CN105101656B - 导体线路的制造方法以及导体线路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种导体线路的制造方法以及导体线路。该方法包括：S1、按照设定的图案，对载体进行第一次改性处理，形成粗糙面区域；S2、对S1步骤改性处理后的粗糙面区域进行第二次改性处理，形成敏化区域；S3、对S2步骤形成的敏化区域进行活化处理，形成含有催化晶核的活化区域；S4、在S3步骤形成的活化区域进行镀化处理，形成导体线路。导体线路包括：导体线路本体；导体线路本体为多种金属的组合或者一种金属；以及载体，导体线路本体嵌在载体上。该导体线路的制造方法工艺简单，易操作，所需原材料来源广泛，而且制造过程环保性好，成品率高，易于推广。该导体线路具有设计简便，应用广泛，耐用性良好的优点。

Description

导体线路的制造方法以及导体线路

技术领域

本发明涉及电气技术领域，更具体地，涉及一种导体线路的制造方法以及导体线路。

背景技术

目前，在塑胶表面直接制造导体线路的方法包括：

(1)激光直接成型技术,即在塑胶内添加特殊触媒添加剂，通过激光照射使其暴露在塑胶表面，形成金属触发源，基于触发源再进行化学镀获得导体线路。其缺点在于：塑胶基材中需添加特殊触媒添加剂，增加了素材成本，而且素材中含金属，在某些电磁环境中对整机的性能会产生不利影响。

(2)在电镀级ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)表面化镀，再去镀，获得导体线路的方法，即使用粗化液对塑胶表面进行粗化，通过化学镀实现表面沉积上一层0.5-2μm的铜或镍层，再使用激光将不需要部分除去，形成选择性金属图案。其缺点在于：粗化液含高浓度的六价铬，环保性差；且选择性有限，受产品结构限制性强，无法加工精度高的线路。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种导体线路的制造方法的新技术方案。以解决现有技术中，载体含金属触媒影响整体性能，工艺环保性差以及良品率低等问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种导体线路的制造方法，包括以下步骤：

S1、按照设定的图案，对载体进行第一次改性处理，形成凹凸不平的粗糙面区域；

S2、对所述S1步骤改性处理后的所述粗糙面区域进行第二次改性处理，形成敏化区域；

S3、对所述S2步骤形成的所述敏化区域进行活化处理，形成含有催化晶核的活化区域；

S4、在所述S3步骤形成的所述活化区域进行镀化处理，形成设定图案的导体线路。

优选地，所述S2步骤包括：

S24、采用氯化亚锡的酸性溶液对所述粗糙面区域进行第二次改性处理，以在所述粗糙面区域内形成一层还原性的二价锡薄膜；以及

所述S3步骤包括：

S31、采用离子钯溶液对所述S2步骤形成的敏化区域进行活化处理，产生具有催化作用的钯晶核，以形成活化区域。

优选地，在所述S24步骤之前还包括：

S21、采用亚硫酸氢钠的酸性溶液对所述粗糙面区域进行酸洗，以改性调整，以增强所述粗糙面区域的极性；

S22、采用氢氧化钠溶液对所述S21步骤改性调整后的所述粗糙面区域进行碱洗,以再次改性；

S23、采用稀盐酸溶液对所述S22步骤碱洗后的所述粗糙面区域进行清洗，以中和残留的碱。

优选地，在所述S21步骤中，亚硫酸氢钠的浓度为5-15％，pH值为0.5-1.5，酸洗温度为50-55℃，酸洗时间为5-30分钟；

在所述S22步骤中，氢氧化钠的浓度为50-100g/L，碱洗温度为50-55℃，碱洗时间为10-80分钟；

在所述S24步骤中，氯化亚锡的浓度为5-20g/L；所述酸性溶液采用盐酸，所述盐酸的浓度为5-20mL/L(原始盐酸的浓度为37.5％)；敏化温度为20-50℃，敏化时间为3-20分钟，所述还原性的二价锡薄膜的厚度为10-10000埃。

优选地，在所述S31步骤之后还包括：

S32、采用混合酸和表面活性剂的混合溶液，对所述S31步骤活化处理后的载体进行酸洗，以去除残余的二价锡；

S33、采用氢氧化钠与络合剂的混合溶液，对所述S32步骤酸洗后的载体进行碱洗，以去除附着力差的钯晶核。

优选地，所述离子钯溶液的浓度为50-500ppm,所述活化处理的温度为20-50℃，所述活化处理的时间为5-100分钟。

优选地，所述镀化处理包括电镀和/或化学镀；所述S4步骤包括：

S41、在所述S3步骤处理后的所述活化区域内镀镍，形成镍镀层；

S42、在所述S41步骤形成的镍镀层上镀铜，形成铜镀层；

S43、在所述S42步骤形成的铜镀层上镀其他金属以形成导体线路。

优选地，所述载体为塑胶；所述第一次改性处理的方式为激光照射。

优选地，所述激光的波长为190-1500nm，所述激光的频率为10-200kHz，所述激光的移动速率为100-5000mm/s，所述激光的照射次数为2次以上，激光照射处理后的粗糙面区域的深度为2-100μm。

根据本发明的另一方面，提供了一种导体线路，所述导体线路根据本发明提供的任意一项所述制造方法制造而成。

本发明的公开的导体线路的制造方法，制造工艺简单，易操作，所需原材料来源广泛，无需在载体中添加特殊的触媒，而且制造过程环保性好，成品率高，易于推广。本发明公开的导体线路具有应用广泛，导电效果良好，十分耐用的优点。

本发明的发明人发现，在现有技术中，需在塑料载体中添加特殊的触媒，原料不易得到，粗化液环保性能差。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例的载体结构图；

图2是本发明实施例经激光照射后的载体结构图；

图3是本发明实施例经激光照射后的载体剖视图；

图4是本发明实施例镀镍后的导体线路的剖视图；

图5是本发明实施例镀铜后的导体线路的剖视图。

其中，1：塑胶载体；11：照射区域；12：活化区域；3：镍镀层；4：铜镀层。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例一

根据本发明的另一方面，提供了一种导体线路的制造方法。载体可以根据需要进行选择。通常为非金属载体，如，塑胶、塑料、玻璃或陶瓷等材质。本实施例中，载体采用塑胶载体1，塑胶载体1由PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PES(聚醚砜树脂)、PSU(聚砜类塑料)或GF(玻璃纤维)中的一种或多种材料，经混合注塑、挤出或者吹塑成型。本实施例中，镀化处理采用化学镀。镀化处理也可以采用电镀等方式。参照图1-图5，包括以下步骤：

S1、准备一塑胶载体1，按照设定的图案，对塑胶载体1进行第一次改性处理，以形成凹凸不平的粗糙面区域。本实施例中，采用激光照射的方法进行第一次改性处理，第一次改性调整还可以用其他化学方法，如化学侵蚀等。为了达到更佳的改性效果，激光的波长为190-1500nm，激光的频率为10-200kHz，激光的移动速率为100-5000mm/s，激光的照射次数为2次以上，激光照射处理后的载体的粗糙面的深度为2-100μm。

在一种实施方式中，激光的波长为1064nm，激光的频率为60kHz，激光的移动速率为2500mm/s，激光的照射次数为2次。

在另一种实施方式中，激光的波长为采用190nm，激光的频率为10kHz，激光的移动速率为100mm/s，激光的照射次数为8次。

在另一种实施方式中，激光的波长为采用1500nm，激光的频率为200kHz，激光的移动速率为5000mm/s，激光的照射次数为5次。

当然，激光的波长、频率、移动速度和照射次数可以根据载体的材质和结构进行选择。在本实施例中，经激光照射后，如图2-3所示，塑胶载体1形成截面为锯齿状的照射区域11，当然，照射区域11也可以为其他绒面形状。塑胶载体1表面的照射区域11形成凹凸不平的粗糙面区域，因激光的“灼烧”而发生改变，产生具有亲水性的官能团和粗糙化的表面，有利于敏化物质和催化物质的吸附。

S2、为使照射区域11的亲水性更强，对S1步骤改性处理后的粗糙面区域进行第二次改性处理，第二次改性处理包括附着氯化亚锡敏化剂，以形成敏化区域，优选地，在附着氯化亚锡敏化剂之前还包括酸洗和碱洗。将载体分别浸渍酸性、碱性和含有敏化剂的溶液中。步骤如下：

S21、采用亚硫酸氢钠的酸性溶液对照射区域11进行酸洗，以改性调整，增强照射区域11的极性。优选地，亚硫酸氢钠的浓度为5-15％，pH值为0.5-1.5，酸洗温度为50-55℃，酸洗时间为5-30分钟。更进一步地，本实施例中，亚硫酸氢钠的浓度为10％，酸洗温度为52℃，酸洗时间为20分钟。当然，也可以采用氢氟酸和硝酸等其他的酸进行酸洗。考虑到酸洗效果和操作安全性本实施例采用亚硫酸氢钠溶液进行酸洗。

在另一个实施方式中，亚硫酸氢钠溶液的浓度为5％，酸洗温度为50℃，酸洗时间为30分钟。在另一个实施方式中，亚硫酸氢钠的浓度为15％，酸洗温度为55℃，酸洗时间为5分钟。都能达到良好的酸洗效果。

S22、采用氢氧化钠溶液对S21步骤酸洗后的照射区域11进行碱洗以再次改性。碱洗可以进一步增强所述照射区域11的亲水性，并且可以使照射区域11变得稍平整。优选地，氢氧化钠溶液的浓度为50-100g/L，碱洗温度为50-55℃，碱洗时间为10-80分钟。更进一步地，氢氧化钠的浓度为60g/L，碱洗温度为52℃，碱洗时间为50分钟。

在另一个实施方式中，氢氧化钠的浓度为50g/L，碱洗温度为50℃，碱洗时间为80分钟。在另一个实施方式中，氢氧化钠的浓度为100g/L，碱洗温度为55℃，碱洗时间为10分钟。均能达到良好的碱洗效果。

S23、采用稀盐酸溶液对S22步骤碱洗后的照射区域11进行清洗，以中和残留的碱。

S24、采用氯化亚锡的酸性溶液对S23步骤清洗后的照射区域11进行第二次改性处理，以在所述照射区域11内形成一层还原性的二价锡薄膜。氯化亚锡有很强的附着性，可以均匀的附着在所述照射区域11的表面，为钯晶核的形成提供生长的环境。二价锡具有还原性可以把钯离子还原为钯原子，最终形成均匀附着在照射区域11的钯晶核，钯晶核作为电镀或者化学镀的催化剂，提高镀层的形成速度和镀层的均匀性。优选地，氯化亚锡的浓度为5-20g/L。酸性溶液采用盐酸，盐酸的浓度为5-20mL/L(原始盐酸的浓度为37.5％)。浸渍温度为20-50℃，浸渍时间为3-20分钟。进一步地，本实施例中，氯化亚锡的浓度为10g/L。酸性溶液采用盐酸，盐酸的浓度为10mL/L(原始盐酸的浓度为37.5％)。浸渍温度为30℃，浸渍时间为7分钟，在敏化区域形成了一层具有还原性的二价锡薄膜。

在另一个实施方式中，氯化亚锡的浓度为5g/L；酸性溶液采用盐酸，盐酸的浓度为5mL/L(原始盐酸的浓度为37.5％)。敏化温度为20℃，敏化时间为20分钟。在另一个实施方式中，氯化亚锡的浓度为20g/L。酸性溶液采用盐酸，盐酸的浓度为20mL/L(原始盐酸的浓度为37.5％)。敏化温度为50℃，敏化时间为3分钟。均能达到良好的敏化效果。在敏化区域形成了具有还原性的二价锡薄膜。

S3、对S2步骤形成的敏化区域进行活化处理，以形成含有催化晶核的活化区域。优选地，为保证镀层的均匀性，在活化处理之后，需对活化区域12进行清洗以去除残余的氯化亚锡和活化区域以外的催化晶核。本发明提供的方法为先第二次改性处理，在照射区域11吸附一层二价锡薄膜，再用离子钯溶液与二价锡进行氧化还原反应生成均匀散布的钯晶核。该方法与市售的钯活化试剂相比具有更好的吸附性，形成的钯晶核更加均匀。活化处理包括以下步骤：

S31、采用离子钯溶液对所述S2步骤形成的敏化区域进行活化处理，采用浸渍方式使钯离子与吸附在照射区域11的二价锡钯离子发生氧化还原反应，产生具有催化作用的钯原子，钯原子聚集形成钯晶核，最终形成具有催化活性的活化区域12；

S32、采用混合酸和表面活性剂的混合溶液，对所述S31步骤活化处理后的塑胶载体1进行酸洗，去除残余的二价锡；

S33、采用氢氧化钠与络合剂的混合溶液，对所述S32步骤酸洗后的塑胶载体1进行碱洗，去除附着力差的钯晶核。

优选地，离子钯溶液的浓度为50-500ppm,活化处理的温度为20-50℃，活化处理的时间为5-100分钟。更进一步地，离子钯溶液的浓度为200ppm,活化处理的温度为30℃，活化处理的时间为20分钟。在该步骤中，钯离子被照射区域11内形成的还原性的二价锡离子所还原，形成钯原子，钯原子聚集形成钯晶核附着在粗糙的塑胶载体1表面，形成具有催化活性的活化区域12，为化学镀提供了触媒。在塑胶载体1的其他区域没有还原剂，钯晶核无法存在。

在另一个实施方式中，离子钯溶液的浓度为50ppm,活化处理的温度为20℃，活化处理的时间为100分钟。在另一个实施方式中，离子钯溶液的浓度为500ppm,活化处理的温度为50℃，活化处理的时间为5分钟。均能形成具有良好催化活性的活化区域12。

S4、在S3步骤形成的具有催化活性的活化区域12进行镀化处理，为了实现不同的功能，采用不同种金属，进行多层化学镀，以形成设定图案的导体线路。包括以下步骤：

S41、在所述S3步骤处理后的所述活化区域12内镀镍，形成镍镀层3，镍镀层3的厚度为0.5-2μm，当然，镀层厚度根据需要进行选择；

S42、在所述S41步骤形成的镍镀层3上镀铜，形成铜镀层4；

S43、在所述S42步骤形成的铜镀层4上镀其他金属以形成设定图案的导体线路，其他金属包括金、银、锡或镍，当然根据功能需要也可以镀其他金属或非金属。

经过上述步骤，最终形成了设定图案的导体线路。该方法的第二次改性步骤比较稳定，可以形成均匀的还原性二价锡薄膜，钯离子首先被二价锡还原，进而吸附到载体表面，大大提高了钯的利用率。该方法具有制造工艺简单，易操作，不需要在载体中添加特殊的触媒，所需原材料来源广泛，而且制造过程环保效应好，成品率高，易于推广等优点。

实施例二

本实施例提供了一种导体线路，该导体线路根据本发明公开的导体线路的制造方法制造而成。包括：载体和导体线路本体。导体线路本体为多种金属的组合也可以是一种金属，常用的导电金属为铜、镍、金、银或锡等材料，也可以为其他导电合金材料或超导材料。多种金属材料可以分层沉积形成多层的导电材料本体。导体线路本体嵌在载体上。常用的载体材料包括塑胶、塑料、玻璃和陶瓷等。载体经过改性处理形成凹凸不平的粗糙面区域；经第二次改性处理形成敏化区域；经活化处理形成含有催化晶核的活化区域，不需要在载体中添加特殊的触媒；导体线路本体可以通过电镀和/或化学镀沉积到载体上，可以根据需要形成设定的图案。考虑到操作方便，本实施例中采用化学镀的方法进行沉积。为满足不同功能需求，分别镀多层金属，比如，先化学镀镍作为底层，再在镍镀层3上镀铜，形成铜镀层4，再在铜镀层4上镀其他金属，最终形成具有特定功能的多层结构的导体线路。

该导体线路应用广泛，既可作为天线的导体线路也可以在电子电路中应用，制造方便，结构简单，而且导电效果良好，十分耐用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种导体线路的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照设定的图案，对载体进行第一次改性处理，形成凹凸不平的粗糙面区域；

所述载体为塑胶；所述第一次改性处理的方式为激光照射；

所述激光的波长为190-1500nm，所述激光的频率为10-200kHz，所述激光的移动速率为100-5000mm/s，所述激光的照射次数为2次以上，激光照射处理后的粗糙面区域的深度为2-100μm；

S2、对所述S1步骤改性处理后的所述粗糙面区域进行第二次改性处理，形成敏化区域；

所述S2步骤包括：

S21、采用亚硫酸氢钠的酸性溶液对所述粗糙面区域进行酸洗，以改性调整，以增强所述粗糙面区域的极性；

S22、采用氢氧化钠溶液对所述S21步骤改性调整后的所述粗糙面区域进行碱洗,以再次改性；

S24、采用氯化亚锡的酸性溶液对所述粗糙面区域进行第二次改性处理，以在所述粗糙面区域内形成一层还原性的二价锡薄膜；

S3、对所述S2步骤形成的所述敏化区域进行活化处理，形成含有催化晶核的活化区域(12)；包括：

S31、采用离子钯溶液对所述S2步骤形成的敏化区域进行活化处理，产生具有催化作用的钯晶核，以形成活化区域(12)；

所述离子钯溶液的浓度为50-500ppm,所述活化处理的温度为20-50℃，所述活化处理的时间为5-100分钟；

S4、在所述S3步骤形成的所述活化区域(12)进行镀化处理，形成设定图案的导体线路。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述S24步骤之前还包括：

S23、采用稀盐酸溶液对所述S22步骤碱洗后的所述粗糙面区域进行清洗，以中和残留的碱。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

在所述S21步骤中，亚硫酸氢钠的浓度为5-15％，pH值为0.5-1.5，酸洗温度为50-55℃，酸洗时间为5-30分钟；

在所述S22步骤中，氢氧化钠的浓度为50-100g/L，碱洗温度为50-55℃，碱洗时间为10-80分钟；

在所述S24步骤中，氯化亚锡的浓度为5-20g/L；所述酸性溶液采用盐酸，所述盐酸的浓度为5-20mL/L；敏化温度为20-50℃，敏化时间为3-20分钟，所述还原性的二价锡薄膜的厚度为10-10000埃。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述S31步骤之后还包括：

S32、采用混合酸和表面活性剂的混合溶液，对所述S31步骤活化处理后的载体进行酸洗，以去除残余的二价锡；

S33、采用氢氧化钠与络合剂的混合溶液，对所述S32步骤酸洗后的载体进行碱洗，以去除附着力差的钯晶核。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述镀化处理包括电镀和/或化学镀；所述S4步骤包括：

S41、在所述S3步骤处理后的所述活化区域(12)内镀镍，形成镍镀层(3)；

S42、在所述S41步骤形成的镍镀层(3)上镀铜，形成铜镀层(4)；

S43、在所述S42步骤形成的铜镀层(4)上镀其他金属以形成导体线路。

6.一种导体线路，其特征在于，所述导体线路根据权利要求1-5任意一项所述制造方法制造而成。