用于制造柔性电路的方法技术

公开了用于从单线织物去除金属的用于制造图案的方法，其特征在于，所述单线织物是方网状金属化和蚀刻激光制成的织物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造柔性电路的方法专利技术背景本专利技术涉及用于制造柔性电路的方法。目前，主要通过将导电图案沉积在聚合材料例如聚酯和聚酰亚胺的膜上来制造柔性电路，接着是用于去除不属于正被制造的电路的部分的化学去除工艺。也可通过适当地金属化的纺织品衬底来制造柔性电路。在本文也提到公知的蚀刻工艺，其中主要通过与衬底的化学自由基反应来去除材料。蚀刻化学工艺被执行用于在金属化织物材料上创建预设图案。化学蚀刻工艺的第一阶段将准备用于在金属化织物上形成期望图案的功能性掩模。通过光刻或光蚀刻工艺，这样制造的图案从其掩模转移到覆盖纺织品衬底的表面的可感知UV辐射的材料的薄层。为了产生目标柔性电子元件，执行蚀刻或化学工艺以便选择性地去除覆盖金属层的织物材料的未掩蔽部分。光刻步骤如下：-将感光膜(抗蚀剂)涂在衬底上；-使抗蚀膜在其未被接触衬底的光刻掩模上限定的图案覆盖的区域处暴露于UV辐射；-使抗蚀膜在其暴露区域处显像(所谓的正像工艺)；-由此在未被覆盖的区域处蚀刻作为感光膜的衬里的金属膜；-去膜。显像是主要影响图案质量的操作步骤。蚀刻是用于追踪(tracing)元件的工艺，其由消除额外的金属同时只留下所设计的电路连接组成。去除通过酸浴来实现。蚀刻试剂、蚀刻时间和有关的温度和搅拌是控制此工艺的主要因素。去膜是为了去除仍然存在的感光膜而执行的工艺。重要的是，去膜过程不会不利地影响下面的金属层且不引起其污染。文献US2011/217892A1实质上公开了权利要求1的前序部分。专利技术概述本专利技术的目标是提供新颖的柔性电路和用于制造它们的新颖工艺。在上面提到的目标的范围内，本专利技术的主要目的是提供允许电子设备在它以前未被使用的应用和地点中被使用的柔性电路。本专利技术的另一目的是提供用于制造具有新颖和有吸引力的高宽比的柔性电路的方法。本专利技术的又一目的是提供允许进一步小型化和改进电子设备的这样的方法。根据本专利技术的方面，上面提到的目标和目的以及还有将在下文中变得更明显的其它目的通过柔性电路实现，柔性电路的特征在于，所述柔性电路包括柔性电路底部，其包括具有集成在其中的导电图案的合成单线方网状精密织物。用于制造上述柔性电路的方法包括用于在合成单线织物的整个表面上涂敷金属材料的涂敷步骤，其后是用于去除额外的金属以实现预设图案的去除步骤。本专利技术的另外的特征和优点将从下面的本专利技术的优选但非排他的实施方式的公开中变得更明显，实施方式在下面的公开中作为指示性的但不是限制性的例子被示出。如所陈述的，根据本专利技术的柔性电路基于合成的单线均匀网状精密织物材料。具有遍及整个织物的连贯的网状开口、高机械强度和处理特征的非常均匀的结构使论述的精密单线织物材料成为理想的解决方案，该精密单线织物材料作为要求非常好的弹性、轻质、排汗、精密和性能均匀性的所有应用的基本材料。上述非常均匀的织物材料比其它柔性衬底例如聚合膜、TNT、多线织物、纸等在重量、厚度、表面特征、温度性能方面显示出稳定得多的特性。特征均匀性沿着整个织物卷筒并在批与批之间保持不变。上述织物被制造为具有非常严格的容差，从而提供具有预设的高流量渗透率和可调节且可再现的电气特征的纺织品衬底。特征均匀性是相应地均匀的孔尺寸和单线特性以及在编织中使用的单线的结果。而且，论述的精密织物具有抵抗大气制剂、水和湿气的非常好的抵抗性，并可在工业规模上进行制造且具有稳定和可再现的质量。而且，在专利技术的柔性电路中使用的论述的织物由具有范围从2,500微米到0微米的网状开口的聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚醚砜(polyethere-sulfone)、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚(polyphenylensulphide)、聚醚酮(polyethereketone)、聚偏二氟乙烯(polyvinyldenfluoride)、聚四氟乙烯单线开始制造。可选地，也可能使用由芳族聚酰胺(aramide)纤维材料制成的多线织物。单线织物材料的纺织品构造可具有下面的特征：4-600线/cm；从10到500微米的线直径、编织结构、从15到300g/平方米的重量；从15到1,000微米的厚度。论述的织物的几个变型可用作用于制造专利技术的柔性电路的衬底，且由本文公开的方法制造的织物具有排汗、模块化和高度柔性的特征；而且，它还具有为其提供提高的持续时间和抗疲劳性的机械特征。作为最初的织物材料，有可能使用洗过的和热固定的“白”织物、彩色织物、经等离子体处理的织物或疏水织物、亲水织物、抗菌织物等织物。根据本专利技术，本文还提供了用于在纺织品底部上制造集成柔性电路的方法。关于词“柔性电子设备”在本文意指柔性电气和电子电路。用于制造集成在论述的精密合成的单线织物中的柔性导电元件的系统是基于几种技术的组合的新颖工艺。该结果由具有针对目标应用设计的功能性性能和提高的柔性、轻质、集成、形状和尺寸特性的多个电气和电子元件组成。该工艺包括将金属材料涂敷在合成的单线织物的一个或两个表面上的步骤，根据本专利技术其优选地通过溅射或电沉积或可选地通过CVD、PVD工艺、化学沉积或可选地在合成的单线织物上层压不同的金属薄板元件来执行。涂敷到织物的金属涂层可具有从10nm改变到5,000nm的厚度，且涂层可以是单层或多层的涂层布置。上面提到的金属涂层可由优选地选自镍、金、钢、铜、银、铝、钛、铬、锡、铟锡氧化物、锌铝氧化物、锡氟氧化物、锡锑氧化物的不同的金属、金属合金和半导体组成。通过经由所谓的“激光蚀刻”工艺对所述金属的快速和局部的蒸发来执行金属去除步骤，激光蚀刻工艺可通过上面公开的方法应用于涂有金属的织物。根据本专利技术的用于制造新颖的合成的单线方网状织物的方法的特征在于，最初的线表面(在对其编织之前)未被金属化，织物的两个表面中的至少一个表面至少部分地被金属化，并且重叠的线的接触表面的部分未被金属化，用于在所述表面的端部部分处形成金属套筒。由论述的方法制造的合成的单线织物使得其在两个表面的至少一个表面上的任何布置或图案的部分金属化连同在重叠的线接触表面的端部处形成的金属套筒一起提供在同一根线上选择的两个点之间、在同一方向上但在不同的线上选择的两个点之间、在针对任意织物点之间的不同的线和不同的方向考虑的两个点之间的期望的连续性/导电性。因此，通过论述的方法提供了织物，其中在重叠的线之间的未被金属化的接触表面部分和在所述表面的端部部分之间的金属套筒提供期望的导电特性，并相较于由相同的金属合金制成的且在重叠的线接触表面上也具有金属化的同一类型的金属化织物提供提高的尺寸稳定性和减小的重量。在这个关系中应指出，论述的方法提供通过经由蚀刻激光方法进行的从金属化方网状单线织物去除金属材料，即，通过经由快速和局部蒸发从织物去除金属来制造图案，该图案即是柔性电路。这个结果由特别设计的激光源实现，该激光源被选择成防止织物燃烧、熔化或降解现象出现。上面公开的过程可应用于比较宽的范围的合成的单线织物，其在编织中使用的例如PET、PA、PES、PI、PAI、PPS、PEEK、PTFE等的单线的化学性质、以及纺织品编织构造(线/cm、线直径、编织方法、重量、厚度)方面彼此不同，以用于精加工和表面处理操作(洗过的和热固性“白”织物、彩色织物、经等离子体处理的织物、金属化织物等)。两个上面公开的工艺阶段和相关方法可以以最适当的组合进行应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从单线织物去除金属的制造图案的方法，其特征在于，所述单线织物是方网状金属化和激光蚀刻的织物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在纺织品底部上制造柔性电子电路的方法，包括提供具有连贯且均匀的网状方开口的合成单线织物，所述合成单线织物具有第一表面和第二表面，并且所述合成单线织物具有编织结构，且具有4线/cm到600线/cm、从10微米到500微米的线直径、从15g/平方米到300g/平方米的重量以及从15微米到1000微米的厚度，所述方法还包括在所述第一表面和所述第二表面中的一个或两个上涂敷金属涂层，并且随后通过由产生不引起织物燃烧、熔化或降解现象并适合于被所述金属涂层吸收的低功率-高功率密度激光束的激光器提供的快速和局部蒸发而从所述合成单线织物去除所述金属涂层的一部分以获得电子电路图案，而不修改所述合成单线织物的聚合块或所述第一表面和所述第二表面，使得所述合成单线织物的单线或单丝设置有端部金属套筒，所述端部金属套筒提供在同一根线上的两个点之间、在同一方向上但在不同的线上选择的两个点之间、在任意织物点之间的不同的线和不同的方向上的两个点之间的电气连续性。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光器以连续或脉动操作方案操作，具有从100MHz到500MHz的频率、从200ns到10飞秒的激光脉冲持续时间，从而便于金属层的蒸发，同时限制热扩散。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光束具有从1,080nm到354nm的激光束波长。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光束具有从5W到100W的激光束功率。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光束具有从10微米到200微米的光斑尺寸的激光束光斑。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光器是二极管激光器、固态激光器或CO2激光器。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过包含移动测微调节装置的调焦透镜系统而将所述激光束聚焦在所述合成单线织物上。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过驱动笛卡尔轴、机器人臂、透镜系统和一个或多个电流测定头反射镜来驱动所述激光束。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过由根据权利要求8的所述激光束和合成单线织物的组合移动和通过所述合成单线织物的同时移动形成的移动路径而移动所述激光束和合成单线织物。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，同时从所述合成单线织物的一个或者两个表...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·卡诺尼卡，卡尔米内·卢奇尼亚诺，
申请(专利权)人：纱帝公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT