制造柔性印刷電路的方法、通過該方法獲得的柔性印刷電路以及包括如該柔性印刷電路 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性印刷電路的領(lǐng)域。諸如這些的柔性印刷電路可例如用于生產(chǎn)芯片卡電子模塊、RFID天線、發(fā)光二極管。
[0002]本發(fā)明在下文中通過采用用于芯片卡的電子模塊的示例來描述，但是其易于能轉(zhuǎn)用至諸如上文提及電路的柔性印刷電路的其它應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]芯片卡對于公眾而言眾所周知，其對此具有多種用途:信用卡、移動電話S頂卡、交通卡、身份證等。
[0004]芯片卡大體上包括堅硬的支承部，所述剛性支承部由PVC、PVC/ABS類型的塑料或是構(gòu)成卡片主體的聚碳酸酯制成，以及分開制造的電子模塊結(jié)合到所述支承部內(nèi)。該電子模塊包括印刷電路，所述印刷電路大體是柔性的，配備有電子芯片(集成電路)以及配備有傳輸器件，用于將數(shù)據(jù)從芯片傳輸至讀卡裝置(讀)或從該裝置傳輸至卡片(寫)。這些數(shù)據(jù)傳輸器件可為“接觸式”、“非接觸式”、或是在它們與前述器件二者組合時為“雙重式”。
[0005]在“接觸式”芯片卡中，連接器包括接觸墊，所述接觸墊電連接至芯片并在支承部的表面處與電子模塊平齊以為了通過與讀卡裝置電接觸而連接。在“非接觸式”芯片卡中，數(shù)據(jù)借助于在位于讀取器中的天線和位于卡片中的天線之間操作的射頻系統(tǒng)而被傳輸至芯片。在“雙重式”芯片卡中，傳輸器件是既“接觸式”又“非接觸式”的，電子模塊包括柔性電路，所述柔性電路配備有能夠管理兩種數(shù)據(jù)傳輸模式的單個電子芯片。
[0006]在本文獻(xiàn)的下文中，我們更特別地對“接觸式”和“雙重式”芯片卡的模塊的柔性電路感興趣，但是本發(fā)明涉及所有類型的芯片卡。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，模塊大體上由介電基底形成，所述介電基底在其至少一個面上由電傳導(dǎo)層覆蓋，所述電傳導(dǎo)層例如由諸如銅或銅合金、鋼或鋁的金屬構(gòu)成。在該傳導(dǎo)層中形成諸如電接觸墊的傳輸器件?，F(xiàn)有技術(shù)中所使用的介電基底由復(fù)合材料(玻璃環(huán)氧化物)或塑料材料(PET、PEN、聚酰亞胺等)制成。該介電基底大體上是薄的(其厚度例如為ΙΟΟμπι的量級)以便保持與連續(xù)電子模塊制造方法相容的柔性。由覆蓋有傳導(dǎo)層的基底構(gòu)成的組件形成柔性電路。傳導(dǎo)層大體上借助于事先在基底上涂覆的電絕緣粘合材料微薄層(其厚度例如為20 μm的量級)膠合到所述基底上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是對現(xiàn)有技術(shù)的制造柔性電路的方法提供一種替代，其滿足對該類型應(yīng)用所需的要求和規(guī)格同時更經(jīng)濟。
[0009]在用于芯片卡模塊的柔性印刷電路的特別情況下，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性電路，所述柔性電路與用于對適于芯片卡的模塊進(jìn)行連續(xù)組裝的常用方法和技術(shù)(芯片黏著、“線焊”、UV或熱封裝)以及與用于將所述模塊嵌入卡片本體中的常用方法和技術(shù)相容。
[0010]為此目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種制造柔性電路的方法，其中習(xí)慣上由復(fù)合物或塑料材料或其它材料制成的絕緣基底被省去。
[0011]驚喜的是，發(fā)明人已能夠示出基本上由至少一片電傳導(dǎo)材料和電絕緣粘合材料層構(gòu)成的復(fù)合物能足以使印刷電路結(jié)構(gòu)化和金屬化(該印刷電路例如包括電接觸墊、傳導(dǎo)通道或傳導(dǎo)通道的替代物以及諸如在“接觸式”或“雙重式”芯片卡的模塊中使用的傳導(dǎo)通道之間平面天線的替代物)。
[0012]所述粘性材料例如為由(例如聚酰胺類型的)熱塑料修改的環(huán)氧化物。粘性材料的粘度適合于使其能夠通過在環(huán)境溫度下在電傳導(dǎo)層或可移除基底上涂覆而散布。例如粘性材料的粘度為77至88mPa.s的量級。粘性材料例如具有51.5°C加或減5°C量級的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。粘性材料的干提取物等于大約20% (例如20.6%加或減0.6% )。粘性材料的模量E’在IHz和20.539°C下測量例如為1.4x109Pa并且其在56.307°C具有等于0.5945的最大tan Δ。粘性材料也可填充有金屬。可通過在環(huán)境溫度(小于50°C)下涂覆而施加的粘性材料將更普遍地被選擇?？紤]到粘性材料粘附至支承部(粘性材料在該支承部上涂覆)的事實其為粘性的?？紤]到甚至在涂覆和干燥之后其粘性特性可通過加熱而重新活化的事實，所述粘性材料也能是粘性的。粘性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg優(yōu)選為小于100°C。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的制造柔性電路的方法因此包括:提供第一片電傳導(dǎo)材料以及在所述第一片電傳導(dǎo)材料上沉積電絕緣的粘性材料層。粘性材料的第一面放置成與第一片電傳導(dǎo)材料的其中一個面接觸。然而，與現(xiàn)有技術(shù)方法的對照區(qū)別之處在于粘性材料的第二面不與絕緣基底接觸。因而，根據(jù)本發(fā)明的方法包含一步驟，在該步驟的階段，柔性電路僅包括第一片電傳導(dǎo)材料和粘性材料層，不帶有介電或絕緣基底以支承該復(fù)合物。粘性材料的第二面是自由的。粘性材料的第二面的至少一個區(qū)域因此能夠是留出未被覆蓋的。有利地，該特征與粘性材料使用相結(jié)合，所述粘性材料具體地按配方制備以具有熱熔特性并且所述粘性材料在通常的嵌入溫度(例如在180°C量級的溫度)下是可重新活化的。因而，從柔性電路切下的芯片卡模塊能不帶有將熱熔粘性膜沉積或?qū)訅旱侥K背面上的附加步驟地直接結(jié)合和膠合到芯片卡中。為了將所述模塊嵌入，將通過根據(jù)本發(fā)明方法獲得的模塊整合并加熱是足夠的。
[0014]因而獲得的復(fù)合物能用于制作單面柔性電路，也就是說在一個面上帶有電傳導(dǎo)材料以便例如形成電接觸墊而另一個面(粘性材料層的第二面)基本上由自由粘性材料構(gòu)成。
[0015]通過添加第二片電傳導(dǎo)材料，在粘性材料層的第二面上，可以使用通過根據(jù)本發(fā)明方法獲得的復(fù)合物以形成雙面柔性電路，也就是說，在柔性電路的每個面上(處于第一片電傳導(dǎo)材料和第二片電傳導(dǎo)材料之間的粘性材料層)具有電傳導(dǎo)材料以例如在一個面上形成電接觸墊并且在另一個面上形成傳導(dǎo)通道和/或平面天線(例如ISO 14443-1分類I的天線-稱為ISO天線-或分類2 -稱作1/2 ISO)的環(huán)路。
[0016]按照慣例，柔性電路的用于芯片卡模塊的且在其上設(shè)置觸點的主面被稱為正面或接觸面(意在攜帶相反的芯片讀卡器)。當(dāng)然，所述柔性電路具有一厚度，所述厚度由該正面和與該正面相反的且被稱作為背面或芯片面(芯片能通過該面膠合或膠合到該面上)的背面所界定。用于芯片卡模塊的柔性電路在其首次投入市場時不必包括芯片，而是著眼于隨后將芯片與正面的接觸墊電連接，設(shè)置成產(chǎn)生至少一個連接孔眼，其至少部分地被觸點的背面區(qū)域堵塞。連接孔眼在沖壓和模壓類型或者通過激光的機械多孔化步驟期間產(chǎn)生。
[0017]根據(jù)線焊連接技術(shù)，芯片安裝在基底的厚度中或安裝在基底的背面上。然后通過粘合到連接孔眼內(nèi)的傳導(dǎo)線將芯片與正面的觸點電連接?？商娲兀鋫溆泻线m凸點的芯片可根據(jù)倒裝芯片技術(shù)連接至觸點，也就是說在位于背面上且通過其壁被金屬化的連接孔眼而聯(lián)接至正面的觸點的金屬墊上(帶有金屬化孔的雙面結(jié)構(gòu))連接至觸點。本發(fā)明的其中一個優(yōu)點是不僅在雙面結(jié)構(gòu)中而且在單面結(jié)構(gòu)中借助于簡單定制粘性材料層的厚度以及芯片的傳導(dǎo)凸點的高度(例如30μπι高的量級)能夠?qū)⑴鋫溆羞@些傳導(dǎo)凸點的芯片連接至正面的觸點。事實上，諸如逆棍涂覆(reverse roll coating)或幕簾涂覆(curtaincoating)的涂覆技術(shù)使得可以沉積帶有緊密度容限的非常薄厚度的粘性材料以調(diào)節(jié)至傳導(dǎo)凸點的高度。這樣的單面模塊(其帶有因而直接通過粘性材料層中產(chǎn)生的開口連接的芯片)相對于帶有利用直徑為25 μ m的粘合金線連接的芯片的單面模塊或相對于帶有金屬化孔以與芯片連接的雙面模塊而言經(jīng)濟上是非常有利的。
[0018]粘性材料層不必是自支承的。在該情況下，其必須利用之前提及的涂覆技術(shù)在支承部上沉積。第一片電傳導(dǎo)材料然后可用作為支承部。因而獲得的復(fù)合物可此后被多孔化，并且然后被第二片電傳導(dǎo)材料覆蓋。
[0019]可替代地，粘性材料層在可移除基底(例如由一片轉(zhuǎn)印紙構(gòu)成的基底)上沉積。因而獲得的中間復(fù)合物可被多孔化，并且然后被第一片電傳導(dǎo)材料覆蓋。所述可移除基底此后可被分離。例如，在熱層壓電傳導(dǎo)材料片期間，所述可移除基底可被剝離。
[0020]第一片電傳導(dǎo)材料和第二片電傳導(dǎo)材料各自或者二者都例如由諸如銅或銅合金、鋼或鋁的金屬構(gòu)成。
[0021]在用于芯片卡的柔性電路的情況下，電接觸墊和傳導(dǎo)通道可在第一片電傳導(dǎo)材料和第二片電傳導(dǎo)材料上通過化學(xué)蝕刻或者通過根據(jù)所謂的“引線框架”技術(shù)的機械切割而制造，也就是說根據(jù)所述“引線框架”技術(shù)，連接?xùn)艠O利用機械壓具從電傳導(dǎo)材料片切出以便形成可選通過傳導(dǎo)通道聯(lián)接的多個電觸點。在機械切割之后，以及然后可選地將連接?xùn)艠O金屬化，連接?xùn)艠O被層壓到事先在第一片電傳導(dǎo)材料上或在可移除基底上涂覆的粘性材料層上。
[0022]本發(fā)明還涉及一種通過該方法獲得的用于芯片卡模塊的柔性電路，或者確實地涉及一種包括像這種柔性電路的芯片卡模塊。
【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點在閱讀詳細(xì)說明和所附附圖時將會變得容易理解，其中:
[0024]圖1示意性地以透視方式展示了芯片卡，其意欲接收根據(jù)本發(fā)明的柔性電路；
[0025]圖2a至2m示意性地展示了依據(jù)本發(fā)明的示例性方法的各種步驟；
[0026]圖3a至3e示意性地展示了依據(jù)本發(fā)明的另一示例性方法的各種步驟；以及
[0027]圖4示意性地展示了利用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的示例性柔性電路。
【具體實施方式】
[0028]根據(jù)本發(fā)明的柔性電路的若干實施例和變型在下文中描述。所有實施例和變型屬于芯片卡領(lǐng)域，但是如已經(jīng)提及的，其它領(lǐng)域(RFID天線、LED等)中的應(yīng)用是易于轉(zhuǎn)用的。
[0029]如圖1中所展示的，芯片卡I包括模塊2。模塊2包括柔性電路3和芯片100。模塊2大體上制造為單獨元件的形式，其插入到在卡片I中制成的容腔4內(nèi)。
[0030]柔性電路3包括多個觸點15，芯片100連接至所述觸點。柔性電路3被展示為(在頂部)從其正面6 (接觸面)觀看。柔性電路還被展示為(在底部)從其背面7觀看。所展示的柔性電路3對應(yīng)于用于“接觸式”卡的單面柔性電路。但是其可簡單地正如用于“雙重式”卡的雙面柔性電路。
[0031]圖2a至2m示意性地展示根據(jù)本發(fā)明的用于制造柔性電路3的示例性方法的各種步驟。該方法的步驟包括:
[0