一种新型图案化微纳米铜电路的制备方法与流程

本发明涉及pcb线路板制造、柔性线路板制造，尤其涉及一种新型图案化微纳米铜电路的制备方法。

背景技术：

1、随着电子通讯技术的不断发展，电路集成度越来越高，布线密度也随之增大，制备高质量微纳米铜线路的工艺精度要求越来越高，并向柔性化、简单化、细微化等方向发展。

2、对于光刻图案化金属电路的制备，传统实现金属镀层的工艺，如电子束蒸镀，金属镀覆层极易脱落，产品性能下降快，寿命短；磁控溅镀，采用高温真空磁控技术使金属粒子蒸发撞击基材表面形成金属薄层，界面上金属层松散，结合力更差，因靶极形状、位置等因素不稳定，喷射随机性很强，金属粒子呈现无序排列，导致布面金属层厚薄不匀，导电性也不均匀。而柔性电路的发展，金属与基底的结合力也成为制约柔性电子器件发展的重要因素。

3、电镀技术结合磁控溅射和光刻技术，可在非金属材料上沉积，原位金属的化学生成使金属层与基底具有较好的结合力，镀层均匀，形成结构精细的电子电路图案。相比于传统的在覆铜板刻蚀电子电阻图案的方法，先光刻形成图案化的方法可有效降低线宽，降低铜线侧壁粗糙度。但是该技术在高分子基底上制备金属电路时仍然存在诸多问题，例如高深宽比不够优异，制备步骤比较复杂等等。因此如何更加简单的步骤在柔性高分子基底实现性能优异的高深宽比、微纳米图案化铜金属线路的制备，也是目前电子芯片元件所必须解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其能够在柔性高分子基底材料上得到边缘整齐光滑且精度非常高的铜金属电路，铜金属电路的线宽为1~60μm，电流通过时干扰少，电路板的质量非常高。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种新型图案化微纳米铜电路的制备方法， 包括如下步骤：

3、步骤一：材料磁控溅射

4、将基底材料经过磁控溅射过程，在基底材料表面形成一层40～200 nm的磁控溅射铜层；得到活化基底；

5、步骤二：光刻

6、在所述活化基底表面均匀旋涂光刻胶，形成光刻胶层，经过前烘、曝光、后烘、显影、坚膜处理获得光刻电路版图，在活化基底上形成光刻胶掩膜和光刻空间；

7、步骤三：电镀

8、对经过光刻胶掩膜后的活化基底进行电镀，形成光刻胶掩膜的部分不能形成电镀铜，光刻空间暴露在电镀液中，形成电镀铜，电镀铜依据光刻电路版图形成图案，得到电镀电路版图；

9、步骤四：去胶

10、将所述电镀电路版图用与光刻胶匹配的去胶液清洗，除去掩膜光刻胶，暴露出表面未经电镀铜处理的磁控溅射铜层；

11、步骤五：微刻蚀

12、将去胶后的电镀电路版图用刻蚀液处理，除去基底材料表面的磁控溅射铜层；获得带有金属电路精细微图案化的材料。

13、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述基底材料上的磁控溅射铜层的厚度为60～150 nm。

14、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述步骤一中，在磁控溅射前对基材进行表面作等离子处理。

15、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述所述步骤一中，在磁控溅射前对基材表面进行镍铬或氧化铟锡溅射，形成打底层。

16、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述打底层厚度为1～10 nm。

17、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述带有金属电路精细微图案化的材料上，铜金属电路的线宽为1~60μm，线间距为1~60μm。

18、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述光刻胶选择正性光刻胶或负性光刻胶，光刻胶层的厚度为1~30μm。

19、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述负性光刻胶的显影液选择体积比为丙二醇单甲醚醋酸酯∶丙二醇单甲醚∶丙二醇二甲醚=80~98%：1~10%：1~10%的混合液。

20、在上述技术方案的基础上，进一步地，所述步骤三的电镀过程中，形成的电镀铜层的厚度为1～20 μm。

21、本发明的有益效果是：

22、1、以高分子薄膜为基底，通过对光刻胶掩膜，电镀铜层沿着刻蚀后的光刻胶侧壁生长，得到边缘整齐光滑且精度非常高的铜金属电路，电流通过时杂音少，电路板的质量非常高。

23、2、制备方法简单，铜金属电路的线宽为可以做到1~60μm，能够制作出体积更小的集成电路板，高深宽比也更加优异。

24、3、相对于现行覆铜板刻蚀制备pcb工艺，本发明刻蚀过程中产生的铜离子废水量能够减少50～100倍以上，极大程度上降低对环境的污染程度。

技术特征：

1.一种新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于：所述基底材料上的磁控溅射铜层的厚度为60～150 nm。

3.根据权利要求1所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，在磁控溅射前对基材进行表面作等离子处理。

4.根据权利要求1或3所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于：所述所述步骤一中，在磁控溅射前对基材表面进行镍铬或氧化铟锡溅射，形成打底层。

5.根据权利要求4所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于：所述带有金属电路精细微图案化的材料上，铜金属电路的线宽为1~60μm，线间距为1~60μm。

7.根据权利要求1所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于，所述光刻胶选择正性光刻胶或负性光刻胶，光刻胶层的厚度为1~30μm。

8.根据权利要求7所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于，所述负性光刻胶的显影液选择体积比为丙二醇单甲醚醋酸酯∶丙二醇单甲醚∶丙二醇二甲醚=80~98%：1~10%：1~10%的混合液。

9.根据权利要求1所述的新型图案化微纳米铜电路的制备方法，其特征在于：所述步骤三形成的电镀铜层的厚度为1～20 μm。

技术总结本发明适用于电路制备技术领域，提供了一种新型图案化微纳米铜电路的制备方法，包括如下步骤：对基底材料进行磁控溅射处理；在磁控溅射表面均匀旋涂光刻胶，并光刻形成光刻胶掩膜和光刻空间；在光刻空间部分进行电镀铜，形成镀铜层，得到化学镀电路版图；去除化学镀电路版图的光刻胶掩膜；微刻蚀除去被光刻胶覆盖的磁控溅射金属层，获得带有金属电路精细微图案化的高分子材料。借此，本发明能够得到边缘整齐光滑且精度非常高、且高深宽比优异的铜金属电路，同时，本发明产生的铜离子废水量少，极大程度上降低对环境的污染程度。技术研发人员：张英超,徐少智,韩汝奇,李明阳,李玮城受保护的技术使用者：山东同益光刻胶材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17