CN105338742A - 基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，包括步骤：于基底两面分别形成第一柔性材料层及第二柔性材料层，并分别形成第一凹槽结构及第一孔位结、第二凹槽结构及第二孔位结构；于各第一凹槽结构及第一孔位结构内形成第一导电线路；于基底中形成通孔；于各第二凹槽结构、第二孔位结构及所述通孔内形成第二导电线路，以形成两面互联的线路。本发明填补了传统线路板与IC工艺之间的空白，使得在微小电子产品上应用柔性线路板成为可能；导电线路内嵌，可靠性大大增加；利用印刷或电镀工艺制备的线路，可以在沟槽内部和表面形成不同厚度的金属层；导入卷到卷的工艺，且金属层淀积的同时实现孔化，可简化工艺并降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种线路板的制备方法，特别是涉及一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法。
背景技术
近些年，随着信息，通讯类电子产品爆炸式的增长以及信息网络通道的不断扩容，消费类电子产品产业以及成为全球快速增长的产业之一。日新月异的电子产品朝着体积小，重量轻，功能复杂的方向不断发展。印刷电路板(PCB)作为电子产品不可缺少的主要基础零件，提供了电气信号的互联以及电子元件的支撑。尤其是柔性电路板(FPC)，是发展势头最旺盛的行业之一。回顾过去两年的软板市场，发现拉动软板的主要是来自于智能手机，电子书，LED板和笔记本电脑。随着可穿戴电子设备向人们生活中的渗透，电子设备小型化，复杂化的特点相结合，使得其对内置电路板提出了更高的要求，尤其是在布线密度方面，越来越多的高密度版成为产品追寻的方向，因为传统的印刷制版的方法中100μm左右的线宽已经成为制约电路板小型化的一个主要障碍。此外，电子元件构裝的小型化以及阵列化也对电路板的密度提出了更高的要求。业内可以生产出用于手机，手环使用的FPC板，但是对于更小的智能戒指或者植入式器件，当前的集成度就显得捉襟现肘了。因此，柔性和高集成度，就成为了下一代线路板必不可少的特点。
就技术层面上说，电路板可以大体分为信号板与功率板，其中功率板由于对承载电流有较高的要求，线条小型化尚不现实。但是信号板主要承载控制信号与逻辑信号，因此相对于功率板，其发热量以及承载电流要求不高，如果可以将线宽以及间距减小，就能够大大提高整版的布线密度，减小电路板面积。此外，高密度板还有助于减少层数，易于散热，能提高电路板稳定性，降低成本。
从另一方面说，传统意义上的PCB板或者高密度PCB板(HDI)的特征尺寸大于75μm，多采用曝光刻蚀的方法制成。而集成电路(IC)的特征尺寸则小于1微米，如0.18μm到目前最先进的22nm工艺，多采用步进式光刻机结合浸入式光刻等先进制程制作。这种方法制备的线路板工艺复杂，成本较高。
鉴于以上原因，提供一种工艺简单，成本低廉的线路板的制作方法实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，用于解决现有技术中线路板制作工艺复杂，成本较高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，至少包括以下步骤：
1)提供一基底，于所述基底的第一面形成第一柔性材料层，于所述第一柔性材料层表面形成多个第一凹槽结构及若干个第一孔位结构；
2)于所述基底的第二面形成第二柔性材料层，于所述第二柔性材料层表面形成多个第二凹槽结构及若干个第二孔位结构，其中，所述第一孔位结构与第二孔位结构的按预设精度对准；
3)于各第一凹槽结构及第一孔位结构内形成第一导电线路；
4)于所述第一孔位结构与第二孔位结构之间及基底中形成通孔；
5)于各第二凹槽结构、第二孔位结构及所述通孔内形成第二导电线路，以形成两面互联的线路。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一凹槽结构、第一孔位结构、第二凹槽结构及第二孔位结构采用模具压印的方法制备。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述多个第一凹槽结构及第二凹槽结构分别呈独立分布或呈网络状互联分布。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一凹槽结构及第二凹槽结构的深度为30微米～50微米，宽度为2微米～40微米，且截面形状为侧壁具有1～3度脱模角的梯形结构，所述第一孔位结构及第二孔位结构的深度为30微米～50微米，宽度为100微米～200微米。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一孔位结构与第二孔位结构的对准精度为偏移不大于30微米。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一导电线路及第二导电线路采用刮印的方法制备。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一导电线路及第二导电线路采用如下方法制备：
1)于凹槽结构中形成种子层；
2)采用电镀或化学镀的方法于各凹槽结构内填充导电材料。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一导电线路及第二导电线路的厚度分别不大于所述第一凹槽结构及第二凹槽结构的深度。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述第一柔性材料层及第二柔性材料层为UV胶层。
本发明还提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，至少包括以下步骤：
1)提供一基底，于所述基底的表面形成柔性材料层，于所述柔性材料层表面形成多个凹槽结构；
2)于各凹槽结构内形成导电线路。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述凹槽结构的深度为30微米～50微米，宽度为2微米～40微米，且截面形状为侧壁具有1～3度脱模角的梯形结构。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述凹槽结构采用模具压印的方法制备。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，凹槽结构呈独立分布或呈网络状互联分布。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述导电线路采用刮印的方法制备。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述导电线路采用如下方法制备：
1)于凹槽结构中形成种子层；
2)采用电镀或化学镀的方法于各凹槽结构内填充导电材料。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述导电线路的厚度不大于所述凹槽结构的深度。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
作为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法的一种优选方案，所述柔性材料层为UV胶层。
如上所述，本发明提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，至少包括以下步骤：1)提供一基底，于所述基底的第一面形成第一柔性材料层，于所述第一柔性材料层表面形成多个第一凹槽结构及若干个第一孔位结构；2)于所述基底的第二面形成第二柔性材料层，于所述第二柔性材料层表面形成多个第二凹槽结构及若干个第二孔位结构，其中，所述第一孔位结构与第二孔位结构的按预设精度对准；3)于各第一凹槽结构及第一孔位结构内形成第一导电线路；4)于所述第一孔位结构与第二孔位结构之间及基底中形成通孔；5)于各第二凹槽结构、第二孔位结构及所述通孔内形成第二导电线路，以形成两面互联的线路。本发明具有以下有益效果：
1)能够大大减小线宽，从而提高布线密度，减小器件面积。
2)不同于传统的曝光技术，我们将采取卷到卷微纳米压印的方法定义图形并进行复制。这是一种低成本，高产出的方法，特别适合于加工该尺度的图形。
3)此外，采用本发明的方法制备的金属线路内嵌于沟槽中，能够被很好的保护，不易刮伤，断裂，可靠性高。
4)利用本发明的方法，能够制备双面板以及多层板，这大大提高了工艺适用性。在线路金属化的同时，实现了孔金属化，大大简化了工艺流程，提高了生产效率。
附图说明
图1～图7显示为本发明的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法各步骤所呈现的示意图。
图8～图10显示为本发明的实施例2中的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法各步骤所呈现的示意图。
元件标号说明
101基底
102第一柔性材料层
103第一凹槽结构
104第一导电线路
105第二柔性材料层
106第二凹槽结构
107通孔
108第二导电线路
109第一孔位结构
110第二孔位结构
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1～图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1～图7所示，本实施例提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，至少包括以下步骤：
如图1～图2所示，首先进行步骤1)，提供一基底101，于所述基底101的第一面形成第一柔性材料层102，于所述第一柔性材料层102表面形成多个第一凹槽结构103及若干个第一孔位结构109；
作为示例，所述基底101包括PET柔性基底及PI柔性基底，在本实施例中，所述基底为PET柔性基底。
作为示例，所述第一柔性材料层102为UV胶层。另外需要说明的是，UV胶又称光敏胶、紫外光固化胶，它可作为油漆、涂料、油墨等的胶料使用。UV是英文UltravioletRays的缩写，即紫外光线。紫外线(UV)是肉眼看不见的，是可见光以外的一段电磁辐射，波长在10～400nm的范围。UV胶的固化原理是UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联和接支化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。
作为示例，所述第一凹槽结构103及第一孔位结构109采用模具压印的方法制备。具体地，所述模具为表面具有凸起结构的模具。
作为示例，所述多个第一凹槽结构103呈独立分布或呈网络状互联分布，并且，所述第一凹槽结构103至少通过一个沟槽结构与所述第一孔位结构109相连。在本实施例中，所述多个第一凹槽结构呈网络状互联分布，所述网络状可以为矩形网格状或菱形网格状等，当然，如三角形网格状等网络形状也同样适用。
作为示例，所述第一凹槽结构103的深度为30微米～50微米，宽度为2微米～40微米，且形状为侧壁具有1～3度脱模角的梯形结构。在本实施例中，所述第一凹槽结构103的深度为40微米，宽度为10微米，所述第一孔位结构的深度为30微米～50微米，宽度为100微米～200微米。
如图3～图4所示，接着进行步骤2)，于所述基底101的第二面形成第二柔性材料层105，于所述第二柔性材料层105表面形成多个第二凹槽结构106以及若干个第二孔位结构110，其中，所述第一孔位结构109与第二孔位结构110的按预设精度对准，所述第一孔位结构与第二孔位结构的对准精度为偏移不大于30微米。
在本实施例中，所述第二柔性材料层105为UV胶层。所述第二凹槽结构106及第二孔位结构110的制作方法与所述第一凹槽结构103及第一孔位结构110的制作方法一致。所述第二凹槽结构106的尺寸和形状与所述第一凹槽结构103相同或相似。
如图5所示，然后进行步骤3)，于各第一凹槽结构103及第一孔位结构109内形成第一导电线路104；
作为示例，所述第一导电线路104可以采用刮印的方法制备。当然也可以采用如下方法制备：
第一步，于所述第一凹槽结构103及第一孔位结构109中形成种子层；
第二，采用电镀或化学镀的方法于所述第一凹槽结构103及第一孔位结构109内填充导电材料。
作为示例，所述第一导电线路104的厚度小于所述第一凹槽结构103深度。在本实施例中，所述第一导电线路104的材料为铜。
如图6所示，然后进行步骤4)，于所述第一孔位结构109与第二孔位结构110之间及基底101中形成通孔107。
在本实施例中，采用腐蚀、刻蚀工艺或机械方法制作所述通孔107。
如图7所示，最后进行步骤5)，于各第二凹槽结构106、第二孔位结构110及所述通孔107内形成第二导电线路108，以形成两面互联的线路。
在本实施例中，所述第二导电线路108可以采用刮印或种子层加化学镀或电镀的方法制备，制备所述第二导电线路108时，可以直接实现导电线路对所述通孔107的填充，以形成两面互联的线路，不需要额外增加新的工艺步骤，以简化工艺，降低工艺成本。
实施例2
如图8～图10所示，本实施例提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，至少包括以下步骤：
如图8～图9所示，首先进行步骤1)，提供一基底201，于所述基底201的表面形成柔性材料层202，于所述柔性材料层202表面形成多个凹槽结构203；
如图10所示，然后进行步骤2)，于各凹槽结构203内形成导电线路204。
作为示例，所述凹槽结构的深度为30微米～50微米，宽度为2微米～40微米，且截面形状为侧壁具有1～3度脱模角的梯形结构。
作为示例，所述凹槽结构采用模具压印的方法制备。
作为示例，凹槽结构呈独立分布或呈网络状互联分布。
作为示例，所述导电线路采用刮印的方法制备。
作为示例，所述导电线路也可以采用如下方法制备：
1)于凹槽结构中形成种子层；
2)采用电镀或化学镀的方法于各凹槽结构内填充导电材料。
作为示例，所述导电线路的厚度不大于所述凹槽结构的深度。
作为示例，所述基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
作为示例，所述柔性材料层为UV胶层。
如上所述，本发明提供一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，至少包括以下步骤：1)提供一基底，于所述基底的第一面形成第一柔性材料层，于所述第一柔性材料层表面形成多个第一凹槽结构及若干个第一孔位结构；2)于所述基底的第二面形成第二柔性材料层，于所述第二柔性材料层表面形成多个第二凹槽结构及若干个第二孔位结构，其中，所述第一孔位结构与第二孔位结构的按预设精度对准；3)于各第一凹槽结构及第一孔位结构内形成第一导电线路；4)于所述第一孔位结构与第二孔位结构之间及基底中形成通孔；5)于各第二凹槽结构、第二孔位结构及所述通孔内形成第二导电线路，以形成两面互联的线路。本发明具有以下有益效果：
1)能够大大减小线宽，从而提高布线密度，减小器件面积。
2)不同于传统的曝光技术，我们将采取卷到卷微纳米压印的方法定义图形并进行复制。这是一种低成本，高产出的方法，特别适合于加工该尺度的图形。
3)此外，采用本发明的方法制备的金属线路内嵌于沟槽中，能够被很好的保护，不易刮伤，断裂，可靠性高。
4)利用本发明的方法，能够制备双面板以及多层板，这大大提高了工艺适用性。在线路金属化的同时，实现了孔金属化，大大简化了工艺流程，提高了生产效率。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (19)
1.一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
1)提供一基底，于所述基底的第一面形成第一柔性材料层，于所述第一柔性材料层表面形成多个第一凹槽结构及若干个第一孔位结构；
2)于所述基底的第二面形成第二柔性材料层，于所述第二柔性材料层表面形成多个第二凹槽结构及若干个第二孔位结构，其中，所述第一孔位结构与第二孔位结构的按预设精度对准；
3)于各第一凹槽结构及第一孔位结构内形成第一导电线路；
4)于所述第一孔位结构与第二孔位结构之间及基底中形成通孔；
5)于各第二凹槽结构、第二孔位结构及所述通孔内形成第二导电线路，以形成两面互联的线路。
2.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一凹槽结构、第一孔位结构、第二凹槽结构及第二孔位结构采用模具压印的方法制备。
3.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述多个第一凹槽结构及第二凹槽结构分别呈独立分布或呈网络状互联分布。
4.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一凹槽结构及第二凹槽结构的深度为30微米～50微米，宽度为2微米～40微米，且截面形状为侧壁具有1～3度脱模角的梯形结构，所述第一孔位结构及第二孔位结构的深度为30微米～50微米，宽度为100微米～200微米。
5.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一孔位结构与第二孔位结构的对准精度为偏移不大于30微米。
6.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一导电线路及第二导电线路采用刮印的方法制备。
7.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一导电线路及第二导电线路采用如下方法制备：
1)于凹槽结构中形成种子层；
2)采用电镀或化学镀的方法于各凹槽结构内填充导电材料。
8.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一导电线路及第二导电线路的厚度分别不大于所述第一凹槽结构及第二凹槽结构的深度。
9.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
10.根据权利要求1所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述第一柔性材料层及第二柔性材料层为UV胶层。
11.一种基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
1)提供一基底，于所述基底的表面形成柔性材料层，于所述柔性材料层表面形成多个凹槽结构；
2)于各凹槽结构内形成导电线路。
12.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述凹槽结构的深度为30微米～50微米，宽度为2微米～40微米，且截面形状为侧壁具有1～3度脱模角的梯形结构。
13.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述凹槽结构采用模具压印的方法制备。
14.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：凹槽结构呈独立分布或呈网络状互联分布。
15.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述导电线路采用刮印的方法制备。
16.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述导电线路采用如下方法制备：
1)于凹槽结构中形成种子层；
2)采用电镀或化学镀的方法于各凹槽结构内填充导电材料。
17.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述导电线路的厚度不大于所述凹槽结构的深度。
18.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
19.根据权利要求11所述的基于微纳米压印技术的微细线路柔性线路板的制备方法，其特征在于：所述柔性材料层为UV胶层。
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