TWI427538B - 連接基板相反側上的軌線的方法 - Google Patents

Description

連接基板相反側上的軌線的方法

本發明係有關於一種用來形成一導電性連接於位在一介電基板的兩相反側上的兩個導電軌線之間的方法。在本發明的應用領域係有關於，但不侷限於RFID領域，其需要一電連接用來將一線圈天線的端部連結至一IC。除了RFID領域之外，本發明亦可被應用在其它種類的電子構件的製造上，譬如撓性電子電路，撓性排線(cable harnesses)，電螢光顯示器及撓性太陽能板，以及軌線的主要尺度相當小使得無法使用先前技術來實施軌線的電解生長的其它應用上。

在RFID的領域中，形成一介電質橋於該線圈天線的線圈上是習知的。在該例子中，一導電橋連接被提供在該介電橋之遠離線圈的一側上，其透過IC連接該線圈天線的端部。此一RFID製造方法的缺點為必需分別實施之處理步驟的數目及該基板的操控，使得此習知方法並不適合大量生產。此外，在實際作業上很明顯的是，由於該導電橋連接必需要橋接高度上的差異，所以該導電橋連接經常出現裂痕。

從美國專利申請案第US 2005/0078035 A1號中可進一步知道(參見該案的圖7A－8D及相關的說明)使用一撓性基板，其在一側上具有被形成為一線圈天線圖案的導電墨水層。延伸穿過該線圈圖案的端部的孔由該基板的另一側被打穿過該基板。該等孔藉由一導電性金屬薄片被密封在遠離該線圈圖案的一側上。在該基板被訪置成該金屬薄片位在其底側上的例子中，該等孔被填入一導電性墨水。因此，圖案的端部透過在孔內的墨水及在基板的底側上的金屬薄片而被導電性地連接。此方法亦不適合大量生產。這是因為填入到孔內之導電性墨水相當昂貴，此外該墨水無法用與形成導電性軌線(譬如一用於RFID的天線圖案)於一基板上相同的技術來將墨水引入到該等孔內。又，用導電性墨水填充該等孔對於實施此操作的設備的精密度的要求很高，因為要與孔對準。

國際專利申請案第WO 03/043394 A1號描述如何以45度的角度來在一基板上切出一切口。該切割工具設有一驅動鉤，其將該基板該切口部分的位置的原始底側放置在該切割工具在縮回時該基板在該切口部分的位置的上側上。以此方式，在該基板的相反兩側上的導電軌線部分彼此直接接觸。此技術的一項缺點為，以此方式實施之介於該基板的相反兩側上的導電軌線之間的連接是不可靠的。此外，該切口佔用了該基材相當大的空間。

本發明的一個目的為提供一種因為成本低廉而特別適合大量生產的方法。詳言之，本發明的一個目的為提供一種方法，藉由此方法可以一非常有效率且可靠的方式形成一連接於位在一(撓性)基板的相反量側上的導電軌線之間，該方法不會有上文所述之前技方法的缺點，且至少提供些缺點的改善/解決方案。為了要達到此目的，依據本發明的方法包含的步驟為：a.提供該基板，至少一第一導電軌線位在該基板的一側上及至少一第二導電軌線位在該基板之與該側相反的另一側上，b.形成一穿孔穿過該基板並分別貫穿一第一軌線與一第二軌線的兩個相反部分，c.透過該穿孔形成一導電性連接於已形成有該穿孔的該第一軌線與已形成有該穿孔之該第二軌線之間。

藉由一個在其相反的兩個側面上各設有導電軌線且設有一穿孔(一電連接可透過該穿孔被形成在兩個軌線之間)的基板，一導電性連接可用一非常有效率且可靠的方式被形成在兩個位在一用於許多應用(譬如RFID)上之基板的兩側面上的導電軌線之間。

應注意的是，使用於本發明的架構中之”導電軌線”一詞是打算要提供一廣意的詮釋，其應被解讀為包括一完整的薄板層(laminate layer)，例如銅層。應進一步注意到的是，在本發明的架構內，該第一軌線及/或第二軌線不一定要位在一基板的自由表面上及/或該等軌線必需要隸屬於停一基板。因此，具有該第一導電軌線及該第二導電軌線的該基板亦可形成一三明治式的電子構件的一部分，其包含數個具有導電軌線的基板存在於它們之間及可能在其一或兩個外側上。起初，只有該等基板的一側面可被設有一導電軌線，而堆疊此等基板產生的情況是，至少一中間基板其相反的兩個側面上都設有一導電軌線。

較佳地，該穿孔係藉由使用一刺穿工具來形成的。相較於衝孔及切割技術而言(在本發明的架構內並不排除使用這些製造技術)，刺穿的好處為因為它不是一種材料去除作業，所以在刺穿開始的地方會有導電軌線的材料被一定程度地塗抹到該孔內。因此，該穿孔的內側的至少一部分因為該刺穿操作而已經塗上了來自各導電軌線之導電材料。

此一塗抹甚至會達到經由該穿孔之介於該第一及第二軌線之間的導電性連接因為刺穿操作而被達成。

因此，本發明的一個特佳的實施例的特徵在於該導電性連接係藉由該穿孔的刺穿而獲得。在這方面扮演要角的因素為該基板的厚度及導電軌線的厚度。此外，刺穿工具的尺寸及粗糙度，以及它的材質與粗糙度也都扮演了一定的角色。

在另一較佳的實施例中，依據本發明的方法包含的步驟為造成一導電物質在一電解浴中從一第一軌線通過該穿孔電解質地生長至一第二軌線用以完成步驟c。此較佳實施例的一個重要優點為可用電解機構經由該穿孔來實施第一軌線與第二軌線之間的導電性連接並實質地且同時地增加至少該第二軌線及在有需要時使用以該電解機構如此形成之介於該第一軌線與該第二軌線之間的導電連線來增加該第一軌線的厚度。

在另一較佳實施例中，另一陽極被提供在該基板之其上有該第一軌線的側面上。以此方式，該第一軌線的厚度的電解性的生長(electrolytic growth)可與透過該穿孔形成該第一軌線與該第二軌線之間的導電性連接同時發生。此方法的有用的操作的一個好例子為RFID的大量製造，其中該第一軌線形成該線圈天線。在此例子中，該第二軌線是用來形成天線端部之間的連接。

或者，對於其它應用會很有利的是，如果一天線只被提供在該介電質基板之遠離該第一軌線的一側面上的話。這在使用本發明的方法所製造的該產品的最終功能與第二軌線的厚度有關，且該第一軌線的厚度與該產品的功能無關的應用中特別是如此。

此一情況可能會發生，如果依據另一較佳實施例，本發明的方法包含了在步驟d期間電解地增加該第二軌線的厚度的步驟，其係在步驟c之後實施的。在該例子中，該第一軌線的功用是要提供一從該陰極到該第二軌線的導電性連接，用以讓該第二軌線能夠吸引在該電解浴中的金屬離子。

在該第一軌線主要只具有該上述的功能的例子中，它會較佳的如果該方法包含將該第一軌線至少部分地從該基板上去除掉的步驟，其係在該步驟d之後實施的。在有數個第二軌線被提供(它們透過數個在該基板上的穿孔被連接至同一個第一軌線)的情況中，第二軌線藉由骯第一軌線從該基板上去除掉而彼此電絕緣。以此方式，由第二軌線開始之相對小的圖案(譬如最大處寸為25mm，如小RFID的天線)及先前技藝無法(輕易)電解地生長的小圖案可藉由電解作用來實施。

如果使用一電解浴的話，該陰極與電解浴中的第一軌線接觸是較佳的。在此方式中，與陰極被設置在該電解浴外面的例子比較起來，該接觸發生在儘可能靠近想要有離子沉澱的地方。

為了要在一連續處理中大量製造且不讓陰極被拖拉通過該軌線並可能傷及該軌線，讓該陰極滾過該第一軌線是較佳的。一項重要的額外優點為有一個固定的接觸點在一軌線上，使得該軌線的厚度的電解性生長可沿著其整個長度發生。

為了要有一連續的製造處理，在步驟c期間使用一電解浴來移動該基板通過該電解浴是較佳的。

在前述之三個較佳實施例的架構內，係參考美國專利申請案第US 2005/189226 A1號，該案描述了一種方法及裝置其與上述的實施例類似地，可讓在該基板被移動通過該電解浴的同時該陰極於該電解浴中滾動通過該軌線時與一導電軌線接觸。此美國專利申請案只描述在一撓性基板的一側面上的一導電軌線的厚度可用電解機構來增加，其中陰極與陽極兩者都物在該導電軌線的那一側上。該美國專利申請案的內容藉由此參照而被併於本案中。

又，依據本發明的方法較佳地包含將該基板從一捲狀物展開以實施步驟a，將該基板之展開的部分運送通過一電解浴用以實施步驟c及在一個介於該捲狀物與該電解浴之間的位置形成該穿孔用以實施步驟b，等步驟。因此，(大量)製造處理可被更有效率地實施，因為穿孔在基板被運送通過該電解浴之前被直接形成在該基板上。

有關形成該等穿孔，較佳地該方法包含當穿孔被形成於該基板上時暫時局部地中斷該基板之展開的部分的運送的步驟。這意謂著，該基板上將形成有穿孔的部分在穿孔的形成期間是靜止不動的，而該基板在該電解浴中之下游部分則持續被運送通過該電解浴而沒有被中斷，使得該電解處理將可儘可能均一地被實施。

特別地，為了要製造一相對小，有相互隔離的導電物質圖案於其一側面上的基板，該方法較佳地包含提供具有至少兩個彼此電絕緣之第二導電軌線的基板用以實施步驟a，形成兩個穿孔於該基板上，其一方面貫穿同一第一軌線的兩個相反部分，另一方面分別地穿過兩個第二軌線用以實施步驟b，及透過該二穿孔建立兩個導電性連接於其上已形成有該二穿孔的該第一軌線與其上已形成有該二穿孔的兩個第二軌線之間用以實施步驟c，等步驟。在此例子中，形成小的導電圖案是由第二軌線開始，它們的厚度被電解地增加。在第二軌線已因為一電解處理而被增加之後，這些小的圖案可依據一前述的較佳實施例彼此隔絕，該第一軌線至少部分地從該基板上被移除，例如藉由蝕刻或刮除。

詳言之，前述的較佳實施例是有利的，如果第二軌線的主要尺寸小於35mm，或更佳地小於25mm。如果該主要尺寸小於25mm的話，用傳統的電解處理實質上不可能增加該等軌線的層厚度，此較佳實施例的優點亦可在使用最大主要尺寸為35mm時被獲得。

詳言之，在RFID的應用中，依據本發明的方法包含形成數個穿孔於該基板上分別穿過同一第一軌線的兩個相反部分及同一第二軌線用以實施步驟b，及透過該二穿孔建立導電性連接於其上已形成有該二穿孔的該第一軌線與其上已形成有該二穿孔的該第二軌線之間用以實施步驟c，等步驟是較佳的。較佳地，該等部分是位在各軌線的端部。

該穿孔較佳地被放置成垂直於該基板的平面。在一方面，該穿孔可具有一最小長度。在另一方面，這可提供的優點為，在穿孔的形成期間沒有側向力量作用在該基材上，或至少不用作用於其上。

該導電性連接較佳地沿著該穿孔的壁延伸。在此例子中，該壁可非常適合地如該導電性連接的物質可以緊抓住的一個元件般地作用，使得一高度可靠的導電性連接可被建立且大體上在該穿孔所在的位置之該基板的物質不需要有任何的變形。

又，該穿孔較佳地延伸於該第一軌線及/或該第二軌線的圓周內。這可讓介於穿孔與該第一軌線及/或第二軌線之間的邊緣被完全地利用，用以透過該等邊緣完成該導電性連接。以此方式，頁於該導電性連接與該第一軌線及/或第二軌線之間的接觸可沿著介於該穿孔與該第一軌線及/或第二軌線之間的圓周邊界線的整個長度被建立。此外，在該基板上的該第一軌線及/或第二軌線的外側沒有空間被使用來建立該導電性連接。

較佳地，在垂直於該穿孔的中心軸的兩個不同方向所測得之該穿孔的直徑的比例最大為2。例如，方形孔將落在此範圍內，但描述於世界專利第WO 03/043394 A1中的切口就不是。

較佳地，該穿孔具有一圓形的截片。由於沒有劇烈的轉變，除了具有圓形截面之相對簡單的工具可被用來形成該穿孔之外，這對於該導電性連接的可靠度具有有利的效果。

特別是，該穿孔是用一大頭針狀的元件，例如一針或衝床(punch)，來形成是較佳的。

本發明進一步有關於一種用在上文中所述之依據本發明的方法中的裝置，該裝置包含孔形成機構用來形成穿孔貫穿一介電質基板以及貫穿位在該基板的兩相反側面上之導電軌線，該孔形成機構包含支撐機構用來在該等穿孔被形成於該基板上時支撐該基板；一骨架其上設有多個孔形成機構；及移動機構用來在該基板位在該骨架與該支撐機構之間時將該骨架及/或該支撐機構相對於彼此移動。藉由使用一如此建構的裝置，穿孔可被高度精準地形成在該介電質基板上，使得該等穿孔亦會延伸穿過位在該基板的兩相反側面上之導電軌線。

為了要增加產量，該裝置較佳地包含運送機構用來運送該基板於該骨架與該支撐機構之間。

較佳地，本發明更包含控制機構用來控制該裝置使得該運送機構在移動機構的操作期間不會作用。以此方式，可確保該基板在穿孔被形成的期間是保持固定不動的。

該孔形成機構較佳地被設置成該骨架內的數個平行列，使得穿孔可同時被形成在該基板上的數個平行列上的導電軌線上。

為了要讓該裝置能夠處理其上具有不同導電軌線的基板，該孔形成機構較佳地包含數個連接至該骨架之滑動軸，數個孔形成機構可沿著該等滑動軸移動，以及固定機構用來可分開地將該孔形成機構固定到各別的滑動軸上所想要的縱向位置上。

為了相同的理由，該孔形成機構較佳地包含調整機構用以調整該等平行列之間相隔的距離。

為了要進一步提高形成該等穿孔的精確度並降低在此方面的人為因素，較佳地為感應器被提供來偵測在該基板上的軌線並根據該移動機構的操作之前的偵測來調整該骨架相對於該基板的位置。以此方式，在該基板上將被形成穿孔的位置被移動至該等導電軌線之確實的位置處。

較佳地，該孔形成機構包含一大頭針狀的元件，譬如一針，其在該移動機構的操作期間延伸穿過該基板以及穿過位在該基板的兩相反側面上之軌線。如前文中已說明的，當使用一針時，軌線材料會塗抹在該穿孔內，因此介於第一軌線與第二軌線之間的導電性連接可因而被快速地獲得。

在本發明中，形成在該基板與該第一及第二軌線上的孔是一穿孔是很重要的。因此之故，該支撐機構在面向該基板的一側上設有一彈性層是較佳的，使得該孔形成機構可延伸到該彈性層內且可確保該孔將會確實是一個穿孔。

該移動機構較佳地包含一四桿結構，使得它不必使用導件，這些導件必需要非常精確。

依據本發明的另一態樣，本發明係有關於一種與上文中所述之依據本發明的方法一起使用的裝置，該裝置包含一電解浴，運送機構用來將一介電質基板運送通過該電解浴，該基板具有至少一第一導電軌線位在其一側面上及至少一第二軌線位在該基板之與該側面相反的另一側面上，其中一穿孔已分別被形成貫穿該基板及穿過該第一軌線與該第二軌線的兩相反部分，一陰極用來建立與該第一軌線的導電接觸及一陽極其被設置在該電解浴中在該基板之遠離該第一軌線的一側上。

該連接更佳的是，該陰極為了與在該電解浴中的第一軌線相接觸而被設置在該電解浴中。

更佳的是，當該基板被運送通過該電解浴時，該陰極係滾過該基板。

使用依據本發明的上述態樣的裝置的好處以在上文中描述本發明的方法時說明過了。此裝置可用描述於前述之美國專利申請案US 2005/0189226號中方式來建構，其中一個陽極或數個陽極被提供在該電解浴中只在該介電薄膜基板4的內側或亦在外側上。

最後，本發明係有關於一種基板其具有一導電軌線於其兩側上，藉由依據本發明之上述的方法該等軌線已經由該基板上的一穿孔而相互導電地連接。

圖1a及1b顯示用先前技術的方法所製造之先前技術的RFID標籤。該RFID標籤1包含一介電質基板2(為示於圖1a中)，一大致矩形(在此例子中)之含銀墨水的線圈形導電軌線3首先被施用。該軌線3在其端部或至少在靠近端部處設有圓盤狀加寬部分，該等加寬部分被稱為墊4，5。在該線圈形狀內部靠近墊4處該軌線3亦包含兩個矩形墊6a，6d用以最終將一IC(未示出)放置於其上。

該導電軌線3(其具有一非常小的厚度且已藉由俗稱凹版印刷的方法被施加至該基板2上)已被加厚，譬如利用電解作用，因此一導電的加厚層7(例如，銅)已沿著該軌線3的整個長度被加厚，使得該導電軌線3與該加厚層7的(接點)厚度足以讓該軌線3的該線圈狀部分作為一天線。然而，為了達到上述目的則必需要形成一閉合電路，這是藉由使用一導電橋8來達成，該導電橋延伸於該導電軌線3的線圈狀部分的線圈之上來達成。為了要防止導電橋8與線圈有導電地接觸，一介電質橋9被提供在線圈上用來提供遮蔽。

圖2a－3d係有關於本發明的一個方法其用來形成可與圖1a及1b所示的標籤相比較之RFID標籤。在RFID標籤1的例子中，起始點為一介電質基板2，一線圈狀的導電軌線3位在該基板2上且在該軌線3的端部設有墊4，5。與示於圖1a及1b中的結構相反的是，基板2的遠離該軌線3的一側上設有一第二軌線21，該第二軌線延伸於電4及5之間(圖2a，3a)。圖2b及圖3b顯示兩個穿孔22，23是如何在下一個階段在墊4，5的位置處被刺穿過該基板2，這兩個穿孔亦延伸穿過該第二軌線21(的端部)(圖2b及3b)。

最後，該導電軌線3的電路藉由將墊4，5透過該第二軌線21相互連接而被閉合，因而不再需要圖1a及1b中所示之跨過該導電軌線3的線圈部分的介電質橋。在此方式中，為了要將該電路閉合，必需透過穿孔22，23建立一介於墊4，5與該第二軌線21之間的連接。

前述之利用一針24，25來刺穿該基板形成穿孔22，23的優點為，該導電軌線3的物質可一定程度地被塗抹到穿孔22，23的內壁上。該塗抹發生的程度可讓一導電性連接26(圖4a)單單藉由該刺穿處理就可被建立。然而，該塗抹亦可被較低程度地發生，使得該導電軌線3的物質部分地延伸至穿孔22，23內(圖4b圖中的標號27)，而不是讓該塗抹達到在該刺穿操作之後立即可建立起介於軌線3及21之間的導電性連接的程度。

除此之外，亦有可能在刺穿時幾乎沒有塗抹的情形發生，如圖4c所示。圖4c亦可適用在穿孔22，23不是用刺穿處理而是用衝孔或鑽孔來形成的情況中，雖然該等操作並不提供與刺穿操作相同的好處，但它們的使用並不應被排除在本發明的範圍之外。關於圖4a，4b及4c圖，值得進一步提及的是，基板2的塑性變形會因為在基板上形成寬孔22，23而一定程度地發生。

回到圖2c及3c，熟習此技藝者將可瞭解的是，可形成為一基板材料捲的一部分之該基板2被運送通過一電解浴，該電解浴將於下文中參照圖8加以詳細說明。一陽極31被提供在該電解浴中該基板2之其上設有該第二軌線21的一側上，而第一軌線則與電解浴中之陰極32相接觸。在將該基板運送通過該電解浴時，陰極會滾過該該第一軌線3。又，一第二陽極33被提供在該電解浴中該基板2之其上設有該導電軌線3的一側上。

部分因為該基板2的介電本質，介於陽極31與陰極32之間的場線(field lines)將經由穿孔延伸。在電解浴中的離子(例如銅離子)將沿著在一陰極32方向上的場線遷移穿過該電解浴，然後沉澱在位於導電軌線3的端部處之穿孔22，23的內側上。因此，電解質的生長將沿著穿孔22，23的內壁從該軌線3發生在該第二軌線21的方向上。在某個時間點時，這將會造成導電性連接34被建立在軌線3及21之間的結果(圖2c及3c)。從那個時候開始，該軌線21亦被陰極地連接，且銅離子的沉澱亦將發生在導電軌線21上，如圖3b及5b中的35所示。

因為有陽極33的存在，所以在該電解浴中之離子(譬如銅離子)在該導電軌線3上的沉澱在該導電性連接34被建立的同時即已發生。該軌線3的電解質生長在圖2c，3c，3d，5a及5b圖中係以36來表示。如果介於軌線3及21之間的導電性連接在刺穿操作的同時沒有被直接地建立的話(如圖4a所示)，則在軌線21上的電解質生長35會比軌線3上的電解質生長36晚，使得電解質生長36會比電解質生長35厚。該導電性連接37(最初是34)最終將在放置一IC於墊6a，6b上時獲得所想要之閉合電路的結果。

圖6a－6f顯示依據本發明的方法的另一實施例，其特別適合電的構件的(大量)製造，這些電的構件包含一介電質基板其上設有主要尺寸(長度及寬度)在約20mm等級的相對小的導電性圖案。由於該等導電性圖案的尺寸很小，所以在實作上很難(甚至是不可能)用電解的方式來實現一足以供這些圖案使用的厚度。起始點為一介電質基板51，在其一側上(圖6a－6f圖的底側)具有電絕緣之小的導電性圖案52，及在相反側上的一連接軌線53。圖6c顯示穿孔54是如何藉由針55而在每一軌線52的位置處被刺穿形成在該基板51上。

圖6d及6e顯示一導電性連接是如何首先被建立在該連接軌線53與該等小的導電軌線52之間，這兩個導線係彼此隔絕的。為此，該基板51被運送通過一電解浴，一陽極57(相當於陽極31)被提供在該電解浴中之該基板51之設有該軌線52的一側上且該軌線53在該電解浴中與該陰極58導電地接觸。該連接56將用與上文中參照圖5a及5b所示之方式相同的方式被建立。在該連接經由該穿孔被建立之後，來自於陽極57的離子將會以電解質沉澱59的形式沉澱在各個軌線52上直到達到所想要的厚度為止(圖6e)。

在電解質生長59形成在軌線52上之後基板51從該電解浴中被移出，之後該軌線53藉由將軌線53蝕刻掉的方式而從該基板51上被移除(圖6f)。以此方式，其上帶有電解質生長59的各個軌線52再次地彼此被隔離。或者，亦可在軌線53上形成刮痕用以將其上帶有電解質生長59的各個軌線52彼此隔離開來，或藉由將基板51分切成基板件而將各軌線52彼此方開來，在此例子中每一基板件上有一軌線52。

雖然與圖2a－3d的較佳實施例有數個相似處，但應注意的是，圖6a－6f圖的較佳實施例，更明確地為圖6d及6e圖的實施例，並沒有使用一第二陽極於該連接軌線53的那一側上，因為軌線53的電解質生長是不需要的而且也是所不想要的，這是因為軌線53最終將再次由該基板51上被去除掉。軌線53的唯一項功能是提供一導電性連接於該陰極58與各個軌線52之間。

圖7與圖8一起示意地顯示依據本發明之方法在大量製造期間的一種可能的實施方式。起始點為一基板72的一撓性網狀物，其係由一材料捲71展開的。該網狀物的兩端在先前的階段期間已設有導電軌線，例如藉由凹版印刷的方法，該方法本身是習知的，該等軌線已規律的圖案出現在該基板材料72上。來自該材料捲71的該基板網狀物72接著被壓在該舞動滾子(dancer roller)73其可上、下移動於雙箭頭78所示的方向上，該導引滾子74，帶有該壓力滾子76的該驅動滾子75，該舞動滾子77其可上、下移動於雙箭頭79所示的方向上，及該導引滾子80上。

當延伸於該導引滾子74與該驅動滾子75之間時，在該網狀物72的底側部分設有一壓抵(press－on)裝置81，其包含一水平方向的壓力表面82其與拖拉於該網狀物72底下的平面相垂直地延伸，充分地覆蓋其寬度，以及一垂直臂83。除此之外，該壓抵裝置81包含一第二垂直臂84其底側牢牢地連接至一固定的結構85，譬如該壓抵裝置81的骨架。臂83及84透過水平臂90，91及樞銷86，87，88，89被可樞轉地連接，因而形成一包含臂83，84，90，91與樞銷86，87，88，89之四桿結構。臂83及84持續被定向為彼此平行，譬如當接合處繞著樞銷86－89樞轉時彼此垂直地平行。此樞轉將進一步造成水平壓力表面82被上、下移動，如雙箭頭92所示。

當網狀物72延伸在該導引滾子74與該驅動滾子75之間時，位在該網狀物72上側的是一針固持器101，其被更詳細地示於圖9中。該針固持器101包含一大致矩形的骨架102，其具有平行於該網狀物72的支撐方向的縱向大樑103，104，及橫向大樑105，106。六個滑動軸107延伸於縱向大樑103，104之間。在此例子中，有十六個針單元108(其將於下文中參照圖10詳下說明)可沿著每一滑動軸107移動。

一具有直角頂角的縱向溝槽109被形成於縱向軸107上。每一針單元108都包含一設有一中心孔的底座件110，其可讓該底座件110可移動，該針單元108因而可沿著該滑動軸107滑動於雙箭頭111所示的方向上。為了要將該底座件110固定在該滑動軸107上的特定縱向位置處，該針單元108包含一調整螺絲112，它的直角點113(亦參見圖11a)可被轉動至該底座件110的中心孔內的一個位置，使得該直角點113延伸至該縱向溝槽109內。以此方師，不只該縱向位置被固定，該針單元108相對於該滑動軸107的角對位置亦被固定。每一針單元108進一步設有一針114其被指向該網狀物72且被安排成與該網狀物72成直角。該針114沿著其長度之較長的部分被容納在一鑰匙孔狀的凹部之圓形部分內，該凹部係利用火花腐蝕(spark erosion)被形成在該底座件110上。在每一針單元上可設有複數個針114的例子中，當然亦可使用一複數個鑰匙孔的形狀。標號133係有關於進入及離開火花腐蝕縫。在該縫133的上側，該針114設有一頭134，它的直徑大於該鑰匙孔狀凹部的圓形部分的直徑。該針被該壓力板132經由該頭134從上往下壓，該壓力板藉由螺帽131被往下旋到該底座件110上。

除了將該針單元108沿著軸107移動之外，亦可沿著縱向大樑103，104移動該等滑動軸107及相關的針單元108，為此目的，該等縱向大樑上可設至縱向導件，在圖9中只有縱向大樑104的縱向導件115被示出。因此可將構成該針固持器101的一部分之針114依照所想要之相對於彼此的間距安排在該骨架102內之縱方向上及橫方向上，使得各個針的位置可適應在網狀物72上的軌線圖案。

圖11a及11b顯示一單一針單元108藉由該壓抵裝置81及該針固持器101來實施穿孔刺穿操作的情形。這兩個圖顯示該網狀物72支承在該壓力表面82的上側上。該壓力表面82包含兩層，即一硬底層121及一可由橡膠，硬指板或海綿狀材質製成的軟上層122。為了要形成穿孔，該壓力表面82在驅動機構(未示出)的幫助下藉由將臂90樞轉以及繞著樞銷87，89將臂91向上樞轉而從示於圖11a中的位置在針固持器101的方向上被移動一段距離123。網狀物72因而被針114刺穿，其中因為針114的底側延伸至上層122中所以確保形成於網狀物72上的孔確實為穿孔(圖11b)。

為了要確保孔是被形成在該網狀物上的正確位置處，或更明確地是在導電軌線所在處，感測器99被設置在該針固持器101的上游，這些感測器99能夠偵測軌線的特徵部分，例如軌線的側緣。此資訊被送置一控制系統(未示出)它可確保在該壓力表面82被向上移動之前該針固持器101被正確地對準於垂直該拖拉平面的方向上，且亦可能在該運送方向或相反方向上。

該壓力表面82的上、下運動以及穿孔形成於該網狀物72上是發生在該網狀物72沒有被該驅動滾子75驅動的短暫期間內。在另一方面，材料捲71則持續地被展開。被如此地形成在該導引滾子74的上游處之額外的網狀物長度會因為該舞動滾子73向下移動而被偏移。在另一方面，在該驅動滾子75的下游之網狀物72的釋出亦未被中斷，造成該舞動滾子77暫時向上移動。當該壓力表面82回到其最初的位置且新的穿孔已被完成時，該驅動滾子75再次被暫時地致動用以將該網狀物72進一步運送至該壓抵裝置81之間一段距離其相當於介於兩個相鄰的滑動軸107之間的距離的一倍，兩倍，三倍或六倍，依將被形成在該網狀物72上的穿孔數而定。在這些時候，該舞動滾子73與77再次回到它們最初的位置。

應進一步被注意的是，在本發明的架構內藉由在每一墊上形成數個穿孔，譬如兩個或三個穿孔，而非一個墊一個穿孔來經由墊(譬如圖1a中的墊4，5)建立一導電性連接於兩個位在該基板72的兩側上的導電軌線是很可能的。為此，一單一的針單元108可被設有兩個或三個緊密地相間隔的平行針114。每一墊使用複數個穿孔的好處為穿孔的直徑可被保持得很小，使得該等場線在後續的電解作用期間將以一非常集中的方式延伸通過該等穿孔，讓發生在穿孔內的電解質生長被加速。兩個針單元108可被用來在被非常靠近地被安排在一起之不同墊，譬如圖1a中的墊6b及4，上形成穿孔。將此等針單元108安裝在一單一軸107上是不可能的，因此必需將它們放在兩個不同但連續的軸107上，使得在墊6b及4上之用於一單一圖案的各個孔可用兩個連續的施加結構81行程來形成，在這兩個行程之間，其上存在有該圖案的基板被向前移動一個行程的長度。

圖8為一電解裝置131的示意圖，在一基板72已經通過示於圖7中的裝置之後或在其上已形成有穿孔的基板72的間歇式捲繞之後，該基板72可被直接供應至該電解裝置。該電解裝置131包含一容器132其內裝有含鹽的電解溶液133，一滾筒134其可繞著它的中心軸轉動，及一陽極31，57其設在該含鹽的電解溶液133中，關於此結構可再次參考圖3c及3d與圖6d與6e。如果該電解裝置131是要用來製造RFID的話，它可被建構成與美國專利申請案US第2005/0189226 A1號的圖1－7所示相類似的結構，該案的揭示內容藉由此參照而被併於本文中。依據圖8的裝置與揭示於上述美國專利申請案的裝置唯一的不同處為陽極31，157位在該含鹽的電解溶液133內。

在電解裝置131被用來實施圖6a－6f所示之本發明的方法的例子中，可使用設計較簡單的電解裝置131，例如，在該滾筒的外圓周的內側上未設置一(第二)陽極且陰極被設置在該含鹽電解溶液133外面，壓力滾子135當作陰極般地作用的電解裝置。在圖6a－6e圖中的該第一軌線53可被建構成為彼此平行地延伸在該網狀物72的縱長方向上的諸軌線且從橫貫方向看時它們彼此被間隔開與軌線52相同的間距。

1．．．RFID標籤

2．．．介電質基板

3．．．導電軌線

4．．．墊

5．．．墊

6a．．．墊

6b．．．墊

7．．．導電加厚層

8．．．導電橋

9．．．介電質橋

21．．．第二軌線

22．．．穿孔

23．．．穿孔

24．．．針

25．．．針

26．．．導電性連接

27．．．穿孔

31．．．陽極

32．．．陰極

33．．．第二陽極

34．．．導電性連接

35．．．銅離子的沉澱

36．．．電解質生長

37．．．導電性連接

51．．．介電質基板

52．．．導電性圖案

53．．．連接軌線

57．．．陽極

56．．．連接

58．．．陰極

59．．．電解質生長

71．．．基板材料捲

72．．．基板材料(網狀物)

73．．．舞動滾子

74．．．導引滾子

75．．．驅動滾子

76．．．壓力滾子

77．．．舞動滾子

78．．．雙箭頭

79．．．雙箭頭

80．．．導引滾子

81．．．壓底裝置

82．．．壓力表面

83．．．垂直臂

84．．．垂直臂

85．．．固定結構

86．．．樞銷

87．．．樞銷

88．．．樞銷

89．．．樞銷

90．．．水平臂

91．．．水平臂

92．．．雙箭頭

101．．．針固持器

102．．．骨架

103．．．縱向大樑

104．．．縱向大樑

105．．．橫向大樑

106．．．橫向大樑

107．．．滑動軸

108．．．針單元

109．．．縱向溝槽

110．．．底座件

111．．．雙箭頭

112．．．調整螺絲

113．．．直角點

114．．．針

133．．．火花腐蝕縫

134．．．頭

131．．．螺帽

121．．．底層

122．．．上層

123．．．距離

99．．．感測器

131．．．電解裝置

132．．．容器

133．．．含鹽電解溶液

134．．．滾筒

135．．．壓力滾子

本發明將以較佳實施例的說明加以更詳細地描述，該描述將參照至下面的附圖。

圖1a及1b分別為依據先前技藝之RFID標籤的平面圖與沿著圖1a的線1b－1b所取的剖面圖；圖2a－2d為用來製造與圖1a及1b所示標籤相比的RFID標籤之依據本發明的方法的一較佳實施例的執行期間的四個連續的狀態的示意平面圖；圖3a－3d分別為沿著圖2a－2d的線IIIa－IIIa，IIIb－IIIb，IIIc－IIIc，IIId－IIId，所取的剖面圖；圖4a－4c為包圍穿孔的區域的三個剖面圖，其中穿孔已被刺穿在兩側都具有導電軌線的基板上；圖5a及5b為用電解機構形成一通過穿孔的導電性連接之兩個連續狀態的剖面圖，從圖4c中所示的狀態開始；圖6a－6f為本發明的方法的另一較佳實施例的執行期間六個連續狀態的示意剖面圖；圖7為一用於形成一穿孔於一基板材料網上之裝置的示意側視圖；圖8為一用來製造位在該基板材料的兩側上之導電軌線之間之穿過一穿孔的電連接之電解浴的示意側視圖，其中該穿孔已藉由圖7的裝置被形成在該基板材料上；圖9為一針固持器的立體圖，該針固持器形成圖7所示之裝置的一部分；圖10為一針單元的立體圖，該針單元形成圖9的針固持器的一部分；及圖11a與圖11b為圖10中之針單元在其操作期間的垂直剖面圖。

1．．．RFID標籤

2．．．介電質基板

3．．．導電軌線

4．．．墊

5．．．墊

6a．．．墊

6b．．．墊

7．．．導電加厚層

8．．．導電橋

9．．．介電質橋

Claims (38)

1. 一種用來形成一導電性連接於位在一介電基板的兩相反側上的兩個導電軌線之間的方法，該方法包含：提供該基板，至少一第一軌線位在該基板的一側上及至少一第二軌線位在該基板之與該側相反的另一側上，該第一及第二軌線是導電軌線；形成一穿孔貫穿該基板並穿過該第一軌線與該第二軌線；及經由該穿孔形成一導電性連接於已形成有該穿孔的該第一軌線與已形成有該穿孔的該第二軌線之間，其中該導電性連接線沿著該穿孔的孔壁延伸，該提供基板的步驟包括將該基板從一捲狀物展開，該形成導電性連接的步驟包括將該基板之展開的部分運送通過一電解浴，及該形成穿孔的步驟包括在一個介於該捲狀物與該電解浴之間的位置形成該穿孔。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該穿孔係藉由使用一刺穿工具以刺穿的方式來形成的。
3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該導電性連接係藉由該穿孔的刺穿操作來獲得的。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該形成導電性連接係包括在一電解浴中電解地生長一導電物質使其從該第一軌線經由該穿孔生長至該第二軌線。
5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中一陽極被設在 該基板之遠離該第一軌線的一側上且該第一軌線被促使與一陰極導電地接觸。
6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中另一陽極被設在該基板之其上設有該第一軌線的一側上。
7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中一陽極只被設在該介電基板之遠離該第一軌線的一側上。
8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該陰極與該第一軌線在該電解浴中接觸。
9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該陰極滾過該第一軌線。
10. 如申請專利範圍第4項之方法，其更包含：在該形成導電性連接之後，在該電解地生長期間電解地增加該第二軌線的厚度。
11. 如申請專利範圍第10項之方法，其更包含：將該第一軌線至少部分地從該基板上去除掉的步驟，其係在該電解地生長一導電物質之後實施。
12. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包含：當該穿孔被形成於該基板上的同時局部地中斷該基板之展開的部分的運送。
13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該提供基板的步驟包括提供至少兩個彼此電隔絕之第二軌線給該基板，該形成穿孔的步驟包括形成兩個穿孔於該基板上，其一方面貫穿同一第一軌線的兩個相反部分，另一方面分別 地穿過兩個第二軌線，及該形成導電性連接的步驟包括透過該兩個穿孔來形成兩個導電性連接於其上已形成有該兩個穿孔的該第一軌線與其上已形成有該兩個穿孔的兩個第二軌線之間。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該等第二軌線的主要尺吋小於35mm。
15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該形成穿孔的步驟包括形成數個穿孔於該基板上，其分別穿過同一第一軌線及同一第二軌線的兩個相反部分，及該形成導電性連接的步驟包括透過該數個穿孔建立導電性連接於其上已形成有該數個穿孔的該第一軌線與其上已形成有該數個穿孔的該第二軌線之間。
16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該穿孔被定向為垂直該基板的平面。
17. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該穿孔進一步延伸於該第一軌線及該第二軌線的至少一者的圓周內。
18. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在垂直於該穿孔的中心軸的兩個不同方向所測得之該穿孔的直徑間的比例最大為2。
19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該穿孔具有一圓形截面。
20. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該穿孔係用一大頭針狀的元件來形成的。
21. 一種用來形成一導電性連接於位在一介電基板的兩相反側上的兩個導電軌線之間的方法，該方法包含：提供該基板，至少一第一軌線位在該基板的一側上及至少一第二軌線位在該基板之與該側相反的另一側上，該第一及第二軌線是導電軌線；形成一穿孔貫穿該基板並穿過該第一軌線與該第二軌線；及經由該穿孔形成一導電性連接於已形成有該穿孔的該第一軌線與已形成有該穿孔的該第二軌線之間，其中該形成一導電性連接係包括在一電解浴中電解地生長一導電物質使其從該第一軌線經由該穿孔生長至該第二軌線。
22. 一種用來形成一導電性連接於位在一介電基板的兩相反側上的兩個導電軌線之間的方法，該方法包含：提供該基板，至少一第一軌線位在該基板的一側上及至少一第二軌線位在該基板之與該側相反的另一側上，該第一及第二軌線是導電軌線；形成一穿孔貫穿該基板並穿過該第一軌線與該第二軌線；及經由該穿孔形成一導電性連接於已形成有該穿孔的該第一軌線與已形成有該穿孔的該第二軌線之間，其中該導電性連接線沿著該穿孔的孔壁延伸，該提供基板的步驟包括提供至少兩個彼此電隔絕之第二軌線給該基板， 該形成穿孔的步驟包括形成兩個穿孔於該基板上，其一方面貫穿同一第一軌線的兩個相反部分，另一方面分別地穿過兩個第二軌線，及該形成導電性連接的步驟包括透過該二穿孔來形成兩個導電性連接於其上已形成有該二穿孔的該第一軌線與其上已形成有該二穿孔的兩個第二軌線之間。
23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該等第二軌線的主要尺吋小於35mm。
24. 一種用來與申請專利範圍第1項的方法一起使用的裝置，其包含孔形成機構用來形成穿孔貫穿一介電質基板以及穿過位在該基板的兩相反側上之導電軌線，該孔形成機構包含支撐機構用來在該等穿孔被形成於該基板上時支撐該基板；一骨架其上設有多個孔形成機構；及移動機構用來在該基板位在該骨架與該支撐機構之間時將該骨架及/或該支撐機構相對於彼此移動。
25. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其包含運送機構用來將該基板運送於該骨架與該支撐機構之間。
26. 如申請專利範圍第25項所述之裝置，其包含控制機構用來以一種該運送機構在移動機構的操作期間不會作用的方式控制該裝置。
27. 如申請專利範圍第24、25或26項所述之裝置，其中該孔形成機構被設置成該骨架內的數個平行列。
28. 如申請專利範圍第27項所述之裝置，其中該孔形成機構包含數個連接至該骨架之滑動軸，數個孔形成機構 可沿著該等滑動軸移動，以及固定機構用來可分開地將該孔形成機構固定到各別的滑動軸上所想要的縱向位置上。
29. 如申請專利範圍第27項所述之裝置，其中該孔形成機構包含調整機構用以調整該等平行列之間相隔的距離。
30. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中感應器機構被提供來偵測在該基板上的一軌線並根據該移動機構的操作之前的偵測來調整該骨架相對於該基板的位置。
31. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該孔形成機構包含一大頭針狀的元件，其在該移動機構的操作期間延伸穿過該基板以及穿過位在該基板的兩相反側上之軌線。
32. 如申請專利範圍第31項所述之裝置，其中該大頭針狀的元件為一根針。
33. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該支撐機構設有一彈性層於面向該基板的一側上。
34. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該移動機構包含一四桿結構。
35. 一種用來與申請專利範圍第1項的方法一起使用的裝置，其包含一電解浴；運送機構用來將一介電質基板運送通過該電解浴，該基板具有至少一第一導電軌線位在其一側上及至少一第二軌線位在該基板之與該側相反的另一側上，其中一穿孔已分別被形成貫穿該基板及穿過該第一軌線與該第二軌線的兩相反部分；一陰極用來建立與該 第一軌線的導電接觸；及一陽極其被設置在該電解浴中在該基板之遠離該第一軌線的一側上。
36. 如申請專利範圍第35項所述之裝置，其中該陰極為了與在該電解浴中的第一軌線相接觸而被設置在該電解浴中。
37. 如申請專利範圍第36項所述之裝置，其中當該基板被運送通過該電解浴時，該陰極滾過該基板。
38. 一種介電質基板，它的兩側上設有一導電軌線，這些軌線藉由申請專利範圍第1-23項中任一項的方法被導電性地相互連接。