CN102939801A

CN102939801A - 制造柔性印刷电路的方法

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Publication number: CN102939801A
Application number: CN2010800666845A
Authority: CN
Inventors: L·贝尔达勒; B·奥弗曼
Original assignee: METHOD OF MANUFACTURE OF FLEXIBLE PRINTED CIRCUITS
Current assignee: Linxens Holding SAS
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: EP2570007A1; KR101687860B1; SG184538A1; EP2570007B1; CN102939801B; WO2011141764A1; KR20130094706A

Abstract

一种制造具有电触点的柔性印刷电路的方法，所述方法包括：提供柔性材料的成卷带体（5）；展开所述带体以使得多个区接连移动通过金属化单元（4）；在所述带体上每个区形成5个电触点（9a-9h）。每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的形状。所述触点的总计的表面积小于127.01mm²。

Description

制造柔性印刷电路的方法

技术领域

本发明涉及制造具有电触点的柔性印刷电路的方法。

背景技术

智能卡现在用于每天的生活中。一些卡为非接触式卡，可以通过读卡器在没有任何接触的情况下读取该非接触卡。一些卡为接触式卡，其包括电金属化的触点。当将这样的接触式卡放置在适合的读卡器内时，读卡器的端子与卡的金属化触点开始物理接触，以便访问存在于卡的芯片中的信息。

为了制造这样的卡，必需制造包括这些触点的柔性印刷电路。

具体来说，本发明涉及用于制造这样的柔性印刷电路的方法。

尽管已经制造了这样的柔性印刷电路，然而仍需要最优化该制造方法。例如，一种努力是去减少用于制造这样的柔性印刷电路的成本，而仍能够提供柔性印刷电路的达到卡的设计者所期望的特性。

发明内容

一种制造柔性印刷电路的方法，所述方法包括提供柔性材料的成卷带体。所述带体实质上被划分为多个区。

所述方法还包括展开所述带体。以该方法，将多个区接连移动通过金属化单元。

在所述金属化单元，在所述带体上每个区形成至少五个电触点。这些电触点由导电性材料制成。

每一所述触点由各自的连接部分连接到共用框架。

每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的最优形状。

所述触点的总计的表面积小于127.01mm²。

在具有这些特征的情况下，触点的特定几何形状可以根据需要来调整。

当计算触点的总计的表面时，将仅考虑触点。将不考虑连接部分和共用框架。通常上，这些连接部分和共用框架并非最终的卡的一部分。

在一些实施例中，也可以使用从属权利要求中所限定的一个或多个特征。

附图说明

根据以下其四个实施例（提供为非限制性示例）和附图的描述，本发明的其它特征和优点将变得明显。

附图中：

-图1为用于实现本发明的设备的示意图；

-图2为图1中的带体的局部放大图；

-图3a是根据第一实施例的柔性印刷电路的带体的局部顶视图；

-图3b是沿图3a的线条B-B取得的局部剖面图；

-图4a和图4b是用于第三实施例的分别对应于图3a和图3b的视图；

-图5是IC卡的局部示意顶视图；

-图6是用于第二实施例的对应于图3a的视图；以及

-图7是用于第四实施例的对应于图3a的视图。

在不同的附图中，相同的附图标记表示同样或类似的元件。

具体实施方式

图1示出包括供应站2、吸收站3和金属化单元4的带体形成的设备1。在以下中，将金属化单元4描述为电沉积单元。然而，其它技术可以用在本发明的框架内，诸如无电沉积，和/或在未施加外部能量的情况下减少衬底上的离子的化学沉积。单元4处于站2与3之间的中间。连续的带体5通过单元4从供应站2移动至吸收站3。例如，该设备包括卷对卷式（reel-to-reel）系统。带体5从供应站2中展开，由单元4处理，并在吸收站3卷起。

如图2中可以看出，可以将带体5实质上划分为多个区。每一区最终将提供一个用于一个智能卡的接触垫。可以将带体实质上划分为多个行与列。每一区可以由其分别表示为带体中的区的行与列的坐标i和j来识别。带体例如可以具有1和15之间的平行的行（图2中示出了4行）。列的数量可以到达数百或数千。

带体很薄（其垂直于图2的平面的尺寸远低于其两个其它尺寸）。

柔性带体包括由电绝缘材料制成的衬底6、以及装配到衬底6并具有图案的导电材料层8。衬底6的材料例如可以为合适的玻璃环氧树脂。带体例如可以在单元4处进行的处理之前在连续处理期间形成。例如，根据一个实施例，将粘合剂设置在衬底的正面6a上。

随后，根据通孔7的预定图案（还参见图3b）对衬底6和粘合剂打孔。每一孔7从衬底的正面6a延伸至衬底相对的背面6b，并具有例如在0.4和0.8mm之间的横断面尺寸或直径。将每一孔设计为容纳电连接装置，以用于将衬底正面上的触点9a-9h（以后描述）通过衬底电连接至智能卡的集成电路（芯片）的触点（未图示）。两个孔7的相邻的边缘之间的距离例如可以为至少0.5mm，以确保可靠的处理。例如，金线是合适的连接装置。

随后，将导电材料层8固定到位于衬底6的顶部的粘合剂。可替换地，可以将层8通过任意合适的方式固定到衬底6。将层8固定到衬底6的顶面6a。层8例如由铜或铜合金制成。在先前描述的连续装配步骤之后，并在连续发生在金属化单元4中的处理之前，将图案设置在层8中。图案处理可以执行为包括多个步骤的一个连续处理，或执行为包括一个或多个步骤的多个相继地连续处理。

采用重复的几何图案形成层8，该重复的几何图案对于每个区是相同的（一些对称或反对称是可能的）。

例如，该处理为光刻处理。其包括以下子步骤：

·将光致抗蚀剂层积在层8上；

·将掩模放置在带体上，该掩模在提供电触点的位置处具有孔，随后将合适的光施加通过掩模，以修改光致抗蚀剂的未遮蔽区域；

·去除光致抗蚀剂的先前遮蔽区域；

·化学蚀刻不再遮蔽的区域中的层8；

·化学清除光致抗蚀剂的剩余部分。

随后由带体形成设备1来处理由此形成的带体，以将诸如金的导电性金属施加在金属图案上。如果适用，在设备1中也可以执行一些在前的步骤。

根据第一实施例，图3a中示出了对于一个区的层8的图案。该图案包括八个电触点9a-9h。可替换地，另一数量的触点是可能的，例如五至八个触点。将每一触点9a-9h通过各自的导电连接部分，例如引线11a-11b（仅示出了附图标记11a、11b和11h），连接至共用的导电框架10。将触点沿着每行四个触点的两行进行布置：在第一行中的触点9a-9d，在平行的第二行中的触点9e-9h。除了触点9e可以为特定触点之外，这将在以后更详细的说明，相对于该区的中心线（x），两行相对称。

根据本示例，触点成对设置，该触点相对于垂直于中心线（x）的虚线（z）彼此相对称。因此，触点9b和9c构建成这样的一对。触点9f和9g形成另一对。触点9a和9d也形成另一对。例如，这三对具有共用虚线（z）。

在本示例中，所有触点9a-9d和9f-9h具有类似形状。该形状为矩形（矩形的角部可以或多或少地成圆形）。每一矩形的宽度为w且长度为l。

如图3a的点线中所示，每一矩形包围了尺寸为2×1.7mm²的最小矩形，参照第一最小矩形20a将该最小矩形定位如下：每一最小矩形20a-20h具有中心。这些中心沿着两行和四列对齐。在两行之间沿着方向（z）的距离为7.62mm。在相邻的两列之间沿着方向（x）的距离为2.54mm。例如将这些中心相对于该区的中心对称定位。

例如，触点9a-9d具有至少尺寸为2.1mm×1.8mm的矩形的形状。

可替换地，只要触点包围该最小矩形，触点不必具有矩形形状。

每一矩形完全覆盖对应的孔7。具体来说，在（x）-（z）平面中孔的边缘与触点的边缘之间的最小距离至少为0.05mm，优选为至少0.2mm，以确保衬底上触点的正确粘附。

事实上，在本实施例中，尽管触点9a-9d和9f-9h的形状整体上相类似，然而，内部触点9b、9c、9f和9g略微小于其它触点。具体来说，它们在宽度上更小。因此，引线（例如，引线11a）是直的，而引线11b是成角度的。

第一行的触点和第二行的触点分别沿着方向（z）以可选择为至少1.36mm的距离D彼此间隔开，以便确保补充的读卡器的触点并不与相邻行的两个触点同时接触。因此，在触点的两行之间存在宽度为D的无铜（copper-free）区域。

在给定行中，两个相邻触点分别沿着方向（x）以距离d彼此间隔开，该距离d防止两个相邻触点之间的短路。d例如至少为0.05mm。

上述已论述的全部也可以应用于触点9e。然而，在所示实施例中，触点9e除了具有已描述的形状之外，还可以具有延伸体12。根据定义，延伸体12本质上并不认作是触点9e的一部分。触点9e可以设置为不同于其它触点的形状。如果触点不具有对称功能，则这对于提供卡中用于集成的焊点的取向将是很有用的。

例如，触点9e可以为意在接地的触点。

如图所示，延伸体例如为L形，或具有任何其它合适的形状。如图所示，可以将该延伸体限制在触点9a与其相对于中心轴（x）的对称之间。可替换地，该延伸体也可以在触点9b与9f之间延伸、甚至在触点9c与9g之间延伸、以及甚至在触点9d与9h之间延伸。

图案也可以包括以上公开的导电框架10、以及诸如整体围绕触点9a-9h的细线的加强区域22。这些区域为带体提供了弯曲刚度。还可以设置其它加强区域23，其将带体的相邻区分离开。

带体5还包括驱动装置，以便能够将这些区接连驱动通过单元4。这样的驱动装置例如可以包括两个侧向条体13（图3a中仅能看到一个，另一个是对称的），该两个侧向条体13由合适的驱动装置开动，以驱动带体通过单元。例如，条体13包括与补充的有齿驱动机构（未图示）合作的孔14。可以在形成合作或未形成合作的情况下提供任意种类的合适机构。

将带体5驱动通过单元4。在本示例中，单元4是包括镀液（bath）的电镀单元，该镀液包括金，带体穿过该镀液。由电极电连接铜层，并产生电流通过，使得金沉积在铜上。因此，将金的薄层15沉积到铜层8上（参见图3b）、以及铜层8下面所暴露的地方（即，孔7中）。金图案将遵循铜图案。

在可替换实施例中，可以使用并非金的其它材料，只要它们具有优异的电导率。这样的材料是通常用作用于所需卡应用的电触点的材料。优异的电导率是例如相对于辅助存在（sub-lying）的铜来定义的，其不必具有非常优异的电导率。

可替换地，将附加层设置在衬底与金之间，以提供附加的功能，例如扩散阻挡层或腐蚀保护。例如，将Ni层沉积在铜与金之间。

在金沉积之后，将带体在吸收站3上卷起（参见图1）。因此，以连续的方式在相继的区上重复地执行金沉积处理。

随后可以将带体切割为柔性的单独印刷电路，每一个印刷电路包括彼此电绝缘的八个触点。

将柔性印刷电路例如沿着切割线切割。该线定义了柔性电路的形状，例如具有圆形角的矩形。其具有以下尺寸：12.6×11.4mm，其中12.6mm是沿着方向（z）测量的尺寸。这些角的曲率半径是2mm。可以由最终产品中触点的希望位置来定义切割线的位置。例如，可以考虑卡及其模块容纳腔的尺寸，来进行该切割，以使得该区20a的左上角从卡沿着两个相应方向的边缘间隔开10.25mm和19.23mm。

触点9a-9h的总接触面积至多为126.45mm²。该面积仅考虑了触点自身的表面积，但并未考虑引线的表面积或共用框架的表面积。例如，其对应于最终产品中的触点的表面积。在当前情况下，其对应于包含在虚线21中的触点的表面积，该虚线21定义了在触点边缘的最左边与最右边之间、以及在触点边缘的最顶部与最底部之间延伸的矩形。

例如，由尺寸为12.6mm×11.4mm的矩形分割的每一触点9a、9e（在没有如上定义的延伸体12的情况下）、9d和9h的面积为5.62mm×3.135mm。5.62mm是沿方向（z）所测量的。对于其它触点，沿着相同的取向，其为5.62mm×2.49mm。这给出了对于8个触点（没有延伸体12的情况下）为126.45mm²的总表面积。

如果可能，将触点9a-9h制造为使得它们表面的大部分位于线21里面。在本示例中，仅引线11a-11h保持在该线21的外面。

以降低的成本获得了所生产的柔性印刷电路，而仍然遵从至少一个以下要求：

-触点在柔性衬底上的良好粘附；

-结合线至触点的良好粘附；

-与读卡器的良好电导率；

-良好的寿命预期（包括卡从读卡器中重复的插入或拿出的情况）。

当然，这些要求将或多或少取决于由卡片制造商设定的要求来实现。具体来说，在本发明的框架内，可以根据卡片制造商的要求来实现中间体的几何形状。许多应用可能要求触点（可能除了接地之外的所有触点，或者甚至所有触点）至多3mm×2mm。其它应用可能要求触点（可能除了接地之外的所有触点，或者甚至所有触点）至少4mm×2.3mm。

如图5所述，IC芯片16可以附着到衬底的底面，并且以任意方式，例如通过在芯片的每一触点与柔性印刷电路的相应触点之间将金线通过孔7结合，来电连接至触点。该模块17随后可以以任意合适的方式并入卡18中，诸如ISO智能卡或SIM卡。

可替换地，芯片可以设置在除了模块背面的其它地方。

现在在图6中示出了第二实施例。根据该第二实施例，为接触面积或区仅提供六个触点9a、9b、9c以及9e、9f、9g。通过参照第一实施例的描述将提供以下描述，考虑到这个，相比于该第一实施例，去除了触点9d和9h。

根据该实施例，最小触点20a、20b、20c、20e、20f、20g的位置和形状如第一实施例。相应的触点至少具有包围相应面积20a-20c和20e-20g的最小形状。

由交叉区域21分割的最大接触表面积为127.02mm²。例如，每一触点在由尺寸为12.6mm×11.4mm的矩形分割时，具有5.62mm的宽度。触点9a、9e、9c和9g沿着轴（X）测量的高度至多为4.405mm。对于剩下的两个触点，该高度至多为2.49mm。最大接触表面积为127.02mm²。

现在相对于图4a和图4b来描述第三实施例。该实施例类似于第一实施例，具有触点9a-9h之间的填充物19的进一步特征。填充物具有外表面19a，该外表面19a在金沉积（参见图4b）之后与金的外表面15a齐平。填充物例如由廉价材料制成。填充物为模块提供了弯曲刚度和/或强度。例如，填充物是在金属化处理期间连接接地（例如使用小的引线）的金属格栅。该格栅例如具有尺寸为0.300mm×0.300mm的方孔的重复图案，其中步长为0.450mm。在这样的情况下，填充物的外表面19a在金沉积之前与铜的外表面15a齐平。可替换地，通过滴试板（spot plating）实现这个。

例如，填充物19填充在触点的两行（一侧为9a-9d，另一侧为9e-9h）之间的间隔中。在本示例中，填充物19并未填充在给定行的两个相邻触点之间的间隔中。在计算柔性印刷电路的触点的总计的表面积时，并不考虑填充物19。

可选地，填充物的边缘19c与触点的相对边缘9’之间的距离e小于读卡器端子的大小。当卡引入读卡器中时，填充物因此防止触点的边缘9’遭受由这样的端子给予的机械应力。在本实施例的情况下，当卡从读卡器滑入/滑出时，端子在填充物上滑动，随后在触点上滑动。

“填充物”实施例也可以应用到图6的6触点实施例。

现在相对于图7来描述第四实施例。通过参照图6的六触点实施例来描述该实施例。该实施例是五触点实施例，仅具有触点9a、9b、9c、9e和9g。在该实施例中，将触点9f去除。

如图所示，相比于图6的上述实施例，修改了一些触点的几何形状。同样在该实施例中，使用填充物19。如图所示，填充物19还延伸到在六触点实施例中触点9f延伸的地方中。在该示例中，因此该填充物为明显的T形。

当填充物延伸到触点9f的地方中时，该实施例的触点的总计的表面积至多为113.01mm²。

Claims

1.一种制造具有电触点的柔性印刷电路的方法，所述方法包括：

-提供柔性材料的成卷带体（5），所述带体实质上被划分为多个区（i；j）；

-展开所述带体，以使得多个区接连移动通过金属化单元（4）；

-在所述金属化单元中，在所述带体上每个区形成至少五个电触点（9a-9g（或h））；所述电触点由导电材料制成，每一所述触点由各自的连接部分（11a-11h）连接到共用框架（10），其中，每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的形状；

其中，所述触点的总计的表面积小于127.01mm²。

2.根据权利要求1所述的方法，包括提供柔性材料的步骤，所述柔性材料包括至少一层电绝缘材料和一层具有图案的导电材料的组件，并且其中，形成触点包括将导电材料施加至所述图案上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每一矩形包围尺寸为2.1mm×1.8mm的矩形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，每个区的所述至少五个电触点沿至少三个触点的第一行和至少两个触点的第二行布置，每一行具有第一端触点、第二端触点，至少所述第一行具有在所述第一端触点与第二端触点之间的至少一个中间触点。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述中间触点的尺寸至多为2.49mm×5.62mm。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，每个区正好设置八个电触点，其中，所述端触点的尺寸至多为（3.135×5.62）mm²。

7.根据权利要求4或5的方法，其中，每个区正好设置六个电触点，其中，所述端触点的尺寸至多为（4.405×5.62）mm²。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，每个区正好设置八个电触点，其中，由所述交叉区域分割的所述总计的表面积至多为126.45mm²。

9.一种制造具有电触点的柔性印刷电路的方法，所述方法包括：

-在所述金属化单元中，在所述带体上每个区正好形成八个电触点（9a-9h）；所述电触点由导电材料制成，每一所述触点由各自的连接部分（11a-11h）连接到共用框架（10），其中，每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的形状；

其中，所述触点的总计的表面积小于126.45mm²。

10.根据权利要求1至5或7中任一项所述的方法，其中，每一区正好具有六个电触点。

11.一种制造具有电触点的柔性印刷电路的方法，所述方法包括：

-在所述金属化单元中，在所述带体上每个区正好形成六个电触点（9a-9h）；所述电触点由导电材料制成，每一所述触点由各自的连接部分（11a-11h）连接到共用框架（10），其中，每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的形状；

其中，所述触点的总计的表面积小于127.01mm²。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，在每一区中，将触点沿第一方向和沿与所述第一方向正交的第二方向彼此间隔开，其中，满足以下中的至少一个：

-两个触点沿所述第一方向以距离d彼此间隔开，所述距离d选择为至少0.05mm；

-两个触点沿所述第二方向以距离D彼此间隔开，所述距离D选择为至少1.36mm。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述触点包括诸如金的具有优异电导率的材料。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，还包括，在每一区中，将填充物（19）布置在至少两个触点之间。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述触点具有外表面，其中，所述填充物（19）具有与所述触点的所述外表面共面的外表面。

16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中，所述填充物（19）不具有优异的电导率。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，形成区中的至少两个平行的行。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述带体具有对应于每个区至少一个触点的至少一个通孔，其中，所述通孔的边缘与所述触点的任一边缘之间的距离至少为50μm，优选为至少200μm。

19.一种制造具有电触点的柔性印刷电路的方法，所述方法包括：

-提供柔性材料的成卷带体（5）以作为具有孔的电绝缘材料和具有覆盖所述孔的图案的导电材料层的组件，所述带体实质上被划分为多个区（i；j)；

-在所述金属化单元中，在所述带体上每个区形成至少五个电触点（9a-9h）；所述电触点由施加在所述图案上的导电材料制成，每一所述触点由各自的连接部分（11a-11h）连接到共用框架（10），其中，每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的形状；

其中，所述触点的总计的表面积小于127.01mm²，其中，所述通孔的边缘与所述触点的任一边缘之间的距离至少为50μm，优选为至少200μm。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述孔具有在0.4和0.8mm之间的横断面尺寸。

21.一种柔性印刷电路带体，所述柔性印刷电路带体由根据权利要求1至20中任一项所述的方法制造，并且包括至少一个所述权利要求的至少一个特征。

22.一种柔性印刷电路带体，所述柔性印刷电路带体由根据权利要求1至20中任一项所述的方法制造，所述电触点具有优异的电导率，并且所述柔性印刷电路带体包括在每一区中的，设置在至少两个触点之间的填充物（19），其中，所述填充物（19）不具有优异的电导率。

23.一种具有电触点的柔性印刷电路，所述电路包括：

-柔性材料；

-至少五个电触点（9a-9h），所述电触点具有优异的电导率，其中，每一触点具有包围长度为2毫米（mm）且宽度为1.7mm的矩形的形状；

其中，所述触点的总计的表面积小于127.01mm²。

24.根据权利要求23所述的柔性印刷电路，还包括设置在至少两个触点之间的填充物（19），其中，所述填充物（19）不具有优异的电导率。

25.根据权利要求23或24所述的柔性印刷电路，其中，所述电路包括所述柔性材料中的通孔，并且其中，所述孔的任一边缘与任一触点的任一边缘之间的距离至少为0.05mm。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的柔性印刷电路，其中，两个触点以距离D彼此间隔开，所述距离D选择为至少1.36mm。

27.一种模块，包括根据权利要求23至26中任一项所述的电路以及具有电连接至所述电路的相应触点的触点的IC芯片。

28.一种卡，包括根据权利要求23至26中任一项所述的电路或根据权利要求27所述的模块。