CN113543503B - 导电陶瓷涂层载带的制备方法 - Google Patents

导电陶瓷涂层载带的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于智能卡用载带的技术领域，具体涉及一种导电陶瓷涂层载带的制备方法。所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：选择载带基材、冲压、压干膜、曝光、显影、刷涂、刮料、固化、退膜。本发明提供一种导电陶瓷涂层载带的制备方法，避免电镀工艺带来的缺点，提供一种全新的制备方法，提高载带性能，导电性能好。

Description

导电陶瓷涂层载带的制备方法
技术领域
本发明属于智能卡用载带的技术领域，具体涉及一种导电陶瓷涂层载带的制备方法。
背景技术
全球智能卡市场蓬勃发展，智能卡行业在2018年市场规模为142.2亿美元，预计到2023年达到215.7亿美元，年复合增长率达8.7％，通信技术发展、在线支付的兴起和EMV迁移等因素共同推动智能卡业务的发展，应用领域不断向政府和居民健康领域拓展。目前我国智能卡市场在全球市场的占比不断扩大，在国家金卡工程发展规划和相关产业政策指导下，我国智能卡应用领域日益增多，智能卡产业不断壮大。在智能卡市场快速增长的同时，也带动了封装所使用的载带市场的高速发展。
目前，载带的制造工艺为：冲孔-贴铜-前处理-压干膜-显影-蚀刻-复合涂层电镀，复合涂层电镀都是采用电镀镍层/金层，或者电镀镍层/钯层，全部采用的贵金属，成本高；企业通常为了节约成本，将复合涂层电镀的贵金属层厚度较薄，最低仅为几纳米，在这个厚度下，镀层的耐磨性和耐腐蚀性较差，还会存在不稳定的现象。
为了避免电镀工艺带来的缺点，需要采用一种新的材料-导电涂层来代替复合镀层，同时需要一种全新的工艺来制备载带，以达到优良的性能。
CN107086182A公开了一种低成本的智能芯片载带以及制造方法，制造方法为冲压，基材上贴铜形成底层金属层，形成绝缘层，压干膜，曝光后设置表层干膜上的图形转移到铜箔层形成曝光层，显影，对绝缘沟槽刻蚀，退膜；智能芯片载带的制备方法大大降低了成本。
CN112638046A公开了一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，在陶瓷覆铜板上滚压上干膜，用菲林进行曝光，显影，蚀刻，退膜，水洗，烘干去除铜皮，印制油墨曝光处理后得到高可靠陶瓷覆铜，提高了陶瓷覆铜板的高可靠性。
CN200510062810.0公开了多层陶瓷电子部件、电路板以及用于制造这些部件和电路板的陶生片的制造方法，通过任意工艺在衬底上形成具有预定厚度的内部电级，然后在内部电级表面上施加光敏陶瓷浆料，烘干，光掩膜，曝光，固化，显影，除膜形成包括内部电级的基本上平坦的层。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种导电陶瓷涂层载带的制备方法，避免电镀工艺带来的缺点，提供一种全新的制备方法，提高载带性能，导电性能好。
本发明所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择载带基材；
(2)冲压：在载带基材上冲出所需要的对位孔；
(3)压干膜：将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上；
(4)曝光：通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光；
(5)显影：将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为2-8μm；
(7)刮料：将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：将载体基材上的导电陶瓷涂料进行固化；
(9)退膜：将曝光后的干膜退掉，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
基材厚度为100-200μm，宽度为140-160mm。
压干膜温度为100-130℃，压力为0.2-0.5MPa。
曝光能量为5-30mJ。
显影液为碳酸钠溶液，显影液浓度为5-20g/L，显影温度为20-30℃，显影速度为3-5m/min。
导电陶瓷涂料的固化温度为60-150℃，固化时间为2h-8h。
退膜溶液为氢氧化钠溶液，浓度为20-50g/L；退膜温度为30-60℃，退膜速度为2-6m/min。
具体地，所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择载带基材：基材厚度为100-200μm，宽度为140-160mm，优选为广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH或者日本利昌公司的环氧玻璃纤维布ES-3524EB；
(2)冲压：在载带基材上采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔；
(3)压干膜：利用压膜机将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上，压干膜温度为100-130℃，压力为0.2-0.5MPa；
(4)曝光：利用曝光机通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，跟传统工艺不同的是将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光，曝光能量为5-30mJ；
(5)显影：利用碳酸钠溶液将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影液浓度为5-20g/L，显影温度为20-30℃，显影速度为3-5m/min；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为2-8μm；有机粘结剂包括双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、石墨；
(7)刮料：利用干膜的高度差，将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：在高温下将导电陶瓷涂料进行固化，固化温度为60-150℃，固化时间为2h-8h；
(9)退膜：将曝光后的干膜用氢氧化钠溶液退掉，NaOH溶液浓度为20-50g/L，退膜温度为30-60℃，退膜速度为2-6m/min，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
本发明所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，工艺流程中，不需要贴铜箔和电镀，仅需要对涂覆的导电陶瓷涂层进行图案处理，显示出最终需要的花纹，导电陶瓷涂层不用蚀刻液的方法进行蚀刻，做出的图案按照工艺流程进行处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中的导电陶瓷涂层载带的制备方法，工艺简单，节省了铜箔和电镀的贵金属层，同时导电陶瓷涂层的成本较低，大幅度降低成本；
(2)本发明中的导电陶瓷涂层载带，采用导电陶瓷涂层来替代贵金属层，解决镀金层耐氧化性、耐腐蚀性、耐磨性差的固有问题，从而提高载带性能，导电性能好。
具体实施方式
本发明提供了一种导电陶瓷涂层载带的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的制备方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本发明的制备方法进行改动和适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择载带基材：基材厚度为100-200μm，宽度为140-160mm，优选为广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH或者日本利昌公司的环氧玻璃纤维布ES-3524EB；
(2)冲压：在载带基材上采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔；
(3)压干膜：利用压膜机将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上，压干膜温度为100-130℃，压力为0.2-0.5MPa；
(4)曝光：利用曝光机通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，跟传统工艺不同的是将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光，曝光能量为5-30mJ；
(5)显影：利用碳酸钠溶液将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影液浓度为5-20g/L，显影温度为20-30℃，显影速度为3-5m/min；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为2-8μm，有机粘结剂包括双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、石墨；
(7)刮料：利用干膜的高度差，将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：在高温下将导电陶瓷涂料进行固化，固化温度为60-150℃，固化时间为2h-8h；
(9)退膜：将曝光后的干膜用氢氧化钠溶液退掉，NaOH溶液浓度为20-50g/L，退膜温度为30-60℃，退膜速度为2-6m/min，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
本发明所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，工艺流程中，不需要贴铜箔和电镀，仅需要对涂覆的导电陶瓷涂层进行图案处理，显示出最终需要的花纹，导电陶瓷涂层不用蚀刻液的方法进行蚀刻，做出的图案按照工艺流程进行处理。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供一种导电陶瓷涂层载带的制备方法进行详细描述。
实施例1
所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择载带基材：除去接触面保护膜的基材厚度为125μm，宽度为150mm，选择广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH；
(2)冲压：在载带基材上采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔，步距为28.5mm；
(3)压干膜：利用压膜机将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上，压干膜温度为120℃，压力为0.3MPa；
(4)曝光：利用曝光机通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光，曝光能量为10mJ；
(5)显影：利用碳酸钠溶液将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影液浓度为15g/L，显影温度为25℃，显影速度为4m/min；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为5μm；
(7)刮料：利用干膜的高度差，将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：在高温下将导电陶瓷涂料进行固化，固化温度为80℃，固化时间为6h；
(9)退膜：将曝光后的干膜用氢氧化钠溶液退掉，NaOH溶液浓度为35g/L，退膜温度为40℃，退膜速度为3.5m/min，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
实施例2
所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择载带基材：除去接触面保护膜的基材厚度为150μm，宽度为150mm，选择日本利昌公司的环氧玻璃纤维布ES-3524EB；
(2)冲压：在载带基材上采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔，步距为28.5mm；
(3)压干膜：利用压膜机将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上，压干膜温度为130℃，压力为0.5MPa；
(4)曝光：利用曝光机通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，跟传统工艺不同的是将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光，曝光能量为20mJ；
(5)显影：利用碳酸钠溶液将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影液浓度为20g/L，显影温度为30℃，显影速度为4m/min；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为6μm；
(7)刮料：利用干膜的高度差，将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：在高温下将导电陶瓷涂料进行固化，固化温度为150℃，固化时间为4h；
(9)退膜：将曝光后的干膜用氢氧化钠溶液退掉，NaOH溶液浓度为30g/L，退膜温度为50℃，退膜速度为4m/min，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
实施例3
所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，包括如下步骤：
(1)选择载带基材：除去接触面保护膜的基材厚度为200μm，宽度为150mm，选择为广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH；
(2)冲压：在载带基材上采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔，步距为28.5mm；
(3)压干膜：利用压膜机将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上，压干膜温度为100℃，压力为0.3MPa；
(4)曝光：利用曝光机通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，跟传统工艺不同的是将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光，曝光能量为30mJ；
(5)显影：利用碳酸钠溶液将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影液浓度为10g/L，显影温度为20℃，显影速度为3m/min；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为4μm；
(7)刮料：利用干膜的高度差，将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：在高温下将导电陶瓷涂料进行固化，固化温度为90℃，固化时间为8h；
(9)退膜：将曝光后的干膜用氢氧化钠溶液退掉，NaOH溶液浓度为20g/L，退膜温度为40℃，退膜速度为3m/min，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
对比例1
一种镀金载带的制备方法：
1、基材：采用广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH或者日本利昌公司的环氧玻璃纤维布ES-3524EB，且基材厚度为125μm，宽度为150mm；
2、冲压：采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔，步距为28.5mm；
3、贴铜：在温度140℃温度下以3m/min的速度贴合铜箔，随后按照环氧玻璃布的烘烤程序进行烘烤固化；
4、压干膜、曝光：以120℃的温度，0.3MPa压力进行压干膜，以10mJ的曝光能力进行曝光，菲林底片和实施例1中的底片相反，有图案部分进行曝光；
5、显影、蚀刻、退膜：以4m/min的速度进行显影，以3.5m/min的速度通过蚀刻液，随后通过35g/LNaOH溶液进行退膜，结束后水洗烘干；
6、电镀：产品以4m/min的速度依次通过除油活化溶液、镀镍溶液、预镀金溶液、镀硬金溶液，硬金层厚度为0.08μm。
对比例2
一种镀钯载带的制备方法：
1、基材：采用广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH或者日本利昌公司的环氧玻璃纤维布ES-3524EB，且基材厚度为125μm，宽度为150mm；
2、冲压：采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔，步距为28.5mm；
3、贴铜：在温度140℃温度下以3m/min的速度贴合铜箔，随后按照环氧玻璃布的烘烤程序进行烘烤固化；
4、压干膜、曝光：以120℃的温度，0.3MPa压力进行压干膜，以10mJ的曝光能力进行曝光，菲林底片和实施例1中的底片相反，有图案部分进行曝光；
5、显影、蚀刻、退膜：以4m/min的速度进行显影，以3.5m/min的速度通过蚀刻液，随后通过35g/LNaOH溶液进行退膜，结束后水洗烘干；
6、电镀：产品以4m/min的速度依次通过除油活化溶液、镀镍溶液、预镀金溶液、镀钯溶液，镀钯层厚度为0.15μm。
对比例3
一种铜层载带的制备方法：
1、基材：采用广东生益科技的环氧玻璃纤维布SIT01TH或者日本利昌公司的环氧玻璃纤维布ES-3524EB，且基材厚度为125μm，宽度为150mm；
2、冲压：采用机械钻孔的方式冲出所需要的对位孔，步距为28.5mm；
3、贴铜：在温度140℃温度下以3m/min的速度贴合铜箔，随后按照环氧玻璃布的烘烤程序进行烘烤固化；
4、压干膜、曝光：以120℃的温度，0.3MPa压力进行压干膜，以10mJ的曝光能力进行曝光，菲林底片和实施例1中的底片相反，有图案部分进行曝光；
5、显影、蚀刻、退膜：以4m/min的速度进行显影，以3.5m/min的速度通过蚀刻液，随后通过35g/LNaOH溶液进行退膜，结束后水洗烘干；
将实施例1-3与对比例1-3制备的载带，根据标准GBT2423.17-2008测载带在96h后水洗变化，为其盐雾性能；根据在载带上加重摩擦前后的对比，按照磨伤片数*100/总片数的计算方式，测得其磨伤率；根据GBT17554.3-2006识别卡测试方法第3部分“带触点的集成电路卡及其相关接口设备”检测其接触电阻，检测标准是500mΩ以内，检测结果如表1所示：
表1实施例1-3与对比例1-3制备的载带性能参数结果
项目 接触电阻/mΩ 磨伤率/％ 盐雾性能
实施例1 334 28 无变化
实施例2 350 24 无变化
实施例3 325 35 无变化
对比例1 24 44 镀层表面有少量花斑
对比例2 28 41 镀层表面有少量花斑
对比例3 18 39 铜层有大量腐蚀点
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)选择载带基材；
(2)冲压：在载带基材上冲出所需要的对位孔；
(3)压干膜：将干膜贴覆在冲孔完成的载带基材上；
(4)曝光：通过有图形的菲林片对干膜进行曝光，将图案部分不曝光，没有图案部分进行曝光；
(5)显影：将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜；
(6)刷涂：将研磨好导电陶瓷颗粒加入到有机粘结剂中，制成涂料刷涂到显影后的载带基材上，刷涂厚度为2-8μm；
(7)刮料：将干膜上的涂料刮下，露出底层的干膜；
(8)固化：将载体基材上的导电陶瓷涂料进行固化；
(9)退膜：将曝光后的干膜退掉，得到带有图案的导电陶瓷涂层载带。
2.根据权利要求1所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：基材厚度为100-200μm，宽度为140-160mm。
3.根据权利要求1所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：压干膜温度为100-130℃，压力为0.2-0.5MPa。
4.根据权利要求1所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：曝光能量为5-30mJ。
5.根据权利要求1所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：显影液为碳酸钠溶液，显影液浓度为5-20g/L，显影温度为20-30℃，显影速度为3-5m/min。
6.根据权利要求1所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：导电陶瓷涂料的固化温度为60-150℃，固化时间为2h-8h。
7.根据权利要求1所述的导电陶瓷涂层载带的制备方法，其特征在于：退膜溶液为氢氧化钠溶液，浓度为20-50g/L；退膜温度为30-60℃，退膜速度为2-6m/min。
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