CN105744749A - 于基材绝缘表面形成导电线路的方法 - Google Patents

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Abstract

一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，包含以下步骤：提供一基材，该基材具有一绝缘表面；于该基材的该绝缘表面的部分区域以印刷方式形成一包含活性金属的活化层；及以非电镀制程于该基材之该活化层表面形成一第一金属层。该方法透过印刷方式仅于基材的绝缘表面之部分区域形成一活化层，如此可免去制作整面式的活化层，以降低使用材料的成本。且借由印刷方式形成活化层的步骤可免去熟知的预先粗化的过程，使得制作效率能够大幅提高。

Description

于基材绝缘表面形成导电线路的方法
技术领域
本发明涉及一种方法，特别是涉及一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法。
背景技术
现有导电线路的制造技术会在非导电性基材的表面先进行粗化，接着才借由活性金属溶液制作整面式的活化层，然后利用激光束沿一预定的往复弯折路径进行雷射蚀刻，而将非线路区的活化层去除，接着再进行化学镀以及后续电镀流程，使得未被去除的活化层及其上的化学镀层及电镀层，在非导线性基材上形成导电线路。
然而，以上述方式制作导电线路，由于导电线路的图形是由雷射蚀刻制程界定，在活化层之非线路区的面积较大或形状较复杂的情况下，借由雷射蚀刻技术去除该区域的活化层不仅效率不好，还可能影响制程良率，进而导致成本提高。此外，以雷射去除活化层的过程中，操作者还可能因为看不太清楚活化层，而在有深孔或曲面基材上无法有效判断是否将活化层去除干净，这会使得溢镀机率增加。
再者，于非导电性基材上制作整面式的活化层需使用大量的活性金属溶液，不仅会增加材料成本，还会增加去除活化层的时间，进而浪费时间成本。且基材上的活化金属保存性差，若去除活化层的时间过长，将会导致活化层之线路区遭受氧化，因而在化学镀制程中可能会发生漏镀的状况，这也会造成导电线路的不良率增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，能降低成本且提高制作效率，进而提升制程良率。
于是，本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法在一些实施态样中，包含以下步骤：提供一基材，该基材具有一绝缘表面；于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积，且该部分区域是包围一线路图案区；及以非电镀制程于该基材之该活化层表面形成一第一金属层，而该导电线路包括位于该线路图案区的该第一金属层。
该活化层是以印刷、涂布、喷涂、浸镀、粉体涂装其中之一方式形成。
本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法，更包含沿一预设路径去除部分的该第一金属层及对应的该活化层，以形成贯穿该第一金属层及该活化层的一间隙，并由该间隙区隔出彼此相间隔的该线路图案区及一非线路图案区。
该活化层为一非导电层，该方法更包括沿一预设路径去除部分的该第一金属层，以形成贯穿该第一金属层的一间隙，并由该间隙区隔出彼此相间隔的该线路图案区及一非线路图案区。
本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法，更包含于形成该间隙的步骤后，以电镀制程仅于该线路图案区的该第一金属层表面形成一第二金属层。
该基材包括一金属基层及一设于该金属基层表面的绝缘层。于是，本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法在一些实施态样中，包含以下步骤：提供一基材，该基材具有一绝缘表面；于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，且该部分区域的面积大于一位于该绝缘表面的预设线路图案区的面积；以非电镀制程于该基材之该活化层表面形成一第一金属层；及去除部分的该第一金属层，而保留该预设线路图案区内的该第一金属层及对应的该活化层。
本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法，更包含于去除部分的该第一金属层步骤后，去除与该部分的该第一金属层对应的该活化层。
于是，本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法在一些实施态样中，包含以下步骤：提供一金属基层；于该金属基层的一表面形成一具有一绝缘表面的绝缘层；于该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积，且该部分区域是包围一线路图案区；于该活化层表面形成一第一金属层；及去除部分的该第一金属层，而保留该线路图案区内的该第一金属层。
于是，本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法在一些实施态样中，包含以下步骤：提供一基材，该基材具有一绝缘表面；于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积且大于一线路图案区的面积；及于该基材之该活化层表面形成一第一金属层，而该导电线路包括位于该线路图案区的该第一金属层。
于是，本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法在一些实施态样中，包含以下步骤：提供一基材，该基材具有一绝缘表面；于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积且大于一线路图案区的面积；于该基材之该活化层表面形成一第一金属层；及将该线路图案区内的该第一金属层与该线路图案区外的该第一金属层及对应的活化层相互隔离。
本发明的有益效果在于：该方法透过印刷方式仅于基材的绝缘表面之部分区域形成一活化层，如此可免去制作整面式的活化层，以降低使用材料的成本。且借由印刷方式形成活化层的步骤可免去习知预先粗化的过程，使得制作效率能够大幅提高。
附图说明
图1是一方块图，说明本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法的一实施例之主要步骤流程；
图2是一立体图，说明该实施例提供一基材的步骤；
图3是一立体图，说明该实施例于该基材的一绝缘表面的部分区域以印刷方式形成一包含活性金属的活化层；
图4是一沿图3中之IV-IV直线所取的一剖面图，说明该实施例的步骤102；
图5是一立体图，说明该实施例以非电镀制程于该基材之该活化层表面形成一第一金属层；
图6是一沿图5中之VI-VI直线所取的一剖面图，说明该实施例的步骤103；
图7是一立体图，说明该实施例沿一预设路径去除部分的该第一金属层及对应的该活化层，以形成贯穿该第一金属层及该活化层的一间隙并由该间隙区隔出彼此相间隔的一线路图案区及一非线路图案区；
图8是一沿图7中之VIII-VIII直线所取的一剖面图，说明该实施例的步骤104；
图9是一立体图，说明该实施例以电镀制程仅于该线路图案区的该第一金属层表面形成一第二金属层；
图10是一沿图9中之X-X直线所取的一剖面图，说明该实施例的步骤105；
图11是一立体图，说明该实施例去除非线路图案区的该第一金属层的步骤；
图12是一沿图11中之XII-XII直线所取的一剖面图，说明该实施例保留线路图案区的第二金属层、第一金属层及对应的活化层；
图13是一立体图，说明该实施例去除非线路图案区的该活化层的步骤；
图14是一沿图13中之XIV-XIV直线所取的一剖面图，说明该实施例保留线路图案区的第二金属层、第一金属层及对应的活化层；及
图15是一立体图，说明该实施例提供一基材，该基材包括一金属基层及一设于该金属基层表面的绝缘层，且以印刷方式于该绝缘层表面的部分区域形成活化层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图1，本发明于基材绝缘表面形成导电线路的方法之一实施例包含以下主要步骤：
步骤101，提供一基材，基材具有一绝缘表面；
步骤102，于基材的绝缘表面的部分区域以印刷方式形成一包含活性金属的活化层；
步骤103，以非电镀制程于基材之活化层表面形成一第一金属层；
步骤104，沿一预设路径去除部分的第一金属层及对应的活化层，以形成贯穿第一金属层及活化层的一间隙并由间隙区隔出彼此相间隔的一线路图案区及一非线路图案区；及
步骤105，以电镀制程仅于线路图案区的第一金属层表面形成一第二金属层。
以下配合其他图式详细说明实施步骤。
参阅图2，步骤101，提供一基材1，基材1具有一绝缘表面11。在本实施例中，基材1为绝缘材料，其材质为塑料，但也可为其他绝缘材质，并不以此为限。基材1可应用在手机、平板、手表或眼镜等需要绝缘基材的产品上，此外，基材1可整体为绝缘材质，例如塑料制的一手机外壳，亦可如图15所示，包括一金属基层12及一设于金属基层12表面的绝缘层13，而由绝缘层13形成绝缘表面11。换言之，在提供基材1的步骤101中，更可包括提供一金属基层12及一于金属基层12表面附着形成一绝缘层13的子步骤，其中绝缘层13可由喷漆、网印、移印、涂布，或电着涂装等方式形成于金属基层12表面，绝缘层13的材料是选自含有环氧树脂的绝缘漆或油墨等材质，且绝缘表面11不限于平面，其也可为曲面，并不以本实施例揭露为限。
参阅图3与图4，步骤102，于基材1的绝缘表面11的部分区域111以印刷方式形成一包含活性金属的活化层2。配合图7，部分区域111的面积小于基材1绝缘表面11的总面积，且部分区域111须包围图7中用以界定最终导电线路的线路图案区4，且本实施例中部分区域111的面积大于线路图案区4的面积。详细来说，此步骤是将活性油墨以印刷技术于绝缘表面11的部分区域111形成活化层2，活化层2的材料是选自于钯、铑、铂、银，或其组合的催化性金属，用以在形成第一金属层31的制程中催化金属沉积(见图5)。在此实施例中，活化层2是由一非导电的金属氧化物所组成。
须强调的，以上述印刷方式形成活化层2的步骤，可免去熟知的预先粗化的过程，因为熟知的形成活化层的方式是将基材浸泡于一含有金属离子的活性金属溶液中一预定时间，使该金属离子吸附至基材表面，而粗化基材表面的步骤有助于金属离子的附着。但是以本实施例之印刷方式形成活化层2的步骤中，活性油墨的构成材料中具有可微腐蚀环氧树脂的化学介质，所述化学介质为N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)，因此，可借由N-甲基吡咯烷酮微腐蚀绝缘表面11，而使绝缘表面11粗糙度提高，并透过化学键结合的方式，使活性油墨中的溶质与绝缘表面11相结合，从而可增加绝缘表面11与活性油墨之间的附着性，如此即可确保活性油墨附着于绝缘表面11上，不需要进行预先粗化表面的步骤，可提升制作效率。
又，上述印刷方式例如是数字印刷、网印、移印或转印技术，但也可利用涂布技术、喷涂技术、浸镀或粉体涂装等技术形成活化层2，且由于各种材料的耐化学腐蚀性的能力不同，故活性油墨中的化学介质会依据绝缘层13的材料选用而有所不同，并不以本实施例揭露为限。
参阅图5与图6，步骤103，以非电镀制程于基材1之活化层2表面形成一第一金属层31。在本实施例所述的非电镀制程例如为化学镀制程，具体来说，此步骤是将基材1置于一化镀液内预定时间后自该化镀液内取出，而在基材1的活化层2表面形成第一金属层31，在本实施例中，第一金属层31的厚度约0.1～0.25μm，且材质为镍，但其材质也可为铜，并不以本实施例揭露为限。又，活化层2为一非导电层，要使它能于非电镀制程中反应须进行活化的步骤，由于活化的步骤为此领域的技术人员熟悉的技术，因此在此并不赘述。
又，适用于本实施例之第一金属层31也可透过溅镀或蒸镀等加工方式，其同样能达到形成第一金属层31的目的，并不以本实施例所揭露的化学镀加工方式为限。
参阅图7与图8，步骤104，以雷射沿一预设路径去除部分的第一金属层31及对应的活化层2，以形成贯穿第一金属层31及活化层2的一间隙6，并由间隙6区隔出彼此相间隔的一线路图案区4及一非线路图案区5。换句话说，此步骤是沿着线路图案区4的周围以激光束烧蚀第一金属层31及对应的活化层2，使烧蚀后的位置形成一呈槽状的间隙6，借由间隙6界定并隔离线路图案区4以及非线路图案区5。此外，如图7及图8所示，借由控制雷射之适当功率，以激光束烧蚀第一金属层31及活化层2而形成间隙6时，可将雷射光烧蚀深度仅限于第一金属层31及活化层2，而不破坏更下方之基材1，亦即在本实施例形成导电线路3的整体制程中不致破坏或影响基材1的完整性，反言之，基材1不须特意改变修正以配合不同的导电线路3的图案或配置设计，如此可缩短导电线路3的制程时间。
需说明的是，由于本实施例中以印刷方式形成的活化层2为一非导电层，故于其他实施例中，步骤104亦可以雷射沿一预设路径仅去除部分的第一金属层31，以形成贯穿第一金属层31，并由间隙6区隔出彼此相间隔的线路图案区4及非线路图案区5。换句话说，激光束不需继续向下烧蚀活化层2，即可由间隙6区隔出彼此相间隔的线路图案区4及非线路图案区5，且线路图案区4与非线路图案区5电性不导接。
参阅图9与图10，步骤105，以电镀制程仅于线路图案区4的第一金属层31表面形成一第二金属层32。在本实施例中，第二金属层32的厚度是介于0.2μm至0.5μm且其材质为铜，由于线路图案区4及非线路图案区5两者的第一金属层31与活化层2之间并不连续，因此可仅在线路图案区4的第一金属层31表面电镀第二金属层32，且电镀后的具有第二金属层32及第一金属层31的线路图案区4的厚度高于仅具有第一金属层31的非线路图案区5的厚度，使线路图案区4明显地较非线路图案区5凸出。特别要说明的是，电镀的正极件(未图示)之材质为铜，而基材1的线路图案区4之第一金属层31电连接负极件(未图示)，且将正极件及基材1浸置于含铜离子的电解质溶液，通以直流电的电源后，正极件的铜会释放电子而变成铜离子，溶液中的铜离子则在与负极件电连接的线路图案区4之第一金属层31还原成铜原子并沉积在其表面，而形成第二金属层32。
本发明之实施例还可进一步包含以下步骤：参阅图11与图12，去除线路图案区4以外的第一金属层31。此步骤是透过湿蚀刻方式将非线路图案区5的第一金属层31移除，亦即利用蚀刻药水以清洗方式移除非线路图案区5的第一金属层31，而在基材1之活化层2表面形成导电线路3。又，上述步骤也可透过雷射蚀刻等加工方式，其同样能达到去除线路图案区4以外的第一金属层31的目的，并不以本实施例所揭露的湿蚀刻方式为限。
接着，参阅图13与图14，去除线路图案区4以外的活化层2。此步骤是以剥膜方式将非线路图案区5的活化层2移除，如此即可于基材1上制得具有第一金属层31及第二金属层32的导电线路3。需说明的是，可使用浸泡或喷淋的方式将非线路图案区5的活化层2移除，此剥膜液可使活化层2的体积增大进而产生内应力，当内应力足以破坏活化层2与绝缘表面11的粘合力时,剥膜液可使活化层2软化或溶胀，从而使活化层2因溶胀而脱离绝缘表面11。换句话说，就是破坏活化层2的空间结构或活化层2与绝缘表面11的结合力而使活化层2脱离绝缘表面11。由于剥膜液的使用为此领域的技术人员熟悉的技术，因此在此并不赘述。
又，上述步骤也可透过雷射蚀刻等加工方式，其同样能达到去除线路图案区4以外的活化层2的目的，并不以本实施例所揭露的剥膜方式为限。
此外，由于本实施例中以印刷方式形成的活化层2为一非导电层，因此在本实施例中，去除线路图案区4以外的活化层2的步骤可省略，并不以本实施例所揭露的步骤为限。
借由上述的制作流程，即可完成于基材1建立导电线路3的方法。
综上所述，前述实施例透过印刷方式仅于基材1的绝缘表面11之部分区域111形成活化层2，如此可免去制作整面式的活化层2，以降低使用活性油墨的成本，且因一开始于绝缘表面11之部分区域111形成活化层2的面积更接近实际需要的线路图案区4面积，更可使后续去除位于非线路图案区5之第一金属层31及活化层2之面积及相对工序也随之减少。且借由印刷方式形成活化层2的步骤可免去熟知的预先粗化的过程，使得制作效率能够大幅提高，故确实能达成本发明之目的。
以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
提供一基材，该基材具有一绝缘表面；
于该基材的绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积，且该部分区域是包围一线路图案区；及
以非电镀制程于该基材之该活化层表面形成一第一金属层，而该导电线路包括位于该线路图案区的第一金属层。
2.如权利要求1所述的于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该活化层是以印刷、涂布、喷涂、浸镀、粉体涂装其中之一方式形成。
3.如权利要求1所述的于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法更包含沿一预设路径去除部分的该第一金属层及对应的该活化层，以形成贯穿该第一金属层及该活化层的一间隙，并由该间隙区隔出彼此相间隔的该线路图案区及一非线路图案区。
4.如权利要求1所述的于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该活化层为一非导电层，该方法更包括沿一预设路径去除部分的该第一金属层，以形成贯穿该第一金属层的一间隙，并由该间隙区隔出彼此相间隔的该线路图案区及一非线路图案区。
5.如权利要求3或4所述的于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法更包含于形成该间隙的步骤后，以电镀制程仅于该线路图案区的该第一金属层表面形成一第二金属层。
6.如权利要求1所述的于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该基材包括一金属基层及一设于该金属基层表面的绝缘层。
7.一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
提供一基材，该基材具有一绝缘表面；
于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，且该部分区域的面积大于一位于该绝缘表面的预设线路图案区的面积；
以非电镀制程于该基材之该活化层表面形成一第一金属层；及
去除部分的该第一金属层，而保留该预设线路图案区内的该第一金属层及对应的该活化层。
8.如权利要求7所述的于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法更包含于去除部分的该第一金属层步骤后，去除与该部分的该第一金属层对应的该活化层。
9.一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
提供一金属基层；
于该金属基层的一表面形成一具有一绝缘表面的绝缘层；
于该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积，且该部分区域是包围一线路图案区；
于该活化层表面形成一第一金属层；及
去除部分的该第一金属层，而保留该线路图案区内的该第一金属层。
10.一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
提供一基材，该基材具有一绝缘表面；
于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积且大于一线路图案区的面积；及
于该基材之该活化层表面形成一第一金属层，而该导电线路包括位于该线路图案区的该第一金属层。
11.一种于基材绝缘表面形成导电线路的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
提供一基材，该基材具有一绝缘表面；
于该基材的该绝缘表面的部分区域形成一包含活性金属的活化层，该部分区域的面积小于该绝缘表面的总面积且大于一线路图案区的面积；
于该基材之该活化层表面形成一第一金属层；及
将该线路图案区内的该第一金属层与该线路图案区外的该第一金属层及对应的活化层相互隔离。
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