[发明专利]一种介质材料表面共形导电线路的制造方法

说明书

本发明属于电子制造技术领域，并具体公开了一种介质材料表面共形导电线路的制造方法，其首先在介质材料工件表面均匀预置一层不含贵金属的、廉价的、自身无催化活性的磷酸镍粉末；然后按照预设线路图形进行激光刻蚀，分解磷酸镍产生具有催化活性的氧化镍附着在激光刻蚀区域；再将激光刻蚀后的工件进行清洗，以去除未被激光照射的磷酸镍粉末；最后进行无电沉积，氧化镍催化金属选择性沉积在激光刻蚀区域，在工件表面获得导电线路图形。本发明能够在二维和三维工件表面制造导电线路，对介质材料种类和工件形状尺寸没有特殊要求，介质材料无需事先掺杂，工艺简单，成本低，所获得的导电线路图形选择性好，分辨率高，结合强度高。

技术领域

本发明属于电子电路制造技术领域，更具体地，涉及一种介质材料表面共形导电线路的制造方法。

背景技术

在介质材料表面制造共形导电线路，将电气和机械功能集成在基材上，使得电子电器产品更加小型化、轻量化、柔性化，在诸多领域（例如汽车、可穿戴智能电子设备、无线通讯、微波组件等）都有广泛而重要的应用。传统的导电线路制造技术，有溅射-光刻-蚀刻、激光直接刻蚀等减材技术，丝网印刷、喷墨打印等增材技术。但这些技术不仅工艺复杂，成本高昂，而且不适合或难以实现三维共形导电线路的制造。

激光直接成型（LDS）技术是目前制造三维共形导电线路比较成熟的方法之一，其工艺流程为将激光活性物质和塑料原料掺杂混合注塑制成LDS料，利用激光照射分解活性物质产生催化活性中心，以催化后续无电沉积时的铜金属沉积，获得金属铜导电线路。专利文献CN02812609.2公开了一种在不导电承载材料上的导体轨道结构及其制造方法，该方法将具有尖晶石结构的含铜氧化物作为激光活性物质，掺杂在不导电承载材料内部制成LDS料，再经过激光扫描、无电沉积工艺获得导体轨道结构。专利文献CN200910106506.X公开了一种立体电路制造工艺，该工艺将有机金属复合物（如改性草酸二铜络合物、改性无水甲酸铜等）掺杂在塑胶原料内部制成LDS料，再经过激光扫描、无电沉积工艺获得立体电路。首先，激光活性物质的掺杂不仅提高了成本，而且增加了工艺难度。其次，掺杂会在一定程度上影响介质材料基材的物理（介电常数）和机械性能（易产生微裂纹）。而且含铜化合物通常都是深色的，不适合用于透明或浅色系基材的掺杂。最重要的是，LDS技术并不适用于已经注塑成型的普通塑料基板（即非LDS料）。

对于普通介质材料基材，一般采用外部预置活性物质层的方法。专利文献CN98800775.4公开了一种在非导电基材上制造电路结构的方法。该方法将贵金属钯络合物涂覆在基材的微孔表面上，利用248nm的氪-氟准分子激光照射使钯络合物分解产生含金属钯的晶核并进行无电沉积获得电路结构。专利文献CN201410146680.8公开了一种在塑料表面形成选择性金属线路的方法，该方法将塑料基材进行激光粗化和化学粗化（双粗化工艺）形成粗糙表面，然后将粗化后的基材依次浸入胶体钯和银氨溶液中吸附贵金属离子进行双活化，再进行无电沉积获得金属线路。外部预置活性物质层的方法，多采用贵金属如银、钯、或其盐溶液作为活性物质，不仅成本高昂，而且这些含贵金属的活性物质在激光作用前，自身就具有很强的催化活性，而激光作用后，产生的物质也具有催化活性，无电沉积时容易溢镀，导致线路选择性差，甚至造成短路，严重影响线路性能和应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷或改进需求，本发明提供了一种介质材料表面共形导电线路的制造方法，其通过激光直接照射预置在介质材料表面的不含贵金属的、廉价的、自身无催化活性的磷酸镍粉末层，磷酸镍与激光发生特定的相互作用，产生具有催化活性的氧化镍附着在激光刻蚀的区域，再进行无电沉积选择性沉积金属，获得导电线路。本方法使用的激光活性物质为磷酸镍，既不属于尖晶石结构的含铜氧化物和有机金属复合物，而是一种贱金属无机盐，因此成本更低，选择性好，绿色环保。此外，该方法还具有工艺流程简单、制造效率高、适用材料范围广等优点，而且尤其适用于三维共形导电线路的制造。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种介质材料表面共形导电线路的制造方法，具体包括以下步骤：