TWI434632B - 將一導電層的一定面積部分地撕開的方法 - Google Patents

將一導電層的一定面積部分地撕開的方法 Download PDF

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Description

將一導電層的一定面積部分地撕開的方法
本發明關於一種將一導電層的一定面積部分地撕開的方法，其中利用一道雷射光束撕開，其中在一基材上形成一導線路，該導線路由該導電層形成，具有一定的走勢，其中該雷射光參數調整成使得只有該導電層被除去，而不會同時使其下方承載著該導電層的基材受損；其中，該一定面積首先分成數區域，這些區域的外邊緣範圍與導電層的相鄰接的區域呈熱絕緣，其係藉著沿該區域的一周圍做入一線形凹隙而造成熱絕緣者；然後利用雷射光束將一個要除去的區域加熱，直到該基材上的導電層的附著性大大減少為止，並將所要除去的區域在外界作用下從基材呈平面狀撕離。
這種用於將一導電成從一電路載體(例如可撓性或聚合物的，特別是三度空間的載體)或從一傳統電路板部分地撕離或除去的方法，舉例而言，見於DE 10 2004 006 414 B4，且在實用上特別用於當所要的面積不可能或不希望用化學方式除去時的場合，例如在製造原型的領域。
因此基本上，利用雷射光束將一導電層除去的方式已為習知。如果特別是就所需之雷射燒蝕限度值或熔點而言，該基材的材料性質比起導電層有更高的限度值時，則雷射參數可調整成使得只有導電層被雷射光束除去，而基材不受損或不受影響。為此，將要除去的區域利用一雷射光束加熱所要除去的面積由個別的區域構成，它們可具條帶形造形，其中與條帶鄰界的凹隙大致沿平行直線延伸。
US 3,214,315提到一種方法，其中導線路利用一壓模以機械方式從所要撕離的面積分開，其中該壓模加熱，以使該面積在基材上的附著性變小，在該面積除去後，繼續加入熱，使基材硬化，因此使導線路與基材永久性地接合。
EP 0 834 191 B1提供一種減少導電層與載體基材之間的附著性將導電層用雷射除去的方法，類似的方法見於US 2003/0047280 A1及JP 2003-47841 A中。
US 2001/006766 A1提到一種方法，其中利用電磁輻射線穿過該面積表面過去，使該面積與基材之間的連接變弱，俾隨後在此區域中將該面積撕開，其優點在於加入能量較少，此能量比起該層之燒蝕能量來很小。
DE 694 11 337 T2提到一種在一樹脂製的模製部件上製造一導電的電路的方法，其中所施覆的金屬膜用雷射光束沿一部分的界限照射(此部分係須在導電層中形成者)以將照射過的金屬膜除去，金屬膜之不需要的部分(電路不需的部分)利用化學蝕刻除去。
此外US 2002/010 6522 A1提到一種將一導電層從一介電基材除去的方法，其中首先沿導電層之所要除去的區域的界限線用雷射光切割，然後將該導電層撕離。
WO 90/09730 A1提到一種方法，利用一雷射光束在一絕緣的基材上從由導電材料構成的層做出電極構造，其中該電極具條帶形造形。利用壓縮空氣或吸離手段將切下的部分除去。
在實施此方法時，對於將所要除去的面積分成個別的區域有特別的要求。為此，該面積往往分割成預定寬度的條帶，該條帶就隨後要加入的熱能而言作了最佳化，以使該面積迅速地撕離。在實用上顯示，往往至少有一條帶鄰接到導線路或鄰界到一邊緣，它不具有最佳的寬度，亦即面積較少，這點很不利。為了要在這種情形不會有熱能太大且造成鄰界導線路損壞之虞，往往省却掉和導線路相鄰的凹隙且將該對應地加大的區域分別除去，如此造成不想要的後加工成本。
也已有人考慮到將所要劃分的面積分成相同寬度的條帶，其走勢選設成平行於導線路之主延伸方向，然而這種導線路在實際上一般並非沿一方向延伸。此外，導線路的寬度會改變。因此，會造成條帶形區域有不同的寬度，所以須對不同大小之留下來的區域所加入的熱能作用個別調整，或用手將該面積除去。
本發明由此先前技術著手，其目的在將該方法進一步最佳化，特別是該區域要有利地分劃，藉之可使該面積更有利地除去且可避免鄰界的導線路損壞。
這種目的依本發明利用具有申請專利範圍第1項的特點的方法達成，本發明其他特點見於申請專利範圍附屬項。
因此依本發明的這些區域設計成條帶形，因此凹隙大致沿直線延伸，該直線的走勢選設成使它們不會平行於該由導電路之已知走勢決定的主軸延伸。由於所要除去的面積分成預定寬度(此寬度特別就以後加入的熱能作最佳化)的條帶，其中該凹隙(它分劃出這些區域)的朝向選設成和導線路的主軸不同，因此在實際上不可能平行於一導線路延伸，反而是該凹隙與各導線路夾成一銳角。因此可有利地首先將導線路的已知走勢檢出，並確定凹隙的角度走勢。此角度走勢與導線路的所有檢出的方向性不同，特別是有一最大的偏差。在此，本發明利用一點：導線路一般沿X或軸的方向延伸或對該軸成45°角度延伸，角度偏差會使凹隙一直以銳角交到導線路，因此絕不會平行延伸，因此這些凹隙都不會平行延伸，而係可整個除去，本發明的優點茲在於：凹隙的朝向如此測定，藉此朝向可避免凹隙與導線路平行延伸，因此可避免熱能平行地加入。如此可將凹隙正確做入以劃分相鄰的區域，因此熱能不當地加入短線路的情事可大大減少，且可避免導線路受損。
此外各條帶形區域的會收歛，因此在端區域的寬度減少。因此要撕離所需的熱能同樣減少，因此加入的熱能至少在鄰接到一導線路的端區域可減少，舉例而言，用於加入熱能的雷射可一直距導線路保持一般足夠的距離，而不會使端區域不易撕離。反而是雷射雖在該區域加熱是雖靠近導線路，但不會平行於導線路延伸。
可能產生的三角形區域也可簡單地分別除去，因為為此，只需將少許熱加入，這種熱的加入另外同樣不是平行於導線路進行者。
在該方法的一特佳設計，凹隙與主軸以及與主軸的分角線夾成一銳角，且以對主軸一角度延伸，此角度在10°～35°間，且宜在20°～25°間，如此在實用上即使沒有先前來檢查導線路的朝向，也可完全避免(至少近乎避免)其走勢平行於主軸及分角線。舉例而言，為此，在實際上，凹隙與一主軸或一分角線之間適合的角度為22.5°。
此外，在實際上，在實用上，一種進一步的特點顯示特別成功，其中一區域的凹隙(除了各端區域例外)互相平行延伸，且該區域宜有一致寬度。為此，不但區域的劃分較簡單，而且熱能可最佳地加入，且因此附著力可以迅速而可靠地減少，用此方式可將要撕離的層用最少的時間大面積地除去。
在此，如果凹隙在端區域做成一朝向導線路的折角部或彎曲部，特別是對導線路成90°角度，以避免凹隙與導線路之間的角度很小(否則會造成熔融並燒入基材中)則特別有利。當接近導線路時，凹隙以一種曲線或以一種90°曲折朝向導線路。
當導電層對應地配合時，該面積可利用磁力或靜電力帶走。反之，一種特別有利的變更方式中，加熱的面積藉著供應壓縮空氣從基材除去，其中該瞄準的壓縮空氣流可使導電層從該邊緣到該面積的中心掀起。
此外，如果該加熱的面積藉著吸離而從基材除去，也很有利。如此可防止加熱撕離的部分沈積在基材其他位置，且由於它裡面儲存的熱能將基材在此位置熔化，使得它們保持附著在基材上。
在此，「流體流」的方向宜調整成使它們不會平行或垂直於該直線凹隙延伸，從先前做入的凹隙的一定的走勢開始，在下一道工作過程將受雷射能量加熱的條帶形區域除去，其中該基材上之導電層的附著性大大減少，且加熱過的面積藉著供應壓縮空氣或藉吸離而從基材分離，為此所產生的流體流的朝向不平行也不垂直於凹隙延伸，反而是凹隙與流體流夾成一銳角，此銳角宜為20°～40°之間，因此空氣流並非同時到凹隙各長度的部分，而係先後到該條帶形凹隙的延伸長度的不同區域。如此，該面積的撕離並非同時在凹隙的整個延伸範圍開始，而係在時間上錯開，因此作用可集中，且同時可避免已撕離的部段翻轉到仍附著在基材上的部段。
在此，如果該背向流體流供應手段的區域及/或朝向吸離手段的區域先加熱，以避免在先前條帶除去時殘餘物跑到後面的條帶並妨礙其除去，則甚有利。
此外，在此特別有利的做法，係將各區域利用雷射加入熱能而加熱，其中該雷射相對於該區域沿該條帶形區域從一第一端區域移到與第一端區域對立的第二端區域，其中第一端區域距流體流供應手段的距離比第二端區域大，利用雷射或其他適合的電磁源沿一線作加入熱的方向係從各條帶形區域之端區域(它背向空氣供應手段或朝向空氣吸離手段)開始，如此已撕離的部段不當地翻轉相同條帶未撕離的部段上的情事可防止。在翻轉的情形，將仍未撕離的區域捲蓋，並改變其加熱。
本發明可有各種不同的實施例，為了進一步說明其基本原理在圖中顯示一實施例並在以下說明，此說明主要係說明原理。
以下利用圖1及圖2說明本發明之用於將一導電層的一定面積從一基材(1)撕開的方法，該導電層在圖示例子包含一導線路(2)。為此，在圖1中所示之第一方法步驟中利用一雷射光束(3)先將該面積劃分成區域(4)。為此將雷射光束參數調整，使得只有導電層除去，而不會同時連其下方承載著導電層的基材(1)都損壞。為此沿區域(4)的周圍做入一線形凹隙(5)，使各條帶形區域(4)和導電層之鄰接區域(4)呈熱絕緣。為此，凹隙做成大致平行的直線，它們與導線路(2)之已知走勢所決定的主軸X、Y夾成一銳角α=22.5°，用此方式，在實際上，可近乎避免凹隙(5)平行於導線路(2)延伸，因此當與導線路(2)相鄰的區域(4)撕離時，可避免熱能平行於導線路(2)加入，此外，包含一區域(4)的凹隙(5)在鄰接到導線路(2)的各端區域(4a)(4b)中收歛，因此在二端區域(4a)(4b)中的區域(4)的寬度b減少。因此撕離所需的熱能同樣地減少，所以至少在鄰接到導線路(2)的端區域中加入的熱能可減少。
圖2中顯示利用流體流(6)將圖1中所示之區域(4)除去的裝置，其中首先將流體流(6)相對於凹隙(5)的朝向調節，使流體流(6)不平行或垂直地跑到凹隙(5)。利用雷射光束(3)將熱加入以減少導電層在基材上的附著性，其參數在此方法步驟可調整成不同，這種作業並非同時在區域(4)的整個長度範圍做，而係呈點狀沿區域(4)主延伸方向，其中雷射光束(3)相對於區域(4)沿條帶形區域(4)從第一端區域(4a)移到第二端區域(4b)。在此，朝向選設成使第一端區域距一利用壓縮空氣造成的流體供應手段(7)的距離比第二端區域(4b)更大，或第一端區域(4a)距一吸離手段(8)的距離比第二端區域(4b)更小。因此導電層部分地除去且係隨雷射光束(3)的相對運動而除去，其中上述的朝向係要防止已撕離的部段(9)不當地翻轉到同一區域(4)之仍未撕離的部段上，否則在翻轉的情形，仍未撕離的部段就會被遮住並影響其加熱，個別的部段先後撕離，其中背向流體供應手段(7)及/或朝向吸離手段(8)的區域(4)先加熱，如此該導電層之撕離的粒子不會沈積到該仍在後方[沿流體流(6)方向在後方]的區域(4)上並妨礙其加熱。
(1)．．．基材
(2)．．．導線路
(3)．．．雷射光束
(4)．．．鄰接區域
(4a)．．．端區域
(4b)．．．端區域
(5)．．．凹隙
(6)．．．流體流
(7)．．．流體供應手段
圖1係一基材上的一導線路以及一個包含此導線路的面積，它分成條帶形區域，且係要除去者；
圖2係一種利用一流體流用於除去圖1所示區域的裝置。
(1)．．．基材
(2)．．．導線路
(3)．．．雷射光束
(4)．．．鄰接區域
(4b)．．．端區域
(5)．．．凹隙

Claims (10)

  1. 一種將一導電層的一定面積部分地撕開的方法，其中利用一道雷射光束(3)撕開，其中在一基材上形成一導線路(2)，該導線路由該導電層形成，具有一定的走勢，其中該雷射光參數調整成使得只有該導電層被除去，而不會同時使其下方承載著該導電層的基材受損；其中，該一定面積首先分成數區域(4)，這些區域的外邊緣範圍與導電層的相鄰接的區域呈熱絕緣，其係藉著沿該區域(4)的一周圍做入一線形凹隙(5)而造成熱絕緣者；然後利用雷射光束將一個要除去的區域(4)加熱，直到該基材(1)上的導電層的附著性大大減少為止，並將所要除去的區域(4)在外界作用下從基材呈平面狀撕離，其特徵在：這些區域(4)設計成條帶形，因此凹隙(5)大致沿直線延伸，該直線的走勢選設成使它們不會平行於該由導電路(2)之已知走勢決定的主軸(X)(Y)延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：該凹隙(5)與該主軸(X)(Y)以及與主軸(X)(Y)的分角線夾成一銳角α。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該凹隙對一主軸(X)(Y)以一角度α延伸，該角度α在10°~35°間，特別是20°~25°間。
  4. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：一區域(4)的凹隙(5)除了各端區域(4a)(4b)為例外以外，係互相平行延伸。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該凹隙(5)的一端區域(4a)(4b)係以一種折角及/或彎曲部做入，該折角及/或彎曲部朝向該導線路(2)，且對導線路成一角度，特別是90°。
  6. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該區域(4)利用一道瞄準的流體流(6)藉著流體供應手段(7)(特別是供應壓縮空氣)及/或利用一吸離手段(8)藉著吸離而從基材(1)分離。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中：該流體流(6)的方向調整成使該流體流不對該直線凹隙(5)成平行或垂直延伸。
  8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中：首先將該背向流體供應手段的區域(4)及/或朝向吸離手段的區域(4)加熱。
  9. 如申請專利範圍第6項之方法，其中：各區域(4)利用一道雷射光束(3)藉著加入熱而加熱，其中該雷射光束(3)相對於區域(4)沿著該條帶形區域(4)從一第一端區域(4a)向一個與第一端區域(4a)對立的第二端區域(4b)運動，其中該第一端區域(4a)距該流體供應手段(7)的距離比該第二端區域(4b)距流體供應手段(7)的距離更大。
  10. 如申請專利範圍第6項之方法，其中：該區域(4)分成個別的條帶，使各凹隙(5)沿平行的直線延伸。
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