电容式触控导线结构及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种电容式触控导线结构的制备方法，包括以下步骤：准备玻璃基板；通过磁控溅射的方法在玻璃基板一板面上沉积出二氧化硅膜层；通过磁控溅射的方法在二氧化硅膜层上沉积出连接过渡层，连接过渡层是由第一金属材料制成的连接过渡层，所述第一金属材料为钼或钼镍合金；通过磁控溅射的方法在连接过渡层上沉积出用于与ITO薄膜导体层电连接的导电层，导电层为由纯铜制成的导电层；在导电层上渡用于防止导电层氧化的氧化保护层。本发明通过铜材制成的导电层降低了金属引线的线阻，再通过二氧化硅膜层与连接过渡层较好地附着在一起，从而避免金属引线从二氧化硅膜层脱落。
【专利说明】
电容式触控导线结构及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于触控领域，尤其涉及一种电容式触控导线结构及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电容式触摸面板的实现原理主要是利用了玻璃基板上的IT0(氧化铟锡)薄膜导体 层，其中，IT0薄膜导体层具有IT0图案区，而IT0图案区包括X轴和Y轴的电极矩阵，X轴和Y轴 电极矩阵之间互相耦合形成互电容，驱动控制器TX和信号接收器RX分别通过金属引线与电 极矩阵的X轴和Y轴连接，驱动控制器TX发出激励信号通过金属引线传输到IT0图案区。
[0003] 电容式触摸面板的容值感应部件是sensor向电极与Y轴纵向电极，用来感应触摸 点。金属引线一端与X轴横向电极、Y轴纵向电极，另一端与驱动控制器、接收器相连，负责传 导电信号。目前金属引线主要是玻璃基材的M0ALM0(钼铝钼）引线，该M0ALM0膜层的总厚度 在3500 A膜层较厚，随着近几年触摸屏的发展以及行业内竞争压力的加剧，触摸屏产品 都在朝着大尺寸、超窄边框、低成本的方向发展，采用M0ALM0做引线的产品，一般线宽都在 30-20um，当我们将M0ALM0做引线做的更长，线宽低于15um时，此时的M0ALM0线阻就会大于 2K Q，这时触控反馈的信号，经由引线传输到接收器时就会变得十分微弱，就会影响到触控 产品的灵敏度。考虑到这种问题，要想将引线宽度控制在15um以内，线阻还必须小于2KQ， 那就务必选择一种电阻率尽量低的材料作为导电引线，自然界金属中除银(Ag)外铜的电阻 率最低，所以选择铜为引线必然会更加有利问题的解决。目前采用单层铜作导电引线的产 品主要有ITO film或metal mesh film，他们主要都是以film为基底。但是单层铜膜不能直 接镀在玻璃上，主要是因为一方面Cu高温下容易与硅反应生成很高接触电阻的CuSi3化合 物，另一方面Si02与金属铜热膨胀系数相差数倍，在材料膨胀或收缩时极易引起应力集中， 容易脱落引起不良，所以一直以来铜并不能用在以玻璃为基底的产品中。因此，亟需提供一 种既能够降低金属引线的线阻，以及确保金属引线与玻璃基板之间的吸附力的并适用于电 容式触摸面板的电容式触控导线结构。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种电容式触控导线结构的 制备方法，其旨在解决基于现有的金属引线线阻过大，以及金属引线与玻璃基板之间的吸 附力不足的问题。
[0005] 本发明是这样实现的：
[0006] -种电容式触控导线结构的制备方法，包括以下步骤：
[0007] 准备玻璃基板；
[0008] 通过磁控溅射的方法在所述玻璃基板一板面上沉积出二氧化硅膜层；
[0009] 通过磁控溅射的方法在所述二氧化硅膜层上沉积出连接过渡层，所述连接过渡层 是由第一金属材料制成的连接过渡层，所述第一金属材料为钼或钼镍合金；
[0010]通过磁控溅射的方法在所述连接过渡层上沉积出用于与IT0薄膜导体层电连接的 导电层，所述导电层为由纯铜制成的导电层；
[0011] 在所述导电层上渡用于防止所述导电层氧化的氧化保护层。
[0012] 可选地，所述第一金属材料包含70 % -80 %钼和20 % -30 %镍。
[0013] 可选地，所述玻璃基板中附着所述二氧化硅膜层的板面的表面粗糙度为0.16~ 0.32nm〇
[0014]可选地，所述二氧化硅膜层的厚度为600-800人。
[0015]可选地，所述连接过渡层的厚度为350-450A。
[0016]可选地，所述导电层的厚度为900-1100A。
[0017]可选地，所述氧化保护层是由第二金属材料制成的氧化保护层，所述第二金属材 料包含70 % -80 %钼和20 % -30 %镍。
[0018] 可选地，所述氧化保护层的厚度为150-250人。
[0019] 可选地，所述氧化保护层通过磁控溅射的方法沉积到所述导电层上。
[0020] 基于本发明制备出的结构，导电层为由铜制成的导电层，铜比铝的电阻率小，因 此，利用铜制作导电层，有利于降低金属引线的线阻。而由于铜在高温环境下容易与硅反应 生成具有高接触电阻的CuSi3化合物，且二氧化硅与铜的热膨胀系数相差数倍，因此，如果 由铜制成的导电层直接沉积附着到二氧化硅膜层，当出现膨胀或收缩时，二氧化硅膜层与 导电层之间容易出现位移差，也即是二氧化硅膜层与导电层的位移量不一致，再基于此位 移差会导致二氧化硅膜层与导电层引起应力集中等，并使得二氧化硅膜层与导电层之间发 生脱落的现象，进而导致金属引线从二氧化硅膜层脱落，所以导电层并不能直接沉积附着 到二氧化硅膜层上。而钼与二氧化硅之间具有较一致的热膨胀系数，因此，二氧化硅膜层与 连接过渡层之间具有较好的附着力，能够保二氧化硅膜层与连接过渡层较好地附着在一 起，从而避免金属引线从二氧化硅膜层脱落。因此，基于本发明实施例的结构，通过铜材制 成的导电层降低了金属引线的线阻，再通过二氧化硅膜层与连接过渡层较好地附着在一 起，从而避免金属引线从二氧化硅膜层脱落，从而解决基于现有的金属引线的线阻过大，以 及金属引线与玻璃基板之间的吸附力不足的问题。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
[0022] 图1是本发明实施例提供的电容式触控导线结构的制备方法；
[0023]图2是本发明实施例提供的电容式触控导线结构；
[0024]图3是本发明实施例提供的电容式触控面板的剖视图；
[0025] 图4是本发明实施例提供的电容式触控面板的俯视图。
[0026] 附图标号说明：
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029]在本发明的描述中，需要理解的是，术语"长度"、"宽度"、"上"、"下"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限 制。
[0030] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
[0031] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连 接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032] 如图1所示，一种电容式触控导线结构的制备方法，包括下述步骤S1至S5:
[0033] 在步骤S1中，准备玻璃基板10;在该S1步骤中，选择好所需尺寸的玻璃基板10,在 本发明实施例中，所选的玻璃基板10的尺寸为400*500*0.4mm，并将玻璃基板10清洗干净。
[0034] 在步骤S2中，利用真空磁控连续镀膜机通过磁控溅射的方法在玻璃基板10-板面 上沉积出一层二氧化硅作，即沉积出附着于玻璃基板10的二氧化硅膜层20。由于二氧化硅 膜层20是由纯二氧化硅制成的二氧化硅膜层20,而玻璃基板10主要由二氧化硅制成并包含 有杂质，因此，二氧化硅膜层20与玻璃基板10在分子结构上具有较类似的结构，二氧化硅膜 层20沉积附着到玻璃基板10后，二氧化硅膜层20与玻璃基板10之间会有较好的附着力。此 外，在步骤S2的沉积过程中，将二氧化硅膜层20的厚度控制在6D〇-8:〇QA(A为长度单位， lA=U)e-l -m)，这样就形成了玻璃基板10加上二氧化娃膜层20的支撑结构。其中，由于玻 璃基板10并非纯二氧化硅，同时，基于该厚度使得二氧化硅膜层20可以阻止玻璃基板10中 钠离子向金属引线30扩散。
[0035]在步骤S3中，利用真空磁控连续镀膜机通过磁控溅射的方法在二氧化硅膜层20上 沉积出连接过渡层31。
[0036]由于铜在高温环境下容易与硅反应生成具有高接触电阻的CuSi3化合物，且二氧 化硅与铜的热膨胀系数相差数倍，因此，如果由纯铜制成的导电层32直接沉积附着到二氧 化硅膜层20，当出现膨胀或收缩时，二氧化硅膜层20与导电层32之间容易出现位移差，也即 是二氧化硅膜层20与导电层32的位移量不一致，再基于此位移差会导致二氧化硅膜层20与 导电层32引起应力集中等，并使得二氧化硅膜层20与导电层32之间发生脱落的现象，进而 导致金属引线30从二氧化硅膜层20脱落，所以导电层32并不能直接沉积附着到二氧化硅膜 层20上。而钼与二氧化硅之间具有较一致的热膨胀系数，因此，二氧化硅膜层20与连接过渡 层31之间具有较好的附着力，能够保二氧化硅膜层20与连接过渡层31较好地附着在一起， 从而避免金属引线30从二氧化硅膜层20脱落。在步骤S3的沉积过程中，可将连接过渡层31 的厚度控制在350-450A，在该厚度范围内，连接过渡层31形成一个稳定的结构层，便于提 高连接过渡层31与导电层32之间的连接稳定性，也便于提高连接过渡层31与二氧化硅膜层 20之间的连接稳定性;具体地，连接过渡层31的厚度为400 A电容式触控导线结构。
[0037]此外，连接过渡层31是由第一金属材料制成的连接过渡层31，第一金属材料为钼 或钼镍合金。在连接过渡层31成型后，由于电容式触控导线结构后续还有刻蚀工艺，可采用 常规的刻蚀液刻蚀出所需的金属引线30的整体布局，其中，刻蚀液对铜的刻蚀速率相对较 快，而钼的刻蚀速率相对较慢，因此，如果直接利用刻蚀液进行刻蚀很容易出现连接过渡层 31刻蚀不净的情况。而刻蚀液对镍的刻蚀速率相对较慢，因此，可控制钼镍合金中钼和镍的 比例，从而控制刻蚀液钼镍合金的刻蚀速率，因此，连接过渡层31可采用包含70%-80%钼 和20%-30%镍的第一金属材料制作，而钼镍合金可使连接过渡层31与导电层32的刻蚀速 率基本一致;在本发明实施例中，第一金属材料优选为包含80 %钼和20 %镍。
[0038]在步骤S4中，利用真空磁控连续镀膜机通过磁控溅射的方法在所述连接过渡层31 上沉积出用于与IT0薄膜导体层40电连接的导电层32,所述导电层32为由纯铜制成的导电 层32。
[0039] 其中，本领域技术人员公知的是，铜比铝的电阻率小，因此，利用铜制作导电层32， 有利于降低金属引线30的线阻，在线阻值相同的情况下，可使本发明的金属引线30的厚度 值、宽度值更小，以及长度值更大，便于将电容式触摸面板的尺寸做大、边框做窄。
[0040] 在该沉积过程中，可将导电层32的厚度控制在900-11〇〇人。基于此厚度，可将金 属导线30的方阻控制在0.1 Q左右，适用于目前通用的触控屏尺寸;具体地，在本发明实施 例中，导电层32的厚度为1〇〇〇入。
[0041]此外，不同金属原子通过化学作用形成化学键，并且最终能够达到原子尺寸的结 合形成金属键，而大多数金属物化性质相近，不同金属的结合也具有较高的结合强度，而将 导电层32附着到连接过渡层31，其中，连接过渡层31包含70 % -80 %钼和20 % -30 %镍，而 钼、镍和铜均为金属，可确保导电层32与连接过渡层31之间具有良好的附着力。
[0042]在步骤S5中，在所述导电层32上渡用于防止所述导电层32氧化的氧化保护层33， 这样，可以使金属引线30经受住后续的高温。
[0043]在本发明实施例中，氧化保护层33是由第二金属材料制成的氧化保护层33，第二 金属材料可包含70 %-80 %钼和20 %-30%镍;具体地，在本发明实施例中，第二金属材料可 包含80%钼和20%镍。结合后续电容式触控导线结构在成型后的刻蚀工艺，可利用常规的 刻蚀液刻蚀出所需的金属引线30的整体布局，其中，刻蚀液铜的刻蚀速率相对较快，钼在刻 蚀液中刻蚀相对较慢，如果直接刻蚀很容易出现刻蚀不净的情况，因此，氧化保护层33采用 钼镍合金的形式进行制作，通过镍来提高连接过渡层31的刻蚀速度，而第二金属材料包含 80%钼和20%镍可使氧化保护层33与导电层32的刻蚀速率基本相一致。
[0044] 此外，在步骤S5的沉积过程中，可将氧化保护层33的厚度控制在150-2:50人，基于 此，在将氧化保护层33的厚度控制在比较小的范围的同时，还可防止所述导电层32氧化，有 利于降低生产成本;在本发明实施中，氧化保护层33的厚度优选为200 A。
[0045] 本发明实施例的制备方法制备出一种电容式触控导线结构。
[0046] 如图2所示，该电容式触控导线结构包括玻璃基板10、附着于玻璃基板10-板面的 二氧化硅膜层20以及附着于二氧化硅膜层20并用于与IT0薄膜导体层40(参见图3和图4)电 连接的金属引线30,其中，金属引线30的宽度以及走线设置可根据实际需求设置即可。金属 引线30包括依次附着层叠的连接过渡层31、用于与IT0薄膜导体层40电连接的导电层32以 及用于防止导电层32氧化的氧化保护层33,连接过渡层31连接附着于二氧化硅膜层20,其 中，导电层32由纯铜制成的导电层32,连接过渡层31是由第一金属材料制成的连接过渡层 31，第一金属材料为钼或钼镍合金。
[0047] 基于上述，本发明实施例中，二氧化硅膜层20的厚度可为600-800A，优选为 800 Ju连接过渡层3 1的厚度可为350-450矣,优选为4〇0人；导电层3 2的厚度为 900-1100A，优选为1000A;而氧化保护层33是由第二金属材料制成的氧化保护层33,第二 金属材料包含70 % -80 %钼和20 % -30 %镍，第二金属材料优选为包含80 %钼和20 %镍;氧 化保护层33的厚度为150-250A，优选为200人。
[0048] 由于连接过渡层31是由第一金属材料制成的连接过渡层31、导电层32由纯铜制成 的导电层32以及氧化保护层33是由第二金属材料制成的氧化保护层33,后续用于成型金属 引线30布局的刻蚀工艺中的刻蚀液可采用FeCL 3刻蚀液，其中，FeCL3刻蚀液成本较低，因 此，基于本本发明实施例的电容式触控导线结构有利于降低生产成本。
[0049]在此需要说明的是，将上述电容式触控导线结构应用于电容式触控面板时，在生 产过程中，可在步骤S2至S5之前，可利用真空磁控连续镀膜机通过磁控溅射的方法在二氧 化硅膜层20上沉积出IT0膜层，再通过黄光工艺形成具有所需IT0图案的IT0薄膜导体层40， 如图3和图4所示的。如图3和图4所示，驱动控制器TX和信号接收器RX均通过金属引线30连 接到IT0薄膜导体层40的IT0图案。
[0050]在本发明实施中，玻璃基板10中附着二氧化硅膜层20的板面的表面粗糙度可为 0.16~0.32nm，优选为0.25nm，也即是玻璃基板10中附着二氧化硅膜层20的板面具有一定 的凹凸结构。基于此结构，在利用真空磁控连续镀膜机通过磁控溅射的方法将二氧化硅逐 渐地溅射到玻璃基板10的过程中，二氧化硅膜层20会有部分嵌入到玻璃基板10的下凹部 分，这增加二氧化硅膜层20与玻璃基板10的接触面积，增加了二氧化硅膜层20与玻璃基板 10之间的附着力，同时，当二氧化硅膜层20和玻璃基板10受到使两者产生错位的外力时，可 以将两者间的相互作用力均布到各凹凸结构中，而不会集中在一个位置。此外，由于二氧化 硅膜层20磁采用控溅射的方法沉积形成，任意一处的膜层厚度大致相同，而二氧化硅膜层 20中朝向玻璃基板10的膜面需与玻璃基板10的板面相契合，相应地，二氧化硅膜层20中背 离玻璃基板10的膜面粗糙度与玻璃基板10的粗糙度相对应。基于此，二氧化硅膜层20与连 接过渡层31的连接结构、连接过渡层31与导电层32的连接结构、以及氧化保护层33与导电 层32的连接结构均与玻璃基板10与二氧化硅膜层20的连接结构相类似，并具有相同的技术 效果，在此不再展开细述。
[0051]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 准备玻璃基板； 通过磁控溅射的方法在所述玻璃基板一板面上沉积出二氧化硅膜层； 通过磁控溅射的方法在所述二氧化硅膜层上沉积出连接过渡层，所述连接过渡层是由 第一金属材料制成的连接过渡层，所述第一金属材料为钼或钼镍合金； 通过磁控溅射的方法在所述连接过渡层上沉积出用于与ITO薄膜导体层电连接的导电 层，所述导电层为由纯铜制成的导电层； 在所述导电层上渡用于防止所述导电层氧化的氧化保护层。2. 如权利要求1所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述第一金属材 料包含70 % -80 %钼和20 % -30 %镍。3. 如权利要求1所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述玻璃基板中 附着所述二氧化硅膜层的板面的表面粗糙度为〇. 16~0.32nm。4. 如权利要求1所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅膜 层的厚度为600-800人。5. 如权利要求1所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述连接过渡层 的厚度为35:0-450人。6. 如权利要求1所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述导电层的厚 度为900-丨100 A。7. 如权利要求1所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述氧化保护层 是由第二金属材料制成的氧化保护层，所述第二金属材料包含70 %-80 %钼和20 %-30 % 镍。8. 如权利要求7所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述氧化保护层 的厚度为150-250A。9. 如权利要求8所述的电容式触控导线结构的制备方法，其特征在于，所述氧化保护层 通过磁控溅射的方法沉积到所述导电层上。10. -种电容式触控导线结构，其特征在于，通过权利要求1至9中任意一项所述电容式 触控导线结构的制备方法制备。
【文档编号】G06F3/044GK105930017SQ201610269846
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】黄亮, 蒋蔚, 陈凯, 黄受林, 黄海东
【申请人】深圳力合光电传感股份有限公司