DE102005025013A1

DE102005025013A1 - Verfahren zum Herstellen von auf einem Träger angeordneten Leiterbahnstrukturen

Info

Publication number: DE102005025013A1
Application number: DE200510025013
Authority: DE
Inventors: Michael Rabe; Eckhard Ditzel; Jörg Rautenstrauch; Michael Benedikt
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von auf einem Träger angeordneten Leiterbahnstrukturen, bei dem aus einer auf dem Träger angeordneten elektrisch leitenden Schicht Strukturen gestanzt werden, und besteht darin, dass das Stanzen mittels einer Rollenstanze durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von auf einem Träger angeordneten Leiterbahnstrukturen bei dem aus einer auf dem Träger angeordneten elektrisch leitende Schicht Strukturen gestanzt werden.

Derartige Verfahren dienen beispielsweise zur Herstellung von Leiterbahnstrukturen für Chipkarten oder für Antennenstrukturen für zum Beispiel Mobiltelefone. Solche Verfahren sind beispielsweise aus DE 100 16 037 bekannt. Hier wird beschrieben, dass eine Leiterbahnstruktur mittels eines ein Stahlband aufweisenden Stanzwerkzeuges hergestellt wird.

Rollenstanzverfahren sind bisher für das Stanzen von Papieretiketten beispielsweise aus US 5,217,259 bekannt. Aus US 6,153,280 ist es bekannt, Sollbruchstellen bei Magnetkarten mittels einer Rollenstanze zu markieren. Übliche Verfahren zum Trennen von elektrischen Verbindungen auf aus Kunststofffolie laminierten IC-Frames sind u.a. aus DE 103 18 688 bekannt. Hier ist beschrieben, dass durch spanabhebende Verfahren oder durch Laserbehandlung ein Durchtrennen von elektrischen Verbindungen erfolgt, ohne das Substratmaterial zu durchtrennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art, insbesondere zur Herstellung von Antennenstrukturen, zu verbessern und eine hohe Genauig- keit der Materialtrennung zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das Stanzen mittels einer Rollenstanze durchgeführt wird, können extrem dünne und biegebeanspruchte Leiterzüge auf Trägerfolien, beispielsweise UHF-Antennenteile für Mobiltelefone hergestellt werden. Die Gefahr von Haarrissen wird wesentlich vermindert. Vorzugsweise werden zusätzlich in einem separaten Vorgang oder gleichzeitig Strukturen durch Hubstanzen in die elektrisch leitende Schicht, insbesondere eine Metallschicht, gestanzt, wodurch sehr schma le Spalte hergestellt werden können. Der Träger ist vorzugsweise als Trägerband, insbesondere als sogenanntes Endlosband ausgebildet und vorzugsweise aus Kunststoff oder Papier gebildet. Insbesondere ist es zweckmäßig, eine auf dem Träger auflaminierte Metallfolie als elektrisch leitende Schicht zu stanzen, wobei der Träger selbst zweckmäßigerweise nicht durchtrennt wird. Es kann von Vorteil sein, dass vor dem Stanzen eine weitere Schicht, wie beispielsweise eine Klebefolie, auf die Metallschicht aufgebracht wird, um eine gewisse Stabilisierung während des Herstellprozesses zu sichern. Unter Rollstanzen wird auch ein nicht vollständiges Durchtrennen einer oder mehrerer der Schichten verstanden (Rollprägen oder Rollkerben).

Das Verfahren kann als einstufiger Prozess oder mehrmaliges Rollstanzen hintereinander ausgeführt werden, beispielsweise Stanzen in die gleiche Metallschicht oder in eine auf der unteren Seite auf das Trägermaterial angebrachte zweite Metallschicht.

Ein mehrlagiger Aufbau zum Beispiel Kunststoff-Metall-Kunststoff oder Metall-Kunststoff-Metall ist möglich. Jede der Schichten kann über die gesamte Breite oder nur in Streifen Vorhanden sein. Während des Rollstanzens oder des Hubstanzens kann eine Oberflächenstrukturierung eingeprägt werden oder es kann eine Versteifung/Verfestigung bestimmter Bereiche erfolgen. Desweiteren kann das Stanzen kombiniert werden mit einem Ätzen (Endlosätzen), Laminieren oder Drucken von Schichten, insbesondere von elektrisch leitenden Schichten.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 den schematischen Ablauf des Rollenstanzens,
2 einen Querschnitt durch den zu bearbeitenden Folienverbund,
3 eine gestanzte Struktur in der Draufsicht und
4 eine gestanzte Struktur im Querschnitt.
In dem beispielsgemäßen Verfahren wird von einer Trägermaterialrolle 1 ein Trägermaterial aus Papier mit einem darauf befindlichen Transfer-Klebstoff-Film und einer Schutzabdeckung aus Papier abgespult. Die Schutzabdeckung aus Papier wird an einer Walze 2 abgezogen und auf eine Spule 3 aufgespult. Danach wird eine Metallfolie von einer Metallfolienspule 4 abgespult. Die Metallfolie (z. B. Kupfer oder eine Kupferlegierung) kann eventuell speziell für das spätere Kleben oberflächenbehandelt sein. Sie weist eine Dicke von etwa 2 bis 80 μm, insbesondere 45 μm auf. Die Metallfolie wird an der Laminierstation 5 auf den Transfer-Klebstoff-Film des Trägermaterials aufgebracht durch Kalt- oder Warmlaminieren. An einer weiteren Laminierstation 7 können weitere Folien, beispielsweise Klebebänder oder Metallfolien, die von einer Folienspule 6 abgespult werden, auflaminiert werden. Der Transfer-Klebstoff-Film kann eine Dicke von etwa 50 μm aufweisen und auf einem etwa 80 μm dicken Trägermaterial aus Silikonpapier aufgebracht sein.
Der entstehende Folienverbund ist in 2 im Querschnitt dargestellt. Statt einer einzelnen bandförmigen Folienstruktur können auch mehrere solcher Folienstrukturen, gegebenenfalls auf einen gemeinsamen Trägermaterial, nebeneinander den gesamten Prozess durchlaufen, wobei die Anzahl der nebeneinander angeordneten Folienbänder lediglich durch die Breite der Anlage begrenzt ist. Nach dem Laminieren haftet der Klebstoff-Film auf dem Metall und wird beim rotativen Stanzen gemeinsam mit dem Metall durchtrennt, wobei das Silikonträgerpapier nicht durchtrennt wird. Am Ende kann man das strukturierte Metall vom Trägerpapier abziehen, der Klebstoff haftet am Metall und dient dann zum Verkleben/Befestigen der Metallstruktur auf dem jeweiligen Anwendungsteil, zum Beispiel einem Gerätegehäuse.
Nach dem Auflaminieren durchläuft der Folienverbund die Rollenstanze mit dem Rotationsstanzzylinder 8 auf der einen Seite und den Gegenzylinder 9 auf der anderen Seite des Folienverbundes. Durch den Rotationsstanzzylinder 8 werden eine oder mehrere (falls nötig auch alle) Schichten des Folienverbundes entsprechend des vorgegebenen Stanzmusters durchtrennt. An der danach folgenden Abziehstation 10 wird das nach dem Stanzen nicht mehr benötigte gestanzte Abfallgitter abgezogen und auf eine Rolle 11 aufgespult. Anschließend durchläuft der Folienverbund eine Hubstanze 12, in der zusätzliche Muster gestanzt werden. Der Vorschub und die seitliche Führung des Folienverbundes erfolgt durch Vorschub- und Führungsrollen 13. Letztlich wird der bearbeitete Folienverbund auf eine Transportspule 14 aufgespult.
2 zeigt den bereits erwähnten Querschnitt durch den Folienverbund mit einer Trägerfolie 15 aus Papier, einem darauf angeordneten Klebstofffilm 16. Darauf befindet sich die Metallfolie 17 (im Beispiel Kupfer oder eine Kupferlegierung). Weitere Folien 18, wie beispielsweise ein Kunststoffklebeband oder eine Metallfolie können auf der Metallfolie 17 angeordnet sein.
In 3 ist eine Folienverbund in der Draufsicht abschnittsweise dargestellt. Eine Stanzstruktur 19 ist durch Rollenstanzen oder in Kombination mit einem Hubstanzwerkzeug erzeugt worden. Der Folienverbund weist darüber hinaus sogenannte Führungs- oder Positionierlöcher 20 auf.
4 zeigt einen Schnitt durch die fertig gestanzte in 3 dargestellte Folie mit dem bereits in 2 dargestellten prinzipiellen Schichtenaufbau. Der Trennschlitz 21 mit einer Breite von etwa 1 mm kann durch Rollenstanzen erfolgen, gegebenenfalls in zwei Stanzvorgängen nacheinander oder durch das Auflaminieren von zwei nebeneinander angeordneten Metallfolien.
Prinzipiell kann das Aufbringen der zusätzlichen Folie 18 auch an einer anderen als an der in 1 dargestellten Stelle des Prozessablaufes erfolgen, beispielsweise nach dem Abziehen des Abfallgitters oder nach dem Hubstanzen.
Die äußeren Schichten können eine ganzflächige oder selektive galvanische Oberflächenbeschichtung erhalten.
Die in 3 übereinander angeordneten Stanzstrukturen 19 werden später voneinander getrennt (vereinzelt) und als UHF-Antenne für Mobiltelefone verwendet.

Claims

Verfahren zum Herstellen von auf einem Träger angeordneten Leiterbahnstrukturen bei dem aus einer auf dem Träger angeordneten elektrisch leitende Schicht Strukturen gestanzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzen mittels einer Rollenstanze durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich in einem separaten Vorgang oder gleichzeitig Strukturen durch Hubstanzen in die elektrisch leitende Schicht gestanzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Trägerband ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerband aus Kunststoff oder Papier verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf dem Träger auflaminierte Metallfolie als elektrisch leitende Schicht gestanzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Stanzen eine weitere Schicht, vorzugsweise eine Klebefolie, auf die elektrisch leitende Schicht aufgebracht wird.