TWI515334B - 電路基板及其製造方法 - Google Patents

Description

電路基板及其製造方法

本發明是有關於一種電路基板及其製造方法，特別是指一種具有一形成於一絕緣塗層層狀結構上的一圖案化的金屬層狀結構的電路基板。

一般來說，在透明絕緣基材上具有電路圖案的電路基板的形成方法，可以通過將電路圖案嵌件成型到絕緣基材上，或將電路圖案與絕緣基材層壓(laminating)。然而，當電路圖案的修改或變更時，調整常規方法處理步驟中所用的製造設備相當費時。

美國專利第4,865,873號揭露一種製作一具有電路圖案於一基材上的電路基板的方法。該方法包含形成一絕緣層於一基材，形成一水溶性層於該絕緣塗層上，以雷射剝離(laser ablation)形成一延伸通過該水溶性層及該絕緣層的圖案化的孔洞，在圖案化的孔洞和水溶性層上形成一活化金屬層，並同時無電解沉積一主要金屬層於該活化金屬層上且溶解該水溶性層於一水性電鍍液中。由於該活性金屬層及該水溶性層覆蓋了圖案化的孔洞的孔壁，該 主要金屬層的無電解電鍍不僅發生在孔洞的孔壁也發生在水溶性層的表面，而這是不可取的。雖然該水溶性層會在無電解電鍍期間逐漸地溶解在該水性電鍍液中，仍會對無電解電鍍有不利影響。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以克服前述先前技術所述缺點的電路基板。

於是，本發明的第一目的，在於提供一種電路基板，包含一基材；一形成於該基材上的絕緣塗層層狀結構，具有一頂面及一底面，並由該頂面向內縮而形成有一圖案化的凹部，該圖案化的凹部是配置於該頂面，且是由一凹部限定壁所限定，該凹部限定壁包括一底壁部及一由該底壁部周圍向上延伸的圍繞壁部；及一圖案化的金屬層狀結構，包括一無電解電鍍金屬層形成於該凹部限定壁的底壁部上。

於是，本發明的另一目的，在於提供一種製備電路基板的方法，包含提供一基材；於該基材上形成一絕緣塗層層狀結構，該絕緣塗層層狀結構具有一頂面；形成一圖案化的凹部於該絕緣塗層層狀結構，使該圖案化的凹部由該頂面向內縮，該圖案化的凹部是由一凹部限定壁所限定，該凹部限定壁包括一底壁部及一由該底壁部周圍向上延伸的圍繞壁部；形成一無電解電鍍活化金屬層於該凹部的凹部限定壁及該絕緣塗層層狀結構的頂面上。

1‧‧‧基材

2‧‧‧絕緣塗層層狀結構

21‧‧‧下層塗層

22‧‧‧中層塗層

23‧‧‧上層塗層

231‧‧‧頂面

232‧‧‧底面

24‧‧‧圖案化的凹部

24’‧‧‧凹部限定壁

241‧‧‧底壁部

242‧‧‧圍繞壁部

243‧‧‧間距

244‧‧‧間距

3‧‧‧圖案化的金屬層狀結構

31‧‧‧無電解電鍍金屬層

311‧‧‧第一區域

312‧‧‧第二區域

32‧‧‧電鍍金屬層

321‧‧‧第一金屬亞層

322‧‧‧第二金屬亞層

33‧‧‧無電解電鍍活化金屬層

34‧‧‧凹部

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一透視圖，說明本發明電路基板的較佳實施例；圖2是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中提供一基材的步驟；圖3是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中形成一絕緣塗層層狀結構的步驟；圖4是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中形成二個圖案化的凹部於該絕緣塗層層狀結構構的步驟；圖5是一沿圖4之V-V的剖視示意圖；圖6是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中形成一無電解電鍍活化金屬層的步驟；圖7是一沿圖6之VII-VI的剖視示意圖；圖8是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中移除該無電解電鍍活化金屬層的兩個閉環(closed-loop)的步驟；圖9是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中於該無電解電鍍活化金屬層的該第一區域上電鍍一電鍍金屬層的步驟；及圖10是一透視圖，說明本發明製備電路基板的方法中移除該無電解電鍍活化金屬層的第二區域的步驟。

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與圖10，說明本發明電路基板的較佳實施例。該電路基板可適用於製作產品，例如觸控面板、顯示面板、塑料外殼及手機外殼。

該電路基板包含基材1；一形成於該基材上的絕緣塗層層狀結構2，具有一頂面231及一底面232，並形成兩個配置於該頂面231且由該頂面231向內縮的圖案化的凹部24；每一圖案化的凹部24是由一凹部限定壁24’所限定，該凹部限定壁24’包括一底壁部241及一由該底壁部241周圍向上延伸的圍繞壁部242；及兩個圖案化的金屬層狀結構3，每一金屬層狀結構3包括一無電解電鍍金屬層31形成於該凹部限定壁24’的底壁部241上，以及一電鍍金屬層32形成於該無電解電鍍金屬層31上。每一圖案化的金屬層狀結構3的無電解電鍍金屬層31是形成於與其相應的一個圖案化的凹部24的凹部限定壁24’的底壁部241上而被設置於各自的圖案化的凹部24中，並以一間距244與該凹部限定壁24’的該圍繞壁部242分隔。每個圖案化的金屬層狀結構3形成一形狀對應相應的圖案化的凹部24之形狀的電路圖案。

較佳地，該基材1是透明的。更佳地，該基材是由下列群組所述的材料製成：玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene，簡稱ABS)樹脂的組合，及聚碳酸酯與丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯樹脂的組合。

較佳地，該絕緣塗層層狀結構2還包括一形成 於該基材1上並定義該絕緣塗層層狀結構2的底面232的下層塗層21，一中間塗層22形成於該下層塗層21上，一形成於該中間塗層22上並定義該絕緣塗層層狀結構2的該頂面231的上層塗層23。每一圖案化的凹部24自該頂面231向內縮並穿透該上層塗層23並具有一由該中間塗層22所侷限的底面。該等無電解電鍍金屬層31是形成於該中間塗層22上。該上層塗層23為深色(例如黑色)，該中間塗層22為淺色(例如白色)，該下層塗層21為深色(例如黑色)。

較佳地，該下層塗層21、中間塗層22、上層塗 層23各自是由光硬化油墨材料所製成。當暴露於紫外光，該光硬化油墨材料可以在很短的時間快速的固化或硬化，有利於該電路基板的製造速率。

較佳地，該等金屬層狀結構3中的無電解電鍍 金屬層31包括一活化金屬及一第一金屬。該活化金屬及第一金屬可以均勻的混合於該無電解電鍍金屬層31中，或依序形成一活化層及一化學塗層。該活化金屬是選自於鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳、鐵，以及此等之一組合；該第一金屬是選自於銅、鎳、銀，及金。

較佳地，該等金屬層狀結構3中的該電鍍金屬 層32包括第一金屬亞層321及第二金屬亞層322，該第一金屬亞層321是形成於該無電解電鍍金屬層31上，且是由一選自於銅、鎳，及其組合的第二金屬所製成。該第二金 屬亞層322是形成於該第一金屬亞層321上，且是由一選自於錫、銀、金，鈀，及其組合的第三金屬所製成。

圖2至10說明本發明製備電路基板的方法的較佳實施例的連續步驟。

本方法包含下列步驟：提供一基材1(見圖2)；透過依序印刷一下層塗層21於該基材1上、一中間塗層22於該下層塗層21上、及一上層塗層23於該中間塗層22上使該基材1上形成一絕緣塗層層狀結構2；該絕緣塗層層狀結構2為環狀，具有一頂面231、一底面232及一由該頂231延伸自該底面232而使該基材1的中間部分暴露的中央孔洞(見圖3)；形成兩個圖案化的凹部24於該絕緣塗層層狀結構2，使該圖案化的凹部24由該頂面231向內縮。該等圖案化的凹部24是各自由一凹部限定壁24’所限定，該凹部限定壁24’包括一底壁部241及一由該底壁部241周圍向上延伸的圍繞壁部242(見圖4及5)；形成一無電解電鍍活化金屬層33於該圖案化的24的凹部限定壁24’及該絕緣塗層層狀結構2的頂面231上(見圖6及7)；所形成的無電解電鍍活化金屬層33具有兩個凹部34依序配置於該等圖案化的凹部24：移除該無電解電鍍活化金屬層33沿著該等凹部限定壁24’各自的該底壁部241的周緣的部分的兩個閉環部分(見圖8)，從而使該無電解電鍍活化金屬層33形成兩個分別位於該等凹部限定壁24’的底壁部241上且各自定義該圖案化的金屬層狀結構3的無電解電鍍金屬層31的第一區域311(見圖10)，及一物理上與該等第一區域311 一間距243間隔設置的第二區域312；藉由依序電鍍一第一金屬亞層321於該等第一區域311上及一第二金屬亞層322於該第一金屬亞層321上，電鍍一電鍍金屬層32於該無電解電鍍活化金屬層33的該等第一區域311上(見圖9)；以及在電鍍該電鍍金屬層32的步驟之後，將該無電解電鍍活化金屬層33的該第二區域312自該絕緣塗層層狀結構2的頂面231以及該等凹部限定壁24’的該等圍繞壁部242移除，從而使每一無電解電鍍金屬層31是分別設置於該圖案化的凹部24中，並以一間距244與該凹部限定壁24’的該圍繞壁部242分隔(見圖10)。

該等下層塗層21、中間塗層22、上層塗層23 較佳地是分別透過絲網印刷或其它塗層技術而形成。

較佳地，形成於該絕緣塗層層狀結構2的該圖 案化的凹部24是藉由雷射光或電漿剝離而形成。當該等圖案化的凹部24是藉由雷射光或電漿剝離而形成時，該等凹部限定壁24’的該等底壁部241會被粗糙化並藉由雷射光或電漿剝離形成微結構於其上，可以改善該等無電解電鍍金屬層31與該等底壁部241之間的黏著力。此外，由於該上層塗層23為深色且中間塗層22為在該圖案化的凹部24形成期間可以反射雷射光或電漿的淺色，於該中間塗層22上形成的微結構是有利於防止雷射光或電漿穿透該中間塗層22並進一步穿透該下層塗層23至該基材1而損壞該基材l。

形成該無電解電鍍活化金屬層33於該圖案化的 凹部24的凹部限定壁24’及該絕緣塗層層狀結構2的該頂面231上，可以進行以下的步驟，包含以含有一活化金屬的鹽類的活化溶液於該等凹部限定壁24’及該頂面231上形成活化金屬的催化種子(catalytic seed)，接著以一含有該第一金屬的鹽類的無電解電鍍溶液中無電解電鍍該第一金屬於該等凹部限定壁24’及該頂面231上。於一實施例中，該活化金屬及該第一金屬分別是鈀和鎳，該無電解電鍍可以在溫度範圍為70至80℃下操作1至2分鐘。

較佳地，該無電解電鍍活化金屬層33的該等閉 環部分是藉由雷射光或電漿剝離移除。較佳地，該電漿剝離所用的雷射光源是IR或綠線(green line)雷射，並且具有6至13W的雷射功率及5至30kHz的重複頻率。

綜上所述，由於本發明該電路基板含有於該絕 緣塗層層狀結構2中的該圖案化的凹部24，以及該圖案化的金屬層狀結構3，使得與先前技術相關聯的上述缺點可得到緩解，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧基材

2‧‧‧絕緣塗層層狀結構

21‧‧‧下層塗層

22‧‧‧中層塗層

23‧‧‧上層塗層

231‧‧‧頂面

232‧‧‧底面

24‧‧‧圖案化的凹部

3‧‧‧圖案化的金屬層狀結構

31‧‧‧無電解電鍍金屬層

32‧‧‧電鍍金屬層

321‧‧‧第一金屬亞層

322‧‧‧第二金屬亞層

Claims (11)

1. 一種電路基板，包含：一基材：一形成於該基材上的絕緣塗層層狀結構，具有一頂面及一底面，並由該頂面向內縮進而形成有一圖案化的凹部，該凹部是配置於該頂面，且是由一凹部限定壁所限定，該凹部限定壁包括一底壁部及一由該底壁部周圍向上延伸的圍繞壁部；及一圖案化的金屬層狀結構，包括一無電解電鍍金屬層形成於該凹部限定壁的底壁部上；其中，該絕緣塗層層狀結構包括一形成於該基材上並定義該絕緣塗層層狀結構的底面的下層塗層、一中間塗層，及一形成於該中間塗層上並定義該絕緣塗層層狀結構的該頂面的上層塗層，該圖案化的凹部自該頂面向內縮並穿透該上層塗層並具有一由該中間塗層所侷限的底面，該上層塗層為深色，該中間塗層為淺色，該下層塗層為深色；該無電解電鍍金屬層包括一活化金屬及一第一金屬。
2. 如請求項1所述的電路基板，其中，該底壁部是經雷射光或電漿剝離粗糙化，以增強該無電解電鍍金屬層與該底壁部的接合。
3. 如請求項1所述的電路基板，其中，該無電解電鍍金屬層是設置於該圖案化的凹部中，並以一間距與該凹部 限定壁的該圍繞壁部分隔。
4. 如請求項1所述的電路基板，其中，圖案化的金屬層狀結構還包括一形成於該無電解電鍍金屬層上的電鍍金屬層。
5. 如請求項4所述的電路基板，其中，該電鍍金屬層包括第一金屬亞層及第二金屬亞層；該第一金屬亞層是形成於該無電解電鍍金屬層上，且是由一選自於銅、鎳，及其組合的第二金屬所製成；該第二金屬亞層是形成於該第一金屬亞層上，且是由一選自於錫、銀、金，鈀，及其組合的第三金屬所製成。
6. 如請求項1所述的電路基板，其中，該下層塗層、中間塗層、上層塗層各自是由光硬化油墨材料所製成，該無電解電鍍金屬層是形成於該中間塗層上。
7. 如請求項1所述的電路基板，其中，該活化金屬及第一金屬可以均勻的混合於該無電解電鍍金屬層中，或依序形成一活化層及一化學塗層；該活化金屬是選自於鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳、鐵，以及此等之一組合；該第一金屬是選自於銅、鎳、銀，及金。
8. 如請求項1所述的電路基板，其中，該基材是透明的。
9. 一種製備電路基板的方法，包含：提供一基材；於該基材上形成一絕緣塗層層狀結構，該絕緣塗層層狀結構具有一頂面；該絕緣塗層層狀結構包括一 下層塗層於該基材上、一中間塗層於該下層塗層上，及一形成於該中間塗層上並定義該絕緣塗層層狀結構的該頂面的上層塗層，該圖案化的凹部自該頂面向內縮並穿透該上層塗層並具有一由該中間塗層所侷限的底面，該上層塗層為深色，該中間塗層為淺色，該下層塗層為深色；形成一圖案化的凹部於該絕緣塗層層狀結構，使該圖案化的凹部由該頂面向內縮，該圖案化的凹部是由一凹部限定壁所限定，該凹部限定壁包括一底壁部及一由該底壁部周圍向上延伸的圍繞壁部；形成一無電解電鍍活化金屬層於該凹部的凹部限定壁及該絕緣塗層層狀結構的頂面上，該無電解電鍍金屬層包括一活化金屬及一第一金屬。
10. 如請求項9所述的製備電路基板方法，其中，該底壁部是經雷射光或電漿剝離粗糙化，以增強該無電解電鍍金屬層與該底壁部的接合。
11. 如請求項9所述的製備電路基板方法，還包含移除該無電解電鍍活化金屬層沿著該凹部限定壁的該底壁部的周緣的部分，從而使該無電解電鍍活化金屬層形成一位於該底壁部上的第一區域及一與該第一區域間隔設置的第二區域。