CN105084301A - 在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法 - Google Patents

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杨兆国
徐厚嘉
林晓辉
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Abstract

本发明公开了一种在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，其包括如下步骤：A、在耐高温或者透紫外的柔性初始基材表面印刷出线宽微纳级别的金属线条；B、在柔性初始基材表面涂覆一层移印胶，所述移印胶完全覆盖住金属线条；C、将步骤B获得的柔性初始基材通过移印胶贴附在特种产品基材表面；D、剥离掉柔性初始基材。本发明可将高于柔性初始基材表面的金属线内嵌到另一特种产品基材表面，大大拓展了微纳金属线条在电子行业的应用。

Description

在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法
技术领域
本发明属于导电新材料技术领域，涉及一种在不耐高温或不透紫外、透紫外性能差等特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法。
背景技术
导电金属线在诸多微结构器件中是重要的组成部件，通过金属线的图形，可以实现开关，互联，从而进一步实现更高级别的逻辑功能。传统的金属线互联制作方法多种多样，按照图形要求的线宽线距来分类，主要有以下方法：刻蚀工艺，电镀工艺，蒸镀工艺等。刻蚀工艺被广泛应用于柔性电路板的制备，通过曝光显影等工艺将电路图形从掩膜板上转移到光敏膜上，继而通过湿法刻蚀工艺在铜箔上形成电路。运用此方法制备柔性线路板时，多用于线宽线距大于50μm的设计。在大规模集成电路制备领域，类似的刻蚀工艺也被用于制备线宽在亚微米级别的设备，譬如制备半导体的铝金属接触层的图形转移等。电镀工艺属于加成的工艺，不同于刻蚀移除材料的过程，加成的工艺因为只在需要有线路的地方淀积材料，在节省材料成本方面有巨大的优势。此外，电镀工艺对于线宽无明显要求，较适合于厚材料的电镀。此外，蒸镀和化学镀的方法则更适合于较薄镀层(小于5μm)的情况，可以较为精确地控制厚度。
无论是加成发还是减蚀法，其对于基底材料的选择都具有一定的局限性。譬如，刻蚀法中，柔性电路板产业多使用覆铜的PET膜或者PI膜，这样生产出来的电路板往往不能够适用于某些特殊的场合，譬如PET无法耐高温，PI无法透紫外等。对于半导体IC中的刻蚀工艺，基本只能在半导体材料(硅，III-V族材料等)表面进行加工。而在加成法工艺中，电镀需要有导电的种子层内埋，增加的界面必然会产生结合力方面的问题；蒸镀方法的同样结合力受限，并且成本相对高昂。在许多应用中，常常因为结合力不够而无法采用电镀等方式制备金属线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，本发明实现将一种基材表面的金属线转移到其他基材表面，金属线的尺寸可以从数百微米到纳米级别，拓展了微纳金属线条在电子行业的应用。
以克服现有技术存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，所述特种产品基材为不耐高温或透紫外性能差的基材，其特征在于，包括如下步骤：
A、在耐高温或者透紫外的柔性初始基材表面制作出线宽微纳米级别的金属线条；
B、在柔性初始基材表面涂覆一层移印胶，所述移印胶完全覆盖住金属线条；
C、将步骤B获得的柔性初始基材通过移印胶贴附在特种产品基材表面；
D、剥离掉柔性初始基材。
在本发明的技术方案中，通过步骤A-C，形成柔性初始基材和特种产品基材夹着金属线条和移印胶的三明治夹心结构，在此结构中，由于移印胶具有比较大的表面能(与其它物质结合力好)且移印胶与金属线条三面接触，而金属线条与柔性初始基材仅一面接触，这就使得金属线条与移印胶的结合力大于金属线条与柔性初始基材的结合力，因此金属线条可以与柔性初始基材进行剥离从而形成内嵌于移印胶沟槽内的金属线条，最终实现了在不耐高温或透紫外性能差的特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条。这样制备的具有导电金属线的器件可以应用到高温、紫外光照的场合。
所述柔性初始基材可以为PET或PI。在步骤A中，采用丝网印刷或凹版印刷或喷印在柔性初始基材表面制作微米级别的金属线条。丝网印刷的金属线条线宽可以达到50-100微米；凹版印刷的金属线条线宽能达到数微米，喷印的金属线条线宽达到20微米左右。或者在步骤A中，采用蚀刻工艺在柔性初始基材表面制作出纳米级别的金属线条。
所述移印胶为聚丙烯酸酯类UV胶。这种移印胶粘附力在1.5-2kg/cm2。
在步骤C中，剥离的力大于移印胶粘附力即可。为保证玻璃不对产品造成损害，提高优良率，剥离的速度为3-5m/min。
所述金属线条为铜线或者铝线或者银线。
本发明使得在更多基材上制备金属图形成为可能。通常情况下，金属线条在器件基材表面的成型是通过丝网印刷进行的，而丝网印刷无法生成特征尺寸在数微米甚至纳米级别的图案。要生成微纳米级别的图案，需要采用光刻，压印，填充等工艺，其中不乏高温或紫外制程，这大大限制了可使用的器件基材。本发明正是解决了在特种产品基材(不耐高温或不透紫外)上生成微纳米尺度金属线条的难题。通过采用调整不同界面的结合能，将加工基材表面金属线内嵌到其他基材表面。该工艺可以用于卷到卷的生产，步骤简单易行，产能高，使用范围广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1为步骤A后的结构示意图；
图2为步骤B后的结构示意图；
图3为步骤C后的结构示意图；
图4为步骤D后的结构示意图；。
具体实施方式
本发明的在特种产品基材表面制备内嵌式微米级别金属线条的方法，特种产品基材为不耐高温或透紫外性能差的基材，本实施例以用于LCD屏幕上盖的偏光片薄膜为例，偏光片薄膜是由普通的薄膜(如PET或PI)表面加上碘的涂覆，这种薄膜既不耐温，也不透紫外。本发明的方法具体采用如下的步骤：
步骤A:在耐高温或者透紫外的柔性初始基材100表面制作出线宽微纳级别的金属线条200，如图1所示。
其中，耐高温的柔性初始基材100为PI，透紫外的柔性初始基材100为PET。印刷方式为丝网印刷或凹版印刷或喷印。丝网印刷的金属线条线宽可以达到50-100微米；凹版印刷的金属线条线宽能达到数微米，喷印的金属线条线宽达到20微米左右。为保证线宽精度，对于PET，采用UV光照射固化金属线条，对于PI，采用高温加热固化金属线条。
金属线条可以是铜线或者铝线或者银线。
对于要生成纳米级别的金属线条，可以采用蚀刻工艺制作。上述印刷工艺和蚀刻工艺均是现有技术中常用的工艺。
步骤B:在柔性初始基材表面100涂覆一层移印胶300，该移印胶300完全覆盖住金属线条200，如图2所示。移印胶为聚丙烯酸酯类UV胶。这种移印胶粘附力在1.5-2kg/cm2。
步骤C:将步骤B获得的柔性初始基材100通过移印胶贴300附在特种产品基材400(即偏光片薄膜)表面，如图3所示。
步骤D：采用大于移印胶粘附力的剥离力剥离掉柔性初始基材100。为保证剥离不对产品造成损害，提高优良率，剥离的速度为3-5m/min。剥离掉柔性初始基材100后，得到的器件的结构为：底层为特种产品基材400，其上是移印胶300，移印胶内嵌有金属线条200，如图4所示。
另外通过试验证明，采用上述相同的步骤，还可以在纸张(如装饰用的油光纸，既不耐高温，也不透紫外线)、PE薄膜(这种薄膜受热后变形比较大，并且变形不可回复)表面制备内嵌式微纳米级别金属线。
因此，本发明可将高于柔性初始基材表面的金属线内嵌到另一特种产品基材表面，这一技术大大拓展了微纳金属线条在电子行业的应用。这种技术可用于触摸屏、显示模组和微细线路等领域中，可以减少原材料的浪费。另外将金属线条包裹在另一基材表面，可以防止金属线条被氧化。此外相对于传统利用柔性基材贴合的方案，本发明申请提出的转印法，可以大大减小模组的厚度，通过重复利用柔性基材，可以实现成本的降低，具有很大的经济环保效益。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提出的权利要求的保护范围内，利用本发明所揭示的技术内容所作出的局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属本发明技术特征的范围内。

Claims (5)

1.一种在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，所述特种产品基材为不耐高温或透紫外性能差的基材，其特征在于，包括如下步骤：
A、在耐高温或者透紫外的柔性初始基材表面印刷出线宽微纳级别的金属线条；
B、在柔性初始基材表面涂覆一层移印胶，所述移印胶完全覆盖住金属线条；
C、将步骤B获得的柔性初始基材通过移印胶贴附在特种产品基材表面；
D、剥离掉柔性初始基材。
2.根据权利要求1所述的在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，其特征在于：所述柔性初始基材可以为PET或PI。
3.根据权利要求1所述的在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，其特征在于：所述移印胶为聚丙烯酸酯类UV胶。
4.根据权利要求1或2所述的在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，其特征在于：步骤A中，采用丝网印刷或凹版印刷或喷印在柔性初始基材上制作微米级别的金属线条，或者采用蚀刻工艺制作纳米级别的金属线条。
5.根据权利要求1所述的在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，其特征在于：在步骤D中，所述剥离的速度为3-5m/min。
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