[发明专利]一种自清洁柔性导电线路及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自清洁柔性导电线路及其制备方法，其中制备方法包括：利用波长为256nm‑1064nm，单脉冲能量为0.1μJ‑20μJ的激光刻蚀扫描清洁的柔性基板，使得柔性基板表面呈现超疏水性；再次利用单脉冲能量为1μJ‑50μJ的激光在超疏水性柔性基板上刻蚀线路图案，线路图案呈现超亲水性；在激光处理后的柔性基板表面涂覆活化剂，活化剂迅速润湿线路图案；将活化剂迅速润湿处理后的柔性基板置于化学镀液中沉积金属层，得到具有自清洁性的柔性导电线路。本发明导电线路之间的区域呈现超疏水性，具有防尘、防潮的优点，线路的可靠性能好、结合强度高、分辨率高、线路边缘选择性好。

技术领域

本发明属于柔性微电子领域，更具体地，涉及一种自清洁柔性导电线路及其制备方法。

背景技术

柔性导电线路在模塑互联器件(MID)、柔性电路板(FPC)、无线射频识别(RFID)等微电子领域有着非常广泛的应用。随着微电子技术的发展，人们对柔性线路的可靠性、精细化以及工艺的环保性提出了更高的要求。目前柔性电子线路的制备主要是采用减法工艺，即在整个柔性基板上覆盖金属层，然后经过掩膜、曝光、显影、化学蚀刻等步骤形成导电线路。但是这种方法存在工序复杂、材料浪费严重、对环境产生污染、不能灵活地设计导电线路图案以及线路分辨率低等缺点，难以满足新一代柔性电路的生产要求。

因此，采用加成法制备柔性导电线路引起了研究者广泛的兴趣，如喷墨打印、微接触印刷、激光诱导选择性沉积等方法。但是喷墨打印具有油墨制备困难、喷口易堵塞、无法消除卫星点等缺点。微接触印刷使用过程中需要模板并且油墨扩散难以控制。而激光诱导选择性沉积具有污染小、无需掩膜、图形分辨率高等优点，在制备柔性导电线路方面具有广阔的应用前景。CN200510110438提供了一种聚酰亚胺薄膜表面激光诱导选择性化学镀的方法，其主要包含：聚酰亚胺薄膜表面用强碱改性；浸泡在硝酸银溶液中，使薄膜表面束缚银离子；激光辐射使表面银离子还原成金属银粒子；最后化学沉积金属层。该方法加工速度慢，效率低并且边缘选择性不高，不适合大规模工业生产。CN201310549116公开了一种在柔性基板表面形成导电线路的方法，依次包括以下几个步骤：对柔性基板进行粗化；在粗化后基板上沉积氮化金属纳米颗粒层；利用紫外激光对氮化金属纳米颗粒进行活化；表面溅射金属铜层；蚀刻形成导电线路。该方法工艺复杂，生产环境需要真空条件，生产设备的成本高。另外，在蚀刻过程中需要掩膜，还会浪费大量金属铜。CN201410656769涉及一种适合制备精细电路板的方法，其包含：选择合适的基材，切割成合适的尺寸；激光刻蚀线路槽并进行清洁；基材表面和凹槽内壁金属化；电镀填铜；用蚀刻法将铜层减薄。该工艺同样采用蚀刻法，会造成材料浪费严重，对环境产生污染等。CN201510084225是关于制作线路板的激光活化技术方法，主要采用激光在基材表面烧蚀线路轨道图形，并且轨道表面有纳米级孔洞，然后将催化粒子渗透进孔洞，形成催化层，最后采用化学填铜，形成导电线路。这种方法能够方便的实现线路金属化，但是并未对导电线路的结合强度、分辨率以及边缘选择性等进行公开。

由此可见，现有技术制备的导电线路存在可靠性差、结合强度低、分辨率低且线路边缘选择性差的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自清洁柔性导电线路及其制备方法，由此解决现有技术制备的导电线路存在可靠性差、结合强度低、分辨率低且线路边缘选择性差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种自清洁柔性导电线路的制备方法，包括：

(1)利用波长为256nm-1064nm，单脉冲能量为0.1μJ-20μJ的激光刻蚀扫描清洁的柔性基板，使得柔性基板表面呈现超疏水性；

(2)再次利用单脉冲能量为1μJ-50μJ的激光在超疏水性柔性基板上刻蚀线路图案，线路图案呈现超亲水性；

(3)在步骤(2)处理后的柔性基板表面涂覆活化剂，活化剂迅速润湿线路图案；