包括導電部分的裝置和制作該裝置的方法
【專利摘要】一種方法，包括：通過使用配置用于選擇性直接成型的材料的選擇性直接成型在襯底(10)之上選擇性產生金屬化層，在襯底(10)之上產生第一導電跡線(12)；以及在襯底(10)之上產生直接接觸至少部分第一導電跡線(12)的第二導電區(qū)域(16A、16B)。
【專利說明】包括導電部分的裝置和制作該裝置的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及包括導電部分的裝置和制作該裝置的方法。

【背景技術】
[0002]需要制造具有導體的產品。


【發(fā)明內容】

[0003]根據本發(fā)明的各種但不一定所有的實施例，提供一種方法，包括:使用配置用于選擇性直接成型的材料的選擇性直接成型在襯底之上選擇性產生金屬化層，在襯底之上產生第一導電跡線；以及在襯底之上產生直接接觸至少部分第一導電跡線的第二導電區(qū)域。
[0004]根據本發(fā)明的各種但不一定所有的實施例，提供一種裝置，包括:襯底；材料，配置成響應于輻照以轉換到經輻照的狀態(tài)，在經輻照的狀態(tài)下，材料的其中已經被輻照的區(qū)域用作用于金屬化的襯底；通過在部分材料之上的金屬化形成的第一導電跡線；以及在襯底之上形成并且與至少部分第一導電跡線直接接觸的第二導電區(qū)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]為了更好地理解本發(fā)明的實施例的各種示例，現(xiàn)在僅借助于示例參考附圖，其中:
[0006]圖1A至圖1G示出了用于制造裝置的方法的示例；
[0007]圖2A至圖2E示出了用于制造裝置的方法的示例；
[0008]圖3示出了裝置的示例。

【具體實施方式】
[0009]圖1A至圖1G示出了一種方法，包括:通過使用配置用于選擇性直接成型的材料2的選擇性直接成型在襯底之上選擇性產生金屬化層12，在襯底之上產生第一導電跡線14 ；以及在襯底10之上產生直接接觸至少部分第一導電跡線14的第二導電區(qū)域16A、16B。
[0010]在圖1A中，提供了襯底10。襯底10，例如，可以是塑料襯底。例如，它可以是注塑成型的塑料襯底。替代地，它可以是金屬襯底或者玻璃襯底或者陶瓷襯底。襯底10可以是平面的或者三維的。它可以具有非平面表面。
[0011]在圖1B中，材料2的第一層11沉積在襯底10上。所沉積的材料2的第一層11配置用于在襯底10上選擇性直接成型。在替代的實施例中，襯底10本身可以由配置用于選擇性直接成型的材料2形成，并且，在這種情況下，不再需要附加地沉積材料2的第一層11，因為材料2的第一層11已經集成到襯底10的表面中。
[0012]選擇性直接成型涉及材料2從第一狀態(tài)到第二狀態(tài)的選擇性轉換，在第一狀態(tài)下，材料2不是用于金屬化的合適的襯底，而在第二狀態(tài)下，材料2適用于金屬化。狀態(tài)的改變可以通過，例如輻照，來實現(xiàn)。激光直接成型使用激光作為輻照源。
[0013]在這個示例中，材料的選擇性直接成型，如下文所描述的，包括選擇性輻照材料2的第一上表面部分，以將材料的第一上表面部分從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài)，在第二狀態(tài)下材料是用于金屬化的襯底，然后在處于第二狀態(tài)的材料2的第一層11的第一上表面部分進行選擇性金屬化。選擇性金屬化在襯底10之上產生第一導電跡線12。
[0014]可以通過堆積(accret1n)的方式沉積第一層11，也就是通過逐漸外部添加其組成部分來逐漸構建(生長)第一層11。因此，第一層11是單獨提供的組成部分的堆積物。可以在一些但并不一定所有的實施例中通過將材料2以液態(tài)形式噴涂到襯底10上來沉積材料2。液滴(組成部分)在襯底上固化以形成所沉積的第一層11。
[0015]所沉積的材料2的第一層11可以是薄的，例如，它可以具有I μ m和0.1mm之間的厚度。
[0016]在圖1C中，選擇性地輻照材料2的第一層11的第一上表面部分11’，以將材料2的第一層11的第一上表面部分11’從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài)，在第一狀態(tài)下，材料2例如是電介質，在第二狀態(tài)下，材料2是用于金屬化的襯底。
[0017]用于選擇性輻照的機制可以變化。在一個實施方式中，通過在材料2之上掃描激光，來選擇性地輻照材料2。在一些但不一定所有的實施方式中，激光燒蝕可以將材料2從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài)。
[0018]選擇性輻照材料2的第一層11的第一上表面部分11’以將材料2的第一層11的第一上表面部分11’轉換到其中材料2是用于金屬化的襯底的第二狀態(tài)使用激光，所使用的激光的功率和持續(xù)時間足以將材料2的第一層11的第一上表面部分11’轉換到其中材料2是用于金屬化的襯底的第二狀態(tài)，但是所使用的激光的功率和持續(xù)時間不足以穿透材料的第一層11。
[0019]在圖1D中，在選擇性輻照后處于第二狀態(tài)的材料2的第一層11的第一上表面部分11’上提供選擇性金屬化層12。金屬化層12是選擇性的，在于金屬化層12在保持在第一狀態(tài)的材料2的第一層11上不發(fā)生或者不顯著發(fā)生，因為其沒有被輻照。
[0020]超聲清洗可以在金屬化前發(fā)生。
[0021]金屬化層12可以包括無電鍍制。在無電鍍制中，溶液中的金屬離子被還原以形成金屬原子。無電鍍制之后可以使用無電金屬鍍層作為陰極進行電鍍。
[0022]選擇性金屬化層12在襯底10之上產生第一導電跡線14。
[0023]然后，如圖1E和IF所示，在襯底10之上產生與至少部分第一導電跡線14直接接觸的第二導電區(qū)域16A、16B。
[0024]在圖1E中，導電材料20的第二層21沉積在金屬化層12的在材料2的第一層11的第一上表面部分11’上的至少一部分之上。
[0025]導電材料20可以是，例如，氧化銦錫(ITO)。例如可以使用磁控濺射或者熱轉移印刷來施加氧化銦錫。氧化銦錫可以是透明的。
[0026]在所示例的示例中，導電材料20的第二層21直接接觸材料的第一層11的第一上表面部分11’上的金屬化層12，并且也直接接觸保持于第一狀態(tài)且沒有收到任何金屬化層12的材料2的第一層11。
[0027]在圖1F中，導電材料20的第二層21被圖形化。導電材料20的第二層21被選擇性地移除以產生穿過導電材料2至少到達材料2的第一層11的過孔18。過孔18產生分離的第二導電區(qū)域16A、16B，第二導電區(qū)域16A、16B被由過孔18提供的非導電空隙所分離。
[0028]例如，可以使用激光燒蝕導電材料20來實現(xiàn)導電材料20的第二層21的圖形化。
[0029]例如，可以使用紫外(例如350nm)激光圖形化導電材料20的第二層21。
[0030]可以在足以完全移除導電材料20的第二層21的功率和持續(xù)時間下使用激光，但是功率和持續(xù)時間不足以移除材料的第一層11。
[0031]圖形化導電材料20的第二層21產生裝置30。
[0032]裝置30包括:襯底10 ;材料2，配置成響應于輻照以轉換到經輻照的狀態(tài)，在經輻照的狀態(tài)下，材料2的其中已經被輻照的區(qū)域用作用于金屬化的襯底；第一導電跡線，通過在部分材料2之上的金屬化形成；以及在襯底10之上形成并且與至少部分第一導電跡線12直接接觸的圖形化的第二導電區(qū)域16A、16B。
[0033]選擇性輻照材料2的第一層11能夠實現(xiàn)選擇性金屬化層12，同時保留材料2的第一層11的下部作為物理上將金屬化層12與襯底10分離的電介質層。材料2的第一層11物理上將金屬化層12與襯底10分離并且將第二導電區(qū)域16A、16B與襯底10分離。
[0034]在一些實施例中，第一導電跡線14可以被連接到導電區(qū)域16A、16B以限定用于感測導電區(qū)域16A、16B之間電容變化的電路。這使得裝置30能夠被用作電容觸摸傳感器。
[0035]在圖1G中，在裝置30的上表面之上沉積保護層22。保護層覆蓋過孔18和圖形化的第二層21。
[0036]保護層22保護第二層21免于磨損。保護層22也可以填充過孔18并且形成位于由分離的第二導電區(qū)域16A、16B限定的電容器的極板間的電容器電介質。
[0037]保護層22，如果存在，例如，可以由諸如二氧化硅之類的氧化物形成。
[0038]各種不同的成分可以用作材料2。
[0039]例如，材料2可以包括在第二狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的還原劑。在選擇性輻照之后，還原劑可以暴露在第二狀態(tài)。當金屬化發(fā)生的時候，暴露的還原劑可以優(yōu)先地加速金屬離子的還原以形成兀素金屬。電介質媒介可以是，例如，聚合物或者塑料。材料2可以以例如液滴的噴霧來沉積。
[0040]例如，材料2可以包括分散在電介質媒介中的金屬氧化物。電介質媒介使得材料2在輻照前在第一狀態(tài)下能夠操作為電介質。金屬氧化物使得材料2在輻照后在第二狀態(tài)下能夠用作用于金屬化的襯底。例如，金屬氧化物可以是過渡金屬氧化物。例如，金屬氧化物可以是多金屬氧化物，也就是，包括至少兩種不同金屬的氧化物。兩種不同金屬可以是過渡金屬。例如，電介質媒介可以是聚合物或者塑料。材料2可以以例如液滴的噴霧來沉積。
[0041]例如，材料2可以包括在第二種狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的加速劑(催化劑)。例如，電介質媒介可以是聚合物或者塑料。材料2可以以例如液滴的噴霧來沉積。
[0042]合適的加速劑(催化劑)的一個示例是AMxByOz，其中A是從元素周期表的10族和11族選擇的一個或者多個元素，M是從包含F(xiàn)e、Co、Mn、Al、Ga、In、Ti和稀土元素的組中選擇的在氧化狀態(tài)3+的一個或者多個金屬元素，O是氧，B是硼，X = O到2，y = 0.01到2，以及z = I到4。
[0043]另一個合適的加速劑是A’ M，mBy0n，其中A’是從元素周期表的9族、10族或11族選擇的一個或者多個元素，M’是從包含Cr、Mo、W、Se、Te和Po的組中選擇的一個或者多個金屬元素，O是氧，m = 0.0l到2,以及η = 2到4。
[0044]例如，材料2可以包括在第二種狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的尖晶石結構氧化物(CuCr2O4)15例如，電介質媒介可以是聚合物或者塑料。材料2可以以例如液滴的噴霧來沉積。
[0045]例如，材料2可以包括重金屬混合物氧化物尖晶石，或者銅鹽，例如銅鉻氧化物尖晶石。
[0046]例如，電介質媒介可以是聚合物或者塑料。材料2可以以例如液滴的噴霧來沉積。
[0047]圖2Α至至2Ε示出了可以如何使用圖1A至圖1G所使用的方法產生用于電子設備的覆蓋外殼36。在這個示例中，覆蓋外殼36包括顯示窗口 34并且該方法提供了元件，該元件使得顯示窗口 34能夠操作為位于使用中的電子設備的顯示器之上的觸摸敏感輸入設備。
[0048]例如，電子設備可以是按照適合在人手掌上或者貼身衣袋內的尺寸制作的手持便攜式電子設備。
[0049]例如，電子設備可以是個人電子設備。例如，它可以是移動蜂窩電話、媒體播放器、照相機、控制器、個人數字助理、平板個人計算機等。
[0050]圖2Α示出了包括顯示窗口 34的外殼蓋36。例如，外殼蓋可以由注塑成型的塑料形成。它是三維的，并且包括基本平面的前面和彎曲成與前面會和的多個側壁。
[0051]圖2Β示出了參考圖1A至圖1D如上文所描述的處理以在襯底10之上形成第一導電跡線14之后的外殼蓋36。在這個示例中，N個分離的單個第一導電跡線14中每個都從外部接口區(qū)域50延伸到N個相應的內部接口區(qū)域52，而不發(fā)生重疊。
[0052]圖2C示出了參考圖1E如上文所描述的處理之后的外殼蓋36。所沉積的導電材料的第二層21沉積在N個內部接口區(qū)域52之上，但是并不在N個外部接口區(qū)域50之上。
[0053]圖2D示出了參考圖1F如上文所描述的處理之后的外殼蓋36。所沉積的導電材料20的第二層21已經被圖形化。選擇性地移除導電材料20的第二層21以產生穿過導電材料20至少到達材料2的第一層11的過孔18。過孔18產生分離的第二導電區(qū)域16Α、16Β，第二導電區(qū)域16Α、16Β被由過孔18提供的非導電空隙所分離。
[0054]圖2Ε示出了參考圖1G如上文所描述的處理之后的外殼蓋36。連接器32，例如柔性電路板已經被附加地連接到外部接口 50。
[0055]得到的裝置30是用于電子設備的外殼模塊。
[0056]第二導電區(qū)域16Α、16Β操作為電容器極板。每個第一導電跡線14通過第一導電跡線的內部接口 52、第一導電跡線14和通向連接器32的外部接口 50連接電容器極板16。當使用者觸摸外部顯示窗口 34的時候，成對的特定第二導電區(qū)域16Α、16Β之間的電容會有變化。通過確定哪些成對的第二導電區(qū)域16、16Β經歷最大的電容變化，可以確定觸摸的位置。
[0057]圖1A至圖1G所示的方法以及圖2Α至圖2D所示的方法產生裝置30作為直接的產品，該裝置30包括:襯底10 ;材料2，配置成響應于輻照以轉換到經輻照的狀態(tài)，在經輻照的狀態(tài)下，材料2的其中已經被輻照的區(qū)域用作用于金屬化的襯底；第一導電跡線，通過在部分材料2之上的金屬化形成；以及在襯底10之上形成并且與至少部分第一導電跡線12直接接觸的圖形化的第二導電區(qū)域16Α、16Β。
[0058]例如，材料2的第一層11可以是薄的，它可以具有Iym和0.1mm之間的厚度。
[0059]例如，材料2的第二層21可以是薄的，它可以具有I μ m和0.1mm之間的厚度。
[0060]裝置30可以是三維結構。如圖3所示，裝置30可以被集成在用于電子設備的模塊40之內。例如，模塊40可以是外殼、蓋、結構性元件或者部分或者整個輸入設備，例如電容傳感器或者電容接觸輸入設備。
[0061]本文所使用的“模塊”指排除可以被終端制造商或者使用者添加的某些部分/組件的單元或者裝置。
[0062]雖然在前文段落中參考各種示例描述了本發(fā)明的實施例，應當理解可以對所給示例進行修改，而不偏離本發(fā)明所要求的范圍。
[0063]例如，可以不使用選擇性直接成型來產生第一導電跡線，而使用替代的技術，例如印刷。因此該方法可以包括:通過在襯底之上選擇性產生金屬化層12而在襯底之上產生第一導電跡線14 ；以及在襯底10之上產生直接接觸至少部分第一導電跡線14的第二導電區(qū)域 16A、16B。
[0064]前面說明書中所描述的特征可以以明確描述的組合之外的其他組合形式使用。
[0065]雖然功能是參考某些特征描述的，但是這些功能可以由其他特征執(zhí)行，不論這些特征是否被描述。
[0066]雖然特征是參考某些實施例描述的，但是這些特征也可以存在于其他實施例中，不論這些實施例是否被描述。
[0067]雖然在前面的說明書中努力吸引注意力到本發(fā)明的那些被認為特別重要的特征，但是應當理解 申請人:要求保護關于任何可取得專利權的特征或者在上文中提到的和/或附圖中示出的特征的組合，不論對此是否特別強調。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 通過使用配置用于選擇性直接成型的材料的選擇性直接成型在襯底之上選擇性產生金屬化層，在所述襯底之上產生第一導電跡線；以及 在所述襯底之上產生直接接觸至少部分所述第一導電跡線的第二導電區(qū)域。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括: 在所述襯底上沉積所述配置用于選擇性直接成型的材料的第一層。
3.如任一項前述權利要求所述的方法，包括所述材料的選擇性直接成型，所述材料的選擇性直接成型包括: 選擇性輻照所述材料的第一上表面部分，以將所述材料的所述第一上表面部分從第一狀態(tài)轉換到第二狀態(tài)，在所述第二狀態(tài)下所述材料是用于金屬化的襯底； 在處于所述第二狀態(tài)的所述材料的第一層的所述第一上表面部分上進行選擇性金屬化。
4.如權利要求3所述的方法，其中使用激光輻照所述材料。
5.如權利要求3或者4所述的方法，其中使用激光輻照所述材料的第一層的第一上表面部分以將所述材料的第一層的所述第一上表面部分轉換到其中所述材料是用于金屬化的襯底的第二狀態(tài)，所使用的激光的功率和持續(xù)時間足以將所述材料的第一層的所述第一上表面部分轉換到其中所述材料是用于金屬化的襯底的所述第二狀態(tài)，但是所使用的激光的功率和持續(xù)時間不足以穿透所述材料的第一層。
6.如權利要求3、4或5中任一項所述的方法，其中燒蝕將所述材料從所述第一狀態(tài)轉換到所述第二狀態(tài)。
7.如權利要求3到6中任一項所述的方法，包括在金屬化之前的超聲清洗。
8.如權利要求3到7中任一項所述的方法，其中金屬化包括無電鍍制。
9.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述材料通過噴涂來沉積。
10.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述材料包括在所述第二狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的還原劑。
11.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述材料包括在所述第二狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的金屬氧化物。
12.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述材料包括在所述第二狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的過渡金屬氧化物。
13.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述材料包括在所述第二狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的多金屬氧化物。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述多金屬氧化物中的所述多金屬是過渡金屬。
15.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述材料包括在所述第二狀態(tài)下提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的加速劑。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述加速劑是AMxByOz,A是從元素周期表的10族和11族選擇的一個或者多個元素，M是從包含F(xiàn)e、Co、Mn、Al、Ga、In、Ti和稀土元素的組中選擇的在氧化狀態(tài)3+的一個或者多個金屬元素，O是氧，B是硼，X = O到2，y = 0.01到2,以及z = I至Ij 4。
17.如權利要求15所述的方法，其中所述加速劑是A’M’ mBy0n，A’是從元素周期表的9族、10族或11族選擇的一個或者多個元素，Μ’是從包含Cr、Mo、W、Se、Te和Po的組中選擇的一個或者多個金屬元素，O是氧，m = 0.01到2,以及η = 2到4。
18.如權利要求15所述的方法，其中所述加速劑是尖晶石結構氧化物。
19.如任一項前述權利要求所述的方法，其中在所述襯底之上產生直接接觸至少部分所述第一導電跡線的第二導電區(qū)域包括: 沉積導電材料的層； 對所述導電材料進行圖形化。
20.如權利要求19所述的方法，其中所述導電材料是氧化銦錫。
21.如權利要求19或者20所述的方法，其中所述導電材料的所述圖形化涉及激光燒蝕所述導電材料。
22.如任一項前述權利要求所述的方法，進一步包括沉積保護層。
23.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述襯底是塑料襯底或者玻璃襯底。
24.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述襯底是三維襯底。
25.如權利要求24所述的方法，其中所述襯底是三維注塑成型塑料襯底。
26.如任一項前述權利要求所述的方法，其中所述襯底是手持便攜式電子設備的蓋。
27.如任一項前述權利要求所述的方法，進一步包括制造電子設備的模塊作為直接產品的附加的步驟，所述電子設備包括: 支撐襯底； 電介質，配置成響應于輻照以轉換到經輻照的狀態(tài)，在所述經輻照的狀態(tài)下，所述電介質的其中已經被輻照的區(qū)域用作用于金屬化的襯底； 第一導電跡線，在已經經受激光直接成型的部分所述電介質之上形成；以及 圖形化的第二導電區(qū)域，在所述襯底之上形成并且直接接觸至少部分所述第一導電跡線。
28.如權利要求27所述的方法，其中所述模塊是外殼和傳感器。
29.如權利要求27所述的方法，其中所述模塊用于輸入設備。
30.如權利要求27所述的方法，其中所述模塊用于電容觸摸輸入設備。
31.一種裝置，包括: 襯底； 材料，配置成響應于輻照以轉換到經輻照的狀態(tài)，在所述經輻照的狀態(tài)下，所述材料的其中已經被輻照的區(qū)域用作用于金屬化的襯底； 第一導電跡線，通過在部分所述材料之上的金屬化形成；以及 第二導電區(qū)域，在所述襯底之上形成并且直接接觸至少部分所述第一導電跡線。
32.如權利要求31所述的裝置，其中所述材料包括在所述材料被輻照時提供用于金屬化的在電介質媒介中分散的還原劑。
33.如權利要求31或者32所述的裝置，其中所述材料具有0.0lmm和0.1mm之間的厚度。
34.如權利要求31、32或者33所述的裝置，其中所述襯底是三維的。
35.如權利要求31至34中任一項所述的裝置，其中所述襯底是塑料襯底或者玻璃襯
。
36.如權利要求31至35中任一項所述的裝置，其中所述裝置是用于電子設備的外殼。
37.如權利要求31至35中任一項所述的裝置，其中所述裝置是電子設備的輸入設備的至少一部分。
38.如權利要求31至37中任一項所述的裝置，其中所述裝置是至少一個電容傳感器。
【文檔編號】H01L23/04GK104364896SQ201280073740
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權日:2012年6月4日
【發(fā)明者】曾森, 尚立剛, 王頌 申請人:諾基亞公司