CN102468527B - 具有导电线路的对象的制造方法及其结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种具有导电线路的对象的制造方法及其结构，以改良将天线设置在电子装置机壳的工艺无法生产造型过于复杂的壳体结构，以及模内埋入装饰成形(IMF)工艺步骤过于繁复，导致良率不易控制等问题。该方法是先将硬化层与导电线路层依序成形于模内转印材料内，并借由一模内转印工艺将导电线路层形成于非导电性基材上。接着分离载片，使硬化层露出于外。最后形成一连接件于硬化层上，连接件透过一连接工艺穿设过硬化层，且连接件与导电线路层电性连结，以构成具有导电线路的对象结构。

Description

具有导电线路的对象的制造方法及其结构
技术领域
本发明是有关于一种具有导电线路的对象的制造方法，特别是一种借由模内转印工艺将导电线路形成于对象内的制造方法及其结构。
背景技术
随着电子产业的快速发展，特别是无线通讯领域的电子产品的开发上，已纷纷朝向多样化的设计趋势，而其中又以轻薄短小的电子产品成为市场上的主流，像是笔记本计算机、个人数字助理器(personal digital assistant，PDA)、移动电话、平板计算机及掌上型游戏机等各式具有无线天线的电子产品。
为了达到上述电子装置轻量化的要求，现多已采用挠性电路板(flexibleprinted circuit，FPC)取代传统的刚性电路板(rigid printed circuit board)。并且，为了达到具有无线通讯功能的电子装置可进行数据的传输，因此电子装置必须配置有可接收及传送电磁波信号的天线，以及与天线电性耦接的信号处理电路，方可顺利执行无线通讯的功能。
以笔记本计算机为例，天线除了要具备原本的无线通讯功能的外，更必须考虑到笔记本计算机的外观美感，因此天线因应发展有各种不同型式的天线设计(例如倒F形天线或是片型天线等各种型态)，以便于将天线隐藏在笔记本计算机内部。
为了更进一步节省笔记本计算机的内部空间，让计算机内部可装设更多的电子零组件，因此遂发展出将天线设置在电子装置的机壳内侧面的设计方式。
但是，上述常用天线的材质是采用金属箔片(例如铜合金箔片)，常用天线必须精确的粘贴于机壳的内侧面的预设位置。由于常用天线的结构与工艺步骤过于复杂，且天线的厚度及整体体积亦过大，因此无法对电子装置结构进行简化及小型化，同时也造成制造成本的增加。
另外，于目前的已知技术中，已有使用模内埋入装饰成形(In-mold foil/film，IMF)工艺于电子装置的机壳上形成电路布线的技术手段。模内埋入装饰成形工艺所使用的膜片中，油墨印刷层介于薄壳与塑件之间。于塑料射出成型的工艺中，是将模内埋入装饰成形薄膜置放于模具内，接着将塑件注射(injection)于模具内而与薄膜一并制成塑件壳体。
上述的各种常用技术亦存在着一个问题：由于挠性电路板可三度空间(three-dimensional)配线的特性，而挠性电路板上的电路布线(layout)是以例如铜合金等金属材料，或是以模内埋入装饰薄膜构成线路，在实际线路布局上有一定程度的困难性，相对造成了挠性电路板的电路布线设计过于复杂的限制。
另外，模内埋入装饰成形(IMF)是将膜片埋设于壳体内，在工艺步骤上过于繁复，且良率不易控制，进而导致制造成本过高，生产量无法提升等限制。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提供一种具有导电线路的对象的制造方法及其结构，借以改良以往将天线设置在电子装置机壳的工艺无法生产造型过于复杂的壳体结构，以及模内埋入装饰成形(IMF)工艺步骤过于繁复，导致良率不易控制等问题。
本发明所提出具有导电线路的对象的制造方法，其步骤首先是依序成形一硬化层及一导电线路层于一载片的表面上，而载片、导电线路层及硬化层即构成一模内转印材料。借由模内转印工艺将模内转印材料的导电线路层形成于一非导电性基材上，接着分离载片，令硬化层露出于外。形成一连接件于硬化层上，并借由一连接工艺令连接件穿设过硬化层，且连接件与导电线路层电性连结。
本发明所提出的具有导电线路的对象结构，其包括一非导电性基材、一导电线路层、一硬化层及一连接件。导电线路层设置于非导电性基材上，而导电线路层借由一模内转印材料以一模内转印工艺设置于非导电性基材上。硬化层设置于导电线路层上，而硬化层借由模内转印材料以模内转印工艺设置于导电线路层上。连接件设置于硬化层上，连接件穿设过硬化层并与导电线路层电性连结。
本发明的功效在于，借由模内转印工艺将导电线路层一体成形于对象结构内，因此可制造外形结构复杂的对象。并且，本发明的工艺工序得以大幅简化，因此可大量及连续制造具有导电线路层的对象，同时大幅提升制造良率，使得制造成本得以降低。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1为本发明第一实施例的步骤流程图。
图2A图至图2F为本发明第一实施例的分解步骤示意图。
图3A至图3D为本发明第一实施例的另一成形方式的分解步骤示意图。
图4为本发明第一实施例的平面侧视图。
图5为本发明第二实施例的步骤流程图。
图6为本发明第二实施例的剖面示意图。
图7为本发明第二实施例的平面侧视图。
主要组件符号说明：
步骤100依序成形硬化层及导电线路层于载片的表面上
步骤101形成粘着层于导电线路层上
步骤102形成离型层于载片与硬化层之间
步骤110借由模内转印工艺将导电线路层形成于非导电性基材上
步骤120分离载片
步骤130形成连接件于硬化层上
步骤140借由连接工艺令连接件穿设过硬化层，连接件与导电线路层电性连结
步骤150形成保护件覆盖于连接件上
200物件
210载片
220导电线路层
230硬化层
231贯通孔
232电性接垫
240非导电性基材
250粘着层
260离型层
270连接件
280保护件
300电子装置壳体
310电路板
具体实施方式
图1为本发明第一实施例的步骤流程图，图2A至图2D为本发明第一实施例的分解步骤示意图。
如图1及图2A至图2F所示，本发明第一实施例的具有导电线路的对象200的制造方法，首先是提供薄膜型态的载片210，而此一载片是以聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、醋酸纤维素(Cellulose Triacetate，TAC)、压克力(Acrylic，PMMA)或是环状烯烃聚合物(Cyclic Olefin Polymers，COC)所制成，但并不以此为限。
请参阅图1及图2A，依序成形一硬化层230及一导电线路层220在载片210的表面上(步骤100)，而载片210、导电线路层220及硬化层230即构成一模内转印(in-mold roller，IMR)材料。本发明的导电线路层中含有金、银、铜、导电碳粉、银碳粉、或是碳与石墨的混合粉末，借以达到导电的目的。
本发明所描述的导电线路层220可作为电子装置壳体上的天线装置(antenna)，或者是电子装置壳体上的电路布线(layout)，并不以此为限。并且，本发明的导电线路层220同时可作为电子装置壳体上的装饰图样，兼具美观造型的效果。
本实施例于构成模内转印材料的程序步骤中，更可包括形成一粘着层250于导电线路层220上的工艺工序(步骤101)，以及包括形成一离型层260于载片210与硬化层230之间的工艺工序(步骤102)，借以组成模内转印材料。
值得注意的是，本实施例所称导电线路层220以附着方式形成于载片210上，其导电线路层220可借由烫金方式成形于载片210上，或者是导电线路层220可借由蒸镀方式成形于载片210上，或者是导电线路层220可借由印刷方式(例如网版印刷方式)成形于载片210上，或者是将上述三种附着方式相互搭配应用，以将导电线路层220成形于载片210上。
本发明的导电线路层220透过上述的各种附着方式以达到成形于载片210的目的，然熟悉此项技术者，亦可采用适用于将导电线路层220形成于载片210上的技术手段，并不以本实施例为限。
另外，本发明的导电线路层220是以至少一导电油墨所形成，而本实施例的导电线路层220是由不同材质的多层导电油墨所堆栈构成。但是，熟悉此项技术者，可根据实际设计需求而对应增减本发明所述的导电油墨的层数，并可对应改变导电油墨的材质，并不以本实施例为限。
接着，请参阅图1及图2B，借由一模内转印(IMR)工艺将导电线路层220形成于一非导电性基材240上(步骤110)。详细而言，本实施例是以送膜机将模内转印材料置放于一模具内，并以模内转印材料的载片210贴覆于模具壁面上，半液态的非导电性基材240透过射出成型方式注入模具内，以在模内转印材料的粘着层250上固化成型，令非导电性基材240形成于模内转印材料靠近于导电线路层220的一侧上，而模内转印材料利用粘着层250的粘性力而与非导电性基材240相互贴覆。
本实施例的非导电性基材240的材质是选用树脂材料，并以射出成型方式形成于导电线路层220上。但是，熟悉此项技术者亦可采用适合的成形方式及材质取代本实施例，并不以本实施例为限。
如图1及图2C所示，待非导电性基材240于模内转印材料上固化成型后，即可将非导电性基材240及模内转印材料自模具内取出。此时，离形层260的作用在于当模内转印材料经由射出成型与非导电性基材240贴合后，可借由离形层260使载片210自硬化层230上剥离(步骤120)。意即，当产品于模内转印工艺中进行脱膜时，硬化层230会借由离形层260而与载片210分离，而硬化层230即露出于外，并成为产品的外观表面。
值得注意的是，本发明所采用的模内转印工艺仅保留导电线路层220于对象200(即电子装置壳体)内部，并且导电线路层220与对象200是构成一体成形结构，与模内埋入装饰成形(IMF)工艺将整个模片置入对象内部的做法并不相同。
如图1及图2F所示，于分离载片210的步骤(步骤120)完成后，接着形成一连接件270于硬化层230上(步骤130)，并且借由一连接工艺令连接件270穿设过硬化层230，使得连接件270与导电线路层220电性连结(步骤140)。
进一步地说明，如图2C至图2F所示，本实施例可借由蚀刻(etching)方式将硬化层230朝向导电线路层220的方向予以贯穿，使得导电线路层220透过此一贯通孔231而部分露出于外，接着填充一导电材料至贯通孔231内，以构成一电性接垫(pad)232，再将连接件270设置于硬化层230上并且接触于电性接垫232，使得连接件270借由此一电性接垫232而得以穿设过硬化层230，进而令连接件270与导电线路层220之间构成电性导通关系。如此一来，即构成具有导电线路的对象200结构。其中，连接件270可采用焊接方式与电性接垫232相互电性连接，但并不以此为限。
或者是，本实施例的连接件270可借由机械穿孔方式将硬化层230朝向导电线路层220的方向予以贯穿，使得导电线路层220透过此一贯通孔231而部分露出于外，接着填充一导电材料至贯通孔231内，以构成一电性接垫(pad)232，再将连接件270设置于硬化层230上并且接触于电性接垫232，使得连接件270借由此一电性接垫232而得以穿设过硬化层230，进而令连接件270与导电线路层220之间构成电性导通关系。如此一来，即构成具有导电线路的对象200结构。其中，连接件270可采用焊接方式与电性接垫232相互电性连接，但并不以此为限。
值得注意的是，本实施例所述的连接方式并不局限于上述的蚀刻方式或是机械穿孔方式，熟悉此项技术者可选择任何适合的化学方式或是机械方式将连接件270穿设过硬化层230而与导电线路层220电性连结。
或者是，如图3A至图3D所示，本发明的连接件270与导电线路层220相互电性连结的手段亦可为：借由一插入成形射出(insert molding)工艺同时形成硬化层230及电性接垫232，而电性接垫232是部分露出于硬化层230外，并借由一模内转印(IMR)工艺形成导电线路层220于硬化层230上，且导电线路层220与电性接垫232相接触，最后设置连接件270于电性接垫232上，且连接件270接触于电性接垫232，令连接件270借由此一电性接垫232而得以穿设过硬化层230，进而令连接件270与导电线路层220之间构成电性导通关系。其中，连接件270可采用焊接方式与电性接垫232相互电性连接，但并不以此为限。
另外，本实施例所描述的连接件270是以连接器(connector)进行说明，但本发明所述的连接件270只须具备电性信号传输功能的电子零组件即可，例如电缆线、软排线等电子组件，并不以本实施例为限。
如图2F及图4所示，本发明的制造方法可应用于电子装置的壳体上形成导电线路，若是欲将本发明所载的导电线路成形设置于电子装置壳体300的内侧面(或称作公模面)时，连接件270分别电性连接于导电线路层220及电子装置壳体300内部的电路板310，使得导电线路层220与电路板310之间构成电性导通关系。由于本实施例的连接件270是内藏于电子装置壳体300内部，因此并不需要设置额外的保护件对连接件270予以保护。
图5为本发明第二实施例的步骤流程图，图6为本发明第二实施例的剖面示意图，图7为第二实施例的平面侧视图。由于第二实施例与前述第一实施例的工艺步骤与结构大致相同，因此只针对差异处加以说明。
如图5及图6所示，于完成连接件270穿设过硬化层220的步骤(步骤140)之后，本发明第二实施例更包括形成一保护件280覆盖于连接件270上的步骤(步骤150)。
如图7所示，并请同时参阅图5及图6，本发明的制造方法可应用于电子装置的壳体上形成导电线路的用，若是欲将本发明所载的导电线路成形设置于电子装置壳体300的外侧面(或称作母模面)时，连接件270分别电性连接于导电线路层220及电子装置壳体300内部的电路板310，使得导电线路层220与电路板310之间构成电性导通关系。
由于本实施例的连接件270是设置于电子装置壳体300的外部，并且露出于外，因此连接件270需要额外设置保护件280对连接件270予以保护，避免连接件270受到外界的粉尘或水分的污染而丧失其电性连接功能。
本发明的具有导电线路的对象的制造方法，其借由模内转印工艺而将导电线路层一体成形于对象结构(即电子装置壳体)内，相当适于制造外观造型复杂的壳体结构。并且，模内转印工艺的优势在于高自动化程度及大批量生产效能，因此工艺工序得以简化，亦可降低制造成本，以及提升制造良率。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (19)

1.一种具有导电线路的对象的制造方法，包括以下步骤：
依序成形一硬化层及一导电线路层于一载片的一表面上；
形成一离型层于该载片与该硬化层之间，该载片、该离型层、该导电线路层及该硬化层构成一模内转印材料；
借由一模内转印工艺将该导电线路层形成于一非导电性基材上；
借由该离型层分离该载片，令该硬化层露出于外；
形成一连接件于该硬化层上；以及
借由一连接工艺令该连接件穿设过该硬化层，且该连接件与该导电线路层电性连结。
2.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，更包括形成一粘着层于该导电线路层上，该模内转印材料是借由该粘着层而贴覆于该非导电性基材上。
3.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，于该连接件穿设过该硬化层的步骤之后，更包括形成一保护件覆盖于该连接件上的步骤。
4.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该模内转印材料是置放于一模具内，该非导电性基材以射出成型方式注入该模具内，并且成形于该导电线路层上。
5.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该导电线路层是借由烫金方式、蒸镀方式或印刷方式成形于该载片上。
6.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该导电线路层是以至少一导电油墨所形成。
7.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该连接件是借由蚀刻方式或机械穿孔方式穿设过该硬化层，且该连接件与该导电线路层电性连结。
8.如权利要求1所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该连接件是借由一电性接垫而与该导电线路层电性连结。
9.如权利要求8所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该连接件电性连结于该导电线路层的步骤包括：
贯穿该硬化层，以形成朝向该导电线路层方向的一贯通孔，并令该导电线路层部分露出于外；
填充一导电材料至该贯通孔内，以构成一电性接垫，该电性接垫接触于该导电线路层；以及
设置该连接件于该电性接垫上，且该连接件接触于该电性接垫，令该连接件借由该电性接垫与该导电线路层电性连结。
10.如权利要求9所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该贯通孔是借由一蚀刻方式或是一机械穿孔方式所形成。
11.如权利要求8所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该连接件电性连结于该导电线路层的步骤包括：
借由一插入成形射出工艺同时形成该硬化层及该电性接垫，该电性接垫部分露出于该硬化层外；
借由一模内转印工艺形成该导电线路层于该硬化层上，且该导电线路层与该电性接垫相接触；以及
设置该连接件于该电性接垫上，且该连接件接触于该电性接垫，令该连接件借由该电性接垫与该导电线路层电性连结。
12.一种具有导电线路的对象结构，包括：
一非导电性基材；
一导电线路层，设置于该非导电性基材上，该导电线路层是借由一模内转印材料以一模内转印工艺设置于该非导电性基材上；
一硬化层，设置于该导电线路层上，该硬化层是借由该模内转印材料以该模内转印工艺设置于该导电线路层上，其中该模内转印材料依次包括载片、离型层、该导电线路层及该硬化层，且该硬化层在借由该离型层分离该载片后露出于外；以及
一连接件，设置于该硬化层上，该连接件穿设过该硬化层并与该导电线路层电性连结。
13.如权利要求12所述的具有导电线路的对象结构，其特征在于，更包括一粘着层，设置于该导电线路层上，且粘着层是贴覆于该非导电性基材上。
14.如权利要求12所述的具有导电线路的对象结构，其特征在于，更包括一保护件，覆盖于该连接件上。
15.如权利要求12所述的具有导电线路的对象结构，其特征在于，该导电线路层的材质为导电油墨。
16.如权利要求12所述的具有导电线路的对象结构，其特征在于，更包括一电性接垫，贯设于该硬化层内，该电性接垫部分露出于该硬化层，且该电性接垫是电性接触于该导电线路层，该连接件接触于该电性接垫而与该导电线路层电性连结。
17.一种具有导电线路的对象的制造方法，包括以下步骤：
以一附着手段将一硬化层及一导电线路层依序成形于一载片的一表面上；
形成一离型层于该载片与该硬化层之间，该载片、该离型层、该导电线路层及该硬化层构成一模内转印材料；
以一模内转印手段将该导电线路层形成于一非导电性基材上；
借由该离型层分离该载片，令该硬化层露出于外；
形成一连接件于该硬化层上；以及
以一连接手段令该连接件穿设过该硬化层，且该连接件与该导电线路层电性连结。
18.如权利要求17所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该导电线路层是以至少一导电油墨所形成。
19.如权利要求17所述的具有导电线路的对象的制造方法，其特征在于，该连接件是借由机械穿孔方式穿设过该硬化层，且该连接件与该导电线路层电性连结。
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