TWI569702B - 具導電線路的載體及於絕緣基材形成導電線路的方法 - Google Patents

Description

具導電線路的載體及於絕緣基材形成導電線路 的方法

本發明是有關於一種方法，特別是指一種具導電線路的載體及於絕緣基材形成導電線路的方法。

現有導電線路的製造技術會在非導電性基材上藉由活性金屬溶液製作整面式的活化層，然後利用雷射光束沿一預定的往復彎折路徑進行雷射蝕刻，而將非線路區的活化層去除，接著再進行化學鍍以及後續電鍍流程，使得未被去除的活化層及其上的化學鍍層及電鍍層，在非導線性基材上形成導電線路。

然而，以上述方式製作導電線路，由於導電線路的圖形是由雷射蝕刻製程界定，在活化層之非線路區的面積較大或形狀較複雜的情況下，藉由雷射蝕刻技術去除該區域的活化層不僅效率不好，還可能影響製程良率，進而導致成本提高。此外，以雷射去除活化層的過程中，操作者還可能因為看不太清楚活化層，而在有深孔或曲面基 材上無法有效判斷是否將活化層去除乾淨，這會使得溢鍍機率增加。另外，基材上的活化金屬保存性差，若去除活化層的時間過長，將會導致活化層之線路區遭受氧化，因而在化學鍍製程中可能會發生漏鍍的狀況，這也會造成導電線路的不良率增加。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種於絕緣基材形成導電線路的方法，能提高製作效率且提升製程良率，進而降低成本。

因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種易於製作且能降低成本之具導電線路的載體。

於是，本發明於絕緣基材形成導電線路的方法在一些實施態樣中，包含以下步驟：於一絕緣基材之一表面形成一包含活性金屬的活化層；以非電鍍製程於該絕緣基材之該活化層表面形成一第一金屬層；及去除部分的該第一金屬層及對應的該活化層，以形成相互隔離的一線路圖案區及一非線路圖案區，該線路圖案區及該非線路圖案區皆包括該第一金屬層及對應的該活化層。

於是，本發明於絕緣基材形成導電線路的方法在一些實施態樣中，包含以下步驟：粗化一絕緣基材之一表面的一預設線路圖案區；於該絕緣基材之該表面形成一包含活性金屬的活化層，該活化層涵蓋該線路圖案區及該線路圖案區以外的一非線路圖案區；以非電鍍製程於該基材之該活化層表面形成一第一金屬層；接著去除部分的該 第一金屬層及對應的該活化層，以使該線路圖案區內的該第一金屬層及該活化層隔離於該非線路圖案區內的該第一金屬層及該活化層。

於是，本發明於絕緣基材形成導電線路的方法在一些實施態樣中，包含以下步驟：於一絕緣基材之一表面形成一包含活性金屬的活化層；將該絕緣基材置於一化鍍液內預定時間後自該化鍍液內取出，以於該絕緣基材的活化層表面形成一第一金屬層；及於該第一金屬層及對應的該活化層形成一隔離區，藉由該隔離區界定並隔離一線路圖案區及一非線路圖案區。

於是，本發明具導電線路的載體在一些實施態樣中，是包含：一絕緣基材、一活化層，及一導電線路。該絕緣基材具有一表面，該表面包括一粗化區域及一非粗化區域。該活化層包含活性金屬，並形成於該絕緣基材的該粗化區域的表面上。該導電線路包括一以非電鍍製程形成於該活化層表面的第一金屬層。

本發明之功效在於：該方法透過先粗化一線路圖案區，再隔離線路圖案區與非線路圖案區兩者的第一金屬層及活化層，以利於後續電鍍製程僅於線路圖案區形成一第二金屬層，如此一來，即可使線路圖案區相較於非線路圖案區明顯地呈現，以便於後續去除該線路圖案區以外的該第一金屬層及該活化層，使製作效率提高且製程良率亦同時提升，進而降低成本。而以此方法製作具導電線路的載體也能達到上述的功效。

1‧‧‧絕緣基材

11‧‧‧上表面

12‧‧‧下表面

2‧‧‧活化層

3‧‧‧導電線路

31‧‧‧第一金屬層

32‧‧‧第二金屬層

33‧‧‧第三金屬層

4‧‧‧線路圖案區

5‧‧‧非線路圖案區

6‧‧‧隔離區

101‧‧‧步驟

102‧‧‧步驟

103‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

105‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

107‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

109‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明在非導電性基材之表面建立連續導電線路的方法的一實施例之步驟流程；圖2是一立體圖，說明該實施例提供一絕緣基材的步驟；圖3是一立體圖，說明該實施例粗化該絕緣基材之一表面的一預設線路圖案區；圖4是沿圖3中之I-I直線所取的一剖視圖，說明該實施例的步驟102；圖5是圖4的局部放大圖，說明該絕緣基材之表面形成粗化後的線路圖案區；圖6是一立體圖，說明該實施例於該絕緣基材之該表面形成一包含活性金屬的活化層；圖7是沿圖6中之Ⅱ-Ⅱ直線所取的一剖視圖，說明該實施例的步驟103；圖8是一立體圖，說明該實施例以非電鍍製程於該絕緣基材之該活化層表面形成一第一金屬層；圖9是沿圖8中之Ⅲ-Ⅲ直線所取的一剖視圖，說明該實施例的步驟104；圖10是一立體圖，說明該實施例以雷射去除部分的該第一金屬層及對應的該活化層，以形成相互隔離的該線路圖案區及該線路圖案區以外的一非線路圖案區； 圖11是沿圖10中之Ⅳ-Ⅳ直線所取的一剖視圖，說明該實施例的步驟105；圖12是一立體圖，說明該實施例以電鍍製程僅於該第一金屬層表面的該線路圖案區形成一第二金屬層；圖13是沿圖12中之V-V直線所取的一剖視圖，說明該實施例的步驟106；圖14是一立體圖，說明該實施例去除該線路圖案區以外的該第一金屬層及該活化層；圖15是沿圖14中之Ⅵ-Ⅵ直線所取的一剖視圖，說明該實施例的步驟107；圖16是一立體圖，說明該實施例以電鍍製程增厚該第二金屬層的步驟；及圖17是一立體圖，說明該實施例以電鍍製程於該二金屬層表面形成一第三金屬層的步驟。

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，本發明於絕緣基材形成導電線路的方法之一實施例，包含以下步驟：

步驟101，提供一絕緣基材1。搭配圖2，該絕緣基材1可應用在手機、平板、手錶或眼鏡等需要絕緣基材的產品上，絕緣基材1本身可為一獨立之片材、板材或基板，例如為一手機外殼，但亦可為一基板之一表層，例如為覆蓋於一金屬件表面的一絕緣層，且絕緣基材1具有 一上表面11及一下表面12。在本實施例中，該絕緣基材1的材質為塑膠，但也可為其他絕緣材質，並不以此為限。

步驟102，粗化絕緣基材1之上表面11的一預設線路圖案區4。搭配圖3、圖4與圖5，本實施例是依據所需之線路圖案，於絕緣基材1之上表面11進行雷射加工處理，以在上表面11形成由雷射燒蝕而成的線路圖案區4，且線路圖案區4相較於上表面11呈一粗糙凹陷區域，且絕緣基材1之表面形成粗化後的表面型態請參圖5所示，其為一非平滑表面。在本實施例中，雷射燒蝕的厚度約5~20μm。

步驟103，於絕緣基材1之上表面11形成一包含活性金屬的活化層2。搭配圖6與圖7，詳細來說，此步驟是將絕緣基材1浸泡於一含有金屬離子的活性金屬溶液中一預定時間，使該金屬離子吸附至絕緣基材1的上表面11以形成一活化層2，其中該金屬離子包含但不限於鈀、銠、鉑、銀及其組合，而活化層2涵蓋線路圖案區4及一非線路圖案區5，其中，非線路圖案區5是線路圖案區4以外的區域。

於步驟103的另一實施例中，係將絕緣基材1於習知錫鈀膠體溶液中浸置一預定時間，使錫鈀膠體附著於絕緣基材1之上表面11，而後再將絕緣基材1浸置於一剝膠體藥水(為一酸性溶液例如氟硼酸與水混合液、鹽酸與水混合液)一預定時間，使錫鈀膠體的錫膠體表層剝除而使 內部的金屬鈀裸露，作為後續化學反應觸媒的活化層2。

再者，於步驟103的再一實施例中，係將絕緣基材1於習知奈米級鈀離子溶液中浸置一預定時間，使奈米級鈀離子直接吸附在絕緣基材1之上表面11，以直接作為後續化學反應觸媒的活化層2。本例中奈米級鈀離子粒徑為2~4nm，然非以此為限。

步驟104，以非電鍍製程於絕緣基材1之該活化層2表面形成一第一金屬層31。在本實施例所述的非電鍍製程例如為化學鍍製程，搭配圖8與圖9，具體來說，此步驟是將絕緣基材1置於一化鍍液內預定時間後自該化鍍液內取出，而在絕緣基材1的活化層2表面形成第一金屬層31，在本實施例中，第一金屬層31的厚度約0.1~0.25μm，且材質為鎳，但其材質也可為銅，並不以本實施例揭露為限。

又，適用於本實施例之第一金屬層31也可透過濺鍍或蒸鍍等加工方式，其同樣能達到形成第一金屬層31於活化層2上，並不以本實施例所揭露的非電鍍加工方式為限。

步驟105，以雷射去除部分的第一金屬層31及對應的活化層2，以形成相互隔離的線路圖案區4及非線路圖案區5。搭配圖10與圖11，此步驟是沿著線路圖案區4的周圍以雷射光束燒蝕第一金屬層31及對應的活化層2，使燒蝕後的位置形成一呈槽狀的隔離區6，藉由隔離區6界定並隔離線路圖案區4以及非線路圖案區5。此外，如 圖10及圖11所示，藉由控制雷射之適當功率，以雷射光束燒蝕第一金屬層31及活化層2而形成隔離區6時，可將雷射光燒蝕深度僅限於第一金屬層31及活化層2，而不破壞更下方之絕緣基材1，亦即在本實施例形成導電線路3的整體製程中不致破壞或影響絕緣基材1的完整性，反言之，絕緣基材1不須特意改變修正以配合不同的導電線路3的圖案或配置設計，如此可使縮短導電線路3的製程時間。

步驟106，以電鍍製程選擇性於第一金屬層31表面的線路圖案區4形成一第二金屬層32，且不在第一金屬層31表面的非線路圖案區5形成第二金屬層32。在本實施例中，第二金屬層32的材質為銅，搭配圖12與圖13，由於線路圖案區4及非線路圖案區5兩者的第一金屬層31與活化層2之間並不連續，因此可選擇地僅在線路圖案區4的第一金屬層31表面電鍍第二金屬層32，且電鍍後的第二金屬層32厚度高於非線路圖案區5的第一金屬層31厚度，使線路圖案區4明顯地較非線路圖案區5凸出。特別要說明的是，電鍍的正極件(未圖示)之材質由銅所組成，而絕緣基材1的線路圖案區4之第一金屬層31電連接負極件(未圖示)，且將正極件及絕緣基材1浸置於以銅離子組成的電解質溶液，通以直流電的電源後，正極件的銅會釋放電子而變成銅離子，溶液中的銅離子則在與負極件電連接的線路圖案區4之第一金屬層31還原成銅原子並積聚在其表面，而形成第二金屬層32。

步驟107，去除線路圖案區4以外的第一金屬層31及活化層2。搭配圖14與圖15，此步驟是以濕蝕刻方式將非線路圖案區5的第一金屬層31及活化層2移除，如此即可於絕緣基材1上製得具有第一金屬層31及第二金屬層32的導電線路3。在本實施例中，進行蝕刻製程前不需預先在第一金屬層31及第二金屬層32的表面製作特定蝕刻遮罩(etching mask)，而是將整體表面一起蝕刻，因此位於非線路圖案區5的第一金屬層31及活化層2連同位於線路圖案區4的部分第二金屬層32會一併被蝕刻。但由於第二金屬層32的厚度原本就高於非線路圖案區5的第一金屬層31厚度，因此蝕刻過後，絕緣基材1的表面只會留下線路圖案區4的第二金屬層32、第一金屬層31及活化層2，以形成導電線路3，所以本步驟能藉由簡單的蝕刻製程完成非線路圖案區5的第一金屬層31、活化層2的去除，相較於習知雷射蝕刻製程能大幅節省製程所需的時間。

步驟108，以電鍍製程增厚第二金屬層32。並搭配圖16，由於在步驟107的蝕刻過程中移除了部分第二金屬層32，因此，本步驟是將第二金屬層32以電鍍方式增厚而達到所需要求。

步驟109，以電鍍製程於二金屬層表面形成一第三金屬層33。第三金屬層33的材質為鎳，搭配圖17，由於第二金屬層32的材質為銅，其具有良好的導電性，但其也具有較大的活性，所以經過一段時間後，第二金屬層32的表面容易氧化而影響導電線路3的傳導效果，因此， 本步驟109是在第二金屬層32的表面電鍍第三金屬層33，也就是以活性較小的鎳來形成導電線路3的表面，如此一來，可避免第二金屬層32遭到氧化。藉由上述的製作流程，即可完成於絕緣基材1建立導電線路3的方法。

值得一提的是，運用本實施例之製作方法所得的具導電線路的載體，包含一絕緣基材1、一活化層2，及一導電線路3。絕緣基材1具有一上表面11，上表面11包括一粗化區域及一非粗化區域。該粗化區域即為本實施例之製作方法的線路圖案區4，而非粗化區域則為非線路圖案區5。活化層2包含活性金屬，並形成於絕緣基材1的粗化區域的表面上。導電線路3包括一第一金屬層31、一第二金屬層32，及一第三金屬層33。第一金屬層31是以非電鍍製程形成於活化層2表面，也就是利用例如化學鍍製程來將第一金屬層31化學鍍於活化層2表面，接著第二金屬層32是以電鍍製程形成於第一金屬層31表面，最後第三金屬層33是以電鍍製程形成於第二金屬層32表面。

本實施例的方法適用於製作均勻且細的導電線路3，該導電線路3的線寬大約為0.09~0.12釐米(mm)，因此該方法不僅能提高製作效率，還能大幅增加製作精密度。

綜上所述，本發明透過非電鍍製程於絕緣基材1之活化層2表面形成一第一金屬層31，並使用雷射將線路圖案區4的第一金屬層31及活化層2與非線路圖案區5的第一金屬層31及活化層2相隔離，而能於線路圖案區 4藉由選擇性電鍍技術形成一第二金屬層32，如此一來，即可使線路圖案區4相較於非線路圖案區5明顯地凸出，以便藉由蝕刻製程簡便、迅速地去除線路圖案區4以外的第一金屬層31及活化層2，且避免發生溢鍍或漏鍍的情況，使製作效率提高並同時提升製程良率，進而降低成本，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，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。

101‧‧‧步驟

102‧‧‧步驟

103‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

105‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

107‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

109‧‧‧步驟

Claims (20)

1. 一種於絕緣基材形成導電線路的方法，包含以下步驟：於一絕緣基材之一表面形成一包含活性金屬的活化層；以非電鍍製程於該絕緣基材之該活化層表面形成一第一金屬層；及去除部分的該第一金屬層及對應的該活化層，以形成相互隔離的一線路圖案區及一非線路圖案區，該線路圖案區及該非線路圖案區皆包括該第一金屬層及對應的該活化層。
2. 如請求項1所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於形成該活化層的步驟前將該絕緣基材對應該線路圖案區的該表面粗化。
3. 如請求項1所述於絕緣基材形成導電線路的方法，其中去除部分的該第一金屬層及該活化層的步驟是以雷射進行。
4. 如請求項1所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於形成該相互隔離的線路圖案區及非線路圖案區的步驟後，去除該線路圖案區以外的該第一金屬層及該活化層。
5. 如請求項1所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於形成該相互隔離的線路圖案區及非線路圖案區的步驟後，以電鍍製程僅於該第一金屬層表面的該線路圖案區形成一第二金屬層。
6. 如請求項5所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於形成該第二金屬層後，去除該線路圖案區以外的該第一金屬層及該活化層並去除部分的該第二金屬層。
7. 如請求項6所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於去除部分的該第二金屬層的步驟後，以電鍍製程增厚該第二金屬層。
8. 如請求項5至7中任一項所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於該第二金屬層表面形成一第三金屬層的步驟，且該第三金屬層的活性小於該第二金屬層。
9. 如請求項8所述於絕緣基材形成導電線路的方法，其中該第三金屬層及該第二金屬層的材質分別為鎳及銅。
10. 如請求項1所述於絕緣基材形成導電線路的方法，其中去除部分的該第一金屬層及該活化層的步驟中將不破壞該絕緣基材之表面。
11. 一種於絕緣基材形成導電線路的方法，包含以下步驟：粗化一絕緣基材之一表面的一預設線路圖案區；於該絕緣基材之該表面形成一包含活性金屬的活化層，該活化層涵蓋該線路圖案區及該線路圖案區以外的一非線路圖案區；以非電鍍製程於該基材之該活化層表面形成一第一金屬層；及去除部分的該第一金屬層及對應的該活化層，以使該線路圖案區內的該第一金屬層及該活化層隔離於該非線路圖案區內的該第一金屬層及該活化層。
12. 如請求項11所述於絕緣基材形成導電線路的方法，其中去除部分的該第一金屬層及該活化層的步驟是以雷射進行。
13. 如請求項11所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於去除部分的該第一金屬層及對應的該活化層的步驟後，以電鍍製程僅於該第一金屬層表面的該線路圖案區形成一第二金屬層。
14. 如請求項13所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於形成該第二金屬層後，去除該線路圖案區以外的該第一金屬層及該活化層並去除部分的該第二金屬層，再以電鍍製程增厚該第二金屬層。
15. 如請求項13或14所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於該第二金屬層表面形成一第三金屬層的步驟，且該第三金屬層的活性小於該第二金屬層。
16. 如請求項11所述於絕緣基材形成導電線路的方法，其中去除部分的該第一金屬層及該活化層的步驟中將不破壞該絕緣基材之表面。
17. 一種於絕緣基材形成導電線路的方法，包含以下步驟：於一絕緣基材之一表面形成一包含活性金屬的活化層；將該絕緣基材置於一化鍍液內預定時間後自該化鍍液內取出，以於該絕緣基材的活化層表面形成一第一金屬層；及於該第一金屬層及對應的該活化層形成一隔離區， 藉由該隔離區界定並隔離一線路圖案區及一非線路圖案區。
18. 如請求項17所述於絕緣基材形成導電線路的方法，更包含於形成該隔離區的步驟後，以電鍍製程僅於該第一金屬層表面的該線路圖案區形成一第二金屬層。
19. 如請求項17所述於絕緣基材形成導電線路的方法，其中於該第一金屬層及該活化層形成該隔離區的步驟中將不破壞該絕緣基材之表面。
20. 一種具導電線路的載體，包含：一絕緣基材，具有一表面，該表面包括一粗化區域及一非粗化區域；一包含活性金屬的活化層，形成於該絕緣基材的該粗化區域的表面上；及一導電線路，包括一以非電鍍製程形成於該活化層表面的第一金屬層、一以電鍍製程形成於該第一金屬層表面的第二金屬層，及一以電鍍製程形成於該第二金屬層表面的第三金屬層，且該第三金屬層的活性小於該第二金屬層。