EA008748B1 - Способ изготовления электропроводящего рисунка - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу изготовления электропроводящего рисунка путем печатания на подложке-носителе (2) слоя, включающего оксид металла, и восстановления оксида металла до металла. Восстановленный слой переносят на функциональную подложку. Настоящее изобретение также относится к использованию способа.

Description

Настоящее изобретение относится к способу изготовления электропроводящего рисунка путем печатания на подложку-носитель слоя, включающего оксид металла, и восстановления оксида металла до металла. Настоящее изобретение относится также к использованию способа.

Уровень техники

В уровне техники, относящемуся к производству монтажных плат, например, в патенте И8 5261950, описан способ, где мелкозернистый порошок оксида меди, имеющий размер гранул порядка 10 мкм или менее, используется для формирования пасты. Паста образуется из порошка оксида меди, связывающего агента, легирующих элементов и добавок. Из этой пасты на поверхности подложки формируют заготовку электропроводящего изображения желаемой формы. Заготовку на поверхности подложки восстанавливают с использованием, например, водорода (т.е. металлизируют) и спекают с использованием высокой температуры, производя непрерывную медную фольгу.

В известных способах этого типа используют порошок оксида меди в качестве исходного материала, который восстанавливают и спекают с образованием металлической медной фольги, при этом цель заключается в том, что медная фольга должна оставаться постоянно зафиксированной на поверхности нижележащей подложки. Для этого в известных способах паста содержит среди прочего добавки стекла, с помощью чего формируется сильная связь с нижележащей керамической подложкой. Поскольку металлизация и спекание происходят при очень высокой температуре, которая обычно должна быть порядка более 500°С для гарантированного соответствующего спекания, подложка должна быть сделана из материала, имеющего хорошую жаростойкость, такого как керамика.

Преимущество известного способа заключается в том, что медная фольга, которая имеет хорошую электропроводность, может быть сформирована быстрой и недорогой процедурой из оксида меди, который является дешевым и имеет свойства изолятора. Порошок оксида меди, как исходный материал, химически стабилен, в отличие, например, от порошка чистой меди, который является столь активным, что имеет тенденцию к окислению. Кроме того, оксид меди является дешевым. В процессе производства медной фольги не происходит потерь оксида меди, так что способ эффективен и имеет хороший выход.

Недостаток известного способа заключается в том, что способ оказывается непригодным для изготовления электропроводящего рисунка в тех практических применениях, где электропроводящий рисунок, образованный из медной фольги и имеющий хорошую электропроводность, должен быть нанесен в виде слоя на пластиковую или бумажную подложку. Такие применения включают, например, индуктивные датчики и антенны в различных электротехнических применениях. Очевидно, что пластиковые или бумажные подложки будут разрушаться, если они будут подвергаться действию высокой температуры, как упомянуто выше.

Специальной областью применения, где используется тонкая проводящая металлическая фольга на пластиковой и/или бумажной подложке, являются транспондеры. Транспондер относится в этом применении к продуктам, которые включают рисунок схемы и интегральную схему в виде чипа. Рисунок схемы расположен на подложке, и интегральная схема в виде чипа электрически связана с рисунком схемы.

Транспондеры можно активировать, например, внешним высокочастотным или сверхвысокочастотным полем, так что они не нуждаются в источнике питания. Транспондеры могут использоваться для идентификации объекта (продукты, люди, животные и т.д.) путем использования данных, записанных в интегральной схеме чипа. Идентификация происходит на расстоянии, которое зависит от используемой техники и фактической регулировки. Для идентификации антенна генерирует электрический ток для интегральной схемы, когда она попадает в поле считывателя. Основа транспондера может иметь липкую поверхность, что позволяет закреплять его на объекте. Транспондеры могут быть одноразовыми, как это бывает в случае продуктов питания и других потребительских фасованных товаров, и уничтожаться после использования, или они могут использоваться длительное время, например, в логистических применениях, банковских картах, персональных идентификационных картах или других идентификационных применениях.

Типичный рисунок схемы транспондера имеет толщину 5-50 мкм. Печатный рисунок схемы обычно производят в технике шелкотрафаретной печати. Электропроводность обеспечивается использованием проводящих порошков, которые могут быть получены, например, из серебра, меди и графита. Кроме печатных антенн, антенны в наши дни также делаются, например, из тонкой медной проволоки путем ее скручивания и сплющивания, формируя, таким образом, тонкую фольгу. Другой способ производства включает испарение и электролитическое или химическое осаждение. Из непрерывной медной фольги, которая может производиться различными способами, ненужные части вытравливают, создавая диаграмму направленности антенны. Вытравленная часть может превышать 50%. Поскольку удаление излишнего металла требует отдельных рабочих операций, постоянно производят исследования в части создания антенны, чтобы придавать форму схеме на возможно более ранней стадии производственного процесса.

Известны способы, где антенна РЧИ (радиочастотной идентификации) формируется путем вырезания из тонкой металлической фольги. Проблема заключается в том, что этот способ производства качественно неудовлетворителен и большая часть металлической фольги теряется в виде отходов.

- 1 008748

В изобретении ЕР 0991014 описан фотолитографический способ получения антенны радиочастотной идентификации из серебряного порошка с использованием различных светочувствительных пленок, при этом используют по меньшей мере один промежуточный агент, облегчающий процесс, и два типа проводящего металлического порошка. Серебро является дорогим, так что производство антенны таким методом также является дорогим.

В радиочастотной идентификации, в частности, существует проблема, заключающаяся в том, что РЧИ антенны, производимые известными в технике способами, являются дорогими, что является преградой для их более широкого использования в одноразовых применениях, таких как, например, упаковки продовольственных товаров.

В целом известен также способ производства непрерывной тонкой фольги, например, процесс электролитического осаждения. Этот способ включает наличие катодного барабана, вращающегося в сосуде для электролиза, и дугообразного анода, состоящего из одной или более деталей в донной части сосуда. Электролит подается между анодом и катодом, и это приводит к осаждению медной фольги, максимально возможно непрерывной и однородной, на поверхности катодного барабана. Когда осажденная фольга нарастает выше уровня электролита, ее отделяют от катода и подают на дальнейшие процессы обработки. Способ совершенствуется с 1930-х годов и описан, например, в американском патенте И8 2044415 и в заявке И8 2002/5363.

Цель изобретения

Целью настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков.

Особой целью изобретения является предложение простого способа производства дешевых электропроводящих рисунков с хорошей электропроводностью на бумажной или пластиковой основе.

Еще одной целью изобретения является предложение ускоренного способа изготовления транспондера.

Краткое описание изобретения

Отличительные признаки изобретения раскрыты в п.1 формулы изобретения. Применение изобретения раскрыто в п.10 формулы изобретения.

В данном описании термин «транспондер» относится к продуктам, которые включают рисунок схемы и интегральную схему в виде чипа. Рисунок схемы располагается на подложке, и интегральная схема в виде чипа электрически присоединена к рисунку схемы. Чип может быть прикреплен к рисунку схемы просто как отдельный чип без какой-либо основы, или он может быть присоединен к рисунку схемы в виде модуля, включающего чип и необходимые выводы на подложке. Рисунок схемы может представлять собой катушку, или антенна может быть основана на технологии вибраторной антенны.

В данном описании термин «электропроводящий рисунок» означает главным образом рисунок схемы, но также в объем патентных притязаний включены провода, формирующие электрическую связь между рисунком схемы и чипом, так же как и пластины конденсатора, которые могут быть сформированы на той же самой подложке, что и рисунок схемы. Также сюда относятся многослойные структуры.

В данном описании термин «металл» означает любой металл или смесь металлов, которые могут быть получены способом по изобретению. Оксид меди является предпочтительным исходным материалом, который восстанавливают до меди.

Согласно способу мелкозернистый порошок оксида меди, имеющий размер гранул порядка 10 мкм или менее, используют для изготовления пасты; паста изготавливается из порошка оксида меди, связывающего агента и возможно легирующих элементов и добавок; используя пасту, электропроводящий рисунок, желаемой формы, формируют на поверхности подложки-носителя; электропроводящий рисунок на поверхности подложки-носителя металлизируют и спекают при повышенной температуре с образованием непрерывной и электропроводящей медной фольги.

Согласно изобретению предусмотрена подложка-носитель, которая имеет, по существу, нелипкую поверхность и выполнена из материала, способного выдерживать повышенную температуру, использующуюся при металлизации и/или спекании, и не реагировать с веществами, содержащимися в пасте, чтобы позволить осуществить отделение медной фольги с подложки-носителя. После металлизации и спекания медную фольгу отделяют от подложки и переносят на поверхность функциональной подложки.

Порошок оксида меди, включающий оксид одновалентной меди, получают из водного раствора осаждением при контролируемых температуре, концентрации раствора и других условиях, управляющих свойствами, и сушат, производя активный, мелкозернистый, чистый и однородный порошок оксида меди. Осаждением из водного раствора получают достаточно мелкозернистый и однородный порошок. Соответственно, паста включает мелкозернистый порошок оксида меди с размером зерна порядка 10 мкм или менее и связывающий агент. Возможно, что паста включает также легирующие элементы и добавки. Легирующий элемент можно добавить в порошок оксида меди для образования однородного сплава, при этом упомянутый легирующий элемент выбираются из группы, включающей серебро, золото, платину, палладий, оксиды серебра, золота, платины и палладия, галогены серебра, золота, платины, палладия и их смеси. Благодаря использованию легирующих элементов свойства сплава могут быть улучшены.

Связывающий агент может быть органическим связывающим агентом, таким как поливинилбутираль (ПВБ) или дибутилфталат (ДБФ), которые добавляют для образования пасты. В дополнение, леги

- 2 008748 рующие элементы, регулирующие реологические свойства, ползучесть и/или адгезионные свойства, могут быть добавлены в пасту. Пригодность пасты для нанесения может быть скорректирована использованием промежуточных агентов, которыми могут быть смолы, различные диспергирующие агенты, растворители и т. п.

Линия по производству электропроводящих рисунков включает формировочное устройство для формирования из пасты заготовки электропроводящего рисунка, имеющего очертание желательного электропроводящего рисунка на поверхности подложки-носителя. Кроме того, линия включает устройства металлизации и спекания для металлизации и спекания заготовки электропроводящего рисунка на поверхности подложки-носителя при повышенной температуре для формирования непрерывной и электропроводящей медной фольги.

В способе по изобретению очертание электропроводящего рисунка формируют на подложкеносителе. Подложка-носитель имеет, по существу, нелипкую поверхность и выполнена из материала, способного выдерживать повышенную температуру, используемую при металлизации и/или спекании, и не реагировать с веществами, содержащимися в пасте, так что электропроводящий рисунок, т. е. медную фольгу, можно отделить от подложки-носителя. Подложка-носитель может иметь полированную гладкую, по существу, нелипкую поверхность и быть выполнена из графита или керамического материала. Графитовая поверхность, что является предпочтительным выбором, имеет предпочтительно шероховатость К._а порядка 0,5 мкм или менее. Графит является недорогим материалом, имеющим хорошую жаростойкость. Он мягок и может быть легко отполирован простым методом, чтобы сделать его достаточно гладким для того, чтобы позволить осуществить отделение медной фольги с легкостью, и он может быть регенерирован, так что может использоваться множество раз.

В качестве альтернативы подложка-носитель может быть пластиной для отдельного рисунка, бесконечным конвейером, включающим последовательно расположенные пластины, гладкой бесконечной лентой или пластиной для множества рисунков. Предпочтительным способом формирования заготовки электропроводящего рисунка является шелкотрафаретная печать. Заготовка электропроводящего рисунка может быть сформирована также в другой технике печати оттисков, в которой устройство, формирующее заготовку электропроводного рисунка, является печатающим устройством. Заготовка электропроводящего рисунка может также быть образована техническим приемом выходной печати, известной из компьютерных технологий распечатки, и в этом случае различные очертания электропроводящего рисунка могут быть легко созданы компьютерным способом. В общем, способ печати может быть выбран из группы, включающей шелкотрафаретный способ, тампопечать, струйный, лазерный, флексографический способы, способы глубокой или литографической печати. Обычно, заготовка электропроводящего рисунка имеет толщину приблизительно 5-100 мкм.

Графитовую подложку с заготовкой электропроводящего рисунка вводят в печь, чтобы осуществить восстановление до элементарного металла, т.е. превратить заготовку в электропроводящий рисунок. Металлизацию и спекание заготовки электропроводящего рисунка для формирования медной фольги производят в атмосфере водорода в камере, герметично изолированной от окружающей среды. Камера снабжена нагревателем, с помощью которого электропроводящий рисунок, подлежащий металлизации и спеканию, доводят до температуры свыше 500°С, а предпочтительно порядка 1000°С. Когда оксид меди восстанавливается до меди, образуется губчатая, пористая структура, которую для связывания подвергают спеканию. Поскольку губчатая металлическая структура имеет большую площадь поверхности, составляющую даже сотни квадратных метров на грамм материала, имелась бы тенденция к окислению, если бы не водородная атмосфера, которой снабжена камера. В дополнение к водороду, атмосфера может содержать другие газообразные вещества, такие как азот. Другие газообразные вещества должны быть инертными. При температуре порядка 1000°С происходит сквозное спекание, так что пористый материал становится спеченным, т.е. затвердевает с образованием непрерывного металлического слоя, который одновременно перестает быть активным и не будет снова окисляться. Когда используется температура, такая как указано выше, металлизация и спекание происходят быстро, в течение нескольких минут, так что производственный процесс проходит быстро и может быть использован на непрерывной производственной линии. Для активизации процесса восстановления, порошок оксида меди может быть обработан промежуточным органическим агентом для формирования восстанавливающего соединения на поверхности порошкообразных частиц оксида меди. В качестве промежуточного органического агента могут использоваться, например, уксусная кислота, щавелевая кислота и/или муравьиная кислота. Металлизация происходит при их помощи и поддержке, так как агенты являются восстанавливающими соединениями. При распаде такие промежуточные органические агенты затем восстанавливают оксид меди. Восстанавливающие промежуточные соединения, добавленные в пасту, позволяют проводить металлизацию при более низкой температуре. Однако наличие только одного органического промежуточного соединения, без проведения металлизации при высокой температуре, не достаточно, но это позволяет значительно снижать используемые температуры, например, до 500°С. Электропроводящий рисунок можно нагревать инфракрасным излучением или микроволновым излучением для его металлизации и спекания. Для этой цели производственная линия может включать источник инфракрасного или микроволнового излучения.

- 3 008748

После операции тепловой обработки графитовую подложку и электропроводящий рисунок охлаждают по меньшей мере до 170°С. Возможно, чтобы электропроводящий рисунок охлаждался даже до более низкой температуры, такой как 100°С или до комнатной температуры. Для примера, газообразный азот можно использовать для защиты поверхности металлического слоя в течение охлаждения.

В некоторых случаях может потребоваться подвергнуть прокатке электропроводящий рисунок после операции восстановления, чтобы достигнуть подходящих значений толщины, жесткости и прочности. Электропроводящий рисунок может быть прокатан, находясь на подложке-носителе, и, следовательно, достигается высокая скорость производства. Прокатка может также быть выполнена пока спеченная/восстановленная медная фольга еще горячая, т.е. при температуре более 300°С, в случае чего формирование электропроводящего рисунка на подложке-носителе и спекание/восстановление и прокатка могут происходить на одной и той же производственной линии.

Другая стадия способа, которая не является обязательной во всех случаях, это стадия пассивирования, в которой медь пассивируют таким образом, чтобы предотвратить окисление. Стадия пассивирования обычно проводится с использованием подходящих химических реагентов.

На следующей стадии способа электропроводящий рисунок переносят на функциональную подложку. Поверхность функциональной подложки предусмотрена такой, что образуется поверхность, обладающая большей адгезией к электропроводящему рисунку, чем адгезия, по существу, нелипкой поверхности подложки-носителя. Функциональная подложка является предпочтительно гибкой непрерывной лентой, например полиэфирной, полиэтиленовой, полипропиленовой или бумажной лентой, снабженной клеем. Другой альтернативой является то, что электропроводящий рисунок имеет на своей поверхности клей. Этот клей на ленте принимает электропроводящий рисунок, и рисунок отделяется от подложки-носителя. Клей может быть клеем, склеивающим при надавливании, термопластичным слоем или клеем, который отвердевает под действием тепла, излучения или химической реакции. Для примера, отвердевание под действием ультрафиолетового или электронного луча является подходящими методами. После переноса электропроводящего рисунка полученная функциональная подложка может быть свернута и передана на другую производственную линию, или же процесс может быть продолжен на той же самой производственной линии, таким образом, что практически все операции процесса, функциональные для последовательного изготовления транспондеров на непрерывной ленте, проводятся на одной и той же производственной линии. Однако могут существовать также и промежуточные формы выполнения способа. В одном из воплощений изобретения возможно закрепление чипа на подложкеносителе и перенесение его с электропроводящим рисунком на функциональную подложку. В другом воплощении электропроводящие провода модулей могут быть образованы способом по изобретению.

Графитовую подложку направляют на повторное использование. Сначала ее очищают для удаления оставшегося металла и после последующей промывки и сушки она готова для повторного печатания.

Этим же методом также можно получать многослойные проводящие структуры. В этом осуществлении изобретения на поверхности первого слоя формируют второй слой из электропроводящего материала. Для того чтобы позволить наложенным друг на друга электропроводящим рисункам находиться под различным потенциалом в использовании, электроизолирующий диэлектрический слой формируют на первом слое, и второй слой формируют только после образования диэлектрического слоя. Второй слой может быть образован из того же самого материала или из материала, отличающегося от материала первого слоя. Материал второго слоя может быть выбран из группы, включающей медь, серебро, золото, платину, палладий, оксиды меди, серебра, золота, платины, палладия и их смеси. Второй слой формируют перед осуществлением металлизации и спекания первого слоя, другими словами, пока нижний электропроводящий рисунок остается в оксидной форме. Необходимым условием этого осуществления является то, что диэлектрический слой должен выдерживать высокие температуры. Альтернативно, второй слой может быть сформирован после металлизации и спекания первого слоя. Второй слой предпочтительно формировать тем же самым путем, как и первый слой. Структура из металлической фольги может включать несколько электропроводящих слоев, расположенных один на другом и отделенных диэлектрическим слоем.

При осуществлении этого способа медная фольга формирует электропроводящий рисунок для монтажной платы, а функциональная подложка, на которую переносят электропроводящий рисунок, представляет собой жесткую подложку монтажной платы.

При осуществлении способа, как ранее упоминалось, в дополнение к рисунку схемы, т. е. антенне, также другие электропроводящие части транспондера, такие как пластины конденсаторов и соединительные провода, могут быть образованы способом по изобретению.

Далее изобретение будет описано в деталях при помощи примера его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, где на фиг. 1 представлена схема осуществления способа по изобретению, на фиг. 2, 3 а, 3б показан транспондер, и на фиг. 4-6 представлены производственные способы по изобретению.

- 4 008748

Детальное описание изобретения

На фиг. 1 представлен пример линии по производству электропроводящего рисунка. Активный, мелкозернистый порошок оксида меди(1) с размером зерна порядка 10 мкм или менее (обычно 0,5-10 мкм) получен осаждением из водного раствора при контролируемых температуре, концентрации раствора и других условиях, управляющих свойствами, и путем сушки превращен в порошок для повышения срока службы. Легирующий элемент может быть добавлен к порошку оксида меди(1), при этом указанный легирующий элемент может быть выбран из группы, включающей серебро, золото, платину, палладий, оксиды серебра, золота, платины и палладия, галогены серебра, золота, платины, палладия и их смеси. Порошок может быть дополнительно обработан органическими восстанавливающими кислотами, такими как уксусная кислота, щавелевая кислота или муравьиная кислота.

Паста 1 производится смешиванием оксида меди(1), приготовленного как описано выше, органического связывающего агента, такого как поливинилбутираль (ПВБ) или дибутилфталата (ДБФ), и других добавок для регулирования реологических свойств, текучести, ползучести, адгезионных свойств и т. д. пасты, которая используется в качестве чернил для печатания заготовки электропроводящего рисунка 4, имеющего очертание желаемого электропроводящего рисунка, в виде слоя толщиной 5-100 мкм на поверхности подложки-носителя 2. Предпочтительными способами печатания являются способы трафаретной печати, такой как шелкотрафаретная печать. Паста 1 может также наноситься на подложку-носитель 2 с помощью другой техники, известной специалистам, такой как техника печати оттисков или способы с использованием компьютерных технологий распечатки. Так, способ печати может быть выбран из группы, включающей шелкотрафаретный способ, тампопечать, струйный, лазерный, флексографический способы, способы глубокой и литографической печати. Электропроводящий рисунок может быть просто рисунком схемы, или он может также включать, например, пластину конденсатора/пластины конденсатора.

В примере, представленном на фиг. 1, подложка-носитель показана в виде бесконечной движущейся ленты, которая проходит через ведущий ролик 12 и отводящий ролик 13. В качестве альтернативы используемая подложка-носитель 2 может состоять из отдельных листов, движущихся последовательно (не показано) по поточной линии. Образование заготовки электропроводящего рисунка 4 на поверхности подложки-носителя 2, так же как и другие последующие производственные стадии, выполняются на верхней горизонтальной части ленты-носителя 2. В некотором месте у нижней стороны ленты-носителя 2 может быть установлено регенирирующее устройство 14 для восстановления характеристик поверхности ленты.

Заготовка электропроводящего рисунка 4 образуется печатанием пастой 1 на поверхности подложки-носителя 2 посредством формировочного устройства 3, которое в приведенном на фиг. 1 примере является устройством шелкотрафаретной печати, показанном в схематическом виде, и которое прикатывает валиком пасту 1 через шаблон 15, включающий деталь, имеющую очертание электропроводящего рисунка и позволяющую пасте 1 проходить через нее на поверхность ленты-носителя 2 для образования последовательных и/или расположенных рядом электропроводящих рисунков 4. Лента-носитель 2 переносит заготовки электропроводящих рисунков 4 в устройство 5 металлизации и спекания, в котором заготовки электропроводящих рисунков 4, расположенные на поверхности ленты-носителя, металлизируются и спекаются в атмосфере водорода и при температуре приблизительно 1000°С, образуя электропроводящую и непрерывную медную фольгу 6. Устройство 5 металлизации и спекания включает камеру 8, приспособленную для вмещения во внутреннее пространство подложки-носителя 2. Камера 8 имеет водородную атмосферу, как упомянуто выше. Нагревающее устройство 9, используемое для нагревания электропроводящего рисунка, может быть источником инфракрасного или микроволнового излучения или любым другим нагревательным устройством, известным специалистам.

После устройства 5 металлизации и спекания электропроводящие рисунки 6 могут быть прокатаны на ленте-носителе 2 посредством валковой пары 16 для получения подходящей толщины. Обычно вышеупомянутая операция способа может быть опущена.

Лента-носитель 2 или, по крайней мере, та поверхность, на которой сформированы заготовки электропроводящего рисунка, выполнена, по существу, из нелипкого материала, который способен выдерживать температуру металлизации и/или спекания и не реагировать с веществами, содержащимися в пасте

1. Лента-носитель 2 предпочтительно изготовляется из графита, который отполировывается до величины шероховатости поверхности К_а порядка 0,5 мкм или менее, откуда электропроводящий рисунок 6 может быть легко отделен и перенесен на первую поверхность 10 функциональной подложки 7. Первая поверхность 10 функциональной подложки 7 имеет слой клея. Первая поверхность 10 функциональной подложки 7 обладает большей адгезией к электропроводящему рисунку 6, чем адгезия практически нелипкой поверхности подложки-носителя 2. Электропроводящие рисунки наносят последовательно припрессовывая оттиски. Липкий слой касается поверхности ленты-носителя 2 и электропроводящий рисунок отделяется с ленты-носителя 2 благодаря силам адгезии; таким образом рисунок переносится на функциональную подложку 7, которая в этом случае представляет непрерывную гибкую ленту.

После припрессовывания оттиска, подходящие дополнительные защитные слои могут быть нанесены на одну сторону или на обе стороны вышеупомянутой ленты известным способом; такие слои пока

- 5 008748 заны на чертеже со ссылками на позиции 19 и 20. Стоимость антенны РЧИ, произведенной способом по изобретению, составляет лишь часть от стоимости метки, произведенной известными способами.

Как это видно из фиг. 2, 3а и 3б этот способ подходит для производства транспондеров. В общем, интегральная схема в виде чипа может быть присоединена прямо к рисунку схемы, или чип может быть сначала прикреплен к отдельному модулю, который присоединяется к функциональной подложке. Техника, используемая для связывания чипа или модуля известна. Транспондеры, описанные на фиг. 2, 3а и 3б, включают функциональную подложку 7, интегральную схему в виде чипа 18 и рисунок 5 схемы, но вместо бескорпусного чипа 18, также может использоваться модуль. Когда электрическая связь формируется между рисунком 6 схемы и модулем, включающим чип 18, возможно, чтобы эта связь формировалась через по меньшей мере один конденсатор. На фиг. 2 электроизолирующий рисунок 17 сформирован для отделения электропроводящих проводов друг от друга. Функциональная подложка 7, воспринимающая рисунок 6 схемы, выполнена из пластика, бумаги или аналогичного гибкого материала. Материал модуля может быть тем же самым материалом, что и материал функциональной подложки 7, или может быть другим материалом.

Как видно из фиг. 2, 3а и 3б, конфигурация рисунка схемы может существенно варьироваться. Рисунок схемы, показанный на фиг. 2, является рамочной антенной, предназначенной для использования в высокочастотной области, рисунки схем, показанные на фиг. 3 а и 3б, предназначены для использования в ультравысокочастотном диапазоне.

Хотя выше представленное описывает, в частности, производство меток радиочастотной идентификации, способ и система по изобретению могут также быть применимы для производства монтажных плат и тому подобного. Когда медная фольга формирует электропроводящий рисунок монтажной платы, функциональная подложка, на которую переносят медную фольгу, является заготовкой монтажной платы.

Следуя описанным выше принципам, система может быть легко преобразована для производства многослойных структур из фольги, например, введением в производственную линию ряда формировочных устройств 3 и устройств 5 металлизации и спекания, соответствующих количеству образуемых последовательных слоев. Многослойная структура из фольги включает два или более наложенных друг на друга проводящих слоя, образованных как указано выше и отделенных друг от друга электроизолирующими промежуточными слоями.

На последующих фигурах стрелками отмечено направление движения ленты.

На фиг. 4 показана одна стадия производственной линии процесса по изобретению.

Непрерывная пластиковая лента ^, такая как полиэфирная лента, разматывается с ролика 21. На поверхности ленты имеется липкий слой, который непрерывно принимает электропроводящие рисунки от печатающей поверхности 23 в месте прижима N1, образованном печатающей поверхностью 23 и опорным роликом 22. В этом примере, печатающая поверхность 23 действует как подложка-носитель, а лента действует как функциональная подложка. В следующей операции процесса лента ^, снабженная последовательными и/или расположенными рядом электропроводящими рисунками, прикрепляется к разматывающейся с ролика 25 бумаге, покрытой кремнийорганическими соединениями. Прикрепление происходит в прижиме N2. Ролик 24 предназначен для передачи ленты на следующую производственную линию. В случае, когда следующая операция производственного процесса проводится на той же самой производственной линии и лента не сматывается, нет необходимости присоединения ее к бумаге, покрытой кремнийорганическими соединениями.

На фиг. 5 показана следующая операция процесса производства транспондера. Ролик 24 разматывается и покрытая кремнийорганическими соединениями бумага отделяется от ленты и наматывается на ролик 26. Интегральная схема в виде чипа прикрепляется на ленту в узле 27 прикрепления. Материал с подходящей поверхностью отматывается с ролика 28 и прикрепляется к ленте в прижиме N3. Полученная лента наматывается на ролик 29.

На Фиг. 6 показана следующая операция способа. Однако эта операция может быть изъята из числа операций способа. Лента разматывается с ролика 29, а покрытая кремнийорганическими соединениями бумага разматывается с ролика 30, при этом ленты скрепляются вместе таким образом, что покрытая кремнийорганическими соединениями бумага оказывается на стороне ленты обратной, по сравнению с лицевой стороной материала. Покрытая кремнийорганическими соединениями бумага имеет клей на своей поверхности; силы адгезии соединяют ленты вместе в прижиме N4. Готовый слоистый материал, включающий последовательные и/или расположенные рядом рисунки схемы, интегральные схемы в виде чипов, которые электрически присоединены к рисункам схем, и ленты с обеих сторон ленты ^, наматывается на ролик 31.

Изобретение не ограничено описанными выше примерами осуществления; и многие вариации возможны в пределах сущности и объема изобретательской концепции, определенной в формуле изобретения.

Claims (29)

1. Способ изготовления электропроводящего рисунка на подложке-носителе (2) путем печатания слоя, включающего оксид металла, и восстановления оксида металла до металла, отличающийся тем, что восстановленный слой переносят с подложки-носителя на функциональную подложку (7).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой, включающий оксид металла, включает оксид меди, при этом пасту для печатного слоя получают из порошка оксида меди с размером зерен порядка 10 мкм или менее, связывающего агента и возможно легирующих элементов и добавок, с помощью пасты на поверхности подложки-носителя образуют содержащий оксид меди слой желаемой формы, содержащий оксид меди слой на поверхности подложки-носителя металлизируют и спекают при повышенной температуре для образования электропроводящего рисунка, и для обеспечения отделения электропроводящего рисунка от подложки-носителя предусматривают подложку-носитель, которая имеет, по существу, нелипкую поверхность и выполнена из материала, способного выдерживать повышенную температуру, используемую для металлизации и/или спекания, и не реагировать с веществами, содержащимися в пасте.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для обеспечения металлизации и спекания электропроводящий рисунок нагревают инфракрасным излучением или микроволновым излучением.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что порошок оксида меди включает оксид меди (I), полученный из водного раствора осаждением при контролируемых температуре, концентрации раствора и других условиях, управляющих свойствами, и сушкой для получения активного, мелкозернистого, чистого и однородного порошка оксида меди.

5. Способ по любому из предшествующих пп.2-4, отличающийся тем, что порошок оксида меди обрабатывают органическим промежуточным агентом для образования на поверхности порошкообразных частиц оксида меди восстанавливающего соединения, при этом органическим промежуточным агентом является уксусная кислота, щавелевая кислота и/или муравьиная кислота.

6. Способ по любому из предшествующих пп.2-5, отличающийся тем, что в порошок оксида меди добавляют легирующий элемент для образования однородного сплава, при этом указанный легирующий элемент выбирают из серебра, золота, платины, палладия, оксидов серебра, золота, платины и палладия, галогенидов серебра, золота, платины, палладия или их смесей.

7. Способ по любому из предшествующих пп.2-6, отличающийся тем, что органический связывающий агент, служащий связующим, добавляют в пасту, при этом органический связывающий агент является поливинилбутиралем (ПВБ) или дибутилфталатом (ДБФ).

8. Способ по любому из предшествующих пп.2-7, отличающийся тем, что в пасту добавляют легирующие элементы, регулирующие реологические свойства, ползучесть и/или адгезионные свойства.

9. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что электропроводящий рисунок формируют в виде слоя пасты толщиной приблизительно 5-100 мкм и формируют его посредством техники печати оттисков или способа компьютерных технологий распечатки, способов, включающих шелкотрафаретный способ, тампопечать, струйный, лазерный, флексографический способы, способы, глубокой и литографической печати.

10. Способ по любому из предшествующих пп.2-9, отличающийся тем, что металлизацию и спекание содержащего оксид меди слоя для образования электропроводящего рисунка осуществляют в атмосфере, включающей водород, и при температуре свыше 500°С, предпочтительно порядка 1000°С.

11. Способ по любому из предшествующих пп.2-10, отличающийся тем, что после металлизации и спекания электропроводящий рисунок охлаждают в атмосфере, содержащей газообразный азот.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поверх слоя, включающего оксид металла, формируют поочередно по меньшей мере один диэлектрический слой и по меньшей мере один второй слой, включающий оксид металла, причем слои, содержащие оксид металла, восстанавливают одновременно.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поверх готового электропроводящего рисунка формируют по меньшей мере один диэлектрический слой и по меньшей мере один второй слой, включающий оксид металла, причем каждый слой, содержащий оксид металла, восстанавливают до металла поочередно.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что функциональная подложка (7) имеет форму ленты и способна принимать последовательные и/или расположенные рядом электропроводящие рисунки.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что электропроводящий рисунок прикрепляют к функциональной подложке (7) клеем, склеивающим при надавливании.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что электропроводящий рисунок прикрепляют к функциональной подложке термопластичными клеями или клеями, которые отвердевают под действием тепла.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что электропроводящий рисунок прикрепляют к функцио

- 7 008748 нальной подложке (7) клеями, которые могут отвердевать под действием излучения, электронного луча (ЭЛ) или под действием химической реакции.

18. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что электропроводящий рисунок представляет собой рисунок (6) схемы транспондера и интегральную схему электрически связывают с рисунком (6) схемы.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что электрический контакт между рисунком (6) схемы и чипом (18) формируют перед переносом электропроводящего рисунка на функциональную подложку (7).

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что электрический контакт между рисунком (6) схемы и чипом (18) формируют после переноса электропроводящего рисунка на функциональную подложку (7).

21. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к функциональной подложке (7) прикрепляют по меньшей мере один дополнительный слой материала, чтобы закрыть электропроводящий рисунок или обратную сторону функциональной подложки.

22. Производственная линия для изготовления электропроводящего рисунка, включающая формировочное устройство (3) для формирования слоя, включающего оксид металла, подложку-носитель (2) для приема слоя, включающего оксид металла, устройство (5) металлизации и спекания для восстановления оксида металла до металла с целью образования электропроводящего рисунка, и функциональную подложку (7) для приема электропроводящего рисунка от подложки-носителя (2).

23. Производственная линия по п.22, отличающаяся тем, что подложка-носитель (2) выполнена из графита и имеет, по существу, нелипкую поверхность.

24. Производственная линия по п.23, отличающаяся тем, что графит имеет поверхность с шероховатостью К_а порядка 0,5 мкм или менее.

25. Производственная линия по п.22, отличающаяся тем, что подложка-носитель выполнена из керамического материала и имеет, по существу, нелипкую поверхность.

26. Производственная линия по п.22, отличающаяся тем, что формировочное устройство (3) является печатающим устройством, воспроизводящим печать оттисков, или устройством, использующим компьютерные технологии распечатки, способы, включающие шелкотрафаретный способ, тампопечать, струйный, лазерный, флексографический способы, способы глубокой и литографической печати.

27. Производственная линия по п.22, отличающаяся тем, что устройство (5) металлизации и спекания включает камеру (8) и нагревающее устройство (9).

28. Производственная линия по п.27, отличающаяся тем, что нагревающее устройство (9) представляет собой источник инфракрасного излучения или источник микроволнового излучения.

29. Применение способа по любому из пп.1-21 для изготовления транспондеров, имеющих бумажную или пластиковую подложку.