ES2235112T3 - Circuito electronico que comprende puentes conductores y metodo de realizacion de dichos puentes. - Google Patents
Circuito electronico que comprende puentes conductores y metodo de realizacion de dichos puentes.Info
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Abstract
Circuito electrónico que comprende al menos un componente electrónico (6), un substrato (5), constituido por una materia aislante flexible, aplicándose una capa adhesiva y una capa conductora constituida por una pluralidad de pistas (4) sobre una primera cara de este substrato (5), y dicho componente (6) incluye al menos dos zonas de conexión (7), al menos una de estas zonas (7) estando conectada eléctricamente a la capa conductora a través de un puente conductor, caracterizado por el hecho de que el substrato incluye al menos una lengüeta (2, 3) sensiblemente rectangular realizada mediante incisiones en el substrato (5) sobre tres lados, el último lado permaneciendo unido a dicho substrato (5), y por el hecho de que el puente está formado por un segmento (1) conductor delimitado en la capa conductora individualmente, dicho segmento (1), carente de sustancia adhesiva, atravesando el substrato (5) por una de las incisiones de dicha lengüeta (2, 3) y enlazando la zona de conexión (7).
Description
Circuito electrónico que comprende puentes
conductores y método de realización de dichos puentes.
La presente invención se refiere a un circuito
electrónico con puentes conductores y a un método de realización de
dichos puentes. El circuito electrónico comprende pistas
conductoras conectadas a al menos un componente electrónico. El
enlace del componente con una de las zonas de conexión requiere la
formación de un puente eléctrico.
La invención se refiere a circuitos fabricados
mediante la aplicación de varias capas, en particular de un
substrato, una capa adhesiva y una capa conductora. Este tipo de
circuito se utiliza especialmente en tarjetas, con o sin contacto
exterior, o en etiquetas electrónicas. Se entiende por etiqueta
electrónica, un conjunto que incluye al menos un soporte flexible,
una antena y un componente electrónico, generalmente un chip. La
tarjeta o etiqueta electrónica según la invención se encuentra en
numerosas aplicaciones como medio de identificación, de control o
de pago.
El objeto de la presente invención se centra en
particular en circuitos electrónicos que comprenden un soporte
aislante llamado substrato sobre el que se graba una pluralidad de
pistas conductoras o una bobina. Estas últimas se unen al menos a
un componente electrónico, por ejemplo un chip de este tipo.
Los expertos en este campo conocen la existencia
de circuitos electrónicos en los que los contactos de un componente
electrónico están conectados directamente por soldadura o encolado
de conducción sobre unas zonas de conexión situadas debajo del
componente. Según una configuración del circuito constituido por
pistas conductoras o por una bobina, la conexión de un contacto del
componente con una de estas pistas requiere un puente eléctrico
conductor. Este caso se presenta, en particular, cuando se conecta
una bobina con un chip. Por lo tanto, las dos extremidades de la
bobina se disponen, a ambos lados, en el interior y en el exterior
de las espiras. Uno de los contactos del chip se conecta
directamente a una de las extremidades de la bobina y el otro
contacto debe conectarse a través de un puente conductor hacia la
segunda extremidad de la bobina. Habitualmente, este puente se
realiza con una pista conductora pasando por encima de las otras
pistas. Para evitar cortocircuitos, el puente está separado por un
pedazo de película aislante pegada sobre las pistas que atraviesa.
Otra solución consiste en atravesar el substrato para hacer pasar el
puente por la otra cara del substrato, por debajo de las pistas
conductoras y luego atravesar de nuevo el substrato con el fin de
alcanzar una zona de conexión situada más alejada. Este cruce está
constituido en general por un agujero perforado en una pista, el
cual es obturado por un material conductor que asegura la conexión
con la pista. El puente es soldado en este cruce por el lado de la
cara opuesto al de las pistas conductoras que deben ser
cruzadas.
El documento JP2000057289 describe una tarjeta
sin contacto que comprende un circuito constituido por una bobina
conectada a un chip, el cual se sitúa en la zona interna de las
espiras de la bobina. El conjunto del circuito está pegado sobre un
substrato flexible. La extremidad interna de la bobina está
conectada directamente al chip, mientras que la extremidad externa
atraviesa el substrato para pasar por debajo de las espiras de la
bobina. En este caso en particular, con un substrato flexible y de
poco espesor, se recorta una porción del substrato en la que se
pega la extremidad externa de la bobina. Posteriormente, esta
porción se pliega para que pueda pasar por encima de las espiras de
la bobina antes de atravesar el substrato por un orificio con el
fin de situarse a nivel de la extremidad interna. El chip puede, de
este modo, ser conectado sobre las dos extremidades, que están una
al lado de la otra, sobre la misma cara del circuito.
El documento US2900580 describe una vía de paso
formada por una ventana en un substrato cubierto por una capa
conductora. El corte de la ventana se realiza sólo en el substrato,
conservando únicamente la capa conductora. Esta última es cortada
por tres lados, y el último lado es plegado sobre el borde de la
ventana para pasar a la cara opuesta. Se pega una capa aislante
suplementaria sobre esta cara, después la ventana es obstruida con
resina.
El documento JP10092870 describe el paso de una
pista a través de una abertura rectangular formada en el substrato
que deja aparecer la capa conductora de la cara opuesta. Esta
última es cortada por tres lados a lo largo de los bordes de
abertura y posteriormente plegada sobre el cuarto lado para pasar a
la cara superior.
El principal inconveniente de los puentes
eléctricos conocidos descritos anteriormente es que requieren
operaciones delicadas y costosas. La fabricación de grandes
cantidades de circuitos, tarjetas o etiquetas exige unos costes
mínimos y una gran rapidez de ejecución.
El objetivo de la presente invención es paliar
los inconvenientes descritos arriba, es decir, obtener un circuito
electrónico utilizado por ejemplo en una tarjeta o una etiqueta,
con un coste muy bajo y manteniendo siempre una gran fiabilidad.
Esto concierne en particular la conexión de uno o varios
componentes electrónicos sobre pistas conductoras mediante puentes
conductores que atraviesan el substrato.
La presente invención también tiene como objetivo
proponer un método de realización de este tipo de puente
conductor.
Este objetivo se alcanza con un circuito
electrónico que comprende al menos un componente electrónico, un
substrato, aplicándose una capa adhesiva y una capa conductora
constituida por una pluralidad de pistas sobre una primera cara de
este substrato, y dicho componente incluye al menos dos zonas de
conexión, al menos una de estas zonas estando conectada
eléctricamente a la capa conductora a través de un puente conductor,
caracterizado por el hecho de que el puente está formado por un
segmento conductor delimitado en la capa conductora
individualmente, dicho segmento carente de sustancia adhesiva,
atraviesa el substrato mediante un paso y enlaza la zona de
conexión.
El circuito electrónico según la invención está
constituido por una capa aislante llamada substrato, una capa
adhesiva y una capa conductora pegada sobre el substrato. La capa
conductora comprende pistas y/o una bobina a las cuales se conecta
un componente electrónico. Los contactos del componente se sitúan
generalmente uno cerca del otro y se disponen de manera que son
soldados sobre unas zonas de conexión situadas debajo del componente
frente a los contactos del mismo. Con el fin de conectar una pista
que viene desde una zona situada al otro lado de las pistas que
constituyen, por ejemplo, las espiras de una bobina, es necesario
cruzar dichas pistas. Este cruce se efectúa a través de un puente
que atraviesa el substrato una primera vez para pasar por la cara
opuesta por debajo de las pistas que deben ser cruzadas. Un segundo
paso a través del substrato vuelve a situar el puente a nivel de la
zona de conexión situada debajo del componente electrónico.
Este puente está constituido por la prolongación
de una pista que proviene de la capa conductora. Esta prolongación,
que forma un segmento de pista, no está pegada al substrato.
Posteriormente, la extremidad de este puente será soldada a la zona
de conexión después de haber atravesado dos veces el substrato.
Según una variante preferida de la invención, los
cruces del substrato se realizan mediante incisiones practicadas en
este último, sin que sea necesario retirar materia, como cuando se
realiza, por ejemplo, una perforación. En esta variante, el
substrato está constituido por una materia flexible y de poco
espesor. Este substrato se utiliza en general para la fabricación de
tarjetas o etiquetas electrónicas.
En el caso de circuitos en los que los cruces del
substrato se realizan mediante perforación o estampación
(extracción de materia del substrato), las aberturas se vuelven a
cerrar siendo rellenadas con un aglomerante una vez que ha pasado
el puente. Durante la operación de acabado, por ejemplo laminado de
capas decorativas, quedan depresiones a nivel de los pasos. Para
eliminar este inconveniente, es necesario utilizar una mayor
cantidad de aglomerante y un laminado a alta presión, incluso a
temperatura elevada.
Los pasos realizados mediante incisiones en el
substrato presentan la ventaja de poder ser cerrados de nuevo
fácilmente tras el cruce del puente. Por lo tanto, el laminado
final del circuito electrónico puede efectuarse a una presión y a
una temperatura reducidas. Además, el método de fabricación se
simplifica, puesto que ya no es necesario rellenar los pasos de los
puentes. Por lo tanto, se obtiene como resultado un circuito que
comprende caras planas y sin deformaciones causadas por los cruces
del substrato. Esta característica plana se exige cada vez más para
circuitos de poco espesor en los que los componentes están
sumergidos en el substrato.
Este tipo de circuito se utiliza a menudo en
etiquetas electrónicas que deben ser flexibles, fiables y que
posean un coste de producción muy bajo.
El paso por la abertura de un segmento de pista
es posible gracias al poco espesor de las pistas provenientes de la
capa conductora, por una parte, y a la forma redonda del borde de
la abertura, por otra parte. Este borde redondeado se obtiene
mediante la presión de la herramienta de incisión (cuchilla,
estampa) utilizada para la realización de la abertura. También se
aprovecha la flexibilidad del substrato para crear temporalmente un
paso suficiente para permitir el paso del segmento conductor.
Este tipo de cruce se realiza todas las veces que
sea necesario cruzar pistas. De este modo, la longitud del puente
depende del número de cruces y de lo lejos que esté la zona de
conexión del componente electrónico. Varias pistas pueden
atravesar, una al lado de la otra, una misma incisión, cuya
longitud depende de la anchura y del número de pistas que pasan de
una cara a la otra del substrato.
Una variante del circuito electrónico según la
invención, comprende una capa conductora a cada cara del substrato.
El paso conductor de una cara a otra y/o el puente de cruce de las
pistas se realiza a través de un cruce realizado por incisión del
substrato, como se ha descrito más arriba.
La presente invención también tiene como objetivo
un método de fabricación de un circuito electrónico que comprende
un substrato, al menos una capa adhesiva y una capa conductora
constituida por una pluralidad de pistas y un componente
electrónico, caracterizado por el hecho de que la realización de un
puente entre una zona de la capa conductora y una zona de conexión
objetivo, comprende las etapas siguientes:
- prolongar una pista de la capa conductora para
constituir un segmento conductor,
- formar una abertura en el substrato,
- liberar temporalmente dicha abertura,
- pasar el segmento conductor a través de dicha
abertura,
- plegar el segmento conductor contra la cara
opuesta del substrato,
- volver a cerrar la abertura después del paso
del segmento conductor
- conectar el segmento conductor con la zona de
conexión objetivo.
La pista proveniente de la capa conductora que
forma el segmento conductor es generalmente una prolongación de una
pista del circuito formado en la capa conductora.
La abertura en el substrato se realiza mediante
unas incisiones efectuadas con una cuchilla o por estampado, de
manera que se forma una lengüeta sensiblemente rectangular con uno
de los lados pequeños unido al substrato. La longitud de la
lengüeta se determina en función del espesor y la elasticidad del
substrato y la anchura por la del o los segmentos conductores que
constituyen el o los puentes que deben atravesar el substrato. Dicha
lengüeta se empuja hacia arriba con el fin de liberar una abertura
suficiente para permitir el paso del o los segmentos.
Posteriormente, se vuelve a soltar la lengüeta después del paso de
los segmentos para cerrar la abertura y mantener la forma plana
original del circuito o de la tarjeta. Después, los segmentos se
pliegan contra la cara opuesta del substrato y son dirigidos hacia
una zona prevista para el segundo cruce del substrato, si se
considera necesario. Una segunda lengüeta debe ser recortada para
que el o los segmentos se sitúen de nuevo sobre la cara conductora,
esta vez en sentido contrario. Estos segmentos serán conectados
posteriormente a las zonas de conexión objetivo del o de los
componentes electrónicos. En una fase final del método, la cola de
la capa adhesiva es activada por calor para fijar el puente sobre
el substrato.
En el caso de la variante de doble cara (capa
conductora sobre ambas caras del substrato), se necesita una única
lengüeta para realizar una conexión con la otra cara mediante un
segmento de pista proveniente de la primera cara.
De las características que se acaban de describir
resulta un método de realización de un cruce de un substrato de un
circuito electrónico a través de un puente conductor que requiere
un número reducido de operaciones, y además con un coste bajo. Se
pueden recortar del substrato todas las lengüetas que sean
necesarias durante una misma etapa, y una herramienta adecuada las
mantiene curvadas (abiertas) para permitir el paso de los
segmentos. El restablecimiento de las lengüetas en posición plana y
la curvatura de los segmentos contra las caras puede efectuarse
durante la operación de laminado.
La invención se entenderá mejor gracias a la
descripción detallada que se da a continuación y que hace
referencia a los dibujos anexos dados a modo de ejemplo no
limitativo, en los que:
- la figura 1 representa una vista en perspectiva
de una porción de circuito con un puente que pasa por debajo de las
pistas.
- la figura 2 representa una vista desde arriba
de una porción de circuito con dos lengüetas cortadas previamente y
un segmento de pista antes del paso a través del substrato.
- la figura 3 representa un corte de la porción
de circuito ilustrada en la figura 2.
- La figura 4 representa la primera lengüeta
curvada y el segmento de pista que pasa a través de la
abertura.
- La figura 5 representa el segmento de pista
plegado contra el substrato y la primera lengüeta restablecida en
su posición inicial.
- La figura 6 representa la segunda lengüeta
curvada y el segmento de pista que pasa a través de la
abertura.
- La figura 7 representa la segunda lengüeta
restablecida.
- La figura 8 representa el segmento de pista
plegado contra el substrato y la segunda lengüeta restablecida.
- La figura 9 representa una vista desde arriba
del resultado final con el puente y los dos cruces del
substrato.
- La figura 10 representa una vista desde arriba
de una porción de circuito con un componente situado y soldado
sobre las pistas.
- La figura 11 representa un corte de la porción
de circuito ilustrada en la figura 10.
- La figura 12 representa un corte similar a la
figura 11 pero con un componente alojado en el substrato y soldado
por debajo de las pistas.
La figura 1 ilustra en perspectiva un puente
conductor (1) que atraviesa un substrato (5) a través de una
primera ranura para pasar por debajo de las pistas (4) y volver a
atravesar el substrato (5) a través de una segunda ranura. Las
ranuras están constituidas por una incisión formada durante el corte
de las lengüetas (2) y (3). Estas últimas se muestran en relieve
para poder distinguir mejor el paso de la pista a través del
substrato (5). El puente está constituido por una prolongación de
una pista o segmento de pista (1) que no está pegado al substrato
(5). Según una etapa no ilustrada, la capa adhesiva se dispone de
manera selectiva sobre el substrato, de tal manera que la región o
la pista conductora que va a formar el segmento conductor no tenga
cola.
Las figuras 2 a 9 ilustran las diferentes etapas
de realización del puente representado en la figura 1. Las figuras
10 a 13 muestran la conexión de un componente electrónico después
de la realización del puente.
La figura 2 ilustra ambas lengüetas (2) y (3)
cortadas previamente de forma rectangular, uno de los lados
pequeños de las lengüetas permaneciendo unido al substrato. Estos
cortes son efectuados a un lado y al otro de las pistas (4) que el
segmento de pista (1) debe cruzar.
La figura 3 es una vista en corte transversal
según el eje A-A de la figura 2 donde se ilustra la
primera etapa de realización del puente constituido por el segmento
de pista (1). El segmento (1) cubre la primera lengüeta (2) sin
adherirse.
La figura 4 muestra la primera lengüeta (2)
cortada previamente, curvada hacia abajo, de manera que libera una
abertura suficiente para permitir el paso del segmento de pista
(1). Este último es plegado una primera vez sobre el borde de la
abertura liberada por la lengüeta, el segmento (1) se dirige hacia
abajo a través de la abertura.
La figura 5 muestra la primera lengüeta (2)
enderezada en el mismo plano que el substrato (5), es decir, en la
misma posición que tenía antes del paso del segmento de pista (1).
Este último es plegado contra la cara opuesta del substrato (5) y
dirigido hacia la segunda lengüeta (3) cortada previamente pasando
por debajo de las pistas (4).
La figura 6 muestra el segundo paso del segmento
de pista (1) a través de la abertura obtenida en la segunda
lengüeta (3). Esta vez, dicha lengüeta (3) es curvada hacia arriba
para permitir que el segmento (1) pase a través del substrato (5).
Después, el segmento de pista (1) se pliega sobre el borde de la
abertura como en el primer paso a través del substrato (5).
La figura 7 muestra la segunda lengüeta devuelta
a su posición inicial con el segmento de pista (1) atravesando el
substrato (5).
Las figuras 8 y 9 ilustran la posición final del
segmento de pista (1) que es plegado contra la cara del substrato
(5) al lado de las otras pistas. Una parte del segmento de pista
(1) se convierte en una zona de conexión (7) para el componente
electrónico (6). El primer contacto se suelda al segmento de pista
(1) y el otro sobre la pista preexistente vecina, tal y como se
ilustra en las figuras 10 y 11.
La figura 12 muestra otra forma de conectar el
componente (6) sobre las pistas conductoras. El componente es
alojado dentro de una ventana recortada en el substrato, de tal
manera que expone sus contactos frente a las pistas que pasan por
la ventana. Este ensamblaje particular permite que el componente
sea introducido en el substrato con el fin de obtener una etiqueta
de espesor mínimo.
Según otra variante de la invención, en lugar de
utilizar lengüetas estampadas en el substrato, el paso de un puente
a de una cara substrato a la otra a través de un orificio formado
mediante la extracción de materia, es decir, por perforación o
estampado. De la misma manera que en la versión de la lengüeta, el
puente está formado por un segmento conductor que prolonga una
pista proveniente de la capa conductora. Este segmento, carente de
una sustancia adhesiva, atraviesa dicho substrato por el orificio
para efectuar una conexión sobre la otra cara.
Este método permite realizar circuitos de una
sola cara muy baratos, y permite disponer de una o varias pistas que
pasan sobre otras pistas.
Si se desea realizar una tarjeta chip por
ejemplo, se volverán a cerrar los orificios añadiendo una sustancia
de relleno, como resina epoxi por ejemplo. Un laminado final
asegura un circuito plano.
Claims (7)
1. Circuito electrónico que comprende al menos un
componente electrónico (6), un substrato (5), constituido por una
materia aislante flexible, aplicándose una capa adhesiva y una capa
conductora constituida por una pluralidad de pistas (4) sobre una
primera cara de este substrato (5), y dicho componente (6) incluye
al menos dos zonas de conexión (7), al menos una de estas zonas (7)
estando conectada eléctricamente a la capa conductora a través de un
puente conductor, caracterizado por el hecho de que el
substrato incluye al menos una lengüeta (2, 3) sensiblemente
rectangular realizada mediante incisiones en el substrato (5) sobre
tres lados, el último lado permaneciendo unido a dicho substrato
(5), y por el hecho de que el puente está formado por un segmento
(1) conductor delimitado en la capa conductora individualmente,
dicho segmento (1), carente de sustancia adhesiva, atravesando el
substrato (5) por una de las incisiones de dicha lengüeta (2, 3) y
enlazando la zona de conexión (7).
2. Circuito electrónico según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el substrato (5) incluye
una segunda cara con una segunda capa adhesiva y una segunda capa
conductora, y por el hecho de que dicho puente está formado por un
segmento (1) conductor delimitado en la segunda capa conductora
individualmente, dicho segmento (1), carente de sustancia adhesiva,
atravesando el substrato (5) por una de las incisiones de dicha
lengüeta (2, 3) y enlazando la zona de conexión (7) y/o la primera
capa conductora.
3. Circuito electrónico según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que
varios puentes formados por segmentos (1) de pistas atraviesan el
substrato (5) por una misma incisión.
4. Circuito electrónico según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que al
menos un puente formado por un segmento (1) de pista atraviesa el
substrato (5) tantas veces como sea necesario cruzar las pistas (4)
que pertenecen a la capa conductora hasta alcanzar la zona de
conexión (7).
5. Tarjeta chip o etiqueta electrónica
caracterizada por el hecho de que incluye un circuito
electrónico según una de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Método de fabricación de un circuito
electrónico que comprende un substrato (5), constituido por un
material aislante flexible, al menos una capa adhesiva y una capa
conductora constituida por una pluralidad de pistas (4) y un
componente electrónico (6), caracterizado por el hecho de
que la realización de un puente entre una zona de la capa conductora
y una zona de conexión (7) objetivo, comprende las etapas
siguientes:
- prolongar una pista de la capa conductora para
constituir un segmento (1) conductor,
- recortar en el substrato (5) una lengüeta (2,
3) sensiblemente rectangular, uno de sus lados estando unido al
substrato (5).
- liberar temporalmente una abertura mediante
presión de la lengüeta (2, 3), dicha lengüeta (2, 3) curvándose a lo
largo del lado unido al substrato (5).
- pasar el segmento (1) conductor a través de
dicha abertura,
- plegar el segmento (1) conductor contra la cara
opuesta del substrato (5),
- volver a cerrar la abertura después del paso
del segmento (1) conductor mediante el restablecimiento de la
lengüeta (2, 3) en su posición inicial en el plano del substrato
(5).
- conectar el segmento (1) conductor con la zona
de conexión (7) objetivo.
7. Método según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que la zona de conexión
objetivo está situada sobre la capa conductora, y por el hecho de
que el segmento (1) conductor vuelve a dicha capa conductora
mediante un segundo cruce del substrato a través de una lengüeta (2,
3) suplementaria, dicho segmento (1) conductor estando fijado de
esta manera sobre el substrato (5) mediante la activación de la cola
proveniente de la capa adhesiva.
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