TWI604766B - 一種在非導電性基板之表面建立連續導電線路的無害技術 - Google Patents
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Description
本揭露係關於一種電子線路之製造技術,特別係關於一種在非導電性基板之表面建立一連續導電線路的無害技術。
線路設計及製造係涉及許多精密步驟之艱難的製造流程。雖然這些步驟建立了精密且高品質的線路,設計/製造流程已經變成固定且不易改變。線路設計之改變在製造流程上所對應產生的改變量係呈指數關係。
例如,在積體電路晶片之製造流程中,線路設計之單一改變通常需要改變複數膜層之光罩及/或特定步驟的製程參數。
習知線路製造流程固有之欠缺彈性缺點,導致一家公司無法及時地及以划算成本之方式實現線路設計之改變。此外,習知線路製造流程係藉由在非導電性基板上之工作而形成該線路。線路元素係嵌設或形成於該非導電性基板內部。
本發明之一實施例可包含一種在非導電性基板之表面建立一連續導電線路的無害技術及其製造物品。該實施例之啟始可塗佈一金屬基層於一非導電性基板之至少一表面。該金屬基層可包含
鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳、及/或鐵。根據一線路設計,建立一線路圖案於該金屬基層內部。包含該線路圖案之金屬基層與該非導電性基板之金屬基層的其餘部分係實體分離。包含該線路圖案之該非導電性表面之區域係一鍍層區。該非導電性表面的其餘區域係一非鍍層區。之後,可增加一第一金屬層於該金屬基層上。一第二金屬層可增加於該鍍層區之第一金屬層上。該第二金屬層可為導電性,且受限制而無法增加於該非鍍層區之第一金屬層上。
本發明之另一實施例可包含一種在非導電性基板之表面建立一連續導電線路的無害技術及其製造物品。在此一實施例中,一非導電性基板可浸泡於一活性金屬溶液內一預定時間。該活性金屬溶液可包含金屬顆粒。在該預定時間之後,從該活性金屬溶液中移開該非導電性基板。從該活性金屬溶液中移開之非導電性基板可包含由金屬顆粒構成之一金屬基層。藉由從該非導電性表面局部去除該金屬基層可形成一線路圖案。具有該線路圖案之基板可視為一中間物品。該金屬基層至少包含彼此分離之二個不同連續區域,使得該二個不同連續區域彼此電氣隔離。該中間物品可置放於一化學鍍液內以形成一第一金屬層於該金屬基層上方。藉由只裝配電極至該二個不同連續區域之一的第一導電層而電鍍該中間物品以形成一第二導電層於該連續區域內之第一導電層上方。在電鍍之後,至少該二個不同連續區域之一沒有該第二導電層。
本發明之另一實施例可包含一種導電線路,包含一非導電性基板、一金屬基層、一第一金屬層及一第二金屬層。該非導電性基板可由高分子量之聚合物、玻璃、陶瓷、木材及布帛之至少一者構成。該金屬基層至少可局部形成該非導電性基板上。該金屬基層可形成該導電線路之線路圖案。該金屬基層至少包含鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳及鐵。沒有該金屬基層之部分非導電性基板包含複數個雷射圖
案,其係在使用一雷射於該金屬基層內建立該線路圖案時形成。該第一金屬層係存在且鍵合於該金屬基層上方。沒有該金屬基層之部分非導電性基板亦沒有該第一金屬層。該第一金屬層具有結構特徵,表示該第一金屬層係使用一化學鍍層程序予以增加。該第二金屬層係存在且鍵合於該第一金屬層上方。該第二金屬層具有結構特徵,表示該第二金屬層係使用一電鍍程序予以增加。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點,俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解,可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解,這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
100‧‧‧方法
105-120‧‧‧步驟
200‧‧‧方法
205-240‧‧‧步驟
300‧‧‧製造流程
305‧‧‧非導電性基板
310‧‧‧活性金屬溶液
315‧‧‧中間物品
320‧‧‧金屬基層
325‧‧‧中間物品
330‧‧‧線路圖案
335‧‧‧鍍層區
340‧‧‧非鍍層區
345‧‧‧化學鍍液
350‧‧‧中間物品
355‧‧‧第一金屬層
360‧‧‧電鍍程序
365‧‧‧中間物品
370‧‧‧第二金屬層
375‧‧‧最終狀態
380‧‧‧導電線路
385‧‧‧雷射圖案
藉由參照前述說明及下列圖式,本揭露之技術特徵及優點得以獲得完全瞭解。
圖1係本發明實施例之方法的流程圖,其概述本發明之無害技術,用以在一非導電性基板之表面建立連續導電線路。
圖2係本發明實施例之方法的流程圖,其詳述本發明之無害技術,用以在一非導電性基板之表面建立連續導電線路。
圖3係本發明實施例之製造流程,其繪示在一非導電性基板305上以無害方式建立一連續導電線路。
圖3A例示本發明實施例所述之無害技術在非導電性基板之表面形成之連續導電線路之最終狀態。
本發明揭露一種無害技術,其在一非導電性基板之表面
建立連續導電線路。一金屬基層可塗佈於該非導電性基板之一表面或複數表面。藉由去除在該線路圖案之單元附近之金屬基層以在該金屬基層內部形成一線路圖案。之後,增加一第一金屬層於該金屬基層上。接著,由一導電性金屬構成之第二金屬層可增加於該線路圖案之第一金屬層上。
圖1係本發明實施例之方法100的流程圖,其概述本發明之無害技術,用以在一非導電性基板之表面建立連續導電線路。
本文所述之「非導電性基板」可用以表示不傳導或僅僅傳導可忽略量之電氣的各種材料。可應用於本文揭露之方法的非導電性基板包含但不限於具有高分子量之聚合物、玻璃、陶瓷、木材、布帛、不鏽鋼及其類似物。
本文所述之「無害」可用以表示不會破壞或損傷該非導電性基板之整體性的程序。換言之,本文所述之程序可建立連續導電線路於該非導電性基板之表面,而不會危害該非導電性基板之特性及/或原始形狀。
方法100可由步驟105啟始,其塗佈一金屬基層於一非導電性基板之一表面或複數表面。可應用於建立該金屬基層之金屬包含但不限於鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳、鐵、及其組合。
在步驟110中,形成一線路圖案於該金屬基層內部。在步驟115中,使用一化學鍍層程序以形成一第一金屬層於該金屬基層上方。在步驟120中,使用一電鍍程序以形成一第二金屬層於該第一金屬層上方,俾便建立一連續導電線路於該非導電性基板之一表面或複數表面。
在完成步驟120之後,該非導電性基板及/或該連續導電線路可進一步使用於電子元件之製程中(亦即,電子元件可連接於該連續導電線路及/或該非導電性基板可安裝於一電子元件內部)。
圖2係本發明實施例之方法200的流程圖,其詳述本發明之無害技術,用以在一非導電性基板之表面建立連續導電線路。方法200可代表方法100之特定實施例。
方法200可由步驟205啟始,其置放一非導電性基板於一活性金屬溶液中。依據所需之無害程序及/或使用之非導電性基板的種類,製備該非導電性基板可包含清潔、去污及蝕刻等等動作。在步驟210中,在該活性金屬形成一金屬基層於該非導電性基板之一表面或複數表面之後,可將該非導電性基板從該活性金屬溶液中移開。
步驟210之效能可由浸泡時間及/或該活性金屬層之厚度等參數予以評估。這些參數因使用之非導電性基板種類、該連續導電線路之塗佈技術、及/或金屬化程序之特性(例如:溶液濃度、活性金屬種類)不同而變化。
在步驟215中,局部去除該金屬基層而實現一線路圖案於該金屬基層內。去除該金屬基層而實現該線路圖案可將線路元素與該金屬基層之其餘部分予以分離。該非導電性基板之一表面或複數表面實現該線路圖案之區域可視為一鍍層,而該非導電性基板之一表面或複數表面的其餘部分可視為一非鍍層區。
在一實施例中,步驟205之製備該非導電性基板可包含在該非導電性基板之局部區域塗佈一物質,其在該非導電性基板置放於該活性金屬活液時,可避免或抑制該金屬基層之鍵結。相較其它可能方法,此一鍵結抑制劑可使得步驟215較容易完成局部去除該金屬基層而實現一線路圖案。
在步驟220中,圖案化之非導電性基板可置放於一化學鍍層溶液中。在步驟225中,在形成一層由該化學鍍層溶液之金屬構成之第一金屬層於該金屬基層上之後,可將該非導電性基板從該化學鍍層溶液中移開。在步驟215中,局部去除該金屬基層而曝露之非導電性
基板之表面不受該化學鍍層溶液之影響。
在步驟230中,該鍍層區可再予以進行電鍍程序處理(例如:沖洗、乾燥、裝配電極等)。在步驟235中,在該鍍層區之第一金屬層上電鍍一層第二金屬層。
特而言之,該電鍍程序僅僅該鍍層區上進行,且該鍍層區與該非鍍層區係電氣分離;因此,該第二金屬層無法形成於該非鍍層區之第一金屬層上。
在步驟240中,從該非鍍層區之非導電性基板之一表面或複數表面移除第一金屬層及第二金屬層。如此,留下一連續導電線路圖案,包含在該非導電性基板之一表面或複數表面上之一金屬基層、一第一金屬層、及一第二金屬層,不會影響該非導電性基板。
圖3係本發明實施例之製造流程300,其繪示在一非導電性基板305上以無害方式建立一連續導電線路380。製造流程300可代表方法100及/或方法200之特定實施例。
製程流程300之啟始可在預計要形成該連續導電線路380之非導電性基板305的表面預先進行金屬化前處理。特而言之,該非導電性基板305之表面不需要限制於平坦輪廓;亦即,本文所述之製造流程可在具有凹部或凸部表面之非導電性基板305上建立該連續導電線路380。
例如,此一製造程序可在圓形物或圓柱物之外表面(凸部)或內表面(凹部)上建立該連續導電線路380。此外,該表面可具有些微的凸出及/或凹入,類以波浪或漣波。
如此,除了形狀之外,本文所述之製造流程可擴展該非導電性基板305之形貌種類,其可作為該連續導電線路380之基礎。習知技術無法適用表面不完美之非導電性基板305,而本文所述之製造流程可容許使用表面不完美之非導電性基板305,且/或減少對改善表面
平坦度(例如,化學機械研磨)之需求。換言之,使用本文所述之製造流程,無需表面平坦改善(光蝕刻)技術。
在製造流程300例示之實施例中,該非導電性基板305可為一片聚碳酸酯。該非導電性基板305可置放於一活性金屬溶液310之中,例如鈀溶液,其濃度為10-70ppm。
浸泡該非導電性基板305於該活性金屬溶液及後續從該活性金屬溶液移開該非導電性基板305,即可形成一中間物品315。如此一實施例所示,該中間物品315可具有一金屬基層320(灰色標示者),其位於該非導電性基板305之表面且由該活性金屬溶液310之活性金屬構成。
該金屬基層320之厚度可隨該活性金屬之種類、該非導電性基板305之種類、該導電線路380之種類及其它製程變數不同而改變。
本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解該金屬基層320可形成於該非導電性基板305所呈現之全部表面區域,而該製造程序300所示之膜層可代表一剖示圖以強調膜層差異。換言之,當置放於該活性金屬溶液310中,若該平板狀非導電性基板305之表面曝露,則該中間物品315將具有全面覆蓋該非導電性基板305之金屬基層320,並非如圖示所示之僅有「上層」。
一導電圖案330可實現於該金屬基層320內,即形成於該中間物品325內。實現該導電圖案330之程序涉及從包含該導電圖案330之區域附近之非導電性基板305上去除該金屬基層320。
例如,可使用YAG雷射去除該金屬基層320。在此一程序中,YAG雷射可在頻率5-30kHz以功率密度1-7%提供4-10W的功率。
此外,在該金屬基層320中實現該線路圖案330之程序可實體分離該金屬基層320為二個分離區域。該鍍層區335可包含該線路
圖案330及在後續程序中電鍍的任何其它輔助區域。未包含於該鍍層區335之金屬基層320的其餘區域可為一非鍍層區340。
在該製造流程300之另一實施例中,該非鍍層區340之金屬基層320也被去除,僅留下該鍍層區335於該非導電性基板305之表面。
該中間物品325隨後可置放於一化學鍍液345中以建立一中間物品350。如該中間物品350所示,該化學鍍液345可形成一第一金屬層355(中度灰色標示者)於該金屬基層320(淺灰色標示者)上。
例如,無電鍍銅程序可形成由銅構成之第一金屬層355或無電鍍鎳程序可形成由鎳構成之第一金屬層355。
特而言之,該第一金屬層355可形成於該鍍層區335及該非鍍層區340二者之中。雖然該第一金屬層355實際上只需要形成在該線路圖案330之金屬基層320上,然而相較於對該非導電性基板305進行預處理以抑制該第一金屬層355形成該非鍍層區340之中,在該鍍層區335及該非鍍層區340二者之中均建立該第一金屬層355可節省成本及時間。
在該中間物品350之鍍層區335使用一電鍍程序360可形成一中間物品365。該電鍍程序360使用之電極的連接方式可僅與該鍍層區335相連。因此,該第二金屬層370(深灰色標示者)可以僅僅形成於該鍍層區335內之第一金屬層355上。
此外,由於該鍍層區335之第一金屬層355與該非鍍層區340之第一金屬層355係實體分離,因此該基板305之非導電特性可額外地提供絕緣而限制該電鍍程序600僅僅在該鍍層區335內進行。
該中間物品365可隨後作為其它電子線路之輸入媒介。此外,該第一金屬層355及該金屬基層320可從該中間物品365上去除以製造一最終狀態375,如圖3A所示。
該最終狀態375可包含該導電線路380,其形成於該非導電基板305之表面。該導電線路380可包含該金屬基層320,其黏合該第一金屬層555及該第二金屬層370於該非導電基板305。
特而言之,如圖3A所示,該非導電基板305並未因該導電線路380之形成而改變。該製造流程300可建立該導電線路380,但不會破壞該非導電基板305之表面,不同於習知技術嵌設一層或多層導電線路380於該非導電性基板305。此一功效可確保該非導電性基板305之整合性不受損害。
此外,由於該無害性技術不需考量該非導電性基板305之改變以適應該導電圖案330或設計,因此可以大幅地減少實現一個新的導電圖案330或修改既有的導電圖案330所需之時間。
例如,積體電路(例如,微處理器或晶片)之習知製造程序可能涉及特定基板(亦即摻雜之矽基板)及複數次之微影、蝕刻、及/或沈積步驟以形成該導電線路380。此類習知製造流程之單一程序改變必須重新修訂及/或改變包含該線路圖案330之各個光罩,更不必說機台之新重調校以適應新的/修改的光罩。
由於此一巨量的花費,改變設計可能必須花費相當多的時間,方可在實際製程上實現。因此,許多積體電路製造者傾向匯整設計變革或考量而成為一條新的產品線,而不在製造程序中改變設計。
然而,藉由本文所述之製造流程,可以較及時且較不困難的方式實現一線路設計。由於該線路圖案330係以單一結構塗佈於該非導電性基板305之表面,因此設計之改變可藉由在此一程序中簡單地調整該新的線路圖案330而予以實現。
例如,實現在該金屬基層320內之線路圖案330可予以改變而使用新的線路圖案330(亦即,雷射操作者依循新的線路圖案330)。該新的線路圖案330可能也需要改變電鍍程序之電極的位置配
置。相較於習知之導電線路380的製造程序,上述改變相對較輕微。
本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上,然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解,在不背離後附申請專利範圍所界定之本揭露精神和範圍內,本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如,上文揭示之許多製程可以不同之方法實施或以其它製程予以取代,或者採用上述二種方式之組合。
此外,本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解,基於本揭露教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟,無論現在已存在或日後開發者,其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能,而達到實質相同的結果,亦可使用於本揭露。因此,以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。
300‧‧‧製造流程
305‧‧‧非導電性基板
310‧‧‧活性金屬溶液
315‧‧‧中間物品
320‧‧‧金屬基層
325‧‧‧中間物品
330‧‧‧線路圖案
335‧‧‧鍍層區
340‧‧‧非鍍層區
345‧‧‧化學鍍液
350‧‧‧中間物品
355‧‧‧第一金屬層
360‧‧‧電鍍程序
365‧‧‧中間物品
370‧‧‧第二金屬層
375‧‧‧最終狀態
Claims (15)
- 一種在一基板之非導電性表面上製備一導電線路的方法,包含下列步驟:直接形成一含有活性金屬的金屬基層於一基板之非導電性表面;及於該金屬基層上形成一第一金屬層,該第一金屬層同時位於該基板之非導電性表面鄰近一線路圖案的一鍍層區及該基板之非導電性表面之該鍍層區以外的一非鍍層區,且該鍍層區及該非鍍層區係實體分離,其中該第一金屬層是由一無電鍍程序所形成。
- 如請求項1所述之方法,另包含:去除位於該非鍍層區的該第一金屬層。
- 如請求項1所述之方法,另包含:以電鍍程序於該鍍層區的該第一金屬層上增加一第二金屬層,且該第二金屬層受限制而無法增加於該非鍍層區之該第一金屬層上。
- 如請求項1至3任一項所述之方法,其中該鍍層區及該非鍍層區係透過一雷射所分離。
- 如請求項4所述之方法,其中該雷射分離過程不破壞該基板之非導電性表面。
- 一種在一基板之非導電性表面上製備一導電線路的方法,包含下列步驟:直接形成一含有活性金屬的金屬基層於一基板之非導電性表面;根據一線路設計,界定位於該基板之非導電性表面鄰近一線路圖案的一鍍層區,而去除該基板之非導電性表面之該鍍層區以外 的一非鍍層區內的該金屬基層;及增加一第一金屬層於該金屬基層上。
- 如請求項6所述之方法,另包含:以電鍍程序於該鍍層區的該第一金屬層上增加一第二金屬層,且該第二金屬層受限制而無法增加於該非鍍層區之該第一金屬層上。
- 如請求項6或7所述之方法,其中該去除該非鍍層區內的該金屬基層的過程不破壞該基板之非導電性表面。
- 一種在一基板之非導電性表面上製備一導電線路的方法,包含下列步驟:直接形成一含有活性金屬的金屬基層於一基板之非導電性表面;於該金屬基層上形成一第一金屬層,該第一金屬層同時位於該基板之非導電性表面鄰近一線路圖案的一鍍層區及該基板之非導電性表面之該鍍層區以外的一非鍍層區,且該鍍層區及該非鍍層區係經由一雷射而實體分離;及去除位於該非鍍層區的該第一金屬層。
- 如請求項9所述之方法,其中由該雷射分離該鍍層區及該非鍍層區的過程不破壞該基板之非導電性表面。
- 一種在一基板之非導電性表面上製備一導電線路的方法,包含下列步驟:直接形成一含有活性金屬的金屬基層於一基板之非導電性表面;於該金屬基層上形成一第一金屬層,該第一金屬層同時位於該基板之非導電性表面鄰近一線路圖案的一鍍層區及該基板之非導電性表面之該鍍層區以外的一非鍍層區,且該鍍層區及該非鍍層 區係經由一雷射而實體分離;及以電鍍程序於該鍍層區的該第一金屬層上增加一第二金屬層,且該第二金屬層受限制而無法增加於該非鍍層區之該第一金屬層上。
- 如請求項11所述之方法,其中由該雷射分離該鍍層區及該非鍍層區的過程不破壞該基板之非導電性表面。
- 一種導電線路,形成於一基板之非導電性表面,該導電線路包含:一金屬基層,設置於該基板之非導電性表面而形成該導電線路之一線路圖案,該金屬基層的邊緣以及該金屬基層於該線路圖案區域以外的上表面具有經過雷射處理的痕跡,其中該金屬基層含有活性金屬;以及一第一金屬層,設置於該金屬基層上方,其中沒有該金屬基層之該基板之非導電性表面亦沒有該第一金屬層。
- 如請求項13所述之導電線路,其中該基板之非導電性表面係非平面。
- 如請求項13所述之導電線路,另包含一設置於該第一金屬層上方而由一電鍍程序形成的第二金屬層,其中沒有該第一金屬層之區域亦沒有該第二金屬層。
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