專利名稱：基板上傳導(dǎo)圖案的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系相關(guān)于一種在一基板上產(chǎn)生傳導(dǎo)圖案的方法。
在一基板上之傳導(dǎo)圖案的產(chǎn)生乃要執(zhí)行的盡可能成本低廉，這對(duì)大量生產(chǎn)的產(chǎn)品而言尤其是特別的重要，而如此之產(chǎn)品的一個(gè)例子就是印刷電路板，因?yàn)樵谄渲?，一相同的傳?dǎo)圖案乃必須要重復(fù)生產(chǎn)許多次，而此系相同地應(yīng)用在用于芯片卡模塊之載帶(carrier tapes)的生產(chǎn)之中，此時(shí)，于如此之一載帶上所實(shí)現(xiàn)的傳導(dǎo)圖案則是代表，舉例而言，一用于無(wú)接觸芯片卡(contactless chip cards，RFID)的天線、或是則是會(huì)形成作用于將半導(dǎo)體芯片帶入與該天線或其它外部接觸之電性接觸的一導(dǎo)體圖案。
如此之一傳導(dǎo)圖案的生產(chǎn)乃是藉由，舉例而言，塑料金屬疊層(plastic metallization laminate)而加以執(zhí)行，為此，一金屬箔，通常是銅箔，乃會(huì)被施加于一非傳導(dǎo)基板的整個(gè)表面積(載膜(carrierfilm))，然后，該傳導(dǎo)圖案則是藉由光微影、或是一印刷技術(shù)，以及一接續(xù)的蝕刻操作而加以產(chǎn)生，若是一傳導(dǎo)圖案需要位在該基板的兩側(cè)時(shí)，則在該非傳導(dǎo)基板的兩側(cè)就都會(huì)使用被提供以該金屬箔的一塑料金屬疊層，接著，該圖案化即會(huì)在所述的程序中于該兩側(cè)上舉行，至于用建立位在該基板之相對(duì)側(cè)上之該等傳導(dǎo)圖案的電性連接的通孔則是藉由一接續(xù)的電鍍步驟而加以提供。
再者，用于一傳導(dǎo)圖案之生產(chǎn)的一另一變形乃是，藉由傳導(dǎo)膠的印刷而實(shí)現(xiàn)所需要的布局，通常，具有傳導(dǎo)銀粒子的聚合物墨水會(huì)被使用做為該傳導(dǎo)膠，而為了確保足夠的傳導(dǎo)性，在該傳導(dǎo)膠中乃需要一高比例的傳導(dǎo)銀粒子，不過，如此得結(jié)果卻是讓此種方法擁有高成本，雖然該印刷方法使得以簡(jiǎn)單的方法生產(chǎn)在兩側(cè)皆已圖案化之基板成為可能，但是卻不可能提供(用于建立位在該基板之相對(duì)側(cè)上之該等傳導(dǎo)圖案間的電連接的)通孔，因此，此乃需要一進(jìn)一步的處理步驟。
前述的兩個(gè)生產(chǎn)方法，藉由一蝕刻技術(shù)執(zhí)行之圖案化、或是利用一傳導(dǎo)膠執(zhí)行的圖案化，乃會(huì)由于該等所需要的多個(gè)步驟，以及由于材質(zhì)的大量流失而導(dǎo)致高成本支出，并且，通孔尚需要額外工作步驟，而且，不僅于此，該大量材質(zhì)損失所造成的環(huán)境沖擊更被視為一缺點(diǎn)。
一另一，但鮮少使用之，產(chǎn)生傳導(dǎo)圖案的方法系為，自一金屬箔沖壓出該傳導(dǎo)圖案，并接著將其膠著地固定在該基板之上，不過，此程序的高成本則是來(lái)自于牽涉到自該金屬箔沖壓的大量材質(zhì)損失，再者，通孔的直接提供同樣沒有可能。
因此，由于該等相同的缺點(diǎn)，線繞結(jié)構(gòu)(wire-wound structures)即不再被使用于印刷電路板、或芯片卡模決的生產(chǎn)。
所以，本發(fā)明的目的即在于提供一種簡(jiǎn)單且花費(fèi)不高之在一基板上生產(chǎn)傳導(dǎo)圖案的方法。
該目的則是藉由根據(jù)權(quán)利要求1的該方法而加以達(dá)成。
根據(jù)本發(fā)明，首先，其系設(shè)想覆蓋部分具有傳導(dǎo)粒子之基板的一表面，接續(xù)地，施加一被動(dòng)層至該等傳導(dǎo)粒子所形成的粒子層，且該被動(dòng)層系加以形成為該待產(chǎn)生之傳導(dǎo)圖案的的一負(fù)影像，以及最終，在未被該被動(dòng)層所覆蓋的該些區(qū)域中形成該傳導(dǎo)圖案。
在一被動(dòng)層之下提供一粒子層系使得藉由可以輕易進(jìn)行控制且并不昂貴的直流電程序(galvanic processes)而形成該等傳導(dǎo)圖形成為可能，而正如之后要敘述之具有優(yōu)勢(shì)的改進(jìn)所證實(shí)的，本發(fā)明所具有的優(yōu)勢(shì)系在于，適合產(chǎn)生具有一經(jīng)常必須要改變之布局的傳導(dǎo)圖案，特別地是，該方法系因此可以被用于產(chǎn)生小批的已圖案化基板。
該等為一粉末型式的傳導(dǎo)粒子系可以加以吹拂、噴灑、印刷、或是以一些其它類似的方式施加至該待圖案化之基板的該表面之上，較佳地是，此操作直接發(fā)生在該基板已經(jīng)離開一輪壓機(jī)(calender)之后，而由于該基板的該表面在此時(shí)系仍然具有一黏著力，因此其系有可能省掉為了將該等傳導(dǎo)粒子附著至該基板的一膠黏劑的使用，此外，該等傳導(dǎo)粒子被施加至該基板時(shí)，它們系應(yīng)該要具有一非傳導(dǎo)平面，而若是使用金屬粒子時(shí)，此非傳導(dǎo)表面乃可以藉由一氧化膜而加以形成，該等傳導(dǎo)粒子的該非傳導(dǎo)表面系會(huì)避免其于x以及y方向上的導(dǎo)電性，在此，位在平行于該基板之表面的軸系被定義為該x以及y方向，換言之，該等傳導(dǎo)粒子在z方向中的導(dǎo)電性是無(wú)害，甚至是需要的，其中，垂直于該基板之該表面的軸系被定義為該z方向。
根據(jù)本發(fā)明之該方法之具有優(yōu)勢(shì)的改進(jìn)系揭示于附屬權(quán)利要求。
在一第一選擇中，該傳導(dǎo)圖案的形成乃是藉由“活化”該等傳導(dǎo)粒子未被該被動(dòng)層所覆蓋的該等區(qū)域而發(fā)生，其中，在此例子中，該等傳導(dǎo)粒子系較佳包含銅(Cu)，且該活化乃是藉由將配置(包括該基板、該粒子層、以及該已圖案化被動(dòng)層)導(dǎo)入一浸泡槽液中而加以舉行，舉例而言，一銀浸泡槽液系可以為了此目的而加以使用，所以，如此的結(jié)果是，銀系變得依附至該等傳導(dǎo)粒子之上，接著，在該配置已經(jīng)在該浸泡槽液中停留一短暫的時(shí)間之后，該傳導(dǎo)圖案即會(huì)加以形成，此外，同樣的，該活化也可以藉由執(zhí)行一電鍍程序而加以完成，而該粒子層未被該被動(dòng)層所覆蓋的區(qū)域則是作為快速形成該傳導(dǎo)圖案之用，在此例子中，其系有可能使用任何目前已知的電鍍方法。
在本發(fā)明之一另一較具優(yōu)勢(shì)的發(fā)展中，乃會(huì)實(shí)行該藉由活化所形成之傳導(dǎo)圖案的一直流電(galvanic)及/或化學(xué)強(qiáng)化，而由于藉由此程序，該傳導(dǎo)圖案的厚度系可以加以增加，因此，舉例而言，被形成為導(dǎo)體軌跡之，該導(dǎo)體圖案的高度系可以適應(yīng)于該被動(dòng)層的厚度，而在此方法中，則是可以產(chǎn)生一外觀上吸引人的表面，此外，由于該傳導(dǎo)圖案的剖面系加以增加，因此，電阻系可以利用一有利的方式而受到影響。
在一第二選擇中，該傳導(dǎo)圖案的形成乃是藉由對(duì)該傳導(dǎo)粒子未被該被動(dòng)層所覆蓋之該等區(qū)域的直接強(qiáng)化而發(fā)生，在此變形的例子中，該等粒子，較佳地是，包含鐵(Fe)，而該傳導(dǎo)圖案的形成則是藉由一離子交換程序而發(fā)生，其中，若是該包含該基板、該Fe粒子層、以及該已圖案化之被動(dòng)層的配置被導(dǎo)入一銅槽液之中時(shí)，則一離子交換程序乃會(huì)由于一貴金屬與一非貴金屬的結(jié)合而發(fā)生，因此，即增進(jìn)了在該等傳導(dǎo)鐵粒子上的銅，且該傳導(dǎo)圖案之厚度所受到的影響乃是取決于該配置留在該銅槽液中的時(shí)間長(zhǎng)短，再者，取代Cu以及Fe，任何其它具有一離子交換程序之貴/非貴金屬結(jié)合都可以加以使用。
較佳地是，該被動(dòng)層的施加乃是藉由一印刷方法而發(fā)生，在此方面，任何所需的印刷方式皆可加以使用，而一印刷方法的使用則使得其有可能可以快速地反應(yīng)該傳導(dǎo)圖案之一已改變的布局，其中，該布局系可以藉由一習(xí)知的打印機(jī)，而直接地自一計(jì)算機(jī)施加至該待操作的基板之上，除此之外，并不需要其它的工作，另外，使用該印刷方法所具有的額外優(yōu)點(diǎn)是，相較于習(xí)知產(chǎn)生傳導(dǎo)圖案的方法，其系有可能具有一較佳地分辨率，而該待產(chǎn)生之傳導(dǎo)圖案的精細(xì)度則是僅藉由該打印機(jī)的分辨率而加以決定，其中，較具優(yōu)勢(shì)的是，使用一平版印刷、雷射、或噴墨印刷方法，在此程序的例子中，并不需要用于圖案化之增加成本的準(zhǔn)備步驟，舉例而言，光微影以及蝕刻。
在一另一變形中，首先，該被動(dòng)層的施加乃是藉由在該粒子層之全部表面覆蓋一光阻而發(fā)生，以及接續(xù)地，為了形成該傳導(dǎo)圖案乃會(huì)執(zhí)行一攝影屏蔽(photographic masking)，仍然，一蝕刻操作是不需要的。
在一再一較具優(yōu)勢(shì)的改進(jìn)之中，一聚合物的傳導(dǎo)粒子系會(huì)被施加至該基板之上，以取代一金屬的傳導(dǎo)粒子，在此例子中，其系必須要確保避免在該x以及y方向之該導(dǎo)電性，而此則是可以，舉例而言，藉由相鄰之粒子以不會(huì)碰撞之方式進(jìn)行施加而加以達(dá)成。
該方法之使用系有利于，芯片卡、或印刷電路板之，導(dǎo)體軌跡圖案的生產(chǎn)，不過，原則上，其系可以被使用于生產(chǎn)任何的傳導(dǎo)圖案。
本發(fā)明以及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)以之后的圖式作為基礎(chǔ)、并在一實(shí)例的幫助之下進(jìn)行更詳盡的解釋，其中

圖1其系顯示在施加傳導(dǎo)粒子后的一基板；圖2其系顯示在施加一被動(dòng)層之后的配置；圖3其系顯示在產(chǎn)生一傳導(dǎo)圖案之后的配置；以及圖4其系顯示在產(chǎn)生藉由兩個(gè)生產(chǎn)步驟所產(chǎn)生之一傳導(dǎo)圖案之后的配置。
在接下來(lái)的圖式中，該利用各種生產(chǎn)步驟而在一基板10上產(chǎn)生傳導(dǎo)圖案的方法系加以敘述。
在圖l中，一粒子層13系已經(jīng)被施加于該基板10的一表面11之上，其中，該粒子層13系包括傳導(dǎo)粒子12，且這些系包括一金屬，舉例而言，鐵或銅，或是包括一聚合物，以及該等個(gè)別的傳導(dǎo)粒子系加以配置為在該表面11上彼此并排，并且，在相鄰的傳導(dǎo)粒子12之間不具有電性連接，而此則是可以藉由該等傳導(dǎo)粒子12所具有的乃是一非傳導(dǎo)表面而獲得確認(rèn)，因此，在此方面，其系沒有必要藉由該等傳導(dǎo)粒子的一特殊處理而產(chǎn)生此非傳導(dǎo)表面，因?yàn)樵谌魏谓饘僦砻嫔纤a(chǎn)生的氧化作用即已經(jīng)足夠用以避免一電性接觸，此外，一電性連接系亦可以利用已經(jīng)，舉例而言，藉由將吹拂、噴灑、或印刷而應(yīng)用至該表面11之上的該等傳導(dǎo)粒子的彼此間隔分開而加以避免，換言之，在z方向(即為于所呈現(xiàn)之圖式頁(yè)面中，自底部垂直朝向頂部的方向)上的一電性傳導(dǎo)是無(wú)害、甚至是需要的。
該基板10系可以是任何所需的金屬，塑料、玻璃、織物、或類似物的使用是有可能的，若是該基板10系包括一塑料時(shí)，則較具優(yōu)勢(shì)的是，在其已經(jīng)被產(chǎn)生為其最終形式之后，直接施加該等傳導(dǎo)粒子，而若是該等傳導(dǎo)粒子是在該基板已經(jīng)自一輪壓機(jī)被卸下之后所直接施加時(shí)，則其系有可能省掉使用一膠著劑而能建立該等傳導(dǎo)粒子的足夠黏附，另一方面，若是一玻璃、一織物、一石材、或是類似物系被使用做為該基板時(shí)，則該等傳導(dǎo)粒子即有必要藉由一膠著劑層而進(jìn)行附著。
在本發(fā)明之方法的例子中，該基板10所具有的是何種表面同樣也不重要，在本發(fā)明圖1的示范性實(shí)施例中，該基板10的剖面系為一矩形，而另一方面，該基板11，若是任何已經(jīng)被提供以一傳導(dǎo)圖案的表面，則是可以具有任何所需的曲率。
一旦該基板的該表面11已經(jīng)被覆蓋以該等傳導(dǎo)粒子12(完全、或者僅部分)時(shí)，則一被動(dòng)層14乃會(huì)接續(xù)地被施加至該藉由該等傳導(dǎo)粒子12所形成的粒子層13之上，在此狀況下，較佳地是，該被動(dòng)層14的施加是以已圖案化的形式中發(fā)生在稍后用以代表維持為未被該被動(dòng)層所覆蓋之該傳導(dǎo)圖案的該些區(qū)域之中，換言之，此系表示，該被動(dòng)層14系代表該稍后傳導(dǎo)圖案的一負(fù)影像。
在本發(fā)明的圖2中，該被動(dòng)層14，舉例而言，系具有兩個(gè)區(qū)域，而一傳導(dǎo)圖案的形成則是會(huì)避開這些區(qū)域，因此，該傳導(dǎo)圖案，舉例而言，代表任何所需架構(gòu)之一導(dǎo)體軌跡(conductor track)者，乃會(huì)被產(chǎn)生在未被該被動(dòng)層14所覆蓋的區(qū)域之中。
較佳地是，該被動(dòng)層的施加乃是藉由一印刷方法而加以舉行，在此方面，系可以使用傳統(tǒng)的雷射、或是噴墨打印機(jī)，并且，同樣可以理解的是使用一平版印刷機(jī)器，而藉由一印刷方法施加該被動(dòng)層所特別具有的優(yōu)點(diǎn)則是，傳導(dǎo)圖案的不同布局系可以在不支出設(shè)備的情形下，以簡(jiǎn)單的方法加以產(chǎn)生，再者，被產(chǎn)生在一計(jì)算機(jī)上的該布局乃可以直接藉由該打印機(jī)而直接被印刷至該等被提供以該粒子層的基板之上，然后，接續(xù)更進(jìn)一步的處理(將于圖3及圖4中進(jìn)行敘述)則是使得該所需的布局可以加以產(chǎn)生，因此，其系有可能可以省掉使用根據(jù)習(xí)知技術(shù)之伴隨著一接續(xù)蝕刻操作的一復(fù)雜光微影方法，所以，該所建議的方法系可以比根據(jù)習(xí)知技術(shù)的已知方法更具有彈性，以及，特別地是，伴隨著較少的支出。
此外，該具成本效益的生產(chǎn)也是源自于接續(xù)所執(zhí)行之形成該等傳導(dǎo)圖案的生產(chǎn)步驟。在圖3中，該傳導(dǎo)圖案乃是藉由對(duì)于該被動(dòng)層14未被該粒子層13所覆蓋之區(qū)域的一直接強(qiáng)化而加以提供，而在此示范性實(shí)施例中，較佳地是，該等傳導(dǎo)粒子包括鐵，再者，一旦描繪于圖2中的該配置已經(jīng)被浸入一銅槽液中之后，則一離子交換程序就會(huì)在該非貴金屬以及該貴金屬之間發(fā)生，而如此的結(jié)果則是，該被提供以該參考數(shù)字15的銅層會(huì)成長(zhǎng)在該等傳導(dǎo)粒子12之上，其中，該傳導(dǎo)圖案15的厚度乃可以根據(jù)該配置維持浸泡于該銅槽液中之時(shí)間的長(zhǎng)短而獲得控制，并且，特別地是，其系有可能在具有該被動(dòng)層14的一平面中終止。
在圖4中，首先，該傳導(dǎo)圖案15乃是藉由活化該粒子層13未被該被動(dòng)層14所覆蓋的該等區(qū)域而加以提供，在此，較佳地是，該等粒子包括銅，該傳導(dǎo)圖案15乃是藉由在一，舉例而言，包含銀的，浸泡液中的活化而加以提供，取而代之，在圖2中所描繪的該配置系亦可以被呈送至一直流電程序(galvanic process)，因此，為了改善被提供以該參考數(shù)字15之該圖案的該導(dǎo)電性，乃會(huì)接續(xù)地執(zhí)行一直流電及/或化學(xué)強(qiáng)化，藉此，該層16即可被產(chǎn)生，或者，其系亦有可能在此實(shí)施例的例子中，使得所產(chǎn)生的該傳導(dǎo)圖案終止該被動(dòng)層14之該表面的涌流(flush)。
在圖1至圖4中，所描繪的系為根據(jù)本發(fā)明的該基本方法，而正如一開始所提及的，此方法系可以被實(shí)施在任何所需架構(gòu)的基板10之上，因此，于印刷電路板、或芯片卡模塊，也就是說，實(shí)質(zhì)上為一平坦型式的基板，的生產(chǎn)中，通常，是有需要在兩側(cè)上都生產(chǎn)一傳導(dǎo)圖案，在此狀況下，該等在圖1以及圖2中所描繪以及所敘述的步驟乃會(huì)在該基板10的該兩相對(duì)表面之上，一個(gè)接著一個(gè)發(fā)生，以另外的方式表達(dá)，此即表示，要被產(chǎn)生在該相對(duì)表面上之該等負(fù)影像系會(huì)以分別之被動(dòng)層14的形式而一個(gè)接著一個(gè)的加以產(chǎn)生，換言之，在該基板之該兩相對(duì)表面上的該等分別傳導(dǎo)圖案的形成系會(huì)在一單一的步驟中發(fā)生，在此，其特別具有優(yōu)勢(shì)的是，可能要被產(chǎn)生的通孔，也就是說，在該基板之該等相對(duì)表面上之該等導(dǎo)體圖案間的電連接，系會(huì)自動(dòng)地加以產(chǎn)生，因此，即不需要用于產(chǎn)生該等通孔的額外生產(chǎn)步驟。
符號(hào)列表10substrate 基板11surface表面12conductive particles 傳導(dǎo)粒子13layer of particles 粒子層14passivation layer 被動(dòng)層15conductor pattern 導(dǎo)體圖案16conductor pattern 導(dǎo)體圖案
權(quán)利要求
1.一種用于在一基板(10)上產(chǎn)生傳導(dǎo)圖案的方法，其中，首先，該基板(10)的一表面(11)至少會(huì)部分地被覆蓋以傳導(dǎo)粒子(12)，接續(xù)地，一被動(dòng)層(14)會(huì)被施加至該等傳導(dǎo)粒子(12)所形成的一粒子層(13)之上，且該被動(dòng)層(14)加以形成為該傳導(dǎo)圖案的一負(fù)影像，以及最后，該傳導(dǎo)圖案(15)乃會(huì)形成在未被該被動(dòng)層(14)所覆蓋的該些區(qū)域之中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之方法，其中，該傳導(dǎo)圖案(15)的形成乃是藉由活化該等傳導(dǎo)粒子(12)未被該被動(dòng)層(14)所覆蓋的該等區(qū)域而發(fā)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之方法，其中，該傳導(dǎo)圖案(15)系已進(jìn)行電化學(xué)及/或化學(xué)強(qiáng)化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之方法，其中，該傳導(dǎo)圖案(15)的形成乃是藉由對(duì)該等傳導(dǎo)粒子(12)未被該被動(dòng)層(14)所覆蓋之該等區(qū)域的直接強(qiáng)化而發(fā)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述之方法，其中，該被動(dòng)層(14)的施加乃是藉由一印刷方法而發(fā)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述之方法，其中，首先，該被動(dòng)層(14)的施加系發(fā)生在覆蓋該粒子層(13)的全部表面區(qū)域，以及接續(xù)地，為了形成該傳導(dǎo)圖案，乃會(huì)執(zhí)行一光微影屏蔽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述之方法，其中，該等傳導(dǎo)粒子(12)在其被施加至該基板(10)時(shí)，系具有一非傳導(dǎo)性表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述之方法，其中，該該等被施加至該基板(10)的該等傳導(dǎo)粒子(12)包括一金屬、一金屬合金、或一聚合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述之方法，其中，該方法使用于生產(chǎn)芯片卡、或印刷電路板的導(dǎo)體軌跡圖案。
全文摘要
一種用于在一基板(10)上產(chǎn)生傳導(dǎo)圖案的方法，其中，首先，該基板(10)的一表面(11)系至少會(huì)部分地被覆蓋以傳導(dǎo)粒子(12)，接續(xù)地，一被動(dòng)層(14)會(huì)被施加至該等傳導(dǎo)粒子(12)所形成的一粒子層(13)之上，且該被動(dòng)層(14)形成為該傳導(dǎo)圖案的一負(fù)影像，以及最后，該傳導(dǎo)圖案(15，16)乃會(huì)形成在未被該被動(dòng)層(14)所覆蓋的該些區(qū)域之中。
文檔編號(hào)H05K3/24GK1717963SQ200380104060
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者A·卡里, A·米勒－希珀, F·佩斯奇納, E·西姆梅萊恩－埃巴徹爾 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司