[发明专利]镀铜导体结构及其制造

说明书

通过首先印刷导电油墨的前体晶种层然后将高导电性金属(诸如Cu或Ag)电镀到前体上来在(柔性的或刚性的)基板上制造导电结构。镀层的导电性接近本体金属的导电性。为了提高镀覆的均匀性，可以在电镀之前将无电金属中间层沉积到所述前体上。

技术领域

本公开涉及在各种基板上制造的铜导电结构及其制造方法。更具体地，通过以预先选定的图案在基板上印刷导电糊料或导电油墨的薄层并且然后将铜层镀覆到导电油墨图案上以增加所述图案的电导率来制造结构。这些图案提供了有用地并入到其中高导电性是有益的各种电路中的导体。

背景技术

设置在非导电或绝缘基板上的导电结构用于各种电气设备和电子设备。基板包括无机材料和有机材料的刚性片材和柔性片材两者，其中聚合物基板是非常常见的。所使用的结构的尺寸范围很广。

尽管已经使用了众多技术来制造这些设备，但是在改进制造成本和效率、通过谨慎使用珍贵材料来提高可持续性、以及创造具有可接受的电气特性同时在制造和最终使用期间保持稳健的复杂结构方面仍然存在挑战。

发明内容

本公开的一方面提供一种导电结构，所述导电结构位于具有相反的第一主表面和第二主表面的绝缘基板上，所述导电结构具有预先选定的图案并且包括：

(a)具有所述预先选定的图案并且粘附到所述第一主表面的导电油墨第一层；以及

(b)位于所述第一层顶上的电镀铜第二层。

另一方面提供了一种用于在绝缘基板的主表面上制造导电结构的方法，所述绝缘基板具有相反的第一主表面和第二主表面，所述方法包括以下步骤：

(a)在所述第一主表面上以预先选定的图案印刷导电油墨层；以及

(b)将铜电镀到油墨上以形成导电结构。

附图说明

当参考本发明的优选实施例的以下详细描述和附图时，将更充分地理解本发明并且其他优点将变得显而易见，其中贯穿若干视图相似的附图标记表示相似的要素，并且在附图中：

图1示意性地描绘了本发明的具有阿基米德螺旋形式的导电结构；以及

图2示意性地描绘了本发明的具有矩形螺旋形式的导电结构。

具体实施方式

本公开的各方面涉及一种导电结构，所述导电结构通过以下方式制造：首先以预先选定的图案将导电油墨沉积在基板上，然后利用高导电性金属对沉积的油墨进行电镀以提供具有增加的厚度以及因此增加的导电性的整体导电结构。其他方面涉及一种导电结构的制造方法及其最终用途。

一种用于在基板上制造复杂导电结构的方法在刚性或柔性电路板的制造中广泛实践。将薄的铜箔层压到基板的整个表面上，所述基板可以是刚性的(诸如玻璃纤维增强的环氧片材)或柔性的(诸如聚酰亚胺薄膜)。然后通过光刻技术形成表示导电迹线的期望最终构型的图案。通过化学蚀刻剂溶解铜箔上不想要导体的区域，从而留下期望的图案。这种方法通常称为“减材”。由于可用光刻方法的复杂性，可以形成非常复杂的图案。所使用的铜具有较高的固有导电性(接近本体铜所能达到的最佳水平)，并且通常可以通过利用相对较厚的箔层压板来将迹线制作成具有足够的厚度。尽管如此，减成法通常很昂贵，并且会产生大量的通常是有害且有毒的液体废物。可以回收铜，但要以将液体中的铜离子还原为金属铜为代价。

可替代地，可以通过以下方式形成具有期望构型的铜或其他导电金属的迹线：通过已知的机械刻划或切割技术或通过激光辅助切割技术将从片材上切割出期望的图案，然后去除其他区域中的材料。尽管通过这些方法产生的废料仍然是导电金属，但是可能需要进行大量的返工或再加工才能再次使用废料。