TW201729654A - 導電線路的製備方法 - Google Patents

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Abstract

一種導電線路的製備方法係先在一個絕緣基材形成多個線路圖案，得到一圖案化基板，並在該圖案化基板上形成一層第一金屬層，再以雷射燒蝕該第一金屬層形成多個隔離區，而令該第一金屬層形成具有多個被該些隔離區框圍並對應該些線路圖案的電鍍區，及多個連接電鍍區的橋接區，接著選擇至少一個電鍍區或橋接區作為第一電極，並配合一第二電極提供電能，以電鍍方式於該電鍍區及橋接區上形成一第二金屬層，最後將該些橋接區移除，即可完成該導電線路的製備而得到具有導電線路的基材。

Description

導電線路的製備方法
本發明是有關於一種導電線路的製備方法，特別是指一種在絕緣基材上形成導電線路的製備方法。
一般要在絕緣基材，例如高分子基材，形成導電線路的方法通常是將導電材料直接貼合於高分子基材表面，或是將導電材料與高分子材料經由埋入射出成型而得，然而，以上述方式製作導線線路，不僅會增加成品的厚度而且不易進行導線線路的設計修改。
為了解決上述要在高分子基材形成導電線路製程的問題，美國US7060421號公開案，揭示一種導電線路形成方法，其係包含(a)先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)再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)最後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；另外，美國US2007/0247822號公開案，則揭示另一種導電結構的形成方法，其係(a)先將一氮化鋁(aluminum nitride)分散於一非導電性的高分子材料形成一基材，(b)以雷射燒蝕該基材表面，經由雷射破壞氮化鋁的鍵結，得到由氮化鋁釋放出的活性鋁粒子，而於該被雷射燒蝕後的區域形成一導電結構。
然而，由於導電結構/線路一般是形成在基材的表面，而上述的非導電性金屬化合物或氮化鋁則是分散於整個基材中，因此僅有位在基材表面的非導電性金屬化合物在經過雷射照射、燒蝕會反應而釋出金屬粒子，而用以製得導電結構/線路，其它分散在非表面位置的非導電性金屬化合物則無作用，而一般非導電性的金屬化合物由於成本較高，因此亦會於無形中增加產品的成本，此外，利用電鍍方式形成金屬導電線路的過程也因為該些導電線路通常是分佈在不同區域，因此，若要形成該些金屬導電線路則需要同時在該些待電鍍區域置放多個電極，或是需要利用多次電鍍才得以完成，而此，也使得所需的電鍍設備變得較為繁雜或是需要更多的製程時間方可完成。
因此，本發明的目的，即在提供一種導電線路的製備方法。
於是，本發明導電線路的製備方法包含以下五個步驟。
一圖案化步驟，自一個絕緣本體表面形成多個線路圖案，得到一個圖案化基板。
一第一金屬層形成步驟，將該圖案化基板浸置在一組成份包括活性金屬離子的活性液中，令該活性金屬離子吸附至該圖案化基板上，形成一活化膜，接著利用無電解電鍍方式，於該活化膜上形成一金屬膜，於該圖案化基板上形成一具有活化膜及金屬膜的第一金屬層。
一隔離步驟，以雷射燒蝕方式沿該些線路圖案的邊緣，將形成在該些線路圖案邊緣的金屬膜及活化膜移除，形成多個隔離區，令該第一金屬層形成多個被該些隔離區框圍的電鍍區，及多個連接任意兩相鄰之電鍍區的橋接區。
一第二金屬層形成步驟，選擇至少一個電鍍區或橋接區作為第一電極，並配合與該第一電極相對應之第二電極提供電能，以電鍍方式於該些電鍍區及橋接區上形成一第二金屬層。
一移除步驟，將該些橋接區移除，完成該導電線路的製備。
本發明的功效在於：利用雷射燒蝕方式令第一金屬層形成對應該些線路圖案的電鍍區，及多個將該些電鍍區電連接的橋接區，因為可藉由選用單個電鍍區作為第一電極即可在該些電鍍區及橋接區電鍍形成第二金屬層，不僅製程簡便並可精確的控制該第二金屬層的厚度。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1、圖2，本發明導電線路的製作方法的一較佳實施例包含：一圖案化步驟11、一第一金屬層形成步驟12、一隔離步驟13、一第二金屬層形成步驟14，及一移除步驟15。
首先進行該圖案化步驟11，準備一個絕緣本體21，利用雷射燒蝕、乾式蝕刻、或濕式蝕刻等方式自該絕緣本體21表面向下形成多個預定形成導電線路的線路圖案22，及連接該些線路圖案22的橋接圖案23而得到一圖案化基板2。
該絕緣本體21是由不導電材料所構成，可選自玻璃、高分子材料，及陶瓷等材料，適用於本較佳實施例的高分子材料可選自聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、ABS樹脂(Acrylnitrile-butadiene-styrene，ABS)，或壓克力樹脂(Acrylate resin)，且該高分子材料可配合產品及用途的需求添加不同的添加劑，以改變高分子材料的操作性及機械性的要求，由於該些高分子材料及添加劑的種類選擇非為本發明之重點且為本技術領域者所週知，因此，不再多加贅述。
於本較佳實施例中，該步驟11是將該絕緣本體21預計形成導電線路的位置利用雷射進行燒蝕，令該些經雷射燒蝕後的區域形成多個線路圖案22，而該些線路圖案22會具有多孔性結構，因此可藉以提升後續形成的活化膜31於該些線路圖案22的附著性。
具體的說，該步驟11是以Nd:YAG雷射(波長：1064nm、輸出功率：4~30W、頻率: 5~30K、功率密度:1~7%)，自該絕緣本體21表面將預定形成導電線路的區域進行燒蝕，而得到該些線路圖案22。
接著進行該第一金屬層形成步驟12，在該圖案化基板2表面形成一第一金屬層3。
詳細的說，該步驟12是將該圖案化基板2浸置在一組成份包括活性金屬離子的活性液中，令活性金屬離子吸附至該圖案化基板2而形成一活化膜31，接著再將表面形成有該活化膜31的圖案化基板2浸入一含有金屬離子的化學鍍液中，利用無電解電鍍方式於該活化膜31上形成一金屬膜32，即可得到該第一金屬層3。而因為該些線路圖案22是經過雷射燒蝕而具有多孔性結構，因此，該些活性金屬離子於該些線路圖案22的位置會具有更好的吸附力，而可更有效提升該第一金屬層3與該圖案化基板2的密著性。
較佳地，適用於本較佳實施例的活性金屬離子與金屬離子是分別選自鈀、銠、鋨、銥、鉑、金、鎳、鐵，或此等之一組合，且可為相同或不同。
具體的說，於本實施例中該步驟12是將該圖案化基板2浸入一溫度為50℃且含有鈀金屬離子濃度為5000ppm的活性液中約5分鐘後取出，讓該些鈀金屬離子吸附在該圖案化基板2，於該圖案化基板2表面形成該活化膜31，接著，再將其放入溫度控制在50~65℃，並含有硫酸銅、甲醛及氫氧化鈉的化學鍍液中約2~5分鐘，讓鈀金屬離子將銅離子還原成銅原子沉積吸附在鈀金屬離子周圍，形成一由銅構成的金屬膜32，或是可將該具有活化膜31的圖案化基板2浸入一溫度控制在40~45℃含有硫酸鎳及磷酸鹽的化學鍍液中約2~5分鐘，讓鈀金屬離子將鎳離子還原而沉積形成一由鎳構成的金屬膜32，而得到該第一金屬層3，此外，要說明的是，該金屬膜32也可利用多次的無電解電鍍製程而形成具有多層結構的金屬膜32。
然後進行該隔離步驟13，將形成在對應該些線路圖案22邊緣的活化膜32及金屬膜32移除，形成多個隔離區4，而令該第一金屬層3形成具有多個被該些隔離區4框圍的電鍍區51，及多個連接任意兩相鄰之電鍍區51的橋接區52。
配合參閱圖3，圖3是圖2中沿該a-a剖線的剖視示意圖，該步驟13是以雷射燒蝕方式沿該些線路圖案22的邊緣移除該第一金屬層3直到該絕緣基材1露出，形成多個無該第一金屬層3存在的隔離區4，而令該第一金屬層3形成多個對應該些線路圖案22並被該些隔離區4框圍的電鍍區51，且任意兩個相鄰的電鍍區51之間還會具有一個令該兩個電鍍區51彼此電連接的橋接區52，且該些隔離區4也會框圍該些橋接區52。
具體的說，該步驟13是以Nd:YAG雷射(波長：1064nm、輸出功率：4~30W、頻率: 5~30K、功率密度:1~7%)，沿該些線路圖案22的邊緣移除部分該第一金屬層3，形成該些隔離區4，而令該第一金屬層3形成具有對應該些線路圖案22並被隔離區4框圍的電鍍區51，及令任意兩個電鍍區51彼此電連接的橋接區52。
接著再進行該第二金屬層形成步驟14，以電鍍方式於對應該些電鍍區51的位置形成一第二金屬層6。
配合參閱圖4，圖4是圖2中沿該b-b剖線的剖視示意圖，該步驟14是選擇預定的電鍍區51或是橋接區52作為與外界電連接的第一電極，並配合另一個與該第一電極相對應的第二電極提供電能於該些電鍍區51上形成該第二金屬層6，例如該第二金屬層3可利用電鍍銅或是電鍍鎳製程而得到由銅構成的第二金屬層6。由於電鍍適用之金屬種類選擇及電鍍的製程參數控制為業者所週知，因此，於此不再多加贅述。
要說明的是，前述該些電鍍區51可利用該些橋接區52將所有的電鍍區51同時電連接，或是可視產品需求設計而將該些電鍍區51區分成不同的群組；也就是說，當所有的電鍍區51是利用該些橋接區52同時電連接時，則利用選擇任一個電鍍區51或是橋接區52作為第一電極時即可以單次電鍍製程同時對所有的電鍍區51進行電鍍，不像習知須置放多個電極或是多次電鍍的方式才可同時對多個電鍍區51進行電鍍，因此可有效簡化電鍍設備及製程時間；而當該些電鍍區51是利用橋接區52令該些電鍍區51區分成多個彼此獨立的電連接群組時，則可任意選擇在每一個電連接群組進行不同金屬材料或金屬膜層結構的電鍍，而可有不同的變化。
最後進行該移除步驟15，將該些橋接區52及該些電鍍區51以外殘留的該第一金屬層3移除，即可完成該導電線路的製備方法。
詳細的說，該步驟15為利用雷射方式、化學除去法、物理加工法，或是水刀切除法將該些橋接區52及該些電鍍區51以外殘留的該第一金屬層3材料移除，其中物理加工法可以利用切削方式，化學除去法則可將該含有電鍍區51及橋接區52的圖案化基板2浸入化學藥劑中，由於橋接區52的寬度較細，移除時間較短，所以可透過浸泡時間的控制將該橋接區52移除而不影響該電鍍區51，較佳地，為了避免因藥劑浸泡而影響電鍍區51，因此利用化學除去法移除橋接區52時，可將該第一金屬層3鍍厚，以避免影響導電度。由於前述移除方式為本技術領域業者所週知因此不再多加贅述。
於本實施例中，該步驟15是利用雷射方式，以輸出功率：4~30W、頻率: 5~30K、功率密度:1~7%的雷射，將該些橋接區52及該些電鍍區51以外殘留的該第一金屬層3材料移除至該圖案化基板2露出，即可完成該導電線路的製備方法，得到如圖2所示具有導電線路7的基材8。
要說明的是，該基材8上的導電線路7即是由對應形成於該圖案化基板2的線路圖案22的該第一金屬層3所構成，而由於該些橋接區52是藉由雷射燒蝕方式移除，因此最後得到之該基材8在該圖案化基板2的表面對應該些橋接區52的位置還會具有多個雷射燒蝕後殘留並連接該線路圖案22的橋接圖案23。
值得一提的是，由於作為第一電極對外電連接進行電鍍的位置容易形成針孔(pin hole)，而該些橋接區52在該移除步驟15時會被移除，不會存在最後形成的導電線路7，因此，較佳地，是選擇以該些橋接區52作為該第一電極，如此即可避免以該些電鍍區51作為第一電極時，最後形成的導電線路會產生針孔的問題。
綜上所述，本發明該導電線路的製備方法主要為利用在該具有線路圖案22的圖案化基板2表面形成第一金屬層3，並利用雷射燒蝕方式將對應該些線路圖案22邊緣的該第一金屬層3移除形成多個隔離區4，而令該剩餘的第一金屬層3形成多個對應該些線路圖案22的電鍍區51，及多個將該些電鍍區51電連接的橋接區52，且該些隔離區4會框圍該些電鍍區51及橋接區52，而令該些電鍍區51與位於該些電鍍區51以外的導電材料彼此隔絕，因為該些電鍍區51之間是利用該些橋接區52彼此電連接，因此後續可藉由選用單個電鍍區51作為第一電極即可在該些電鍍區51及橋接區52電鍍形成該第二金屬層6，而得到該具有導電線路7的基材8，不僅可簡化電鍍設備且製程簡便並可精確的控制該第二金屬層6的形成厚度，故確實可達到本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
11‧‧‧圖案化步驟
3‧‧‧第一金屬層
12‧‧‧第一金屬層形成步驟
31‧‧‧活化膜
13‧‧‧隔離步驟
32‧‧‧金屬膜
14‧‧‧第二金屬層形成步驟
4‧‧‧隔離區
15‧‧‧移除步驟
51‧‧‧電鍍區
2‧‧‧圖案化基板
52‧‧‧橋接區
21‧‧‧絕緣本體
6‧‧‧第二金屬層
22‧‧‧線路圖案
7‧‧‧導電線路
23‧‧‧橋接圖案
8‧‧‧基材
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一流程圖，說明本發明導電線路製備方法的一實施例； 圖2是一流程示意圖，輔助說明圖1； 圖3是一剖視示意圖，輔助說明該步驟13；及； 圖4是一剖視示意圖，輔助說明該步驟14。
11‧‧‧圖案化步驟
12‧‧‧第一金屬層形成步驟
13‧‧‧隔離步驟
14‧‧‧第二金屬層形成步驟
15‧‧‧移除步驟

Claims (5)

  1. 一種導電線路的製備方法，包含： 一圖案化步驟，自一個絕緣本體表面形成多個具有多孔結構的線路圖案，得到一圖案化基板; 一第一金屬層形成步驟，將該圖案化基板浸置在一組成份包括活性金屬離子的活性液中，令該活性金屬離子吸附至該圖案化基板，形成一活化膜，接著利用無電解電鍍方式，於該活化膜上形成一層金屬膜，而於該圖案化基板上形成一具有該活化膜及金屬膜的第一金屬層； 一隔離步驟，以雷射燒蝕方式沿該些線路圖案的邊緣，將對應在該些線路圖案邊緣的第一金屬層移除，形成多個隔離區，而令該第一金屬層形成具有多個被該些隔離區框圍並對應該些線路圖案的電鍍區，及多個連接任兩相鄰之電鍍區的橋接區； 一第二金屬層形成步驟，選擇至少一個電鍍區或橋接區作為一第一電極，並配合與該第一電極相對應之第二電極提供電能，以電鍍方式於該些電鍍區及橋接區上形成一第二金屬層；及 一移除步驟，將該些橋接區移除，完成該導電線路的製備。
  2. 如請求項1所述導電線路的製備方法，其中，該圖案化步驟及該隔離步驟均是採用雷射燒蝕方式，且所使用的雷射功率介於4~30W，頻率介於5~30K，且功率密度介於1~7%。
  3. 如請求項1所述導電線路的製備方法，其中，該移除步驟是利用雷射方式、化學除去法、物理加工法，或是水刀切除法將該些橋接區移除。
  4. 如請求項1所述導電線路的製備方法，其中，該第二金屬層形成步驟是選自至少一個橋接區作為該第一電極。
  5. 如請求項1所述導電線路的製備方法，其中，該活性金屬離子是鈀、銠、鋨、銥、鉑、金、鎳、鐵，或此等之一組合。
TW106114910A 2011-11-28 2012-08-30 導電線路的製備方法 TW201729654A (zh)

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