[发明专利]导电迹线和形成导电迹线的方法

说明书

本主题提供多层导电迹线。所述迹线可以通过数字印刷各个层和烧制来形成。各个层各自给所述导电迹线赋予功能特征并且每层都有组件，所述组件可以进行调节以影响该特定层的性能特征而不有害地影响其余层的性能特征。

领域

本主题涉及导电迹线和形成导电迹线的方法。

背景

导电迹线是本领域熟知的，并通常使用非常小的、薄的铜通路作为导电材料来生产。与铜迹线相关的一个问题是，铜受到各种来源的腐蚀。铜形成具有氧化态+1(亚铜)和+2(铜)的化合物。虽然铜不与水发生反应，但它与大气中的氧发生反应形成一层棕黑色的氧化铜。铜的表面氧化形成一层绿色的铜绿(碳酸铜)，保护铜体免受进一步的腐蚀。然而，在导电迹线中，如果铜是由具有非常窄的宽度和薄的厚度的层形成，则“表面”腐蚀可潜在地破坏导电通路或降低导电迹线的性能。铜也与硫化物(如硫化氢)发生反应，以在铜的表面上形成各种硫化铜。在与硫化物反应中，铜发生腐蚀，如当铜暴露于含有硫化合物的空气中所观察到。含氧的氨溶液也与铜发生反应产生水溶性络合物，同样氧和盐酸发生反应形成氯化铜并与酸化的过氧化氢发生反应形成铜(II)盐。氯化铜(II)和铜发生反应形成氯化亚铜(I)。因此，有必要保护铜迹线免受腐蚀。

导电迹线通常由减成法或加成法形成。通常，在减成法中，将铜涂覆在衬底上并除去不需要的部分以留下薄的铜迹线。常规的减成法存在的一个问题是它们产生不需要的废弃物。减成生产技术通常开始于将铜施加到衬底的一侧或两侧。迹线是通过从衬底蚀刻掉不需要的铜，在衬底上留下薄的导电铜迹线而形成。蚀刻工艺通常利用过硫酸铵或氯化铁。这些化学物质和除去的不需要的铜具有腐蚀性和毒性，并产生环境问题和过量废弃物。此外，蚀刻时间相对较长。而且，随着蚀刻剂被重复使用，铜浸透化学蚀刻剂使其逐渐在随后除去铜中不太有效。

通常，在形成迹线的加成法中，铜仅形成于衬底上的形成迹线的区域中。与通过常规的加成法形成导电迹线相关的一个问题是，该方法需要涉及各种设备和机器的多个步骤。在典型的加成法中，用光敏膜使衬底成像以产生曝光的图案。将曝光的图案进行化学浴，使图案能够与金属离子粘合。然后使致敏区域镀铜以形成迹线。然后将掩模从衬底剥离，只留下铜迹线。

与加成和减成常规生产技术均相关的问题是一旦形成铜迹线就需要保护其免受腐蚀和由于凝结使得迹线短路。迹线形成后用保护性涂层处理以保护其免受腐蚀。此过程需要涉及额外时间、金钱和设备的额外步骤。常规生产技术存在的另一个问题是在衬底上形成的铜迹线仅显示一种颜色。也就是说，如果将迹线施加到玻璃或透明塑料，则来自衬底的一侧或两侧的铜迹线的颜色在视觉上明显。与常规技术相关的另一个问题是，衬底必须进行处理以使铜适当地粘合到表面。这再次需要必须投入时间和金钱的额外步骤。

常规电镀技术中一个另外的缺点是，薄的铜迹线受到损耗和磨损并且导电通路容易损坏。当磨损到了导电性损坏的程度，导电迹线变得不能用于预期用途。

概述

在本发明的导电迹线和形成导电迹线的方法中，与先前已知的导电迹线和生产策略有关的困难和缺点被克服。

本主题涉及在各种衬底上形成的层状导电迹线。

在一个方面，本主题提供一种包括粘合到衬底的界面层和界面层上的导电层的导电迹线。

在另一个方面，本主题提供一种包括粘合到衬底的界面层、界面层上的导电层、覆盖导电层的暴露部分的氧化还原控制层、氧化还原控制层上的贵金属层、和氧化还原控制层上的介电层的导电迹线。

在又一个方面，本主题提供一种在衬底上形成导电迹线的方法，其包括将界面层粘合到衬底的表面，在界面层上形成导电层，在导电层上层接氧化还原控制材料，其中氧化还原控制层覆盖导电层的暴露部分。

本主题允许调整多层导电迹线的特定层以改变迹线的性质和特征，而不会不利地影响迹线的性能并解决用于特定用途、制造过程和状况的特殊需要。