TWI651991B - 導電線路之製作方法 - Google Patents

Abstract

一種導電線路的製作方法，包含在介電基材的表面上的預定路徑開設複數凹穴，其中各凹穴的縱深方向與表面的法線方向不平行；沿預定路徑塗佈導電膠於介電基材的表面；在抽真空的環境下，以刷印加壓的方式使導電膠深入凹穴中；以及固化導電膠，以形成導電線路。

Description

導電線路之製作方法

一種導電線路的製作方法，尤指一種在基材上，經表面處理後的導電線路製作方法。

導電線路的製作常見於印刷電路板、太陽能電池或半導體製程。對於非上述領域而有製作導電線路的需求亦所在多有，例如汽車、電動車製造，3C產品製造領域等等，可知設計導電線路的應用領域相當廣泛。

傳統導電線路的製作有以溼蝕刻侵蝕薄膜的方式製作導電層或介電層，其製程簡易，蝕刻的速度快。然而其係利用液相與固相之間的化學反應，需要大量具腐蝕性的化學藥劑進行蝕刻，在沖洗後相對也產生大量的廢液，對環境造成汙染，對人體亦容易造成危害。

此外，傳統的導電線路在製作完成後，其使用的時間並不長久，理由在於導電層與基材之間的黏合性差，導電層與基材之間容易發生脫離，一旦發生脫離的情況，則可能導致整體線路斷路，所應用的產品或商品即失去功能。

有鑑於此，本發明提供一實施例之一種導電線路的製作方法，包含在介電基材的表面上的預定路徑開設複數凹穴，其中各凹穴的縱深方向與表面的法線方向不平行；沿預定路徑塗佈導電膠於介電基材的表面；在抽真空的環境下，以刷印加壓的方式使導電膠深入凹穴中；以及固化導電膠，以形成導電線路。

本發明還提供一實施例之一種導電線路的製作方法，包含在介電基材的表面上的預定路徑開設複數凹穴，其中各凹穴的縱深方向與表面的法線方向不平行；塗佈導電膠於介電基材的表面；在抽真空的環境下，以刷印加壓的方式方式使導電膠深入凹穴中；固化導電膠；以及移除預定路徑以外的導電膠，以形成導電線路。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，凹穴自表面貫穿介電基材。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，凹穴不貫穿介電基材。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，是以雷射的方式開設凹穴。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，是以電漿蝕刻的方式開設凹穴。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，是以點膠的方式，將導電膠塗佈於表面。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，是將複數金屬粉末加熱成熔融狀態的方式，形成導電膠後塗佈於表面。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，是以雷射金屬沉積（LMD）的方式，形成導電膠後塗佈於表面上。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，是以雷射光照射的方式固化導電膠。

如上述的導電線路之製作方法，在一實施例中，表面具有三維空間。

請參閱圖1以及圖2A至2E圖。圖1為本發明導電線路之製作方法之一實施例之步驟流程圖。圖2A至2E圖分別是圖1所示製作方法中各步驟之狀態示意圖。

製作方法包含開孔步驟、塗佈步驟、加壓步驟以及固化步驟，說明如下：

開孔步驟（步驟S1）：如圖2A所示，在介電基材1的表面11上的預定路徑M開設複數凹穴12，各凹穴12的縱深方向L與表面11的法線方向N不平行。介電基材1例如為塑膠品，在一實施例中，介電基材1是由環氧樹脂所製。凹穴12開設後自介電基材1表面11向內部延伸的方向，與表面11垂直的法線方向N不平行。

換言之，凹穴12是在表面11上預定的位置開設，所述的法線方向N是與表面11上預定開設的位置垂直，因此凹穴12的縱深方向L對於表面11上預定開設的位置而言，是以斜向的方式朝表面內部延伸，凹穴12的縱深方向L與表面11（預定開設的位置）的法線方向N夾有一角度，其範圍為90度至約近0度，視需求可以控制開設凹穴12的加工平台的角度，抑或是控制介電基材1所置放的加工平台的角度使凹穴12符合上述的結構。所述的夾角度愈大，凹穴12縱深方向L傾斜的方式愈明顯，所述夾角度愈小，凹穴12縱深方向L與法線方向N較為貼近。

塗佈步驟（步驟S2）：如圖2B所示，沿預定路徑M塗佈導電膠2於介電基材1的表面11。預定路徑M即使用者或相關業者所預設欲形成導電線路的路徑。

加壓步驟（步驟S3）：在抽真空的環境下，以刷印加壓的方式使導電膠2深入凹穴12中（如圖2C所示）。

在一實施例中，係在塗佈步驟（步驟S2）時或之後，即利用環境抽真空的方式，使導電膠2能夠深填於其下的凹穴12中。在另一實施例中，在塗佈步驟（步驟S2）時或之後，除了利用環境抽真空的方式，並且搭配刷印加壓，即控制刷印板的壓力以控制導電膠2不溢流，進一步控制刷印板的加壓的速度以控制導電膠2能流入凹穴12內。

固化步驟（步驟S4）：請參閱圖2D至圖2E，固化導電膠2以形成導電線路3。導電膠2是以流態或熔融狀態塗佈在介電基材1的表面11上。在一實施例中，是以高溫加熱、烘乾的方式使導電膠2固化，例如以雷射光照射的方式，加熱導電膠2使其固化。在另一實施例中，是以自然乾燥的方式使導電膠2固化。固化後的導電膠2即實現導電線路3（如圖2E所示）。又在一實施例中，可以光固化的方式使導電膠2固化，如照射紫外光。

藉由開設斜向的凹穴12，在導電膠2固化之後，導電膠2深填於凹穴12的部分提供更多有別於表面11之法線方向N的抓持力分量，使得導電膠2不易與表面11脫離。

請參閱圖3，是本發明導電線路之製作方法之一實施例之介電基材1的表面11之局部示意圖。在此實施例中，複數凹穴12非必要與預定路徑M形狀一致，可僅開設在預定路徑M的局部位置上，例如凹穴12圍成一圓圈、排列成斜線等等，其目的在於待導電膠2固化成導電線路3後，提供導電線路3其他斜向分量的抓持力，使導電線路3不易與表面11脫離。

所述的凹穴12的孔徑是以微米（µm）為單位，因此開設在介電基材1的表面12上並不影響介電基材1的外觀。以上述的實施例中，導電膠2是沿預定路徑M而覆蓋凹穴12、待固化後表面11即看不出存有凹穴12的結構。

請參閱圖4以及圖5A至5F圖。圖4為本發明導電線路3之製作方法之另一實施例之步驟流程圖。圖5A至5F圖分別是圖4所示製作方法中各步驟之狀態示意圖。

製作方法包含開孔步驟、塗佈步驟、加壓步驟、固化步驟及移除步驟，說明如下：

開孔步驟（步驟P1）：在介電基材1的表面11上的預定路徑M開設複數凹穴12，其中各凹穴12的縱深方向與表面11的法線方向不平行。請參考上述相關的說明，在此不再贅言。

塗佈步驟（步驟P2）：塗佈導電膠2於介電基材1的表面11。與上述實施例不同的在於所塗佈的範圍是表面11上包含預定路徑M的一面積區域或整體表面，非僅沿預定路徑M塗佈於表面11上。塗佈的方式例如將導電膠2印在介電基材1的表面11。或是以旋轉塗佈（Spin Coating）的方式，利用離心力將導電膠2塗覆在介電基材1的表面11。

加壓步驟（步驟P3）：在抽真空的環境下，以刷印加壓的方式使導電膠2深入凹穴12中。請參閱上述利用環境抽真空使導電膠2深入凹穴12中的說明，在此不再贅言。

固化步驟（步驟P4）：固化導電膠2。以加熱、光照或自然晾乾的方式使導電膠2固化，此時固化的導電膠2形成厚膜般的導電層。

移除步驟（步驟P5）：移除預定路徑M以外的導電膠2（即區域E），以形成導電線路3。換言之，在固化後的導電膠2（導電層）上規劃預定路線（即所需的導電線路3圖案）後，移除區域E，在表面11上留下的部分，即為所述的導電線路3。

在一實施例中，是採用雷射蝕刻的方式，在導電層中，將不需要的部分移除。而在一實施例中，是採用刮刀或雕刻的方式將不需要的部分刮除。本發明並無限制移除的方式。

在另一實施例中，可利用雷射將在預定路徑M以外的導電膠2減薄，再以電漿大面積的蝕刻整體表面11直至原減薄區域E的導電膠2消失或使其不與預定路徑M的導電膠2導電。

上述用電漿蝕刻整體表面11的步驟中，電漿蝕刻導電膠2的情況（如蝕刻的深度、蝕刻的量等）可採用預先設定蝕刻的時間以控制。在另一實施例中，可採用電性量測的方式，決定是否達到所需要的導電線路3以決定是否持續蝕刻或是停止蝕刻。

在一些實施例中，開設的凹穴12是一種通孔結構，即貫穿介電基材1的本體。而在一些實施例中，凹穴12是一種盲孔結構，其不貫穿介電基材1的本體。凹穴12是通孔結構或是盲孔結構，應視業者或使用者的設計、需求以及介電基材1的屬性（如厚薄度、表面強度）而論，本發明並無此限制。

此外，在一些實施例，部分的凹穴12的縱深方向L可為相同方向，或是不同方向。端視業者及使用者的導電線路3的設計以及所需導電膠2與表面11貼合的程度而定，本發明並不限制。

在一實施例中，上述開設凹穴12是以雷射鑽孔的方式開設，利用雷射光束對於介電基材1（例如玻璃、壓克力或半導體等）的表面進行高溫燒結，達到開設凹穴12的目的。在一實施例中，在介電基材1表面11上相同縱深方向L的凹穴12先開設，接以開設不同縱深方向L的凹穴12。而在一實施例中，利用雷射光束隨機的方式在介電基材1表面11上的預定位置開設凹穴12。

在另一實施例中，凹穴12是以電漿蝕刻的方式開設，利用離子碰撞、轟擊對介電基材1表面進行蝕刻。相對於溼式蝕刻而言，開設凹穴12的方式是相當環保的，並不如同溼式蝕刻需要大量的化學藥劑（如氫氟酸、硝酸或磷酸等）對介電基材1進行蝕刻而產生大量的廢液，排放後容易汙染環境且不易回收。且電漿蝕刻為非等向蝕刻，相較於溼式蝕刻的等向蝕刻，更有助於凹穴12的形成。

上述中將導電膠2塗佈於表面11的方式，在一實施例中，是以點膠的方式，將導電膠2塗佈於表面11。意即將液態或膠著狀態的導電膠2以點膠方式，塗佈於介電基材1的表面11。所述的導電膠2在一實施例中採用的是銅膠。在一些實施例中，所採用的是銀膠。

在另一實施例中，將導電膠2塗佈於表面11的方式是將複數金屬粉末加熱成熔融狀態的方式，形成導電膠2後塗佈於介電基材1的表面11上。

在一實施例中，採用的是雷射金屬沉積（LMD）的方式，利用雷射的能量讓同時間噴射出的金屬粉末材料熔融後塗覆在介電基材1的表面11上，在固化後形成導電線路3。在一實施例中，所採用的金屬粉末材料是銅粉。雷射金屬沉積的優點在於加工時間短，且容易加工，製作的成本也相對低廉。

請參閱圖6，為本發明導電線路3之製作方法之一實施例之介電基材1的表面11狀態示意圖。導電線路3的製作方法可應用於多種立體結構的介電基材1，如圖3所示，介電基材1的表面11自二維空間跨接佔據三維空間。換言之，本發明實施例之導電線路3的製作方法並不僅侷限應用於二維的平坦表面11，在一些實施例中表面11具有三維空間，例如包含凹曲面、凸曲面甚至是具有轉折角的表面11。如此，導電線路3的製作方法即可應用於包含各種表面11形狀的介電基材1，例如電動車的遙控器、方向盤電路、車殼電路、機器人的基材或電子產品的基材等。

本發明一實施例提供導電線路之製作方法，其中凹穴縱深方向是與介電基材表面的法線不平行，以斜向的方式開設。並以加壓的方式使導電膠深填凹穴。如此，在導電膠固化時即能與表面緊密嵌合，導電線路可維持長時間的使用，不易與表面脫離。即使受外力作用，因凹穴與導電膠（導電線路）固接，凹穴的結構可以分散外力，導電線路因此不容易與表面脫離。

此外，在本發明的一實施例中，介電基材的表面不限制於平面，表面具有三維空間，例如自平面跨接佔據三維空間，因此對於表面結構複雜的介電基材，同樣能適用，擴大製作導電線路所能應用的範圍。

1‧‧‧介電基材

11‧‧‧表面

12‧‧‧凹穴

2‧‧‧導電膠

3‧‧‧導電線路

N‧‧‧法線方向

L‧‧‧縱深方向

M‧‧‧預定路徑

F‧‧‧刷印壓力

E‧‧‧區域

S1‧‧‧在介電基材的表面上的預定路徑開設複數凹穴，各凹穴的縱深方向與表面的法線方向不平行

S2‧‧‧沿預定路徑塗佈導電膠於介電基材的表面

S3‧‧‧在抽真空環境下，以刷印加壓的方式使導電膠深人凹穴中

S4‧‧‧固化導電膠以形成導電線路

P1‧‧‧在介電基材的表面上的預定路徑開設複數凹穴，其中各凹穴的縱深方向與表面的法線方向不平行

P2‧‧‧塗佈導電膠於介電基材的表面

P3‧‧‧在抽真空環境下，以刷印加壓的方式使導電膠深人凹穴中

P4‧‧‧固化導電膠

P5‧‧‧移除預定路徑以外的導電膠，以形成導電線路

[圖1]係本發明導電線路之製作方法之一實施例之步驟流程圖。 [圖2A]係圖1所示製作方法中S1步驟之狀態示意圖。 [圖2B]係圖1所示製作方法中S2步驟之狀態示意圖。 [圖2C]係圖1所示製作方法中S3步驟之狀態示意圖。 [圖2D]係圖1所示製作方法中S4步驟之狀態示意圖。 [圖2E]係圖1所示製作方法中S4步驟完成後之狀態示意圖。 [圖3]係本發明導電線路之製作方法之一實施例之介電基材的表面之局部示意圖。 [圖4]係本發明導電線路之製作方法之另一實施例之步驟流程圖。 [圖5A]係圖4所示製作方法中P1步驟之狀態示意圖。 [圖5B]係圖4所示製作方法中P2步驟之狀態示意圖。 [圖5C]係圖4所示製作方法中P3步驟之狀態示意圖。 [圖5D]係圖4所示製作方法中P4步驟之狀態示意圖。 [圖5E]係圖4所示製作方法中P5步驟完成後之狀態示意圖。 [圖5F]係圖4所示製作方法中P5步驟完成後之狀態示意圖。 [圖6]係本發明導電線路之製作方法之一實施例之介電基材的表面狀態示意圖。

Claims (10)

1. 一種導電線路之製作方法，包含：在一介電基材的一表面上的一預定路徑開設複數凹穴，其中各該凹穴之縱深方向與該表面的法線方向不平行；沿該預定路徑塗佈一導電膠於該介電基材的該表面；在一抽真空環境下，以一刷印加壓的方式使該導電膠深入該等凹穴中；及固化該導電膠，以形成該導電線路。
2. 如請求項1所述之導電線路之製作方法，其中係以一點膠的方式，將該導電膠塗佈於該表面。
3. 如請求項1所述之導電線路之製作方法，其中係將複數金屬粉末加熱成熔融狀態的方式，形成該導電膠後塗佈於該表面。
4. 一種導電線路之製作方法，包含：在一介電基材的一表面上的一預定路徑開設複數凹穴，其中各該凹穴之縱深方向與該表面的法線方向不平行；塗佈一導電膠於該介電基材的該表面；在一抽真空環境下，以一刷印加壓的方式使該導電膠深入該等凹穴中；固化該導電膠；及移除該預定路徑以外的該導電膠，以形成該導電線路。
5. 如請求項1或4所述之導電線路之製作方法，其中該等凹穴自該表面貫穿該介電基材。
6. 如請求項1或4所述之導電線路之製作方法，其中該等凹穴不貫穿該介電基材。
7. 如請求項1或4所述之導電線路之製作方法，其中係以一雷射的方式開設該等凹穴。
8. 如請求項1或4所述之導電線路之製作方法，其中係以一電漿蝕刻的方式開設該等凹穴。
9. 如請求項1或4所述之導電線路之製作方法，其中係以一雷射光照射的方式固化該導電膠。
10. 如請求項1或4所述之導電線路之製作方法，其中該表面具有一三維空間。