[发明专利]制造层叠的电路板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造层叠的电路板的方法。具体地，所述方法适用于制造包含例如RFID天线的柔韧(pliable)叠层。

背景技术

本申请中提出的方法用于例如如下电路板的制造：用于键盘的开关电路板、柔韧传感器垫和基质、产品跟踪标签、用于RFID标签的天线单元、标识卡和支付卡、挠性电池和太阳能板的组件、以及加热电阻。随后，将从制造RFID天线叠层的观点从原理上描述本发明。RFID天线叠层典型地作为智能标签的部分而存在，或者可被进一步层叠以例如在近程或远程可读支付卡的内部提供更厚结构的部分。

要通过所述方法制造并交付给客户或厂内进一步加工的产品典型地是卷轴(reel)，其在适于产品的进一步加工和最终使用的网状(web-like)衬底材料上在带(tape)的横向和纵向以适当间隔承载实际RFID天线。衬底材料包括不导电可绕材料，例如纸或塑料，并且通常具有20-100μm的厚度(典型地为约50μm)。实际天线包括导电材料，例如含有导电颗粒的金属或印刷油墨。当所采用的导电材料是金属箔时，其通常包含铝或铜，并且具有5-30μm的厚度(典型地为约10μm)。

与天线带的整个表面积成比例的导体图形的表面积通常为10-50％，典型地为10-30％。其原因在于，由于进一步加工，需要在天线图形之间保留一定的空隙间隔，并且在实际天线图形中存在出乎意料地多的不导电的或空隙区域。通过天线的显式处理，这种区域必须真正地不导电，而不是仅仅被电隔离。这样的结果是，当不导电材料由金属箔构成时，在制造处理期间不管怎样必须去除其主要部分，并且仅小部分保留有完成的产品。典型地，通过要被去除的金属的量来确定去除处理的成本。

被称为高安全标准的产品(例如护照和信用卡)为RFID辨识器(identifier)提供了不断增加的应用领域。为了确保高安全等级，包含RFID辨识器的层必须具有以这样的方式与相同基础材料的其他层层叠在一起的能力，以便在不破坏辨识器的情况下不能够拆开该组件。这需要在天线制造处理中在基础材料的表面上根本不应保留任何粘合剂或其他杂质，或者任何粘合剂或其他杂质仅应该出现在总表面积的最小部分中。

许多RFID天线的特征在于他们的线圈状设计。在线圈状设计以平面配置实现的情况下，当考虑微芯片的大小时，线圈的顶端和底端应必须被设置为彼此相当远，因此线圈的一端必须与另一端电连接，存在于线圈匝(coil turn)的另一侧，或在不具有这种结构的情况下具有芯片附接区域(chip attachment zone)，称为桥，其与存在于其端部之间的线圈匝电连接。另一方面，有时候需要有效使用表面积，通过在共同衬底材料的一侧上例如线圈状结构的约一半设置天线部件，以及通过将其与存在于另一侧上的天线部件电互连来提供辨识器的天线。

在天线的制造之后的进一步加工步骤通常包括微芯片的附接。为了以卷轴形式显式加工天线而设计出在大规模生产中使用的芯片附接线，并且其技术设定了高精度要求，在该高精度要求下，天线沿带的纵向和横向存在于衬底材料的顶部上。由于EAS或产品安全标签的谐振电路未被装配有芯片，所以对于其设置的精度需求很不严格，尽管在粗略的检查中产品看起来也具有相当多的共同特征。

与EAS或产品安全标签的谐振电路相比，必须以高得多的精度进行对RFID天线自身的制造。第一，与产品安全标签相反，RFID天线被装配有微芯片，并且芯片附接区域包括诸如空隙区域(称为线路间间隔(interlinespace))的特征，这些特征通常具有仅100-200μm的宽度。第二，在附接芯片之后，天线和微芯片共同建立谐振电路，该谐振电路的特定频率必须足够接近于读取器所使用的频率，以能够实现对在芯片中承载的数据的远程读取，并且谐振频率的控制需要天线的高尺寸精度。第三，产品安全标签的线圈通常包括仅仅几匝，并且在这些匝中，线路或导体和线路间间隔的宽度通常仅几毫米，而对于高度受限的表面积，RFID天线的线圈通常需要约两倍至三倍的匝数，由此线路和线路间间隔的宽度可能是小于在产品安全标签中使用的量级。

常用的制造方法

最常用的天线制造技术是通过银膏的印刷和对叠层的蚀刻，并且在某种程度上还使用金属镀敷(无电镀敷、电解镀敷)。这些至少涉及以下缺点和问题：

1.因为导电印刷油墨昂贵，所以用银膏的印刷是昂贵的。用银膏印刷的天线不是固体金属组合物，因此在性能和可靠性方面不是特别良好的。微芯片与印刷导体的接合不便利，并且这样的接合通常呈现出差的强度。