Электронный модуль для электронной карточки

 

Изобретение относится к электронному модулю, предназначенному, в частности, для установки в электронное устройство типа чип-карты. Технический результат - изготовление электронного модуля ограниченной высоты и реализация карточки с большей толщиной на уровне модуля при использовании его в данной карточке, что повышает механическую прочность последней. Модуль содержит подложку, по меньшей мере, одну поверхность с контактными дорожками и микросхему, закрепленную на подложке и имеющую выходные контакты, каждый из которых соединен с контактной дорожкой подложки. Модуль отличается тем, что соединения между выходными контактами и контактными дорожками образованы швами из адгезивного вязкого токопроводящего вещества, нанесенного по методу раздачи из приспособления типа шприца по рельефу между упомянутыми выходными контактами и контактными дорожками. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электронным модулям, предназначенным, в частности, для установки в электронное устройство в виде карточки, включающим в себя подложку, имеющую, по меньшей мере, одну поверхность с контактными дорожками и микросхемы, закрепленной на указанной подложке и включающей в себя выходные контакты, каждый из которых соединен с одной контактной дорожкой подложки.

К таким устройствам в виде карточки относятся, в частности, карточки с интегральными схемами, называемые также карточками с микросхемами, а также платы электронных элементов для телевидения, видеомагнитофонов и т.д.

Электронная карточка состоит из корпуса карточки и модуля, включающего в себя микросхему и встроенного в корпус карточки.

Модуль электронной карточки содержит подложку, в основном из эпоксидного стекла, с нанесенным на одну поверхность металлическим покрытием для образования контактных дорожек, и микросхему, наклеенную на другую поверхность подложки и имеющую на своей внешней поверхности выходные контакты. В подложке выполнены соединительные отверстия для соединительных проводов, соединяющих выходной контакт с контактной дорожкой.

Соединительные провода, выполненные из нержавеющего металла, такого как золото или алюминий, припаивают с применением различных технологий, таких как пайка ультразвуком или термокомпрессией, требующих последующего защитного покрытия соединительных проводов при помощи смолы. Иногда необходимо устанавливать на подложке ограничительный барьер для смолы в виде металлического или силиконового кольца.

Нанесение массы смолы является неконтролируемым, и после полимеризации она образует каплю большой толщины, высота которой превышает допустимые для электронных карточек габариты. Поэтому необходимо выполнять операцию фрезерования для уменьшения толщины модуля до требуемой величины. Такая операция фрезерования может повредить модуль, что является основной причиной производственного брака.

В корпусе электронной карточки выполняют выемку для установки модуля, которая должна быть относительно глубокой, чтобы в нее поместился довольно высокий модуль. В результате карточка имеет малую толщину на уровне выемки, что приводит при сгибании карточки к существенной деформации ее корпуса и ограничивает надежность и продолжительность использования карточки.

Кроме того, полимеризация капли смолы приводит к вздутию модуля.

Это вздутие может повлечь за собой повреждение устройств, считывающих информацию с электронной карточки.

Основной задачей настоящего изобретения является изготовление электронного модуля ограниченной высоты, в котором устранены вышеупомянутые недостатки.

Электронный модуль в соответствии с настоящим изобретением отличается, в частности, тем, что соединения между выходными контактами и контактными дорожками образованы швом из токопроводящего адгезивного вещества, нанесенного по рельефу подложки.

Данные соединения не требуют защитного покрытия, что позволяет значительно уменьшить высоту модуля. Вследствие этого упрощается процесс изготовления, операция фрезерования становится ненужной и значительно сокращается уровень производственного брака.

В предпочтительном варианте в качестве токопроводящего вещества используют токопроводящую изотропную смолу.

Можно также использовать металл, наносимый путем печатания по трафарету.

В случае, когда в подложке выполнены соединительные отверстия, последние заполняют токопроводящим веществом.

Подложка может иметь две поверхности с контактными дорожками, и соединения выполняют непосредственно на обеих поверхностях без использования соединительных отверстий.

В предпочтительном варианте одну из поверхностей подложки покрывают адгезивной активируемой пленкой.

Тем самым создается дополнительная защита, обеспечивающая предохранение микросхемы, и упрощается операция закрепления модуля в корпусе карточки.

Выходные контакты микросхемы могут иметь соединительные приливы, что позволяет снизить контактное сопротивление.

Объектом настоящего изобретения является также способ изготовления электронного модуля, отличающийся тем, что шов выполняют путем нанесения вязкого токопроводящего вещества.

Такой прием нанесения при помощи шприца или другого аналогичного устройства является быстрым и простым в применении.

Кроме того, объектом настоящего изобретения является также электронная карточка, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один электронный модуль упомянутого типа.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, иллюстрируемого чертежами, на которых показано следующее.

Фиг. 1 - схематическое изображение в поперечном разрезе электронного модуля известного типа.

Фиг.2 - изображение электронного модуля в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3 - вид сверху одного из типов выполнения модуля, подложка которого имеет две поверхности с контактными дорожками.

На фиг.1 показан электронный модуль известного типа.

Он включает в себя подложку 10, например, из эпоксидного стекла. На одной из поверхностей 12 имеются контактные дорожки, выполненные путем нанесения металла. На другую поверхность 16 наносят слой клея 18 для закрепления нижней поверхности микросхемы 20, имеющей выходные контакты 22 на свободной верхней поверхности.

Соединения между выходными контактами 22 и контактными дорожками 14 выполняют путем пайки металлических проводов 24, проходящих через соединительное отверстие 26, выполненное в подложке 10. После операции пайки проводов 24, последние покрывают полимеризирующейся смолой, образующей каплю 28, ограниченную охватывающим силиконовым кольцом 30.

Эту каплю наносят неконтролируемым способом, и она имеет значительную толщину, что увеличивает высоту модуля, и необходимо снять его верхнюю часть путем механической операции, такой как фрезерование, как схематически показано пунктирной линией 32.

Как было упомянуто выше, присутствие указанной капли 28 может уменьшить механическую прочность электронной карточки на уровне выемки, в которую устанавливают модуль, и, кроме того, в данном месте карточки может возникнуть выпуклость.

На фиг.2 показан электронный модуль, выполненный в соответствии с настоящим изобретением. Подложка 40 имеет соединительные отверстия 42. На нижнюю поверхность 44 подложки 40 нанесено металлическое покрытие, и она содержит контактные дорожки 46, 48 и 50. На верхнюю поверхность 52 подложки 40 нанесен слой 54 клея для закрепления микросхемы 56, имеющей на своей верхней поверхности 58 выходные контакты 60 и 62, которые могут иметь контактные приливы, не показанные на чертеже. По периметру микросхемы 56, на поверхности 52 подложки рядом с микросхемой и в соединительных отверстиях 42 нанесено покрытие 64 из изоляционного адгезива.

В соответствии с настоящим изобретением соединения 66 и 68 между выходными контактами 60 и 62 и контактными дорожками образованы швом из адгезивного токопроводящего вещества, нанесенного по рельефу подложки и, в частности, соприкасающегося с адгезивным покрытием 64, при этом концы шва находятся в контакте с соответствующими выходным контактом и контактной дорожкой. Данное вещество наносят в вязком состоянии.

Нанесение данного вещества, например токопроводящего изотропного клея, осуществляют по так называемой технологии "раздачи", при которой жидкое или слабовязкое вещество наносят при помощи шприца или другого аналогичного устройства с управляемым расходом и раскрывом.

Указанную операцию раздачи осуществляют, например, при помощи установки, выпускаемой под названием CAM/ALOT компанией "Camelot Systems Inc." (США) и используемой для конвейерного производства электронных схем. Перемещение и раскрытие шприца управляется компьютерной программой.

Указанные соединения можно выполнять путем нанесения металла способом печатания по трафарету.

Для улучшения электрического контакта выходные контакты могут иметь контактные приливы, с которыми осуществляется контакт концов шва токопроводящего вещества.

Настоящее изобретение находит свое применение также в случае, когда подложка имеет две покрытые металлом поверхности с контактными дорожками.

На фиг.3 показан частичный вид снизу модуля, на котором видна микросхема 70 с выходными контактами 72, 74, 76, 78 и 80. Контакты 72, 74 и 76 соединены с контактной дорожкой нижней поверхности подложки, а контакты 78 и 80 - с дорожкой 82, соответственно 84, расположенной на верхней поверхности подложки, также при помощи шва 86, соответственно 88, из адгезивного токопроводящего вещества.

Электронный модуль в соответствии с настоящим изобретением может быть покрыт адгезивной пленкой, активируемой, например, при нагревании или с помощью ультрафиолетового излучения, для того, чтобы, с одной стороны, обеспечить защитное покрытие микросхемы и, с другой стороны, упростить операцию закрепления модуля в выемке корпуса карточки.

Выполнение прямых соединений в соответствии с настоящим изобретением можно использовать при изготовлении любого электронного устройства в виде карточки, таких как карточки управления видеоаппаратурой или бытовыми приборами.

Очевидно, что использование настоящего изобретения исключает необходимость в покрытии соединений и, следовательно, позволяет уменьшить толщину модулей.

Кроме того, применяемые в качестве токопроводящего вещества смолы отличаются высокой гибкостью, что способствует повышению надежности модуля.

Операции, связанные с покрытием соединений, а именно установка ограничительного барьера в виде силиконового кольца, нанесение смолы покрытия и механическая обработка капли смолы, становятся ненужными. В результате обеспечивается упрощение производства и снижение себестоимости продукции.

Настоящее изобретение позволяет реализовать карточку с большей толщиной на уровне модуля и, следовательно, повысить механическую прочность карточки.

Настоящее изобретение позволяет также уменьшить размеры модулей в плоскости микросхемы и, как следствие, осуществлять изготовление модулей конвейерным способом на двух смежных линиях производства модулей.

И, наконец, настоящее изобретение позволяет устранить явление вздутия, а следовательно, избежать повреждения считывающих устройств.

Формула изобретения

1. Электронный модуль, предназначенный для электронного устройства типа чип-карты, содержащий подложку (40), имеющую по меньшей мере одну поверхность (44), снабженную контактными дорожками (46, 48, 50), и микросхему (56, 70), которая закреплена на подложке (40) и которая содержит на своей поверхности (58) выходные контакты (60, 62), связанные с контактными дорожками (46, 48, 50), микросхема (56, 70) закреплена на подложке (40) поверхностью, отличной от упомянутой поверхности, содержащей выходные контакты (60, 62), соединения (66, 68, 86, 88) выходных контактов (60, 62) с контактными дорожками (46, 48, 50) содержат адгезивное электропроводное вещество, отличающийся тем, что соединения (66, 68, 86, 88) выходных контактов (60, 62) с контактными дорожками (46, 48, 50) образованы швами из вязкого электропроводного вещества, нанесенными по методу раздачи посредством шприца или другого аналогичного приспособления по рельефу между упомянутыми выходными контактами (60, 62) и контактными дорожками (46, 48, 50).

2. Электронный модуль по п. 1, отличающийся тем, что соединительные швы (66, 68, 86, 88), сформированные из электропроводного вещества, выполнены из изотропного электропроводного клея.

3. Электронный модуль по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подложка (40) содержит две поверхности, снабженные контактными дорожками (46, 48, 50) и соединительными отверстиями (42), причем концы упомянутых швов, выполненных из электропроводного вещества, находятся в электрическом контакте с соответствующими выходными контактами и с контактными дорожками.

4. Электронный модуль по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что одна из поверхностей модуля покрыта активируемой адгезивной пленкой.

5. Электронный модуль по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что выходные контакты (60, 62) микросхемы (20, 56, 70) содержат контактные приливы.

6. Электронное устройство типа чип-карты, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один электронный модуль по любому из пп. 1-5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3