專利名稱：用于穿過金屬封裝形成隔離的導(dǎo)電觸點(diǎn)的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及一種用于在金屬性襯底中形成電隔離的觸點(diǎn)的方法及一種 包括通過本文所揭示的方法形成的電隔離觸點(diǎn)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
金屬經(jīng)常用作包括消費(fèi)者電子器件在內(nèi)的各種產(chǎn)品的外殼。鋁是有時(shí)使用的一種 金屬，在使用鋁的情況下經(jīng)常將其陽極化。在鋁封裝的情況下，經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加 工或擠壓。為增加化學(xué)及機(jī)械強(qiáng)健性，可將鋁陽極化，從而形成數(shù)微米厚的堅(jiān)韌絕緣 氧化鋁層。所述陽極化提供防止鋁的氧化的堅(jiān)韌表面?？捎萌玖辖菟鲫枠O化以為 封裝提供色彩。

發(fā)明內(nèi)容
一種形成電隔離觸點(diǎn)的方法通過在金屬性襯底中形成通孔開始。所述通孔包括在 其上形成電絕緣層的側(cè)壁。用導(dǎo)電填充物填充所述通孔。
形成所述電絕緣層的方式的一個(gè)實(shí)例是陽極化。另一實(shí)例是薄膜沉積。 在一個(gè)實(shí)例中，可在形成所述電絕緣層之前清潔所述通孔。
還提供包括多個(gè)隔離的導(dǎo)電觸點(diǎn)的封裝，例如外殼部分。所述外殼部分可包括由 金屬襯底制成的部分。通過在襯底中形成通孔來在其中形成隔離的導(dǎo)電觸點(diǎn)。用電絕 緣材料涂覆所述通孔的側(cè)壁。
本發(fā)明的這些及其它實(shí)例更加詳細(xì)地描述于下文中。


本文的描述參照附圖，其中在數(shù)個(gè)視圖中相同的參考編號(hào)指代相同的部件，且圖 式中
圖1是圖解說明在金屬性襯底中形成隔離的電觸點(diǎn)的動(dòng)作序列的實(shí)例的流程圖； 圖2是圖解說明在金屬性襯底中形成隔離的電觸點(diǎn)的動(dòng)作序列的第二實(shí)例的流程
圖3A示意性地圖解說明在襯底中形成通孔； 圖3B示意性地圖解說明清潔襯底中的通孔； 圖3C示意性地圖解說明陽極化襯底中的通孔的側(cè)壁；圖3D示意性地圖解說明用導(dǎo)電材料填充圖3C的通孔；
圖4A示意性地圖解說明在襯底的凹坑區(qū)域中形成多個(gè)通孔；
圖4B示意性地圖解說明清潔襯底的凹坑區(qū)域中的多個(gè)通孔；
圖4C示意性地圖解說明陽極化多個(gè)通孔的側(cè)壁；
圖4D示意性地圖解說明用導(dǎo)電材料填充多個(gè)通孔；
圖4E示意性地圖解說明用導(dǎo)電材料填充多個(gè)通孔；
圖4F —同示意性地圖解說明填充有導(dǎo)電材料的凹坑與填充有導(dǎo)電材料的通孔；
及
圖5是其中形成有通孔的經(jīng)陽極化金屬性封裝的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明揭示一種在金屬性襯底中形成一個(gè)或一個(gè)以上隔離的電觸點(diǎn)的方法。在金 屬襯底中鉆通孔?？墒褂梦g刻來清潔所述通孔的側(cè)壁。在所述通孔側(cè)壁上形成非導(dǎo)電 涂層。在一個(gè)實(shí)例中，將所述通孔側(cè)壁陽極化。在另一實(shí)例中，使用薄膜沉積工藝用 電介質(zhì)涂覆所述通孔側(cè)壁。然后將導(dǎo)電材料插入所述通孔中。在一個(gè)實(shí)例中，所述導(dǎo) 電材料是導(dǎo)電油墨。在另一實(shí)例中，所述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。由于所述通孔側(cè) 壁是非導(dǎo)電的，因此電信號(hào)及/或電流可穿過所述導(dǎo)電材料而不會(huì)在所述襯底的體中接 地或泄漏。
參照?qǐng)D1，其顯示圖解說明與形成隔離的電觸點(diǎn)的一個(gè)實(shí)例相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作的示意 性流程圖。參照動(dòng)作2，提供金屬性襯底。在此實(shí)例中，所述金屬是鋁，因?yàn)槠淇扇?易地陽極化，但其它金屬也可容易地陽極化，例如鈦及鈮。在動(dòng)作3中，在所述襯底 中形成至少一個(gè)通孔?？墒褂眉す馄?、脈動(dòng)激光器、鉆孔機(jī)、EDM等來形成所述通孔。 在形成通孔之后，在動(dòng)作4中清潔其若千側(cè)壁(或，舉例來說，當(dāng)形成一個(gè)連續(xù)壁時(shí) 則是一個(gè)側(cè)壁)。在動(dòng)作4中，也可清潔整個(gè)襯底。清潔技術(shù)的實(shí)例包括但不限于高 壓氣噴、超聲波清潔、細(xì)粒度打磨及/或化學(xué)蝕刻?；瘜W(xué)蝕刻的實(shí)例將是氫氧化鈉堿性 蝕亥j。在動(dòng)作5中，將通孔的側(cè)壁陽極化。在動(dòng)作5中，如果所述襯底尚未經(jīng)陽極化， 那么也可將其陽極化。可使用類型I或類型II陽極化。在本文所示實(shí)例中，在形成通 孔之后將整個(gè)襯底陽極化。然而，可在形成任一通孔之前將所述襯底陽極化。在動(dòng)作 6中，用導(dǎo)電材料填充通孔。導(dǎo)電材料的實(shí)例包括導(dǎo)電油墨(例如以商標(biāo)名Anapro銷 售的那些導(dǎo)電油墨)或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂(例如以商標(biāo)名Masterbond銷售的那些導(dǎo)電環(huán)氧 樹脂)。以商標(biāo)名Anapro銷售的環(huán)氧樹脂包括散布在具有相當(dāng)?shù)偷恼承缘娜軇┲械你y 納米微粒。
通過圖1中所圖解說明的方法形成的隔離的電觸點(diǎn)可用于各種應(yīng)用，包括但不限 于天線及觸摸傳感器。
參照?qǐng)D2，其顯示圖解說明與形成隔離的電觸點(diǎn)的另一實(shí)例相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作的示意性流程圖。動(dòng)作2及3與參照?qǐng)Dl所描述的那些動(dòng)作相同。在在動(dòng)作3中形成通孔之 后，以準(zhǔn)許在通孔側(cè)壁上執(zhí)行傳統(tǒng)薄膜沉積工藝的方式在動(dòng)作4中清潔其側(cè)壁。在動(dòng) 作7中，用電介質(zhì)涂覆所述通孔?？墒褂枚喾N薄膜沉積技術(shù)中的任一種來在所述通孔 側(cè)壁上沉積電介質(zhì)。舉例來說，可使用化學(xué)氣相沉積(CVD)來將二氧化硅層沉積到所 述通孔側(cè)壁上。在動(dòng)作6中，如先前參照?qǐng)D1所描述的那樣用導(dǎo)電材料填充所述通孔。 參照?qǐng)D3A到3D，其顯示其中形成有隔離的電觸點(diǎn)的金屬性襯底14。如圖所示， 既不將襯底14陽極化也不給其涂覆電介質(zhì)材料。在另一實(shí)例中，未在本文中顯示，可 將襯底14陽極化或給其涂覆電介質(zhì)。通常，此類襯底可用于消費(fèi)者電子器件封裝且由 鋁形成。襯底14包括第一側(cè)16及第二側(cè)18。襯底14包括在此實(shí)例中可在0.3到1.0 mm 之間的厚度。如圖所示，可使用激光器46來形成通孔30。 一種類型的激光器46是使 用圓形或螺旋圖案的二極管激發(fā)固態(tài)脈動(dòng)激光器。已顯示具有30kHz的脈沖重復(fù)速率 及~60毫微秒脈沖寬度的Nd:YAG 355 nm點(diǎn)22在機(jī)械加工圓錐形通孔時(shí)有用?？墒?用其它激光器，且可使用其它技術(shù)來形成通孔30?？蓞⒄丈衔男纬善渌绞酵?0 的實(shí)例。
通孔30可以是圓錐形。通孔30包括側(cè)壁34、第一開口40及第二開口44。開口 40及44中的每一者可在20到200微米(pm)之間。在一個(gè)實(shí)例中，開口 40直徑在 約90到100微米(pm)之間，且開口 44直徑在約30到40微米(nm)之間。在所 述實(shí)例中，許多通孔可形成具有(舉例來說)100微米間距的經(jīng)圖案化的間隔開的陣 列，例如圖5中所示的陣列。視覺觀察可能難以檢測(cè)到開口44。舉例來說，可通過使 用各種表面處理來處理側(cè)18以進(jìn)一步掩飾開口 44，各種表面處理的一個(gè)實(shí)例是噴珠。
可清潔通孔側(cè)壁34。如上所述，可使用各種清潔方法。在其中會(huì)將側(cè)壁34陽極 化的實(shí)例中，清潔側(cè)壁34改善側(cè)壁34的陽極化。
參照?qǐng)D3B，將側(cè)壁34陽極化或給其涂覆電介質(zhì)材料。在圖3B中，元件49示意 性地表示用于參照動(dòng)作4所描述的清潔的施加器及用于動(dòng)作7的電介質(zhì)材料(當(dāng)根據(jù) 動(dòng)作7的沉積發(fā)生時(shí))的施加器兩者。
在側(cè)壁34正被陽極化的情況下，可更高效地如圖3C的實(shí)例中所示在陽極化側(cè)壁 34的同時(shí)陽極化整個(gè)襯底14。在此情況下，也可同時(shí)清潔整個(gè)襯底14，包括通孔側(cè) 壁34。如上所述，可使用類型I或類型II陽極化。通過陽極化側(cè)壁34，絕緣層(在此 為襯套48)在側(cè)壁34上形成。在圖2的實(shí)例中，可更高效地在形成通孔30之前提供 經(jīng)陽極化的金屬襯底，且然后在通孔側(cè)壁34上沉積薄膜。
在形成通孔30之前襯底14尚未經(jīng)陽極化的情況下，可在陽極化側(cè)壁34的同時(shí) 陽極化第一及第二側(cè)16及18。在其中襯底14由鋁形成的實(shí)例中，所述陽極化工藝可 形成5微米到75微米之間厚的氧化鋁表面60。形成絕緣襯套48的經(jīng)陽極化層的厚度 可以是約5微米厚且不應(yīng)完全封鎖開口 44。
參照?qǐng)D3D，導(dǎo)電填充物材料50填充通孔30。導(dǎo)電填充物材料50的一個(gè)實(shí)例是 以商標(biāo)名Anapro銷售的銀納米微粒液體導(dǎo)電油墨，其在通孔30中干燥?？墒褂酶鞣N
5形式的填充方法用填充材料50填充通孔30。在Anapro的情況下，可使用油墨噴射方 法?？墒褂玫牧硪环N填充材料以商標(biāo)名Masterbond銷售，其是可注入到通孔30中的 雙組分導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。Masterbond是液體且在其已被注入之后在通孔30中固化。由于 填充材料50是導(dǎo)電的且側(cè)壁34 (經(jīng)處理)是非導(dǎo)電的，因此形成了隔離的導(dǎo)電觸點(diǎn)。 電信號(hào)可在填充材料50不短路的情況下穿過所述填充材料50傳遞到襯底14中。此外， 當(dāng)提供多個(gè)通孔時(shí)，通孔組可與其它通孔隔離，以便可使不同的電信號(hào)穿過不同的經(jīng) 填充通孔。
圖4A到4E圖解說明形成隔離的電觸點(diǎn)的另一實(shí)施例。如圖所示，襯底14包括 延伸到襯底14的厚度20中的凹坑24,使得所述襯底在凹坑24處具有厚度22?？勺?為所述方法的部分在襯底14中形成凹坑24，或可提供其中預(yù)先形成有凹坑24的襯底 14。在所圖解說明的實(shí)例中，凹坑24形成于襯底14中，從而使凹坑24的側(cè)壁26及 基底28暴露于導(dǎo)電襯底14。在圖4A到4E所圖解說明的實(shí)例中，在凹坑24的基底 28處在襯底14中形成通孔30。還是在所述實(shí)例中，以類似于圖3A到3D的實(shí)例的方 式通過施加器48清潔通孔30。可在清潔通孔側(cè)壁34的同時(shí)清潔凹坑24的側(cè)壁26。
如圖4C中所示，可將側(cè)壁26、基底28及通孔側(cè)壁34陽極化。在此情況下，可 更高效地在陽極化側(cè)壁26、基底28及通孔側(cè)壁34的同時(shí)陽極化整個(gè)襯底14?；蛘撸?在使用鋁的另一實(shí)例中，可在形成凹坑24及/或通孔30之前陽極化所述襯底。在此替 代實(shí)例中，可使用(舉例來說)CVD技術(shù)用電介質(zhì)材料涂覆側(cè)壁26、基底28及通孔 側(cè)壁34。
參照?qǐng)D4D及4E，將導(dǎo)電填充物50置于通孔30中?？扇鐖D4D中所示離散地將 導(dǎo)電填充物置于通孔30中或可如圖4E中所示整體地將導(dǎo)電填充物置于通孔30中。 如圖4F中所示，可用導(dǎo)電材料52進(jìn)一步填充凹坑24。導(dǎo)電材料52可與導(dǎo)電材料50 相同或可以是不同的材料。
圖5圖解說明具有包括隔離的電觸點(diǎn)的區(qū)域64的經(jīng)陽極化金屬性封裝(其可以 是外殼組件)62。區(qū)域64被圖解說明為包含一系列斑點(diǎn)以象征隔離的電觸點(diǎn)，但在應(yīng) 用中，隔離的電觸點(diǎn)可比區(qū)域64中所圖解說明的斑點(diǎn)更難看見。區(qū)域64可用作蜂窩 式電話的天線，或在另一實(shí)例中，與區(qū)域64的物理接觸可用于接通或關(guān)斷電子裝置。 此外，字母數(shù)字符號(hào)可與隔離的電觸點(diǎn)相關(guān)聯(lián)以用作按鍵傳感器。這些傳感器可能看 似封裝或外殼組件62的部分，但實(shí)際上接觸一個(gè)或一個(gè)以上隔離的電觸點(diǎn)。
已描述上述實(shí)施例，以便允許容易地理解本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。相反，本發(fā) 明既定涵蓋所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)所包括的各種修改及等效布置，所述范圍將與最 廣義的解釋一致，以便在法律的許可下涵蓋所有此類修改及等效結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1、一種在金屬性襯底中形成電隔離觸點(diǎn)的方法，其包含在所述金屬性襯底中形成通孔，其中所述通孔包括至少一個(gè)側(cè)壁；在所述通孔的所述至少一個(gè)側(cè)壁上形成電介質(zhì)襯套；及在形成所述電介質(zhì)襯套之后用導(dǎo)電材料填充所述通孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含在形成所述電介質(zhì)襯套之前通過蝕刻工藝清潔所述通孔的所述至少一個(gè)側(cè)壁。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中通過陽極化或化學(xué)氣相沉積 形成所述電介質(zhì)襯套。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一所述的方法，其中所述襯底由鋁構(gòu)成且在形成所 述通孔之后陽極化所述鋁以形成所述電介質(zhì)襯套。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一所述的方法，其中所述襯底包括形成于其中的凹 坑，所述凹坑包括至少一個(gè)側(cè)壁及基底且所述通孔形成于所述凹坑的所述基底中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中用所述導(dǎo)電材料填充所述凹坑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一所述的方法，其中所述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電油墨或銀 納米微粒液體導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一所述的方法，其中所述通孔包括具有90到200微 米之間的第一直徑的第一端及具有20到50微米之間的第二直徑的第二端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一所述的方法，其中通過激光鉆孔形成所述通孔。
10、 一種具有多個(gè)電隔離的觸點(diǎn)的外殼組件，所述電隔離的觸點(diǎn)中的每一者使用 根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一所述的方法形成。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的外殼組件，其包含使用所述多個(gè)隔離的電觸點(diǎn)的天 線的一部分。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的外殼組件，其中所述多個(gè)電隔離的觸點(diǎn)中的至少一 者作為接通/關(guān)斷開關(guān)操作。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種穿過金屬襯底形成隔離的導(dǎo)電觸點(diǎn)的方法，其包括穿過所述襯底形成至少一個(gè)通孔。清潔每一通孔的側(cè)壁且給所述側(cè)壁涂覆非導(dǎo)電層。通過陽極化或通過電介質(zhì)的薄膜沉積形成所述非導(dǎo)電層。在用所述非導(dǎo)電層涂覆之后將導(dǎo)電填充物(例如，導(dǎo)電油墨或環(huán)氧樹脂)置于所述通孔中。本發(fā)明還教示一種根據(jù)所述方法制作的外殼組件。
文檔編號(hào)H01L21/22GK101681818SQ200880016591
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者杰弗里·豪爾頓, 邁克爾·納什內(nèi)爾 申請(qǐng)人:Esi電子科技工業(yè)公司