CN103426776A - 智能卡载带的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能卡载带的制造方法，通过将催化油墨印刷到基材后，在基材上形成催化油墨图形层，而后经过置换工艺，形成金属种子层，再通过电镀金属和电镀覆盖层的工艺，从而完成智能卡载带的制备工艺；本发明简化了传统工艺中智能卡载带的制造工序，且降低了金属材料的消耗和加工成本，同时，由于去除了蚀刻工艺，从而克服了现有技术中由于采用蚀刻工艺导致材料消耗巨大的问题，也克服现有技术中由于采用蚀刻工艺导致产生大量废水，严重污染环境的问题，进而降低了生产成本，提高了产品的竞争率，达到省工省料的目的，同时减少了废水和污染物，保护了环境，实现了绿色生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造方法，尤其涉及一种智能卡载带的制造方法。
背景技术
在当今这个信息时代，智能卡在我们日常生活中已随处可见，智能卡在国际标准化组织使用术语中为ICC，即：集成电路卡。随着智能卡技术的发展，智能卡目前已在移动通信和公用电话、交通管理、社会保险、人口管理、企事业内部管理、税务、石油、公用事业收费等方面得到了广泛的应用。此外，随着金融卡的全面推广，智能卡在金融领域的应用也在逐步增加。
2010年全球智能卡市场，亚太地区约占71.5%的市场份额，其中中国市场占据全球智能卡销售收入的三分之一。智能卡在电信领域中应用市场份额在70%以上。2010年中国智能卡销售量为21.35亿张，同比增长8.4%。根据最新的RNCOS研究报告，2012年全球的智能卡出货量达到68亿张，在智能卡市场的快速增长的同时，也带动了封装所使用的载带市场的高速发展。
目前，传统的载带制造工序为：冲孔-铜箔粘合-光阻涂布-曝光-显影-蚀刻-剥膜-镀镍（金）。传统的载带制造工序中，由于采用了蚀刻（减成法）工艺，导致消耗的材料（铜）巨大，且蚀刻工艺用后的大量废水，对环境有较大的污染，从而造成生产成本较大的问题。
中国专利（公开号：CN101241894A）公开了一种智能卡金属载带及其制造方法和包括该载带的封装模块，包括：对基板进行冲压，形成对位孔，其中，所述基板由金属材料制成；通过蚀刻方法形成智能卡接触点区域间的隔离；通过半蚀刻方法在基板的将安装新片的表面上形成焊盘；在基板的下表面上和焊盘中电镀镍，形成镍层；在镍层上电镀金，形成金层。
该发明通过用一层金属材料代替现有技术中的有机基板作为智能卡载带，减少了智能卡载带所需要的工艺步骤，一定程度的降低了智能卡载带的生产成本，从而降低了智能卡载带封装的生产成本，但是该发明仍然使用到蚀刻工艺，所以无法克服现有技术中由于采用了蚀刻（减成法）工艺，导致消耗的材料（铜）巨大的问题，也未能克服由于蚀刻工艺需要大量水进行工艺，导致大量废水污染环境的问题。
中国专利（公开号：CN102543936A）公开了一种无腔体双界面智能卡载带，所述载带由基材层以及分别设置在基材层上下两面的接触面和焊盘面组成，所述载带还包括芯片承载区域，所述芯片承载区域直接形成在基材层的表面上。
该发明能够实现各种规格芯片直接承载于此载带中，实现接触式环境与非接触式功能；同时由于沿用大部分生产设备和工艺，无需购买或设计生产设备，从而大大降低了载带原料成本、生产成本、整体生产时间；但是该发明仍然未能克服现有技术中由于采用了蚀刻（减成法）工艺，导致消耗的材料（铜）巨大的问题，也未能克服由于蚀刻工艺需要大量水进行工艺，导致大量废水污染环境的问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种智能卡载带的制造方法，以克服现有技术中由于采用了蚀刻工艺导致材料消耗巨大的问题，也克服现有技术中由于采用了蚀刻工艺导致产生大量废水，严重污染环境的问题，从而降低了载带的生产成本。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种智能卡载带的制造方法，其中，包括以下步骤：
提供一基材；
对所述基材进行对冲工艺，以于所述基材上形成对位孔；
继续印刷工艺，以于所述基材上形成催化油墨图形层；
进行置换工艺，以于所述基材上形成金属种子层；
沉积一金属层以覆盖所述金属种子层后，于所述金属层外侧电镀一覆盖层。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述基材的材质为PET、PVT、PI、FR4、PC或者PC和ABS的共混物，且所述基材的厚度为0.05mm～0.125mm。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，采用机械钻孔或者激光打孔的方法进行所述对冲工艺。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述印刷工艺包括：采用丝网印刷法、柔性版印刷法、凸版印刷法或凹版印刷法，将催化油墨印刷到所述基材上，而后进行固化操作，以于所述基材上形成催化油墨图形层。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述催化油墨为一种不导电的溶剂型金属油墨（市场有售），且所述溶剂型金属油墨中含有活泼金属的颗粒。
其中，所述功能材料中含有活泼金属的颗粒。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，采用热风固化法或者红外固化法进行所述固化操作。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述固化操作时的温度为130℃～150℃，且所述固化操作的进行时间为40min～60min。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述置换工艺包括：将形成有催化油墨图形层的基材浸入到铜的盐溶液中，且持续置换时间在10s～600s后，进行烘烤操作，以于所述基材上形成金属种子层。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述铜的盐溶液为硫酸铜溶液，且所述硫酸铜溶液的浓度为10g/l～100g/l。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述烘烤操作时的温度为130℃～150℃，且所述烘烤操作的进行时间为20min～120min。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，采用电镀的方法或者化学镀的方法于所述金属种子层的上表面沉积所述金属层，且所述金属层的厚度为2um～20um。
上述的智能卡载带的制造方法，其中，所述金属种子层为铜种子层，所述金属层为铜层，所述覆盖层为镍镀层或者金镀层。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明通过将催化油墨印刷到基材后，在基材上形成催化油墨图形层，而后经过置换工艺，形成金属种子层，再通过电镀金属和电镀覆盖层的工艺，从而完成智能卡载带的制备工艺；本发明简化了传统工艺中智能卡载带的制造工序，且降低了金属材料的消耗和加工成本，同时，由于去除了蚀刻工艺，从而克服了现有技术中由于采用蚀刻工艺导致材料消耗巨大的问题，也克服现有技术中由于采用蚀刻工艺导致产生大量废水，严重污染环境的问题，进而降低了生产成本，提高了产品的竞争率，达到省工省料的目的，同时减少了废水和污染物，保护了环境，实现了绿色生产。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例1提供的智能卡载带的制造方法的流程示意图；
图2是本发明实施例2提供的基材上形成对位孔的结构示意图；
图3是本发明实施例2提供的形成金属种子层的结构示意图；
图4是本发明实施例2提供的形成金属层的结构示意图；
图5是本发明实施例2提供的形成覆盖层的结构示意图；
图6是本发明实施例2提供的智能卡载带的正面图形示意图；
图7是本发明实施例2提供的图6中的智能卡载带的正面局部放大示意图；
图8是本发明实施例2提供的智能卡载带的反面图形示意图；
图9是本发明实施例2提供的图8中的智能卡载带的反面局部方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
实施例1：
图1是本发明实施例1提供的智能卡载带的制造方法的流程示意图；如图所示，首先提供一基材，该基材的材质为PET、PVT、PI、FR4、PC或者PC和ABS的共混物，并且该基材的厚度为0.05mm～0.125mm，如0.05mm、0.08mm、0.10mm、0.11mm、0.12mm、0.125mm等。
采用机械钻孔或者激光打孔的方法对上述提供的基材进行对冲工艺，以于基材上形成工艺需求的对位孔。
而后对已经形成有对位孔的基材进行印刷工艺，该印刷工艺包括：采用丝网印刷法、柔性版印刷法、凸版印刷法或凹版印刷法，将催化油墨印刷到上述形成有对位孔的基材上，再采用热风固化法或者红外固化法，在温度为130℃～150℃，如130℃、135℃、140℃、145℃、150℃等，进行固化操作，并且进行固化操作的时间为40min～60min，如40min、42min、48min、52min、58min、60min等，从而在上述形成有对位孔的基材上形成有催化油墨图形层。
其中，该催化油墨为一种不导电的溶剂型金属油墨（市场有售），且溶剂型金属油墨中含有活泼金属的颗粒。同时，该催化油墨为一种三嵌段共聚物的催化油墨，该催化油墨按重量份数的原料组分为：功能材料：10～90份；助还原剂：0～10份；有机聚合物载体：0～10份；溶剂：0～50份；助剂：0～5份；并且是功能材料中含有活泼金属的颗粒。本实施例中优选采用的催化油墨是：德国巴斯夫（BASFCHEMICAL COMPANY）的CypoPrint GP不导电-溶剂型金属油墨。
对上述基材上形成的催化油墨图形层进行置换工艺，该置换工艺包括：将形成有催化油墨图形层的基材浸入到铜的盐溶液中，在本实施例中优选为硫酸铜溶液，同时该硫酸铜溶液的浓度为10g/l～100g/l，如10g/l、15g/l、25g/l、45g/l、75g/l、85g/l、95g/l、100g/l等，而后持续置换时间在10s～600s后，如10s、15s、125s、185s、225s、295s、335s、485s、595s、600s等，在温度为130℃～150℃的条件下，如130℃、133℃、143℃、148℃、150℃等，进行烘烤操作，并且进行烘烤操作的时间为20min～120min，如20min、25min、45min、65min、75min、95min、110min、115min、120min等，以将上述催化油墨图形层通过置换工艺转化为金属种子层，从而在上述基材上形成金属种子层，在本实施例中，该金属种子层优选为铜种子层，另外，制备该金属种子层主要是为后续沉积金属层作准备，该金属种子层是金属层制备的必要条件。
而后再采用电镀的方法或者化学镀的方法于上述金属种子层的上表面沉积一金属层，且该金属层的厚度为2um～20um，如2um、3um、8um、12um、15um、18um、20um等，在本实施例中，该金属层优选为铜层，而制备该金属层是为了能够获得导电性和附着性较好的薄膜，从而能够得到良率较高的智能卡载带。
最后，在金属层的外侧电镀一覆盖层，在本实施例中，该覆盖层的材质为镍或者金，即：该覆盖层为镍镀层或者金镀层，制备该覆盖层能够避免金属层的暴露，从而防止了金属的氧化，也就避免了由于金属层易氧化，导致智能卡载带良率较低的问题。
其中，通过上述方法制备得到的金属层联结点的直径不大于0.1mm，如0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等，而金属层联结点之间的间距不小于0.2mm，如0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm等。
本发明实施例1提供的智能卡载带的制造方法，通过将催化油墨印刷到基材后，在基材上形成催化油墨图形层，而后经过置换工艺，形成金属种子层，再通过电镀金属和电镀覆盖层的工艺，从而完成智能卡载带的制备工艺；本发明简化了传统工艺中智能卡载带的制造工序，且降低了金属材料的消耗和加工成本，同时，由于去除了蚀刻工艺，从而克服了现有技术中由于采用蚀刻工艺导致材料消耗巨大的问题，也克服现有技术中由于采用蚀刻工艺导致产生大量废水，严重污染环境的问题，进而降低了生产成本，提高了产品的竞争率，达到省工省料的目的，同时减少了废水和污染物，保护了环境，实现了绿色生产。
实施例2：
图2是本发明实施例2提供的基材上形成对位孔的结构示意图；如图所示，采用机械钻孔或者激光打孔的方法对基材100进行对冲工艺，从而在基材100上形成工艺需求的对位孔101。
图3是本发明实施例2提供的形成金属种子层的结构示意图；如图所示，对已经形成有对位孔101的基材100的正反面均进行印刷工艺，该印刷工艺包括：采用丝网印刷法、柔性版印刷法、凸版印刷法或凹版印刷法，将催化油墨印刷到上述形成有对位孔101的基材100的正反表面上，再采用热风固化法或者红外固化法，在温度为130℃～150℃，如130℃、135℃、140℃、145℃、150℃等，进行固化操作，并且进行固化操作的时间为40min～60min，如40min、42min、48min、52min、58min、60min等，从而在上述形成有对位孔的基材100上形成有催化油墨图形层。
其中，其中，该催化油墨为一种不导电的溶剂型金属油墨（市场有售），且溶剂型金属油墨中含有活泼金属的颗粒。同时，该催化油墨为一种三嵌段共聚物的催化油墨，该催化油墨按重量份数的原料组分为：功能材料：10～90份；助还原剂：0～10份；有机聚合物载体：0～10份；溶剂：0～50份；助剂：0～5份；并且是功能材料中含有活泼金属的颗粒。本实施例中优选采用的催化油墨是：德国巴斯夫（BASF CHEMICAL COMPANY）的CypoPrint GP不导电-溶剂型金属油墨。
对上述基材100上形成的催化油墨图形层进行置换工艺，该置换工艺包括：将形成有催化油墨图形层的基材浸入到铜的盐溶液中，在本实施例中优选为硫酸铜溶液，同时该硫酸铜溶液的浓度为10g/l～100g/l，如10g/l、15g/l、25g/l、45g/l、75g/l、85g/l、95g/l、100g/l等，而后持续置换时间在10s～600s后，如10s、15s、125s、185s、225s、295s、335s、485s、595s、600s等，在温度为130℃～150℃的条件下，如130℃、133℃、143℃、148℃、150℃等，进行烘烤操作，并且进行烘烤操作的时间为20min～120min，如20min、25min、45min、65min、75min、95min、110min、115min、120min等，以将上述催化油墨图形层通过置换工艺转化为金属种子层102和102’，从而在上述基材100正面形成金属种子层102，在基材100反面形成金属种子层102’，在本实施例中，该金属种子层102和102’均优选为铜种子层，另外，制备该金属种子层102和102’主要是为后续沉积金属层作准备，该金属种子层102和102’是金属层制备的必要条件。
图4是本发明实施例2提供的形成金属层的结构示意图；如图所示，采用电镀的方法或者化学镀的方法于上述基材正面金属种子层102的表面沉积一金属层103，在上述基材反面金属种子层102’的表面沉积一金属层103’，且金属层103和金属层103’的厚度均为2um～20um，如2um、3um、8um、12um、15um、18um、20um等，在本实施例中，金属层103和金属层103’优选为铜层，而制备金属层103和金属层103’是为了能够获得导电性和附着性较好的薄膜，从而能够得到良率较高的智能卡载带。
图5是本发明实施例2提供的形成覆盖层的结构示意图；如图所示，在金属层103的外侧电镀一覆盖层104，在金属层103’的外侧电镀一覆盖层104’，在本实施例中，覆盖层104和104’的材质均为镍或者金，即：该覆盖层104和104’为镍镀层或者金镀层，制备覆盖层104和104’能够避免金属层的暴露，从而防止了金属的氧化，也就避免了由于金属层易氧化，导致智能卡载带良率较低的问题，从而完成了智能卡载带的制备。
其中，通过上述方法制备得到的金属层联结点的直径不大于0.1mm，如0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等，而金属层联结点之间的间距不小于0.2mm，如0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm等。
图6是本发明实施例2提供的智能卡载带的正面图形示意图；图7是本发明实施例2提供的图6中的智能卡载带的正面局部放大示意图；如图所示，采用本发明提供的智能卡载带的制备方法，智能卡载带的正面制备节约金属18%左右，即节省铜材料18%左右，所以，本发明提供的智能卡载带的制备方法实现了省工省料降低成本的目的。
图8是本发明实施例2提供的智能卡载带的反面图形示意图；图9是本发明实施例2提供的图8中的智能卡载带的反面局部方法示意图；如图所示，采用本发明提供的智能卡载带的制备方法，智能卡载带的反面制备节约金属75%左右，即节省铜材料75%左右，所以，本发明提供的智能卡载带的制备方法实现了省工省料降低成本的目的。
本发明实施例2中通过将催化油墨印刷到基材后，在基材上形成催化油墨图形层，而后经过置换工艺，形成金属种子层，再通过电镀金属和电镀覆盖层的工艺，从而完成智能卡载带的制备工艺；本发明简化了传统工艺中智能卡载带的制造工序，且降低了金属材料的消耗和加工成本，同时，由于去除了蚀刻工艺，从而克服了现有技术中由于采用蚀刻工艺导致材料消耗巨大的问题，也克服现有技术中由于采用蚀刻工艺导致产生大量废水，严重污染环境的问题，进而降低了生产成本，提高了产品的竞争率，达到省工省料的目的，同时减少了废水和污染物，保护了环境，实现了绿色生产。
综上所述，本发明通过将催化油墨印刷到基材后，在基材上形成催化油墨图形层，而后经过置换工艺，形成金属种子层，再通过电镀金属和电镀覆盖层的工艺，从而完成智能卡载带的制备工艺；本发明简化了传统工艺中智能卡载带的制造工序，且降低了金属材料的消耗和加工成本，同时，由于去除了蚀刻工艺，从而克服了现有技术中由于采用蚀刻工艺导致材料消耗巨大的问题，也克服现有技术中由于采用蚀刻工艺导致产生大量废水，严重污染环境的问题，进而降低了生产成本，提高了产品的竞争率，达到省工省料的目的，同时减少了废水和污染物，保护了环境，实现了绿色生产。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (12)
1.一种智能卡载带的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一基材；
对所述基材进行对冲工艺，以于所述基材上形成对位孔；
继续印刷工艺，以于所述基材上形成催化油墨图形层；
进行置换工艺，以于所述基材上形成金属种子层；
沉积一金属层以覆盖所述金属种子层后，于所述金属层外侧电镀一覆盖层。
2.如权利要求1所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述基材的材质为PET、PVT、PI、FR4、PC或者PC和ABS的共混物，且所述基材的厚度为0.05mm～0.125mm。
3.如权利要求1所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，采用机械钻孔或者激光打孔的方法进行所述对冲工艺。
4.如权利要求1所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述印刷工艺包括：采用丝网印刷法、柔性版印刷法、凸版印刷法或凹版印刷法，将催化油墨印刷到所述基材上，而后进行固化操作，以于所述基材上形成催化油墨图形层。
5.如权利要求4所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述催化油墨为不导电的溶剂型金属油墨，且所述溶剂型金属油墨中含有活泼金属的颗粒。
6.如权利要求4所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，采用热风固化法或者红外固化法进行所述固化操作。
7.如权利要求4所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述固化操作时的温度为130℃～150℃，且所述固化操作的进行时间为40min～60min。
8.如权利要求1所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述置换工艺包括：将形成有催化油墨图形层的基材浸入到铜的盐溶液中，且持续置换时间在10s～600s后，进行烘烤操作，以于所述基材上形成金属种子层。
9.如权利要求8所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述铜的盐溶液为硫酸铜溶液，且所述硫酸铜溶液的浓度为10g/l～100g/l。
10.如权利要求8所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述烘烤操作时的温度为130℃～150℃，且所述烘烤操作的进行时间为20min～120min。
11.如权利要求1所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，采用电镀的方法或者化学镀的方法于所述金属种子层的上表面沉积所述金属层，且所述金属层的厚度为2um～20um。
12.如权利要求1所述的智能卡载带的制造方法，其特征在于，所述金属种子层为铜种子层，所述金属层为铜层，所述覆盖层为镍镀层或者金镀层。
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