TWI737372B

TWI737372B - 透明電路板及其製造方法

Info

Publication number: TWI737372B
Application number: TW109122166A
Authority: TW
Inventors: 王建; 何明展; 楊梅; 李成佳
Original assignee: 大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司; 大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-08-21
Also published as: CN113840469A; TW202202010A

Abstract

一種透明電路板的製造方法，包括步驟：提供一載板，載板包括一基材層及設置於基材層兩側的可剝離銅層；於可剝離銅層上電鍍以形成多條電鍍線路，所述電鍍線路呈蛇形狀；於每一電鍍線路中開設多個線路孔；於電鍍線路上壓合一第一透明覆蓋層；蝕刻以獲得導電線路，並於導電線路露出於第一透明覆蓋層的一側壓合一第二透明覆蓋層，以及開設多個線距孔，線距孔貫穿每相鄰兩條導電線路之間的第一透明覆蓋層及第二透明覆蓋層，獲得透明電路板。另，本發明還提供一種透明電路板。

Description

透明電路板及其製造方法

本發明涉及一種透明電路板及其製造方法。

目前業內製作透明柔性線路板的方法共有兩種：一是使用透明基材製作厚銅，通常銅厚為12um或18um的壓延銅，再用減成法制作細線大間距線路，最後再使用透明覆蓋膜做外部保護，形成透明線路板；二是使用透明基材製作薄銅，通常先在透明基材上進行沉積，再用加半成法制作細線大間距線路，最後使用透明覆蓋膜做外部保護，形成透明線路板。

但是，兩種方法在製作柔性透明線路板透光性能不佳，抗撓性能不好，受外力拉扯後不易回復原形貌。

有鑒於此，有必要提供一種透明電路板，該透明電路板具有良好的透光性及抗撓性能。

另，還有必要提供一種透明電路板的製造方法。

一種透明電路板的製造方法，包括步驟：

提供一載板，所述載板包括一基材層及設置於所述基材層兩側的可剝離銅層。

於所述可剝離銅層上電鍍以形成多條電鍍線路，所述電鍍線路呈蛇形狀，所述電鍍線路包括連接於所述可剝離銅層的一第一表面、遠離所述第一表面的一第二表面及連接所述第一表面及所述第二表面的兩個側面。

於每一所述電鍍線路中開設多個線路孔，所述線路孔貫穿所述第一表面及所述第二表面。

於所述電鍍線路上壓合一第一透明覆蓋層，以及移除所述可剝離銅層以使得所述第一表面暴露於所述第一透明覆蓋層。

蝕刻所述第一表面及第一表面附近的區域以獲得導電線路，並於所述導電線路露出於所述第一透明覆蓋層的一側壓合一第二透明覆蓋層。以及開設多個線距孔，所述線距孔貫穿每相鄰兩條所述導電線路之間的所述第一透明覆蓋層及所述第二透明覆蓋層，獲得所述透明電路板。

進一步的，步驟“於所述可剝離銅層上電鍍以形成多條電鍍線路”具體包括：於所述可剝離銅層上設置一圖形化感光層，所述圖形化感光層包括多個間隔分布的開槽，所述可剝離銅層於所述開槽中露出。於所述開槽內進行電鍍以形成所述電鍍線路。以及移除所述圖形化感光層。

進一步的，所述可剝離銅層包括一第一銅層及一第二銅層，所述第一銅層置於所述基材層上，所述第二銅層設置於所述第一銅層上，所述基材層與所述第一銅層之間的結合強度大於所述第一銅層與所述第二銅層之間的結合強度。

進一步的，所述電鍍線路的材質包括金屬單質，所述電鍍線路包括一第一區域及除所述第一區域外的一第二區域，所述第一區域臨近所述第二表面，所述第二區域臨近所述第一表面，所述第一區域內的所述金屬單質的晶格排列與所述第二銅層的晶格排列相同，所述第二區域內的所述金屬單質的晶格排列不同於所述第一區域內的所述金屬單質的晶格排列。

進一步的，所述製造方法還包括：

移除所述第一銅層以使得所述第二銅層附著於所述第一透明覆蓋層上。以及蝕刻所述第二銅層和所述第一區域以獲得所述導電線路，所述第二區域連接所述第一區域的表面形成有多個微觀結構。

進一步的，所述製造方法還包括：至少於每一所述電鍍線路的所述第二表面、所述側面及所述線路孔的內表面形成一第一黑化層，其中，所述第一透明覆蓋層形成於所述第一黑化層上。以及於所述導電線路上形成一第二黑化層，所述第一黑化層及所述第二黑化層相接以包覆所述導電線路，其中，所述第二透明覆蓋層形成於所述第二黑化層上。

進一步的，步驟“至少於每一所述電鍍線路的所述第二表面、所述側面及所述線路孔的內表面形成一第一黑化層”具體包括：提供一氧化劑，所述氧化劑包括硝酸溶液、硫化鉀溶液、多硫化鉀溶液、硫代硫酸鉀溶液中的至少一種。

將所述氧化劑噴塗在所述第二表面、所述側面及所述線路孔的內表面上，待所述氧化劑將所述第二表面、所述側面及所述線路孔的內表面氧化。以及清洗、乾燥，以獲得所述第一黑化層。

進一步的，所述第一透明覆蓋層包括一第一透明膠層及設置於所述第一透明膠層上的一第一透明介質層，所述第二透明覆蓋層包括一第二透明膠層及設置於所述第二透明膠層上的一第二透明介質層，所述導電線路內嵌於所述第一透明膠層及所述第二透明膠層中，且所述第一透明膠層及所述第二透明膠層填充所述線路孔，所述第一透明介質層設置於所述第一透明膠層遠離所述導電線路的一側，所述第二透明介質層設置於所述第二透明膠層遠離所述導電線路的一側。

一種透明電路板，包括一導電線路、設置於所述導電線路兩側的透明介質層、填充於所述透明介質層及所述導電線路之間的透明膠層，所述導電線路包括貫穿設置的多個線路孔，所述透明膠層填充於所述線路孔中，所述透明電路板還包括貫穿設置的線距孔，所述線距孔設置於每相鄰兩條所述導電線路之間。

進一步的，所述透明電路板還包括黑化層，所述黑化層設置於所述導電線路的外表面及所述線路孔的內表面。

進一步的，所述線路孔的孔徑為0.5~1微米，所述導電線路的線寬為2~15微米。

與習知技術相比，本發明提供的透明電路板設置有線路孔和線距孔，有利於提升導電線路與透明電路板整體的抗拉伸性能，同時提高所述透明電路板整體的透光性。

100:透明電路板

10:載板

11:基材層

12:可剝離銅層

121:第一銅層

122:第二銅層

13:感光層

131:圖形化感光層

132:開槽

20:電鍍線路

21:第一表面

22:第二表面

23:側面

24:第一區域

25:第二區域

26:導電線路

27:線路孔

30:第一中間體

40:第一黑化層

41:第二黑化層

50:第一透明覆蓋層

51:第一透明介質層

52:第一透明膠層

521:第一主體部

522:第一凸起部

60:第二中間體

70:第二透明覆蓋層

71:第二透明介質層

72:第二透明膠層

721:第二主體部

722:第二凸起部

80:線距孔

R1、R2:孔徑

W1:線寬

L1:線距

D1、D2、D3、D4:厚度

圖1為本發明實施例提供的載板的示意圖。

圖2為圖1所示載板設置一感光層後的示意圖。

圖3為圖2所示感光層曝光後的示意圖。

圖4為圖3所示感光層顯影後獲得圖形化感光層後的示意圖。

圖5為圖4所示圖形化感光層的開槽內電鍍後的示意圖。

圖6為圖5移除所述圖形化感光層後的示意圖。

圖7為圖6開設線路孔後的示意圖。

圖8為圖7設置第一黑化層後的示意圖。

圖9為圖8壓合第一透明基材層後的示意圖。

圖10為圖9剝離所述第一銅箔層後的示意圖。

圖11為圖10蝕刻掉所述第一銅箔層後的示意圖。

圖12為圖11設置第二黑化層後的示意圖。

圖13為圖12壓合第二透明基材層後的示意圖。

圖14為圖13開設所述線距孔後的示意圖。

圖15為本發明實施例提供的透明電路板的俯視圖。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬本發明保護的範圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。

本發明提供一種透明電路板100的製造方法，包括步驟：

S1：請參見圖1，提供一載板10，所述載板10包括一基材層11及設置於所述基材層11兩側的可剝離銅層12。

在本實施例中，所述可剝離銅層12包括一第一銅層121及一第二銅層122，所述第一銅層121設置於所述基材層11上，所述第二銅層122設置於所述第一銅層121上。

在本實施例中，所述第一銅層121藉由膠水黏合的方式連接於所述基材層11，所述第二銅層122藉由電鍍的方式連接於所述第一銅層121，使得所述基材層11與所述第一銅層121之間的結合強度大於所述第一銅層121與所述第二銅層之間的結合強度(即，剝離所述第一銅層121與所述基材層11所需的最小力大於剝離所述第二銅層122與所述第一銅層121所述的最小力)。所述第一銅層121的厚度D1為10~30微米，所述第二銅層122的厚度D2為1~5微米。

在本實施例中，所述基材層11為硬性樹脂層，如環氧樹脂或玻纖布等。在本發明的其他實施例中，所述基材層11的材料也可以柔性樹脂層，如聚醯亞胺、聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚硫胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚醯亞胺-聚乙烯-對苯二甲酯共聚物等。

S2：請一併參見圖2至圖6，電鍍，以在所述可剝離銅層12上形成多條電鍍線路20，所述電鍍線路20包括連接於所述可剝離銅層12的一第一表面21、遠離所述第一表面21的一第二表面22及連接所述第一表面21及所述第二表面22的兩個側面23。

在本實施例中，步驟S2中，所述電鍍包括：

S21：請參加圖2、圖3及圖4，於所述可剝離銅層12上設置一感光層13，對所述感光層13進行曝光、顯影以獲得一圖形化感光層131，所述圖形化感光層131包括多個間隔分布的開槽132，部分所述可剝離銅層12於所述開槽132中露出，所述開槽132大致呈蛇形狀，且所述開槽132沿所述載板10延伸方向分布。

在本實施例中，所述感光層13包括膠黏劑、光聚合單體、光引發劑、增塑劑。其中，所述膠黏劑用於使所述感光層13具有一定的化學、物理及機械性能，所述膠黏劑的材料包括酯化或醯胺化的聚苯丁樹脂，所述膠黏劑不含感光基團，屬光惰性物質，它與組分的混溶性、成膜性、顯影性和去膜性良好。所述光聚合單體是所述感光層13的主要成分，在所述光引發劑的存在下，經紫外光等活性能量射線照射而發生聚合固化，所得的固化物不溶於顯影液，而未感光部分經顯影液顯影後除掉，從而可以形成所述圖形化感光層131，所述光聚合單體主要包括多官能團不飽和酯類，如三乙二醇雙丙烯酸酯、季戊四醇三烯酸酯等。所述光引發劑是在紫外光的照射下分解成游離基，引發聚合和交聯反應的物質，所述光引發劑包括安息香醚衍生物、硫雜蒽酮衍生物、聯苯醯衍生物、二苯甲酮衍生物等。所述增塑劑用於增加所述感光層13的韌性，所述增塑劑主要包括三縮乙二醇二乙酸酯等。

S22：請參見圖5及圖6，於所述開槽132內進行電鍍以形成間隔分布的多條所述電鍍線路20，以及移除所述圖形化感光層131。所述電鍍線路20層的厚度D3小於或等於所述感光層13的厚度D4，即所述第一表面21低於所述感光層13的外表面或與所述感光層13的外表面齊平。

在本實施例中，多條所述電鍍線路20與所述開槽132形狀匹配，即大致呈蛇形狀，所述第二表面22呈弧狀，且所述第二表面22遠離所述可剝離銅層12凸出。藉由設置所述電鍍線路20為蛇形狀，當沿所述載板10的延伸方向對所述電鍍線路20進行拉伸時，所述電鍍線路20不易斷裂，有利於增加所述透明電路板100的導電穩定性。

在本實施例中，每兩條所述電鍍線路20之間的最小線距L1不小於0.2~1毫米。

在本實例中，所述電鍍線路20的材料為銅單質，所述電鍍線路20包括一第一區域24及除所述第一區域24外的一第二區域25，所述第一區域24臨近所述第二表面22，所述第二區域25臨近所述第一表面21，在步驟S22中的電鍍過程中，首先電鍍形成的第一表面21及附近區域(即第二區域25)內的銅單質的晶格排列會與第二銅層122相同(即第二銅層122相當於晶種，第二區域25內的銅單質的晶格的產生和生長於所述晶種相同)，而當電鍍繼續進行，第二區域25上會產生不同於所述第二銅層122的另外的晶格排列，由此形成所述第一區域24。在本發明的其他實施例中，所述電鍍線路20的材料可以是鎳、銀等導電金屬，也可以是碳等非金屬導電材料。

S3：請參見圖7，於所述電鍍線路20中開設多個線路孔27，並獲得一第一中間體30，所述線路孔27貫穿所述第一表面21及所述第二表面22，且所述線路孔27的孔徑R1小於所述電鍍線路20的線寬W1，以使每一所述電鍍線路20整體電性導通。藉由在所述電鍍線路20上開設多個所述線路孔27，有利於提高所述電鍍線路20整體的抗形變能力，同時該線路孔27可提高後續透明電路板100的透光性能。

在本實施例中，所述線路孔27向下延伸並貫穿所述第二銅層122，所述線路孔27的孔徑R1為0.5~1微米，所述電鍍線路20的線寬W1為2~15微米，在所述電鍍線路20線距L1(0.2~1毫米)較大的前提下，較小的線寬W1也有利於提高後續透明電路板100的透明度。

S4：請參見圖8，至少於所述電鍍線路20的第二表面22、側面23及所述線路孔27的內表面設置一第一黑化層40(即，黑化)。

在本實施例中，步驟S4中，所述黑化包括步驟：

S40：提供一氧化劑，所述氧化劑包括硝酸溶液、硫化鉀溶液、多硫化鉀溶液、硫代硫酸鉀溶液中的至少一種。

S41：將所述氧化劑噴塗在所述第一中間體30表面，所述氧化劑直接將所述第一中間體30的外表面(包括所述可剝離銅層12除所述電鍍線路20之外的外表面，所述電鍍線路20的第二表面22、所述側面23及所述線路孔27的內表面)的金屬單質直接氧化為黑色的金屬氧化物。

S42：清洗所述第一中間體30表面多餘的所述氧化劑、乾燥以獲得所述第一黑化層40，所述第一黑化層40覆蓋所述電鍍線路20及所述第二銅層122。

S5：請參見圖9，於所述第一黑化層40上壓合一第一透明覆蓋層50，所述第一透明覆蓋層50包括一第一透明介質層51及填充於所述第一透明介質層51及所述第一黑化層40之間的一第一透明膠層52。

在本實施例中，所述第一透明膠層52包括一第一主體部521及自所述第一主體部521朝向所述可剝離銅層12延伸形成的一第一凸起部522，所述第一凸起部522填充部分所述線路孔27，所述第一主體部521填充於所述第一透明介質層51及所述第一黑化層40之間的除所述線路孔27以外的間隙。

在本實施例中，步驟S5中，所述第一透明介質層51的材料包括聚醯亞胺(polyimide，Pi)、液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)中的一種。

所述第一透明膠層52的材料包括聚二甲基矽氧烷(PDMS)或者聚乙烯對苯二酸酯(PET)中的一種，所述第一透明膠層52為具有伸縮性能的透明膠。

S6：請參見圖10，移除所述可剝離銅層12以獲得第二中間體60，所述第二中間體60包括多條所述電鍍線路20及所述第一透明膠層52，所述電鍍線路20埋入所述第一透明膠層52內，且所述電鍍線路20的所述第一表面21露出於所述第一透明膠層52。

在本實施例中，請參見圖10，步驟S6中，移除所述可剝離銅層12包括步驟：剝離所述可剝離銅層12的所述第一銅層121及所述第二銅層122，使得所述第二銅層122附著在所述第一透明膠層52遠離所述第一透明介質層51的一側。因剝離所述第一銅層121與所述基材層11所需的最小力大於剝離所述第二銅層122與所述第一銅層121所述的最小力，所以所述第一銅層121易於與所述第二銅層122分離。

S7：請參見圖11及圖12，蝕刻所述電鍍線路20的所述第一表面21及附近區域以獲得導電線路26，以及於所述導電線路26被蝕刻的區域設置一第二黑化層41，所述第二黑化層41與所述第一黑化層40相接以包覆所述導電線路26。

在本實施例中，請參見圖11，步驟S7中，蝕刻所述電鍍線路20包括步驟：蝕刻去除所述第二銅層122及與所述第二銅層122相接觸的部分所述第一黑化層40，以及蝕刻所述電鍍線路20的所述第二區域25，獲得導電線路26，所述導電線路26被蝕刻的一側形成多個微觀結構(圖未示)，所述微觀結構用於增強後續導電線路26與第二黑化層41的結合強度。

在本實施例中，步驟S7中，設置所述第二黑化層41為根據步驟S40-S42於所述導電線路26被蝕刻的區域設置所述第二黑化層41。

S8：請參見圖13及圖14，壓合一第二透明覆蓋層70，所述第二透明覆蓋層70包括一第二透明介質層71及設置於所述第二透明介質層71及所述第一透明覆蓋層50之間的一第二透明膠層72，以及，開設多個線距孔80以獲得所述透明電路板100。

在本實施例中，所述第二透明膠層72包括一第二主體部721及自所述第二主體部721朝向所述導電線路26延伸形成的一第二凸起部722，所述第二凸起部722填充部分所述線路孔27，所述第一凸起部522及所述第二凸起部722填滿所述線路孔27，所述第二主體部721填充於所述第二透明介質層71及所述第一透明膠層52之間的除所述線路孔27以外的間隙。藉由將第一凸起部522及所述第二凸起部722填入所述線路孔27內可以增加所述導電線路26與所述第一透明膠層52及所述第二透明膠層72的接觸面積，進而提高所述電鍍線路20與第一透明膠層52及所述第二透明膠層72之間的結合強度。

在本實施例中，所述第二透明介質層71的材料包括聚醯亞胺(polyimide，PI)、液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)中的一種。

在本實施例中，所述第二透明膠層72的材料包括聚二甲基矽氧烷(PDMS)或者聚乙烯對苯二酸酯(PET)中的一種，所述第一透明膠層52具有伸縮性能的透明膠。

在本實施例中，所述線距孔80等距間隔設置於每相鄰兩個所述導電線路26之間的區域，所述線距孔80的孔徑R2為100~200微米。

請參見圖14及圖15，本發明提供一種透明電路板100，所述透明電路板100包括一導電線路26、分別設置於所述導電線路26兩側的第一透明介質層51及第二透明介質層71、填充於第一透明介質層51及所述導電線路26之間的第一透明膠層52、填充於所述第二透明介質層71於所述導電線路26之間的第二透明膠層72，所述第一透明膠層52及所述第二透明膠層72還填充於所述線路孔27中，所述透明電路板100還包括貫穿設置的線距孔80，所述線距孔80設置於每相鄰兩條所述導電線路26之間。

在本實施例中，所述透明電路板100還包括第一黑化層40及與所述第一黑化層40相接的第二黑化層41，所述第一黑化層40及所述第二黑化層設置於所述導電線路26的外表面及所述線路孔27的內表面。

與習知技術相比，本發明提供的透明電路板及其製作方法具有以下優點：

(一)線路孔與線距孔的設置有利於提升導電線路與透明電路板整體的抗拉伸性能，同時提高所述透明電路板整體的透光性。

(二)黑化層可以提高透明電路板整體的視覺透光性，同時增加導電線路與透明膠層之間的結合強度。

(三)藉由在載板上電鍍並壓合的方法可以同時製作兩個透明電路板，效率高，而且壓合工藝容易控制透明電路板整體的厚度。

(四)透明電路板的主要成分為銅和基材，無重金屬存在，用後可回收，環境友好。

另外，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬本發明的保護範圍。