柔性電路的制造方法、由該方法獲得的柔性電路及含該柔性電路的智能卡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及柔性電路的制造方法。該制造方法包括提供電導(dǎo)體片(11)和介電層(50)。該制造方法還包括使介電層(50)直接接觸電導(dǎo)體片(11)并層壓它們。介電層(50)包括預(yù)浸料坯。因此電導(dǎo)體片(11)可在沒有另外的粘結(jié)劑層的幫助下層壓并粘附結(jié)合在介電層上。本發(fā)明還涉及用于智能卡的柔性電路和包含這種柔性電路的智能卡模塊，該電路用所述方法制造。
【專利說明】
柔性電路的制造方法、由該方法獲得的柔性電路及含該柔性 電路的智能卡
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及柔性印刷電路領(lǐng)域，該柔性印刷電路可例如用于生產(chǎn)用于智能卡、 RFID天線、發(fā)光二極管保持裝置等的電子模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 下面通過W智能卡的電子模塊為示例來說明本發(fā)明，但是換到柔性印刷電路的其 它應(yīng)用也是很容易的，尤其是如上面提到的那些應(yīng)用。
[0003] 智能卡對公眾來說是眾所周知的，其可用于多種應(yīng)用中：信用卡、移動電話的SIM 卡、交通卡、身份證等。
[0004] 如圖1中所示，智能卡一般包括剛性載體1，剛性載體1由例如PVC、PVC/ABS或聚碳 酸醋的塑料制成，其構(gòu)成卡的大部分，并且在剛性載體內(nèi)結(jié)合有單獨制作的電子模塊2。該 電子模塊2包含通常是柔性的印刷電路3,印刷電路3裝配有電子忍片100(集成電路)和傳送 裝置，傳送裝置將數(shù)據(jù)從忍片向讀卡器裝置(讀取)傳送或從該裝置向卡傳送（寫入）。運些 傳送數(shù)據(jù)的裝置可W是"接觸式"裝置、"非接觸式"裝置或?qū)⑶笆鰞煞N裝置組合的所謂"雙 式"裝置。在"接觸式"或"雙式"智能卡中，連接器5包含接觸墊15,接觸墊15電連接到忍片 100并與卡載體1的表面齊平，用于通過電接觸與讀卡器裝置連接。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，模塊通常由介電襯底形成，介電襯底的至少一個側(cè)面上覆蓋有電 導(dǎo)體片，電導(dǎo)體片由金屬制成，所述金屬例如為銅、鋼或侶或運些金屬中的一種的合金。在 該電導(dǎo)體片內(nèi)形成有形成電接觸墊的導(dǎo)電跡線?，F(xiàn)有技術(shù)中使用的介電襯底通常由復(fù)合物 (環(huán)氧玻璃)或塑料(PET、PEN、聚酷亞胺等)形成。為了保持與制造該電子模塊所用的卷對卷 或漉對漉方法兼容的柔性，運種類型的介電襯底通常是薄的(其厚度例如是約100皿)。
[0006] 因而運種類型的柔性電路的制造方法例如包含：
[0007] -提供電導(dǎo)體片，其從而具有第一和第二主側(cè)面；
[000引-提供介電層，該介電層因而也具有第一和第二主側(cè)面;W及
[0009] -層壓所述電導(dǎo)體片和所述介電層。
[0010] 電導(dǎo)體片通常通過預(yù)先涂覆在介電層上的粘結(jié)劑薄層粘附結(jié)合到介電層，所述粘 結(jié)劑一般是熱固性的(但可選的，其可是熱烙的)和電絕緣的(其厚度例如是約20μπ〇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的一個目的是簡化運種類型的方法。
[0012] 為了運個目的，提供了一種如前面提到的制造方法，進一步包含:在層壓電導(dǎo)體片 和介電層前，形成貫穿介電層的至少一個連接井山〇11]16(31:;[0]1 well)或孔的穿孔步驟。在已 經(jīng)層壓了電導(dǎo)體片和介電層后，從而電導(dǎo)體片在至少一個連接井的底部處形成連接區(qū)域。 此外，使用由預(yù)浸料巧構(gòu)成的介電層。由此，可在介電層的第一側(cè)直接接觸電導(dǎo)體片的第一 側(cè)的同時實現(xiàn)層壓電導(dǎo)體片和介電層的步驟。換句話說，表述"直接接觸"在本文中意味著 電導(dǎo)體片與介電層層壓，兩者之間沒有任何其它中間層，并且尤其是在他們之間沒有另外 的粘結(jié)劑層。
[0013] 通過運種配置，能夠去除現(xiàn)有制造方法中使用的給介電層涂覆粘結(jié)劑的步驟。從 而運種配置使得運種類型的方法更加經(jīng)濟。
[0014] 本文中，預(yù)浸料巧是包含浸潰有熱固性的（即可熱固化的)樹脂(也稱作基體)的加 強件(網(wǎng)、編織物、玻璃纖維）的半成品。樹脂必須是熱固化的W獲得最終產(chǎn)品。
[0015] 形成貫穿介電層的至少一個連接井的穿孔步驟在層壓電導(dǎo)體片和介電層的步驟 前執(zhí)行，使得可使用經(jīng)濟、快速W及機械方式(如沖孔)來進行該穿孔。由于連接井通常具有 約600至800WI1的直徑，因此對預(yù)浸料巧的樹脂來說重要的是不流進井的底部、在電導(dǎo)體的 表面上方。特別是由于運個原因，用還不穩(wěn)定（例如因為還沒有固化)并因此可能明顯流動 的介電襯底來代替現(xiàn)有技術(shù)中的熱穩(wěn)定的介電襯底（即在運種類型方法的常規(guī)操作溫度下 和一般低于300°C下是熱穩(wěn)定的）是非顯而易見的。具體而言，需要防止預(yù)浸料巧的樹脂覆 蓋井底部的導(dǎo)電區(qū)域并防止其危及后續(xù)的良好連接。因此選擇預(yù)浸料巧使得根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)1口(：- TM-6502.3.17.2測量的其流動性保持小于或等于0.7mm。通常，能夠通過增加樹脂的粘性 (例如將填料加入該樹脂或通過預(yù)固化樹脂)來限制樹脂的流動。但是，一方面樹脂不足夠 粘且流動太大，但能粘附到電導(dǎo)體片上，另一方面樹脂不流動Γ不流動"樹脂)但是在執(zhí)行 該方法要求的溫度(低于220°C)和壓力（2至6己）下沒有需求的粘附特性，在運兩方面之間 存在折衷。
[0016] 可選的，上面的方法進一步包含彼此獨立或其全部或部分結(jié)合考慮的下面的特征 中的一個或者其它：
[0017] -預(yù)浸料昆包含樹脂浸潰的加強件；
[0018] -該方法包含在層壓電導(dǎo)體片和介電層步驟后固化樹脂的步驟；
[0019] -從包含環(huán)氧樹脂和不飽和聚醋樹脂的列表中選擇樹脂；
[0020] -從編織纖維的織物、非編織纖維的織物、玻璃纖維、聚醋纖維、碳纖維和聚芳酷胺 纖維中選擇加強件；
[0021] -在80°C和200°C之間的溫度并優(yōu)選在100°C和150°C之間的溫度下執(zhí)行層壓電導(dǎo) 體片和介電層的步驟;該溫度適于層壓步驟的執(zhí)行模式;例如，用卷對卷或漉對漉執(zhí)行層壓 步驟，并且介電層(預(yù)浸料巧)在與電導(dǎo)體片層壓之前在自身也被加熱的漉下進行預(yù)加熱； 在運種情況下，漉、電導(dǎo)體片和介電層間的接觸時間是非常短的；
[0022] -在2和6己的壓力下執(zhí)行電導(dǎo)體片和介電層的層壓步驟，特別是用卷對卷或漉對 漉執(zhí)行層壓步驟；W及
[0023] -在介電層的第一側(cè)上層壓第一電導(dǎo)體片并且在介電層的第二側(cè)上層壓第二電導(dǎo) 體片后，執(zhí)行穿孔出至少一個連接井的步驟。
[0024] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明是通過上述方法獲得的柔性電路并且其包含：
[0025] -具有第一和第二側(cè)的介電層，該介電層包含預(yù)浸料巧；
[00%]-電導(dǎo)體片，其具有第一和第二側(cè)，至少部分地覆蓋介電層，介電層的第一側(cè)直接 接觸電導(dǎo)體片的第一側(cè);和
[0027]-貫穿所述介電層的至少一個連接井，電導(dǎo)體片在至少一個連接井的底部處形成 連接區(qū)域。
[0028] 根據(jù)又一方面，本發(fā)明是包含卡體和位于卡體內(nèi)的腔的智能卡，腔內(nèi)放置有包含 如上所述的柔性電路的電子模塊，柔性電路包含固定到卡體的區(qū)域，例如用熱烙粘結(jié)劑固 定。
【附圖說明】
[0029] 在閱讀詳細說明和所附附圖后，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見，在附 圖中：
[0030] 圖透視圖示意性示出了用于接收柔性電路的智能卡；
[0031] 圖2a至2i示意性示出了制造印刷電路和插入該印刷電路的典型方法的各個步驟； W及
[0032] 圖3示意性示出了圖2a至2i中示出的方法的步驟化的一個變形。
【具體實施方式】
[0033] 下面描述根據(jù)本發(fā)明的制造柔性電路的典型方法。該方法設(shè)及智能卡領(lǐng)域，但是 如已經(jīng)指出的，很容易從本文描述的運些換到其它領(lǐng)域(RFID天線、L邸等）中的應(yīng)用。
[0034] 如圖1中所示，智能卡1包含模塊2。模塊2包含裝配有連接器5的柔性電路3和忍片 100。模塊2通常W獨立元件的形式形成，并插入卡1的腔4內(nèi)。
[0035] 因此柔性電路3包含具有多個觸點15的連接器5,多個觸點15連接到忍片100。柔性 電路3從其正面6(接觸面）顯示(頂部）。也示出了其背面7(底部）。因而所示的柔性電路3對 應(yīng)用于"接觸式"卡的單面柔性電路。但是，對于例如"雙式"卡的雙面柔性電路也同樣適用。
[0036] 圖2a至2i示意性顯示出根據(jù)本發(fā)明的制造柔性電路3的典型方法的各個步驟。
[0037] 該方法包含提供（圖2a)包含電介質(zhì)的襯底50。該電介質(zhì)由預(yù)浸料巧構(gòu)成。該預(yù)浸 料巧由環(huán)氧樹脂浸潰的纖維材料構(gòu)成。所述纖維材料例如是編織的玻璃纖維的織物。所述 玻璃纖維織物根據(jù)國際分類號例如是1080型，但是它可W更厚。
[0038] 襯底50的厚度大于50WI1并優(yōu)選大于75μπι。例如，所述厚度包含在90和120WI1之間。
[0039] 構(gòu)成襯底50的預(yù)浸料昆是"低流動"型。例如其根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-6502.3.17.2測量的流 動性小于或等于0.7臟。運種類型的預(yù)浸料昆是例如由〇〇〇3311@、民〇36[8@、18013@、了17〔?、 EliteMaterials? 或 ITEQ? 公司出售。
[0040] 然后對襯底50穿孔W形成連接井9、10(圖2b)，連接井的直徑例如包含在300WI1和 1000WI1之間。作為變形例(未示出），除了連接井9、l〇W外，還可對襯底穿孔W形成隨后將忍 片100容納進其中的存儲部。為了避免所述穿孔步驟連續(xù)地產(chǎn)生缺陷(例如與沉積在襯底50 上的顆粒相關(guān)的額外厚度），尤其是在層壓電導(dǎo)體片11期間，使用"無塵"品質(zhì)的預(yù)浸料巧。 運樣的品質(zhì)也使得在不損壞穿孔周圍材料(見下面)的情況下能夠獲得更高的穿孔品質(zhì)，損 壞穿孔周圍材料會在隨后的光刻、蝕刻或電沉積(例如通過浸潰液在樹脂和纖維之間的滲 透)步驟中產(chǎn)生缺陷。
[0041] 在接下來的步驟中，層壓襯底50與電導(dǎo)體片11。所述導(dǎo)體片11例如是銅片(但是其 也可包括鋼片或侶片或銅、鋼和侶運些金屬中的一種的合金片）。片具有例如約1祉m或35μπι 的厚度。所述層壓步驟在高于預(yù)浸料巧的熱烙溫度W上的溫度下執(zhí)行。超過所述熱烙溫度， 預(yù)浸料巧變得發(fā)粘。預(yù)浸料巧的熱烙溫度例如包含在100和150°c之間。
[0042] 將導(dǎo)體片11層壓在襯底50上使用的壓力例如包含在2和6己之間。
[0043] 在所述步驟后，為了固定預(yù)浸料巧的結(jié)構(gòu)，在固化溫度范圍中包含的溫度下固化 預(yù)浸料巧，固化溫度范圍取決于樹脂特性。例如是180°C。在固化后，預(yù)浸料巧足夠穩(wěn)定W經(jīng) 受下面的步驟，而不會有明顯的退化。
[0044] 然后在導(dǎo)電片11的自由面上層壓光刻膠膜12(圖2d)。接著，通過掩模曝光所述光 刻膠膜12(圖2e)，W形成用于電路的圖案并形成柔性印刷電路。在未被光刻膠膜12保護的 區(qū)域內(nèi)化學(xué)蝕刻導(dǎo)電層11前，化學(xué)顯影未曝光的光刻膠膜12(圖2f)。然后溶解(剝離)曝光 區(qū)域的光刻膠膜12,且通過在一個或多個步驟中的電鍛而金屬化在蝕刻導(dǎo)電層11后獲得的 跡線和接觸區(qū)，W形成例如儀層13和金或銷或銀層14(圖2g)。
[0045] 上面描述的方法的特定步驟是針對生產(chǎn)智能卡的模塊2的，但是像層壓襯底50和 電導(dǎo)體片11的步驟，W及后續(xù)的蝕刻或金屬化步驟，當(dāng)然也可用于其它應(yīng)用中。
[0046] 運樣制造的柔性電路3可用于將忍片100連接到觸點15并W各種微電子裝配技術(shù) 中形成電子模塊2。
[0047] 因而圖化示意性示出了最后步驟，該步驟中忍片100使用例如用粘結(jié)劑粘附結(jié)合 到襯底50。忍片100粘附結(jié)合到背面7并通過由直徑25WI1的金制成的連接引線102而連接到 柔性電路的正面6,然后用封裝樹脂103保護忍片和引線。
[0048] 可替換的，如圖3所示，"倒裝忍片"技術(shù)容許忍片100粘附結(jié)合到襯底50的背面7。 然后忍片100通過位于忍片100下的導(dǎo)電凸塊104而連接到柔性電路的正面6。因而模塊2包 含通過位于連接井9內(nèi)的導(dǎo)電凸塊104而直接電連接到觸點15的忍片100?？蛇x擇的，忍片 100也被封裝。
[0049] 然后將電子模塊2(例如圖化和3中示出的那些電子模塊)插入腔4內(nèi)。模塊2可通過 熱烙粘結(jié)劑16而緊固在腔4內(nèi)。
[0050] 當(dāng)然能夠通過在對應(yīng)圖2c的步驟的同時或之前或之后在襯底50上層壓熱的第二 導(dǎo)體片（由銅或其它合金形成）W制造雙面結(jié)構(gòu)。例如，在圖2a示出的步驟前，將第一導(dǎo)體片 層壓在預(yù)浸料巧上。然后，包含預(yù)浸料巧和所述第一導(dǎo)體片的復(fù)合物被穿孔，如在圖化中顯 示的步驟中那樣。接著，運樣穿孔后的復(fù)合物接收第二導(dǎo)體片，第二導(dǎo)體片層壓在預(yù)浸料巧 的還沒有接收第一導(dǎo)體片的一側(cè)上。對于層壓第一和第二導(dǎo)體片，用預(yù)浸料巧的熱烙粘附 性質(zhì)將它們固定到襯底50。但是，要注意的是，在雙面襯底（即在每一面都具有導(dǎo)體片）的情 況下，如果在比層壓第一導(dǎo)體片的更高溫度下執(zhí)行層壓第二導(dǎo)體片，那么流動性甚至?xí)?高，并因此甚至引起比在制造單面襯底（即在單個面上具有導(dǎo)體片）的情況下更加嚴重的問 題。固化后，接著與上面描述的那些類似的光刻和蝕刻步驟使得電路(導(dǎo)電跡線、觸點、連接 墊、天線等)被限定在兩個面中的每個面上。
[0051] 可替換的，也能夠通過預(yù)浸料巧襯底50的熱烙粘附特性在一面、在另一面或在兩 個面上層壓和直接粘附結(jié)合在導(dǎo)體片上預(yù)切割的電路（引線框架技術(shù)），代替上面描述的光 刻和蝕刻技術(shù)。
[0052] 在所有上面提到的情況中，為了固化預(yù)浸料巧，需要在層壓步驟后執(zhí)行合適的熱 處理。例如，固化步驟在180°C下執(zhí)行數(shù)小時（例如一個或兩個小時的平穩(wěn)狀態(tài)W及溫度上 的向上和向下傾斜）。
[0053] 如果需要通過上面描述的方法或其變形獲得電路的配置和多功能性，那么可金屬 化穿過襯底50的至少部分連接井9、10。具體而言，采用上面指出的"無塵"品質(zhì)的預(yù)浸料巧， 能夠獲得潔凈邊緣的穿孔切割，而沒有纖維延伸超過100μπι，例如伸入用于連接引線102的 焊接的穿孔內(nèi)。
[0054] 上面描述的方法及其變形的一個優(yōu)點在于運樣的事實：它們可用電介質(zhì)帶或?qū)w 帶纏繞在其上的漉或卷軸漉對漉或卷對卷執(zhí)行。在運種情況下預(yù)浸料巧的抗拉強度參數(shù)的 值是關(guān)鍵。例如運些參數(shù)具有下述值：
[0055] -縱向楊氏模量(從一個漉或卷軸到另一漉或卷軸的運轉(zhuǎn)方向）高于或等于3千兆 帕；
[0056] -斷裂時的伸長率高于或等于1 % (具有例如最大10% ); W及
[0057] -屈服強度大于或等于50MPa。
【主權(quán)項】
1. 一種制造柔性電路(3)的方法，包括： -提供具有第一面和第二面的電導(dǎo)體片（11); -提供具有第一面和第二面的介電層(50); -貫穿所述介電層穿孔形成至少一個連接井；以及 -在穿孔形成至少一個連接井后，使所述電導(dǎo)體片（11)與所述介電層(50)層壓，所述電 導(dǎo)體片（11)在至少一個連接井的底部處形成連接區(qū)域； 其特征在于， -所述介電層包含預(yù)浸料坯； -穿孔形成至少一個連接井的步驟在使所述介電層(50)與所述電導(dǎo)體片（11)的第一面 層壓前執(zhí)行；以及 -使所述電導(dǎo)體片（11)與所述介電層(50)層壓的步驟在所述介電層(50)的第一面直接 接觸所述電導(dǎo)體片（11)的第一面的同時執(zhí)行。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述預(yù)浸料坯包含樹脂浸漬的加強件，并且其 中在使所述電導(dǎo)體片（11)與所述介電層(50)層壓的步驟后執(zhí)行固化樹脂步驟。3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個所述的方法，其特征在于，所述預(yù)浸料坯包含樹脂浸漬 的加強件，所述樹脂選自包含環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂的列表。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述加強件選自編織纖維的織物、非編 織纖維的織物、玻璃纖維、聚酯纖維、碳纖維和聚芳酰胺纖維。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個所述的方法，其特征在于，所述預(yù)浸料坯具有的根據(jù)標(biāo) 準(zhǔn)IPC-TM-650 2.3.17.2測量的流動性低于或等于0.7_。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個所述的方法，其特征在于，穿孔形成至少一個連接井的 步驟在使第一電導(dǎo)體片層壓在所述介電層(50)的第一面上后執(zhí)行，并且其中，使第二電導(dǎo) 體片層壓在所述介電層(50)的第二面上。7. -種柔性電路(3)，包含： -具有第一面和第二面的介電層(50); -電導(dǎo)體片（11)，其具有第一面和第二面，至少部分地覆蓋所述介電層(50);以及 -貫穿所述介電層的至少一個連接井，所述電導(dǎo)體片（11)在至少一個連接井的底部處 形成連接區(qū)域； 其特征在于，所述介電層由預(yù)浸料坯構(gòu)成，并且所述介電層(50)的第一面與所述電導(dǎo) 體片（11)的第一面進行直接接觸。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的柔性電路，其特征在于，所述預(yù)浸料坯包含樹脂浸漬的加強 件，所述樹脂選自包含環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂的列表。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性電路，其特征在于，所述加強件選自編織纖維的織物、非 編織纖維的織物、玻璃纖維、聚酯纖維、碳纖維和聚芳酰胺纖維。10. -種智能卡，其包含卡體（1)和在所述卡體內(nèi)的腔(4)，并且在所述腔內(nèi)放置有包含 根據(jù)權(quán)利要求7至9中的一個所述的柔性電路(3)的電子模塊(2)，所述柔性電路(3)包含固 定到所述卡體(1)的區(qū)域。
【文檔編號】G06K19/077GK106061126SQ201610321611
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】C·洛朗斯德洛佩斯, S·迪厄-戈蒙, N·阿爾齊納
【申請人】蘭克森控股公司