注模成形产品及其制造方法

专利名称：注模成形产品及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种注模成形产品，该产品包括一个已通过中间层附着的附着物，并且涉及这种注模成形产品的制造方法，其中所述注模成形产品包括一个已通过中间层附着的附着物。
背景技术：
注模成形的产品有可能需要附着物，例如附着在注模成形的产品表面或者嵌入到产品中的电子元件。依照现有技术的附着技术很复杂，因为附着物在注模之后才附着到产品上，也就是说附着在已就绪的注模成形的产品上。薄膜或者胶粘物必须在注模成形后被放在注模成形的产品的表面或者附着物的表面，以使得在注模成形的产品和附着物之间能够接合。如果附着物是将嵌入到注模成形的产品中的，那么空气通常都留在产品中，由此在附着物附近产生缝隙并且削弱注模成形产品的强度。

发明内容
依照本发明的方法，可以避免上述问题。依照本发明的一种注模成形产品，其特征在于，在注模成形之前，通过附着在附着物上的中间层已将附着物附着在注模产品上。依照本发明的一种方法，其特征在于，在注模成形之前，通过粘结于附着物的中间层将附着物附着在注模成形产品上。
在注模之前，将例如通过挤压成形形成的热塑性粘合剂粘接薄膜或者其它热塑性薄膜之类的中间层，附着到附着物上。将附着于注模产品的附着物，不管是附着在注模成形产品的表面或者嵌入到注模成形产品之中，都很容易地与注模成形有关地被附着。
用作中间层的热塑性粘合剂粘接薄膜具有某些特性，这些特性有利于注模成形层与附着物之间的连接。在此上下文中，注模成形层应该被广义理解，它可以为通过注模成形形成的任何形状的任何层。所述注模成形层能够部分或全部地覆盖附着物。
热塑性粘合剂粘接薄膜可以在注模成形前附着于附着物，因为它们是通过加热薄膜来附着于附着物的，并且当薄膜温度恢复到室温时，其就不再具有粘性，但是在加热期间与其它表面形成的接合会保留下来。
热塑性粘合剂粘接薄膜是一种介于传统热塑性薄膜与粘合剂之间的中间形式。它们的特性在大多数情况下是薄膜的倾向性(orientation)的结果。优选的热塑性粘合剂粘接薄膜基于改性的聚烯烃，改性的聚氨基甲酸酯，或者改性的聚酯。
当形成注模成形产品时，首先利用中间层部分或全部地覆盖待附着在注模成形产品上的附着物，所述中间层诸如一种热塑性粘合剂粘接薄膜。然后，将附着物放置在注模中，并且将熔化的塑料注入其上。热塑料熔化了中间层，从而在附着物与注模层之间形成牢固的接合。
本发明的一个重要的实施例就是智能卡及其制造方法。所述智能卡是包括所谓射频识别电路(RFID)的硬质卡片，其中所述射频识别电路是非接触的，并且通常在离读卡机天线几十厘米的距离处使用。这样的智能卡例如能够用作电钱包，公共汽车票，或者身份证明。
除了已经提到的一般优点，还有一些特别的优点在智能卡的处理过程中得以体现。中间层和注模成形层用以保护电路图案和芯片，注模成形层能够使智能卡坯件的不均匀的表面变平，并且制作成本很低。在将不同层层叠在一起而形成硬质卡片的情况下，智能卡坯件的材料主要成分不受热密封特性的限制。
智能卡的制作包括以下步骤— 在一载体薄片(carrier web)的表面上形成电路图案，其中所述载体薄片是从一个卷形物展开的，— 利用适合的倒装芯片技术将芯片附着于所述电路图案，— 将薄片形式的中间层附着于所述载体薄片上，— 将智能卡坯件薄片成板为单个智能卡坯件，或者包括多个智能卡坯件的薄板上，— 通过注模成形形成硬质智能卡，— 智能卡装配有身份证明，— 将包括多个智能卡的薄板冲压成独立的智能卡，— 智能卡是电编码的(不是在所有的情况下)，以及— 包装所述智能卡。
在这个实施例中，待附着在注模成形层上的附着物是包括电路图案和位于衬底芯片上的集成电路的智能卡坯件。智能卡坯件经常被制作成为一个连续的薄片。根据本发明的智能卡坯件薄片包括薄片状的中间层以及载体薄片，也就是连续的衬底，其表面具有连续的和/或平行的电路图案，所述电路图案均具有一个在芯片上的集成电路。
用于将芯片上的集成电路附着到一个导电电路的方法包括倒装芯片技术，该技术包括许多种技术。可以按照这样一种方式从很多种类中选择倒装芯片技术，使得在适当的质量和可靠性水平的条件下，使该工艺的生产率最大化。适当的倒装芯片方法包括各向异性导电粘合剂或者薄膜(ACA或者ACF)连接，各向同性导电粘合剂(ICA)连接，不导电粘合剂(NCA)连接，焊接倒装芯片(FC)连接，或者可能的其它金属连接。除了倒装芯片技术，还可以使用由带式自动键合(TAB)进行的引线接合或者连接。还可以利用倒装芯片技术将芯片放置在附着于电路图案上的独立结构部分上。作为载体薄片的可能材料例如包括聚酯或者双轴取向聚丙烯。所述载体薄片的材料也可以是其它适合的材料。
附着在载体薄片上的中间层使得在中间层与注模成形层之间的附着成为可能。中间层能够附着于载体薄片的一面，在该面上已经形成有电路图案并且芯片上的集成电路附着于其上，但是有可能出现两个中间层被附着，在载体薄片的每一面各一个。中间层保护载体薄片上的电路图案以及芯片上的集成电路免受处理过程中的例如化学物质和周围环境的影响。
用于智能卡内的中间层的可能材料包括热塑性粘合剂粘接薄膜，其是通过加热和加压来附着到衬底上的，或者包括其它例如挤压而成的热塑性薄膜。合适的热塑性粘合剂粘接薄膜例如是3MTM热粘结薄膜845，3MTM热粘结薄膜845G(来自于美国3M的热粘结薄膜产品)，EAF-200，EAF-220，EAF-240，UAF-420，UAF-430，UAF-440(来自于美国Adhesive Films，Inc.的EAF和UAF产品)，SikadeflexHS 11/90VP 85(Sika Werke GmbH，德国)以及波士顿热塑薄膜粘合剂(波士顿，美国)。用于挤压的适合材料例如是伊斯门9921共聚多酯(伊斯门，美国)。
热粘结薄膜845和845G是柔性的且浅色的热塑性粘合剂粘接薄膜。它们都基于改性的聚烯烃。FAF-200是基于乙烯共聚物的透明薄膜，EAF-220是基于乙烯乙酸乙烯酯共聚物的透明薄膜，而EAF-240是基于一种与EAF-200类似的化合物，但是它具有更高的熔点。UAF-420，UAF-430以及UAF-440是基于聚氨基甲酸酯的薄膜。它们是透明或者半透明的。SikadeflexHS 11/90 VP 85是一种基于聚氨基甲酸酯的透明薄膜。波士顿热塑薄膜粘合剂基于聚酯或者聚氨基甲酸酯。
通过利用各种层叠技术，可以将热塑性粘合剂粘接薄膜层叠到载体薄片上。层叠的基本方法是在两个相反的表面之间用压力施压或者用夹捏施压。使用夹捏施压，能够得到一个连续的过程。形成夹捏的相反表面中的至少一个是可加热的，或者热塑性粘合剂粘接薄膜可以被加热以至于其在夹捏之前变粘。处理温度的变化范围通常从120℃到170℃之间。
用夹捏施压也必须要持续一段停留时间(dwell time)，通常在2至15秒的范围。术语停留时间指的是智能卡坯件薄片处在夹捏的时间周期。用在夹捏中的压力从60至700kPa之间变化，这依据热塑性粘合剂粘接薄膜而定。为了在夹捏中获得最佳的停留时间和压力，。所述夹捏优选长于由硬滚筒形成的夹捏。所述夹捏例如可以是由一个热滚筒和一个弹性滚筒来形成的，其中每单位面积上的压力低于相应的硬夹捏。形成夹捏的接触表面之一也可以是一个鞋形滚筒。根据所述的热塑性粘合剂粘接薄膜的需要来选择夹捏的停留时间以及压力。中间层的材料也可以是至少具有与上述材料相同性质的其它适合的材料。
可以在与中间层与载体薄片彼此附着相同的生产线上，或者在独立的生产线上，执行将芯片上的集成电路附着到载体薄片上。中间层附着后，智能卡坯件薄片成为薄板，以便其能够以薄板形式接受进一步处理。
当热塑性粘合剂粘接薄膜附着在载体薄片的另一面或者两面时，智能卡坯件将被放置在注模中，以至于热塑性粘合剂粘接薄膜和注模材料，即熔化的塑料开始接触。当将熔化的塑料注入到热塑性粘合剂粘接薄膜的表面上时，该薄膜被熔化的塑料所产生的热量激化，并且该薄膜与塑料互相粘结在一起。当热塑性粘合剂粘接薄膜和注模材料冷却时，它们就形成了牢固的接合。适合的注模成形材料例如包括聚乙烯(LDPE，HDPE)，聚丙烯(PP)，丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)共聚物，聚苯乙烯(PS)，聚酰胺(PA)，聚缩醛(POM)以及热塑性合成橡胶(TPE)。


以下，本发明将借助于附图进行描述，其中图1以顶视图形式示出了单个智能卡坯件，以及图2示出了一个智能卡的侧视图。
具体实施例方式
图1以顶视图形式示出了单个智能卡坯件。载体薄片1的材料可以是一种耐相对高温的材料，例如聚酯或者双轴取向聚丙烯。所述载体薄片1是一种包含了电路图案5的连续薄片，所述电路图案5位于相继的和/或彼此紧邻的适当空间中，且每一个都具有集成电路4。所述电路图案可以通过利用导电印刷墨水将电路图案印刷在薄膜上而制成，或者通过在金属薄膜上蚀刻所述电路图案，或者通过从金属薄膜冲压下所述电路图案，或者通过缠绕例如铜线的电路图案。所述电路图案具有识别电路，例如射频识别(RFID)电路。所述识别电路是一种简单的电子振荡电路(RCL电路)，其被调谐以便以预定频率进行工作。该电路由线圈、电容器和集成在芯片上的电路组成，集成电路包括ESCORT存储器以及用于与读卡机设备进行通信的射频部件。所述RCL电路的电容器也可以集成在芯片上，或者将其设置在所述芯片的外部。
图2示出了一种智能卡，所述智能卡包括载体薄片1，附着在载体薄片1表面上的中间层2，以及在中间层表面上形成的注模成形层3。
载体薄片1是一种塑料薄膜。载体薄片1的材料例如可以是聚酯或者双轴取向聚丙烯。
中间层2附着在载体薄片1上。在处理期间，中间层2保护在载体薄片1上的电路图案以及芯片4上的集成电路避免受到外界环境和化学物质的影响。中间层2的材料是一种具有用于进一步处理的适合特性的塑料薄膜，例如热塑性粘合剂粘接薄膜。在中间层2上，存在已经粘结在其上的注模成形层3。
本发明不局限于上述描述，而是能够在权利要求书的范围之内变化。载体薄片的材料可以与上述所提及的不同。所述注模产品可以不同，例如其可能是一种塑料运输容器或者包括附着物的其它容器，例如一种用于识别的智能卡坯件。本发明的主要思想在于通过在附着物与注模成形层之间使用中间层，使包括附着物的注模产品很容易制造并且可以节省费用。
权利要求
1.一种包括已通过中间层附着的附着物的注模成形产品，其特征在于在注模之前，通过附着于附着物的中间层已将所述附着物附着于注模成形产品。
2.根据权利要求1所述的产品，其特征在于所述中间层是一种热塑性粘合剂粘接薄膜。
3.根据权利要求1所述的产品，其特征在于所述中间层是一种挤压成形的热塑性薄膜。
4.根据前述任一项权利要求所述的产品，其特征在于所述附着物是包括电路图案(5)以及芯片(4)上的集成电路的智能卡坯件。
5.根据前述任一项权利要求所述的产品，其特征在于所述注模成形产品是智能卡，所述智能卡包括通过注模成形形成的至少一个层(3)，所述注模层通过热塑性粘合剂粘接薄膜附着在智能卡坯件上。
6.一种用于制造注模成形产品的方法，其中所述注模成形产品包括已通过中间层附着的附着物，其特征在于在注模之前，通过附着于附着物的中间层，将附着物附着在注模成形产品上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述中间层是借其将附着物附着到注模成形产品上的热塑性粘合剂粘接薄膜。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述中间层是一种挤压成形的热塑性薄膜。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于将附着物和附着在附着物上的中间层放入到注模中，并且在中间层的表面上形成注模成形层。
10.一种智能卡坯件，包括具有电路图案和芯片上的集成电路的衬底，并且衬底的至少一面已经附着了中间层，其特征在于所述中间层是一种热塑性粘合剂粘接薄膜。
11.根据权利要求10所述的智能卡坯件，其特征在于所述热塑性粘合剂粘接薄膜是一种基于聚氨基甲酸酯的薄膜，或者是一种基于改性的聚烯烃的薄膜。
12.一种智能卡坯件薄片，包括载体薄片，所述载体薄片包括连续和/或平行的电路图案，每一个电路图案都有位于芯片上的集成电路，并且所述衬底的至少一面已经附着了薄片形的中间层，其特征在于所述中间层是一种热塑性粘合剂粘接薄膜。
全文摘要
本发明涉及一种注模成形的产品，所述注模成形的产品包括一个已通过中间层附着的附着物。在注模成形之前，通过附着于附着物的中间层，将附着物附着在注模成形的产品上。本发明也涉及一种注模成形的产品的制造方法，该注模成形产品包括一个已通过中间层附着的附着物。
文档编号H01L21/56GK1522424SQ02813400
公开日2004年8月18日 申请日期2002年7月3日 优先权日2001年7月4日
发明者A·克拉佩, S·施特伦贝格, A 克拉佩, 芈妆锤 申请人:拉弗舍克公司