專利名稱：線路基板結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線路基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別涉及一種在非導(dǎo)電性載體上形成具有線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法。
背景技術(shù)：
基于目前3C產(chǎn)品的多樣化使得大眾對于3C產(chǎn)品的便利性及可攜帶性更加講究，驅(qū)使電子產(chǎn)品朝向微小化、輕量化及多功能化的方向發(fā)展，同時促使了 IC設(shè)計及其電路設(shè)計朝向立體3D設(shè)計的方向發(fā)展。通過電路組件設(shè)計的立體化，可以在有限體積的電路組件上形成復(fù)雜的電路，讓電子產(chǎn)品在不影響其功能下，可以縮小外觀體積，使其更加微小化及輕量化。換句話說，立體化的電路組件設(shè)計，促使電子產(chǎn)品在微小的體積下，也能保有復(fù)雜的電路，因此電路組件的立體化設(shè)計，確實具有讓電子產(chǎn)品微小化、輕量化及多功能化的多重潛力，具有較高的產(chǎn)品競爭力，并可被廣泛的應(yīng)用在各種層面上，如手機、汽車電路、提款機及助聽器等電子產(chǎn)品。目前，用于制作立體電路組件的多種方式中，其中之一為模制互連組件-雷射直接成型法(MID-LDS, Molded Interconnect device-Laser Direct Structuring),此方式是將含有觸媒的非導(dǎo)電性塑料經(jīng)由射出成型形成組件載體，再以雷射激光活化載體上的觸媒，使觸媒轉(zhuǎn)變?yōu)橛|媒核，通過觸媒核和預(yù)鍍金屬離子進行化學(xué)鍍反應(yīng)，而形成金屬導(dǎo)電線路。上述立體電路制作過程中的導(dǎo)電線路結(jié)構(gòu)的設(shè)計常是由互不相連的多個線路所組成，通過電路組件上欲形成導(dǎo)電線路圖樣的部分表面所附著的金屬觸媒，對化學(xué)鍍液中存在的預(yù)鍍金屬離子進行一催化反應(yīng)以將預(yù)鍍金屬離子還原于電路組件上欲形成電路圖樣的部分表面，因此化學(xué)鍍相較于電鍍具有不存在電力線分布不均勻的影響及對幾何形狀復(fù)雜的鍍件也能獲得厚度均勻的鍍層的優(yōu)點。目前現(xiàn)有技術(shù)使用的方法多采用化學(xué)鍍方式制作立體電路組件的導(dǎo)電線路?；瘜W(xué)鍍是在不施加電力的情況下，通過電路組件上欲形成電路圖樣的部分表面所附著的金屬觸媒，對化學(xué)鍍液中存在的預(yù)鍍金屬離子進行一催化反應(yīng)，以將預(yù)鍍金屬離子還原于電路組件上欲形成電路圖樣的部分表面。因此，化學(xué)鍍法可以在電路組件上欲形成電路圖樣的部分表面形成厚度均勻的金屬鍍層。由上述可見，目前立體電路制作過程中的導(dǎo)電線路結(jié)構(gòu)其目的是使所制成的電子產(chǎn)品更加微小化、輕量化及多功能化以及達到較高的產(chǎn)品競爭力，具有廣大應(yīng)用潛力于3C電子產(chǎn)品領(lǐng)域上，然而，其仍具有下述限制及缺點:1.現(xiàn)有的立體電路組件的制作方法，雖然可以有效率的制作出立體電路制作過程中的導(dǎo)電線路結(jié)構(gòu)，但卻需添加入大量的觸媒至非導(dǎo)電性塑料中，再射出成型載體，在模制互連組件-雷射直接成型法(MID-LDS)制作過程中，參與反應(yīng)的觸媒也僅在表面層，卻因為需加入一定比例的觸媒在非導(dǎo)電性塑料中，因此需耗費較高的觸媒成本。2.如上所述，因MID-LDS制作過程中需添加大量的觸媒至非導(dǎo)電性塑料中，再射出成型形成載體，因為觸媒均勻分布在載體中，經(jīng)雷射剝除后表面的金屬核在后續(xù)化學(xué)鍍過程中需較高劑量的還原劑濃度，才能使金屬核順利的啟鍍。相對地，化學(xué)銅鍍液較不安定，需耗費較多的化學(xué)鍍液對整體載體表面進行化學(xué)還原反應(yīng)，在電路組件上形成所需要的立體電路的導(dǎo)電線路，然而卻耗費較高的化學(xué)鍍液成本。因此，現(xiàn)有立體電路的制作技術(shù)仍受限于高額生產(chǎn)成本，目前仍缺乏一種導(dǎo)電線路結(jié)構(gòu)及其制作方法應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品領(lǐng)域領(lǐng)域中。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種線路基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有立體電路制作過程中需耗費較高的生產(chǎn)成本等問題。根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，適用于非導(dǎo)電載體的電路制作過程，首先提供一載體，并在載體表面以粗糙化處理法形成具有粗糙表面的一附著促進部，附著促進部的性質(zhì)由疏水性轉(zhuǎn)換為親水性，再于載體的附著促進部表面設(shè)置一觸媒，最后觸媒以化學(xué)鍍還原法反應(yīng)，進而在附著促進部形成金屬層。優(yōu)選地，上述載體可為非導(dǎo)電載體，且其具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)材料，其中粗糙化處理法可用噴砂加工方式或雷射照射蝕刻方式；上述載體表面進行粗糙化處理法步驟前，可進一步設(shè)置觸媒絕緣層于載體上，且在載體從觸媒絕緣層以粗糙化處理法貫穿至表面，并在載體表面形成附著促進部。優(yōu)選地，上述非導(dǎo)電載體的材料可為陶瓷材料、高分子塑料，其中高分子塑料可為熱塑性塑料或熱固性塑料，其中陶瓷材料可為氧化物、氮化物、碳化物、硼化物其中之一。更進一步地，陶瓷材料為氧化物、氮化物、碳化物、硼化物其中之一結(jié)合黏結(jié)劑形成可以射出、壓出等的混合物，并于混合物成形后，去除黏結(jié)劑再燒結(jié)成形。優(yōu)選地,上述觸媒可為鈦、鋪、銀、鈕、鐵、鎳、銅、f凡、鈷、鋅、鉬、銥、鋨、錯、錸、釕、錫
其中之一或其混合物或上述元素的化合物。優(yōu)選地，上述非導(dǎo)電載體的高分子塑料可添加無機填充物；其中無機填充物的成分可為硅酸、硅酸衍生物、碳酸、碳酸衍生物、磷酸、磷酸衍生物、活性碳、多孔碳、碳黑、玻璃纖維、碳纖維或礦纖維其中之一或其組合。優(yōu)選地，上述雷射照射的波長范圍可介于248納米至10600納米之間；其中雷射照射蝕刻方式可為二氧化碳(CO2-)雷射、銣雅鉻(Nd = YAG)雷射、摻釹釩酸釔晶體(Nd:YV04_)雷射、準分子(EXCMER)雷射或光纖雷射(Fiber Laser)。優(yōu)選地，上述具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的非導(dǎo)電載體可將具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)材料或其衍生物材料分散于其內(nèi)；更優(yōu)選地，具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的材料可為金屬導(dǎo)熱材或非金屬導(dǎo)熱材；上述金屬導(dǎo)熱材可為鉛、鋁、金、銅、鎢、鎂、鑰、鋅或銀其中之一或其組合；上述非金屬導(dǎo)熱材可為石墨、石墨烯、鉆石、納米碳管、納米碳球、納米泡沫、碳六十、碳納米錐、碳納米角、碳納米滴管、樹狀碳微米結(jié)構(gòu)、氧化鈹、氧化鋁、氧化鋯、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、氮化硅或碳化硅其中之一或其組合。優(yōu)選地，上述非導(dǎo)電載體中埋設(shè)至少一導(dǎo)熱柱，用以增加非導(dǎo)電載體的熱傳效率；上述導(dǎo)熱柱的材料可為鉛、鋁、金、銅、鎢、鎂、鑰、鋅、銀、石墨、石墨烯、鉆石、納米碳管、納米碳球、納米泡沫、碳六十、碳納米錐、碳納米角、碳納米滴管、樹狀碳微米結(jié)構(gòu)、氧化鈹、氧化鋁、氧化鋯、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、氮化硅或碳化硅其中之一或其組合。進一步可利用如上所述的制作方法，在提供載體后，同時以粗糙化處理法在附著促進部外設(shè)置至少一導(dǎo)電接點于載體上；并通過各導(dǎo)電接點連接載體的邊緣和各附著促進部并形成相通的線路；在進行化學(xué)電鍍處理于附著促進部及各導(dǎo)電接點上設(shè)置金屬層；在各導(dǎo)電接點上設(shè)置一防鍍絕緣層；進一步，可利用通電電鍍方式在附著促進部上設(shè)置電鍍層以增加金屬層厚度；最后移除設(shè)置在各導(dǎo)電接點上的防鍍絕緣層及金屬層，得到獨立的線路圖樣。優(yōu)選地，上述制作方法適用于具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的塑膜互連組件的立體電路制作過程，所述載體具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)，在電鍍過程中，可通過電鍍通電產(chǎn)生具有電導(dǎo)通性的金屬層在電鍍過程中作為負極，并讓電源正極和預(yù)鍍金屬固體相接，當(dāng)載體組件浸泡于含有預(yù)鍍金屬離子的電鍍液時，預(yù)鍍金屬離子便在作為負極的金屬層上接收電子而還原析出預(yù)鍍金屬于金屬層，形成所要的金屬線路；其中預(yù)電鍍的金屬包括可以為銅、鎳、鉻、錫、銀或金或其合金金屬。根據(jù)上述線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，可廣泛適用于非導(dǎo)電載體、具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的非導(dǎo)電載體或具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的塑膜互連組件的立體電路制作過程。本發(fā)明的一目的，利用上述線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法制作出一種線路基板結(jié)構(gòu)，其包含一載體、至少一附著促進部，其中各附著促進部利用粗糙化處理方式在載體表面形成粗糙表面，且各附著促進部的粗糙表面呈現(xiàn)開放狀態(tài)，以及在各附著促進部設(shè)置一金屬層，此金屬層為預(yù)設(shè)于各附著促進部的觸媒與化學(xué)鍍液反應(yīng)所形成。優(yōu)選地，上述線路基板結(jié)構(gòu)進一步包括至少一導(dǎo)電接點，各導(dǎo)電接點亦隨粗糙化處理法設(shè)置于載體上，且設(shè)置于各附著促進部外，通過各導(dǎo)電接點連接載體的邊緣和各附著促進部并形成相通的線路。上述線路基板結(jié)構(gòu)進一步包括電鍍層，在各導(dǎo)電接點上再設(shè)置一防鍍絕緣層，利用通電電鍍方式在各附著促進部上設(shè)置電鍍層，以增加各線路圖樣上的金屬層厚度，最后移除各導(dǎo)電接點上的防鍍絕緣層及金屬層，得到獨立的線路圖樣。本發(fā)明的另一目的，利用上述線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法制作出一種線路基板結(jié)構(gòu)，其包含一載體、一觸媒絕緣層、至少一附著促進部以及一金屬層；其中各附著促進部利用粗糙化處理方式貫穿觸媒絕緣層并設(shè)置于載體表面而形成粗糙表面，且各附著促進部的粗糙表面呈開放狀態(tài)，以及在各附著促進部設(shè)置一金屬層，此金屬層為預(yù)設(shè)于各附著促進部的觸媒與化學(xué)鍍液反應(yīng)所形成。上述線路基板結(jié)構(gòu)進一步包括至少一導(dǎo)電接點及電鍍層，各導(dǎo)電接點亦隨粗糙化處理法貫穿觸媒絕緣層并設(shè)置于載體表面且設(shè)置于附著促進部外，通過各導(dǎo)電接點連接載體的邊緣和附著促進部并形成相通的線路，通過各導(dǎo)電接點用以連接載體的邊緣和附著促進部進行化學(xué)鍍形成金屬層，在各導(dǎo)電接點的金屬層上設(shè)置一防鍍絕緣層，其用以將各導(dǎo)電接點絕緣，防止電鍍析出金屬，利用通電電鍍方式形成電鍍層，用以增加金屬層的厚度，最后將各導(dǎo)電接點上的防鍍絕緣層及金屬層去除，得到獨立的線路圖樣。綜上所述，本發(fā)明所提供的線路基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，具有下列優(yōu)點:(I)現(xiàn)有的立體電路制作過程中，因在高分子塑料中需添加入大量的觸媒或催化劑以及化學(xué)鍍液，具有耗費較高的生產(chǎn)成本問題。因本發(fā)明的非導(dǎo)電載體不含金屬氧化物或催化劑，當(dāng)以雷射照射蝕刻形成區(qū)域化粗糙表面后，觸媒可僅附著于載體表面的區(qū)域，有效降低于電路制作過程中高分子塑料所使用的觸媒。(2)現(xiàn)有的LDS雷射激光活化金屬氧化物或催化劑產(chǎn)生金屬核的方法，對于化學(xué)鍍銅的反應(yīng)需要較高劑量的還原劑濃度才能使金屬核順利的啟鍍，相對化學(xué)銅的鍍液較不穩(wěn)定且壽命較短，鍍液的管理費用增加，需要較高的生產(chǎn)成本。本發(fā)明以雷射照射蝕刻方式形成粗糙附著部，其可以有效吸附觸媒，以利后續(xù)金屬層的形成，而減少觸媒或催化劑的使用，具有較低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢，大幅降低觸媒及催化劑以及化學(xué)鍍液的使用成本。


圖1為本發(fā)明第一實施例的線路基板結(jié)構(gòu)制造方法的步驟流程圖；圖2為本發(fā)明第一實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明第二實施例的線路基板結(jié)構(gòu)制造方法的步驟流程圖；圖4-5為本發(fā)明第二實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明第三實施例的線路基板結(jié)構(gòu)制造方法的步驟流程圖；圖7為本發(fā)明第三實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8-9為本發(fā)明第四實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明第五實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明第六實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明第七實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13-14為本發(fā)明第八實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15-16為本發(fā)明第九實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為電子顯微鏡下攝制的附著促進部(圖中圓形部分為經(jīng)粗糙化處理后載體表面的附著促進部；經(jīng)過粗糙化處理的載體表面，其表面呈現(xiàn)不平整的粗糙觸感)；圖18為本發(fā)明的載體經(jīng)粗糙化處理后的附著促進部的SEM表面微觀圖；圖19為顯微鏡下的經(jīng)粗糙化處理的載體表面和未經(jīng)粗糙化處理的載體表面的比較示意圖(其中大圓部分為經(jīng)粗糙化處理后在載體表面形成一具有粗糙表面的線路圖樣的附著促進部；小圓部分為未經(jīng)粗糙化處理的載體表面)；圖20為顯微鏡下的經(jīng)粗糙化處理的載體表面和未經(jīng)粗糙化處理的載體表面的親水性比較示意圖(圖中左側(cè)部分為經(jīng)粗糙化處理后的載體表面的附著促進部，由疏水性轉(zhuǎn)為親水性，圖中水滴可附著于載體表面的附著促進部；圖中右側(cè)部分為未經(jīng)粗糙化處理后的載體表面，仍呈現(xiàn)疏水性，圖中水滴不易附著于載體表面)；圖21為圖18的本發(fā)明的載體進行元素分析(EDS)后所得的數(shù)據(jù)示意圖(載體中未摻雜任何導(dǎo)電性金屬成分)；圖22為LPKF-LDS技術(shù)對載體(LPKF)表面以雷射雕刻的SEM圖(目前產(chǎn)業(yè)上所用的LPKF載體中摻雜有金屬氧化物);圖23為圖22的載體(LPKF)進行元素分析(EDS)后所得的數(shù)據(jù)示意圖(載體中摻雜有導(dǎo)電性的金屬氧化物，其金屬成分包括有鉻Cr、銅Cu)。結(jié)合附圖在其上標記以下附圖標記:1-線路基板結(jié)構(gòu)；11_載體；111-導(dǎo)電接點；1111-導(dǎo)熱材料；12_附著促進部；121-粗糙表面；13-金屬層；141-防鍍絕緣層；14-觸媒絕緣層；15_電鍍層；16-導(dǎo)熱體；S1-S4:流程步驟；Sla_S7a:流程步驟；Sal_Sa5:流程步驟。
具體實施例方式為便于了解本發(fā)明的技術(shù)特征、內(nèi)容與優(yōu)點及其所能達成的功效，現(xiàn)將本發(fā)明配合附圖，并以實施例的表達形式詳細說明如下，而其中所使用的附圖，其主旨僅為示意及輔助說明書，未必為本發(fā)明實施后的真實比例與精準配置，故不應(yīng)就所附附圖的比例與配置關(guān)系解讀、局限本發(fā)明在實際實施上的權(quán)利范圍。為能詳細了解本發(fā)明的技術(shù)特征及實用功效，并可依照說明書的內(nèi)容來實施，現(xiàn)進一步通過以下實施例，詳細說明如后。本發(fā)明提出一種線路基板結(jié)構(gòu)及其制作方法。請參閱圖1，其為本發(fā)明線路基板結(jié)構(gòu)制作方法的步驟流程圖的第一實施例示意圖。如圖1所示，本發(fā)明線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法主要步驟包括:步驟SI，首先提供一載體。載體可為非導(dǎo)電載體。步驟S2，在載體表面以粗糙化處理法形成具有粗糙表面的附著促進部。步驟S3，設(shè)置一觸媒于附著促進部。上述觸媒形成方式，是將載體浸入觸媒溶液槽中，令觸媒附著在附著促進部。步驟S4，最后在載體表面的觸媒上進行化學(xué)鍍金屬化以形成金屬層。請參考圖17，在步驟S2的附著促進部，由電子顯微鏡攝影結(jié)果呈現(xiàn)，其呈現(xiàn)不平整的粗糙形狀。請參考圖18,以掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy,簡稱:SEM)偵測獲得，經(jīng)粗糙化處理后的載體表面的附著促進部，其孔隙大小約10-20 μ m。請參考圖19和圖20所示，在步驟S3將載體表面干凈化，清除載體表面上的油脂及污塵等物質(zhì)；本實施例采用將載體浸到稀釋好的清潔劑(清潔劑可含有界面活性劑)中，用以除油使其載體表面干凈化，且將附著促進部的粗糙表面的性質(zhì)由疏水性轉(zhuǎn)換為親水性,再以純水清洗載體。進一步地，由電子顯微鏡捕捉水珠滴附在載體表面上的影像。參照圖20所示，圖中右側(cè)未經(jīng)粗糙化處理后的載體表面將水珠滴附在載體表面，水珠未呈現(xiàn)附著及吸附現(xiàn)象，故呈水滴狀。圖中左側(cè)為經(jīng)粗糙化處理后的載體表面的附著促進部，水珠呈現(xiàn)附著及擴散現(xiàn)象，故附著促進部已由疏水性轉(zhuǎn)為親水性，表示較多的觸媒可吸附且可較牢靠地附著在附著促進部，以利后續(xù)化學(xué)鍍反應(yīng)。在步驟S3所采用的觸媒可用鈦、銻、銀、鈀、鐵、鎳、銅、釩、鈷、鋅、鉬、銥、鋨、銠、錸、釕、錫其中之一或其混合物，亦可包含上述元素的化合物。例如:氯化鈀(PdCl2)、氯化錫(SnCl2)、硫酸IE (II)水合物(Palladium Sulfate Hydrate)等,但不以此為限。步驟S4可采用銅或鎳以化學(xué)還原反應(yīng)在載體表面的觸媒上進行化學(xué)鍍上至少一層金屬層，亦可做為非導(dǎo)電載體進行電鍍處理前的最初導(dǎo)電膜，以供后面銅、鎳、鉻的一般電氣電鍍程序。在本發(fā)明中，金屬層可為任何具有良好導(dǎo)電性質(zhì)的金屬或合金，本實施例采用銅與觸媒反應(yīng)形成金屬層，但不以此例為限。上述步驟S1-S4的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法可廣泛適用于非導(dǎo)電載體的立體或平面電路制作過程。請參照圖2所 示，其為上述利用圖1的步驟S1-S4所制成的第一實施例的線路基板結(jié)構(gòu)。如圖所示，本發(fā)明的線路基板結(jié)構(gòu)I適用于線路結(jié)構(gòu)中，線路基板結(jié)構(gòu)I包括載體11及至少一附著促進部12，其中各附著促進部12以粗糙化處理法(本實施例采用雷射照射蝕刻方式)于載體11表面形成粗糙表面121，各附著促進部12的粗糙表面121呈開放狀態(tài)。之后，將載體11浸入觸媒溶液槽中，令觸媒附著在附著促進部12。最后，在載體11表面上之觸媒上進行化學(xué)鍍金屬化以形成金屬層13，金屬層13包括至少一線路圖樣。在本發(fā)明中，金屬層還可做為非導(dǎo)電載體進行電鍍處理前的最初導(dǎo)電膜，為能更了解本案進一步應(yīng)用在電鍍處理的技術(shù)手段，因此特于此說明于金屬層上進行電鍍的處理流程。請參見圖3所示，本發(fā)明應(yīng)用于電鍍處理的步驟流程圖的第二實施例示意圖，如下所示:步驟Sla，首先提供一載體，載體可為非導(dǎo)電載體。步驟S2a，于載體表面以粗糙化處理法形成具有粗糙表面的線路圖樣的附著促進部及導(dǎo)電接點。步驟S3a，設(shè)置一觸媒于附著促進部。上述觸媒形成的方式，是將載體浸入觸媒溶液槽中，令觸媒附著在附著促進部。步驟S4a，在載體表面的觸媒上進行化學(xué)鍍金屬化以形成金屬層。步驟S5a，在導(dǎo)電接點上再施以防鍍絕緣層。步驟S6a，可利用電鍍處理在金屬層上設(shè)置電鍍層。步驟S7a，最后將導(dǎo)電接點上的防鍍絕緣層及金屬層去除，形成各獨立的線路圖樣。請參照圖4和圖5所示，其為上述利用圖3的步驟Sla_S7a所制成的線路基板結(jié)構(gòu)。如圖4所示，本發(fā)明的線路基板結(jié)構(gòu)I適用于線路結(jié)構(gòu)中，線路基板結(jié)構(gòu)I包括載體11及至少一附著促進部12，其中各附著促進部12以粗糙化處理法(本實施例采用雷射照射蝕刻方式)設(shè)置于載體11表面以形成各附著促進部12的粗糙表面121，各附著促進部12的粗糙表面121呈開放狀態(tài)，載體11表面還進一步增設(shè)導(dǎo)電接點111于載體11中，各導(dǎo)電接點111連接于載體11的邊緣和各附著促進部12，通過各導(dǎo)電接點111用以連接載體11的邊緣和各附著促進部12進行化學(xué)鍍形成金屬層13。如圖5所示，于各導(dǎo)電接點111上再施以一防鍍絕緣層141，利用通電電鍍方式增加附著促進部12的金屬層13厚度形成一電鍍層15，最后移除各導(dǎo)電接點111上的防鍍絕緣層141及金屬層13，形成各獨立之線路圖樣。電鍍過程當(dāng)中，可通過電鍍通電產(chǎn)生具有電導(dǎo)通性的金屬層13在電鍍過程中作為負極，并讓電源的正極和預(yù)鍍金屬固體相接，當(dāng)將載體11組件浸泡于含有預(yù)鍍金屬離子的電鍍液時，預(yù)鍍金屬離子便在作為負極的金屬層13上接收電子而還原析出預(yù)鍍金屬于金屬層13，形成所要的金屬線路。其中，預(yù)電鍍的金屬可以為銅、鎳、鉻、錫、銀或金或其合金金屬。由于載體表面未具有活性催化層的部分，在進行化學(xué)鍍時，可能因其材料物性易與觸媒、化學(xué)鍍液產(chǎn)生反應(yīng)。請參見本發(fā)明的第三實施例線路基板結(jié)構(gòu)制作方法的步驟流程，請參見圖6，如下所示:步驟Sal，首先提供一載體，載體可為非導(dǎo)電載體。步驟Sa2，在載體表面設(shè)置觸媒絕緣層。步驟Sa3，在載體以粗糙化處理法貫穿觸媒絕緣層并設(shè)置于載體表面而形成各附著促進部。
步驟Sa4，設(shè)置觸媒于附著促進部。上述觸媒形成的方式，是將載體浸入觸媒溶液槽中，令觸媒附著在附著促進部。步驟Sa5，最后在載體表面的觸媒上進行化學(xué)鍍金屬化以形成金屬層。簡而言之，本發(fā)明第三實施例的線路基板結(jié)構(gòu)與第一實施例雷同，兩者差異處在于，步驟S2之前在載體11表面設(shè)置觸媒絕緣層14(如圖7所示)。另外，請參照圖8及圖9所示，本發(fā)明的第四實施例的線路基板結(jié)構(gòu)制作方法的步驟流程與第二實施例雷同，兩者的差異處在于，步驟S2a之前在載體11表面設(shè)置觸媒絕緣層14，且于載體以粗糙化處理法貫穿觸媒絕緣層14，并設(shè)置于載體表面而形成各附著促進部，后續(xù)步驟與S2a_S7a相同。其中，觸媒絕緣層14可以使用光阻劑、油墨或涂料以印刷、噴墨等方式加工而成，或可以貼上絕緣膠帶或干膜光阻劑作為觸媒絕緣層14，觸媒絕緣層14可選擇除去或不除去。上述所有實施例中，采用將載體浸泡在觸媒溶液槽內(nèi)，觸媒溶液主要成分可以為氯化鈀、氯化錫及氯化氫(PdCl2+SnCl2+HCl)，這樣可在附著促進部形成一層很薄而具催化作用的觸媒。由于載體的材料表面的錫離子變成氫氧化錫Sn(OH)4,因其無催化效果，且氫氧化錫會形成膠體減弱鈀(Pd)金屬粒子的催化效果。剝除此「錫殼」處理，使載體的表面還原出金屬態(tài)的鈀(Pd)以作為后續(xù)化學(xué)鍍的催化劑。上述過程稱之為速化(Accelerator)。進一步地，為增加整體線路基板結(jié)構(gòu)的熱傳效率，可埋設(shè)一導(dǎo)熱柱于載體中。請參照圖10所示，其為本發(fā)明第五實施例的線路基板結(jié)構(gòu)制作方法的步驟流程，其步驟流程與第一實施例雷同，兩者差異處在于，步驟S2之前埋設(shè)一導(dǎo)熱柱16于載體11，在步驟S2中于載體11表面對應(yīng)導(dǎo)熱柱16位置及導(dǎo)熱柱16周圍，以粗糙化處理法形成具有粗糙表面121的附著促進部12。所述埋設(shè)導(dǎo)熱柱于載體，可依照生產(chǎn)者設(shè)計產(chǎn)品需求，選擇在載體中的高熱源處埋設(shè)至少一導(dǎo)熱柱16以增加整體線路基板結(jié)構(gòu)的熱傳效率。進一步地,導(dǎo)熱柱材料可為鉛、招、金、銅、鶴、續(xù)、鑰、鋒、銀、石墨、石墨稀、鉆石、納米碳管、納米碳球、納米泡沫、碳六十、碳納米錐、碳納米角、碳納米滴管、樹狀碳微米結(jié)構(gòu)、氧化鈹、氧化鋁、氧化鋯、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、氮化硅或碳化硅其中之一或其組合，但不以此為限。請參照圖11所示，其為本發(fā)明第六實施例的線路基板結(jié)構(gòu)的示意圖。與上述第五實施例的目的相同，同為增加整體線路基板結(jié)構(gòu)的熱傳效率，可添加導(dǎo)熱材料于載體中。第六實施例的結(jié)構(gòu)與第一實施例(圖2)雷同，兩者差異處在于，在步驟SI的提供載體11步驟時，當(dāng)中已添加導(dǎo)熱材料1111，并均勻混合于載體11中，之后同樣以粗糙化處理法形成具有粗糙表面121的附著促進部12。后續(xù)步驟均與第一實施例相同。請參照圖12所示，其為本發(fā)明第七實施例的線路基板結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)與第三實施例雷同，兩者差異處在于，在步驟I的提供載體11的步驟時，當(dāng)中已添加導(dǎo)熱材料1111并均勻混合于載體11中，之后在步驟S2之前于載體11表面先設(shè)置觸媒絕緣層14，以隔絕載體11表面，避免載體11表面因其材料物性易與觸媒、化學(xué)鍍液產(chǎn)生反應(yīng)。請參照圖13-14所示，其為本發(fā)明第八實施例的線路基板結(jié)構(gòu)示意圖，其為第二實施例的變形樣態(tài)(圖4-5)，兩者差異處在于，在步驟SI的提供載體11的步驟時，添加導(dǎo)熱材料1111，并均勻混合于載體11中。后續(xù)步驟均與第二實施例相同。
請參照圖15-16所示，其為本發(fā)明第九實施例的線路基板結(jié)構(gòu)示意圖，其為第四實施例的變形樣態(tài)(圖8-9)，兩者差異處在于，提供載體11的步驟時，當(dāng)中添加導(dǎo)熱材料1111并均勻混合于載體11中，后續(xù)步驟均與第四實施例相同。綜上所述，本發(fā)明的第六、七、八、九實施例，均于載體11中添加導(dǎo)熱材料1111，其
所需添加量及種類可依照生產(chǎn)者設(shè)計產(chǎn)品需求而做適度調(diào)整，目的為增加整體線路基板結(jié)構(gòu)的熱傳效率。本發(fā)明中采用的非導(dǎo)電載體的材料可為高分子塑料或陶瓷材料。高分子塑料可為熱塑性塑料或熱固性塑料。采用的非導(dǎo)電載體的材料具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)，且非導(dǎo)電載體的高分子塑料中可添加無機填充物，其中無機填充物的成分可為硅酸、硅酸衍生物、碳酸、碳酸衍生物、磷酸、磷酸衍生物、活性碳、多孔碳、碳黑、玻璃纖維、碳纖維或礦纖維其中之一或其組合。另外，陶瓷材料可為氧化物、氮化物、碳化物、硼化物其中之一。更進一步地，陶瓷材料由氧化物、氮化物、碳化物、硼化物其中之一結(jié)合黏結(jié)劑形成可以射出、壓出等的混合物，并于混合物成形后，去除黏結(jié)劑再燒結(jié)成形。本發(fā)明中所采用的粗糙化處理法可采用噴砂加工方式或雷射照射蝕刻等方式將其載體表面設(shè)置形成具有粗糙化的附著促進部，采用的雷射照射波長范圍可介于為248納米至10600納米之間，其中雷射照射蝕刻方式可為二氧化碳(CO2)雷射、銣雅鉻(Nd = YAG)雷射、摻釹釩酸釔晶體(NchYVO4)雷射、準分子(EXCMER)雷射或光纖雷射(Fiber Laser)，但不以此為限。本發(fā)明中，非導(dǎo)電載體分散添加具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)材料或其衍生物材料；所采用的具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的材料可為金屬導(dǎo)熱材或非金屬導(dǎo)熱材；采用的金屬導(dǎo)熱材可為鉛、鋁、金、銅、鎢、鎂、鑰、鋅或銀其中之一或其組合；采用的非金屬導(dǎo)熱材可為石墨、石墨烯、鉆石、納米碳管、納米碳球、納米泡沫、碳六十、碳納米錐、碳納米角、碳納米滴管、樹狀碳微米結(jié)構(gòu)、氧化鈹、氧化鋁、氧化鋯、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、氮化硅或碳化硅其中之一或其組合，但不以此為限。本實施例所采用的觸媒可采用鈦、銻、銀、鈀、鐵、鎳、銅、釩、鈷、鋅、鉬、銥、鋨、銠、錸、釕、錫其中之一或其混合物，還可包含上述元素的化合物。例如:氯化鈀(PdCl2)、氯化錫(SnCl2)、硫酸IE (II)水合物(Palladium Sulfate Hydrate)等,但不以此為限。根據(jù)上述第一至第九實施例所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制造方法，可廣泛適用于各種非導(dǎo)電載體，且其可具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的材料或具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的塑膜互連組件的立體電路制作過程。請參照圖21所示，其以圖18的本發(fā)明的載體進行元素分析(EDS)后所得的數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)中顯示本發(fā)明的載體中并未摻雜任何金屬氧化物或催化劑，圖中所呈現(xiàn)的金(Au)元素為非導(dǎo)電性導(dǎo)體于前處理過程中均需先鍍上的金層，其是為了要增加導(dǎo)電性，避免表面電子的累積，可避免電荷累積對分辨率造成影響。請參見圖22所示，其為現(xiàn)有LPKF-LDS技術(shù)對載體(LPKF)表面以雷射雕刻的SEM圖，目前產(chǎn)業(yè)上所用的LPKF載體中均摻雜有金屬氧化物成分；另請參閱圖23所示，數(shù)據(jù)當(dāng)中顯示LPKF載體中摻雜有金屬氧化物，元素分析(EDS)圖中顯示具有鉻(Cr)及銅(Cu)元素存在于LPKF載體中。由上述所述，本發(fā)明的技術(shù)特征與現(xiàn)有技術(shù)的不同在于，本發(fā)明的載體因不含任何金屬氧化物，當(dāng)以粗糙化處理方式(雷射照射蝕刻)設(shè)置形成區(qū)域化粗糙表面后，觸媒可附著及牢附于載體表面的粗糙化區(qū)域，可有效降低在立體或平面電路制作過程中高分子塑料所使用的觸媒量。現(xiàn)有技術(shù)以LDS雷射激光活化金屬氧化物以產(chǎn)生金屬核，因現(xiàn)有LPKF載體含有金屬氧化物，因此在化學(xué)鍍銅的反應(yīng)中需要較高劑量的還原劑濃度才能使金屬核順利的啟鍍，具有相對化學(xué)銅的鍍液較不穩(wěn)定、壽命較短、鍍液的費用增加及需要較高的生產(chǎn)成本等缺點。綜上所述，本發(fā)明的線路基板結(jié)構(gòu)及其制造方法，通過雷射照射蝕刻使其非導(dǎo)電載體形成附著促進部，其可以有效吸附觸媒并牢靠設(shè)置于附著促進部上，以利后續(xù)金屬層的形成，可以有效減少觸媒或催化劑的使用，具有較低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢，可以大幅降低觸媒及催化劑用量以及化學(xué)鍍液的使用成本。改善現(xiàn)有的雷射激光活化金屬氧化物或催化劑產(chǎn)生金屬核的方法耗費較高生產(chǎn)成本的問題。另外，在此需說明的是，在本發(fā)明的各實施例中，各附著促進部、觸媒、金屬層、防鍍絕緣層、觸媒絕緣層、及電鍍層等，設(shè)置非導(dǎo)電載體上的其中一個單一平面上呈現(xiàn)。但本發(fā)明在實際實施時，并不限于此，亦可設(shè)置在非導(dǎo)電載體不同的平面上設(shè)置各附著促進部、觸媒、金屬層、防鍍絕緣層、觸媒絕緣層、及電鍍層等。換言之，本發(fā)明的線路基板結(jié)構(gòu)及其制造方法可制作立體或平面的電路。再者，在本發(fā)明的各實施例中，在各步驟要進行下一步驟前，皆會有清潔步驟，以避免前一步驟污染下一步驟的制造程序，此技術(shù)領(lǐng)域所熟悉的技術(shù)手段，因此在本發(fā)明中并未贅述。例如:非導(dǎo)電載體上以粗糙化處理法形成具有粗糙表面的附著促進部，此時，將會有廢料殘留在非導(dǎo)電載體，利用清潔步驟將廢料從非導(dǎo)電載體表面移除。但其中要強調(diào)的是，非導(dǎo)電載體浸入觸媒溶液槽中，令觸媒附著在附著促進部，經(jīng)過清潔步驟后，由于附著促進部的粗糙表面，使得觸媒可附著在附著促進部，非導(dǎo)電載體其余未具有附著促進部之部分，則會因清潔步驟，而去除觸媒，或觸媒的殘留量不易與化學(xué)鍍產(chǎn)生反應(yīng)，或其反應(yīng)不致對線路基板結(jié)構(gòu)的線路質(zhì)量有太大影響。以上所述實施例僅為說明本發(fā)明之技術(shù)思想及特點，其目的在使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，適用于非導(dǎo)電載體的電路制作過程，其特征在于，包含下列步驟: 提供一載體； 以一粗糙化處理法在該載體表面形成具有粗糙表面的一附著促進部； 設(shè)置一觸媒于所述附著促進部上；以及 所述觸媒以化學(xué)鍍還原法反應(yīng)，進而在所述附著促進部形成一金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述粗糙化處理法可為噴砂加工方式或雷射照射蝕刻方式其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在所述載體表面進行所述粗糙化處理法步驟前，進一步設(shè)置一觸媒絕緣層于所述載體上，且以粗糙化處理法更進一步貫穿所述觸媒絕緣層，而在所述載體表面形成該附著促進部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述載體由非導(dǎo)電材料制成一非導(dǎo)電載體，所述非導(dǎo)電材料包括高分子塑料或陶瓷材料其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，所述觸媒包含鈦、銻、銀、鈀、鐵、鎳、銅、釩、鈷、鋅、鉬、銥、鋨、銠、錸、釕、錫其中之一或其混合物或上述元素的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述高分子塑料包括無機填充物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述非導(dǎo)電載體將具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)材料或其衍生物材料分散其中。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述具有熱傳導(dǎo)性質(zhì)的非導(dǎo)電載體的材料包括一金屬導(dǎo)熱材或一非金屬導(dǎo)熱材。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述非導(dǎo)電載體中埋設(shè)至少一導(dǎo)熱柱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，進一步包括下述步驟: 在提供所述載體后，同時以所述粗糙化處理法在該附著促進部外設(shè)置至少一導(dǎo)電接點于該載體上，各所述導(dǎo)電接點連接所述載體的邊緣和所述附著促進部并形成相通的線路； 進行化學(xué)電鍍處理于各所述附著促進部上設(shè)置該金屬層； 各所述導(dǎo)電接點上設(shè)置一防鍍絕緣層； 利用電鍍方式在各所述金屬層上設(shè)置一電鍍層； 移除設(shè)置于各所述導(dǎo)電接點上的所述防鍍絕緣層及所述金屬層，得到各獨立的一線路圖樣。
11.一種線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 一載體； 至少一附著促進部，各所述附著促進部在所述載體表面形成粗糙表面，且各所述附著促進部的粗糙表面呈現(xiàn)開放狀態(tài)；以及 一金屬層，在各所述附著促進部設(shè)置所述金屬層，所述金屬層為預(yù)設(shè)于各所述附著促進部的觸媒與化學(xué)鍍液反應(yīng)所形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步包括至少一導(dǎo)電接點，各所述導(dǎo)電接點連接該載體的邊緣和各該附著促進部并形成相通的線路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步在各所述導(dǎo)電接點的金屬層上設(shè)置一防鍍絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層上設(shè)置一電鍍層。
15.一種線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 一載體； 一觸媒絕緣層，其設(shè)置于所述載體表面上； 至少一附著促進部，各所述附著促進部貫穿所述觸媒絕緣層并設(shè)置于所述載體表面，且各所述附著促進部的粗糙表面呈開放狀態(tài)；以及 一金屬層，其設(shè)置在各所述附著促進部上，且所述金屬層為預(yù)設(shè)于各附著促進部的觸媒與化學(xué)鍍液反應(yīng)所形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步包括至少一導(dǎo)電接點，各所述導(dǎo)電接點連接該載體的邊緣和各該附著促進部并形成相通的線路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，各所述導(dǎo)電接點的金屬層上設(shè)置一防鍍絕緣層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的線路基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，各所述金屬層上設(shè)置一電鍍層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線路基板結(jié)構(gòu)的制作方法及其制品，首先在載體表面以粗糙化處理法形成具有粗糙表面的附著促進部，再于附著促進部表面設(shè)置觸媒，最后觸媒以化學(xué)鍍還原法反應(yīng)后，從而在附著促進部上形成金屬層。上述制造方法可以有效減少觸媒或催化劑的使用，可以大幅降低觸媒及催化劑的使用成本。
文檔編號H05K3/18GK103220884SQ201210016458
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者江振豐, 江榮泉 申請人:光宏精密股份有限公司