TWI638596B - 具有導電線路的基板的製作方法及具有導電線路的基板 - Google Patents

Abstract

一種具有導電線路的基板的製作方法，步驟包含：製備一包含一基底材料以及複數耐高溫顆粒的塗層材料；於一非熱塑性材料的基材表面塗覆該塗層材料而形成一塗層；於該塗層界定一預定線路區，使位於該預定線路區中的該塗層的基底材料部分被汽化且該等耐高溫顆粒被留下而在該預定線路區形成一粗糙表面；於該預定線路區的該粗糙表面形成一包含一活性金屬的活化層；及以無電鍍製程於該活化層形成一金屬層。

Description

具有導電線路的基板的製作方法及具有導電線路的基板

本發明是有關於具有薄膜或厚膜電路的電氣元件的製造，特別是指一種具有導電線路的基板的製作方法。

基於目前的電氣產品的發展，具有導電線路的基板的構成材料需求愈來愈多元，例如指定於透明的玻璃上形成導電線路，但，因為玻璃本身無法利用雷射加工產生粗糙面，一般以無電鍍製程在玻璃基材表面形成金屬層時，由於玻璃基材表面較為平滑而會使金屬層在玻璃基材表面的附著力較差，無法形成較佳的結合，導致金屬層容易剝離。

因此，本發明的其中一目的，即在提供一種能在不易形成粗糙表面的基板上形成具有良好結合性的導電線路的具有導電 線路的基板的製作方法。

此外，本發明的另一目的，即在提供一種以前述方法製成的具有導電線路的基板。

於是，本發明具有導電線路的基板的製作方法，包含以下步驟：製備一塗層材料，該塗層材料包含一基底材料，及複數耐高溫顆粒；於一基材表面塗覆該塗層材料而形成一塗層，該基材為非熱塑性材料構成；於該塗層界定一預定線路區，使位於該預定線路區中的該塗層的基底材料部分被汽化且該等耐高溫顆粒被留下而在該預定線路區形成一粗糙表面；於該預定線路區的該粗糙表面形成一包含一活性金屬的活化層；及以無電鍍製程於該活化層形成一金屬層。

又，本發明具有導電線路的基板，包含一基材、一塗層，及一導電線路。該基材為非熱塑性材料所構成。該塗層含有複數耐高溫顆粒，該塗層設置於該基板上並具有一粗糙表面。該導電線路包含一組成中包括一活性金屬並位於該粗糙表面上的活化層，及一形成於該活化層上的金屬層。

本發明的功效在於：藉由在基材表面形成包含基底材料及耐高溫顆粒的塗層，並使部分基底材料汽化而形成粗糙表面，再於粗糙表面無電鍍形成金屬層，而能使金屬層透過塗層與基材形成良好的結合性。再者，可以利用雷射直接在塗層表面界定出預定線路區，亦即將塗層圖案化，而能使形成導電線路的製程較為簡便。

S1-S5‧‧‧步驟

1‧‧‧基材

2‧‧‧塗層

21‧‧‧基底材料

22‧‧‧耐高溫顆粒

23‧‧‧預定線路區

24‧‧‧凹槽結構

25‧‧‧側向凹槽結構

3‧‧‧活化層

4‧‧‧金屬層

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是一流程方塊圖，說明本發明具有導電線路的基板的製作方法的一實施例；圖2是一流程示意圖，輔助圖1說明該實施例；及圖3是該實施例所製成的樣品的一光學顯微鏡照片。

參閱圖1，本發明具有導電線路的基板的製作方法的一實施例，包含以下步驟：步驟S1，製備一塗層材料，塗層材料包含一基底材料，及複數耐高溫顆粒；步驟S2，於一基材表面塗覆塗層材料而形成一塗層，基 材為非熱塑性材料構成；步驟S3，於塗層界定一預定線路區，使位於預定線路區中的塗層的基底材料部分被汽化且耐高溫顆粒被留下而在預定線路區形成一粗糙表面；步驟S4，於預定線路區的粗糙表面形成一包含一活性金屬的活化層；及步驟S5，以無電鍍製程於活化層形成一金屬層。

在本實施例中，步驟S1是將基底材料與耐高溫顆粒混合形成塗層材料，其中基底材料為樹脂，於其他變化例中，基底材料亦可為例如橡膠等高分子材料(polymer)。耐高溫顆粒是由陶瓷材料製成，例如氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化鋅等金屬氧化物的陶瓷材料。耐高溫顆粒的尺寸可介於0.4至4μm。塗層材料中含有耐高溫顆粒的固含量比例較佳介於20%-35%。

另配合參閱圖2，步驟S2是在一基材1表面塗覆塗層材料而形成一塗層2，基材1為非熱塑性材料構成，例如玻璃、陶瓷，以及熱固性塑料其中任一，尤其是無法用雷射加工產生粗糙表面的材料特別地適用。塗覆塗層材料的方式可以採網印方式，及噴漆方式其中任一。在本實施例中，基材1為厚度1mm以上之玻璃，塗覆塗層材料的厚度約為50至60微米而形成約為50至60微米厚度的塗層2。所形成的塗層2即含有基底材料21及耐高溫顆粒22。

步驟S3是在塗層2界定一預定線路區23，使位於預定線路區23中的塗層2的基底材料21部分被汽化且耐高溫顆粒22被留下而在預定線路區23形成一粗糙表面。具體而言，使基底材料21被汽化的手段是施加能量於塗層2，在本實施例中，是用脈衝雷射，例如最大瓦數為6W的綠光雷射機台(使用功率約是50%-80%)，以加工深度約30微米而燒蝕塗層2的基底材料21而使基底材料21部分被汽化，而在預定線路區23形成粗糙表面。亦即，利用雷射燒蝕塗層2的基底材料21能夠直接在塗層2表面圖案化預定形成導電線路的區域，即預定線路區23，而能使製程較為簡便。藉由耐高溫顆粒22能夠耐高溫而不會被燒蝕的特性，當預定線路區23的部分基底材料21被燒蝕汽化後，留下的耐高溫顆粒22及基底材料21即形成粗糙表面，尤其是一些耐高溫顆粒22較為凸出表面而形成不規則的凹槽結構24，其中有些在耐高溫顆粒22下方的基底材料21被燒蝕汽化，而形成深入耐高溫顆粒22下方的側向凹槽結構25。此外，由於塗層2厚度明顯大於雷射燒蝕塗層2的加工深度，所以在使基底材料21被汽化過程中，不致影響破壞基材1表面。

步驟S4是在預定線路區23的粗糙表面形成包含活性金屬的活化層3。活化層3可以是被覆於塗層2表面而至少部分延伸進入預定線路區23的粗糙表面。活化層3可含有選自鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)及其等之組合的活性金屬，可透過噴塗、 浸鍍等方式形成在塗層2表面。由於活化層3的厚度為奈米級，故在圖2中並未表現出厚度。

步驟S5是以無電鍍製程於該活化層3形成一金屬層4。形成活化層3後，將整個層狀結構沉浸於化學鍍液中而在活化層3上形成金屬層4，金屬層4的材質可為銅或鎳，厚度約為30微米。圖3所示的照片為本實施例所製成的樣品以光學顯微鏡觀察所拍攝的影像，放大倍率為5000倍，由照片可以看出在塗層2表面所形成的凹槽結構24及側向凹槽結構25，而金屬層4可以填充在凹槽結構24及側向凹槽結構25內，藉此能與塗層2表面產生較強的結合力，尤其金屬層4填充於側向凹槽結構25內的部分是深入塗層2內，而形成互相勾扣的結構，能大幅增強金屬層4與塗層2的結合力，使金屬層4不易剝離。

進一步地，可將預定線路區23以外的金屬層4去除，再利用電鍍製程於預定線路區23的金屬層4上電鍍金屬，例如銅，以形成較厚的金屬層4而形成導電線路。或者，可先在預定線路區23的周邊去除部分金屬層4以形成隔離間隙，再利用電鍍製程於預定線路區23的金屬層4上電鍍金屬，例如銅，以形成較厚的金屬層4，然後再去除預定線路區23以外的金屬層4而形成導電線路。也可依需求再進行電鍍製程，以使預定線路區23的金屬層4再增厚，而形成厚度較厚的導電線路。由於塗層2表面的預定線路區23以外的區 域並未形成粗糙表面，而容易將預定線路區23以外的金屬層4剝離。

綜上所述，藉由在基材1表面形成包含基底材料21及耐高溫顆粒22的塗層2，並使部分基底材料21汽化而形成粗糙表面，再於粗糙表面形成金屬層4，而能使金屬層4透過塗層2與基材1形成良好的結合性。再者，可以利用雷射直接在塗層2表面界定出預定線路區23，亦即將塗層2圖案化，而能使形成導電線路的製程較為簡便。

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。

Claims (18)

1. 一種具有導電線路的基板的製作方法，包含以下步驟：製備一塗層材料，該塗層材料包含一基底材料，及複數耐高溫顆粒；於一基材表面塗覆該塗層材料而形成一塗層，該基材為非熱塑性材料構成；於該塗層界定一預定線路區，使位於該預定線路區中的該塗層的基底材料部分被汽化且該等耐高溫顆粒被留下而在該預定線路區形成一粗糙表面；於該預定線路區的該粗糙表面形成一包含一活性金屬的活化層；及以無電鍍製程於該活化層形成一金屬層。
2. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，於該塗層界定該預定線預定線路區時，還使部份位於該等耐高溫顆粒下方的基底材料被汽化而形成深入該等耐高溫顆粒下方的側向凹槽結構。
3. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，於該塗層界定該預定線預定線路區時，使該基底材料部分被汽化而與被留下的該等耐高溫顆粒形成多個不規則的凹槽結構。
4. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，於該塗層界定該預定線預定線路區時，是用雷射燒蝕該塗層的基底材料而使該基底材料部分被汽化。
5. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其 中，該基底材料是樹脂。
6. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，該等耐高溫顆粒是陶瓷材料製成。
7. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，該基材是玻璃、陶瓷，及熱固性塑料其中至少一所構成。
8. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，於該基材表面塗覆該塗層材料時，是採網印方式，及噴漆方式其中任一而形成該塗層。
9. 如請求項1所述的具有導電線路的基板的製作方法，其中，於該基材表面塗覆該塗層材料時，是將該塗層材料塗覆約50至60微米的厚度而形成該塗層。
10. 一種具有導電線路的基板，包含：一基材，為非熱塑性材料所構成；一塗層，含有複數耐高溫顆粒，該塗層設置於該基板上並具有一粗糙表面；及一導電線路，包含一組成中包括一活性金屬並位於該粗糙表面上的活化層，及一形成於該活化層上的金屬層。
11. 如請求項10所述的具有導電線路的基板，其中，該塗層更含有一基底材料，該等耐高溫顆粒混合於該基底材料中，該粗糙表面是由該基底材料部分被汽化並與被留下的該等耐高溫顆粒所形成。
12. 如請求項11所述的具有導電線路的基板，其中，該粗糙表面具有多個由該基底材料汽化所形成的不規則的凹槽結 構。
13. 如請求項11所述的具有導電線路的基板，其中，該粗糙表面具有多個由該基底材料汽化所形成的深入被留下的該等耐高溫顆粒下方的側向凹槽結構。
14. 如請求項10或11所述的具有導電線路的基板，其中，該等耐高溫顆粒是陶瓷材料製成。
15. 如請求項11所述的具有導電線路的基板，其中，該基底材料的材質是樹脂。
16. 如請求項15所述的具有導電線路的基板，其中，該基材是玻璃、陶瓷，及熱固性塑料其中至少一所構成。
17. 如請求項10所述的具有導電線路的基板，其中，該塗層之厚度約為50至60微米。
18. 一種具有導電線路的基板的製作方法，包含：製備一塗層材料，該塗層材料包含一基底材料，及複數耐高溫顆粒；於一基材表面塗覆該塗層材料，而形成一塗層；施加能量於該塗層，使該塗層的基底材料部分被汽化並與被留下的該等耐高溫顆粒形成一粗糙表面，且於該汽化過程中不破壞該基材表面；於該塗層的該粗糙表面形成一包含一活性金屬的活化層；及以無電鍍製程於該活化層形成一金屬層。