CN113840469A - 透明电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种透明电路板的制造方法，包括步骤：提供一载板，载板包括一基材层及设置于基材层两侧的可剥离铜层；于可剥离铜层上电镀以形成多条电镀线路，所述电镀线路呈蛇形状；于每一电镀线路中开设多个线路孔；于电镀线路上压合一第一透明覆盖层；蚀刻以获得导电线路，并于导电线路露出于第一透明覆盖层的一侧压合一第二透明覆盖层，以及开设多个线距孔，线距孔贯穿每相邻两条导电线路之间的第一透明覆盖层及第二透明覆盖层，获得透明电路板。另，本发明还提供一种透明电路板。

Description

透明电路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种透明电路板及其制造方法。

背景技术

目前业内制作透明柔性线路板的方法共有两种：一是使用透明基材制作厚铜，通常铜厚为12um或18um的压延铜，再用减成法制作细线大间距线路，最后再使用透明覆盖膜做外部保护，形成透明线路板；二是使用透明基材制作薄铜，通常先在透明基材上进行沉积，再用加半成法制作细线大间距线路，最后使用透明覆盖膜做外部保护，形成透明线路板。

但是，两种方法在制作柔性透明线路板透光性能不佳，抗挠性能不好，受外力拉扯后不易回复原形貌。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种透明电路板，该透明电路板具有良好的透光性及抗挠性能。

另，还有必要提供一种透明电路板的制造方法。

一种透明电路板的制造方法，包括步骤：

提供一载板，所述载板包括一基材层及设置于所述基材层两侧的可剥离铜层。

于所述可剥离铜层上电镀以形成多条电镀线路，所述电镀线路呈蛇形状，所述电镀线路包括连接于所述可剥离铜层的一第一表面、远离所述第一表面的一第二表面及连接所述第一表面及所述第二表面的两个侧面。

于每一所述电镀线路中开设多个线路孔，所述线路孔贯穿所述第一表面及所述第二表面。

于所述电镀线路上压合一第一透明覆盖层，以及移除所述可剥离铜层以使得所述第一表面暴露于所述第一透明覆盖层。

蚀刻所述第一表面及第一表面附近的区域以获得导电线路，并于所述导电线路露出于所述第一透明覆盖层的一侧压合一第二透明覆盖层。以及开设多个线距孔，所述线距孔贯穿每相邻两条所述导电线路之间的所述第一透明覆盖层及所述第二透明覆盖层，获得所述透明电路板。

进一步的，步骤“于所述可剥离铜层上电镀以形成多条电镀线路”具体包括:于所述可剥离铜层上设置一图形化感光层，所述图形化感光层包括多个间隔分布的开槽，所述可剥离铜层于所述开槽中露出。于所述开槽内进行电镀以形成所述电镀线路。以及移除所述图形化感光层。

进一步的，所述可剥离铜层包括一第一铜层及一第二铜层，所述第一铜层置于所述基材层上，所述第二铜层设置于所述第一铜层上，所述基材层与所述第一铜层之间的结合强度大于所述第一铜层与所述第二铜层之间的结合强度。

进一步的，所述电镀线路的材质包括金属单质，所述电镀线路包括一第一区域及除所述第一区域外的一第二区域，所述第一区域临近所述第二表面，所述第二区域临近所述第一表面，所述第一区域内的所述金属单质的晶格排列与所述第二铜层的晶格排列相同，所述第二区域内的所述金属单质的晶格排列不同于所述第一区域内的所述金属单质的晶格排列。

进一步的，所述制造方法还包括：

移除所述第一铜层以使得所述第二铜层附着于所述第一透明覆盖层上。以及蚀刻所述第二铜层和所述第一区域以获得所述导电线路，所述第二区域连接所述第一区域的表面形成有多个微观结构。

进一步的，所述制造方法还包括：至少于每一所述电镀线路的所述第二表面、所述侧面及所述线路孔的内表面形成一第一黑化层，其中，所述第一透明覆盖层形成于所述第一黑化层上。以及于所述导电线路上形成一第二黑化层，所述第一黑化层及所述第二黑化层相接以包覆所述导电线路，其中，所述第二透明覆盖层形成于所述第二黑化层上。

进一步的，步骤“至少于每一所述电镀线路的所述第二表面、所述侧面及所述线路孔的内表面形成一第一黑化层”具体包括：提供一氧化剂，所述氧化剂包括硝酸溶液、硫化钾溶液、多硫化钾溶液、硫代硫酸钾溶液中的至少一种。

将所述氧化剂喷涂在所述第二表面、所述侧面及所述线路孔的内表面上，待所述氧化剂将所述第二表面、所述侧面及所述线路孔的内表面氧化。以及清洗、干燥，以获得所述第一黑化层。

进一步的，所述第一透明覆盖层包括一第一透明胶层及设置于所述第一透明胶层上的一第一透明介质层，所述第二透明覆盖层包括一第二透明胶层及设置于所述第二透明胶层上的一第二透明介质层，所述导电线路内嵌于所述第一透明胶层及所述第二透明胶层中，且所述第一透明胶层及所述第二透明胶层填充所述线路孔，所述第一透明介质层设置于所述第一透明胶层远离所述导电线路的一侧，所述第二透明介质层设置于所述第二透明胶层远离所述导电线路的一侧。

一种透明电路板，包括一导电线路、设置于所述导电线路两侧的透明介质层、填充于所述透明介质层及所述导电线路之间的透明胶层，所述导电线路包括贯穿设置的多个线路孔，所述透明胶层填充于所述线路孔中，所述透明电路板还包括贯穿设置的线距孔，所述线距孔设置于每相邻两条所述导电线路之间。

进一步的，所述透明电路板还包括黑化层，所述黑化层设置于所述导电线路的外表面及所述线路孔的内表面。

进一步的，所述线路孔的孔径为0.5～1微米，所述导电线路的线宽为2～15微米。

与现有技术相比，本发明提供的透明电路板设置有线路孔和线距孔，有利于提升导电线路与透明电路板整体的抗拉伸性能，同时提高所述透明电路板整体的透光性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的载板的示意图。

图2为图1所示载板设置一感光层后的示意图。

图3为图2所示感光层曝光后的示意图。

图4为图3所示感光层显影后获得图形化感光层后的示意图。

图5为图4所示图形化感光层的开槽内电镀后的示意图。

图6为图5移除所述图形化感光层后的示意图。

图7为图6开设线路孔后的示意图。

图8为图7设置第一黑化层后的示意图。

图9为图8压合第一透明基材层后的示意图。

图10为图9剥离所述第一铜箔层后的示意图。

图11为图10蚀刻掉所述第一铜箔层后的示意图。

图12为图11设置第二黑化层后的示意图。

图13为图12压合第二透明基材层后的示意图。

图14为图13开设所述线距孔后的示意图。

图15为本发明实施例提供的透明电路板的俯视图。

主要元件符号说明

透明电路板 100 第一透明覆盖层 50

载板 10 第一透明介质层 51

基材层 11 第一透明胶层 52

可剥离铜层 12 第一主体部 521

第一铜层 121 第一凸起部 522

第二铜层 122 第二中间体 60

感光层 13 第二透明覆盖层 70

图形化感光层 131 第二透明介质层 71

开槽 132 第二透明胶层 72

电镀线路 20 第二主体部 721

第一表面 21 第二凸起部 722

第二表面 22 线距孔 80

侧面 23 透明介质层 90

第一区域 24 透明胶层 91

第二区域 25 黑化层 93

导电线路 26 孔径 R1、R2

线路孔 27 线宽 W1

第一中间体 30 线距 L1

第一黑化层 40 厚度 D1、D2、D3、D4

第二黑化层 41

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明提供一种透明电路板100的制造方法，包括步骤：

S1:请参见图1，提供一载板10，所述载板10包括一基材层11及设置于所述基材层11两侧的可剥离铜层12。

在本实施例中，所述可剥离铜层12包括一第一铜层121及一第二铜层122，所述第一铜层121设置于所述基材层11上，所述第二铜层122设置于所述第一铜层121上。

在本实施例中，所述第一铜层121通过胶水粘合的方式连接于所述基材层11，所述第二铜层122通过电镀的方式连接于所述第一铜层121，使得所述基材层11与所述第一铜层121之间的结合强度大于所述第一铜层121与所述第二铜层之间的结合强度(即，剥离所述第一铜层121与所述基材层11所需的最小力大于剥离所述第二铜层122与所述第一铜层121所述的最小力)。所述第一铜层121的厚度D1为10～30微米，所述第二铜层122的厚度D2为1～5微米。

在本实施例中，所述基材层11为硬性树脂层，如环氧树脂或玻纤布等。在本发明的其他实施例中，所述基材层11的材料也可以柔性树脂层，如聚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚硫胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚酰亚胺-聚乙烯-对苯二甲酯共聚物等。

S2:请一并参见图2至图6，电镀，以在所述可剥离铜层12上形成多条电镀线路20，所述电镀线路20包括连接于所述可剥离铜层12的一第一表面21、远离所述第一表面21的一第二表面22及连接所述第一表面21及所述第二表面22的两个侧面23。

在本实施例中，步骤S2中，所述电镀包括：

S21:请参加图2、图3及图4，于所述可剥离铜层12上设置一感光层13，对所述感光层13进行曝光、显影以获得一图形化感光层131，所述图形化感光层131包括多个间隔分布的开槽132，部分所述可剥离铜层12于所述开槽132中露出，所述开槽132大致呈蛇形状，且所述开槽132沿所述载板10延伸方向分布。

在本实施例中，所述感光层13包括胶粘剂、光聚合单体、光引发剂、增塑剂。其中，所述胶粘剂用于使所述感光层13具有一定的化学、物理及机械性能，所述胶粘剂的材料包括酯化或酰胺化的聚苯丁树脂，所述胶粘剂不含感光基团，属于光惰性物质，它与组分的混溶性、成膜性、显影性和去膜性良好。所述光聚合单体是所述感光层13的主要成分，在所述光引发剂的存在下，经紫外光等活性能量射线照射而发生聚合固化，所得的固化物不溶于显影液，而未感光部分经显影液显影后除掉，从而可以形成所述图形化感光层131，所述光聚合单体主要包括多官能团不饱和酯类，如三乙二醇双丙烯酸酯、季戊四醇三烯酸酯等。所述光引发剂是在紫外光的照射下分解成游离基，引发聚合和交联反应的物质，所述光引发剂包括安息香醚衍生物、硫杂蒽酮衍生物、联苯酰衍生物、二苯甲酮衍生物等。所述增塑剂用于增加所述感光层13的韧性，所述增塑剂主要包括三缩乙二醇二乙酸酯等。

S22:请参见图5及图6，于所述开槽132内进行电镀以形成间隔分布的多条所述电镀线路20，以及移除所述图形化感光层131。所述电镀线路20层的厚度D3小于或等于所述感光层13的厚度D4，即所述第一表面21低于所述感光层13的外表面或与所述感光层13的外表面齐平。

在本实施例中，多条所述电镀线路20与所述开槽132形状匹配，即大致呈蛇形状，所述第二表面22呈弧状，且所述第二表面22远离所述可剥离铜层12凸出。通过设置所述电镀线路20为蛇形状，当沿所述载板10的延伸方向对所述电镀线路20进行拉伸时，所述电镀线路20不易断裂，有利于增加所述透明电路板100的导电稳定性。

在本实施例中，每两条所述电镀线路20之间的最小线距L1不小于0.2～1毫米。

在本实例中，所述电镀线路20的材料为铜单质，所述电镀线路20包括一第一区域24及除所述第一区域24外的一第二区域25，所述第一区域24临近所述第二表面22，所述第二区域25临近所述第一表面21，在步骤S22中的电镀过程中，首先电镀形成的第一表面21及附近区域(即第二区域25)内的铜单质的晶格排列会与第二铜层122相同(即第二铜层122相当于晶种，第二区域25内的铜单质的晶格的产生和生长于所述晶种相同)，而当电镀继续进行，第二区域25上会产生不同于所述第二铜层122的另外的晶格排列，由此形成所述第一区域24。在本发明的其他实施例中，所述电镀线路20的材料可以是镍、银等导电金属，也可以是碳等非金属导电材料。

S3:请参见图7，于所述电镀线路20中开设多个线路孔27，并获得一第一中间体30，所述线路孔27贯穿所述第一表面21及所述第二表面22，且所述线路孔27的孔径R1小于所述电镀线路20的线宽W1，以使每一所述电镀线路20整体电性导通。通过在所述电镀线路20上开设多个所述线路孔27，有利于提高所述电镀线路20整体的抗形变能力，同时该线路孔27可提高后续透明电路板100的透光性能。

在本实施例中，所述线路孔27向下延伸并贯穿所述第二铜层122，所述线路孔27的孔径R1为0.5～1微米，所述电镀线路20的线宽W1为2～15微米，在所述电镀线路20线距L1(0.2～1毫米)较大的前提下，较小的线宽W1也有利于提高后续透明电路板100的透明度。

S4:请参见图8，至少于所述电镀线路20的第二表面22、侧面23及所述线路孔27的内表面设置一第一黑化层40(即，黑化)。

在本实施例中，步骤S4中，所述黑化包括步骤：

S40:提供一氧化剂，所述氧化剂包括硝酸溶液、硫化钾溶液、多硫化钾溶液、硫代硫酸钾溶液中的至少一种。

S41:将所述氧化剂喷涂在所述第一中间体30表面，所述氧化剂直接将所述第一中间体30的外表面(包括所述可剥离铜层12除所述电镀线路20之外的外表面，所述电镀线路20的第二表面22、所述侧面23及所述线路孔27的内表面)的金属单质直接氧化为黑色的金属氧化物。

S42:清洗所述第一中间体30表面多余的所述氧化剂、干燥以获得所述第一黑化层40，所述第一黑化层40覆盖所述电镀线路20及所述第二铜层122。

S5:请参见图9，于所述第一黑化层40上压合一第一透明覆盖层50，所述第一透明覆盖层50包括一第一透明介质层51及填充于所述第一透明介质层51及所述第一黑化层40之间的一第一透明胶层52。

在本实施例中，所述第一透明胶层52包括一第一主体部521及自所述第一主体部521朝向所述可剥离铜层12延伸形成的一第一凸起部522，所述第一凸起部522填充部分所述线路孔27，所述第一主体部521填充于所述第一透明介质层51及所述第一黑化层40之间的除所述线路孔27以外的间隙。

在本实施例中，步骤S5中，所述第一透明介质层51的材料包括聚酰亚胺(polyimide，PI)、液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate，PEN)中的一种。

所述第一透明胶层52的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者聚乙烯对苯二酸酯(PET)中的一种，所述第一透明胶层52为具有伸缩性能的透明胶。

S6:请参见图10，移除所述可剥离铜层12以获得第二中间体60，所述第二中间体60包括多条所述电镀线路20及所述第一透明胶层52，所述电镀线路20埋入所述第一透明胶层52内，且所述电镀线路20的所述第一表面21露出于所述第一透明胶层52。

在本实施例中，请参见图10，步骤S6中，移除所述可剥离铜层12包括步骤：剥离所述可剥离铜层12的所述第一铜层121及所述第二铜层122，使得所述第二铜层122附着在所述第一透明胶层52远离所述第一透明介质层51的一侧。因剥离所述第一铜层121与所述基材层11所需的最小力大于剥离所述第二铜层122与所述第一铜层121所述的最小力，所以所述第一铜层121易于与所述第二铜层122分离。

S7:请参见图11及图12，蚀刻所述电镀线路20的所述第一表面21及附近区域以获得导电线路26，以及于所述导电线路26被蚀刻的区域设置一第二黑化层41，所述第二黑化层41与所述第一黑化层40相接以包覆所述导电线路26。

在本实施例中，请参见图11，步骤S7中，蚀刻所述电镀线路20包括步骤：蚀刻去除所述第二铜层122及与所述第二铜层122相接触的部分所述第一黑化层40，以及蚀刻所述电镀线路20的所述第二区域25，获得导电线路26，所述导电线路26被蚀刻的一侧形成多个微观结构(图未示)，所述微观结构用于增强后续导电线路26与第二黑化层41的结合强度。

在本实施例中，步骤S7中，设置所述第二黑化层41为根据步骤S40-S42于所述导电线路26被蚀刻的区域设置所述第二黑化层41。

S8:请参见图13及图14，压合一第二透明覆盖层70，所述第二透明覆盖层70包括一第二透明介质层71及设置于所述第二透明介质层71及所述第一透明覆盖层50之间的一第二透明胶层72，以及，开设多个线距孔80以获得所述透明电路板100。

在本实施例中，所述第二透明胶层72包括一第二主体部721及自所述第二主体部721朝向所述导电线路26延伸形成的一第二凸起部722，所述第二凸起部722填充部分所述线路孔27，所述第一凸起部522及所述第二凸起部722填满所述线路孔27，所述第二主体部721填充于所述第二透明介质层71及所述第一透明胶层52之间的除所述线路孔27以外的间隙。通过将第一凸起部522及所述第二凸起部722填入所述线路孔27内可以增加所述导电线路26与所述第一透明胶层52及所述第二透明胶层72的接触面积，进而提高所述电镀线路20与第一透明胶层52及所述第二透明胶层72之间的结合强度。

在本实施例中，所述第二透明介质层71的材料包括聚酰亚胺(polyimide，PI)、液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)中的一种。

在本实施例中，所述第二透明胶层72的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者聚乙烯对苯二酸酯(PET)中的一种，所述第一透明胶层52具有伸缩性能的透明胶。

在本实施例中，所述线距孔80等距间隔设置于每相邻两个所述导电线路26之间的区域，所述线距孔80的孔径R2为100～200微米。

请参见图14及图15，本发明提供一种透明电路板100，所述透明电路板100包括一导电线路26、分别设置于所述导电线路26两侧的第一透明介质层51及第二透明介质层71、填充于第一透明介质层51及所述导电线路26之间的第一透明胶层52、填充于所述第二透明介质层71于所述导电线路26之间的第二透明胶层72，所述第一透明胶层52及所述第二透明胶层72还填充于所述线路孔27中，所述透明电路板100还包括贯穿设置的线距孔80，所述线距孔80设置于每相邻两条所述导电线路26之间。

在本实施例中，所述透明电路板100还包括第一黑化层40及与所述第一黑化层40相接的第二黑化层41，所述第一黑化层40及所述第二黑化层设置于所述导电线路26的外表面及所述线路孔27的内表面。

与现有技术相比，本发明提供的透明电路板及其制作方法具有以下优点：

(一)线路孔与线距孔的设置有利于提升导电线路与透明电路板整体的抗拉伸性能，同时提高所述透明电路板整体的透光性。

(二)黑化层可以提高透明电路板整体的视觉透光性，同时增加导电线路与透明胶层之间的结合强度。

(三)通过在载板上电镀并压合的方法可以同时制作两个透明电路板，效率高，而且压合工艺容易控制透明电路板整体的厚度。

(四)透明电路板的主要成分为铜和基材，无重金属存在，用后可回收，环境友好。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种透明电路板的制造方法，其特征在于，包括步骤：

提供一载板，所述载板包括一基材层及设置于所述基材层两侧的可剥离铜层；

于所述可剥离铜层上电镀以形成多条电镀线路，所述电镀线路呈蛇形状，所述电镀线路包括连接于所述可剥离铜层的一第一表面、远离所述第一表面的一第二表面及连接所述第一表面及所述第二表面的两个侧面；

于每一所述电镀线路中开设多个线路孔，所述线路孔贯穿所述第一表面及所述第二表面；

于所述电镀线路上压合一第一透明覆盖层，以及移除所述可剥离铜层以使得所述第一表面暴露于所述第一透明覆盖层；

蚀刻所述第一表面及第一表面附近的区域以获得导电线路，并于所述导电线路露出于所述第一透明覆盖层的一侧压合一第二透明覆盖层；以及

开设多个线距孔，所述线距孔贯穿每相邻两条所述导电线路之间的所述第一透明覆盖层及所述第二透明覆盖层，获得所述透明电路板。

2.如权利要求1所述的透明电路板的制造方法，其特征在于，步骤“于所述可剥离铜层上电镀以形成多条电镀线路”具体包括:

于所述可剥离铜层上设置一图形化感光层，所述图形化感光层包括多个间隔分布的开槽，所述可剥离铜层于所述开槽中露出；

于所述开槽内进行电镀以形成所述电镀线路；以及

移除所述图形化感光层。

3.如权利要求2所述的透明电路板的制造方法，其特征在于，所述可剥离铜层包括一第一铜层及一第二铜层，所述第一铜层置于所述基材层上，所述第二铜层设置于所述第一铜层上，所述基材层与所述第一铜层之间的结合强度大于所述第一铜层与所述第二铜层之间的结合强度。

4.如权利要求3所述的透明电路板的制造方法，其特征在于，所述电镀线路的材质包括金属单质，所述电镀线路包括一第一区域及除所述第一区域外的一第二区域，所述第一区域临近所述第二表面，所述第二区域临近所述第一表面，所述第一区域内的所述金属单质的晶格排列与所述第二铜层的晶格排列相同，所述第二区域内的所述金属单质的晶格排列不同于所述第一区域内的所述金属单质的晶格排列。

5.如权利要求4所述的透明电路板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

移除所述第一铜层以使得所述第二铜层附着于所述第一透明覆盖层上；以及

蚀刻所述第二铜层和所述第一区域以获得所述导电线路，所述第二区域连接所述第一区域的表面形成有多个微观结构。

6.如权利要求5所述的透明电路板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

至少于每一所述电镀线路的所述第二表面、所述侧面及所述线路孔的内表面形成一第一黑化层，其中，所述第一透明覆盖层形成于所述第一黑化层上；以及

于所述导电线路上形成一第二黑化层，所述第一黑化层及所述第二黑化层相接以包覆所述导电线路，其中，所述第二透明覆盖层形成于所述第二黑化层上。

7.如权利要求1所述的透明电路板的制造方法，其特征在于，所述第一透明覆盖层包括一第一透明胶层及设置于所述第一透明胶层上的一第一透明介质层，所述第二透明覆盖层包括一第二透明胶层及设置于所述第二透明胶层上的一第二透明介质层，所述导电线路内嵌于所述第一透明胶层及所述第二透明胶层中，且所述第一透明胶层及所述第二透明胶层填充所述线路孔，所述第一透明介质层设置于所述第一透明胶层远离所述导电线路的一侧，所述第二透明介质层设置于所述第二透明胶层远离所述导电线路的一侧。

8.一种透明电路板，其特征在于，包括一导电线路、设置于所述导电线路两侧的透明介质层、填充于所述透明介质层及所述导电线路之间的透明胶层，所述导电线路包括贯穿设置的多个线路孔，所述透明胶层填充于所述线路孔中，所述透明电路板还包括贯穿设置的线距孔，所述线距孔设置于每相邻两条所述导电线路之间。

9.如权利要求8所述的透明电路板，其特征在于，所述透明电路板还包括黑化层，所述黑化层设置于所述导电线路的外表面及所述线路孔的内表面。

10.如权利要求8所述的透明电路板，其特征在于，所述线路孔的孔径为0.5～1微米，所述导电线路的线宽为2～15微米。

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