柔性电路和其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种制造柔性电路的方法，其中通过蚀刻下层的聚合物而除去部分连接层。本发明专利技术还公开了通过该方法制造的柔性电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及具有连接层(tie layer)的。
技术介绍
柔性电路典型地由在柔性聚合物膜如聚酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或液晶聚合物(LCP)上的至少一个金属层如铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、银(Ag)或金(Au)构成。当所述金属不使用另外的粘合剂层而附着到所述聚合物膜上时，该构造通常归类为“两层”或“无粘合剂”柔性电路。通常，两层基材由厚度约为12～75微米的聚合物膜构成。薄的连接层经常用于促进在所述金属和所述聚合物膜之间的粘着，以防止或最小化在金属/膜界面处的腐蚀，并在所述金属和所述聚合物膜之间提供扩散阻挡层。对于高性能的应用，初始的金属层通常为铜，而所述膜层为聚酰亚胺。连接层厚度为约2nm～约500nm并通常由铬(Cr)，镍(Ni)，钴(Co)，钼(Mo)或它们的相关合金通过如真空溅射、真空蒸发和化学镀的方法而形成。在用于以铜作为金属的高性能柔性电路应用中时，当存在铜时应可蚀刻该连接层，以使铜迹线可以是电绝缘的。通常这是具有挑战性的要求。具有高耐蚀性的连接层是难以蚀刻的。可侵蚀所述耐蚀性连接层的强蚀刻剂同样也可明显侵蚀所述铜。此外，许多不可腐蚀的连接层往往容易钝化并且活性低于铜。结果，铜可抑制所述连接层的蚀刻并使其难以除去，尤其是在电路的细间距区域。专利技术概述本专利技术的一个方面提供了一种方法，其包括提供具有第一金属层的介电基材(dielectric substrate)，所述第一金属层可透过能够蚀刻所述介电基材的介电蚀刻剂(dielectric etchant)；和将至少一部分所述第一金属层暴露于所述介电蚀刻剂，以使所述第一金属层暴露部分之下的介电层的部分被蚀刻，其中所述介电蚀刻剂包括氧化剂和碱，所述碱至少包括下列之一(1)约20～约100克/升的氢氧化钠，和(2)约60～约100克/升的氢氧化钾。本专利技术的另一个方面提供了一种方法，其包括提供具有第一金属层的介电基材，所述第一金属层可透过能够蚀刻所述介电基材的介电蚀刻剂；和将至少一部分所述第一金属层暴露于所述介电蚀刻剂，以使所述第一金属层暴露部分之下的介电层的部分被蚀刻，其中所述介电蚀刻剂包括高锰酸钠和至少一种碱。本专利技术的另一个方面提供了一种方法，其包括提供具有第一金属层的介电基材；将所述第一金属层暴露于能够蚀刻该第一金属层的金属蚀刻剂下足够的时间，以使该第一金属层被薄化至足以可透过能够蚀刻所述介电基材的介电蚀刻剂；并将所述第一金属层的至少一部分暴露于所述介电蚀刻剂，以使在所述第一金属层暴露部分之下的介电基材被蚀刻。本专利技术的另一个方面提供了一种制品，其包括具有经处理的表面的介电基材，使该介电基材的一部分经处理的表面暴露出来的图案化的第一金属层，和覆盖该图案化的第一金属层的第二金属层，其中所述介电基材的经处理的表面的暴露部分已经被除去。从下列附图，详细说明和实施方式，本专利技术的其他特征和优点将是显而易见的。附图说明图1表示本专利技术示例性制品的剥离强度图2表示本专利技术示例性制品的加热剥离强度图3表示本专利技术示例性制品的酸的侧蚀(undercut)图4表示本专利技术示例性制品的光透过率相对于电阻作图详细说明典型地，通过利用加成法或消去法而生产柔性电路，所述加成或消去法包括各种方法如金属溅射、抗蚀剂层压、抗蚀剂曝光、抗蚀剂显影、蚀刻和镀以金属层。对于具体电路的生产，可根据需要改变这些步骤的顺序。在使用连接层的典型消去法中，首先提供介电基材。该介电基材可以是聚合物膜并典型地具有厚度为约10μm～约600μm，所述聚合物膜例如由聚酯，聚酰亚胺，液晶聚合物，聚氯乙烯，丙烯酸酯，聚碳酸酯或聚烯烃制成。用第一金属层如镍，铬，镍-铬，钴，钼溅镀所述介电基材，以形成连接层。在这之后典型地进行初始导电种子层(primary conductive seed layer)(如铜，金或其合金)的沉积，其随后可通过已知的电镀或化学镀工艺用导电金属进一步镀至所需厚度。接着，将光致抗蚀剂施加到所述金属/介电基材的导电层上。所述光致抗蚀剂可以是通过层压方法施加的干膜抗蚀剂，或者是通过涂覆方法施加的液体光致抗蚀剂。然后将所述光致抗蚀剂通过掩模或光掩模暴露于紫外光等，使抗蚀剂的暴露的部分交联。然后用适当的溶剂显影所述光致抗蚀剂的未暴露的部分，直至得到所需的图案。然后利用适当的蚀刻剂蚀刻掉暴露的导电金属。适当的蚀刻剂包括含氨溶液和带有盐酸的氯化铜。在该蚀刻步骤中可完全除去某些连接层。这将取决于所述连接层的厚度和组成。此外在给定的蚀刻剂中关于所述导电层材料的所述连接层的电转电位也将对所述连接层的除去产生重要影响。然而，适当的蚀刻时间很大程度上取决于需要被除去的导电层材料的量。增加所述导电层暴露于所述蚀刻剂下至完全除去所述连接层所必需的时间，会使所述蚀刻剂继续蚀刻已经形成的金属迹线。从而，可能需要单独的步骤以利用不会蚀刻所述导电层材料的蚀刻剂蚀刻所述连接层。最后，利用适当溶剂将残留的抗蚀剂从所述电路上剥离。在典型的加成法中，可首先利用真空溅镀技术用例如铬、镍或其合金的连接层涂覆介电基材。然后利用真空溅镀技术沉积薄的第一导电种子层，其典型地为铜。所述介电基材和导电金属层的材料和厚度可与上述消去法的相同。在将所述连接层和种子层溅镀到所述聚酰亚胺上之后，镀上1～5微米的闪速金属层(flash metal layer)。该闪速层通常与所述种子层的材料相同。可通过多种公知方法包括光刻，印刷和蚀刻，激光消融和激光划片而图案化所述的导电金属层。在光致抗蚀剂的情况下，所述光致抗蚀剂可以是水性或溶剂基的，并可以是正性或负性光致抗蚀剂，它们可利用标准层压技术被层压到所述导电金属层上，如用热辊施加干抗蚀剂。然后通过掩模或光掩模将光致抗蚀剂暴露于紫外光等，交联该抗蚀剂暴露的部分。然后用适当的溶剂显影所述光致抗蚀剂未暴露的部分，直至得到所需的迹线图案。然后可利用标准的电镀或化学镀方法进一步镀所述导电金属层的暴露部分，直至得到所需的电路厚度。然后将残留的光刻胶从导电层剥离。然后用适当的蚀刻剂如过氧化氢和硫酸蚀刻剂蚀刻未镀过的导电层的暴露区域。在该蚀刻步骤中一些连接层可能被完全除去，但多数与镀覆金属相比蚀刻缓慢，并难以除去。这取决与组成和厚度和所述连接层相比于所述导电金属层的电转电位。然而，适当的蚀刻时间很大程度上取决于需要被除去的导电材料的量。如前面提到的，增加所述导电层暴露于蚀刻剂下至完全除去所述连接层需要的时间将使所述蚀刻剂继续蚀刻所述金属迹线。从而，可能需要单独的步骤，以利用不蚀刻所述导电材料的蚀刻剂蚀刻所述连接层。最后，利用适当的溶液将抗蚀剂从所述电路上剥离。如所指出的，对于加成法和消去法均需要单独的步骤以保证除去所述连接层。通常，很难找到可选择性蚀刻所述连接层而不蚀刻典型地是铜的导电层的蚀刻剂。同样，这样的蚀刻剂很可能对于一种连接层材料是高度特异性的而可能对于另一种不适用，这使得难以找到一种通用的连接层蚀刻剂。本专利技术的至少一个方面涉及生产具有宽范围的耐蚀性连接层材料的柔性电路，包括高度耐蚀的连接层如镍，铬和镍-铬合金。所述连接层的应用方式使其允许聚合物蚀刻剂到达到所述连接层下的聚合物基材。当所述聚合物蚀刻剂侵蚀掉所述下面的聚合物时，由于其下的支撑物被除去而剥离掉所述连接层。因而，可使用任何耐蚀连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：提供具有第一金属层的介电基材，所述第一金属层可透过能够蚀刻所述介电基材的介电蚀刻剂；和将至少一部分所述第一金属层暴露于所述介电蚀刻剂，以使所述第一金属层暴露部分之下的介电层的部分被蚀刻，其中所述介电蚀刻剂包括氧化剂和碱，所述碱至少包括下列之一：（１）约２０～约１００克／升的氢氧化钠，和（２）约６０～约１００克／升的氢氧化钾。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里达尔V达萨拉塔，詹姆士S麦克哈蒂耶，詹姆斯R舍克，山崎英男，弘重裕司，关口真，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]