型的；
-各向异性材料围绕模块；
-所述设备包括补片（35），所述补片由柔性或弹性材料制成，覆盖接口；
-所述设备在所述补片上方或下方包括至少一个覆盖片材（38）。
本发明的目的还在于一种与方法对应的设备。
附图说明
-图1和图2图示了现有技术的混合集成电路的芯片卡的模块的示例；
-图3和图4分别通过俯视图和图4的A-A剖面而图示了本发明的第一实施例的步骤；
-图5A、5B和6图示了可由本发明使用的模块，其具有导体胶在模块上的两个不同分布；
-图7图示了在热压制之后的图3的设备；
-图8图示了与图7的相同的设备（通过更大的平面图），其附加有覆盖片材；
-图9和10图示了本发明的第二和第三实施例。
具体实施方式
图1和2图示了现有技术的混合集成电路的芯片卡的模块7的示例。模块7包括在尤其是LFCC（胶合的引线框）类型的介电或绝缘载体20上的接触区段10、11，被放回到载体20上或此处被放回到接触式或非接触式的金属区段上的至少一个集成电路芯片8。接触区段用于连接芯片卡的读取器的连接器。
所述模块还包括尤其用于通过焊接的线、通过导体胶或其它的来连接接触区段的连接9，可以倒转（flip-chip（倒装芯片））或不可以倒转的电子芯片8（此处为混合类型的）；它包括通过保护材料（诸如树脂）对芯片和/或其连接的包覆14（圆顶封装体（glob-top））。
连接9可以穿过被设置在绝缘载体中的孔22而连接接触区段。
与图3至9相关地，描述了一种用于制造电子设备（SM）（其可以是临时的或最终的）的方法；所述设备（SM）根据本发明的第一实现/实施模式而包括组装步骤。
该示例的组装包括配备有空腔（C1、C2）和电路（32）的载体主体（31、32），所述电路在空腔内部包括至少一个电气互连区（Z1、Z2）。所述设备在空腔中还包括电子/电气模块（17），所述模块包括至少一个连接区段（10、11）并且呈现在模块和空腔的壁之间的接口或界限（I1、I2）；它还包括一种柔性导体材料（34）以用于将模块的所述连接区段连接到所述互连区（Z1、Z2）。
在模块和载体主体之间的接口在此处限定两个空隙I1、I2，所述空隙与载体主体的相对的主表面垂直地定向并且自载体主体显出。
可以通过例如片材的模塑（moulage）或叠加来获得载体主体。在示例中，设备是一种单纯无接触式（射频）的卡，其具有作为电路的射频天线32，所述射频天线连接到射频模块17。然而，所述设备可以可替换地是电子护照、射频（或NFC）钥匙、印刷电路、射频读取器、RFID标签、任何电子物体。
电气和/或电子电路可以尤其选自以下各项中或包括以下各项：天线、显示器、传感器、键盘、电容器、开关、电气和/或电子部件、供应能量的电池、印刷电路（PCB）等等。
在图3的示例中，电路是射频天线32，所述射频天线在此处由通过任何已知手段、尤其通过丝网印刷、导体材料的喷射、电沉积技术、蚀刻而在基底31上形成的螺线圈33组成。在所述示例中，天线由线制成，所述线通过超声技术而嵌在尤其由已知的塑料材料（ABS、PC、PET）或纤维材料所制成的基底31的主表面上。针对其它的射频频率（尤其是UHF），天线可以呈现与平面螺线圈不同的形式。天线的连接区通过导线的曲折（或靠近的交替）所形成。
天线包括被某一距离所间隔开的互连或连接区Z1、Z2，其对应于射频模块的两个连接区段10、11（或芯片的连接接点）。
在如所述示例中那样其中区段由被绝缘体覆盖的导线构成的情况中，在连接的部位处可以通过任何已知手段（尤其是机械、机械加工手段）或通过激光、化学或热学侵蚀而除去该绝缘体。
基底31在此处与覆盖天线的补偿片材37进行组装。该厚度补偿片材37包括穿孔或空腔C2，所述穿孔或空腔C2以基底的被设置在天线的连接区之间的穿孔或空腔C1为中心。
此外，所述方法使用包括射频芯片（所述芯片可以可替换地是混合型的）的射频模块。
所述模块在此处包括两个连接区段10、11（没有介电基底），所述连接区段通过尤其有线的连接9、如前所述的包覆14而连到芯片8。
根据本发明的特征，导体材料被布置且压缩在设备中，以使得在接口中流动并且至少部分地填充所述接口（I2）。
在所述示例中，在通过放回模块而实现连接之前，导体材料（或导体物质）34被置于天线的连接区和模块的连接区（或芯片的接点）之间。
根据本发明的优点，所述导体材料在电子产品的使用温度下（尤其是在-15℃和60℃之间）具备比覆盖片材更柔性的性质。
然而优选地，在相同的环境（尤其是温度、压力）中，可以使用以膜（ACF）或膏剂（ACP）的形式的各向异性的材料，或柔性导体树脂（柔性优选地大于覆盖片材的柔性）。
例如，在图5A、5B、6中，导体材料34可以布置（装配）或层压在模块（或芯片）的连接区段上。在图5A、5B中，所述材料被布置在每个连接区段上。在图6上，以环的形式的材料34围绕包覆。计算导体材料的厚度（或体积）以使得能够在与设备的主体的最终组装之后实现材料在环绕模块的空隙中的蠕变。
然后，模块17抵着天线被放回，至少在该接触区上进行压制和加热，以用于建立与天线的接触区段的连接，导体材料在环绕模块的空隙（I1甚至I2）中的压缩和蠕变，所述空隙位于模块和设备主体之间的接口处并且与载体主体的主表面基本上垂直地定向。
可替换地，导体材料34可以直接施加在天线的连接区Z1、Z2上；然后模块（或芯片）抵着天线被放回，至少在该连接区上进行压制和加热。
对于该步骤，以下的两个选项是可能的。可以使导体膜（或导电膏剂、材料）的尺寸适配于天线和/或模块的连接区。可替换地，导电膜的尺寸可以适配于模块（或芯片）的尺寸。
还附带地，在热压制之前，可以对着模块的后方、此处对着包覆14而布置热可熔的弹性材料的零件或补片35。该补片在所述示例中覆盖空腔C1以及存在于空腔和包覆14之间的空隙I1的整个表面。该补片用于吸收可以在模块与载体主体（或基底）的接口处产生的应力并且阻止裂缝向覆盖载体主体31的整个覆盖片材（或材料层）的可能的蔓延。
热压制可以在模块的放回过程中实现，但是它优选地稍后在设备一旦与覆盖片材或板材以及如稍后解释的其它抗裂缝的补片或零件相组装就进行的热层压的过程中实现。优选地，在包括多个模块和电气/电子电路的天线的大尺寸的片材或板材上实现组装。基底31还可以以连续带的形式，最终设备然后通过自包括一起形成的多个设备的基底的切割而被提取。
在图7上，通过热层压而获得半成品的设备（SM）。在模块17和空腔C1、C2的内壁之间存在的空隙（I1、I2）通过弹性导体材料34而被至少部分地（或全部地）填充，所述弹性导体材料在层压的过程中在内部流动。
因此，这些空隙，其是造成在覆盖主体31和/或37的覆盖片材上产生裂缝的原因，可以至少部分地利用用于模块的电连接的相同导体材料来填补。
根据优选的方面，将模块连接到天线的操作以及填补环绕模块的空隙的至少部分的操作可以有利地通过对组体的热层压来实现。
另外，在模块后方的空隙I1可以在必要时同样通过也在内部流动的后方“补片”35来填补。
包覆的后表面同样可以包括弹性材料35以用于吸收模块朝向基底的后表面的压缩（这尤其是在最终设备的屈曲/扭转过程中突然发生）。
因此，模块可以至少部分地被弹性材料围绕或覆盖，所述弹性材料吸收机械应力并且避免裂缝向覆盖片材蔓延。
在图8上，本发明预备了与前一幅图类似的构造，但是此外具有在设备SM上、在设备两侧上层压的覆盖片材。
在图9上，本发明预备了与图8类似的构造，区别在于弹性（吸收）补片35被布置在了于包覆侧上覆盖基底31的覆盖片材的外部。
必要时，该第二实施例可以与模块的接触区段或与补偿片材的空腔C2垂直地包括另一弹性且热可熔的补片36。
在图10上，构造类似于图3的构造，除了导体材料34与后方补片35自相同的片段形成。可以设想两种方法。第一种在于：用覆盖接触区段和包覆后方的导体材料34的罩或带覆盖模块，这在将如此罩上的模块放回到空腔C1和C2中之前。第二种可以在于将片材或零件的一部分置于空腔C2中并且然后在上方放回模块，所述模块来随着将模块***到空腔C1中而使得零件34变形。
因此，利用相同的导体材料34，使得实现了模块与天线的连接并且至少部分地填补了位于包覆和空腔之间的空隙。
该导体材料同样确保了防止补片35的裂缝向模块的后方蔓延的功能。

Claims (8)

1.一种制造旨在被覆盖层或覆盖片材所覆盖的中间电子设备（SM）的方法，所述方法包括形成载体主体（31、32）的步骤，所述载体主体包括：
-设置在载体主体中的空腔（C1、C2），
-电路（32），其在空腔内部包括至少一个电气互连区（Z1、Z2），
-布置在空腔中的电子模块（17），其包括连接所述互连区的至少一个连接区段（10、11），
- 覆盖层或覆盖片材，其从空腔外部覆盖所述电子模块，
-存在于模块与载体主体之间的接口处的间隔或空隙（I1、I2），其与载体主体的非导体部分的表面基本上垂直地定向，在载体主体的非导体部分的表面处显出并且旨在被覆盖层或覆盖片材覆盖，
其特征在于，导体材料被布置在设备中以使得与载体主体的非导体部分接触地至少部分地填充所述间隔或空隙，
其中电路（32）包括射频天线，并且导体材料至少部分地覆盖作为射频天线一部分的电气互连区（Z1，Z2），
其中载体主体包括由柔性或弹性材料制成的、覆盖接口的补片（35），并且其中在所述补片（35）下方包括至少一个覆盖片材（38）因此所述补片（35）不与电子模块（17）和电路（32）接触。
2.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述导体材料被布置且压缩在设备中，以使得将模块连接到电路并且在所述间隔或空隙中流动用于至少部分地进行填充。
3.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述导体材料是各向异性类型的。
4.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述各向异性的材料围绕模块。
5.一种旨在被覆盖层或覆盖片材所覆盖的中间电子设备（SM），包括：
-载体主体（31、32），
-设置在载体主体中的空腔（C1、C2），
-电路（32），其在空腔内部包括至少一个电气互连区（Z1、Z2），
-布置在空腔中的电子模块（17），其包括连接所述互连区的至少一个连接区段（10、11），
- 覆盖层或覆盖片材，其从空腔外部覆盖所述电子模块，
-存在于模块与载体主体之间的接口处的间隔或空隙（I1、I2），其与载体主体的非导体部分的表面基本上垂直地定向并且在载体主体的非导体部分的表面处显出，
其特征在于包括导电材料，所述导电材料被布置以使得与载体主体的非导体部分接触地至少部分地填充所述间隔或空隙，
其中电路（32）包括射频天线，并且导体材料至少部分地覆盖作为射频天线一部分的电气互连区（Z1，Z2），
其中载体主体包括由柔性或弹性材料制成的、覆盖接口的补片（35），并且其中在所述补片（35）下方包括至少一个覆盖片材（38）因此所述补片（35）不与电子模块（17）和电路（32）接触。
6.根据前一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述导体材料被布置并且压缩在设备中以使得将模块连接到电路并且在所述间隔或空隙中流动用于至少部分地进行填充。
7.根据前一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述导体材料是各向异性的。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述覆盖层或覆盖片材覆盖存在于模块和载体主体之间的接口处的所述间隔或空隙（I1、I2）。
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