专利名称：基板上传导图案的制造方法
技术领域：
本发明系相关于一种在一基板上产生传导图案的方法。
在一基板上之传导图案的产生乃要执行的尽可能成本低廉，这对大量生产的产品而言尤其是特别的重要，而如此之产品的一个例子就是印刷电路板，因为在其中，一相同的传导图案乃必须要重复生产许多次，而此系相同地应用在用于芯片卡模块之载带(carrier tapes)的生产之中，此时，于如此之一载带上所实现的传导图案则是代表，举例而言，一用于无接触芯片卡(contactless chip cards，RFID)的天线、或是则是会形成作用于将半导体芯片带入与该天线或其它外部接触之电性接触的一导体图案。
如此之一传导图案的生产乃是藉由，举例而言，塑料金属叠层(plastic metallization laminate)而加以执行，为此，一金属箔，通常是铜箔，乃会被施加于一非传导基板的整个表面积(载膜(carrierfilm))，然后，该传导图案则是藉由光微影、或是一印刷技术，以及一接续的蚀刻操作而加以产生，若是一传导图案需要位在该基板的两侧时，则在该非传导基板的两侧就都会使用被提供以该金属箔的一塑料金属叠层，接着，该图案化即会在所述的程序中于该两侧上举行，至于用建立位在该基板之相对侧上之该等传导图案的电性连接的通孔则是藉由一接续的电镀步骤而加以提供。
再者，用于一传导图案之生产的一另一变形乃是，藉由传导胶的印刷而实现所需要的布局，通常，具有传导银粒子的聚合物墨水会被使用做为该传导胶，而为了确保足够的传导性，在该传导胶中乃需要一高比例的传导银粒子，不过，如此得结果却是让此种方法拥有高成本，虽然该印刷方法使得以简单的方法生产在两侧皆已图案化之基板成为可能，但是却不可能提供(用于建立位在该基板之相对侧上之该等传导图案间的电连接的)通孔，因此，此乃需要一进一步的处理步骤。
前述的两个生产方法，藉由一蚀刻技术执行之图案化、或是利用一传导胶执行的图案化，乃会由于该等所需要的多个步骤，以及由于材质的大量流失而导致高成本支出，并且，通孔尚需要额外工作步骤，而且，不仅于此，该大量材质损失所造成的环境冲击更被视为一缺点。
一另一，但鲜少使用之，产生传导图案的方法系为，自一金属箔冲压出该传导图案，并接着将其胶着地固定在该基板之上，不过，此程序的高成本则是来自于牵涉到自该金属箔冲压的大量材质损失，再者，通孔的直接提供同样没有可能。
因此，由于该等相同的缺点，线绕结构(wire-wound structures)即不再被使用于印刷电路板、或芯片卡模决的生产。
所以，本发明的目的即在于提供一种简单且花费不高之在一基板上生产传导图案的方法。
该目的则是藉由根据权利要求1的该方法而加以达成。
根据本发明，首先，其系设想覆盖部分具有传导粒子之基板的一表面，接续地，施加一被动层至该等传导粒子所形成的粒子层，且该被动层系加以形成为该待产生之传导图案的的一负影像，以及最终，在未被该被动层所覆盖的该些区域中形成该传导图案。
在一被动层之下提供一粒子层系使得藉由可以轻易进行控制且并不昂贵的直流电程序(galvanic processes)而形成该等传导图形成为可能，而正如之后要叙述之具有优势的改进所证实的，本发明所具有的优势系在于，适合产生具有一经常必须要改变之布局的传导图案，特别地是，该方法系因此可以被用于产生小批的已图案化基板。
该等为一粉末型式的传导粒子系可以加以吹拂、喷洒、印刷、或是以一些其它类似的方式施加至该待图案化之基板的该表面之上，较佳地是，此操作直接发生在该基板已经离开一轮压机(calender)之后，而由于该基板的该表面在此时系仍然具有一黏着力，因此其系有可能省掉为了将该等传导粒子附着至该基板的一胶黏剂的使用，此外，该等传导粒子被施加至该基板时，它们系应该要具有一非传导平面，而若是使用金属粒子时，此非传导表面乃可以藉由一氧化膜而加以形成，该等传导粒子的该非传导表面系会避免其于x以及y方向上的导电性，在此，位在平行于该基板之表面的轴系被定义为该x以及y方向，换言之，该等传导粒子在z方向中的导电性是无害，甚至是需要的，其中，垂直于该基板之该表面的轴系被定义为该z方向。
根据本发明之该方法之具有优势的改进系揭示于附属权利要求。
在一第一选择中，该传导图案的形成乃是藉由“活化”该等传导粒子未被该被动层所覆盖的该等区域而发生，其中，在此例子中，该等传导粒子系较佳包含铜(Cu)，且该活化乃是藉由将配置(包括该基板、该粒子层、以及该已图案化被动层)导入一浸泡槽液中而加以举行，举例而言，一银浸泡槽液系可以为了此目的而加以使用，所以，如此的结果是，银系变得依附至该等传导粒子之上，接着，在该配置已经在该浸泡槽液中停留一短暂的时间之后，该传导图案即会加以形成，此外，同样的，该活化也可以藉由执行一电镀程序而加以完成，而该粒子层未被该被动层所覆盖的区域则是作为快速形成该传导图案之用，在此例子中，其系有可能使用任何目前已知的电镀方法。
在本发明之一另一较具优势的发展中，乃会实行该藉由活化所形成之传导图案的一直流电(galvanic)及/或化学强化，而由于藉由此程序，该传导图案的厚度系可以加以增加，因此，举例而言，被形成为导体轨迹之，该导体图案的高度系可以适应于该被动层的厚度，而在此方法中，则是可以产生一外观上吸引人的表面，此外，由于该传导图案的剖面系加以增加，因此，电阻系可以利用一有利的方式而受到影响。
在一第二选择中，该传导图案的形成乃是藉由对该传导粒子未被该被动层所覆盖之该等区域的直接强化而发生，在此变形的例子中，该等粒子，较佳地是，包含铁(Fe)，而该传导图案的形成则是藉由一离子交换程序而发生，其中，若是该包含该基板、该Fe粒子层、以及该已图案化之被动层的配置被导入一铜槽液之中时，则一离子交换程序乃会由于一贵金属与一非贵金属的结合而发生，因此，即增进了在该等传导铁粒子上的铜，且该传导图案之厚度所受到的影响乃是取决于该配置留在该铜槽液中的时间长短，再者，取代Cu以及Fe，任何其它具有一离子交换程序之贵/非贵金属结合都可以加以使用。
较佳地是，该被动层的施加乃是藉由一印刷方法而发生，在此方面，任何所需的印刷方式皆可加以使用，而一印刷方法的使用则使得其有可能可以快速地反应该传导图案之一已改变的布局，其中，该布局系可以藉由一习知的打印机，而直接地自一计算机施加至该待操作的基板之上，除此之外，并不需要其它的工作，另外，使用该印刷方法所具有的额外优点是，相较于习知产生传导图案的方法，其系有可能具有一较佳地分辨率，而该待产生之传导图案的精细度则是仅藉由该打印机的分辨率而加以决定，其中，较具优势的是，使用一平版印刷、雷射、或喷墨印刷方法，在此程序的例子中，并不需要用于图案化之增加成本的准备步骤，举例而言，光微影以及蚀刻。
在一另一变形中，首先，该被动层的施加乃是藉由在该粒子层之全部表面覆盖一光阻而发生，以及接续地，为了形成该传导图案乃会执行一摄影屏蔽(photographic masking)，仍然，一蚀刻操作是不需要的。
在一再一较具优势的改进之中，一聚合物的传导粒子系会被施加至该基板之上，以取代一金属的传导粒子，在此例子中，其系必须要确保避免在该x以及y方向之该导电性，而此则是可以，举例而言，藉由相邻之粒子以不会碰撞之方式进行施加而加以达成。
该方法之使用系有利于，芯片卡、或印刷电路板之，导体轨迹图案的生产，不过，原则上，其系可以被使用于生产任何的传导图案。
本发明以及其优点将会以之后的图式作为基础、并在一实例的帮助之下进行更详尽的解释，其中
图1其系显示在施加传导粒子后的一基板；图2其系显示在施加一被动层之后的配置；图3其系显示在产生一传导图案之后的配置；以及图4其系显示在产生藉由两个生产步骤所产生之一传导图案之后的配置。
在接下来的图式中，该利用各种生产步骤而在一基板10上产生传导图案的方法系加以叙述。
在图l中，一粒子层13系已经被施加于该基板10的一表面11之上，其中，该粒子层13系包括传导粒子12，且这些系包括一金属，举例而言，铁或铜，或是包括一聚合物，以及该等个别的传导粒子系加以配置为在该表面11上彼此并排，并且，在相邻的传导粒子12之间不具有电性连接，而此则是可以藉由该等传导粒子12所具有的乃是一非传导表面而获得确认，因此，在此方面，其系没有必要藉由该等传导粒子的一特殊处理而产生此非传导表面，因为在任何金属之表面上所产生的氧化作用即已经足够用以避免一电性接触，此外，一电性连接系亦可以利用已经，举例而言，藉由将吹拂、喷洒、或印刷而应用至该表面11之上的该等传导粒子的彼此间隔分开而加以避免，换言之，在z方向(即为于所呈现之图式页面中，自底部垂直朝向顶部的方向)上的一电性传导是无害、甚至是需要的。
该基板10系可以是任何所需的金属，塑料、玻璃、织物、或类似物的使用是有可能的，若是该基板10系包括一塑料时，则较具优势的是，在其已经被产生为其最终形式之后，直接施加该等传导粒子，而若是该等传导粒子是在该基板已经自一轮压机被卸下之后所直接施加时，则其系有可能省掉使用一胶着剂而能建立该等传导粒子的足够黏附，另一方面，若是一玻璃、一织物、一石材、或是类似物系被使用做为该基板时，则该等传导粒子即有必要藉由一胶着剂层而进行附着。
在本发明之方法的例子中，该基板10所具有的是何种表面同样也不重要，在本发明图1的示范性实施例中，该基板10的剖面系为一矩形，而另一方面，该基板11，若是任何已经被提供以一传导图案的表面，则是可以具有任何所需的曲率。
一旦该基板的该表面11已经被覆盖以该等传导粒子12(完全、或者仅部分)时，则一被动层14乃会接续地被施加至该藉由该等传导粒子12所形成的粒子层13之上，在此状况下，较佳地是，该被动层14的施加是以已图案化的形式中发生在稍后用以代表维持为未被该被动层所覆盖之该传导图案的该些区域之中，换言之，此系表示，该被动层14系代表该稍后传导图案的一负影像。
在本发明的图2中，该被动层14，举例而言，系具有两个区域，而一传导图案的形成则是会避开这些区域，因此，该传导图案，举例而言，代表任何所需架构之一导体轨迹(conductor track)者，乃会被产生在未被该被动层14所覆盖的区域之中。
较佳地是，该被动层的施加乃是藉由一印刷方法而加以举行，在此方面，系可以使用传统的雷射、或是喷墨打印机，并且，同样可以理解的是使用一平版印刷机器，而藉由一印刷方法施加该被动层所特别具有的优点则是，传导图案的不同布局系可以在不支出设备的情形下，以简单的方法加以产生，再者，被产生在一计算机上的该布局乃可以直接藉由该打印机而直接被印刷至该等被提供以该粒子层的基板之上，然后，接续更进一步的处理(将于图3及图4中进行叙述)则是使得该所需的布局可以加以产生，因此，其系有可能可以省掉使用根据习知技术之伴随着一接续蚀刻操作的一复杂光微影方法，所以，该所建议的方法系可以比根据习知技术的已知方法更具有弹性，以及，特别地是，伴随着较少的支出。
此外，该具成本效益的生产也是源自于接续所执行之形成该等传导图案的生产步骤。在图3中，该传导图案乃是藉由对于该被动层14未被该粒子层13所覆盖之区域的一直接强化而加以提供，而在此示范性实施例中，较佳地是，该等传导粒子包括铁，再者，一旦描绘于图2中的该配置已经被浸入一铜槽液中之后，则一离子交换程序就会在该非贵金属以及该贵金属之间发生，而如此的结果则是，该被提供以该参考数字15的铜层会成长在该等传导粒子12之上，其中，该传导图案15的厚度乃可以根据该配置维持浸泡于该铜槽液中之时间的长短而获得控制，并且，特别地是，其系有可能在具有该被动层14的一平面中终止。
在图4中，首先，该传导图案15乃是藉由活化该粒子层13未被该被动层14所覆盖的该等区域而加以提供，在此，较佳地是，该等粒子包括铜，该传导图案15乃是藉由在一，举例而言，包含银的，浸泡液中的活化而加以提供，取而代之，在图2中所描绘的该配置系亦可以被呈送至一直流电程序(galvanic process)，因此，为了改善被提供以该参考数字15之该图案的该导电性，乃会接续地执行一直流电及/或化学强化，藉此，该层16即可被产生，或者，其系亦有可能在此实施例的例子中，使得所产生的该传导图案终止该被动层14之该表面的涌流(flush)。
在图1至图4中，所描绘的系为根据本发明的该基本方法，而正如一开始所提及的，此方法系可以被实施在任何所需架构的基板10之上，因此，于印刷电路板、或芯片卡模块，也就是说，实质上为一平坦型式的基板，的生产中，通常，是有需要在两侧上都生产一传导图案，在此状况下，该等在图1以及图2中所描绘以及所叙述的步骤乃会在该基板10的该两相对表面之上，一个接着一个发生，以另外的方式表达，此即表示，要被产生在该相对表面上之该等负影像系会以分别之被动层14的形式而一个接着一个的加以产生，换言之，在该基板之该两相对表面上的该等分别传导图案的形成系会在一单一的步骤中发生，在此，其特别具有优势的是，可能要被产生的通孔，也就是说，在该基板之该等相对表面上之该等导体图案间的电连接，系会自动地加以产生，因此，即不需要用于产生该等通孔的额外生产步骤。
符号列表10substrate 基板11surface表面12conductive particles 传导粒子13layer of particles 粒子层14passivation layer 被动层15conductor pattern 导体图案16conductor pattern 导体图案
权利要求
1.一种用于在一基板(10)上产生传导图案的方法，其中，首先，该基板(10)的一表面(11)至少会部分地被覆盖以传导粒子(12)，接续地，一被动层(14)会被施加至该等传导粒子(12)所形成的一粒子层(13)之上，且该被动层(14)加以形成为该传导图案的一负影像，以及最后，该传导图案(15)乃会形成在未被该被动层(14)所覆盖的该些区域之中。
2.根据权利要求1所述之方法，其中，该传导图案(15)的形成乃是藉由活化该等传导粒子(12)未被该被动层(14)所覆盖的该等区域而发生。
3.根据权利要求2所述之方法，其中，该传导图案(15)系已进行电化学及/或化学强化。
4.根据权利要求1所述之方法，其中，该传导图案(15)的形成乃是藉由对该等传导粒子(12)未被该被动层(14)所覆盖之该等区域的直接强化而发生。
5.根据权利要求1至4任一项所述之方法，其中，该被动层(14)的施加乃是藉由一印刷方法而发生。
6.根据权利要求1至4任一项所述之方法，其中，首先，该被动层(14)的施加系发生在覆盖该粒子层(13)的全部表面区域，以及接续地，为了形成该传导图案，乃会执行一光微影屏蔽。
7.根据权利要求1至6任一项所述之方法，其中，该等传导粒子(12)在其被施加至该基板(10)时，系具有一非传导性表面。
8.根据权利要求1至7任一项所述之方法，其中，该该等被施加至该基板(10)的该等传导粒子(12)包括一金属、一金属合金、或一聚合物。
9.根据权利要求1至8任一项所述之方法，其中，该方法使用于生产芯片卡、或印刷电路板的导体轨迹图案。
全文摘要
一种用于在一基板(10)上产生传导图案的方法，其中，首先，该基板(10)的一表面(11)系至少会部分地被覆盖以传导粒子(12)，接续地，一被动层(14)会被施加至该等传导粒子(12)所形成的一粒子层(13)之上，且该被动层(14)形成为该传导图案的一负影像，以及最后，该传导图案(15，16)乃会形成在未被该被动层(14)所覆盖的该些区域之中。
文档编号H05K3/24GK1717963SQ200380104060
公开日2006年1月4日 申请日期2003年10月16日 优先权日2002年11月25日
发明者A·卡里, A·米勒－希珀, F·佩斯奇纳, E·西姆梅莱恩－埃巴彻尔 申请人:因芬尼昂技术股份公司