[发明专利]在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法

说明书

技术领域

本发明属于导电新材料技术领域，涉及一种在不耐高温或不透紫外、透紫外性能差等特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法。

背景技术

导电金属线在诸多微结构器件中是重要的组成部件，通过金属线的图形，可以实现开关，互联，从而进一步实现更高级别的逻辑功能。传统的金属线互联制作方法多种多样，按照图形要求的线宽线距来分类，主要有以下方法：刻蚀工艺，电镀工艺，蒸镀工艺等。刻蚀工艺被广泛应用于柔性电路板的制备，通过曝光显影等工艺将电路图形从掩膜板上转移到光敏膜上，继而通过湿法刻蚀工艺在铜箔上形成电路。运用此方法制备柔性线路板时，多用于线宽线距大于50μm的设计。在大规模集成电路制备领域，类似的刻蚀工艺也被用于制备线宽在亚微米级别的设备，譬如制备半导体的铝金属接触层的图形转移等。电镀工艺属于加成的工艺，不同于刻蚀移除材料的过程，加成的工艺因为只在需要有线路的地方淀积材料，在节省材料成本方面有巨大的优势。此外，电镀工艺对于线宽无明显要求，较适合于厚材料的电镀。此外，蒸镀和化学镀的方法则更适合于较薄镀层(小于5μm)的情况，可以较为精确地控制厚度。

无论是加成发还是减蚀法，其对于基底材料的选择都具有一定的局限性。譬如，刻蚀法中，柔性电路板产业多使用覆铜的PET膜或者PI膜，这样生产出来的电路板往往不能够适用于某些特殊的场合，譬如PET无法耐高温，PI无法透紫外等。对于半导体IC中的刻蚀工艺，基本只能在半导体材料(硅，III-V族材料等)表面进行加工。而在加成法工艺中，电镀需要有导电的种子层内埋，增加的界面必然会产生结合力方面的问题；蒸镀方法的同样结合力受限，并且成本相对高昂。在许多应用中，常常因为结合力不够而无法采用电镀等方式制备金属线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，本发明实现将一种基材表面的金属线转移到其他基材表面，金属线的尺寸可以从数百微米到纳米级别，拓展了微纳金属线条在电子行业的应用。

以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种在特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条的方法，所述特种产品基材为不耐高温或透紫外性能差的基材，其特征在于，包括如下步骤：

A、在耐高温或者透紫外的柔性初始基材表面制作出线宽微纳米级别的金属线条；

B、在柔性初始基材表面涂覆一层移印胶，所述移印胶完全覆盖住金属线条；

C、将步骤B获得的柔性初始基材通过移印胶贴附在特种产品基材表面；

D、剥离掉柔性初始基材。

在本发明的技术方案中，通过步骤A-C，形成柔性初始基材和特种产品基材夹着金属线条和移印胶的三明治夹心结构，在此结构中，由于移印胶具有比较大的表面能(与其它物质结合力好)且移印胶与金属线条三面接触，而金属线条与柔性初始基材仅一面接触，这就使得金属线条与移印胶的结合力大于金属线条与柔性初始基材的结合力，因此金属线条可以与柔性初始基材进行剥离从而形成内嵌于移印胶沟槽内的金属线条，最终实现了在不耐高温或透紫外性能差的特种产品基材表面制备内嵌式微纳级别金属线条。这样制备的具有导电金属线的器件可以应用到高温、紫外光照的场合。

所述柔性初始基材可以为PET或PI。在步骤A中，采用丝网印刷或凹版印刷或喷印在柔性初始基材表面制作微米级别的金属线条。丝网印刷的金属线条线宽可以达到50-100微米；凹版印刷的金属线条线宽能达到数微米，喷印的金属线条线宽达到20微米左右。或者在步骤A中，采用蚀刻工艺在柔性初始基材表面制作出纳米级别的金属线条。

所述移印胶为聚丙烯酸酯类UV胶。这种移印胶粘附力在1.5-2kg/cm²。

在步骤C中，剥离的力大于移印胶粘附力即可。为保证玻璃不对产品造成损害，提高优良率，剥离的速度为3-5m/min。

所述金属线条为铜线或者铝线或者银线。

本发明使得在更多基材上制备金属图形成为可能。通常情况下，金属线条在器件基材表面的成型是通过丝网印刷进行的，而丝网印刷无法生成特征尺寸在数微米甚至纳米级别的图案。要生成微纳米级别的图案，需要采用光刻，压印，填充等工艺，其中不乏高温或紫外制程，这大大限制了可使用的器件基材。本发明正是解决了在特种产品基材(不耐高温或不透紫外)上生成微纳米尺度金属线条的难题。通过采用调整不同界面的结合能，将加工基材表面金属线内嵌到其他基材表面。该工艺可以用于卷到卷的生产，步骤简单易行，产能高，使用范围广。