专利名称：用于制造介于两种或多种导体结构之间的各导电连接的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在两种导体结构之间和尤其在两种导体结构中至少一种是敷设到一种稳定的载体上的两种导体结构之间，制造各局部的导电接点连接的方法。
对于导体结构，应该理解为导电的结构的每个种类，也就是原则上例如象SMD(表面装配设备)部件和IC(集成电路)部件或者类似的部件那样的每种导电的部件。此概念尤其包括由各金属层或各金属薄膜制出的各导电结构和首先由有导电能力的各薄膜制出的各开关电路。这些能导电的薄膜，例如可以具有12-200μm的厚度或者甚至更厚些。
为了机械地加固和绝缘，这些导电结构可以是蒸发在粘接在或者以其他已知方式敷设到一种载体上的，或者是一体化到该载体之中的。这种系统以下表示为导体联合系统。此外，合成材料和尤其热塑性合成材料，如聚酰亚胺，聚酯，聚烯烃，卤代聚烯烃，必要时增强的聚环氧化物和这些聚合物的混合聚合物或者接枝聚合物，适合于作为载体。而且为了改善腐蚀防护，导体结构可以是表面处理过的或者是表面精制过的。
多个导体薄膜与至少一种载体，常常是连接成一种多层的结构，该结构例如可应用作为芯片卡(证件，支票卡等等)。
然而在这种带有两种或多种导体结构的多层结构上，这些导体结构中至少一种导体结构存在于一个垫塑性载体上，在制造介于这些导体结构间的各导电连接时，特别出现了各种问题。在热的影响之下，该热塑性载体至少在直接受热影响的区域中熔化，因此热的方法带来一些困难。由此全局的热引入(在炉中等等)是不可采用的。用局部的热接入和短时间控制的方法是应优先的(例如红外方法，激光方法，带有细喷咀的热空气方法，热压缩方法，电阻方法，Gap(特殊点焊)钎焊卡箍方法等等)。特别影响深的是将一个敷设在一种热塑性载体上的导体结构应与一种较大的和/或较厚的导体联合系统，导电地连接的各种困难。例如这可以是对各SMD部件或者对带有至少一种一体化的集成电路和部件的金属连接框架(引线框架)的具有各载体薄膜的导体结构联合系统。各载体薄膜在此通常是比较厚的和扁平的。如果从该热塑性载本的侧边输入用于制造导电连接的热能时，必须将该热能引导穿过该载体，并且导致载体熔化。如果该热能从另一侧输入的话，亦即例如经过一种连接框架载体输入的话，该输入能量的相当大的部分经过一般是由强导热性的金属组成的连接框架散失。一方面用于构成该导电的连接所需要的能量需求提高，另一方面在围绕该连接点的区域中该热量散失导致加热载体。尤其在采用一种热塑性载体时在大多数情况下这个载体融化得如此严重，以致由于变形或者破坏，该多层结构不再是可用的。
因此各种热的方法，用于制作导电的连接仅是很受限制的或者完全不可使用的。如果至今为了将各导体结构连接成至少包括一种热塑性载体的多层结构，通常采用了象焊接，钎焊，超声波，热压缩，热声方法或激光方法的热方法的话，那么这仅仅是在各种各样的限制情况下。或者进行了一种花费多的各接点位置的结构重组和新的尺寸设计，或者已通过其他的和更贵的材料代替这些热塑性载体。一处另外的可能性在于，为了防止热塑性材料的损坏而保持微小的温度接入。然而此点导致所取得的连接的强度减低。
本发明的任务是提供一种方法，用该方法尤其可以借助一种热的或者热辅助的方法，以简单的和费用合算的方式和尽可能稳定地将两种或者多种导体结构相导电地连接。这种方法应该在很大程度上防止支承着一种或者两种导体结构的载体的损伤。而且该方法并要求一个尽可能小的能量消耗。
以按照权利要求1的方法，成功地解决了所提出的任务。由各从属权利要求产生其它的各实施形式。
本发明有因此涉及一种用于制造在两种或者多种导体结构之间的至少一个导电连接的方法，在这些导体结构中的至少一个是与一种载体连接成一种导体联合系统的。该方法其特征在于，在各导体联合系统的至少一个导体联合系统中。在各接点位置的区域中预先安排了裂口。这些裂口允许通向原来的连接点的直接通道，并且能够在那里有目的地实施此连接。
该连接可以一方面通过输入热能进行，例如通过热辐射，焊接，钎焊，热压缩，借助于超声波，通过激光或者热声法。优先的焊接方法是点焊，特殊点焊或者缝隙焊。另一方面可以通过将一种导电的物质引入到裂口中进行连接。导电的物质例如可以是一种导电膏，一种导电粘接剂，一种钎焊膏或者钎焊薄膜。尤其是将热能外加地输送给连接点，在此，原则上，上述各种方法之一可得到应用。根据薄膜载体的，添加剂和要连接的对象选择来选择方法，并且该方法应当根据参加的物质，减少到一个最少作用持续时间。热塑性基片载体的后加连接的或者伴随过程的冷却是值得推荐的。
基于由导体联合系统中的各裂口而成为可能的通向各连接点的直接通道，以非常简单的方式方法来制造介于两种导体系统之间的连接是可能的。通过本发明大大地避免了在采用热法或者热辅助法时各现有技术的问题。因此例如不再必须使热能穿过一个载体，而可直接地和有针对性地输送给连接点。这一方面节省能量，并且另一方面广泛地避免了载体的未控制的熔化。按照本发明可以没问题地，采用具有低熔点的载体。例如可以直接使用费用合适的热塑性合成材料载体(由PVC聚氯乙烯，PE聚乙烯，PET聚对苯二甲酸乙二醇酯，PEN,PP聚丙烯，ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或者类似的制成品)，它们从废物排放或回收利用的观点来看同样是有优点的。
当应将导电连接制造成例如象对引线框架薄膜那样的比较厚的导体联合系统时，本发明有特别优点。因为按照本发明热能可以向连接点有针对性地输送，所以可以大大避免使金属连接框架发热，并且实际上观察不到热引导到载体中和载体的熔化。
现在应根据各图进一步阐述本发明。在此，
图1示意地以横截面表示一种在其上可应用按照本发明方法的多层系统的构造；图2示意地展示按照图1的带有已构成的各连接的多层系统；图3示意地展示按照图1的，带有一种其他可能的连接构成方式的多层系统；图4示意地展示不同的多层系统的横截面，左边以各个单个组件的形式，右边为可能的连接技术的示意图解。
图5示意地以俯视图展示在导体联合系统中按照本发明的各裂口的范例形状。
图1详细地示意展示了一种可能的多层系统，在该多层系统上可以应用按照本发明的方法。该多层系统1在所展示的情况中由两种导体联合系统组成，即一方面是布置在载体3上的一种导体结构2和另一方面是一种金属连接框架(未曾画出的)一体化到其中的所谓的引线框架薄膜40一种IC部件或者SMD部件是布置在该引线框架薄膜4上的。
这种布置仅是范例的。原则上本发明适用于所有的导体结构的连接，由这些导体结构中的至少一种是与一个载体联合成一个导体联合系统的。
按照本发明有存在于此多层系统中的各导体联合系统的至少一个备有各裂口。这些裂口存在于导体联合系统中的导体结构接点范围中。图1中展示了一个以6标记的裂口。该裂口允许通向连接点的直接通道。为了制造该连接在输入热能时，首先在以7标记的位置范围里发生连接形成。
在基片厚度自50μm至1000μm和更厚些时。各裂口的大小在直径上适宜的是0.3至1.5mm。各裂口是与本方法所采用的各材料和它们的尺寸以及选用的连接技术(钎焊，焊接，粘接等等)有关。
图2展示了按照图1的多层结构与热构成的各连接。通过输入热能产生的各熔化位置是用8标记的。
图3展示了按照图1的多层系统，在此多层系统上是借助于一种导电物质例如一种焊剂或者一种导电膏制造了各连接。该嵌到裂口中的导电物质是用9标记的。
可以以不同的方式制造这些裂口6。例如他们可以是冲剪的，冲压的，切入的或者锯开的，铣削的，熔化的，蚀刻的，印刷的或者以其他方式生产的。根据导体联合系统的构造和其它计划的用途，决定这些裂口的形状和大小。由于简便的制造，具有圆形截面的裂口是优先的。然而这些裂口原则上可以显示每种任意的截面形状，也就是例如可以是正方形的，矩形的，多角形的，椭圆形的等等。对于平面的连接构成各种长的形状可能是有优点的。各裂口的角可以是倒圆的。图5中展示了各裂口的样板的截面形状。
图4示意地展示了一些其他的，可以用按照本发明方法连接的多层结构。在左侧可以看到各自未连接的各单个组件，而右侧则展示了各相应的多层结构和示意地说明了各连接的制造。
在图4a中表明的系统相应于图1至3的系统。在图4a2)中，10表示用于输入热能的一种手段。例如它可以涉及一种超声波电极和/或热压缩电极，或者任何另外的可用来以已述方式输送热能的手段。
相对于当前技术水平的各种方法，其优点在于，可以有目的地和局部限制地给所希望的连接点输送能量。热能既不必须首先穿透一种载体，又不产生通过引线框架薄膜中的连接框架散失较大能量的，并且该薄膜开始熔化的危险。所以按照本发明，温度敏感的载体材料如热塑塑料也可以采用，而并不在制造导电的连接时损坏这些热塑塑料。
图4b展示了一种可选择的可能性，一种引线框架薄膜4与一种由载体薄膜3和导体结构2组成的导体联合系统相连接。代替在引线框架薄膜中的该裂口，此裂口是在两个导体联合系统的下方导体联合系统中，也就是在载体薄膜3和在导体结构2中构成的。在一种具有两个或者多个导体联合系统中，优先断裂各导体连接系统的最厚的导体联合系统。10’标记着一种用于输送热能的手段，例如用来输送激光射线或者红外射线的手段。
图4c表示一种在其上两种引线框架薄膜4和4’互相连接的多层系统。裂口6存在于各导体联合系统中的上部导体联合系统中。
图4d展示了一个由两个导体联合系统组成的多层系统，这些导体联合系统各自包含一种导体结构2或2’和一种载体3或3’。一种IC部件或者SMD部件是布置在该两个导体联合系统中的大部导体联合系统中的。该上部导体联合系统2’、3’除了孔6之外还具有用于该IC部件或者SMD部件的通孔11。
在按照图4e的结构中，在基本上相当于图4d的各导体联合系统的两种导体联合系统之间插入一种带有装上的IC部件或者SMD部件5的引线框架薄膜4。在此情况下，裂口6、6’贯穿通过该上部的导体联合系统2’、3’和该引线框架薄膜4。
图4f展示了一种其他的可能性。在此，一方面IC部件或者SMD部件是布置在该下部的导体联合系统上，并且在该引线框架薄膜4中予先安排有一相应的孔11’。裂口6、6’存在于上部的和下部的导体联合系统中。为了制造该连接，从该结构的两侧输入热能(10”)。
根据多层系统中的各连接点的位置决定裂口6、6’的布置。介于导体结构之间的连接各自也可以借助于导电性的物质代替通过热能来制造。
各按照本发明的导体联合系统和按照本发明可制造的各多层系统是可以简便地和费用适宜地获得的。介于各单个层之间的按照本发明制造的各种连接是稳定的。它们的制造仅还是需要微少的能量。因为通过连接点各裂口的连接能量可以有针对性地输入，大大地避免了连接区域之外的载体的熔化。可以采用热塑性载体。而且按本发明的导体联合系统的成形使之能够对制造的连接进行光学检验。此外，不论是在制造时还是在制造的多层系统中，这些通孔可以用作光学的定位与对中辅助措施。
权利要求
1．用于在介于两种或者多种导体结构(2,2’,4,4’)之间制造至少一种导电连接的方法，这些导体结构中的至少一个是与一种载体(3,3’)连接成一种导体联合系统的，并且在其中这些导体联合系统中的至少一个，在导体结构各接点位置的区域里有各裂口(6,6’)，其特征在于，各载体(3,3’)中的至少一个由热塑性合成材料组成，并且为了制造该导电的连接在各裂口(6,6’)的范围里局部地输入热能。
2．按照权利要求1的方法，其特征在于，将一种导电的物质(9)嵌入到各裂口(6,6’)中。
3．按权利要求2的方法，其特征在于，该导电的物质(9)是一种导电膏、一种导电粘接剂、一种钎焊膏或者一种钎焊膜。
4．按照权利要求1至3之一的方法，其特征在于，通过热辐射，通过焊接方法，尤其点焊、特殊点焊或者缝隙焊、钎焊法、超声波法、热压缩法、热声法或者激光法(10,10’,10”)输入热能。
5．按照权利要求1至4之一的方法，其特征在于，各导体结构(2,2’)是布置在每一个载体(3,3’)上的或者是一体化到它们之中。
6．按照权利要求5的方法，其特征在于，全部的载体(3,3’)由一种热塑性合成材料组成。
7．按照权利要求6的方法，其特征在于，在存在于各导体联合系统(2,3或2’,3’)中的较厚的导体联合系统中的各裂口区域里制造该连接。
8．按照权利要求1至7之一的方法，用于在一种已一体化到一种薄膜中的金属的连接框架(4)和至少一种布置在一种热塑性载体(3,3’)上的导体结构(2,2’)之间，制造一种导电的连接。
全文摘要
本发明涉及一种用于在两种或者多种导体结构(2,4)之间,制造至少一个导电连接的方法,这些导体结构中的至少一个是与一种载体(3)连接成一种导体联合系统的。各导体联合系统中的至少一个,在导体中接点位置的区域里有各裂口(6),在这些裂口的区域里,通过输送热能或者嵌入一种导电的物质制造该连接。本发明能够以简便和费用适宜的方式,在多个导体结构之间制造各导电连接,并且避免损坏本身温度敏感的热塑性载体。
文档编号H05K3/36GK1217868SQ97194388
公开日1999年5月26日 申请日期1997年4月29日 优先权日1996年5月6日
发明者J·蒙迪尔 申请人:西门子公司