MODULO ELECTRONICO DELGADO PARA TARJETA DE MICROCIRCUITO.

Módulo (3) electrónico para tarjeta de microcircuito, que comprende al menos un componente (8,

9) electrónico con varios bornes de conexión eléctrica y un soporte (6) flexible con una cara denominada interna dirigida hacia dicho o dichos componentes (8, 9), y una cara denominada externa con bornes de contactos (10, 11) eléctricos salientes, que permiten la comunicación mediante contacto con un equipo de lectura, caracterizado porque comprende además una plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión fijada a la cara interna del soporte (6) flexible mediante una primera cara y que soporta, en su segunda cara, uno o varios componentes (8, 9) electrónicos y porque dicha plaqueta comprende una red de cableado de interconexión para los bornes de contactos eléctricos del soporte (6) flexible y el o los componentes electrónicos, por medio de un cableado por hilos (15) según la técnica denominada "wire bonding" que conecta bornes de contacto (10, 11) eléctrico a dicha red (13) de interconexión y de un montaje de los componentes electrónicos sobre la plaqueta según la técnica del chip invertido denominada "flip chip"

La presente invención se refiere a los módulos electrónicos destinados a montarse en tarjetas de microcircuito de poco grosor, por ejemplo, de grosor inferior al milímetro, como las que responden a la norma ISO 7816 que define un grosor igual a aproximadamente 0,8 mm.

Estos módulos electrónicos comprenden uno o varios microcomponentes electrónicos, entre ellos uno o varios circuitos integrados, montados sobre un soporte con circuito impreso denominado “viñeta” que puede comprender en la parte posterior contactos eléctricos salientes destinados a conectarse a los de un lector de tarjeta. Se integran en una cavidad hundida en el grosor de una tarjeta de microcircuito y se fijan mediante adhesión o bien en el fondo o bien en los bordes en escalones de la cavidad que puede ser pasante o no según si la viñeta presenta

o no, en la parte posterior, contactos eléctricos salientes.

La viñeta de un módulo es un soporte flexible ya que debe resistir las flexiones que la tarjeta de microcircuito debe experimentar en el transcurso de su vida. Generalmente está constituida por un circuito impreso flexible de epoxí o poliimida, revestido con motivos conductores de dimensiones superiores a 25 µm mientras que el o los microcomponentes electrónicos que están montados en la misma comprenden generalmente uno o varios circuitos integrados de sustrato de silicio que presentan bornes de conexión más o menos próximos y numerosos.

El grosor de un módulo no puede superar normalmente los 450 µm. En efecto, la profundidad de la cavidad prevista para su alojamiento en una tarjeta de 0,8 mm de grosor no supera 600 µm (normalmente, menos de 500 µm) ya que debe dejarse en el fondo de la cavidad un grosor de plástico suficiente para que siga siendo opaco y conserve una determinada resistencia mecánica. Además, debe disponerse un espacio de 100 µm a 150 µm entre el módulo, el fondo o determinados bordes de su cavidad para reducir las tensiones de rotura impuestas al módulo por los esfuerzos de cizallamiento inducidos por las flexiones de la tarjeta. Este espacio se rellena con una lámina de aire o con un adhesivo.

La realización de las conexiones eléctricas entre el circuito impreso flexible de la viñeta de un módulo, y los circuitos integrados que están montados en el mismo, se realiza habitualmente según las técnicas clásicas del chip invertido (“Flip Chip” en inglés) o del cableado por hilos (“Wire Bonding” en inglés). Concretamente, la solicitud de patente francesa FR 2.797.075 describe una tarjeta de chip que comprende: un soporte flexible que soporta un primer chip de circuito integrado sobre el que se monta un segundo chip de circuito integrado y eventualmente un tercero. Los chips están interconectados entre sí y con una rejilla de contacto dispuesta sobre la cara externa del soporte flexible, a través de los pocillos de conexión. Las interconexiones se realizan mediante cableado con hilos, pudiendo realizarse aquellas entre los chips también mediante chorro de materias conductoras. Estas técnicas de conexión presentan problemas de rendimiento ya que el número de conexiones que deben realizarse con un mismo componente supera la decena, tal como por ejemplo cuando debe interconectarse un componente de memoria con un microcontrolador por medio del circuito impreso flexible de una viñeta de módulo electrónico previsto para una tarjeta de microcircuito según la norma internacional ISO 7816. En efecto, la técnica del chip invertido resulta inutilizable debido a las deformaciones experimentadas por la viñeta durante la colocación del chip (es decir, durante el montaje del microcircuito) y al gran número de bornes de conexión mientras que la técnica del cableado por hilos sólo puede emplearse con hilos particularmente finos dado el pequeño tamaño y la proximidad de los bornes de conexión, por ejemplo a distancias de 100 µm, impuesto por el elevado número de conexiones y la miniaturización de los componentes para el módulo.

Por otro lado, se conoce por la solicitud de patente US 2005/0136634 el uso de una plaqueta intermedia de silicio dotada de varios planos de red de cableado de interconexión para reducir la longitud de las conexiones entre chips de circuito integrado.

La presente invención tiene por objeto facilitar el montaje de los módulos electrónicos destinados a tarjetas de microcircuito de poco grosor. Más generalmente, tiene por objeto mejorar el rendimiento de las operaciones de interconexión eléctricas entre componentes electrónicos con numerosos bornes de contactos, montados sobre un soporte flexible al tiempo que se facilita la obtención de ensamblajes de poco grosor resistentes a las flexiones.

Tiene por objeto un módulo electrónico para tarjeta de microcircuito, que comprende al menos un componente electrónico con varios bornes de conexión eléctrica y un soporte flexible con una cara denominada interna dirigida hacia dicho o dichos componentes, y una cara externa con bornes de contactos eléctricos salientes que permite la comunicación mediante contacto con un equipo de lectura, notable porque comprende además una plaqueta intermedia rígida de interconexión fijada a la cara interna del soporte flexible mediante una primera cara y que soporta, en su segunda cara, uno o varios componentes electrónicos y porque dicha plaqueta comprende una red de cableado de interconexión para los bornes de contactos eléctricos del soporte flexible y el o los componentes electrónicos, por medio de un cableado por hilos según la técnica denominada “wire bonding” que conecta bornes de contacto eléctrico a dicha red de interconexión y de un montaje de los componentes electrónicos sobre dicha plaqueta según la técnica del chip invertido denominada “flip chip”.

Ventajosamente, la plaqueta intermedia rígida de interconexión comprende un sustrato de silicio que soporta al menos un nivel de metalización en el que está grabado un conjunto de pistas conductoras que forman una red de cableado de interconexión para los componentes

electrónicos del módulo.

Ventajosamente, la plaqueta intermedia rígida de interconexión comprende un sustrato de silicio que soporta dos niveles de metalización separados por un nivel de pasivación, conectados entre sí mediante orificios conductores o “vías”, y que comprende un conjunto de pistas conductoras obtenidas mediante fotolitografía y que forman una red de cableado de interconexión para los componentes electrónicos del módulo.

Ventajosamente, el soporte flexible soporta espiras de antena conectadas a los componentes electrónicos por medio de la red de cableado de interconexión de la plaqueta intermedia rígida de interconexión.

Ventajosamente, la plaqueta intermedia rígida de interconexión tiene una superficie igual a aproximadamente la mitad de la del soporte flexible.

Ventajosamente, la plaqueta intermedia rígida de interconexión presenta un grosor del orden de 150 µm a 250 µm.

Ventajosamente, la plaqueta intermedia rígida de interconexión es un circuito impreso de vidrio epoxí.

Ventajosamente, el soporte flexible tiene un grosor del orden de 50 µm.

Ventajosamente, el soporte flexible es de poliimida.

Ventajosamente, el soporte flexible es de epoxí flexible.

Ventajosamente, el módulo electrónico de plaqueta intermedia rígida de interconexión está dispuesto en una cavidad con reborde interno del cuerpo de una tarjeta de microcircuito, a distancia del fondo de la cavidad, fijándose el contorno de su soporte flexible mediante adhesión en apoyo sobre el reborde interno de las paredes de la cavidad.

Ventajosamente, el módulo electrónico de plaqueta intermedia rígida de interconexión está montado en el cuerpo de una tarjeta de microcircuito de tipo con contactos, según la norma ISO 7816.

Otras características y ventajas de la invención se desprenderán de la descripción a continuación de un modo de realización dado a modo de ejemplo. Esta descripción se realizará con referencia al dibujo en el que:

- la figura 1 muestra en sección un primer ejemplo de módulo electrónico según la invención, colocado en una cavidad de tarjeta de microcircuito con contactos, y

- la figura 2 muestra, siempre en sección, un segundo ejemplo de módulo electrónico según la invención alimentado y que se comunica por medio de una antena mediante acoplamiento electromagnético....

1. Módulo (3) electrónico para tarjeta de microcircuito, que comprende al menos un componente (8, 9) electrónico con varios bornes de conexión eléctrica y un soporte (6) flexible con una cara denominada interna dirigida hacia dicho o dichos componentes (8, 9), y una cara denominada externa con bornes de contactos (10, 11) eléctricos salientes, que permiten la comunicación mediante contacto con un equipo de lectura, caracterizado porque comprende además una plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión fijada a la cara interna del soporte (6) flexible mediante una primera cara y que soporta, en su segunda cara, uno o varios componentes (8, 9) electrónicos y porque dicha plaqueta comprende una red de cableado de interconexión para los bornes de contactos eléctricos del soporte (6) flexible y el o los componentes electrónicos, por medio de un cableado por hilos (15) según la técnica denominada “wire bonding” que conecta bornes de contacto (10, 11) eléctrico a dicha red (13) de interconexión y de un montaje de los componentes electrónicos sobre la plaqueta según la técnica del chip invertido denominada “flip chip”.

2. Módulo según la reivindicación 1, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión comprende un sustrato de silicio que soporta al menos un nivel

(13) de metalización que comprende un conjunto de pistas conductoras que forman una red de cableado de interconexión para los componentes (8, 9) electrónicos del módulo.

3. Módulo según la reivindicación 2, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión comprende un sustrato de silicio que soporta dos niveles (13) de metalización separados por un nivel de pasivación, unidos entre sí mediante vías y que comprenden un conjunto de pistas conductoras que forman una red de cableado de interconexión para los componentes (8, 9) electrónicos del módulo.

4. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el soporte (6) flexible soporta espiras (30, 31) de antena conectadas a los componentes

(8) electrónicos del módulo por medio de la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión.

5. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión está conectada a los bornes de contactos (10, 11) eléctricos de la cara externa del soporte (6) flexible mediante un cableado por hilos que pasan a través de aberturas (16) practicadas en el cuerpo del soporte (6) flexible.

6. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión tiene una superficie igual a

aproximadamente la mitad de la del soporte (6) flexible.

7. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión presenta un grosor del orden de 150 µm a 250 µm.

8. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el soporte (6) flexible tiene un grosor del orden de 50 µm.

9. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el soporte (6) flexible es de poliimida.

10. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el soporte (6) flexible es de epoxí flexible.

11. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se fija mediante adhesión en una cavidad (2) de un cuerpo (1) de tarjeta de microcircuito.

12. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se fija mediante adhesión en una cavidad (2) de un cuerpo (1) de tarjeta de microcircuito, dejándose libre un espacio entre el módulo y el fondo de la cavidad para controlar mejor las tensiones transmitidas al módulo durante la flexión del cuerpo (1) de tarjeta.

13. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se fija en una cavidad (2) de un cuerpo (1) de tarjeta mediante adhesión a un reborde de la cavidad (2).

14. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se monta en el cuerpo (1) de una tarjeta de microcircuito de tipo con contactos, según la norma ISO 7816.

15. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el componente (8) electrónico con varios bornes es un circuito integrado.

16. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión comprende un sustrato de vidrio epoxí revestido con una capa de material conductor en la que está grabado un conjunto de pistas conductoras.

17. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la plaqueta (7) intermedia rígida de interconexión es un circuito impreso.