CN207911128U - 电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电路结构，包括：具有至少一抛光表面的无机材料基板；所述无机材料基板的抛光表面上形成有线路图形，所述线路图形通过镭射形成；以及形成在所述线路图形上的金属镀层。本实用新型的电路结构，良率高，线路性能好。

Description

电路结构

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及的是一种电路结构。

背景技术

目前的立体电路制作方法，主流的是激光直接结构(LDS)和普通塑料激光活化后化镀。适用的基板较为局限，通常是塑料基板，不适用于陶瓷、玻璃等无机材料。

工业用玻璃由于硬度高美观也在大量应用于电子终端设备中。同样的，陶瓷也正逐渐应用于电子终端设备中，例如手机外壳。工业用陶瓷以氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化铅、氧化钛、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼等人造化合物为原料，采用传统的或特殊的方法进行粉碎、成形、经高温烧制而成。

为了达到轻量化和提高射频性能，将天线线路做在终端设备的外壳上可以节约空间和零部件。然而，目前的电路制作技术存在一定的局限性。

1.在中国专利局的公开号为CN1518850A的专利申请文件中，公开了一个完整的不导电承载材料上直接制作电路的方法即激光直接结构(LDS)，即使用含有某种金属化合物的不导电承载材料成型产品，然后通过电磁辐射释放金属晶核，再进行金属化。缺点是，1)由于需要添加金属化合物，势必影响不导电承载材料的物理性质，如塑料中添加金属氧化物，会使其抗冲击能力下降；2)陶瓷对杂质的种类和比例比较敏感，LDS用金属化合物添加剂作为杂质，会影响陶瓷材料的晶体结构及颜色，从而影响产品机械性能和外观；3)添加物会增加额外成本。

2.在中国专利局的申请号为CN201180033366.3的专利申请文件中，公开了一种成型电路部件的制造方法，成型步骤包括：成形合成树脂作为基体，基体进行激光粗化及表面改性，再进行离子催化，将离子催化剂还原为金属，再进行化镀形成电路部分。缺点是，此方案针对合成树脂，而陶瓷等无机材料与合成树脂在分子组成，材料成分上有很大差别，无法按照此方案完成无机材料的选择性金属化。

3.在中国专利局的申请号为CN201310333483.2的专利申请文件中，公开了一种电子电路的制造方法，制造步骤包括：准备非金属材料的电路载体，电磁照射，化学表面调整处理，化镀。此方案的缺点是，非金属材料形成的产品表面由于粗糙，在电磁照射后，照射表面与未照射表面性质无法形成大的差异，从而增加化学表面调整处理的难度，容易产生溢镀。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电路结构，良率高，线路性能好。

为解决上述问题，本实用新型提出一种电路结构，包括：具有至少一抛光表面的无机材料基板；所述无机材料基板的抛光表面上形成有线路图形，所述线路图形通过镭射形成；以及形成在所述线路图形上的金属镀层。

根据本实用新型的一个实施例，在所述无机材料基板的抛光表面的非线路图形区域形成有机膜层或疏水膜层；或者，在所述无机材料基板的抛光表面的非线路图形区域形成比无机材料基板更光滑且更致密的无机膜层。

根据本实用新型的一个实施例，在形成有金属镀层的所述无机材料基板的一个或更多个表面上形成高分子膜层或增强板结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述无机材料基板为玻璃材料板，或者陶瓷材料板，或者在金属板体或高分子材料板体表面搪瓷或低温搪瓷形成的基板。

根据本实用新型的一个实施例，所述玻璃材料板包括硫系玻璃、卤化物玻璃、硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃。

根据本实用新型的一个实施例，所述陶瓷材料板的制材为氧化锆、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锡、氧化硅、氧化镁中的一种材料或几种的混合材料。

根据本实用新型的一个实施例，所述陶瓷材料板的制材为纳米陶瓷或陶瓷基复合材料。

根据本实用新型的一个实施例，所述无机材料基板的介电常数在1MHz到10GHz频段下为3.6～100。

根据本实用新型的一个实施例，所述金属镀层为铜层，或者，依次先后镀的铜层和银层，或者，依次先后镀的铜层和镍层，或者，依次先后镀的铜层、镍层和金层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和银层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层、镍层和金层。

根据本实用新型的一个实施例，所述无机材料基板和与至少一金属材料板连接成为一体板件。

采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：

本实用新型采用无机材料作为基板在其上制作线路，通过对无机材料基板进行抛光处理，使其表面粗糙度降低到1微米或1微米以下，抛光后的表面不易沉积或者吸附金属离子，而后续电磁照射执行时，照射后的图形区域会被改性，表面粗糙度大大增加，因此非电磁照射区域与激光照射后的图形区域的粗糙度形成非常大的区别，使得之后的活化及化镀操作窗口更大，因而良率高，无需频繁检测更换药水节约成本，并且，抛光表面非电磁照射区域由于基本不沉积或者吸附金属离子，上镀时只会镀在照射后的图形中，不会出现溢镀的问题，而通过活化，可以针对性地在照射后的图形上形成活化金属层，在其上电镀或化镀金属十分容易附着在照射后的图形表面形成金属镀层，无需在无机材料基板内设置金属化合物或者金属媒介来帮助上镀，减少杂质对产品的晶体结构及外观的影响，尤其适合作为电子设备的外壳，使得外壳上同时布有线路，同时保证线路的射频性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电路结构制作方法的流程示意图；

图2为本实用新型另一实施例的电路结构制作方法的流程示意图；

图3为本实用新型又一实施例的电路结构制作方法的流程示意图；

图4为本实用新型一实施例的无机材料基板的结构示意图；

图5a为本实用新型一实施例的无机材料基板上形成有线路图形的结构示意图；

图5b为本实用新型一实施例的无机材料基板上形成有线路图形的剖面结构示意图；

图6a为本实用新型一实施例的电路结构的结构示意图；

图6b为本实用新型一实施例的电路结构的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1，在一个实施例中，电路结构制作方法包括以下步骤：

S1：提供一无机材料基板；

S2：对所述无机材料基板的至少一表面进行抛光；由于无机材料相对有机材料硬度高，易抛光形成低粗糙度的面，从而提高电磁辐射后表面与抛光面的差异，降低活化难度，减少溢镀。

S3：根据待成型线路形状对所述无机材料基板的抛光表面进行电磁照射，形成照射后的图形；

S4：活化所述无机材料基板的至少包含照射后的图形的抛光表面；

S5：在活化的所述照射后的图形上电镀或化镀金属镀层，形成线路。

下面结合图1、4、5a、5b、6a和6b对本实用新型实施例的电路结构制作方法进行更具体的描述，但不应以此为限。

首先执行步骤S1，参看图1和图4，提供一无机材料基板1，该无机材料基板1具有一定的立体结构，因而气体、液体无机材料显然是不适合制成基板的，换言之本实施例的无机材料基板1通过固态无机材料制成。

接着执行步骤S2，对无机材料基板1的至少一表面进行抛光，例如图4中示出的无机材料基板1，在无机材料基板的上表面进行抛光处理，当然也可以将其他表面也一同抛光处理。抛光处理可以是物理抛光或化学抛光，具体抛光工艺不限，只要能够将配合的无机材料基板表面抛光即可，降低表面粗糙度。抛光表面的表面粗糙度优选可以在1微米或1微米以下，该表面粗糙度下的抛光表面不易沉积或吸附金属离子。

接着执行步骤S3，参看图1、5a和5b，在抛光之后，根据待成型线路形状对无机材料基板1的抛光表面进行电磁照射，形成照射后的图形，照射后的图形可以以线路图形11的形式存在。可以采用现有的电磁照射装置实现电磁照射，照射后的图形根据待成型线路形状而定，视需要而定，具体不限。电磁照射之后抛光表面被破坏，使得电磁照射区域和非电磁照射区域的粗糙度形成非常大的区别，换言之，电磁照射区域的粗糙度相较于抛光表面会大大增加。

接着执行步骤S4，活化无机材料基板1的至少包含照射后的图形的抛光表面，目的是对照射后的图形进行活化。可以将整个无机材料基板进行活化工艺，也可以仅将抛光表面进行活化工艺，当然只要是针对辐射图形进行活化，因而未必需要将整个抛光表面进行活化工艺。活化工艺可以是采用活化剂进行化学活化的工艺，例如采用钯活化剂对无机材料基板1进行钯活化，使得金属钯附着在照射后的图形中，形成一钯金属层，当然也不限于此，只要能够经活化后照射后的图形中形成一层活化金属层即可。虽然活化过程针对的区域比照射后的图形的区域大，但是，由于抛光表面的表面粗糙度大大小于照射后的图形的表面粗糙度，因而基本上只有照射后的图形被活化，只有照射后的图形中形成活化金属层，在抛光表面的非电磁照射区域上基本不沉积或吸附金属离子。

优选的，抛光表面进行电磁照射的能量范围为10W～500W，电磁照射速度范围50mm/秒～6000mm/秒，频率范围为10KHz～100KHz；照射后的图形通过电磁照射一次或一次以上形成。可以使得电磁照射形成的线路图形结构更规则，保证线路更规则平整，提升线路射频性能。

接着执行步骤S5，参看图1、6a和6b，在活化的照射后的图形上电镀或化镀金属镀层2，形成线路，也就是在线路图形上电镀或化镀金属形成金属镀层2。由于活化后的活化金属层只会沉积在照射后的图形中，进而可以以活化金属层为基础，在其上电镀或化镀金属十分容易附着在照射后的图形表面形成金属镀层，上镀非常容易，无需在无机材料基板1内设置金属化合物或者金属媒介来帮助上镀。

优选的，金属镀层2为铜层，或者，依次先后镀的铜层和银层，或者，依次先后镀的铜层和镍层，或者，依次先后镀的铜层、镍层和金层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和银层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层、镍层和金层。金属镀层表面无需进行丝印油墨层来保护镀层，通过铜层、镍层等起到保护作用，结构和工艺均得到简化。

本实用新型采用无机材料作为基板在其上制作线路，通过对无机材料基板1进行抛光处理，使其表面粗糙度降低到1微米或1微米以下，抛光后的表面不易沉积或者吸附金属离子，而后续电磁照射执行时，照射后的图形区域会被改性，表面粗糙度大大增加，因此非电磁照射区域与激光照射后的图形区域的粗糙度形成非常大的区别，使得之后的活化及化镀操作窗口更大，因而良率高，无需频繁检测更换药水节约成本，并且，抛光表面非电磁照射区域由于基本不沉积或者吸附金属离子，上镀时只会镀在照射后的图形中，不会出现溢镀的问题，而通过活化，可以针对性地在照射后的图形上形成活化金属层，在其上电镀或化镀金属十分容易附着在照射后的图形表面形成金属镀层，无需在无机材料基板1内设置金属化合物或者金属媒介来帮助上镀，减少杂质对产品的晶体结构及外观的影响，尤其适合作为电子设备的外壳，使得外壳上同时布有线路，同时保证线路的射频性能。

在另一个实施例中，参看图2，在步骤S5之后还包括步骤S6：对金属镀层2表面进行抛光。金属镀层2表面通过化学抛光或物理抛光来降低表面粗糙度，去除金属毛刺和表面残留金属粉尘，提升射频性能。本实施例的其他内容可以参看前述实施例中的描述，在此不再赘述。

在又一个实施例中，在所述步骤S3之前或者在所述步骤S5之后，还包括步骤S7：在所述无机材料基板1的一个或更多个表面上形成高分子膜层或增强板结构。参看图3，步骤S7可以在前述实施例中的步骤6之后执行，也可以在步骤S5之后执行。在无机材料基板1表面设置高分子膜层或增强板结构，可以增加无机材料基板1的冲击强度，使得其在作为电子设备的壳体或其他时，抗冲击能力更高，机械性能更强。本实施例的其他内容可以参看前述实施例中的描述，在此不再赘述。形成的高分子膜层或增强板结构可以避开照射后的图形区域。高分子膜层如喷涂的保护漆，增强板可以是用胶粘合的高分子材料或者纤维板。

在一个实施例中，在步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S21：通过水洗工艺清洗无机材料基板1，以清除抛光表面的金属离子。避免后期溢镀的发生。抛光后的无机材料基板1的表面粗糙度低，残留在上面的金属离子可以很容易通过水洗清除干净，避免对后续上镀的影响。水洗例如可以是超声波水洗等工艺，具体不限。

在一个实施例中，，在所述步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S22：在所述无机材料基板1的抛光表面形成有机膜层或疏水膜层；或者，在所述无机材料基板的抛光表面形成比无机材料基板1更光滑且更致密的无机膜层。在本实施例中，在接着执行步骤S3中，照射后的图形的所述有机膜层或疏水膜层或无机膜层被去除，而非电磁照射区域的有机膜层或疏水膜层或无机膜层保留。由于在激光电磁照射的过程中，电磁照射区域有机膜层或疏水膜层或无机膜层将会被去除干净，不影响照射后的图形后续对金属离子的吸附，而非电磁照射区域的有机膜层或疏水膜层或无机膜层保留，可以减少或避免金属离子吸附在非电磁照射区域。疏水膜层材料可以用聚氟碳化合物和有机硅树脂。

优选的，无机材料基板1可以为玻璃材料板，或者陶瓷材料板，或者在金属板体或高分子材料板体表面搪瓷或低温搪瓷形成的基板。陶瓷及玻璃产品，由于陶瓷及玻璃产品表面较高分子化合物硬，且适合抛光处理，更适合作为制作有线路的终端外壳。

玻璃材料板的制材可以为非氧化物玻璃或氧化物玻璃。具体的，非氧化物玻璃品种和数量较少，可以包括硫系玻璃、卤化物玻璃。氧化物玻璃可以包括硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃。当然不限于此。

优选的，陶瓷材料板的制材为氧化锆、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锡、氧化硅、氧化镁中的一种材料或几种的混合材料。

优选的，陶瓷材料板的制材为纳米陶瓷或陶瓷基复合材料。材质更细致，更易抛光，更结实，外观一致性更高。陶瓷基复合材料可以是上述陶瓷材料板的制材的几种形成的复合结构，但也不限于此。

优选的，无机材料基板1的介电常数在1MHz到10GHz频段下为3.6～100。

在一个实施例中，无机材料基板1和与至少一金属材料板连接成为一体板件。以无机材料基板1为陶瓷材料为例，金属材料板和陶瓷材料基板可以烧结在一起，也可以使用胶水将金属材料板和陶瓷材料基板粘接在一起，也可以在陶瓷材料基板的四个角落做成金属材料结构(大小不限)，提高耐冲击性能。一体板件更适合作为将天线线路做在其上的终端设备外壳，可以节约空间和零部件。

参看图4、5a、5b、6a和6b，在一个实施例中，电路结构包括：具有至少一抛光表面的无机材料基板；所述无机材料基板的抛光表面上形成有线路图形，所述线路图形通过电磁照射形成；以及形成在所述线路图形上的金属镀层。金属镀层作为电路结构的线路。

该无机材料基板1具有一定的立体结构，因而气体、液体无机材料显然是不适合制成基板的，换言之本实施例的无机材料基板1通过固态无机材料制成。

无机材料基板1的抛光表面可以通过抛光工艺形成。例如图4中示出的无机材料基板1，在无机材料基板1的上表面进行抛光处理，当然也可以将其他表面也一同抛光处理。抛光处理可以是物理抛光或化学抛光，具体抛光工艺不限，只要能够将配合的无机材料基板1表面抛光即可，降低表面粗糙度。抛光表面的表面粗糙度优选可以在1微米或1微米以下，该表面粗糙度下的抛光表面不易沉积或吸附金属离子。

电磁照射工艺为现有工艺，可以采用现有的电磁照射装置实现电磁照射，照射后的图形根据待成型线路形状而定，视需要而定，具体不限。

电磁照射之后抛光表面被破坏，使得电磁照射区域和非电磁照射区域的粗糙度形成非常大的区别，换言之，电磁照射区域的粗糙度相较于抛光表面会大大增加，有利于线路图形11内的金属镀层2的上镀，减少帮助上镀的杂质对产品的晶体结构及外观的影响，尤其适合作为电子设备的外壳，使得外壳上同时布有线路，同时保证线路的射频性能；而在抛光表面的非电磁照射区域上基本不沉积或吸附金属离子，避免溢镀问题，提高良率，无需频繁检测更换药水节约成本。

在所述无机材料基板1的抛光表面的非线路图形区域形成有机膜层或疏水膜层；或者，在所述无机材料基板1的抛光表面的非线路图形区域形成比无机材料基板1更光滑且更致密的无机膜层。由于在激光电磁照射的过程中，电磁照射区域有机膜层或疏水膜层或无机膜层将会被去除干净，不影响照射后的图形后续对金属离子的吸附，而非电磁照射区域的有机膜层或疏水膜层或无机膜层保留，可以减少或避免金属离子吸附在非电磁照射区域。

在一个实施例中，在形成有金属镀层2的所述无机材料基板1的一个或更多个表面上形成高分子膜层或增强板结构(图中未示出)。在无机材料基板1表面设置高分子膜层或增强板结构，可以增加无机材料基板的冲击强度，使得其在作为电子设备的壳体或其他结构时，抗冲击能力更高，机械性能更强。高分子膜层或增强板结构可以形成在有机膜层或疏水膜层或无机膜层和金属镀层之上，也可以形成在抛光表面和金属镀层之上。

优选的，无机材料基板1可以为玻璃材料板，或者陶瓷材料板，或者在金属板体或高分子材料板体表面搪瓷或低温搪瓷形成的基板。陶瓷及玻璃产品，由于陶瓷及玻璃产品表面较高分子化合物硬，且适合抛光处理，更适合作为制作有线路的终端外壳。

玻璃材料板的制材可以为非氧化物玻璃或氧化物玻璃。具体的，非氧化物玻璃品种和数量较少，可以包括硫系玻璃、卤化物玻璃。氧化物玻璃可以包括硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃。当然不限于此。

优选的，陶瓷材料板的制材为氧化锆、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锡、氧化硅、氧化镁中的一种材料或几种的混合材料。

优选的，陶瓷材料板的制材为纳米陶瓷或陶瓷基复合材料。材质更细致，更易抛光，更结实，外观一致性更高。陶瓷基复合材料可以是上述陶瓷材料板的制材的几种形成的复合结构，但也不限于此。

优选的，无机材料基板1的介电常数为3.6～100。

优选的，金属镀层为铜层，或者，依次先后镀的铜层和银层，或者，依次先后镀的铜层和镍层，或者，依次先后镀的铜层、镍层和金层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和银层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层、镍层和金层。金属镀层表面无需进行丝印油墨层来保护镀层，通过铜层、镍层等起到保护作用，结构和工艺均得到简化。

在一个实施例中，无机材料基板1和与至少一金属材料板连接成为一体板件。以无机材料基板为陶瓷材料为例，金属材料板和陶瓷材料基板可以烧结在一起，也可以使用胶水将金属材料板和陶瓷材料基板粘接在一起，也可以在陶瓷材料基板的四个角落做成金属材料结构(大小不限)，提高耐冲击性能。一体板件更适合作为将天线线路做在其上的终端设备外壳，可以节约空间和零部件。

关于本实用新型实施例的电路结构的具体内容可以参看前述电路结构制作方法部分的具体描述内容，电路结构可以通过前述实施例的电路结构制作方法制造而成，在此不再赘述。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种电路结构，其特征在于，包括：具有至少一抛光表面的无机材料基板；所述无机材料基板的抛光表面上形成有线路图形，所述线路图形通过镭射形成；以及形成在所述线路图形上的金属镀层。

2.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于，在所述无机材料基板的抛光表面的非线路图形区域形成有机膜层或疏水膜层；或者，在所述无机材料基板的抛光表面的非线路图形区域形成比无机材料基板更光滑且更致密的无机膜层。

3.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于，在形成有金属镀层的所述无机材料基板的一个或更多个表面上形成高分子膜层或增强板结构。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的电路结构，其特征在于，所述无机材料基板为玻璃材料板，或者陶瓷材料板，或者在金属板体或高分子材料板体表面搪瓷或低温搪瓷形成的基板。

5.如权利要求4所述的电路结构，其特征在于，所述玻璃材料板包括硫系玻璃、卤化物玻璃、硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃。

6.如权利要求4所述的电路结构，其特征在于，所述陶瓷材料板的制材为纳米陶瓷或陶瓷基复合材料。

7.如权利要求1-3中任意一项所述的电路结构，其特征在于，所述无机材料基板的介电常数在1MHz到10GHz频段下为3.6～100。

8.如权利要求1-3中任意一项所述的电路结构，其特征在于，所述金属镀层为铜层，或者，依次先后镀的铜层和银层，或者，依次先后镀的铜层和镍层，或者，依次先后镀的铜层、镍层和金层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和银层，或者，依次先后镀的镍层、铜层和镍层，或者，依次先后镀的镍层、铜层、镍层和金层。

9.如权利要求1-3中任意一项所述的电路结构，其特征在于，所述无机材料基板和与至少一金属材料板连接成为一体板件。