CN107493660A - 导电配线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导电配线的制造方法，在一基材上形成配线线路，依据该配线线路的规划，涂布含有金属粒子、挥发性有机溶剂及黏合剂的一分散液于该基材上，再依次经过热处理程序及雷射照程程序，使该金属粒子附着于该基材上而形成该配线线路。由此，本案公开的制造方法可简化导电配线在制造程序上所需要的步骤进而减少耗用时间，并进一步避免复杂制程上所易导致的误差情形。

Description

导电配线的制造方法

技术领域

本发明关于一种导电配线的制造方法，尤其涉及一种导电配线的制程上的改良。

背景技术

随着电子装置的小型化，如智能型手机、平板计算机、超轻薄笔电(Ultrabook)等日趋轻薄，各该电子装置内部的配线就必须越趋精细，以符合电子装置的内部电路配置微小化的需求。

在配线线路精细化的要求下，基材与配线线路的密接性是否符合需求以及分段式的配线线路间的耦接是否牢靠，往往是配线线路精细化后容易产生的问题所在。

传统上仅仅使用铜奈米粒子来形成导电用的导电膜以作为该配线线路，这样的做法在制程上首先基于奈米尺寸等级的粒子相当微细，要形成导电性能符合规定的特性下就必须要来回涂布相当多次以达到适当的膜厚(以使导电性能符合所需)，这样造成了制程上的耗时，再者，为了使铜奈米粒子能均匀且安定地分布于涂布液中，就需使用分散剂来让铜奈米粒子表面形成有机化合物披覆膜，然而所选用的分散剂基于必须能够适应后续烘烤制程的高温条件下，所能选用的分散剂就相当有限，另一方面，制程的增加导致复杂度提高接影响着所形成的配线线路的优劣。

发明内容

本发明的一目的在于简化配线线路的制程。

本发明的另一目的在于提供导电性优良且易于控制配线线路质量的制造方法。

为达上述目的及其他目的，本发明提出一种导电配线的制造方法，在一基材上形成配线线路，该方法包含：依据该配线线路的规划，涂布含有金属粒子、挥发性有机溶剂及黏合剂的一分散液于该基材上；进行一热处理程序，去除该挥发性有机溶剂；及进行一雷射照程程序，分解该黏合剂并烧结该金属粒子，使该金属粒子附着于该基材上而形成该配线线路，该分散液中的该金属粒子的平均粒径为0.01～3微米(μm)。

在本发明的一实施例中，该分散液中的该金属粒子包含铜微米粒子。

在本发明的一实施例中，该分散液中的挥发性有机溶剂为乙醇。

在本发明的一实施例中，该分散液中的黏合剂包含乙基纤维素(ethylcellulose)、正癸醇(decanol)及蓖麻油(Castor)。

在本发明的一实施例中，该金属粒子所占该分散液的容积比为7～8％，该乙醇所占该分散液的容积比为76～79％，该乙基纤维素所占该分散液的容积比为2～3％，该正癸醇所占该分散液的容积比为10～11％，该蓖麻油所占该分散液的容积比为1～2％。

在本发明的一实施例中，该基材为选自由聚酰亚胺、聚对苯二甲基乙二酯、聚碳酸酯、纤维素酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、硅酮、聚乙烯基乙醚、多硫化物、聚烯烃、及聚丙烯酸酯所构成的群组的至少其中之一的树脂基材。

在本发明的一实施例中，所形成的该配线线路的厚度至少7微米(μm)。

在本发明的一实施例中，该热处理程序系在摄氏80～120℃之间进行。

在本发明的一实施例中，在该雷射照程程序中，以脉冲雷射方式产生300～600奈米(nm)波长的雷射光来照射，其中该脉冲雷射的频率为1～400千赫兹(kHz)，该脉冲雷射的脉冲宽度为1～50奈秒(ns)。

由此，本发明基于粒径包含有微米尺寸的金属粒子的使用，可在较少的涂布次数下即能使配线线路达到所需的特定厚度，因此可简化导电配线在制造程序上所需要的步骤进而减少耗用时间，并进一步避免复杂制程上所易导致的误差情形。

附图说明

图1为本发明一实施例中的导电配线的制造方法流程图。

图2为本发明一实施例中的涂布制程的示意图。

图3为本发明一实施例中的热处理程序的示意图。

图4为本发明一实施例中的雷射照射程序的示意图。

图5为本发明一实施例中的导电配线的应用范例。

附图标记为：

10 涂布设备

20 热干燥处理

30 雷射光照射设备

100 基材

110 镜头座

112 通孔

200 配线线路

210 配线线路

S10～S30 步骤

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及效果，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：

首先请参阅图1，系本发明一实施例中的导电配线的制造方法流程图。导电配线的制造方法系在一基材上形成配线线路，制造方法包含：步骤S10、依据该配线线路的规划，涂布含有“金属粒子、挥发性有机溶剂及黏合剂”的一分散液于该基材上，其中该分散液不含粒径为奈米尺寸的金属粒子；接着步骤S20、进行一热处理程序，去除该挥发性有机溶剂；以及步骤S30、进行一雷射照程程序，分解该黏合剂并烧结该金属粒子，使该金属粒子附着于该基材上而形成该配线线路。

接着请参阅图2，系本发明一实施例中的涂布制程的示意图。在基材100上通过涂布设备10涂布分散液(用以形成后续的配线线路200)。该基材100可选自由聚酰亚胺、聚对苯二甲基乙二酯、聚碳酸酯、纤维素酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、硅酮、聚乙烯基乙醚、多硫化物、聚烯烃、及聚丙烯酸酯所构成的群组中的至少一种的树脂基材，又举例来说如热硬化性树脂或热可塑性树脂的材料。上述分散液涂布于基材100上的方法并无特别限制，可采用现有的方法，例如：网版(screen)印刷法、浸涂(dip coating)法、喷雾(spray)涂布法、旋涂(spin coating)法、喷墨法等涂布法。涂布的形状并无特别限制，可为覆盖基材100整个面的面状，亦可为图案状(例如，配线状、点(dot)状)。

因此，在含金属粒子的分散液中，由于平均粒径系约在0.01～3微米(μm)的范围内且系以微米等级的粒子为主体，因而无须采用含奈米粒子的分散剂，也因此，后续使用雷射照射后就可以完全地分解分散液而无残留，且在雷射烧结后即可产出高导电性的配线膜层，而不会有空隙的产生或者炭素(碳)等等有机物的残留。

前述的金属粒子除了可为铜微米粒子外，铜与其他金属元素所形成的合金也适用。铜微米粒子及这些的合金粒子的平均粒径系约在0.01～3微米(μm)的范围内，也可控制在1～3微米(μm)的范围内，所形成的配线线路的厚度系至少7微米(μm)，据此，涂布时可仅涂布一次或较少的重复涂布次数。

前述的分散液中，可包含金属粒子(如进一步包含铜微米粒子、或同时包含铜微米粒子及其他少部分比例的铜奈米粒子)、溶剂及添加剂(例如黏着剂与黏度调整剂)，金属粒子所占的容积比约为7～8％，溶剂可采用例如乙醇而所占的容积比约为76～79％，添加剂中的黏着剂可采用例如乙基纤维素(ethylcellulose)而所占的容积比约为2～3％，添加剂中的黏度调整剂可采用例如正癸醇(decanol)及蓖麻油(Castor)，而正癸醇所占的容积比约为10～11％，蓖麻油所占的容积比约为1～2％。再进一步地举例来说，金属粒子所占的容积比约为7.4％，乙醇而所占的容积比约为77.4％，乙基纤维素所占的容积比约为2.7％，正癸醇所占的容积比约为11％，蓖麻油所占的容积比约为1.5％。

接着请参阅图3，系本发明一实施例中的热处理程序的示意图。在前述的分散液涂布于基材100上之后即会进行热干燥处理20，用于除去溶剂。通过溶剂的除去即可于后述的雷射照射程序中避免因溶剂的气化膨胀所引起的微小龟裂(crack)或空隙的产生，以使配线线路的膜层的导电性质量提高，以及优良化配线线路的膜层与基材的密接性。所述的热处理程序可使用暖风干燥机等烘干加热设备，为以摄氏80～120℃间的温度进行加热处理，优选为以100℃以上且不超过120℃的温度进行加热处理，进而更佳为以120℃的温度进行加热处理。

接着请参阅图4，系本发明一实施例中的雷射照射程序的示意图。照射的方式系对上述步骤所形成的前置膜(用以形成后续的配线线路200)以雷射光照射设备30进行逐步照射，在雷射光的照射区域内可使金属氧化物还原而形成含有金属的导电膜，即配线线路200。

通过雷射光的照射，使金属氧化物吸收光而自金属氧化物向金属进行还原反应，并且，将已吸收的光转换为热，使热浸透于前置膜内部，使其内部亦进行还原反应。据此，自金属氧化物粒子还原所形成的金属粒子将彼此相互熔接而形成颗粒，进一步地通过雷射的烧结熔接作用而形成配线线路200的导电膜层。

于该雷射照程程序中，举例来说，系以脉冲雷射方式产生300～600奈米(nm)波长的雷射光来照射，其中该脉冲雷射的频率系为1～400千赫兹(kHz)，该脉冲雷射的脉冲宽度系为1～50奈秒(ns)。

接着请参阅图5，系本发明一实施例中的导电配线的应用范例。该应用范例系应用于镜头模块的示例，镜头座100的表面上通过包含微米尺寸的金属粒子的材料所形成的配线线路210，通孔112供镜头的安置，采用微米尺寸的金属粒子可避免现有技术仅采用的铜奈米粒子所带来的制造程序上的耗时以及避免了分散剂的使用(这样的分散剂往往会在雷射烧结后发生未完全地燃烧或者未分解蒸发(ablation)的情况，此情况的发生将使得分散剂残留于大容积(Bulk)的铜中，如果大体积的铜中残留着分散剂，就会导致空隙的产生或者电气传导特性的衰减)。因此，采用本发明公开的制造方法，相较于现有技术可简化制程上的步骤以及可让导电的电性连接可靠，也减少了镜头模块于制造上所需的时间。

本发明在上文中已以优选实施例公开，然本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应落入本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种导电配线的制造方法，用于在一基材上形成配线线路，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

依据该配线线路的规划，涂布含有金属粒子、挥发性有机溶剂及黏合剂的一分散液于该基材上，其中该金属粒子的平均粒径为0.01～3微米；

进行一热处理程序，去除该挥发性有机溶剂；及

进行一雷射照程程序，分解该黏合剂并烧结该金属粒子，使该金属粒子附着于该基材上而形成该配线线路。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述分散液中的金属粒子包含铜微米粒子。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述分散液中的挥发性有机溶剂为乙醇。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述分散液中的黏合剂包含乙基纤维素，正癸醇及蓖麻油。

5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述金属粒子占分散液的容积比为7～8％，乙醇占分散液的容积比为76～79％，乙基纤维素占分散液的容积比为2～3％，正癸醇占分散液的容积比为10～11％，蓖麻油占分散液的容积比为1～2％。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述基材为选自聚酰亚胺、聚对苯二甲基乙二酯、聚碳酸酯、纤维素酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、硅酮、聚乙烯基乙醚、多硫化物、聚烯烃、及聚丙烯酸酯中的至少一种的树脂基材。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所形成的配线线路的厚度至少7微米。

8.如权利要求1至7中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述热处理程序在摄氏80～120℃之间进行。

9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在雷射照程程序中，以脉冲雷射方式产生300～600奈米波长的雷射光来照射，其中脉冲雷射的频率为1～400千赫兹，脉冲雷射的脉冲宽度为1～50奈秒。