[发明专利]在聚酰亚胺薄膜上实现微纳图形化处理的方法

说明书

本发明属于柔性基板技术领域，具体为一种在聚酰亚胺薄膜上实现微纳图形化处理的方法。具体步骤如下：（1）先将聚碳酸亚丙酯PPC材料旋涂在硅片上，然后将聚酰亚胺薄膜贴合在硅片上面；（2）使用蒸发工艺沉积铝层；（3）旋涂正性光刻胶层；（4）在紫外线照射的作用下，用掩膜版对光刻胶涂层进行选择性曝光，再进行软烘干；（5）用刻蚀剂对光刻胶进行化学刻蚀；（6）使用干法蚀刻和湿法蚀刻刻蚀掉暴露在外面的铝层，保留被光刻胶覆盖的铝层；（7）剥离光刻胶；（8）加热分离得到聚酰亚胺薄膜。本发明用PPC粘合聚酰亚胺薄膜进行图像化处理，方法简单，效果优异，可制造出能够工作在60GHz频率下的柔性天线。

技术领域

本发明涉及一种在聚酰亚胺薄膜上实现微纳图形化处理的方法，属于柔性基板技术领域。

背景技术

柔性基板的主要优点是能够根据设计的需求和规格以几种几何结构折叠或卷动电路板，从而以较低的成本提供更高性能的解决方案。而聚酰亚胺作为一种柔性基板材料，具有出色的化学、机械和热性能以及出色的高温稳定性（最高400℃）。它的高孔隙率表明它的介电常数很低，这使其适用于微电子的多种应用。在聚酰亚胺上实现微纳图形化处理，可以制备柔性射频天线，该天线将能够根据应用需求滚动，拉伸和弯曲。可以降低可穿戴无线设备的成本和扩大应用范围。

对于在柔性基板上进行图形化处理的研究，目前也有很多。如，基于聚酰亚胺的柔性倒F天线（FIFA），用于UHF操作的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的柔性天线，以及用纸作为RFID天线的替代基板选项。在以上的研究中，天线被设计为在低频（2.4GHz）下工作，具有较大尺寸的结构。要想天线工作在较高频率下，其射频系统（包括天线）就需要缩小尺寸。当天线设计成工作在60GHz时，传统的丝网印刷图形化处理方式无法实现这么小的尺寸，因此需要利用微纳图形化处理工艺来得到小尺寸的天线。

发明内容

本发明提出了一套完整的可以在柔性基板聚酰亚胺薄膜上制造微纳图形的工艺方法。利用该工艺可以制造出能够工作在60GHz频率下的柔性天线。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种在聚酰亚胺薄膜上实现微纳图形化处理的方法，具体步骤如下：

（1）先将聚碳酸亚丙酯PPC材料旋涂在硅片上，然后将聚酰亚胺薄膜贴合在硅片上面，再将PPC在150~180℃的温度下固化1.5~2.5h，以去除溶剂并使聚合物稳定，最后经过短时间的晶片键合技术使薄膜变得平坦；

（2）使用蒸发工艺在步骤（1）的样品上沉积铝层；

（3）在步骤（2）的样品上旋涂正性光刻胶层；

（4）在紫外线照射的作用下，用掩膜版对光刻胶涂层进行选择性曝光，再进行软烘干；

（5）用刻蚀剂对光刻胶进行化学刻蚀，刻蚀掉被曝光的正性光刻胶，而未经曝光的部分则保留下来形成特定图形；

（6）先使用AL0.6Glass配方进行干法蚀刻对铝层进行刻蚀，再通过湿法刻蚀去掉暴露在外面的铝层，保留被光刻胶覆盖的铝层；

（7）将经过湿法蚀刻的样品暴露在紫外线下，然后用丙酮去除剩余的光刻胶；

（8）在200~250℃的温度下加热被剥离光刻胶的样品，聚碳酸亚丙酯PPC材料分解为水和二氧化碳，获得实现微纳图形化处理的聚酰亚胺薄膜。

本发明中，步骤（1）中，聚酰亚胺薄膜的厚度为10-150μm，晶片键合技术的工艺条件为：35℃的温度下，施加500N的力3min。

本发明中，步骤（2）中，铝层的厚度为0.1-2μm，正性光刻胶层的厚度为1-3μm。