Conector de chip de circuito y método de conexión de un chip de circuito.

Una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID), que comprende:



un primer sustrato, con un primer elemento de antena (60) y un segundo elemento de antena (62) dispuestos sobre el primer sustrato, en el que el primer elemento de antena (60) está aislado eléctricamente respecto del segundo elemento de antena (62);

caracterizada por:

un segundo sustrato (32), con un primer panel de contacto (34) y un segundo panel de contacto (36) dispuestos sobre el segundo sustrato (32);

el primer panel de contacto (34) estando aislado eléctricamente respecto del segundo panel de contacto (36); y

un circuito integrado (10) acoplado al primer (34) y al segundo (36) paneles de contacto, en el que el primer (34) y el segundo (36) paneles de contacto están en contacto eléctrico con el primer (60) y el segundo (62) elementos de antena.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E00302389.

Solicitante: Motorola Solutions, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1303 East Algonquin Road Schaumburg IL 60196 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: EBERHARDT, NOEL, H., PENNAZ, THOMAS, J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G06K19/07 SECCION G — FISICA.G06 COMPUTO; CALCULO; CONTEO.G06K RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES DE REGISTROS; MANIPULACION DE SOPORTES DE REGISTROS (impresión per se B41J, G01V). › G06K 19/00 Soportes de registro para utilización con máquinas y con al menos una parte prevista para soportar marcas digitales. › con chips de circuito integrado.
  • G06K19/077 G06K 19/00 […] › Detalles de estructura, p. ej. montaje de circuitos en el soporte.
  • H01L21/60 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 21/00 Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas. › Fijación de hilos de conexión o de otras piezas conductoras, para conducir la corriente hacia o desde el dispositivo durante su funcionamiento.
  • H01L23/498 H01L […] › H01L 23/00 Detalles de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (H01L 25/00 tiene prioridad). › Conexiones eléctricas sobre sustratos aislantes.
  • H01L25/00 H01L […] › Conjuntos consistentes en una pluralidad de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00; módulos fotovoltaicos o conjuntos de células fotovoltaicas H01L 31/042).
  • H01R4/04 H01 […] › H01R CONEXIONES CONDUCTORAS DE ELECTRICIDAD; ASOCIACION ESTRUCTURAL DE UNA PLURALIDAD DE ELEMENTOS DE CONEXION ELECTRICA AISLADOS UNOS DE OTROS; DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO; COLECTORES DE CORRIENTE (interruptores, fusibles H01H; dispositivos de acoplamiento del tipo de guía de ondas H01P 5/00; disposiciones de conmutación para la alimentación o la distribución de energía eléctrica H02B; instalación de líneas eléctricas, cables o líneas o cables eléctricos y ópticos combinados, o de aparatos auxiliares H02G; medios impresos para realizar conexiones eléctricas con o entre circuitos impresos H05K). › H01R 4/00 Conexiones conductoras de electricidad entre varios órganos conductores de contacto directo, es decir, que se tocan el uno al otro; Medios para realizar o mantener tales contactos; Conexiones conductoras de electricidad entre varios órganos conductores de contacto directo, es decir, que se tocan el uno al otro; medios para realizar o mantener tales contactos; conexiones conductoras de electricidad con dos o más emplazamientos de conexión espaciados para los conductores y utilizando órganos de contacto que penetran en el aislamiento (detalles de los contactos en dispositivos de H01R 13/00; dispositivos de acoplamiento H01R 12/70, H01R 24/00 - H01R 33/00; conectores de líneas flexibles o giratorios H01R 35/00 colectores de corriente no rotativos H01R 41/00). › que utilizan adhesivos eléctricamente conductores.
  • H05K3/32 H […] › H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05K CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION DE APARATOS ELECTRICOS; FABRICACION DE CONJUNTOS DE COMPONENTES ELECTRICOS (detalles de instrumentos o detalles comparables de otros aparatos no previstos en otro lugar G12B; circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/01, H01L 27/13; medios no impresos para realizar conexiones con o entre circuitos impresos H01R; envolturas o detalles de realización de tipos particulares de aparatos, ver las subclases apropiadas; procedimientos que sólo comprenden una técnica prevista en otro lugar, p. ej. calefacción, pulverización, ver la subclase apropiada). › H05K 3/00 Aparatos o procedimientos para la fabricación de circuitos impresos (producción por vía fotomecánica de superficies texturadas, materiales a este efecto o sus originales, aparellajes especialmente adaptados a este efecto, en general G03F; que implican la fabricación de dispositivos semiconductores H01L). › Conexiones eléctricas de componentes eléctricos o de hilos a circuitos impresos.
  • H05K3/34 H05K 3/00 […] › Conexiones soldadas.

PDF original: ES-2453486_T3.pdf

 

Conector de chip de circuito y método de conexión de un chip de circuito.

Fragmento de la descripción:

Conector de chip de circuito y método de conexión de un chip de circuito Esta solicitud tiene la prioridad parcial de la solicitud provisional de U.S.A. número de serie 60/125 842, presentada el 24 de marzo de 1999, y de la solicitud provisional U.S.A. de número de serie 60/149 486, presentada el 18 de agosto de 1999.

Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere a una etiqueta de dispositivo de identificación por radiofrecuencia (RFID, radio frequency identification device) y a un método de fabricación de un dispositivo de radiofrecuencia. Más específicamente, la invención está dirigida a un método de fabricación en masa de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFIDs) , mediante montar chips de circuito integrado (ICs) en elementos de interposición que a continuación se conectan física y eléctricamente al circuito, tal como una antena de película conductora, utilizando un adhesivo conductor sensible a la presión.

Los dispositivos de radiofrecuencia (RF, Radio frequency) tales como los RFIDs pueden utilizarse para la gestión de inventario, pases exprés para peajes de autopistas y muchos otros fines que son adecuados para consultar el dispositivo. Dichos dispositivos pueden fabricarse incorporando un IC apropiado a través del espacio entre dos superficies conductoras de una antena de película conductora delgada. Dicha antena puede fabricarse introduciendo un espacio entre una superficie de película conductora, creando de este modo dos mitades o partes conductoras. El IC contiene datos codificados para propósitos de identificación. El IC y la antena actúan juntos como un transpondedor, que recibe una señal de RF y la modifica de acuerdo con los datos codificados en el IC. En el documento US 5 776 278 se proporciona un ejemplo de dichas etiquetas RFID y su fabricación.

La invención es una etiqueta RFID que incluye un sustrato delgado, como un elemento de interposición, que tiene dos paneles de tinta conductora impresa. Estos paneles proporcionan una área eficaz de contacto eléctrico mayor que los ICs con un alineamiento preciso para la colocación directa sin un elemento de interposición. La mayor área reduce la precisión necesaria para la colocación de ICs durante la fabricación, mientras que sigue proporcionando una conexión eléctrica eficaz. El sustrato se recubre con un adhesivo conductor sensible a la presión que permite montar eléctrica y mecánicamente un IC a través de los paneles de tinta conductora. Se prefieren adhesivos sensibles a la presión, pero este método de fabricación no se limita solamente a aplicaciones con adhesivos sensibles a la presión. El IC puede montarse a través del espacio del elemento de interposición, idealmente con el mismo adhesivo que se ha utilizado para montar en el circuito el subconjunto de elemento de interposición-IC.

En la técnica se conocen métodos de conexión de ICs a películas metálicas delgadas, por ejemplo, conductores soporte. En estos métodos, el IC se pega en la parte superior del conductor soporte, y a continuación el conductor soporte se conecta a conexiones eléctricas en el IC mediante técnicas de unión por hilo. Debido a la naturaleza frágil de la unión, las conexiones son encapsuladas para su refuerzo. La presente invención utiliza un elemento de interposición que tiene adhesivo conductor, para unir mecánicamente y conectar eléctricamente el IC a una antena de película metálica delgada, manteniendo por lo tanto la flexibilidad y proporcionando una conexión más robusta. No obstante, el objetivo de la presente invención incluye la utilización en cualquier aplicación de circuito de película delgada que requiera la colocación de un IC u otros componentes de instalación empotrados.

Los métodos de la técnica anterior tienen dificultades en la alineación de ICs con substratos base o viceversa. La colocación del IC se conseguía colocando en primer lugar el sustrato de base individual alineado con un IC, de tal modo que los conductores de unión del sustrato estén alineados con los conectores del IC. Alternativamente, si el sustrato es la pieza de base, el IC tenía que ser alineado con precisión para una conexión física y eléctrica. Los paneles o conductores de unión relativamente pequeños sobre el sustrato y el IC proporcionan un área de conexión eficaz pequeña y limitan sensiblemente las tolerancias para la colocación de un IC a través del espacio de un sustrato de circuito de película metálica delgada. La colocación y montaje del IC son limitaciones importantes para la fabricación a alta velocidad.

Un método anterior de fabricación de una etiqueta RF incluye utilizar una máquina de colocación de chips que monta ICs entre dos partes conductoras independientes de una antena de película delgada. El método requiere el alineamiento preciso del IC entre un espacio de aproximadamente 0, 43 mm (aproximadamente 0, 017 pulgadas) entre las partes de antena. Dichas tolerancias reducen sensiblemente las velocidades de la línea. Este método es aceptable para artículos de precios elevados que pueden fabricarse a una velocidad de línea reducida. La máquina de colocación de chips no puede utilizarse fácilmente para la aplicación a alta velocidad de ICs sobre dispositivos de bajo coste. Asimismo, una máquina de colocación de chips es relativamente costosa de comprar y manejar. La presente invención con un IC posicionado previamente supera esta precisión requerida de manera que un convertidor, tal como una impresora de sellos, puede pegar ICs con una velocidad de línea elevada, tal como se requiere para utilizaciones tales como envases u otros productos desechables que incorporan etiquetas RFID, o dispositivos similares. Un convertidor puede utilizar tecnología existente para aplicar el IC montado en un elemento de interposición, sin la necesidad de comprar una máquina de colocación de chips.

Los métodos anteriores requerían asimismo unión, tal como unión termosónica, lasersónica; soldadura; o unión por hilos. Dichos métodos requieren habitualmente más etapas del proceso y a menudo tienen defectos debido a la aplicación de calor en la soldadura o en la unión por hilos. Además, la soldadura por ondas o los hornos de reflujo exponen a menudo a los componentes a temperaturas elevadas que pueden provocar daños en los componentes. Estos métodos complicados se sustituyen en la presente invención por la aplicación del elemento de interposición de la presente invención, que tiene un IC situado previamente en el sustrato de base (es decir, las mitades de antena) con adhesivo conductor. No se requiere aplicar calor en la colocación y conexión del subconjunto de elemento de interposición-chip en el circuito del sustrato. El calor y una humedad elevada pueden ser perjudiciales para los chips. El adhesivo sensible a la presión conductor anisotrópicamente utilizado en la presente invención supera estas limitaciones de unión y etapas que potencialmente causan defectos.

La tecnología actual depende de la utilización de una cinta conductora aplicada como una película libre para acoplar el elemento de interposición a la antena RFID o circuito similar. Mediante la utilización de un adhesivo conductor imprimible se consigue una flexibilidad significativa, una eficiencia mejorada y un coste reducido. Para formar una abertura en una cinta, es necesaria una etapa relativamente difícil de perforación de un orificio. El adhesivo de la presente invención se imprime sobre el área conductora y sirve para acoplar el elemento de interposición a lasmitades de antena, tanto física como eléctricamente. Éste puede imprimirse o aplicarse en cualquier patrón, lo que incluye con una apertura o rebaje.

En la técnica se conocen otras técnicas para unir ICs a patrones de circuito conductor de un sustrato, ver por ejemplo el documento US 4 215 359, que acopla una lámina aislante que incorpora conductores a un elemento semiconductor. Otros métodos utilizan un adhesivo anisotrópicamente conductor entre áreas elevadas (paneles) para la unión sobre el sustrato y el emparejamiento con áreas de unión elevadas del IC. El adhesivo ha sido habitualmente un polímero aislante que contiene partículas conductoras que contactan simultáneamente con una conexión elevada del IC y coinciden con un área elevada del sustrato para proporcionar la interconexión. Las partículas conductoras no conducen en la dirección lateral u horizontal dado que transmiten corriente solamente en la dirección vertical entre el sustrato y las áreas elevadas de unión del dispositivo. Dicha conducción es "anisótropa". El polímero es curado después de montar el IC sobre el sustrato, que a continuación proporciona una unión estructural permanente además de una conexión conductora. La sustitución... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) , que comprende:

un primer sustrato, con un primer elemento de antena (60) y un segundo elemento de antena (62) dispuestos sobre el primer sustrato, en el que el primer elemento de antena (60) está aislado eléctricamente respecto del segundo elemento de antena (62) ;

caracterizada por:

un segundo sustrato (32) , con un primer panel de contacto (34) y un segundo panel de contacto (36) dispuestos sobre el segundo sustrato (32) ;

el primer panel de contacto (34) estando aislado eléctricamente respecto del segundo panel de contacto (36) ; y

un circuito integrado (10) acoplado al primer (34) y al segundo (36) paneles de contacto, en el que el primer (34) y el segundo (36) paneles de contacto están en contacto eléctrico con el primer (60) y el segundo (62) elementos de antena.

2. La etiqueta RFID acorde con la reivindicación 1, en la que el primer (34) y el segundo (36) paneles de contacto forman un perfil de dos lóbulos ovalados, o triangulares o poligonales situados en, o cerca de su punto más estrecho para estar situados a lo largo de un eje vertical común.

3. La etiqueta RFID acorde con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que un adhesivo conductor está aplicado por lo menos a una parte del primer (34) y el segundo (36) paneles de contacto.

4. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que por lo menos uno del elemento de antena (60; 62) , el primer panel de contacto (34) y el segundo panel de contacto (36) está impreso.

5. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el circuito (10) está acoplado eléctricamente al primer (34) y al segundo (36) paneles de contacto.

6. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer panel de contacto

(34) está dispuesto sobre el segundo sustrato, diagonalmente respecto del segundo panel de contacto.

7. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer (34) y el segundo (36) paneles de contacto están eléctricamente aislados entre sí.

8. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer (34) y el segundo (36) paneles de contacto están físicamente separados entre sí.

9. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que por lo menos uno del primer

(34) y el segundo (36) paneles de contacto está impreso con un material seleccionado entre un grupo que consiste en: carbono y un material metalizado.

10. La etiqueta RFID acorde con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de antena está dividido en una primera mitad y una segunda mitad, y en la que el primer panel de contacto está diseñado para hacer contacto eléctrico con la primera mitad de la antena, y el segundo panel de contacto está diseñado para hacer contacto eléctrico con la segunda mitad de la antena.

11. Un método de fabricación de una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) , que comprende las etapas de:

disponer un circuito de sustrato de película delgada sobre el que se disponen un primer elemento de antena (60) y un segundo elemento de antena (62) eléctricamente aislados entre sí;

formar un elemento de interposición que tiene un primer (34) y un segundo (36) paneles de contacto eléctricamente aislados entre sí;

acoplar un chip de circuito integrado (10) al primer (34) y al segundo (36) paneles de contacto para formar un subconjunto;

localizar el subconjunto sobre una parte del circuito de sustrato de película delgada, y

conectar eléctricamente el chip de circuito integrado (10) al primer elemento de antena (60) y al segundo elemento de antena (62) mediante colocar el subconjunto en contacto con el circuito de sustrato, fijando de ese modo el chip de circuito integrado por lo menos a la parte del circuito de sustrato.

12. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con la reivindicación 11, en el que los paneles de contacto (34, 36) se forman con un perfil de dos lóbulos ovalados, o triangulares o poligonales, situados cerca de su punto más estrecho para estar situados a lo largo de un eje vertical común, con un espacio entre los paneles.

13. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en el que el circuito de sustrato de película delgada incluye mitades de antenas metalizadas formadas sobre una película polimérica.

14. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la etapa de localizar el subconjunto de elemento de interposición-chip sobre la parte del circuito de sustrato de película delgada, es sobre un espacio de separación entre las mitades metalizadas de una antena de película metálica.

15. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que la etapa de conectar eléctricamente el chip de circuito integrado al circuito de sustrato de película delgada incluye la etapa de colocar el elemento de interposición en contacto con el circuito de sustrato mediante conectar el chip de circuito integrado a cada mitad de antena metalizada.

16. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en el que la etapa de conectar eléctricamente el chip de circuito integrado al circuito de sustrato de película delgada mediante colocar el subconjunto de elemento de interposición-chip en contacto con el circuito de sustrato se lleva a cabo, tanto física como eléctricamente, con un adhesivo conductor sensible a la presión.

17. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que la etapa de colocar el chip de circuito integrado sobre el elemento de interposición de tal modo que el chip de circuito integrado está en contacto con los paneles del elemento de interposición para formar el subconjunto, se lleva a cabo con un adhesivo conductor sensible a la presión.

18. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que el adhesivo conductor sensible a la presión es un adhesivo anisotrópicamente conductor.

19. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, que comprende además curar el adhesivo conductor mediante radiación.

20. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, en el que el curado del adhesivo conductor es curado ultravioleta.

21. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 20, en el que la etapa de colocar el chip de circuito integrado sobre el elemento de interposición de manera que el chip de circuito integrado está en contacto con los paneles del elemento de interposición para formar el subconjunto, y la etapa de conectar eléctricamente el chip de circuito integrado al circuito de sustrato de película delgada mediante situar el subconjunto de elemento de interposición-chip en contacto con el circuito de sustrato, se llevan a cabo ambas con el mismo adhesivo sensible a la presión anisotrópicamente conductor.

22. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 21, que incluye una etapa adicional de detección de defectos en el chip de circuito integrado del subconjunto antes de aplicar el subconjunto al circuito de sustrato de película delgada.

23. El método de fabricación del dispositivo de radiofrecuencia acorde con la reivindicación 22, que incluye una etapa adicional de aislar y omitir la colocación del subconjunto que tiene el defecto detectado en contacto con el circuito de sustrato de película delgada.


 

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