TW201400643A - 圖案導電線路的結構及形成方法 - Google Patents

Abstract

一種圖案導電線路的結構及形成方法，主要係將雲母(鋁矽酸鹽)微粒與高分子塑膠粒混合，經射出或壓出方式成型為一絕緣基材，再利用雷射破壞該絕緣基材表面之雲母鍵結，以形成一導電線路圖案，該導電線路圖案至少經一「粗化」及一「濕潤」步驟，使該絕緣基材能快速提昇含水量，並展現親水性，最後，利用化學鍍膜方式於該絕緣基材之導電線路圖案上至少形成一銅金屬層，並可依需要再於該銅金屬層上依序形成一鈀金屬層、一鎳金屬層及一金金屬層，藉以增加整體之抗氧化特性及導電性。

Description

圖案導電線路的結構及形成方法

本發明是有關一種圖案導電線路的結構及形成方法，尤指一種具經濟效益且有效率地將導電的圖案線路成型於一絕緣載體上的結構及加工方法。

傳統在絕緣基材(如：高分子基材)上形成導電線路的方法，較簡單的是將導電材料直接貼合於高分子基材表面，此種方式加工之導電材料容易有剝落脫離高分子基材表面之缺失；另有將高分子材料射出包覆導電材料，並使該導電材料局部對外露出而成型；然而，利用以上述方式於高分子基材上製作導線線路，其不僅會增加成品(高分子基材)的厚度，且不易進行導線線路的設計修改。

為此，乃有美國US7060421號公開案，其揭示一種導電線路形成方法，主要包含(a)將一具有尖晶石結構(spinel-based)的非導電性金屬氧化物與非導電性的材料混合得到一基材；(b)以電磁波照射該基材破壞該非導電性金屬氧化物的鍵結，而得到由非導電性金屬氧化物釋放出的金屬；(c)再於該被電磁波照射後的區域以化學鍍膜方式形成一層金屬膜後，以製得該導電線路。

由於上述加工方法需要的技術層次較高，且操作上較為困難，因此目前在市面上並未見其被廣泛應用。

另有美國US6319564號專利案，其揭示了一種非導電基材上的電路結構及其製造方法，主要係由含重金屬的基材，以及設置於該基材上之金屬化層所構成，於該基材內含有重金屬晶核，該重金屬晶核係通過受激準分子雷射器所發射的紫外線破壞一種非導電性有機重金屬絡合物所生成，該重金屬絡合物塗佈於基材表面的微孔內，並圍繞電路結構的範圍內，並構成電路表面。

然而，由於上述基材內部含有重金屬成份，因此於應用上具有下列缺失：

1.該重金屬成份會影響整體基材之衝擊強度及延伸破裂強度。

2.一般含有重金屬成份的基材原料(塑膠粒)不但本身成本高昂，且其無法適用於一般原料(塑膠粒)之應用場合，容易造成大量資金積壓，較不符合經濟效益。

3.該含有重金屬成份的基材於雷射加工的過程中會使重金屬晶核噴濺至預設區域之外，增加量產的困難度及不良率。

有鑑於習見於基材上形成導電線路之加工方式及結構有上述缺點，發明人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本發明產生。

本發明之主要目的在於提供一種圖案導電線路的形成方法，其可有效簡化在絕緣載體上形成具導電性圖案線路之加工程序，以降低生產成本、提昇加工效率。

本發明之另一目的在於提供一種圖案導電線路的結構，其於絕緣載體中不易產生有機觸媒干擾，亦不會降低該絕緣載體成型後之結 構強度。

本發明之又一目的在於提供一種圖案導電線路的形成方法，其可利用市場上廣泛應用的雷射加工機進行加工，能有效降低設備投資成本，且於雷射加工過程中亦不會噴濺有機觸媒而造成化鍍製程之良率降低。

為達成上述目的及功效，本發明所採行的技術手段包括：一種圖案導電線路的形成方法，具有一「混料成型」步驟，係將碎裂的雲母(鋁矽酸鹽)微粒與高分子塑膠粒混合，以得到一絕緣基材；一「雷射雕刻」步驟，係利用雷射加工於該絕緣基材表面，以破壞該雲母之鍵結，進而形成導電線路圖案；一「前處理」程序，至少係依序由一「粗化」步驟及一「濕潤」步驟所組成，該「粗化」步驟係使該絕緣基材能快速提昇含水量，以達到表面活化之效果，該「濕潤」步驟係利用濕潤劑使該絕緣基材表面展現較佳親水性；一「化學鍍膜」程序，至少具有一「化學鍍銅」步驟，係於該絕緣基材之導電線路圖案上產生一層銅離子，且該銅離子能沉積於各碎裂雲母微粒之間的間隙中形成一銅金屬層，以使該導電線路具有較佳之導電性。

依上述方法，其中該「化學鍍膜」程序於「化學鍍銅」步驟之後，另依序包括：一「鈀活化」步驟、一「化學鍍鎳」步驟、一「化學鍍金」步驟，該「鈀活化」步驟係以鈀離子析附於銅金屬表面，形成一能增加該銅金屬層與其它金屬結合活性之鈀金屬層，該「化學鍍鎳」步驟係使鎳離子還原於鈀金屬層表面，以形成一能增加表面抗氧化特性之鎳金屬層，該「化學鍍金」步驟係於鎳金屬表面產生一金金屬層，以增加整體 之導電性。

依上述方法，其中該「粗化」步驟係為一非鉻系粗化處理。

依上述方法，其中該「前處理」程序於「粗化」步驟之前另設有一「脫脂」步驟，係以介面活性劑對該絕緣基材表面進行脫膜劑除油反應，以提昇金屬對絕緣基材表面之附著力。

依上述方法，其中該「混料成型」步驟於雲母微粒與高分子塑膠粒混合後，另經由一抽料過程後，再經一選自射出、壓出等其中之一方式成型為絕緣基材。

本發明所採行的技術手段另包括：一種圖案導電線路的結構，其至少包括：一絕緣基材，至少係由雲母微粒與高分子塑膠粒充份混合成型而成；一導電線路圖案，係形成於該絕緣基材表面局部預設位置；一銅金屬層，係形成於該絕緣基材上導電線路圖案部位，使該導電線路具有導電性。

依上述結構，其中於該銅金屬層表面上另設有一鈀金屬層，該鈀金屬層係能增加該銅金屬層與其它金屬結合之活性。

依上述結構，其中於該鈀金屬層表面上另設有一鎳金屬層，該鎳金屬層能增加表面的抗氧化特性

依上述結構，其中於該鎳金屬層表面上另設有一金金屬層，該金金屬層能增加整體之導電性。

為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的暸解，茲依下列附圖說明如下：

1‧‧‧絕緣基材

2‧‧‧導電線路圖案

3‧‧‧銅金屬層

4‧‧‧鈀金屬層

5‧‧‧鎳金屬層

6‧‧‧金金屬層

A‧‧‧前處理

B‧‧‧化學鍍膜

S11‧‧‧混料成型

S12‧‧‧雷射雕刻

S13‧‧‧脫脂

S14‧‧‧粗化

S15‧‧‧濕潤

S16‧‧‧化學鍍銅

S17‧‧‧鈀活化

S18‧‧‧化學鍍鎳

S19‧‧‧化學鍍金

第1圖係本發明之完整方法流程圖。

第2圖係本發明之結構剖面圖。

請參第1圖所示，可知本發明之方法主要包括：「混料成型」S11步驟、「雷射雕刻」S12步驟、「前處理」A程序及「化學鍍膜」B程序；其中該「前處理」A程序，依序由一「脫脂」S13步驟、一「粗化」S14步驟及一「濕潤」S15步驟所組成，而該「化學鍍膜」B程序則依序由一「化學鍍銅」S16步驟、一「鈀活化」S17步驟、一「化學鍍鎳」S18步驟及一「化學鍍金」S19步驟組成。

以下僅參照第2圖，同時對上述各步驟及其產生之結構作一說明；首先，該「混料成型」S11步驟係將細微之雲母(鋁矽酸鹽)微粒與高分子塑膠粒混合，經過一抽料加工後，再經由射出或壓出方式成型為一絕緣基材1；該「雷射雕刻」S12步驟係利用雷射加工破壞該絕緣基材1表面之雲母的鍵結，以形成一所需的導電線路圖案2；該「前處理」A程序係使該絕緣基材1能快速提昇含水量並展現親水性，其中該「脫脂」S13步驟係利用介面活性劑於25~60℃環境下對該絕緣基材1表面進行1~10分鐘的脫膜劑除油反應，以提昇各種金屬對絕緣基材1表面之附著力，該「粗化」S14步驟係於25~50℃環境下，利用非鉻系粗化處理加工1~10分鐘，使絕緣基材1能快速提昇含水量，以達到表面活化之效果，該「濕潤」S15步驟係可利用濕潤劑於25~50℃環境下，作用1~5分鐘，使該絕緣基材1表面展現較佳之親水(不排水)性；該「化學鍍膜」B程序係於該絕緣基材1之導電線路圖案2上產生多層金屬，以使該導電線路具 有較佳之導電性，其中該「化學鍍銅」S16步驟係使銅離子能沉積於絕緣基材1之導電線路圖案2上各碎裂雲母微粒之間的間隙中，以形成一具導電性之銅金屬層3，該「鈀活化」S17步驟係以鈀離子析附於銅金屬層3表面，以形成能增加該銅金屬層3與其它金屬結合活性之鈀金屬層4，該「化學鍍鎳」S18步驟係使鎳離子還原於鈀金屬層4表面，以形成一可增加表面抗氧化特性之鎳金屬層5，該「化學鍍金」S19步驟係由金離子於鎳金屬層5表面形成一具極佳導電性之金金屬層6。

綜合以上所述，本發明圖案導電線路的結構及形成方法確可達成使整體製程更簡化且可靠、降低設備投資成本、提昇經濟效益且確保產品結構強度之功效，實為一具新穎性及進步性之發明，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡依本發明之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入本發明之專利申請範圍內。

A‧‧‧前處理

B‧‧‧化學鍍膜

S11‧‧‧混料成型

S12‧‧‧雷射雕刻

S13‧‧‧脫脂

S14‧‧‧粗化

S15‧‧‧濕潤

S16‧‧‧化學鍍銅

S17‧‧‧鈀活化

S18‧‧‧化學鍍鎳

S19‧‧‧化學鍍金

Claims (9)

1. 一種圖案導電線路的形成方法，其至少包括：一「混料成型」步驟，係將碎裂的雲母微粒與高分子塑膠粒混合，以得到一絕緣基材；一「雷射雕刻」步驟，係利用雷射加工於該絕緣基材表面，以破壞該雲母之鍵結，進而形成導電線路圖案；一「前處理」程序，至少係依序由一「粗化」步驟及一「濕潤」步驟所組成，該「粗化」步驟係使該絕緣基材能快速提昇含水量，以達到表面活化之效果，該「濕潤」步驟係利用濕潤劑使該絕緣基材表面展現較佳親水性；一「化學鍍膜」程序，至少具有一「化學鍍銅」步驟，係於該絕緣基材之導電線路圖案上產生一層銅離子，且該銅離子能沉積於各碎裂雲母微粒之間的間隙中形成一銅金屬層，以使該導電線路具有較佳之導電性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案導電線路的形成方法，其中該「化學鍍膜」程序於「化學鍍銅」步驟之後，另依序包括：一「鈀活化」步驟、一「化學鍍鎳」步驟、一「化學鍍金」步驟，該「鈀活化」步驟係以鈀離子析附於銅金屬表面，形成一能增加該銅金屬層與其它金屬結合活性之鈀金屬層，該「化學鍍鎳」步驟係使鎳離子還原於鈀金屬層表面，以形成一能增加表面抗氧化特性之鎳金屬層，該「化學鍍金」步驟係於鎳金屬層表面產生一金金屬層，以增加整體之導電性。
3. 如申請專利範圍第1項所述之圖案導電線路的形成方法，其中該「粗化」步驟係為一非鉻系粗化處理。
4. 如申請專利範圍第1項所述之圖案導電線路的形成方法，其中該「前處理」程序於「粗化」步驟之前另設有一「脫脂」步驟，係以介面活性劑對該絕緣基材表面進行脫膜劑除油反應，以提昇金屬對絕緣基材表面之附著力。
5. 如申請專利範圍第1項所述之圖案導電線路的形成方法，其中該「混料成型」步驟於雲母微粒與高分子塑膠粒混合後，另經由一抽料過程後，再經一選自射出、壓出等其中之一方式成型為絕緣基材。
6. 一種圖案導電線路的結構，其至少包括：一絕緣基材，至少係由雲母微粒與高分子塑膠粒充份混合成型而成；一導電線路圖案，係形成於該絕緣基材表面局部預設位置；一銅金屬層，係形成於該絕緣基材上導電線路圖案部位，使該導電線路具有導電性。
7. 如申請專利範圍第6項所述之圖案導電線路的結構，其中於該銅金屬層表面上另設有一鈀金屬層，該鈀金屬層係能增加該銅金屬層與其它金屬結合之活性。
8. 如申請專利範圍第7項所述之圖案導電線路的結構，其中於該鈀金屬層表面上另設有一鎳金屬層，該鎳金屬層能增加表面的抗氧化特性。
9. 如申請專利範圍第8項所述之圖案導電線路的結構，其中於該鎳金屬層表面上另設有一金金屬層，該金金屬層能增加整體之導電性。