Способ изготовления устройства, содержащего по меньшей мере один электронный элемент, связанный с подложкой и антенной

Изобретение относится к способу изготовления устройства, содержащего по меньшей мере один электронный элемент (3), связанный с подложкой (1) и антенной (2). Согласно изобретению способ содержит следующие этапы: размещают антенну (2) на верхней поверхности (6) подложки (1); вводят, по меньшей мере частично, электронный элемент (3, 10) в подложку (1); ламинируют этот узел так, чтобы позволить антенне (2) и электронному элементу (3, 10) полностью войти в подложку (1); и охлаждают ламинированную подложку (1) под прессом. Изобретение также относится к устройству, полученному таким образом или в виде готового изделия или полуфабриката. Это устройство может найти применение в качестве микропроцессорной карты или в паспорте. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к способу изготовления устройства, содержащего по меньшей мере один электронный элемент, связанный с подложкой или антенной, причем такое устройство может найти применение в качестве микропроцессорной карты или в паспорте.

Данное изобретение относится, кроме того, к получаемому таким образом устройству, которым является или готовое изделие или полуфабрикат.

Уровень техники

Из международной заявки № WO2004102469 известен способ монтажа электронного компонента на подложку.

Сущность изобретения

Главной задачей настоящего изобретения является предложение способа, который позволяет выполнять устройство того же типа, что и некоторые узлы, получаемые способом, предложенным в вышеупомянутой международной заявке, но который имеет, в частности, меньшую толщину, улучшенное качество, в частности повышенную прочность, а также меньшие производственные затраты.

Данная задача достигается посредством способа изготовления устройства, содержащего по меньшей мере один электронный элемент, связанный с подложкой и антенной, причем данный способ примечателен тем, что содержит следующие этапы:

- размещают антенну на верхней поверхности подложки;

- вводят, по меньшей мере частично, электронный элемент в подложку;

- ламинируют этот узел так, чтобы позволить антенне и электронному элементу полностью войти в подложку; и

охлаждают ламинированную подложку (1) под прессом.

Таким образом, тогда как в способах известного уровня техники ламинирование служило для соединения вместе по меньшей мере двух слоев материала, согласно настоящему изобретению, ламинирование служит для введения полностью в подложку антенны и еще выступающей части электронного элемента, что имеет преимущество в том, что позволяет получать изделие, состоящее из единственного слоя, в который погружены электронный элемент и антенна. Фактически, в противоположность случаю стандартного ламинирования, известного до настоящего времени, при котором получаемое устройство содержит электронный элемент, размещенный между двумя слоями ламинируемого материала, устройство согласно настоящему изобретению содержит только один единственный слой, имеющий электронный элемент, полностью заключенный в нем.

Из этого следует, что получаемое устройство имеет меньшую толщину, чем устройства, получаемые осуществлением способов известного уровня техники.

Кроме того, он использует меньшее количество слоев материала и, таким образом, использует меньше материала, что делает его легким для изготовления и более экономичным.

Кроме того, была отмечена лучшая удельная проводимость в отношении антенны из-за температуры и сжатия частиц чернил, а также соединения между антенной и микросхемой во время ламинирования, что приводит к лучшим рабочим характеристикам.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества изобретения ниже подробно описываются в нижеследующем описании, которое приводится с ссылкой на прилагаемые фигуры, которые схематически представляют:

- фиг.1: электронный элемент, располагаемый с целью его монтажа в подложку, покрытую антенной;

- фиг.2: узел электронный элемент-подложка-антенна после монтажа;

- фиг.3: узел по фиг.2 после ламинирования и перед необязательным наложением герметизирующего листа;

- фиг.4: подложка, подобная подложке на фиг.1;

- фиг.5: подложка по фиг.4 после нанесения антенны;

- фиг.6: подложка по фиг.5 после выполнения отверстия;

- фиг.7: введение электронного элемента в подложку по фиг.6;

- фиг.8: подложка по фиг.7 после ламинирования;

- фиг.9: наложение листа на верхнюю поверхность подложки; и

- фиг.10: нанесение герметизирующего слоя на нижнюю поверхность подложки.

Подробное описание изобретения

Первый вариант осуществления

Первый вариант осуществления изобретения представлен на фиг.1-3.

На фиг.1 можно видеть электронный элемент, состоящий из электронной микросхемы 4 со своими соединителями 5, расположенными над ним, и опору или подложку 1, имеющую верхнюю поверхность 6, на которой была размещена антенна 2 известным образом (например, посредством печати). Антенна 2, таким образом, выступает относительно верхней поверхности 6 подложки 1.

Эта подложка имеет, в целом, форму, в основном, прямоугольного листа. Его толщина может составлять, например, между 100 и 250 микронами.

Толщина электронной микросхемы 4, в основном, составляет от 75 до 150 микрон, и толщина его соединителей 5 - от 8 до 50 микрон. Такой узел микросхема 4 - соединители 5 (электронный элемент) обычно называется «шина».

Антенна 2 также обычно имеет толщину порядка 8-50 микрон.

Чтобы перейти от фиг.1 к фиг. 2, т.е. убрать рельеф, созданный антенной 2, микросхемой 4, соединителями 5 и изолирующей мостовой схемой (не представлена на фигурах), которая служит для обеспечения соединения одного конца антенны 2 с другим концом антенны 2 над витками антенны 2 с целью соединения этой антенны с соединителями 5 микросхемы 4 без создания короткого замыкания, размещают шину 3 в подложке 1, затем ламинируют этот узел в термопрессе, который размягчает подложку 1, и который позволяет всем элементам (антенне 2, шине 3 и изолирующей мостовой схеме) внедряться в подложку 1. Затем все изделие отверждается в холодном прессе.

Способ ламинирования, таким образом, содержит, прежде всего, этап с давлением при высокой температуре, затем этап с давлением при более низкой температуре.

Предпочтительно используется достаточно большое давление (или скорее давления, зная, что за горячим прессованием обычно следует холодное прессование), чтобы электронный элемент 3 полностью внедрился в подложку 1. Другими словами, микросхема 4, а также ее соединители 5, полностью встраиваются в подложку 1.

Так как соединители 5 находятся в контакте с небольшим участком антенны 2, этот участок таким образом аналогичным образом увлекается во внутреннюю часть подложки 1.

Чтобы предотвратить во время ламинирования, что некоторые элементы (например, антенна 2) остаются прилипшими к устройствам, которые прикладывают давление к верхней поверхности 6 подложки 1, обычно используется лист, выполненный из антиадгезивного материала. Альтернативно, также возможно использование «стандартного» листа, но с расположением антиадгезивного листа на этом листе, чтобы предотвратить прилипание ламинируемых элементов к листу.

Этим антиадгезивным листом, если он используется, является лист, который не прилипает к верхней поверхности 6 подложки 1, ни во время его простого размещения на этой поверхности 6, а также ни из-за давления, действующего во время ламинирования. Он состоит, например, из тефлонового листа.

Таким образом, после ламинирования и удаления этого антиадгезивного листа (если он используется), получается устройство, которое можно видеть на фиг.3. Как можно отметить, электронный элемент 3 со своей микросхемой 4 и соединителями 5 и антенной 2 полностью встраивается в подложку 1.

Второй вариант осуществления

Согласно второму варианту осуществления, используется электронный элемент 10, обычно называемый «электронным модулем», который состоит из электронной микросхемы, соединенной с выводной рамкой, причем микросхема покрыта оболочкой механической защиты.

Затем выполняются действия, представленные на фиг.4-8:

- начинают с подложки 1, которая может состоять из, в частности, пластика или из достаточно жесткого картона (фиг.4);

- как и в первом варианте осуществления, размещают антенну 2 (фиг.5) на верхней поверхности 6 подложки 1, например, посредством печати;

- выполняют отверстие 9, обычно сквозное отверстие, на верхней поверхности 6 подложки 1 (фиг.6), чтобы иметь возможность размещения в нем части электронного модуля 10;

- вводят электронный модуль 10 до упора в сквозное отверстие 9 (фиг.7), причем небольшая часть антенны 2 в контакте с боковыми областями выводной рамки, таким образом, аналогично вдавливаются в подложку 1; выводная рамка выступает, по меньшей мере частично, относительно верхней поверхности 6 подложки 1; и

- переходят к ламинированию, как описано в контексте первого варианта осуществления, вдавливая или завершая вдавливание выводной рамки и остальной части антенны 2 в подложку 1 (фиг.8).

Подложка 1, таким образом, получается с совершенно ровной верхней поверхностью 6, полностью вмещая в себя антенну 2 и электронный модуль 10.

Важно отметить, что, во время этапа ламинирования, частицы чернил антенны 2 сжимаются, что приводит к лучшим рабочим характеристикам в отношении проводимости.

Как и со способом согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, во время ламинирования снова может использоваться лист, выполненный из антиадгезивного материала. Альтернативно, также возможно использование «стандартного» листа, но с размещением антиадгезивного листа на этом листе, чтобы предотвратить прилипание ламинируемых элементов к металлическому листу.

Размеры сквозного отверстия 9 могут планироваться таким образом, что в отверстие размещается только микросхема электронного модуля 10 с его оболочкой.

Аналогично, возможно обеспечение дополнительного этапа для того, чтобы иметь возможность фиксирования электронного модуля 10 на подложке 1, в частности тогда, когда подложки 1 с антеннами 2 и электронными модулями 10 перемещаются к машине для ламинирования (таким образом, между фиг.7 и фиг.8). В этом случае, может наноситься слой клея, например, между подложкой 1 и электронным модулем 10. Альтернативно, электронный модуль 10 может вводиться с усилием в сквозное отверстие 9, так что он остается там зафиксированным.

Устройство, полученное так, как указано в вышеупомянутых вариантах осуществления, является полуфабрикатом.

В альтернативном варианте способа, сквозное отверстие 9 не выполняется в подложке 1 перед ламинированием. Фактически, в некоторых случаях, может быть возможным также выполнение ламинирования подложки 1 только с антенной 2 и использование листов с подходящими рельефами, чтобы создавать полости (глухие отверстия) в предполагаемых местах для вставления электронного элемента 10.

В этом случае, подложки 1 с антенной 2, введенной в подложку 1, и полостями для размещения, предусмотренными для электронных элементов 10 в подложке 1, могут использоваться в качестве полуфабрикатов. Затем электронные элементы 10 могут вставляться в полости и либо ламинироваться, либо фиксироваться в полостях с помощью клея или чего-либо подобного.

В любом случае, толщина подложки 1, предпочтительно, немного больше толщины электронного элемента 3 или 10, так что во время этапа ламинирования этот электронный элемент 3 или 10 может быть полностью вдавлен в подложку.

Полуфабрикат, таким образом, получается без рельефа и на верхней поверхности 6 и на нижней поверхности 8, что позволяет достичь более тонких и более гибких изделий, что существенно повышает их качество, в частности, так как такие изделия являются более стойкими к изгибанию и деформации. Встраивание электронного элемента 3 или 10, а также антенны 2, в массу подложки позволяет получать более тонкий, более прочный и менее дорогостоящий полуфабрикат.

В некоторых случаях, полуфабрикат может быть преобразован в готовое изделие при этом предусматривается дополнительный этап нанесения герметизирующего слоя (или пленки) 7 (см. фиг.3 и 10) на верхнюю поверхность 6 и/или на нижнюю поверхность 8 подложки 1 для защиты последней от любого проникновения влаги, что может привести к опасности изменения искомых свойств готового изделия.

Таким образом, может быть получена микропроцессорная карта, такая как карта радиочастотной идентификации (RFID), которая может быть транспортной картой, платежной картой, картой для доступа в место, для доступа к сервису или неограничивающим образом электронным паспортом и т.д., причем узел микросхема/антенна образует транспондер.

Также может быть предусмотрен другой дополнительный этап, показанный на фиг.9, который состоит из нанесения слоя клея 12 на всю или часть верхней поверхности 6 подложки 1 перед нанесением там покрытия 11 (например, для создания электронного документа). Природа этого покрытия 11 зависит от использования, предполагаемого для готового изделия, причем оно может быть, например, документом удостоверения личности, таким как паспорт, идентификационной картой или разрешением на жительство.

Добавлением к устройству по фиг.3 или 8 листа бумаги на верхней поверхности и другого листа на нижней поверхности подложки получается «электронный билет», например, или другая ценная бумага.

Само собой разумеется, что устройство может включать в себя множество электрических элементов, причем каждый имеет антенну или общую антенну.

Положение элемента или элементов, конечно, может адаптироваться в соответствии с создаваемым изделием, чтобы соответствовать механическим ограничениям на изделие.

Хотя были описаны различные варианты осуществления, понятно, что невозможно описать все возможные варианты осуществления исчерпывающим образом. Конечно, допустимо заменить одно описанное средство эквивалентным средством без отступления от объема настоящего изобретения. Все эти модификации образуют часть общеизвестных знаний специалиста в технологической области изготовления описанных полуфабрикатов и готовых изделий.

1. Способ изготовления устройства, содержащего по меньшей мере один электронный элемент (3, 10), связанный с подложкой (1) и антенной (2), содержащий следующие этапы:

- размещают антенну (2) на верхней поверхности (6) подложки (1);

- вводят, по меньшей мере частично, электронный элемент (3, 10) в подложку (1);

- ламинируют этот узел так, чтобы позволить антенне (2) и электронному элементу (3, 10) полностью войти в подложку (1); и

- охлаждают ламинированную подложку (1) под прессом.

2. Способ по п. 1, в котором антенна (2) отпечатана на упомянутой верхней поверхности (6) подложки (1).

3. Способ по п. 2, в котором во время этапа ламинирования частицы чернил антенны (2) сжимаются, что приводит к лучшим рабочим характеристикам в отношении проводимости.

4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором электронным элементом (3) является шина.

5. Способ по одному из пп. 1-3, в котором электронным элементом (10) является электронный модуль.

6. Способ по п. 4, в котором введение электронного элемента (3) в подложку (1) осуществляют посредством давления при высокой температуре.

7. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап, на котором выполняют отверстие (9) в верхней поверхности (6) подложки (1), и тем, что электронный элемент (3, 10) вводят, по меньшей мере частично, в это отверстие (9).

8. Способ по п. 7, в котором отверстием (9) является сквозное отверстие.

9. Способ по п. 7 или 8, в котором оболочку электронного элемента (3) фиксируют в отверстии (9) посредством введения с усилием.

10. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором перед ламинированием наносят антиадгезивный лист на верхнюю поверхность (6) подложки (1), а после охлаждения удаляют этот антиадгезивный лист.

11. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором антиадгезивным листом является полимерный лист или лист с тефлоновым покрытием.

12. Способ по одному из предыдущих пунктов, содержащий дополнительный этап нанесения герметизирующего слоя (7) на нижнюю поверхность (9) и/или на верхнюю поверхность (6) подложки (1).

13. Способ по одному из предыдущих пунктов, содержащий дополнительный этап нанесения покрытия (11) на верхнюю поверхность (6) подложки (1).

14. Изделие, полученное осуществлением способа по одному из пп. 1-13, в котором на изготовленный способом по любому из пп. 1-13 полуфабрикат наносят герметизирующий слой или пленку на верхнюю и/или на нижнюю поверхность подложки.

15. Микропроцессорная карта, содержащая изделие по п. 14.

16. Микропроцессорная карта по п. 15, причем эта карта может быть транспортной картой, платежной картой, картой для доступа в место или картой для доступа к сервису.

17. Удостоверяющий личность документ, содержащий изделие по п. 14.

18. Электронный билет, содержащий изделие по п. 14, в котором дополнительно верхнюю и нижнюю поверхности изделия снабжают соответствующим листом бумаги.