CN103596374B - 在柔性电路板上形成导电线路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在柔性电路板上形成铜线路的方法，依次包括如下步骤：（1）提供柔性电路板，对柔性电路板进行第一次表面处理，使其表面粗糙化；（2）在完成表面粗糙化的柔性电路板上沉积氮化金属纳米颗粒层，采用紫外激光对该氮化金属纳米颗粒进行照射，从而将氮化金属纳米颗粒进行活化处理；（3）在活化处理后的柔性电路板上涂覆抗刻蚀薄膜，经曝光、显影后去除导电线路区域上的刻蚀薄膜，而在非导电线路区域上留下抗刻蚀薄膜；（4）在柔性电路板的表面进行金属铜溅镀，以在柔性电路板的导电线路区域的表面上形成铜溅镀层；（5）去除非导电线路区域表面上的抗刻蚀薄膜。

Description

在柔性电路板上形成导电线路的方法
技术领域
本发明属于电路板制造领域，具体来说涉及一种通过紫外光照射以及溅镀工艺在在柔性电路板上形成导电线路的方法。
背景技术
电路板是现代工业中必不可少的电路结构载体，现有电路板分为刚性电路板和柔性电路板，刚性电路板例如陶瓷基底的电路板、硬质塑料基底的电路板、金属基底的绝缘电路板；其中，柔性电路板由于其突出的可弯折性能，被广泛应用于多种设备中，如对小型化要求突出的便携式电子设备。现有技术中，柔性电路板主要是采用胶粘剂将柔性绝缘基板与金属铜箔粘合而成。但这种方式制得的柔性电路板由于铜箔与柔性绝缘基板之间的结合性能较差，因此在对柔性电路板进行弯折的过程中，很容易发生铜箔线路的翘起，从而导致柔性电路板的功能失效。此后，业内研制出在柔性绝缘基板上通过层压法、化学镀铜法等方法来形成铜箔，这其中，层压法无法实现柔性电路板的薄型化，而化学电镀法则需要使用大量的化学药品，生产之后的化学药品废料的处理会增加额外的成本。如果直接排出化学药品废料，又会导致严重的环境污染问题。
并且，在现有技术中，通常都是先在柔性电路板上形成铜箔，然后再印刷导电线路，最后通过刻蚀的方法将非导电线路的区域去除的方式来最终形成具有导电线路的柔性电路板，这种方式步骤比较繁琐，不利于简化电路板的制造工艺。
发明内容：
有鉴于此，本发明提出了一种在柔性电路板上形成铜线路的方法，通过该方法，除了能够增强铜线路与柔性绝缘基板的结合性能，以便避免铜线路的翘起以外，还能避免采用化学镀铜的方式来形成铜线路，从而更有利于减少化学药品的使用，有利于环境保护；而且，本发明的方法将导电线路区域的印刷安排在溅镀铜导电线路工艺之前，可见本发明的工艺步骤得到了简化。
具体来说，本发明提出的方法，首先，对柔性电路板基材的表面进行处理，使柔性电路板基材的表面粗糙化，从而增大接触面积以增加铆合力；然后，在柔性电路板基材上沉积氮化金属纳米颗粒层，采用紫外激光对该氮化金属纳米颗粒进行照射，从而将氮化金属纳米颗粒进行活化处理；
接着，在活化处理后的柔性电路板基材上涂覆抗刻蚀薄膜，经曝光、显影后去除导电线路区域上的刻蚀薄膜，而在非导电线路区域上留下抗刻蚀薄膜；此后，在柔性电路板基材的表面进行金属铜溅镀，以在柔性电路板基材的导电线路区域的表面上形成铜溅镀层；最后，去除非导电线路区域上的抗刻蚀薄膜，完成柔性电路板的制作。
通过本发明提出的该方法可以看出，由于本发明通过紫外激光活化氮化金属纳米颗粒而在柔性电路板基材表面获得金属原子，通过金属原子与金属铜的结合，从而可以增强金属铜与柔性电路板基材的结合强度，而且，由于铜线路是通过溅镀的方式形成的，因此避免了化学镀铜的过程，也就免去了大量使用化学药品进行化学镀铜的工艺，这相对于现有技术来说更安全和环保，而且，本发明的方法将导电线路区域的印刷安排在溅镀铜导电线路工艺之前，因此，仅需对抗蚀剂薄膜进行去除即可形成导电线路，而现有技术除了对抗蚀剂薄膜进行刻蚀和去除以外，还必须对柔性电路板基材上的铜箔进行刻蚀和去除，可见本发明的工艺步骤得到了简化。。
具体实施方式：
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提出的在柔性电路板上形成铜线路的方法依次包括如下步骤：
（1）提供柔性电路板基材，对柔性电路板基材进行第一次表面处理，使其表面粗糙化；其中，柔性电路板基材可以是聚酰亚胺（PI）材质的基材，也可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材质的基材；
（2）在完成表面粗糙化的柔性电路板基材上沉积氮化金属纳米颗粒层，采用紫外激光对该氮化金属纳米颗粒进行照射，从而将氮化金属纳米颗粒进行活化处理；氮化金属纳米颗粒经紫外激光照射后，将会在柔性电路板基材的表面上留下金属原子，例如氮化铝纳米颗粒经紫外激光照射后，氮气将会释出，而在柔性电路板基材上留下铝原子。对于其他氮化金属纳米颗粒，其活化过程与之相同；氮化金属纳米颗粒可以是氮化铝、氮化钛；或者，也可以采用氧化金属纳米颗粒代替氮化金属纳米颗粒，例如氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锡、氧化铬等纳米颗粒；对于纳米颗粒的粒径，本发明优选的粒径范围是100纳米至300纳米，更优选的范围是160纳米至250纳米；其中，紫外激光为：波长为248nm的氟氪激光，其照射能量为180mJ/cm2，或者波长为308nm的氙氯激光，其照射能量为210mJ/cm2，或者波长为337nm的氮激光，照射能量为240mJ/cm2；
（3）在活化处理后的柔性电路板基材上涂覆抗刻蚀薄膜，经曝光、显影后去除导电线路区域上的刻蚀薄膜，而在非导电线路区域上留下抗刻蚀薄膜；
（4）在柔性电路板基材的表面进行金属铜溅镀，以在柔性电路板基材的导电线路区域的表面上形成铜溅镀层；具体的工艺过程是：将柔性电路板基材放置到真空溅镀腔内，所述真空溅镀装置包括相对设置的阴极和阳极；将所述柔性电路板基材放置在阳极，而将铜靶材放置在阴极，在所述阴极和阳极之间施加电压，从而在柔性电路板基材上形成铜溅镀层；其中，所述真空腔的真空度为1×10-5torr，所铜溅镀层厚度在3-10微米的范围内；在实际应用中，可以针对不同的情况来选择不同的铜溅镀层厚度，例如5微米、6微米、8微米；
（5）去除非导电线路区域表面上的抗刻蚀薄膜。
进一步的，在步骤（1）和（2）之间，可以视具体情况增加第一次清洗步骤，例如通过去离子水冲洗、超声波振荡清洗等方法对柔性电路板基材表面的污染物进行清洗，清洗后自然风干；
进一步的，在步骤（3）和（4）之间，可以对得到的柔性电路板基材表面进行第二次表面处理，从而形成粗糙化的表面，以增大结合面积；如果进行了第二次表面处理，还必须进行第二次清洗，同样的，通过去离子水冲洗、超声波振荡清洗等方法对柔性电路板基材表面的污染物进行清洗，清洗后自然风干。
进一步的，在步骤（5）之后，还可进行第三次清洗，清洗方法与第一次清洗相同。
以上实施方式已经对本发明进行了详细的介绍，但上述实施方式并非为了限定本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims (3)

1.一种在柔性电路板上形成铜线路的方法，依次包括如下步骤：
(1)在柔性电路板基材的表面进行第一次表面处理，使其表面粗糙化；
(2)在完成表面粗糙化的柔性电路板基材上沉积氮化金属纳米颗粒层，采用紫外激光对该氮化金属纳米颗粒进行照射，从而将氮化金属纳米颗粒进行活化处理；
(3)在活化处理后的柔性电路板基材上涂覆抗刻蚀薄膜，经曝光、显影后去除导电线路区域上的刻蚀薄膜，而在非导电线路区域上留下抗刻蚀薄膜；
(4)在柔性电路板基材的表面进行金属铜溅镀，以在柔性电路板基材的导电线路区域的表面上形成铜溅镀层；
(5)去除非导电线路区域表面上的抗刻蚀薄膜；
其中，在步骤(1)和(2)之间，还进行第一次清洗步骤：通过去离子水冲洗或超声波振荡清洗方法对柔性电路板基材表面的污染物进行清洗，清洗后自然风干；
其中，在步骤(3)和(4)之间，还对柔性电路板基材进行第二次表面处理，使其表面粗糙化，此后进行第二次清洗，第二次清洗的方法与第一次清洗的方法相同；
其中，在步骤(5)之后，还对柔性电路板进行第三次清洗，清洗方法与第一次清洗相同；
其中，紫外激光为：波长为248nm的氟氪激光，其照射能量为180mJ/cm2，或者波长为308nm的氙氯激光，其照射能量为210mJ/cm2，或者波长为337nm的氮激光，照射能量为240mJ/cm2；。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述纳米颗粒的粒径是100纳米至300纳米。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
其中，所述步骤(4)中形成铜溅镀层工艺为：将柔性电路板基材放置到真空溅镀腔内，所述真空溅镀装置包括相对设置的阴极和阳极；将所述柔性电路板基材放置在阳极，而将铜靶材放置在阴极，在所述阴极和阳极之间施加电压，从而在柔性电路板基材上形成铜溅镀层；其中，所述真空腔的真空度为1×10-5torr，所铜溅镀层厚度在3-10微米的范围内。
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