一種導(dǎo)電線路的模板電鍍剝離工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電路的加成制造領(lǐng)域，具體為一種導(dǎo)電線路的模板電鍍剝離工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]印制電路的傳統(tǒng)制備工藝是“減成法”，其主要工藝流程包括覆銅板除油清洗，制備掩膜，銅箔刻蝕，除掩膜，銅線后處理等工序。由于存在銅箔的腐蝕，產(chǎn)生大量刻蝕廢液，一方面對環(huán)境產(chǎn)生巨大壓力，另一方面提高了企業(yè)處理廢液的成本。此外，由于存在線路側(cè)蝕的問題，“減成法”工藝制備銅線線寬有限，線寬/線間距50 μπι/50 μπι以下的電路板的制造難度很大，良率較低。
[0003]為了解決“減成法”存在的問題，人們開發(fā)出了多種加成工藝，其主要思想是免去減成法的銅箔腐蝕這一步驟。這當(dāng)中，研宄較為廣泛的有半加成法，印刷導(dǎo)電漿料法，印刷導(dǎo)電油墨法，印刷催化油墨法等。半加成法是“減成法”和“加成法”中過渡的方法，首先在基材上制備一層較薄的金屬層，制備方式可以是化鍍、濺射、厚箔減薄等，然后在之上制備掩膜，并在掩膜的覆蓋下進(jìn)行選擇性電鍍增厚，之后除去掩膜，并進(jìn)行差分蝕刻，保留電鍍增厚的部分，得到所需印制電路。半加成工藝減少了銅箔的蝕刻量，但是化鍍和濺射的底層金屬存在粘附力差的問題，銅線側(cè)蝕依然存在，只是一種過渡工藝。印刷導(dǎo)電漿料法主要是絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電銀漿，形成線路圖形。此方法不存在線路腐蝕，無刻蝕液產(chǎn)生。但是絲網(wǎng)印刷的精度較低，銀漿成本過高，不適合大規(guī)模應(yīng)用，而非貴金屬漿料又面臨易氧化的問題，電性能較差。印刷導(dǎo)電油墨法是近年來學(xué)術(shù)界的研宄熱點。導(dǎo)電油墨是一種經(jīng)過熱處理可以生成導(dǎo)電性金屬單質(zhì)的材料，一般有納金屬米顆粒型導(dǎo)電油墨，金屬有機(jī)化合物型導(dǎo)電油墨等。印刷方式主要有噴墨印刷、凹版印刷等。印刷導(dǎo)電油墨法同樣不需要進(jìn)行腐蝕，環(huán)境壓力低。但是熱處理后的油墨導(dǎo)電率較低，難以滿足印制電路的需求。導(dǎo)電油墨熱處理溫度普遍高于150度，一般在250度左右，無法應(yīng)用在聚酯等常用低成本基材上。此外，導(dǎo)電油墨制備成本極高，無法大規(guī)模應(yīng)用。印刷催化油墨是近年來企業(yè)著重開發(fā)的一種新型加成工藝。主要工藝流程是印刷含有催化劑的油墨或漿料，形成線路圖形，再使用化學(xué)鍍的方式，在油墨中催化劑的催化下，使線路圖形金屬化，得到所需導(dǎo)電線路。本工藝所制備導(dǎo)線具有較高的電導(dǎo)率，而且工藝成本較低，適合規(guī)模化制造。但是印刷催化油墨工藝也面臨諸多難題，比如線路粘附力差，鍍層厚度難以提高，化鍍液穩(wěn)定性較差，催化劑利用率低等問題。
[0004]除了線路的腐蝕產(chǎn)生污染浪費之外，傳統(tǒng)的減成腐蝕工藝還面臨著一個難題，就是掩膜的制備與去除問題。傳統(tǒng)工藝當(dāng)中，每個電路板的制備均需要掩膜的制備與去除。掩膜多使用感光的干膜或者濕膜，在顯影、去膜的過程中會使用大量顯影液和脫模液，一方面產(chǎn)生大量廢液污染，提高企業(yè)處理成本，一方面使工序復(fù)雜，增加的顯影等設(shè)備也提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0005]埋入式導(dǎo)線是一種新型的印制電路概念，它是將導(dǎo)線埋入到印制電路的基板當(dāng)中，而整個基板表面是平整的。這種形式一方面極大的提高了導(dǎo)線的粘附力，使更精密導(dǎo)線不易脫落，另一方面降低了短路、斷路等失效的產(chǎn)生。其中，一種制備埋入式導(dǎo)線的工藝就是通過電鍍剝離轉(zhuǎn)移的方法進(jìn)行。專利W02010115774公布了一種制備埋入式線路的方法，在導(dǎo)電性載體基材上通過預(yù)處理，附上一層剝離層；在剝離層上使用光刻的方式制備掩膜，然后在掩膜覆蓋下進(jìn)行圖形電鍍；除去掩膜后，之上填入非導(dǎo)體的材料，固化后形成埋入式導(dǎo)線的基板；使用機(jī)械剝離的方式，將基板從載體基材上剝離，得到所需埋入式導(dǎo)線。W02006067280, US20030219608, US8146243也公布了相似的專利技術(shù)，不過所用剝離材料有所不同。GB792920，US4606787，US4604160，US4790902，US20130043063, US6871396 則利用不銹鋼、鉻、鋁等金屬載體表面存在氧化膜，導(dǎo)致電鍍、化鍍、濺射在其上的金屬與載體粘附力較低的性質(zhì)，在這些載體上制備薄金屬層，然后在在金屬層上制備掩膜并圖形電鍍，除去掩膜后粘附在基板上，并剝離導(dǎo)線和薄金屬層至基板上，通過化學(xué)腐蝕或者磨拋的方式，將薄金屬層除去，就得到所需埋入式線路板。這些專利之所以要在不銹鋼、鉻、鋁等載體箔表面制備一層薄金屬層，而不是直接在載體箔上圖形電鍍，主要的原因是雖然不銹鋼、鉻、鋁表面的氧化層對電鍍之上的金屬會起到降低粘附力的作用，不過載體箔表面氧化層分布不均，粘附力降低較低，會導(dǎo)致直接圖形電鍍的線路難以完整剝離下來。所以先制備一層薄金屬層作為過渡層，可穩(wěn)定剝離強(qiáng)度。不過以上這些專利都沒有涉及到減少掩膜使用這一點，這一方面是為了埋入式電路板表面平整的要求，更主要的原因是常規(guī)的印刷、光刻的掩膜與粘合劑直接的粘附力高，在剝離的過程中會隨著線路一起被剝離下來，無法保留重復(fù)使用。不過即使在剝離之前除去了掩膜，以上技術(shù)在剝離過程中仍然很困難，這主要因為載體本身與粘合劑之間粘附力也較強(qiáng)，面積較大的線路難以剝離下來。
[0006]有機(jī)剝離化合物，一般為含氮的雜環(huán)化合物，多用于銅箔等金屬表面的防氧化處理。將銅箔置于有機(jī)剝離化合物的溶液中，在銅箔表面會形成幾至幾百納米的有機(jī)化合物保護(hù)層，防止水分、氧氣對銅箔表面的腐蝕，延長銅箔的使用時間。在常規(guī)印制電路板的制造過程中，會對制備成的線路圖形表面浸漬一層有機(jī)保護(hù)層，以防止銅層氧化，這一保護(hù)層又稱為0SP(Organic Solderability Preservatives)。人們發(fā)現(xiàn)，這一有機(jī)保護(hù)層并不會阻隔銅箔在電鍍當(dāng)中的電子傳遞，被有機(jī)保護(hù)層保護(hù)的銅箔表面依然可以進(jìn)行電鍍增厚，但是增厚的鍍層與原先的銅箔之間的粘附力極低，一般只有50-100gf/cm左右，可以輕易的被剝離下來。這一發(fā)現(xiàn)被用于可剝離銅箔的制備，用以制造壓延和電解法難以生產(chǎn)的超薄銅箔。
[0007]專利CN1327489A提出了一種附有載體箔的電解銅箔及其制作方法和使用該電解銅箔的覆銅層壓板。具體可歸納為一種制備超薄銅箔的方法，即在載體銅箔上浸涂有機(jī)剝離化合物，形成有機(jī)剝離層，再在有機(jī)剝離層之上電鍍銅，得到所需厚度的銅箔。由于有機(jī)剝離層的存在，電鍍上的銅箔與載體銅箔之間的粘附力極低。粘附在基材上后，可以輕易的將載體銅箔剝離下來，電鍍的超薄銅箔就可以保留在基材上，形成所需超薄銅層覆銅板。此夕卜，US6319620，US6541126，US6777108，US7217464等多個美國專利也介紹了相似的制備超薄銅箔的方法。
[0008]在本專利申請中，我們將導(dǎo)電線路的制備分為掩膜的制備和線路的制備兩部分。掩膜制備中使用了有機(jī)剝離化合物作為剝離層，確保了剝離強(qiáng)度較低，可以使線路被穩(wěn)定剝離下來。使用特殊防粘掩膜，可以使剝離更為容易，同時可以使掩膜得到重復(fù)使用，減少整體掩膜的使用量。制備的模板可以循環(huán)使用，減少了浪費、污染和生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電線路的模板電鍍制備工藝，此工藝具有污染小，成本低，浪費少，線路電性能好，粘附力高等優(yōu)點，極具應(yīng)用價值。本發(fā)明的主要內(nèi)容為一種導(dǎo)電線路的模板電鍍剝離工藝，此工藝的主要流程包括模板的制備和線路的制備兩個部分。下面將具體介紹這些步驟。
[0010]本發(fā)明提出的一種導(dǎo)電線路的模板電鍍剝離工藝，所述工藝分為模板制備和線路制備，具體步驟為:
(1)模板制備
(1.1)在絕緣基材上制備銅層，使銅層的一面暴露在外，并對銅層進(jìn)行預(yù)處理(包括除油、除氧化層等)；
(1.2)在銅層上制備掩膜，暴露出線路圖形，掩膜中含有起到防粘效果的化合物，以使掩膜與銅箔粘附力良好，與常用粘合劑粘附力較差；
(1.3)將制備了掩膜的銅層表面進(jìn)行處理(包括除油、除氧化層等)，然后浸入到有機(jī)剝離化合