本發(fā)明涉及一種電路基板的制作方法,由該方法制得的電路基板,應用該電路基板的電路板,及應用該電路板的電子裝置。
背景技術:
近年來,柔性電路板在電子產品上的應用越來越廣泛。柔性電路板的電路基板通常采用減法制程制作,即,在表面具有銅層的覆銅板上先覆蓋一干膜光阻層,再經過曝光顯影制程,將所需要的線路圖案先轉移至光阻層上,再以圖案化的光阻層為遮罩,對裸露的銅層進行濕式蝕刻,在銅層上制作所需的導電線路。然而,傳統(tǒng)的減法制程通常存在側蝕現(xiàn)象,即,銅層遠離光阻層的底部蝕刻不完全或頂部蝕刻過量,使得由該方法制得的銅層上的導電線路的剖面輪廓通常呈上窄下寬的梯形結構,會使所制得的導電線路的線寬較大,這樣便需要將銅層的厚度降至特別小才可制得線寬較小的導電線路。另外,現(xiàn)有的電路基板的導電線路與覆銅板基板之間的結合力不夠大。
技術實現(xiàn)要素:
有鑒于此,有必要提供一種可提高導電線路與基板之間結合力的電路基板的制作方法。
另,還有必要提供一種由上述電路基板的制作方法制得的電路基板。
另,還有必要提供一種應用所述電路基板的電路板。
另,還有必要提供一種應用所電路板的電子裝置。
一種電路基板的制作方法,其包括如下步驟:提供一基板,該基板至少在其表面含有具有-COOH的聚酰亞胺;在所述基板的所述表面形成含有未活化觸媒金屬離子和光引發(fā)劑的未活化觸媒層,使靠近基板的未活化觸媒金屬離子與基板的所述表面的具有-COOH 的聚酰亞胺發(fā)生化學反應而鍵合;對所述未活化觸媒層的部分區(qū)域曝光,使該區(qū)域的未活化觸媒金屬離子在光引發(fā)劑的作用下活化形成觸媒金屬單質,同時所述鍵合后的未活化觸媒金屬離子也在光引發(fā)劑的作用下活化形成觸媒金屬單質并嵌設于基板的所述表面,所述被曝光的區(qū)域即轉化為活化觸媒區(qū),所述未曝光的區(qū)域即為未活化觸媒區(qū);對形成有上述活化觸媒區(qū)的基板進行化學鍍導電金屬,使得導電金屬離子進入活化觸媒區(qū)中,并在觸媒金屬單質的催化下被還原成導電金屬單質,從而使活化觸媒區(qū)轉化為包括導電金屬單質以及分散于導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質的導電線路,以及在化學鍍導電金屬形成導電線路之前或在化學鍍導電金屬形成導電線路之后移除所述未活化觸媒區(qū)。
一種電路基板,該電路基板包括基板及結合于該基板至少一表面的導電線路,該基板至少在其表面含有具有-COOH的聚酰亞胺,所述導電線路中含有導電金屬單質以及分散于導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質,所述導電線路中的部分觸媒金屬單質嵌設于基板與該導電線路相接觸的表面。
一種電路板,該電路板包括上述電路基板。
一種電子裝置,其包括至少一電路板,該電路板包括上述電路基板。
所述電路基板的制作方法,通過在表面具有-COOH的聚酰亞胺的基板上形成未活化觸媒層,使靠近基板的未活化觸媒金屬離子與基板的所述表面的具有-COOH的聚酰亞胺發(fā)生化學反應而鍵合,使部分區(qū)域的未活化觸媒金屬離子活化形成觸媒金屬單質,同時所述鍵合后的未活化觸媒金屬離子也在光引發(fā)劑的作用下活化形成觸媒金屬單質并嵌設于基板的所述表面,再通過化鍍使該活化觸媒區(qū)轉化成導電線路,從而制得包括觸媒金屬單質和導電金屬單質的導電線路,且該導電線路的部分觸媒金屬單質嵌設于基板與該導電線路相接觸的表面,使導電線路與基板的結合力較強。另外,上述電路基板的制作方法不需使用通常的減法制程中的干膜光阻層,從而有利于避免側蝕現(xiàn)象的產生,制程簡單,節(jié)約資源。
附圖說明
圖1是基板的示意圖。
圖2是在圖1所示的基板的表面結合未活化觸媒層的示意圖。
圖3是對圖2所示的未活化觸媒層進行曝光的示意圖。
圖4是圖3所示的未活化觸媒層曝光后形成的過渡層的示意圖。
圖5是去除圖4所示的過渡層的未活化觸媒區(qū)后的示意圖。
圖6是本發(fā)明一較佳實施例的電路基板。
圖7是本發(fā)明一較佳實施例的電子裝置的示意圖。
主要元件符號說明
電路基板 100
基板 10
載板 11
覆蓋膜 12
導電線路 20
未活化觸媒層 30
過渡層 40
活化觸媒區(qū) 41
未活化觸媒區(qū) 42
光罩 200
通光孔 201
電子裝置 400
殼體 401
屏幕 402
如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
具體實施方式
請參閱圖6,本發(fā)明提供一種電路基板100,其用于制作電路板(圖未示)。該電路基板100包括基板10及結合于該基板10至少一 表面的圖案化的導電線路20。該導電線路20中含有導電金屬單質以及分散于導電金屬單質顆粒之間的對導電金屬離子還原具有催化活性的觸媒金屬單質。該導電線路20的部分觸媒金屬單質嵌設于基板10與該導電線路20相接觸的表面,從而有效的提高了導電線路20與基板10的結合力。
所述導電金屬單質為銅金屬單質、鎳金屬單質、及銀金屬單質等常規(guī)應用于電路板的導電金屬單質,優(yōu)選為銅金屬單質。
所述觸媒金屬單質為鈀金屬單質、金金屬單質、鎳金屬單質、鈷金屬單質等常規(guī)使用的觸媒金屬單質,優(yōu)選為鈀金屬單質。
在本實施方式中,所述基板10包括載板11及結合于該載板11至少一表面的覆蓋膜12,每一導電線路20結合于該覆蓋膜12遠離載板11的表面。
該載板11的材質可選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、三乙烯基纖維素等常規(guī)應用于電路基板的絕緣樹脂中的一種。
該覆蓋膜12為聚酰亞胺膜(PI膜),該聚酰亞胺膜中包含具有-COOH(羧基)的聚酰亞胺(以下簡稱PI-COOH)。該PI-COOH的結構式為:
式(I)。
其中X1和X3為具有四個共價鍵的有機官能團,X1和X3可相同或不相同;X2和X4為具有雙共價鍵的有機官能團,X2和X4可相同或不相同;m和n為重復單元的數(shù)目,其中,m、n分別為10至1000的整數(shù)。
X1和X3分別選自以下官能團之一:
X2與X4相同的時候,X2和X4分別選自以下官能團之一:及其中R1為COOH;R2選自OH、及中的一種,R為H或CH3,p、q為1至20的整數(shù);Y1選自-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)n1-、-O(CH2)n2O-、-COO(CH2)n3OCO-、及中的一種,其中n1、n2、n3為1至10的整數(shù)。
當X4與X2不相同的時候,X4選自以下官能團中的一種:其中,Y1和Y2分別選自-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)n1-、-O(CH2)n2O-、-COO(CH2)n3OCO-、及中的一種,其中n1、n2、n3為1至10的整數(shù);R3為H、CH3、乙基或苯基,r、s、t為1至30的整數(shù)。
在另一實施方式中,所述基板10直接為一聚酰亞胺基板而不包括所述載板11,該聚酰亞胺基板中包含所述PI-COOH。
請結合參閱圖1~6,一種上述電路基板100的制作方法,其包括如下步驟:
步驟S1:請參閱圖1,提供一基板10,該基板10的至少一表面含有PI-COOH。
在本實施方式中,該基板10包括載板11及結合于該載板11至少一表面的覆蓋膜12,該覆蓋膜12為聚酰亞胺膜,該聚酰亞胺膜包含PI-COOH。在另一實施方式中,該基板10為聚酰亞胺基板,該聚酰亞胺基板中包含PI-COOH。
步驟S2:請參閱圖2,在所述基板10的一表面形成一未活化觸媒層30。該未活化觸媒層30中含有未活化觸媒金屬離子(Mn+)及光引發(fā)劑。
具體的,將所述基板10浸入含有未活化觸媒金屬離子Mn+和光引發(fā)劑的觸媒溶液中,然后取出,從而使該基板10的表面形成所述未活化觸媒層30。
所述未活化觸媒金屬離子Mn+為過渡金屬離子,該過渡金屬離子選自金離子、鈀離子、鈷離子、及鎳離子中的一種或幾種,其中n為大于0的整數(shù)。所述光引發(fā)劑選自1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2、4、6-三甲基苯甲?;?二苯基氧化膦、安息香雙甲醚、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、甲苯?;苌?、二苯甲酮、4-苯甲?;?4’-甲基-二苯硫醚、2-苯甲?;郊姿峒柞?、異丙基硫雜蔥酮(2、4異構體混合物)、4-(N、N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、4-(N、N-二甲氨基)苯甲酸異辛酯、三級胺丙烯酸酯、胺改性環(huán)氧丙烯酸酯中的一種或幾種。該光引發(fā)劑用于在曝光時引發(fā)所述未活化觸媒金屬離子Mn+活化形成觸媒金屬單質M。
其中,在基板10與所述觸媒溶液接觸的時候,該基板10表面的PI-COOH會與未活化觸媒金屬離子Mn+發(fā)生化學反應生成[PI-COO]nM,使靠近基板10的未活化觸媒金屬離子Mn+與基板10通過化學鍵結合,從而使未活化觸媒層30與基板10之間有較強的 結合力。
步驟S3:請參閱圖3和圖4,對所述未活化觸媒層30的對應需設置導電線路20的區(qū)域進行曝光,使該區(qū)域的未活化觸媒金屬離子Mn+在光引發(fā)劑的作用下活化形成活化的觸媒金屬單質M,從而使該區(qū)域形成為活化觸媒區(qū)41。未曝光的區(qū)域為未活化觸媒區(qū)42,即得到一包括活化觸媒區(qū)41和未活化觸媒區(qū)42的過渡層40。
具體的,在所述基板10的具有未活化觸媒層30的一側罩設一具有通光孔201的圖案化的光罩200,該通光孔201對應未活化觸媒層30的需設置導電線路20的區(qū)域。該光罩200除了通光孔201以外的區(qū)域不會使光線通過。接著對未活化觸媒層30曝光,使光源(圖未示)發(fā)射的光線通過光罩200的通光孔201照射到未活化觸媒金屬離子,使該區(qū)域的未活化觸媒金屬離子Mn+在光引發(fā)劑的作用下活化形成觸媒金屬單質M,從而得到所述包括活化觸媒區(qū)41和未活化觸媒區(qū)42的過渡層40。其中,該活化觸媒區(qū)41中含有觸媒金屬單質。所述光源發(fā)射的光線可以為紫外光、紅外光等可以使未活化觸媒金屬離子Mn+活化的光。
在曝光過程中,在未活化觸媒層30中的未活化觸媒金屬離子Mn+被還原成觸媒金屬單質M的同時,未活化觸媒層30與基板10的結合界面的與PI-COO-結合的未活化觸媒金屬離子Mn+也被還原成觸媒金屬單質M并嵌設于基板10與該過渡層40相接觸的表面。
步驟S4:請參閱圖5,移除所述未活化觸媒區(qū)42。
具體的,可通過常規(guī)使用的堿液去除未活化觸媒層的方法清洗未活化觸媒區(qū)42,再用水沖洗干凈,從而將未活化觸媒區(qū)42移除。其中,該堿液可以為常規(guī)使用的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等堿性溶液。
步驟S5:請參閱圖6,對形成有上述活化觸媒區(qū)41的基板進行化學鍍導電金屬,以使活化觸媒區(qū)41轉化成導電線路20。
具體的,在上述活化觸媒區(qū)41上涂覆或浸入含有導電金屬離子的溶液,使得導電金屬離子進入活化觸媒區(qū)41中,并在活化觸媒區(qū)41中的觸媒金屬單質M的催化下被還原成導電金屬單質,從而形成包括導電金屬單質以及分散于導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬 單質的導電線路20。
可以理解的,所述步驟S4和步驟S5的順序還可以調換,即先對形成有上述活化觸媒區(qū)41的基板進行化學鍍導電金屬,以使活化觸媒區(qū)41轉化成導電線路20,然后移除所述未活化觸媒區(qū)42。且優(yōu)選的為,化學鍍形成導電線路20后再去除未活化觸媒區(qū)41。
上述含有導電金屬離子的溶液可以為硫酸銅溶液、硝酸銅溶液、氯化銅溶液、硫酸鎳溶液、硝酸鎳溶液、氯化鎳溶液、硝酸銀溶液等化學鍍中常規(guī)使用的具有導電金屬離子的化學鍍導電金屬溶液。
請參閱圖7,一種電子裝置400,該電子裝置400可以為手機、電腦、電子閱讀器、智能手表等。所述電子裝置400包括殼體401及安裝于殼體401的屏幕402,該殼體401與屏幕402配合形成有容置空間(圖未示),所述電子裝置400還包括容置于該容置空間的電路板(圖未示),該電路板包括上述電路基板100。
上述電路基板100的制作方法通過基板10表面的PI-COOH與未活化觸媒金屬離子Mn+發(fā)生化學反應得到[PI-COO]nM,[PI-COO]nM中與PI-COO-鍵合的未活化觸媒金屬離子Mn+再感光還原成單質M并嵌設于基板10的表面,從而使形成的導電線路20與基板10具有較好的結合力。該電路基板100的制作方法不需使用通常的減法制程中的干膜光阻層,從而有利于避免側蝕現(xiàn)象的產生,制程簡單,節(jié)約資源。