制造印刷电路的方法、通过该方法获得的印刷电路和包括该印刷电路的电子模块的制作方法
【专利说明】制造印刷电路的方法、通过该方法获得的印刷电路和包括该印刷电路的电子模块
[0001 ] 本发明涉及印刷电路领域。这种印刷电路可以用于例如生产用于智能卡、RFID天线、发光二极管的电子模块。
[0002]以下使用用于智能卡的电子模块的示例对本发明进行了例示，但是容易转用到包括上述应用的印刷电路的其它应用。
[0003]智能卡是公众已知的，其具有很多用途:信用卡、用于移动电话的S頂卡、交通卡、身份证等。
[0004]智能卡通常由组成大部分卡的刚塑性基板型PVC、PVC/ABS或者聚碳酸酯构成，在卡中包括有单独制造的电子模块。电子模块包括配备有电子芯片(集成电路)的总体上柔性的印刷电路，以及用于从芯片向卡读卡器设备发送数据(读取)或者从设备向卡发送数据(写入)的传送装置。这些数据传送装置可以是“接触式”、“非接触式”或者当组合“接触式”和“非接触式”两个模式时的“双模式”。
[0005]在“接触式”智能卡中，连接器具有电气连接到芯片并且与基板的表面处的电子模块齐平的接触区域，用于通过电气接触与读卡器设备连接。在“非接触式”智能卡中，数据通过在位于读卡器内的天线与位于卡本身中的天线之间操作的无线电频率系统发送到芯片。在“双模式”智能卡中，传送装置既是“接触式”又是“非接触式”的，电子模块包括配备有单个电子芯片的柔性电路，该单个电子芯片可以管理两种数据传送模式。
[0006]在下文，尤其关注包括通过绝缘材料层彼此隔离的多个导电材料层的印刷电路。更具体地，我们将关注在绝缘材料层中形成接合孔(通孔)的这种印刷电路。这些电路例如是双面或者多层电路，其中图案(诸如导电导轨、电接触件、天线或者这些不同图案的组合)被蚀刻在这些层中的至少一个层中。
[0007]接合孔的优点之一是尤其允许导电导线穿过绝缘层。实际上，导电材料层中的一个层可以用于将芯片或者二极管连接到位于印刷电路的与设置芯片的面相对的一面上的接触焊盘。导线连接(例如，通过导线接合)到导电材料层的接合孔周围的导轨或者焊盘。或者导电导线直接连接到导电材料层中至少部分地封闭接合孔的一部分。在此情况下，位于接合孔的正面的该层的表面可以用于在其中连接导线的一个端部，而另一个端部连接到诸如芯片或者二极管这样的电子部件。
[0008]现有技术电路遇到的问题是:除了封闭接合孔的处理之外的在导电材料层中的图案制造处理导致在接合孔周围形成导电材料环。实际上，除封闭接合孔的处理之外的在导电材料层中的图案制造处理需要蚀刻步骤。因此，在蚀刻步骤期间，接合孔必须被封闭以保护(至少部分地)密封这些孔的导电材料层。为了确保蚀刻液不渗入接合孔，在每个接合孔周围维持大约50到250微米的光敏树脂环。在这些环的下方，将不去除导电材料层，因而在接合孔周围保留了导电材料环。如果在这些环中的一个环与导电导线之间建立了电气接触，则这些环可能是有问题的。
[0009]本发明的一个目的是至少部分克服这个问题。
[0010]这就是为何根据本发明提出印刷电路的制造处理，制造处理包括制造包含附接到绝缘基板的第一导电材料层和第二导电材料层在内的复合体。这些导电材料层可以覆盖绝缘基板的两个主表面以形成双面印刷电路。它们还可以提供两个多层印刷电路层(具有两个以上的导电材料层)。在此情况下，它们可以位于其上叠置了一个或几个其它绝缘或导电层的中间复合体(两个导电材料层通过绝缘基板彼此绝缘)中，或者它们可以位于已经包括两个以上的导电材料层的复合体中。在根据本发明的处理中，制造第一导电材料层和第二导电材料层的步骤的顺序并非总是特定的。在一些情况下，第一导电材料层可以在第二导电材料层之前或者之后进行。在一些其它情况下，根据本发明的处理的步骤可以插入在制造第一导电材料层和第二导电材料层的步骤之间。措辞“第一”或者“第二”并非必须指步骤的时序顺序。
[0011]其中第一导电材料层和第二导电材料层通过绝缘材料层彼此绝缘的复合体还包括穿过绝缘材料层的至少一个接合孔。每个接合孔在绝缘基板中延伸并且位于由第一导电材料层至少部分地封闭的底部与通向基板的面的开口之间。例如，第一导电材料层被布置在绝缘基板的先前已被穿孔以形成接合孔的一个面上。因此，第一导电材料层封闭接合孔。被涂覆和/或层压到基板上的第一导电材料层的这侧接着形成接合孔的底部。第一导电材料层可以是导电网格(引线结构)。接合孔的与形成底部的端部相对的相对端部被设计为保持开口以允许随后的连接导线通过。
[0012]根据本发明的处理包括通过光刻和蚀刻来制造第二导电材料层上的图案。如果电接触件被蚀刻到第一导电材料层中(接着构成用于智能卡模块的双面电路的接触面)，则这些图案可以例如是第二导电材料层中的蚀刻的导电导轨和/或天线。
[0013]根据本发明的处理还包括对接合孔的保护操作。如上面所说明的，该操作对于在第二导电材料层的图案的蚀刻期间保护第一导电材料层是必需的。这种保护可以通过多种方式实现:涂覆树脂以填充接合孔、通过电泳或者喷墨法沉积光敏化合物等。在所有情况下，我们使用可溶材料，以便能够之后将其去除以清洁接合孔并且能够使其用于连接导线穿过。
[0014]根据本发明，在与在第二导电材料层上生成图案的步骤不同的步骤期间执行借助可溶材料对接合孔的保护。因而，可以用与限定第二导电材料层的图案的光敏膜不同的另一种材料来保护接合孔。通过解除这个限制，按步骤或者按照一系列特定步骤处理接合孔的保护和图案制造也变得可能。尤其是，在第二导电材料层上的图案制造期间，可以在第二导电材料层上清除接合孔周围至少10微米的没有导电材料的区域。
[0015]连接到接合孔的底部的导线将不再具有触及留在接合孔的边缘周围的导电环的风险。
[0016]根据第一种情形，通过在绝缘基板上接合和/或层压第一导电材料层后在该第一导电材料层上进行光刻来形成图案。在第二导电材料层上的图案制造之后进行对接合孔的保护操作。在此情况下，在第二导电材料层上的图案制造之后并且在绝缘基板上接合和/或层压第一导电材料层之前，还可以在绝缘材料基板中打接合孔(在本文中，当使用措辞“层压”或者“层压的”时，是指简单地叠合的层或者接合的和层压的层)。
[0017]根据另一种情形，在第二导电材料层上制造图案之前进行对接合孔的保护操作。接着可以在第一导电材料层和第二导电材料层上于相同的步骤期间进行构图。用于保护接合孔的可溶材料可以是树脂，并且微显影(micro-development)的步骤可以位于在第一导电材料层和第二导电材料层上制造图案之前。
[0018]根据另一个方面，本发明涉及通过上述处理获得的印刷电路。该印刷电路包括复合体，该复合体包括:
[0019]-附接到绝缘基板的第一导电材料层和第二导电材料层，
[0020]-位于由第一导电材料层至少部分地封闭的底部与通向基板的一侧的开口之间在绝缘基板中延伸的至少一个接合孔，以及
[0021]-在第二导电材料层中的蚀刻图案。
[0022]另外，在接合孔周围包括没有第二导电材料层的导电材料的至少10微米的区域。
[0023]根据另一个方面，本发明涉及包括如以上限定的印刷电路的智能卡模块。
[0024]本发明的其它规格和优点将在阅读以下详细描述和附图后变得清楚，其中:
[0025]-图1示出根据本发明的用于容纳印刷电路的智能卡的示意立体图；
[00261-图2A到图2N示意地示出根据本发明的处理示例的不同步骤；
[0027]-图3A到图31示意地示出根据本发明的另一个处理示例的不同步骤；以及
[0028]-图4A到图4F示意地示出根据本发明的又一个处理示例的不同步骤。
[0029]以下将描述用于实现根据本发明的处理的多种方式。全部属于智能卡领域，但是如已经提到的，可以容易地转用到其它领域(RFID天线、LED等)中。
[0030]如图1所示，智能卡I具有模块2ο模块2包括印刷电路3和芯片100。模块2—般被制造为被插入到设置在卡I中的空腔4中的独立元件，
[0031]印刷电路3具有与芯片100连接的多个接触件5。印刷电路3由其正面(接触面6)的图(在顶部)表示。还由其背面7的图(在底部)表示。所示的印刷电路3对应于用于“双模式”卡的双面印刷电路，具有位于正面6上的接触件5和在背面7上的天线8。
[0032]图2A到图2N示意性例示用于制造印刷电路3的根据本发明的示例处理的不同步骤。
[0033]如图2A所示，提供包括层压在电绝缘材料基板层20上的导电材料层10的结构。导电材料10可以是诸如铜钢、铝或者其合金的金属。导电材料层10的厚度例如是18μπι或者25μm。绝缘材料20可以是电介质材料(玻璃-环氧树脂)或者塑料(ΡΕΤ、ΡΕΝ、聚酰亚胺等)的复合类型。绝缘材料基板20通常较薄(其厚度例如在100微米量级)以维持与电子模块3的连续的制造处理相兼容的柔性。由被导电材料层10覆盖的绝缘材料基板20组成的组件形成柔性电路。导电材料层10和绝缘材料基板20形成层状复合体，根据英语术语还被称为“铜箔(copper clad)”(如果导电材料层10基本上由铜组成)。
[0034]在下一步骤中，如图2B所示，在导电材料层10的表面上层压或者涂覆光敏树脂膜或层30。
[0035]该光敏树脂膜30接着通过掩模40被曝光(图2C)，并且被显影(图2D)，以允许树脂保留在导电材料层10的要变为图案50(导电导轨、天线等)的区域上。
[0036]蚀刻(图2E)之后，除了要变为图案50的区域之外，绝缘材料基板20再次露出。保护树脂30接着被去除以允许图案50露出(图2F)。
[0037]在未示出的步骤中，在绝缘材料基板20的与承载图案50的面相对的的面上沉积粘结材料层60(具有例如20μπι的数量级的厚度)。
[0038]接着穿过绝缘材料基板20和粘结层60打出接合孔70(图2G)。接着，在粘结材料层60上层压另一个导电材料层80(图2H)。新的导电材料层80可以由上述提到的形成先前的导电材料层1的材料中的一种材料组成。如所例示的，接合孔70在其一个端部处被新的导电材料层80覆盖和封闭。