专利名称：：图案化工艺的制作方法
技术领域：
：本发明是有关于一种图案化工艺，且特别是有关于一种可形成金属图案(metallicpattern)的图案化工艺。
背景技术：
：已4口的可携式电子产品(portableelectronicapparatus)或电子装置，例如手机、笔记型电脑、掌上型游乐器以及个人数字助理器(PersonalDigitalAssistant,PDA),通常需要装设多个电子元件，其例如是芯片(chip)与无源元件(passivecomponent)以及安装这些电子元件的线赠4反(wiringboard)。目前这些电子元件大多需要透过线路板才能彼此电性连接。如此，电子信号才能在这些电子元件之间传输，而这些电子元件得以发挥功能。因此，在现有技术中，这些电子元件与线路板是可携式电子产品或电子装置所不可或缺的必要元件。现今的可携式电子产品或电子装置大多朝向重量轻、体积小以及厚度薄的趋势发展，甚至，现今汽车工业的发达，汽车多功能性的电子装置整合技术需求，日新月异。因此，如何进一步地减轻可携式电子装置的重量，缩小薄型化可携式电子产品或电子装置的体积，以及减少可携式电子产品或电子装置的厚度，甚至对于汽车驾驶者的驾驭操作与复杂的控制面板的技术整合，更是值得讨论的课题。
发明内容本发明提供一种图案化工艺，其可以形成多条线路。本发明提出一种图案化工艺，该工艺包括，首先，将一塑性材料浸泡于一起镀药液中，以在塑性材料的表面上形成一起镀金属层。在形成起镀金属层之后，将塑性材料浸泡于一化镀药液中，以在起镀金属层上形成一化镀金属层，其中起镀药液的反应活性大于化镀药液的反应活性。在本发明一实施例中，上述起镀金属层的沉积速率大于化镀金属层的沉积速率。在本发明一实施例中，上述塑性材料在起镀药液的负载(loading)大于塑性材料在化镀药液的负载。在本发明一实施例中，上述起镀药液的温度大于化镀药液的温度。在本发明一实施例中，上述塑性材料浸泡于起镀药液中的时间小于塑性材料浸泡于化镀药液的时间。在本发明一实施例中，上述起镀药液的成分与化镀药液的成分相同。在本发明一实施例中，上述起镀药液的成分与该化镀药液的成分不同。在本发明一实施例中，上述塑性材料包括一陶瓷或一工程塑料。在本发明一实施例中，上述工程塑料是选自于由聚对苯二曱酸丁二酯(PolybutyleneTerephthalate,PBT)、聚对苯二曱酸乙二酉旨(PolyethyleneTerephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、丙烯-丁二彿-苯乙烯共聚合物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrenecopolymers,ABScopolymers)、聚酰胺6(Polyamide，PA6)、共聚聚曱醛(POM)、聚苯石克醚(PPS)、液晶高分子(LCP)、环状烯烃共聚高分子(COC)以及尼龙所组成的组。在本发明一实施例中，上述塑性材料还包括多个催化剂颗粒。在本发明一实施例中，这些催化剂颗粒为多个金属氧化物颗粒或多个金属络合物颗粒。在本发明一实施例中，这些催化剂颗粒的材料选自于由锰、铬、钇、铜、铝以及粕所组成的组。在本发明一实施例中，在塑性材料浸泡于起镀药液以前，还包括，利用一激光光束，在塑性材料的表面上形成一凹刻图案，其中一些催化剂颗粒活化并棵露于凹刻图案内。由于本发明利用起镀药液与化镀药液以在塑性材料的表面上形成起镀金属层与化镀金属层，因此本发明可以用来在可携式电子产品或电子装置的外壳上形成包括多条线路的金属图案，而多个电子元件能直接组装于这些线路。如此，本发明能减少可携式电子产品或电子装置所需要的线路板的数目，以使可携式电子产品或电子装置朝向重量轻、体积小与厚度薄的趋势发展。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。图1A至图1C是本发明一实施例的图案化工艺的流程剖面图。图2A与图2B是图1B中起镀金属层的形成过程的剖面图。图3是本实施例中起镀金属层与化镀金属层的形成时间与厚度的关系附图标记说明100:塑性材料102:表面104:凹刻图案110:催化剂颗粒120:起镀金属层122:种子核130:化镀金属层B:激光光束D:深度tl、t2:时间具体实施例方式图1A至图1C是本发明一实施例的图案化工艺的流程剖面图。请参阅图1A,关于本实施例的图案化工艺，首先，利用一激光光束B,在一塑性材料100的表面102上形成一凹刻图案104,其中凹刻图案104的深度D例如是小于5微米。当然，端视产品的需求，'凹刻图案104的深度D亦可以等于或超过5微米(也可直接用激光打通形成通孔)。塑性材料100包括陶瓷或塑胶，且塑性材料IOO还包括多个催化剂颗粒110。上述的塑胶例如是工程塑料，其包括聚对苯二曱酸丁二酯、聚对苯二曱酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚酰胺6、共聚聚曱酴、聚苯硫醚、液晶高分子、环状烯烃共聚高分子、尼龙或是这些材料的任意混合。塑性材料IOO可以是由陶资材料混合这些催化剂颗粒110而形成，或者亦可以是由上述工程塑料混合这些催化剂颗粒110而形成。另外，塑性材料100可以经由射出成型的方法来制作，进而成为多种形状不同的电子装置的壳体。举例来说，塑性材料ioo可以是手机、手表、笔记型电脑、个人数字助理器、掌上型游乐器、机车把手或汽车方向盘的外壳。在形成凹刻图案104之后，一些催化剂颗粒110会活化并棵露于凹刻图案104内。为了进一步地清楚说明，图示中的这些催化剂颗粒110会以黑色或白色来表示催化剂颗粒110是否被活化。黑色的催化剂颗粒110代表已活化的催化剂颗粒110，而白色的催化剂颗粒110则代表未活化的催化剂颗粒110。这些催化剂颗粒110例如是多个金属氧化物颗粒、多个金属氮化物颗粒、多个金属络合物颗粒或多个金属颗粒，且这些催化剂颗粒110的材料可以包括锰、铬、钇、铜、铝或铂，或是这些金属的任意组合。也就是说，这些催化剂颗粒110内的金属原子可以是锰、铬、4巴、铜、铝或铂，且这些催化剂颗粒110可以包括这些金属原子的任意结合。举例而言，催化剂颗粒110例如是氧化铜、氮化铝颗粒或钯金属颗粒。当这些催化剂颗粒110与工程塑料混合以形成塑性材料100时，这些催化剂颗粒110会与一些工程塑料中的高分子产生化学反应，以至于其中一颗催化剂颗粒110会与几颗塑胶高分子键结。这些催化剂颗粒110与塑胶高分子之间的键结会形成一种化学性质稳定的分子结构。换句话说，此时的催化剂颗粒110具有很低的活性。当激光光束B在塑性材料100的表面102上形成凹刻图案104时，激光光束B能破坏一些催化剂颗粒110与塑胶高分子之间的键结，而这些催化剂颗粒110也因此具有自由基。也就是说，激光光束B能破坏上述化学性质稳定的分子结构，进而提高这些催化剂颗粒110的活性。请参阅图1B，接着，将塑性材料100浸泡于起镀药液中，以在塑性材料100的表面102上形成一起镀金属层120，其中起镀金属层120的平均厚度可以是在l微米以下。具体来说，起镀药液内含有多个金属离子，而一些活化并棵露于凹刻图案104内的催化剂颗粒110会与这些金属离子结合，进而形成起镀金属层120。为了详细介绍起镀金属层120的形成，以下将配合图2A与图2B来详细说明起镀金属层120的形成过程。图2A与图2B是图1B中起镀金属层的形成过程的剖面图。请先参阅图2A，当刚形成起镀金属层120时，这些活化的催化剂颗粒110(如图中所示的黑色催化剂颗粒110)会与起镀药液内的这些金属离子键结，以形成多个种子核122。这些种子核122会形成于这些活化的催化剂颗粒110上，并与这些活化的催化剂颗粒110结合。请参阅图2B，接着，这些种子核122会与更多的金属离子结合而逐渐成长。当这些种子核122成长至一定的大小时，这些种子核122会刚好能彼此连接，进而形成一层覆盖凹刻图案104的连续膜层，也就是起镀金属层120。换句话说，起镀金属层120是这些种子核122刚好彼此连接所形成的连续膜层。除了上述形成起镀金属层120之外，本发明还包括多个形成起镀金属层120的实施例。详细而言，在其他未绘示的实施例中，塑性材料100可以不包括这些催化剂颗粒110，即塑性材料100例如是一般的陶瓷或上述的工程塑料。以塑性材料100为工程塑料为例，在形成起镀金属层120之前，可以先将工程塑料浸泡于催化剂中，其中催化剂含有多个催化剂颗粒，而这些催化剂颗粒可以是金属颗粒，例如是铜金属颗粒或钯金属颗粒。在工程塑料浸泡于催化剂之后，这些金属颗粒会附着于工程塑料的表面。之后，再将表面附着这些金属颗粒的工程塑料浸泡于起镀药液中。通过这些金属颗粒与起镀药液中的多个金属离子所产生的反应，起镀金属层120能形成于工程塑料的表面。换句话说，即使采用未含有这些催化剂颗粒110的塑性材料100，本实施例亦可以在这种塑性材料100上形成起镀金属层120。因此，图1A至图1B所示的激光活化催化剂颗粒110的方法仅为举例说明，并非限定本发明。请参阅图1C，在形成起镀金属层120之后，将塑性材料100浸泡于一化镀药液中，以在起镀金属层120上形成一化镀金属层130。起镀药液的成分可以与化镀药液的成分相同。当然起镀药液的成分亦可以与化镀药液的成分不同。因此，化镀金属层130与起镀金属层120二者可以是相同或不同的材料。举例来说，起镀金属层120例如是铜金属层，而化镀金属层130例如是镍金层或铜金属层。起镀药液的反应活性大于化镀药液的反应活性。须事先说明的是，这里所述的活性是指化学镀膜(即起镀金属层120或化镀金属层130)的上镀能力，而起镀金属层120的上镀能力会大于化镀金属层130。因此，起镀金属层120的沉积速率会大于化镀金属层130的沉积速率。控制起镀金属层120与化镀金属层130二者的沉积速率的手段有很多种。在本实施例中，可以控制起镀药液与化镀药液二者的温度，使起镀药液的温度大于化镀药液的温度。如此，即使起镀药液的成分与化镀药液的成分相同，起镀金属层120的沉积速率仍可以大于化镀金属层130的沉积速率。在本实施例中，起镀药液的温度可以高于化镀药液约rC至15。C的差距，例如起镀药液的温度可以在55。C至65。C之间，而化镀药液的温度可以在50°C至6(TC之间。另外，也可以控制负载的大小，以使起镀金属层120的沉积速率大于化镀金属层130的沉积速率，其中前述所谓的负载是指能形成化学镀膜(例如起镀金属层120或化镀金属层130)的区域的面积与镀液(即起镀药液或化镀药液)体积之间的比值。以图1B为例，当形成起镀金属层120时，凹刻图案104的面积与起镀药液的体积之间的比值为塑性材料IOO在起镀药液的负载。负载越大，化学镀膜的沉积速率越快。也就是说，在镀液体积不变的条件下，能形成化学镀膜的区域的面积越大(大于镀液的最低容许负载，小于镀液最大容许负载)，则此化学镀膜的沉积速率越快。因此，本实施例亦可以控制负载的大小，以使塑性材料IOO在起镀药液的负载大于塑性材料100在化镀药液的负载。控制负载的方法例如是在装有起镀药液的镀槽内，置放多个钢珠或多片铜片来增加形成化学镀膜(包括起镀金属层120)的区域的面积。如此，增加塑性材料IOO在起镀药液的负载。除此之外，亦可以控制其他参数来使得起镀药液与塑性材料100之间的活性大于起镀金属层120与化镀药液之间的活性。举例来说，本实施例可以控制搅拌起镀药液与化镀药液的条件，例如调整搅拌起镀药液与化镀药液的时间、搅拌速率或搅拌方式。上述的搅拌方式可以包括空气搅拌以及机械搅拌，其中空气搅拌是指通入气体至起镀药液与化镀药液内来进行搅拌，而机械搅拌则是指利用喷流、滚筒或搅拌叶片来搅拌起镀药液与化镀药液。此外，更可以选用成分互不相同的起镀药液与化镀药液。也就是说，可以选用高活性的起镀药液与低活性的化镀药液。这样可使起镀药液的反应活性大于化镀药液的反应活性，而且即使在起镀药液与化镀药液二者温度相同的条件下，仍然使起镀药液的反应活性大于化镀药液的反应活性，即起镀金属层120的沉积速率仍大于化镀金属层130的沉积速率。图3是本实施例中起镀金属层与化镀金属层的形成时间与厚度的关系图。请参阅图3,其中纵轴代表起镀金属层120与化镀金属层130的总厚度，而横轴代表沉积起镀金属层120与化镀金属层130所经过的时间。从图3来看，当时间从零至时间tl时，塑性材料100是浸泡在起镀药液内。当时间未到达时间tl时，尚未有起镀金属层120与化镀金属层130形成，即塑性材料100上仅形成多个种子核122(请参考图2B),而未形成连续膜层。这^殳/人零至时间tl的时间称为起始时间(initiationtime)，而/人零至时间tl这段仅形成多个种子核122的状态称为起始镀状态(initiation)。当时间/人时间tl至时间t2时，起镀金属层120已完成，并开始形成化镀金属层130。也就是说，在这段从时间tl至时间t2的时间内，塑性材料100是浸泡于化镀药液中，并形成化镀金属层130。从图3来看，化镀金属层130的厚度大体上是随着时间而呈线性关系来成长。也就是说，基本上，化镀金属层130的沉积速率为一定值。值得一提的是，不同种类的塑性材料100，其形成起镀金属层120所需的起始时间也不同，例如含有聚对苯二曱酸丁二酯(PBT)的塑性材料100比含有液晶高分子(LCP)的塑性材料100需要更多的起始时间。然而，化镀金属层130的沉积速率大体上却与塑性材料100的种类无关。由于起镀药液的反应活性大于化镀药液的反应活性，因此塑性材料100所需要的起始时间(即从零至时间tl的时间)可以被缩短。也就是说，塑性材料100浸泡于起镀药液中的时间可以小于塑性材料100浸泡于化镀药液的时间。如此，本实施例能缩短图案化工艺的所需时间，进而维持或加快产品的生产速度。请再次参阅图2A与图2B，当这些种子核122形成时，由于起镀金属层120的沉积速率较快，且起镀药液的活性较高，因此这些种子核122的成长速率会加快。然而，若这些种子核122的成长速率过快的话，起镀金属层120可能会形成于凹刻图案104以外的区域。这样在制作线路的应用上会发生短路的情形。因此，缩短塑性材料100浸泡于起镀药液中的时间可以降低发生起镀金属层120形成于凹刻图案104以外的区域的机率，而这样在制作线路的应用上可以减少发生短路的情形。综上所述，本发明利用起镀药液与化镀药液来在塑性材料的表面上形成起镀金属层与化镀金属层，因此本发明可以用来在可携式电子产品或电子装置的外壳上形成金属图案。此金属图案可以用来作为多条线路或是接收信号的天线。当金属图案用来作为多条线路时，多个电子元件能直接组装于这些线路。如此，本发明能减少可携式电子产品或电子装置所需要的连接电线，进而促使现今的可携式电子产品或电子装置更进一步朝向重量轻、体积小以及厚度薄的趋势发展，即本发明所披露的技术特征能发展出重量更轻、体积更小、厚度更薄的可携式电子产品或电子装置。其次，通过上述高活性的起镀药液，本发明能缩短形成起镀金属层所需的起始时间。因此，尽管不同种类的塑性材料所需要的起始时间都不相同，但是所需要的起始时间皆可以被缩短。加上化镀金属层的沉积速率大体上与塑性材料的种类无关，因此，即使针对不同种类的塑性材料来进行图案化工艺，本发明可以维持或加快产品的生产速度。再者，由于起镀金属层与化镀金属层是分别在起镀药液与化镀药液中形成，因此本发明能个别监控起镀金属层与化镀金属层的生长情形。如此，本发明能侦测起镀金属层与化镀金属层是否形成及填满在塑性材料的正确区避免因线路形成不完全而造成断路的情形。由此可知，本发明在制作线路的应用方面可以提高产品的良率。虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属
技术领域：
中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。权利要求1、一种图案化工艺，包括将一塑性材料浸泡于一起镀药液中，以在该塑性材料的表面上形成一起镀金属层；以及在形成该起镀金属层之后，将该塑性材料浸泡于一化镀药液中，以在该起镀金属层上形成一化镀金属层，其中该起镀药液的反应活性大于该化镀药液的反应活性。2、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该起镀金属层的沉积速率大于该化镀金属层的沉积速率。3、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该塑性材料在该起镀药液的负载大于该塑性材料在该化镀药液的负载。4、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该起镀药液的温度大于该化镀药液的温度。5、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该塑性材料浸泡于该起镀药液中的时间小于该塑性材料浸泡于该化镀药液的时间。6、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该起镀药液的成分与该化镀药液的成分相同。7、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该起镀药液的成分与该化镀药液的成分不同。8、如权利要求1所述的图案化工艺，其中该塑性材料包括一陶瓷或一工程塑料。9、如权利要求8所述的图案化工艺，其中该工程塑料是选自于由聚对苯二曱酸丁二酯、聚对苯二曱酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚酰胺6、共聚聚甲醛、聚苯硫醚、液晶高分子、环状烯烃共聚高分子以及尼龙所组成的组。10、如权利要求8所述的图案化工艺，其中该塑性材料还包括多个催化剂颗粒。11、如权利要求10所述的图案化工艺，其中该些催化剂颗粒为多个金属氧化物颗粒或多个金属络合物颗粒。12、如权利要求IO所述的图案化工艺，其中该些催化剂颗粒的材料选自于由锰、铬、钇、铜、铝以及铂所组成的组。13、如权利要求IO所述的图案化工艺，在该塑性材料浸泡于该起镀药液以前，还包括利用一激光光束，在该塑性材料的表面上形成一凹刻图案，其中一些催化剂颗粒活化并棵露于该凹刻图案内。全文摘要本发明公开了一种图案化工艺，其包括，首先，将一塑性材料浸泡于一起镀药液中，以在塑性材料的表面上形成一起镀金属层。在形成起镀金属层之后，将塑性材料浸泡于一化镀药液中，以在起镀金属层上形成一化镀金属层，其中起镀药液的反应活性大于化镀药液的反应活性。本发明能减少可携式电子产品或电子装置所需要的线路板的数目，以使可携式电子产品或电子装置朝向重量轻、体积小与厚度薄的趋势发展。文档编号C23C18/00GK101608302SQ20081012567公开日2009年12月23日申请日期2008年6月17日优先权日2008年6月17日发明者余丞宏申请人:欣兴电子股份有限公司