KR20220110247A

KR20220110247A - 로즈 골드 접촉 패드를 갖는 전기 회로용 테이프 및 이러한 테이프의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220110247A
Application number: KR1020227022250A
Authority: KR
Inventors: 플로리앙 베농; 스테파니 코퀼라르
Original assignee: 랑셍 홀딩
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-08-05
Also published as: WO2021110872A1; CN114746583A

Abstract

전기 접촉 패드를 갖는 전기 회로를 제조하기 위한 테이프이며, - 가요성 유전체 기판(4), - 유전체 기판(4)을 적어도 부분적으로 커버하는 구리 포일(10)로서, 구리 포일(10)은 유전체 기판(4)에 대면하는 내부면(18), 및 내부면(18)에 대향하는 외부면(19)을 갖는, 구리 포일(10), - 구리 포일(10)의 외부면(19)을 적어도 부분적으로 커버하는 니켈계 층을 적어도 포함하는 중간층을 포함한다. 금-구리 합금층(13)이 중간층 상에 퇴적된다. 전기 회로를 제조하기 위한 방법은 전도성 패드를 갖는 테이프를 제공하는 단계, 및 전착 용액으로부터 전착된 금-구리 합금층을 갖는 패드를 도금하는 단계를 포함한다.

Description

로즈 골드 접촉 패드를 갖는 전기 회로용 테이프 및 이러한 테이프의 제조 방법

본 발명은 접촉 패드를 갖는 전기 회로에 관한 것이다. 예를 들어, 이러한 전기 회로는 스마트 카드 리더의 커넥터에 연결되도록 설계된 전기 접촉 패드를 포함하는 모듈과 같은, 스마트 카드용 모듈을 제조하기 위해 사용된다(이러한 스마트 카드는 예를 들어 뱅킹 애플리케이션 및 신분 증명서를 위해 사용됨).

스마트 카드용 커넥터 모듈은 전기 접촉 패드를 지지하는 유전체 기판을 포함한다(예를 들어, 문서 WO2019051712A1 참조). 전기 접촉 패드는 가요성 유전체 기판에 의해 지지되는 전도층에서 에칭된다(예를 들어, 포토리소그래피 및 에칭 기술에 의해). 대안적으로, 전기 접촉 패드는 가요성 유전체 기판 상에 공동 적층(co-laminated)되기 전에 전도층에서 절단된다(예를 들어, 리드 프레임 기술에 의해). 두 경우 모두에, 유전체 기판에 의해 지지되는 접촉 패드는 가요성 테이프로서 생산된다. 더 일반적으로, 전기 회로를 갖는 이러한 종류의 가요성 테이프는 메모리 키 또는 디스크 등을 위한 커넥터의 전기 접점을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 분야와 관련하여 생산된 전기 회로는 그 일상 사용 동안 적어도 부분적으로 가시적이도록 의도될 때 특히 관심이 있다.

본 발명은 스마트 카드 커넥터의 접점을 형성하도록 의도된 전기 회로의 예를 사용하여 이하에 예시되어 있지만, 일반적으로 이하에 설명된 퇴적 프로세스가 임의의 유형의 금속 전도성 지지부에 적용될 수 있기 때문에, 이 예는 한정적인 것으로서 이해되어서는 안 된다.

스마트 카드 영역에서, 카드 제조자는 카드 본체의 색상을 카드 모듈의 색상과 일치시키기를 원한다. 예를 들어, 미관적 및/또는 맞춤화 목적을 위해, 모듈의 가시적 면에 소위 "로즈 골드" 색상(즉, 핑크-골드 색상)을 갖는 전기 접촉 패드를 갖는 것이 적합할 것이다. 그러나, 새로운 색상을 갖는 전기 접촉 패드를 생산하는 것은, 예를 들어 전기 접촉 저항, 기후 테스트에 대한 저항, 부식에 대한 저항, 피로에 대한 저항 등의 견지에서 그 품질에 의문을 제기해서는 안 된다. 색상 접점은 의도된 용례에 대해 시행되는 표준 및 사양의 요건을 충족해야 한다.

본 발명의 목적은 특히 다수의 연결 및 분리 사이클 동안, 커넥터와 전기적으로 연결되도록 의도된 접점으로서 그 사용을 위해 적합한 전기적 및 기계적 특성을 유지하면서, 완성된 제품에서 가시적인 로즈 골드 색상을 갖는 전도성 트랙 또는 패드를 포함하는 전기 회로를 얻는 것이다.

이 목적은 청구항 1에 따른 테이프 및 청구항 12에 따른 방법으로 적어도 부분적으로 달성된다. 서로 독립적으로 또는 하나 이상의 다른 것의 조합으로 고려될 것인 이 테이프 및 이 방법의 다른 특징은 종속항에 제시되어 있다.

"로즈 골드" 색상을 갖고, 전기 접촉 저항, 기후 테스트에 대한 저항, 부식에 대한 저항, 피로에 대한 저항 등의 견지에서 까다로운 사양과 호환하는 전기 접촉 패드를 제공하기 위해, 이들 전기 접촉 패드는 특정 구리 농도 및 특정 두께를 갖는 금-구리 합금으로 구성되고 전착 프로세스의 도움으로 퇴적된 적어도 하나의 금속층으로 커버된다.

전술된 테이프 및 방법의 다른 특성, 목적 및 장점은 이어지는 상세한 설명을 숙독하고 비한정적인 예로서 제공되는 첨부 도면을 참조하여 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 테이프로부터 제조된 전기 회로를 갖는 모듈의 예를 포함하는 스마트 카드의 사시도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 테이프의 부분의 평면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방법으로 얻어질 수 있는 바와 같은 적층된 층의 예를 단면도로 개략적으로 도시하고 있다.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명에 따른 방법의 구현예의 단계를 개략적으로 나타낸다.

본 발명에 따른 테이프로부터 제조된 전기 회로의 개시내용의 예가 이하에 설명된다. 이 예는 스마트 카드 분야에서 취해졌지만, 통상의 기술자는 독창성을 수반하지 않고, 이 예를 전기 회로의 다른 용례로 바꿀 수 있을 것이다. 특히, 본 발명은 핑크 색상 전도성 접점 또는 트랙의 사용이 미관적 부가 가치를 가져올 수 있는 모든 경우에 특히 유리하다(예를 들어, SD 메모리 카드의 커넥터에 대해 또는 USB 키의 커넥터에 대해).

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 스마트 카드(1)는 예를 들어 커넥터(3)를 갖는 모듈(2)을 포함한다. 모듈(2)은 일반적으로 테이프로부터 절단된 개별 요소의 형태로 제조된다. 이 요소는 카드(1)에 형성된 공동 내에 삽입된다. 이 요소는 PET, 유리-에폭시 등의 일반적으로 가요성 기판(4)(도 2 참조)을 포함하는데, 그 위에는 커넥터(3)가 형성되고, 커넥터는 이후에 칩(도시되어 있지 않음)에 연결된다.

도 2는 전기 회로 부분의 예를 도시하고 있다. 이 전기 회로 부분은 6개의 커넥터(3)를 갖는 인쇄 회로(5)이다. 각각의 커넥터(3)는 8개의 전기 접촉 패드(6)를 포함한다(커넥터(3)는 본질적으로 칩을 갖지 않고, 칩과 접촉 패드(6) 사이의 연결부를 갖지 않고, 칩과 연결부를 보호하기 위한 캡슐화 수지를 갖지 않는 모듈(2)임). 접촉 패드(6)는 전기 전도성 시트(10)로부터 절단(예를 들어, 펀칭 또는 에칭)된다.

커넥터(3)를 제조하기 위한 테이프를 형성하는 다층 구조의 예의 개략적인 단면도가 도 3에 도시되어 있다. 이 다층 구조는 기판(4), 접착층(9), 전기 전도성 시트(10)(예를 들어, 구리 또는 구리 합금으로 제조됨), 및 다소 수많은 층(A, B 및/또는 C)의 스택, 뿐만 아니라 금-구리층(13)을 포함한다.

전기 전도성 시트(10)는 유전체 기판(4)에 대면하는 내부면(18) 및 이 내부면(18)에 대향하는 외부면(19)을 갖는다. 더 구체적으로, 전기 전도성 시트(10)는 유전체 기판(4)에 부착된(예를 들어, 접착층으로 접착되거나 적층된) 내부면(18)을 갖는다. 내부면(18)은 블라인드 홀(14)의 저부에 나타난다. 블라인드 홀(14)은 가능하게는 공동(15) 내에 수용되는 칩(예를 들어, 와이어 본딩 기술로 연결됨)과의 전기적 연결을 설정하도록 의도된다. 외부면(19)은 다른 커넥터와의 전기적 연결을 설정하도록 의도된 접촉 표면에 대응한다. 내부면(18) 및 외부면(19) 상에 퇴적된 층(A, B, C)은 반드시 동일한 유형 및 동일한 두께일 필요는 없다.

이하의 표는 가능한 층 스택을 예시하고 있다:

금-구리 합금층(13) 밑의(밑은 반드시 바로 아래의 금-구리 합금층(13)과 접촉하는 것을 의미하지는 않음) 광택층의 존재는 더 밝은 외관 및 더 강렬한 핑크 색상을 갖는 상부 표면을 야기한다. 이 광택 하층은 예를 들어 구리 또는 구리 합금으로 미리 제조될 수도 있는 전기 전도성 시트(10) 상에 구리 및/또는 니켈 및/또는 니켈 합금을 전기도금함으로써 얻어질 수 있다. 대안적으로, 광택 외관은 구리, 니켈, 니켈 합금 및 구리-주석 합금을 포함하는 리스트로부터 선택된 적어도 하나의 아래에 놓인 층 상에 수행되는 연마 및/또는 전해연마 프로세스에 의해 얻어질 수 있다.

예를 들어, 상기 표의 제6 라인에 따른 프로세스에 의해, 전기 전도성 시트(10)는 구리 시트이다. 구리의 전기도금된 층(A)은 구리 시트의 자유 표면(다른 표면은 유전체 기판에 부착됨)의 적어도 일부 상에 퇴적된다. 이 전기도금된 구리층(A)은 완성된 제품에서 패드의 표면(즉, 구리-금 합금의 층의 자유 표면)의 거칠기를 감소시키는 것을 허용한다. 예를 들어, 이 거칠기는 0.45±0.15 마이크로미터(Rz 측정)와 같거나 가깝다. 구리의 전착된 전기도금된 층(A)이 없으면, 상부 표면의 거칠기는 0.90±0.20 마이크로미터(Rz 측정)와 같거나 가깝다.

구리-금 합금층 밑에 퇴적된 광택층은 평균으로서, 구리-금 합금층의 자유 표면 거칠기를 2로 나눈다. 이는 아래에 놓인 광택층(아래에 놓인이라는 것은 바로 아래의 금-구리 합금층(13)과 접촉하는 것을 의미하는 것은 아님)이 없는 무광 마감 대신에, 패드 표면에 반광택 마감을 얻는 것을 허용한다.

금 층(C)은 선택적이다. 퇴적될 때, 금 층(C)은 "플래시"의 형태인데, 즉, 0 나노미터 내지 15 나노미터의 두께로 전착된다.

내부면(18)의 선택적 마스킹을 수행하는 것으로 예상되지 않을 때, 특히 금-구리 합금층(13)을 퇴적할 때, 얇은 금 층(C)은 유리하게는 이 내부면(18) 상에 접합된 와이어의 견인 강도를 증가시키기 위해 금-구리 합금층(13)의 퇴적 전에, 블라인드 홀(14)에서 내부면(18) 상에 퇴적된다.

도 4a 내지 도 4k는 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 테이프를 제조하기 위한 방법의 예의 단계를 개략적으로 도시하고 있다.

릴투릴 프로세스(reel-to-reel process)를 통해 수행될 수 있는 이들 단계는:

- 유전체 기판(4)을 제공하는 단계로서, 예를 들어 유전체 기판은 에폭시 유리, 폴리이미드 또는 PET 등으로 제조되는, 유전체 기판 제공 단계(도 4a);

- 접착층(9)으로 기판(4)의 면을 코팅하는 단계(도 4b);

- 칩이 이후의 단계에서 수용될 수 있는 구멍(14) 및 가능하게는 공동(15)을 형성하기 위해 접착층(9)으로 기판(4)을 펀칭하는 단계(도 4c);

- 접착층(9)이 제공된 기판(4)을 전기 전도성 재료(10)의 시트(예를 들어, 구리 시트와 같은)와 함께 공동 적층하여, 이와 같이 얻어진 착물을 가열하여 접착층(9)의 열적 가교 결합을 달성하고, 이와 같이 얻어진 착물을 탈산하는 단계(도 4d)로서; 구멍(14)은 이제 블라인드 홀(14)인, 단계;

- 전기 전도성 시트(10)의 외부면(19) 상에 건조 감광성 필름(16)을 적층하는 단계(도 4e);

- 마스크를 통해 감광성 필름(16)을 노출시키는 단계(도 4f),

- 감광성 필름(16)을 현상하는 단계(도 4g);

- 감광성 필름(16)에 의해 보호되지 않은 영역에서 전기 전도성 시트(10)를 에칭하여 전도성 트랙 및/또는 접촉 패드(6)를 형성하는 단계(도 4h),

- 감광성 필름(16)을 제거하는 단계(도 4i);

- 전기 전도성 시트(10)를 에칭한 후에 얻어진 접촉 패드(6)의 적어도 일부 및/또는 트랙의 적어도 일부 위에 전도층을 전착하는 단계로서; 이 전착은 도 3과 관련하여 전술된 바와 같이 층의 스택을 형성하기 위해 하나 이상의 단계에서 수행될 수 있고; 예를 들어, 이 스택은 니켈 층(11) 및 금 층(12)을 포함하고(도 4j); 예를 들어, 니켈 층(11)은 외부면(19) 상에 2 마이크로미터의 두께로 그리고 내부면(18) 상에 5 마이크로미터의 두께로 퇴적되고; 금 층(12)은 외부면(19) 상에 15 나노미터 미만의 두께로 그리고 내부면(18) 상에 0.3 마이크로미터의 두께로 퇴적되는, 단계;

- 골드-핑크 색상을 갖는 표면층을 형성하기 위해 금-구리층(13)을 전착하는 단계(도 4k)로서; 예를 들어, 구리-금 층(13)은 외부면(19) 상에 0.1 마이크로미터 이상의 두께로 퇴적되고; 예를 들어, 금-구리 합금의 층(13)의 구리 함량은 40% Wt(중량 기준) 미만이고, 바람직하게는 35% Wt 이하이고, 더 바람직하게는 30% Wt 이하이고, 예를 들어 10 내지 20% Wt인, 단계를 포함한다.

내부면(18)은 적어도 구리-금 층(13)의 퇴적 동안, 예를 들어 선택적 마스킹에 의해 보호될 수 있다(즉, 면은 구리-금 층(13)에 의해 커버되지 않은 완성된 제품 상에서 가시적이지 않도록 의도됨). 단지 금 층(12) 및/또는 니켈 및/또는 다른 합금층(11)만이 블라인드 홀(14)의 내부면(18)을 커버한다. 따라서, 칩을 연결하기 위한 패키징 프로세스는 표준 프로세스에 비교하여 불변 유지된다.

로즈 골드 표면층을 형성하기 위한 금-구리층(13)의 전착은:

○ 금의 시안화물 착물로서, 예를 들어 금의 시안화물 착물은 KAu(CN)₂ 또는 KAu(CN)₄인, 금의 시안화물 착물

○ 구리의 시안화물 착물로서, 예를 들어 구리의 시안화물 착물은 K₃Cu(CN)₄인, 구리의 시안화물 착물을 포함하는 전해질의 도금욕과 함께 2성분 합금의 특정 퇴적에 의해 수행되어야 한다.

예를 들어, 도금욕 내의 금 농도는 리터당 0.6 내지 1.0 그램이고 도금욕 내의 구리 농도는 리터당 0.6 내지 0.8 그램이다. 욕은 11 내지 13의 pH를 갖는다. 욕의 온도는 50 내지 60℃로 제어된다. 캐소드 수율이 5 내지 15 mg/분 정도인 것을 알면, 도금욕 내의 전류 밀도와 테이프의 속도는 목표 두께를 얻기 위해 도금 셀의 이용 가능한 길이의 함수로 조정된다.

유리하게는, 구리-금 합금 퇴적 동안, 전착욕은 임의의 다른 금속 화합물(아연, 니켈, 은 또는 다른 것을 기반으로 함)을 포함하지 않는다.

금의 색상은 일반적으로 특정 옅은 황색으로부터 핑크 골드 합금의 범위인 스위스 표준 "1-5N"에 따라 교정된다. 상기에 개시된 프로세스는 이 범위 외의 핑크 색상, 즉, 5N++일 것인 색상(즉, 더 강렬한 핑크 색상)을 얻는 것을 가능하게 한다. 접촉 패드(6)의 전체 표면은 로즈 골드 색상이다. 대안적으로, 마스크 및/또는 에칭 기술을 사용하는 것은 이 표면의 일부만 채색하는 것을 가능하게 한다(예를 들어, 로고의 경우).

예를 들어, 상기 표의 제2 라인에 대응하는 층 구조(구리 시트(10)/니켈/니켈 합금/금(플래시)/구리-금 합금)에 대해 본 발명에 따른 프로세스로 얻어진 핑크 색상은 이하의 비색 파라미터를 갖는다:

- L^* = 63±1

- a^*= 7.1±0.3, 및

- b^*= 6.9±0.3.

제품 성능은 이하의 표에 요약될 수 있다:

또한, 상기 표에 언급된 기후 테스트 후 금-구리층(13)의 시각적 양태는 상부 표면 보호로 개선될 수 있다. 예를 들어, 이러한 보호는 티올 화합물(예를 들어, 1-도데칸티올)을 함유하는 용액 내의 금속 표면의 침지를 통해 얻어질 수 있다.

전술된 방법에 대안적으로, 리드 프레임 기술이 테이프를 제조하기 위해 구현될 수 있다. 이어서, 금-구리층(13)은 유전체 기판(4)과 전도층(10)의 공동 적층 전 또는 후에 전도층(10) 상에 도금될 수 있다.

Claims

전기 접촉 패드(6)를 갖는 전기 회로(5)를 제조하기 위한 테이프이며,
- 가요성 유전체 기판(4),
- 유전체 기판(4)을 적어도 부분적으로 커버하고 구리 포일(10) 내에 절단된 전기 접촉 패드(6)를 포함하는 구리 포일(10)로서, 구리 포일(10)은 유전체 기판(4)에 부착된 내부면(18), 및 내부면(18)에 대향하는 외부면(19)을 갖는, 구리 포일(10),
- 구리 포일(10)의 외부면(19)을 적어도 부분적으로 커버하는 니켈계 층(11)을 적어도 포함하는 중간층을 포함하는, 테이프에 있어서,
금-구리 합금층(13)이 중간층 상에 퇴적되고, 중간층은 15 나노미터 이하의 두께를 갖고 니켈계 층(11)을 적어도 부분적으로 커버하는 얇은 금 층(12)을 포함하고, 금-구리 합금층(13)은 이 얇은 금 층(12)의 상부에 퇴적되고, 금-구리 합금층(13)의 구리 함량은 10% Wt 초과인 것을 특징으로 하는, 테이프.
제1항에 있어서, 금-구리 합금층(13)의 구리 함량은 40% Wt 미만인, 테이프.
제2항에 있어서, 금-구리 합금층(13)의 구리 함량은 30% Wt 미만인, 테이프.
제3항에 있어서, 금-구리 합금층(13)의 구리 함량은 20% Wt 미만인, 테이프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 금-구리 합금층(13)의 층은 0.1 마이크로미터 이상의 두께를 갖는, 테이프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유전체 기판(4)을 통해 형성된 구멍을 적어도 부분적으로 커버하는 구리 포일(10)에 의해 형성된 블라인드 홀(14)을 포함하고, 이들 블라인드 홀(14)은 구리 포일(10)의 내부면(18)에 대응하는 저부 표면을 갖고, 이 저부 표면은 금-구리 합금층(13)에 의해 커버되지 않는, 테이프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유전체 기판(4)을 통해 형성된 구멍을 적어도 부분적으로 커버하는 구리 포일(10)에 의해 형성된 블라인드 홀(14)을 포함하고, 이들 블라인드 홀(14)은 구리 포일(10)의 내부면(18)에 대응하는 저부 표면을 갖고, 이 저부 표면은 적어도 얇은 금 층 및 금-구리 합금층(13)을 포함하는 여러 개의 층에 의해 커버되고, 금-구리 합금층(13)은 얇은 금 층 상에 퇴적되고, 얇은 금 층은 15 나노미터 이하의 두께를 갖는, 테이프.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 금-구리 합금층(13)은 티올 화합물을 포함하는 보호층에 의해 적어도 부분적으로 커버되는, 테이프.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 금-구리 합금층(13) 밑에 광택층을 포함하는, 테이프.
제9항에 있어서, 광택층은 구리, 니켈 및 니켈 합금으로 구성된 리스트에서 선택된 금속의 전기도금된 층인, 테이프.
제9항에 있어서, 광택층은 연마 또는 전해연마된 구리 포일(10)인, 테이프.
전기 회로(5)를 제조하기 위한 방법이며,
- 전기 전도성 패드(6)를 지지하는 가요성 유전체 기판(4)을 포함하는 테이프를 제공하는 단계, 및
- 적어도 니켈계 층(11)을 포함하는 중간층으로 패드(6)를 도금하는 단계를 포함하는, 방법에 있어서,
전착 용액으로부터 중간층 상에 금-구리 합금층(13)을 전착하는 단계로서, 중간층은 15 나노미터 이하의 두께를 갖는 얇은 금 층(12)을 포함하는, 금-구리 합금층 전착 단계, 및 니켈계 층(11)을 적어도 부분적으로 커버하는 단계를 더 포함하고, 금-구리 합금층(13)은 이 얇은 금 층(12)의 상부에 퇴적되고, 금-구리 합금층(13)의 구리 함량은 10% Wt 초과인 것을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 전착 용액은 금 시안화물 착물 및 구리 시안화물 착물을 포함하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 전착 용액은 시안화물 화합물을 포함하지 않는, 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 구리, 니켈 및 니켈 합금으로 구성된 리스트에서 선택된 금속으로 제조된 광택층을 금-구리 합금층(13) 밑에 전기도금하는 단계를 포함하는, 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 금-구리 합금(13)의 전착 전에, 전기 전도성 패드(6)가 그로부터 제조되는 구리 포일을 연마 또는 전해연마하는 단계를 포함하는, 방법.