CN106211611A - 在非导电性基板表面建立连续导电线路的方法及导电线路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在非导电性基板表面建立连续导电线路的方法及导电线路，该方法中，可涂布金属基层于非导电性基板的至少一个表面。根据线路设计，建立线路图案于所述金属基层内部。包括所述线路图案的金属基层与所述非导电性基板的金属基层的其余部分实体分离。包括所述线路图案的所述非导电性表面的区域为镀层区。所述非导电性表面的其余区域为非镀层区。第一金属层可增加于所述金属基层上。第二金属层可增加于所述镀层区的所述第一金属层上。所述第二金属层可为导电性，且受限制而无法增加于所述非镀层区的所述第一金属层上。

Description

在非导电性基板表面建立连续导电线路的方法及导电线路

本申请是申请号为201280010318.7、申请日为2012年2月22日、名称为“在非导电性基板表面建立连续导电线路的无害技术”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明关于一种电子线路的制造技术，且特别关于一种在非导电性基板的表面建立连续导电线路的方法及导电线路。

背景技术

线路设计及制造涉及许多精密步骤的艰难的制造流程。虽然这些步骤建立了精密且高品质的线路，设计/制造流程已经变成固定且不易改变。线路设计的改变在制造流程上所对应产生的改变量呈指数关系。

例如，在集成电路芯片的制造流程中，线路设计的单一改变通常需要改变多个膜层的光罩及/或特定步骤的工艺参数。

现有线路制造流程固有的欠缺弹性缺点，导致一家公司无法及时地及以划算成本的方式实现线路设计的改变。此外，现有线路制造流程是通过在非导电性基板上的工作而形成该线路。线路元素为嵌设或形成于该非导电性基板内部。

发明内容

本发明公开了一种在非导电性基板的表面建立连续导电线路的无害技术及其制造物品。该方法的启始可涂布金属基层于非导电性基板的至少一个表面。该金属基层可包括钯、铑、铂、铱、锇、金、镍、及/或铁。根据线路设计，建立线路图案于所述金属基层的内部。包括所述线路图案的金属基层与所述非导电性基板的金属基层的其余部分系实体分离。包括所述线路图案的所述非导电性表面的区域为镀层区。所述非导电性表面的其余区域为非镀层区。之后，可增加第一金属层于所述金属基层上。第二金属层可增加于所述镀层区的第一金属层上。所述第二金属层可为导电性，且受限制而无法增加于所述非镀层区的第一金属层上。

本发明还公开了一种在非导电性基板的表面建立连续导电线路的无害技术及其制造物品。该方法中，非导电性基板可浸泡于活性金属溶液内预定时间。所述活性金属溶液可包括金属颗粒。在所述预定时间之后，从所述活性金属溶液中移开所述非导电性基板。从所述活性金属溶液中移开的非导电性基板可包括由金属颗粒构成的金属基层。通过从所述非导电性表面局部去除所述金属基层可形成线路图案。具有所述线路图案的基板可视为中间物品。所述金属基层至少包括彼此分离的二个不同连续区域，使得所述二个不同连续区域彼此电气隔离。该中间物品可置放于化学镀液内以形成第一金属层于所述金属基层的上方。通过只装配电极至所述二个不同连续区域的第一导电层而电镀所述中间物品以形成第二导电层于所述连续区域内的第一导电层上方。在电镀之后，至少所述二个不同连续区域的一者没有所述第二导电层。

本发明的另一实施例还公开了一种导电线路，包括非导电性基板、金属基层、第一金属层及第二金属层。所述非导电性基板可由高分子量的聚合物、玻璃、陶瓷、木材及布帛的至少一者构成。所述金属基层至少可局部形成在所述非导电性基板上。所述金属基层可形成所述导电线路的线路图案。所述金属基层至少包括钯、铑、铂、铱、锇、金、镍及铁。没有所述金属基层的部分非导电性基板包括多个激光图案，其系在使用激光于所述金属基层内建立所述线路图案时形成。所述第一金属层系存在且键合于所述金属基层的上方。没有所述金属基层的部分非导电性基板也没有所述第一金属层。所述第一金属层具有结构特征，表示所述第一金属层系使用化学镀层工艺予以增加。所述第二金属层系存在且键合于所述第一金属层的上方。所述第二金属层具有结构特征，表示所述第二金属层系使用电镀工艺予以增加。

上文已相当广泛地概述本发明的技术特征及优点，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的申请专利范围标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中具有通常知识者也应了解，这类等效建构无法脱离后附的申请专利范围所界定的本发明的精神和范围。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的方法的流程图，其概述本发明的无害技术，用以在非导电性基板的表面建立连续导电线路；

图2为本发明实施例的方法的流程图，其详述本发明的无害技术，用以在非导电性基板的表面建立连续导电线路；

图3为本发明实施例的制造流程，其绘示在非导电性基板305上以无害方式建立连续导电线路；以及

图3A为本发明实施例所述的无害技术在非导电性基板的表面形成的连续导电线路的最终状态。

附图标记说明

100：方法

105-120：步骤

200：方法

205-240：步骤

300：制造流程

305：非导电性基板

310：活性金属溶液

315：中间物品

320：金属基层

325：中间物品

330：线路图案

335：镀层区

340：非镀层区

345：化学镀液

350：中间物品

355：第一金属层

360：电镀工艺

365：中间物品

370：第二金属层

375：最终状态

380：导电线路

385：激光图案

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明揭露一种无害技术，其在非导电性基板的表面建立连续导电线路。金属基层可涂布于非导电性基板的一个表面或多个表面。通过去除在线路图案的单元附近的金属基层以在金属基层内部形成线路图案。之后，增加第一金属层于金属基层上。接着，由导电性金属构成的第二金属层可增加于线路图案的第一金属层上。

图1为本发明实施例的方法100的流程图，其概述本发明的无害技术，用以在非导电性基板的表面建立连续导电线路。

本文所述的“非导电性基板”可用以表示不传导或仅仅传导可忽略量的电气的各种材料。可应用于本文揭露的方法的非导电性基板包括但不限于具有高分子量的聚合物、玻璃、陶瓷、木材、布帛及其类似物，此外，包括不锈钢的非导电性基板亦可应用于本文揭露的方法。

本文所述的“无害”可用以表示不会破坏或损伤该非导电性基板的整体性的工艺。换言之，本文所述的工艺可建立连续导电线路于该非导电性基板的表面，而不会危害该非导电性基板的特性及/或原始形状。

方法100可由步骤105启始，其涂布金属基层于非导电性基板的一表面或多个表面。可应用于建立金属基层的金属包括但不限于钯、铑、铂、铱、锇、金、镍、铁、及其组合。

在步骤110中，形成线路图案于金属基层内部。在步骤115中，使用化学镀层工艺以形成第一金属层于金属基层上方。在步骤120中，使用电镀工艺以形成第二金属层于第一金属层上方，以便建立连续导电线路于非导电性基板的一个表面或多个表面。

在完成步骤120之后，非导电性基板及/或连续导电线路可进一步使用于电子元件的工艺中(也即，电子元件可连接于连续导电线路及/或非导电性基板可安装于电子元件内部)。

图2系本发明实施例的方法200的流程图，其详述本发明的无害技术，用以在非导电性基板的表面建立连续导电线路。方法200可代表方法100的特定实施例。

方法200可由步骤205启始，其置放制备的非导电性基板于活性金属溶液中。依据所需的无害工艺及/或使用的非导电性基板的种类，制备非导电性基板可包括清洁、去污及蚀刻等等动作。在步骤210中，在该活性金属形成金属基层于非导电性基板的一个表面或多个表面之后，可将非导电性基板从活性金属溶液中移开。

步骤210的效能可由浸泡时间及/或活性金属层的厚度等参数予以评估。这些参数因使用的非导电性基板种类、连续导电线路的涂布技术、及/或金属化工艺的特性(例如：溶液浓度、活性金属种类)不同而变化。

在步骤215中，局部去除金属基层而实现线路图案于金属基层内。去除金属基层而实现线路图案可将线路元素与金属基层的其余部分予以分离。非导电性基板的一个表面或多个表面实现线路图案的区域可视为镀层区，而非导电性基板的一个表面或多个表面的其余部分可视为非镀层区。

在实施例中，步骤205的制备非导电性基板可包括在非导电性基板的局部区域涂布物质，该物质在非导电性基板置放于活性金属活液时，可避免或抑制金属基层的键结。相较其它可能方法，此键结抑制剂可使得步骤215较容易完成局部去除金属基层而实现线路图案。

在步骤220中，图案化的非导电性基板可置放于化学镀层溶液中。在步骤225中，在形成一层由化学镀层溶液的金属构成的第一金属层于金属基层上之后，可将非导电性基板从化学镀层溶液中移开。在步骤215中，局部去除该金属基层而曝露的非导电性基板的表面不受该化学镀层溶液的影响。

在步骤230中，镀层区可再予调制(例如：冲洗、干燥、装配电极等)，以进行电镀工艺处理。在步骤235中，在镀层区的第一金属层上电镀一层第二金属层。

特而言之，电镀工艺仅于镀层区上进行，且镀层区与非镀层区系电气分离；因此，第二金属层无法形成于非镀层区的第一金属层上。

在步骤240中，从非镀层区的非导电性基板的一个表面或多个表面移除第一金属层及金属基层。如此，留下连续导电线路图案，包括在非导电性基板的一个表面或多个表面上的金属基层、第一金属层、及第二金属层，不会影响非导电性基板。

图3系本发明实施例的制造流程300，其绘示在非导电性基板305上以无害方式建立连续导电线路380。制造流程300可代表方法100及/或方法200的特定实施例。

工艺流程300的启始可在预计要形成连续导电线路380的非导电性基板305的表面预先进行金属化前处理。特而言之，非导电性基板305的表面不需要限制于平坦轮廓；也即，本文所述的制造流程可在具有凹部或凸部表面的非导电性基板305上建立连续导电线路380。

例如，此制造工艺可在圆形物或圆柱物的外表面(凸部)或内表面(凹部)上建立连续导电线路380。此外，表面可具有些微的凸出及/或凹入，类以波浪或涟波。

如此，除了形状之外，本文所述的制造流程可扩展非导电性基板305的形貌种类，其可作为连续导电线路380的基础。现有技术无法适用表面不完美的非导电性基板305，而本文所述的制造流程可容许使用表面不完美的非导电性基板305，且/或减少对改善表面平坦度(例如，化学机械研磨)的需求。换言之，使用本文所述的制造流程，无需表面平坦改善(光蚀刻)技术。

在制造流程300例示的实施例中，非导电性基板305可为一片聚碳酸酯。非导电性基板305可置放于活性金属溶液310之中，例如钯溶液，其浓度为10-70ppm。

浸泡该非导电性基板305于活性金属溶液及后续从活性金属溶液移开非导电性基板305，即可形成中间物品315。如此实施例所示，中间物品315可具有金属基层320(灰色标示者)，其位于非导电性基板305的表面且由活性金属溶液310的活性金属构成。

金属基层320的厚度可随活性金属的种类、非导电性基板305的种类、导电线路380的种类及其它工艺变数不同而改变。

本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解金属基层320可形成于非导电性基板305所呈现的全部表面区域，而制造工艺300所示的膜层可代表剖示图以强调膜层差异。换言之，当置放于活性金属溶液310中，若平板状非导电性基板305的表面曝露，则中间物品315将具有全面覆盖非导电性基板305的金属基层320，并非如图示所示的仅有「上层」。

导电图案330可实现于金属基层320内，即形成于中间物品325内。实现导电图案330的工艺涉及从包括导电图案330的区域附近的非导电性基板305上去除金属基层320。

例如，可使用YAG激光去除该金属基层320。在此工艺中，YAG激光可在频率5-30kHz以功率密度1-7％提供4-10W的功率。

此外，在金属基层320中实现该线路图案330的工艺可实体分离金属基层320为二个分离区域。镀层区335可包括线路图案330及在后续工艺中电镀的任何其它辅助区域。未包括于镀层区335的金属基层320的其余区域可为非镀层区340。

在制造流程300的另一个实施例中，非镀层区340的金属基层320也被去除，仅留下镀层区335于该非导电性基板305的表面。

中间物品325随后可置放于化学镀液345中以建立中间物品350。如中间物品350所示，化学镀液345可形成第一金属层355(中度灰色标示者)于金属基层320(浅灰色标示者)上。

例如，无电镀铜工艺可形成由铜构成的第一金属层355或无电镀镍工艺可形成由镍构成的第一金属层355。

特而言之，第一金属层355可形成于镀层区335及非镀层区340二者之中。虽然第一金属层355实际上只需要形成在线路图案330的金属基层320上，然而相较于对非导电性基板305进行预处理以抑制第一金属层355形成非镀层区340之中，在镀层区335及非镀层区340二者之中均建立第一金属层355可节省成本及时间。

在中间物品350的镀层区335使用电镀工艺360可形成中间物品365。电镀工艺360使用的电极的连接方式可仅与镀层区335相连。因此，第二金属层370(深灰色标示者)可以仅仅形成于镀层区335内的第一金属层355上。

此外，由于镀层区335的第一金属层355与非镀层区340的第一金属层355系实体分离，因此基板305的非导电特性可额外地提供绝缘而限制电镀工艺600仅仅在镀层区335内进行。

中间物品365可随后作为其它电子线路的输入媒介。此外，第一金属层355及金属基层320可从中间物品365上去除以制造最终状态375，如图3A所示。

最终状态375可包括导电线路380，其形成于非导电基板305的表面。导电线路380可包括金属基层320，其粘合第一金属层555及第二金属层370于非导电基板305。

特而言之，如图3A所示，非导电基板305并未因导电线路380的形成而改变。制造流程300可建立导电线路380，但不会破坏非导电基板305的表面，不同于现有技术嵌设一层或多层导电线路380于非导电性基板305。此功效可确保非导电性基板305的整合性不受损害。

此外，由于无害性技术不需考量非导电性基板305的改变以适应该导电图案330或设计，因此可以大幅地减少实现一个新的导电图案330或修改既有的导电图案330所需的时间。

例如，集成电路(例如，微处理器或芯片)的现有制造工艺可能涉及特定基板(也即掺杂的硅基板)及多次的微影、蚀刻、及/或沉积步骤以形成导电线路380。此类现有制造流程的单一工艺改变必须重新修订及/或改变包括线路图案330的各个光罩，更不必说机台的新重调校以适应新的/修改的光罩。

由于此巨量的花费，改变设计可能必须花费相当多的时间，方可在实际工艺上实现。因此，许多集成电路制造者倾向汇整设计变革或考量而成为一条新的产品线，而不在制造工艺中改变设计。

然而，通过本文所述的制造流程，可以较及时且较不困难的方式实现线路设计。由于线路图案330系以单一结构涂布于非导电性基板305的表面，因此设计的改变可通过在此工艺中简单地调整新的线路图案330而予以实现。

例如，实现在金属基层320内的线路图案330可予以改变而使用新的线路图案330(也即，激光操作者依循新的线路图案330)。新的线路图案330可能也需要改变电镀工艺的电极的位置配置。相较于现有的导电线路380的制造工艺，上述改变相对较轻微。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，在不背离后附申请专利范围所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多工艺可以不同的方法实施或以其它工艺予以取代，或者采用上述二种方式的组合。

此外，本案的权利范围并不局限于上文揭示的特定实施例的工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及揭示工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者系以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，也可使用于本发明。因此，以下的申请专利范围系用以涵盖用以此类工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。

Claims (10)

1.一种在非导电性基板上制备连续导电线路的方法，包括下列步骤：

形成金属基层于非导电性基板的至少一个表面；

根据线路设计，使用激光从所述非导电性基板的至少一部分去除所述金属基层以建立线路图案于所述金属基层的内部，其中包括所述线路图案的金属基层与在所述非导电性基板的所述至少一个表面的金属基层的其余部分系实体分离，其中所述非导电性基板的所述至少一个表面邻近所述线路图案的区域为镀层区，其中所述非导电性基板的所述至少一个表面的其余区域为非镀层区，且所述非镀层区的所述金属基层也被去除；以及

增加第一金属层于所述金属基层上。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

装配所述非导电性基板的镀层区于电镀工艺的装置；以及

进行所述电镀工艺以形成第二金属层于所述非导电性基板的镀层区的第一金属层上，

其中仅有包括所述金属基层、所述第一金属层及所述第二金属层的连续导电线路保留在所述非导电性基板的所述至少一个表面。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述金属基层的涂布使用液基涂布工艺，该方法还包括：

浸泡所述非导电性基板于活性金属溶液内预定时间，其中所述活性金属溶液包括金属颗粒，用以形成所述金属基层，所述金属基层的金属选自钯、铑、铂、铱、锇、金及铁其中之一；以及

在所述预定时间之后，从所述活性金属溶液中移开所述非导电性基板。

4.如权利要求3所述的方法，其中增加所述第一金属层包括：

置放所述非导电性基板于化学镀液内预定时间，其中所述化学镀液包括金属颗粒，用以形成所述第一金属层；以及

在所述预定时间之后，从所述化学镀液中移开所述非导电性基板，其中所述第一金属层已形成于所述非导电性基板上。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：

在形成所述金属基层前，先对所述非导电性基板进行清洁、去污及蚀刻其中至少一种动作。

6.一种导电线路，包括：

非导电性基板；

金属基层，所述金属基层设置于所述非导电性基板的一部分上，所述金属基层形成导电线路的线路图案，且所述金属基层具有使用激光处理所形成的结构特征；以及

第一金属层，所述第一金属层设置于所述金属基层上，其中没有所述金属基层的部分非导电性基板也没有所述第一金属层，且所述第一金属层不具有使用激光处理所形成的结构特征。

7.如权利要求6所述的导电线路，还包括：

第二金属层，所述第二金属层设置于所述第一金属层上，其中所述第二金属层具有结构特征，表示所述第二金属层使用电镀工艺予以增加。

8.如权利要求6所述的导电线路，其中所述导电线路为非平面，具有凸出形貌、凹入形貌、多个凸部及多个凹部、及其组合的至少一者。

9.如权利要求6所述的导电线路，其中所述非导电性基板由选自高分子量的聚合物、玻璃及陶瓷其中之一的材料所形成。

10.如权利要求6所述的导电线路，其中所述金属基层的金属选自钯、铑、铂、铱、锇、金及铁其中之一。