[发明专利]基于电流体喷墨打印机在柔性基底上原位制备高分辨率通孔的方法

说明书

本发明公开了一种基于电流体喷墨打印机在柔性基底上原位制备高分辨率通孔的方法，方法包括：将柔性基底放置在电流体喷墨打印机的打印区域，将所述电流体喷墨打印机的电压调至1000～2000V，并将电流体喷墨打印机的喷嘴对准需要制作通孔的区域进行喷墨，持续1～10秒，所述电流体喷墨打印机的喷嘴内的油墨具有导电性能。本发明的方法操作简单，只需要一步便可完成，通过调节电压至1000～2000V可以简单快捷的得到各种尺寸的通孔，为后续的电路设计提供了更好条件，可以用以制备具有多层互联结构的复杂电路，而不需要像传统光刻一样操作复杂且耗时。

技术领域

本发明属于印刷方法多层互联方法技术领域，具体来说涉及一种基于电流体喷墨打印机在柔性基底上原位制备高分辨率通孔的方法。

背景技术

在集成电路的设计中，随着器件集成度的增加，传统的单一平面布置连接各功能器件的导线的方法已经不能满足要求。为解决这一问题，目前在集成电路的制备时，多采用多层结构，即将导线放置在不同的层内，实现各个功能器件的相互连接。多层结构就要求在特定区域制备多个能够贯穿两层通孔，并在孔内灌有导电材料，实现多层的互联。因此，通孔技术是制备大规模集成电路中的必要技术之一。一个能够被称为优良的通孔必须满足以下几个条件，一是孔必须为贯穿孔，能够连接多层的线路；二是通孔的周围应较为平整，无明显的起伏或褶皱；三是被制作通孔的材料必须有一定的韧性，通孔的存在不会对这一材料产生较大的影响。

传统的在柔性基底上制作通孔的方式有机械钻孔法、溶液滴注法、激光打孔法等。机械钻孔法是通过小尺寸钻头的高速旋转，在物体表面切削出一个尺寸大于或等于钻头直径的孔；溶液滴注法是将能够溶解基底的溶剂滴在基底的同一位置上，通过这种不断地溶解，从而实现在基底上制作出通孔。这两种方法由于其自身限制导致无法实现高分辨率通孔，通常通孔直径大于50微米。而激光打孔法在制备高分辨率通孔时，常常需要飞秒激光这种较为昂贵的技术，一定程度上提高了总体器件制作的成本。如何低成本在柔性基底上制作高分辨率通孔成为了一个难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于电流体喷墨打印机在柔性基底上原位制备高分辨率通孔(直径较小的通孔)的方法，该方法使用电流体喷墨打印机，通过提高电流体喷墨打印机中的电压，根据电击穿的原理，在柔性基底上制备高分辨率通孔，最小通孔直径比现有常规方法减小一个数量级。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种基于电流体喷墨打印机在柔性基底上原位制备高分辨率通孔，通孔填充有导电性能的油墨。

在上述技术方案中，所述通孔的直径为5～20微米。

一种基于电流体喷墨打印机在柔性基底上原位制备高分辨率通孔的方法，包括：将柔性基底放置在电流体喷墨打印机的打印区域，将所述电流体喷墨打印机的电压调至1000～2000V，并将电流体喷墨打印机的喷嘴对准需要制作通孔的区域进行喷墨，持续1～10秒，所述电流体喷墨打印机的喷嘴内的油墨具有导电性能。

在上述技术方案中，所述持续时间为5～10秒。

在上述技术方案中，所述电流体喷墨打印机的电压为1500～2000V。

在上述技术方案中，所述柔性基底为聚二甲基矽氧烷(PDMS)或硅胶。

在上述技术方案中，所述电流体喷墨打印机的喷嘴内油墨为银纳米颗粒墨水。

在上述技术方案中，所述电流体喷墨打印机的喷嘴与柔性基底的距离为30～50微米。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、选用非光刻方法在柔性基底上实现高分辨率通孔的制造，降低了制造的成本。

2、本发明所制备的高分辨率通孔最小孔径为5微米左右。