TW201414382A - 含金屬元件以及天線元件之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種含金屬元件之製造方法，包括：提供一基板；形成一不導電油墨層於該基板上，其中該不導電油墨層包括卑金屬粉末與環氧樹脂；以及針對該不導電油墨層施行一置換製程，以於該不導電油墨層之表面上形成一第一金屬層。

Description

含金屬元件以及天線元件之製造方法

本發明係關於含金屬元件與天線元件的製造方法，特別係關於採用置換反應之含金屬元件與天線元件之製造方法。

一般在可攜式電子裝置內部大多會配置天線模組，應用於無線網路訊號的傳輸。以筆記型電腦為例，習知設計會在筆記型電腦內部的適當位置(螢幕端或系統端)設置天線，並於系統端再設置一個無線網路傳輸模組，利用線路(cable線)使得天線與無線網路傳輸模組電性連接，以達到訊號收發處理之功能。

在設置天線與無線網路傳輸模組時，必須考量其位置對應關係以及電子裝置內部空間的使用管理，才能維持良好的訊號傳輸效果，並節省使用空間。為了達到前述目的，現今技術針對舊有的立體天線結構加以改良，使用如雷射雕刻、印刷電路及軟式印刷電路等技術將構想中的天線樣式形成平面天線結構，不但縮減了天線體積，在天線配置上也更加靈活。

然而不論使用上述何種技術製作天線，仍需要使用中多製程設備並消耗了許多製程工時，如此將造成製造成本上的增加。

有鑑於此，本發明提供了一種含金屬元件與天線元件之製造方法，以解決上述習知問題。

依據一實施例，本發明提供了一種含金屬元件之製造方法，包括：提供一基板；形成一不導電油墨層於該基板上，其中該不導電油墨層包括卑金屬粉末與環氧樹脂；以及針對該不導電油墨層施行一置換製程，以於該不導電油墨層之表面上形成一第一金屬層。

依據另一實施例，本發明提供了一種天線元件之製造方法，包括：提供一基板；形成具有一天線圖案之一不導電油墨層於該基板上，其中該油墨層包括卑金屬粉末與環氧樹脂；施行一置換製程，以於該不導電油墨層之表面上形成一第一金屬層；以及施行一增厚製程，以形成一第二金屬層於該第一金屬層之上。

為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附的圖式，作詳細說明如下：

請參照第1-2、3-4與6-7等圖並配合下文以解說依據本發明之一實施例之一種含金屬元件之製造方法，其中第1、3、6等圖為一系列上視圖，而第2、4、7等圖為一系列剖面圖，其分別顯示了沿第1、3、6等圖內之線段2-2、4-4、6-6之製造情形。

請參照第1-2圖，首先提供一基板100，例如為塑膠材質或玻璃材質之一基板。於一實施例中，基板100可包括如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚亞醯胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯腈(PAN)等塑膠材料，或者是包括如一般玻璃、強化玻璃或導電玻璃等玻璃材料。

接著，於基板100之一表面102之一部上形成一油墨層104。在此，油墨層104為經圖案化之不導電油墨層，其可藉由如網印、移印或噴塗等方法所形成，且油墨層104可包括卑金屬(base metal)粉末與環氧樹脂，環氧樹脂例如是由氧氯丙烷(ECH)和雙酚A(BPA)所合成。於一實施例中，油墨層104可包括如鐵、鎳、鋅、或鋁之卑金屬粉末，其中卑金屬粉末約佔了油墨層104之40-70%。

如第1-2圖所示，在此油墨層104係顯示為一線段圖案，但其並不以此圖案而限制本發明之範疇，油墨層104亦可具有其他之圖案。

接著，針對形成於基板100上之油墨層104施行一置換製程(displacement process)106，進而於油墨層104之表面上形成一金屬層108，如第3-4圖所示。於一實施例中，金屬層108可包括如銅、鎳、銀、鈀、鉑或金之材質，且具有不大於2微米之一厚度。

請參照第5圖，以解說如第1-2圖內使用之置換製程106之相關步驟。於置換製程中，首先進行步驟S1，清洗形成於基板100上之油墨層104。於步驟S1中可使用槽浴方式，採用去離子水(DI water)清洗基板100與油墨層104， 藉以去除其表面上之微粒與髒污，以利後續置換反應的進行。

接著進行步驟S2，針對油墨層104進行置換反應，以於油墨層之表面上形成一金屬層。於步驟S2中，可將經過清洗之基板100與油墨層104置入包括有含金屬離子之化學水溶液之一槽體中以進行置換反應。在此，油墨層104內所含之卑金屬離子的氧化性係大於置換反應中所使用之化學水溶液內所含金屬離子之氧化性。如此，於置換反應之後，便於油墨層104之露出表面上形成了包括上述化學水溶液內所含金屬離子之一金屬層108，如第3-4圖所示。於一實施例中，當油墨層104內包括了如為鐵、鎳、鋅、鋁等卑金屬(base metal)粉末時，則可採用如硫酸銅或硝酸銅等含金屬離子之化學水溶液而與之進行置換反應。於一實施例中，當採用硫酸銅水溶液進行上述置換反應時，其反應機制則依照下述方程式(1)進行：[CuSO₄]_aq+[M_solid] → [Cu_solid]+[MSO₄]_aq (1)

其中，CuSO_4aq為硫酸銅水溶液，M_solid為油墨層104內之卑金屬粉末，而Cu_solid為形成於油墨層104上之金屬層108內之銅金屬，而MSO_4aq則為於置換反應後所形成之含油墨層內金屬粉末之硫酸水溶液。

接著進行步驟S3，清洗基板100及形成於油墨層104上之金屬層108。於步驟S3中可使用去離子水並搭配槽浴方式清洗基板100與金屬層108，藉以去除殘留於其上之 化學水溶液之殘留物，以利後續製程的進行。

請參照第6-7圖，接著施行一增厚製程110，例如為一電鍍製程或一化學鍍製程，以形成另一金屬層112於金屬層108之露出表面上。於一實施例中，金屬層112可包括如銅、鎳、銀、鈀、鉑、金之材料，且具有介於約2-40微米之厚度。一般來說，金屬層112可包括與金屬層108相同之材料。於其他實施例中，金屬層112之厚度並不以上述厚度範圍為限，可視實際應用情形而增加或減少。於形成金屬層112之後，接著施行一烘烤製程(未顯示)，以增加金屬層108與油墨層104之間的附著情形，並進而完成了一含金屬元件114之製作。

如第6-7圖，顯示了依據本發明一實施例之一種含金屬元件114之結構，其包括了依序且順應地包覆於油墨層104所有表面上之金屬層108與112。含金屬元件114可應用於如天線、感測器或被動元件等多種電子元件中，且由於其相關製作相較於習知之雷射雕刻、印刷電路以及軟版印刷電路等製程簡易許多，因此可改善與節省如手機、筆電等可攜式電子裝置之製作成本與時間。

請參照第8-9圖，顯示了依據本發明之一實施例之一種天線元件200之結構，其中第8圖為一上視圖，而第9圖則顯示了沿第8圖內線段9-9之一剖面情形。

如第8-9圖所示，天線元件200係形成於一基板202之一表面204之上。基板202之材料則相同於前述實施例中之基板100。天線元件200之圖案主要係由其內部之一油墨層206(請參照第9圖)所定義而成，而此天線元件200 另外包括有依序順應地覆蓋於油墨層206之露出表面上之兩個金屬層208與210。如此，油墨層206與金屬層208與210便形成了此天線元件200。於本實施例中，油墨層206與金屬層208、210的製作則採用相同於如第1-7圖內所示實施例中之關於油墨層104以及金屬層108與112之製造方法所形成，在此不再次贅述其製作情形。

於本實施例中，油墨層206與金屬層208、210與上述實施例中之油墨層104以及金屬層108與112之相異處僅在於本實施例中之油墨層206為具有不同於如第1-4、6-7圖內所示之線段圖案之一天線圖案，而此天線圖案並不以第8-9圖所示情形為限，而可能為其他之天線圖案。如此，採用如第1-7圖所示之相關製造方法亦可製造形成如本案第8-9圖所示之天線元件200，而本案第8-9圖所示之天線元件200的亦具有相同於如第6-7圖所示之含金屬元件之製造方法所具有之相同優點。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、202‧‧‧基板

102、204‧‧‧表面

104、206‧‧‧油墨層

106‧‧‧置換製程

108、112、208、210‧‧‧金屬層

110‧‧‧增厚製程

114‧‧‧含金屬元件

S1、S2、S3‧‧‧步驟

200‧‧‧天線元件

第1-4、6-7圖顯示了依據本發明之一實施例之一種含金屬元件之製造方法；第3圖為一流程圖，顯示了依據本發明之一實施例之一種置換製程；第8圖為一上視圖，顯示了依據本發明之一實施例之一種天線元件；以及第9圖為一剖面圖，顯示了沿第8圖內線段9-9之情形。

100‧‧‧基板

102‧‧‧表面

104‧‧‧油墨層

108‧‧‧金屬層

Claims (14)

1. 一種含金屬元件之製造方法，包括：提供一基板；形成一不導電油墨層於該基板上，其中該不導電油墨層包括卑金屬粉末與環氧樹脂；以及針對該不導電油墨層施行一置換製程，以於該不導電油墨層之表面上形成一第一金屬層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之含金屬元件之製造方法，更包括施行一增厚製程，以形成一第二金屬層於該第一金屬層之上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之含金屬元件之製造方法，其中該第一金屬層具有不超過2微米之一厚度。
4. 如申請專利範圍第2項所述之含金屬元件之製造方法，其中該第二金屬層具有介於2-40微米之一厚度。
5. 如申請專利範圍第2項所述之含金屬元件之製造方法，其中該第一金屬層包括銅、鎳、銀、鈀、鉑或金，而該第二金屬層包括銅、鎳、銀、鈀、鉑或金。
6. 如申請專利範圍第1項所述之含金屬元件之製造方法，其中該置換製程包括：清洗該基板與不導電油墨層；將經過清洗之該基板與該不導電油墨層置入包括有含金屬離子之化學水溶液之一槽體中以進行一置換反應；於該置換反應後，於該不導電油墨層之表面上形成該第一金屬層；以及清洗該基板與該第一金屬層，藉以去除殘留於其上之 該化學水溶液之殘留物。
7. 如申請專利範圍第2項所述之含金屬元件之製造方法，於形成該第二金屬層之後，更包括施行一烘烤製程以增加第一金屬層與不導電油墨層之間的附著情形。
8. 一種天線元件之製造方法，包括：提供一基板；形成具有一天線圖案之一不導電油墨層於該基板上，其中該油墨層包括卑金屬粉末與環氧樹脂；施行一置換製程，以於該不導電油墨層之表面上形成一第一金屬層；以及施行一增厚製程，以形成一第二金屬層於該第一金屬層之上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之天線元件之製造方法，其中該第一金屬層具有不超過2微米之一厚度。
10. 如申請專利範圍第8項所述之天線元件之製造方法，其中該第二金屬層具有介於2-40微米之一厚度。
11. 如申請專利範圍第8項所述之天線元件之製造方法，其中該第一金屬層包括銅、鎳、銀、鈀、鉑或金，而該第二金屬層包括銅、鎳、銀、鈀、鉑或金。
12. 如申請專利範圍第8項所述之天線元件之製造方法，其中該增厚製程包括一電鍍製程或一化學鍍製程。
13. 如申請專利範圍第8項所述之天線元件之製造方法，其中該置換製程包括：清洗該基板與不導電油墨層；將經過清洗之該基板與該不導電油墨層置入包括有含 金屬離子之化學水溶液之一槽體中以進行一置換反應；於該置換反應後，於該不導電油墨層之表面上形成該第一金屬層；以及清洗該基板與該第一金屬層，藉以去除殘留於其上之該化學水溶液之殘留物。
14. 如申請專利範圍第8項所述之含金屬元件之製造方法，於形成該第二金屬層之後，更包括施行一烘烤製程以增加第一金屬層與不導電油墨層之間的附著情形。