一种嵌入式微细线路柔性封装基板及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种嵌入式微细线路柔性封装基板及其制作方法，方法包括以下步骤：S1、使用具有预定工艺参数的KrF气体激态分子激光束在PI膜或PEN膜制作的柔性衬底上烧蚀出预设的线路沟槽；其中，所述预定工艺参数包括：能量10mJ/pulse，频率300Hz，缩小倍数为10倍，以及，气氛为氦气；在所述预定工艺参数设置下，获得每脉冲0.5μm的蚀刻速率；S2、使用刮板将导电浆料挤压到所述线路沟槽中，形成导电线路；S3、对所述导电线路进行干燥、固化和清洗。本发明专利技术可以解决目前的柔性印制电路板制作方法所存在的成本高、线路分辨率较低等问题。

An embedded micro line flexible packaging substrate and its making method

The invention discloses an embedded microcircuit flexible packaging substrate and a manufacturing method thereof, comprising the following steps: S1, ablating a preset circuit groove on a flexible substrate made of PI film or PEN film by using a KrF gas-excited molecular laser beam with predetermined process parameters, wherein the predetermined process parameters include: 10 mJ/pulse, frequency 300 Hz, reduction factor 10 times, and the atmosphere is helium; the etching rate of 0.5 micron per pulse is obtained under the setting of the predetermined process parameters; S2, the conductive paste is extruded into the groove of the line by scraper to form conductive circuit; S3, the conductive circuit is dried, solidified and cleaned. Wash. The invention can solve the problems of high cost and low line resolution existing in the current flexible printed circuit board manufacturing method.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式微细线路柔性封装基板及其制作方法
本专利技术涉及柔性电路板
，尤其是涉及一种嵌入式微细线路柔性封装基板及其制作方法。
技术介绍
近年来，一类新型的柔性电子产品开始出现，通常被称之为“印制电子产品”。它是指大面积、完全印刷、低成本的智能电子产品，在我们的社会中有着广泛的应用，比如廉价的超薄传感器被贴合在食品包装上以检测食品的成熟度，监视伤口愈合的智能绷带，以及智能的有源或无源RFID(射频识别)标签等。这些低成本的封装体包括全印刷的功能性逻辑电路，诸如导体线路、OLED(有机发光二极管)、光敏二极管以及基于有机电子材料的逻辑电路；除此之外，在某些场合也包括超薄无机成分的硅片。这些产品具有巨大的市场，根据Frost与Sullivan的市场报告，这些印制电子产品的市场可望达到当今半导体工业市场规模的两倍。为了降低这些印制电子产品的成本，目前在柔性电子行业最普遍使用的聚酰亚胺(PI)基底材料必须用更便宜的材料取代。通过采用聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为基底材料，可以使基底材料的成本下降5～10倍。PEN或PET较之PI的另一个优点是它们都是光学透明的，因而适于传输光线，这使得把诸如LED、OLED以及光敏二极管等直接集成在一张箔上成为可能。这些低成本柔性印制电子产品面临的重要挑战之一就是具有可靠性和柔性的电子电路的低成本制造。传统的铜基加成法或减成法工艺成本十分高昂，因此不受青睐。此外，PEN或PET之类的聚合物比传统使用的PI在热稳定性和耐化学药品性上都要差得多，这就使得现有的工艺如电镀和蚀刻，甚至许多成熟的制程如焊接等，都面临着更大的挑战。传统的丝网印刷可能是制作低成本电子电路最广泛使用、最为人熟知的技术，然而这种技术分辨率有限，只能制作最小线宽/线距在150μm左右的线路。制作高分辨率、低成本的柔性印制电路是当前一个热门的研究课题。一些新型的制作工艺近来也被开发，比如导电金属油墨的直接喷墨印刷可能就是一个最成熟、最著名的工艺。然而这种技术的一个缺点就是使用的油墨中含有大量的溶剂，因此，只能印刷需要高电阻值的极薄的导体线路。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足，提出一种采用激光开槽法在柔性衬底上开设微细线路沟槽来制作微细线路柔性封装基板的方法，以解决目前的柔性印制电路板制作方法所存在的成本高、线路分辨率较低等问题。本专利技术为克服现有技术的不足所提出的技术方案如下：一种嵌入式微细线路柔性封装基板的制作方法，包括以下步骤：S1、使用具有预定工艺参数的KrF气体激态分子激光束在PI膜或PEN膜制作的柔性衬底上烧蚀出预设的线路沟槽；其中，所述预定工艺参数包括：能量10mJ/pulse，频率300Hz，缩小倍数为10倍，以及，气氛为氦气；在所述预定工艺参数设置下，获得每脉冲0.5μm的蚀刻速率；S2、使用刮板将导电浆料挤压到所述线路沟槽中，形成导电线路；S3、对所述导电线路进行干燥、固化和清洗。本专利技术提供的上述技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：1)采用特定材料的柔性衬底并配合使用特定参数的激光束，可在柔性衬底上烧蚀出合格且高密度的线路沟槽，填充导电浆料后即可得到较高分辨率的导电线路；2)制作工艺简单、低成本、灵活(不需要掩膜)且低热载荷、无需采用强腐蚀性的化学品，制作出的线路板导电性适中。而目前较高分辨率的线路只能在基于光致抗蚀剂技术(如选择性镀铜)上获得成功；3)使用刮板填充导电浆料的方式，相比于电镀填充的方式，无需将线路沟槽预先金属化，可直接填充，工艺简单，节省了工时及成本，且避免了使用电镀液可能造成的环境污染；4)本专利技术的制作方法，即便采用普通的网印浆作为导电浆料来填充，也可制作出最小线宽/线距为10μm/10μm的导电线路；5)本专利技术的制作方法，不仅能被用来制作完整的电路而且也能把本征高密度扇出电路同较低密度的网印电路桥接起来。该工艺成本较低，同更传统的网印法相比，只需在制造工艺中添加一个激光光源即可，使用一台标准的网印机和商业上可提供的网印浆即可实现刮刷工艺。本专利技术另还提出了一种嵌入式微细线路柔性封装基板，其采用前述的制作方法制作，并且所述导电线路具有线宽和线间距均达到10μm的最佳线路分辨率。采用本专利技术的前述制作方法所制作得到的柔性嵌入式线路板具有线槽填充水平高、导线电阻低、分辨率高(可高密度布线)以及挠曲性能好的特点，并可实现与超薄芯片可靠的直接邦定，是一种极具发展潜力的制作柔性电子电路新型的、低成本的技术。另外，由于嵌入式线路形成于柔性衬底沟槽中，只有顶部裸露在外且与衬底表面持平，相对于传统减成法或半加成法工艺制作的微细线路，其线路凸出于衬底表面，尤其对于超微细线路而言，底部与衬底表面接触面积非常小，外力作用下极易造成线路从衬底上的脱落，而嵌入式线路的沟槽则对微细线路提供了很好的保护作用，有效地解决了这一问题，使其可靠性大大提高。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的嵌入式微细线路柔性封装基板的制作方法的工艺流程图；图1a、1b和1c是为了印证本专利技术的性能所设计的三种不同线路示意图；图2是填充Dupont5025网印浆的线宽/线距为10μm/25μm的沟槽线路显微图；图3是填充Dupont5025网印浆的弯曲线路显微图；图4是利用本专利技术方法制作的嵌入式微细柔性线路板与芯片直接邦定的示意图。图5是50μm厚芯片邦定在四次连续填充并干燥的Dupont5025扇出式电路的截面显微图像。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的具体实施方式提供一种嵌入式微细线路柔性封装基板的制作方法，参考图1，包括以下步骤S1至S3：步骤S1、使用聚焦的激光束2在柔性衬底1上烧蚀出预设的线路沟槽3；其中，所述柔性衬底1采用聚酰亚胺薄膜(PI膜)或聚对萘二甲酸乙二酯薄膜(PEN膜)，采用的激光束2具有以下特定的工艺参数：是KrF(氟化氪)气体激态分子激光，能量10mJ/pulse，频率300Hz，缩小倍数为10倍，以及，气氛为氦气；在这样的工艺参数设置下，可获得每脉冲0.5μm的蚀刻速率。其中，激光束的激光波长优选为248nm。之所以选用PI膜或PEN膜作为柔性衬底材料，是考虑到耐热性能及尺寸稳定性，在激光烧蚀下不会变形。激光束的工艺参数设置必须与具体的衬底材料相适应，否则会导致刻穿衬底或沟槽底部不平整。另外，制作所述柔性衬底的PI膜或PEN膜经双轴定向拉伸，厚度具有75μm、100μm或125μm等多种规格。步骤S2、使用刮板4将导电浆料5挤压到所述线路沟槽3中，形成导电线路6。刮板4可采用低划痕的金属刀片，填充时，金属刀片沿刮刷的方向与衬底具有线路沟槽的表面成一定的倾角(通常不超过90°)刮刷填充，所述倾角优选为45°。填充完成后，进一步采用干净的刮刀在衬底上来回移动以清除衬底表面上残留的浆料污染物。在上述步骤S2中填充的导电浆料可以是填充银粉的环氧树脂基各向同性导电胶(如：Henkel公司的CE3104WXL)，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式微细线路柔性封装基板的制作方法，包括以下步骤：S1、使用具有预定工艺参数的KrF气体激态分子激光束在PI膜或PEN膜制作的柔性衬底上烧蚀出预设的线路沟槽；其中，所述预定工艺参数包括：能量10mJ/pulse，频率300Hz，缩小倍数为10倍，以及，气氛为氦气；在所述预定工艺参数设置下，获得每脉冲0.5μm的蚀刻速率；S2、使用刮板将导电浆料挤压到所述线路沟槽中，形成导电线路；S3、对所述导电线路进行干燥、固化和清洗。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式微细线路柔性封装基板的制作方法，包括以下步骤：S1、使用具有预定工艺参数的KrF气体激态分子激光束在PI膜或PEN膜制作的柔性衬底上烧蚀出预设的线路沟槽；其中，所述预定工艺参数包括：能量10mJ/pulse，频率300Hz，缩小倍数为10倍，以及，气氛为氦气；在所述预定工艺参数设置下，获得每脉冲0.5μm的蚀刻速率；S2、使用刮板将导电浆料挤压到所述线路沟槽中，形成导电线路；S3、对所述导电线路进行干燥、固化和清洗。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述激光束的波长248nm。3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：制作所述柔性衬底的PI膜或PEN膜经双轴定向拉伸，厚度为75μm、100μm或125μm。4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述导电浆料为填充银粉的环氧树脂基各向同性导电胶、填充微米级银颗粒的网印浆或填充纳米级...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萍，张双庆，
申请(专利权)人：深圳丹邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44