制造柔性印刷电路的方法、通过该方法获得的柔性印刷电路以及包括如该柔性印刷电路 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性印刷电路的领域。诸如这些的柔性印刷电路可例如用于生产芯片卡电子模块、RFID天线、发光二极管。
[0002]本发明在下文中通过采用用于芯片卡的电子模块的示例来描述，但是其易于能转用至诸如上文提及电路的柔性印刷电路的其它应用。
【背景技术】
[0003]芯片卡对于公众而言众所周知，其对此具有多种用途:信用卡、移动电话S頂卡、交通卡、身份证等。
[0004]芯片卡大体上包括坚硬的支承部，所述刚性支承部由PVC、PVC/ABS类型的塑料或是构成卡片主体的聚碳酸酯制成，以及分开制造的电子模块结合到所述支承部内。该电子模块包括印刷电路，所述印刷电路大体是柔性的，配备有电子芯片(集成电路)以及配备有传输器件，用于将数据从芯片传输至读卡装置(读)或从该装置传输至卡片(写)。这些数据传输器件可为“接触式”、“非接触式”、或是在它们与前述器件二者组合时为“双重式”。
[0005]在“接触式”芯片卡中，连接器包括接触垫，所述接触垫电连接至芯片并在支承部的表面处与电子模块平齐以为了通过与读卡装置电接触而连接。在“非接触式”芯片卡中，数据借助于在位于读取器中的天线和位于卡片中的天线之间操作的射频系统而被传输至芯片。在“双重式”芯片卡中，传输器件是既“接触式”又“非接触式”的，电子模块包括柔性电路，所述柔性电路配备有能够管理两种数据传输模式的单个电子芯片。
[0006]在本文献的下文中，我们更特别地对“接触式”和“双重式”芯片卡的模块的柔性电路感兴趣，但是本发明涉及所有类型的芯片卡。
[0007]在现有技术中，模块大体上由介电基底形成，所述介电基底在其至少一个面上由电传导层覆盖，所述电传导层例如由诸如铜或铜合金、钢或铝的金属构成。在该传导层中形成诸如电接触垫的传输器件。现有技术中所使用的介电基底由复合材料(玻璃环氧化物)或塑料材料(PET、PEN、聚酰亚胺等)制成。该介电基底大体上是薄的(其厚度例如为ΙΟΟμπι的量级)以便保持与连续电子模块制造方法相容的柔性。由覆盖有传导层的基底构成的组件形成柔性电路。传导层大体上借助于事先在基底上涂覆的电绝缘粘合材料微薄层(其厚度例如为20 μm的量级)胶合到所述基底上。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是对现有技术的制造柔性电路的方法提供一种替代，其满足对该类型应用所需的要求和规格同时更经济。
[0009]在用于芯片卡模块的柔性印刷电路的特别情况下，本发明的目的在于提供一种柔性电路，所述柔性电路与用于对适于芯片卡的模块进行连续组装的常用方法和技术(芯片黏着、“线焊”、UV或热封装)以及与用于将所述模块嵌入卡片本体中的常用方法和技术相容。
[0010]为此目的，根据本发明提供一种制造柔性电路的方法，其中习惯上由复合物或塑料材料或其它材料制成的绝缘基底被省去。
[0011]惊喜的是，发明人已能够示出基本上由至少一片电传导材料和电绝缘粘合材料层构成的复合物能足以使印刷电路结构化和金属化(该印刷电路例如包括电接触垫、传导通道或传导通道的替代物以及诸如在“接触式”或“双重式”芯片卡的模块中使用的传导通道之间平面天线的替代物)。
[0012]所述粘性材料例如为由(例如聚酰胺类型的)热塑料修改的环氧化物。粘性材料的粘度适合于使其能够通过在环境温度下在电传导层或可移除基底上涂覆而散布。例如粘性材料的粘度为77至88mPa.s的量级。粘性材料例如具有51.5°C加或减5°C量级的玻璃化转变温度Tg。粘性材料的干提取物等于大约20% (例如20.6%加或减0.6% )。粘性材料的模量E’在IHz和20.539°C下测量例如为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属。可通过在环境温度(小于50°C)下涂覆而施加的粘性材料将更普遍地被选择。考虑到粘性材料粘附至支承部(粘性材料在该支承部上涂覆)的事实其为粘性的。考虑到甚至在涂覆和干燥之后其粘性特性可通过加热而重新活化的事实，所述粘性材料也能是粘性的。粘性材料的玻璃化转变温度Tg优选为小于100°C。
[0013]根据本发明的制造柔性电路的方法因此包括:提供第一片电传导材料以及在所述第一片电传导材料上沉积电绝缘的粘性材料层。粘性材料的第一面放置成与第一片电传导材料的其中一个面接触。然而，与现有技术方法的对照区别之处在于粘性材料的第二面不与绝缘基底接触。因而，根据本发明的方法包含一步骤，在该步骤的阶段，柔性电路仅包括第一片电传导材料和粘性材料层，不带有介电或绝缘基底以支承该复合物。粘性材料的第二面是自由的。粘性材料的第二面的至少一个区域因此能够是留出未被覆盖的。有利地，该特征与粘性材料使用相结合，所述粘性材料具体地按配方制备以具有热熔特性并且所述粘性材料在通常的嵌入温度(例如在180°C量级的温度)下是可重新活化的。因而，从柔性电路切下的芯片卡模块能不带有将热熔粘性膜沉积或层压到模块背面上的附加步骤地直接结合和胶合到芯片卡中。为了将所述模块嵌入，将通过根据本发明方法获得的模块整合并加热是足够的。
[0014]因而获得的复合物能用于制作单面柔性电路，也就是说在一个面上带有电传导材料以便例如形成电接触垫而另一个面(粘性材料层的第二面)基本上由自由粘性材料构成。
[0015]通过添加第二片电传导材料，在粘性材料层的第二面上，可以使用通过根据本发明方法获得的复合物以形成双面柔性电路，也就是说，在柔性电路的每个面上(处于第一片电传导材料和第二片电传导材料之间的粘性材料层)具有电传导材料以例如在一个面上形成电接触垫并且在另一个面上形成传导通道和/或平面天线(例如ISO 14443-1分类I的天线-称为ISO天线-或分类2 -称作1/2 ISO)的环路。
[0016]按照惯例，柔性电路的用于芯片卡模块的且在其上设置触点的主面被称为正面或接触面(意在携带相反的芯片读卡器)。当然，所述柔性电路具有一厚度，所述厚度由该正面和与该正面相反的且被称作为背面或芯片面(芯片能通过该面胶合或胶合到该面上)的背面所界定。用于芯片卡模块的柔性电路在其首次投入市场时不必包括芯片，而是着眼于随后将芯片与正面的接触垫电连接，设置成产生至少一个连接孔眼，其至少部分地被触点的背面区域堵塞。连接孔眼在冲压和模压类型或者通过激光的机械多孔化步骤期间产生。
[0017]根据线焊连接技术，芯片安装在基底的厚度中或安装在基底的背面上。然后通过粘合到连接孔眼内的传导线将芯片与正面的触点电连接。可替代地，配备有合适凸点的芯片可根据倒装芯片技术连接至触点，也就是说在位于背面上且通过其壁被金属化的连接孔眼而联接至正面的触点的金属垫上(带有金属化孔的双面结构)连接至触点。本发明的其中一个优点是不仅在双面结构中而且在单面结构中借助于简单定制粘性材料层的厚度以及芯片的传导凸点的高度(例如30μπι高的量级)能够将配备有这些传导凸点的芯片连接至正面的触点。事实上，诸如逆棍涂覆(reverse roll coating)或幕帘涂覆(curtaincoating)的涂覆技术使得可以沉积带有紧密度容限的非常薄厚度的粘性材料以调节至传导凸点的高度。这样的单面模块(其带有因而直接通过粘性材料层中产生的开口连接的芯片)相对于带有利用直径为25 μ m的粘合金线连接的芯片的单面模块或相对于带有金属化孔以与芯片连接的双面模块而言经济上是非常有利的。
[0018]粘性材料层不必是自支承的。在该情况下，其必须利用之前提及的涂覆技术在支承部上沉积。第一片电传导材料然后可用作为支承部。因而获得的复合物可此后被多孔化，并且然后被第二片电传导材料覆盖。
[0019]可替代地，粘性材料层在可移除基底(例如由一片转印纸构成的基底)上沉积。因而获得的中间复合物可被多孔化，并且然后被第一片电传导材料覆盖。所述可移除基底此后可被分离。例如，在热层压电传导材料片期间，所述可移除基底可被剥离。
[0020]第一片电传导材料和第二片电传导材料各自或者二者都例如由诸如铜或铜合金、钢或铝的金属构成。
[0021]在用于芯片卡的柔性电路的情况下，电接触垫和传导通道可在第一片电传导材料和第二片电传导材料上通过化学蚀刻或者通过根据所谓的“引线框架”技术的机械切割而制造，也就是说根据所述“引线框架”技术，连接栅极利用机械压具从电传导材料片切出以便形成可选通过传导通道联接的多个电触点。在机械切割之后，以及然后可选地将连接栅极金属化，连接栅极被层压到事先在第一片电传导材料上或在可移除基底上涂覆的粘性材料层上。
[0022]本发明还涉及一种通过该方法获得的用于芯片卡模块的柔性电路，或者确实地涉及一种包括像这种柔性电路的芯片卡模块。
【附图说明】
[0023]本发明的其它特征和优点在阅读详细说明和所附附图时将会变得容易理解，其中:
[0024]图1示意性地以透视方式展示了芯片卡，其意欲接收根据本发明的柔性电路；
[0025]图2a至2m示意性地展示了依据本发明的示例性方法的各种步骤；
[0026]图3a至3e示意性地展示了依据本发明的另一示例性方法的各种步骤；以及
[0027]图4示意性地展示了利用根据本发明的方法获得的示例性柔性电路。
【具体实施方式】
[0028]根据本发明的柔性电路的若干实施例和变型在下文中描述。所有实施例和变型属于芯片卡领域，但是如已经提及的，其它领域(RFID天线、LED等)中的应用是易于转用的。
[0029]如图1中所展示的，芯片卡I包括模块2。模块2包括柔性电路3和芯片100。模块2大体上制造为单独元件的形式，其插入到在卡片I中制成的容腔4内。
[0030]柔性电路3包括多个触点15，芯片100连接至所述触点。柔性电路3被展示为(在顶部)从其正面6 (接触面)观看。柔性电路还被展示为(在底部)从其背面7观看。所展示的柔性电路3对应于用于“接触式”卡的单面柔性电路。但是其可简单地正如用于“双重式”卡的双面柔性电路。
[0031]图2a至2m示意性地展示根据本发明的用于制造柔性电路3的示例性方法的各种步骤。该方法的步骤包括:
[0