一種導(dǎo)電線路的改進(jìn)型模板電鍍剝離工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)電線路的加成制造領(lǐng)域，具體為一種導(dǎo)電線路的改進(jìn)型模板電鍍剝離工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電線路，主要用于印制電路板、電子標(biāo)簽天線、集成電路等方面，其主要制備工藝是基于光刻圖形化和圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)。就印制電路板和電子標(biāo)簽天線來說，其傳統(tǒng)制備工藝是“減成法”，主要流程為覆銅板(或覆鋁板)的前處理工作，制備掩膜，銅箔刻蝕，除掩膜，線路后處理等工序。由于存在銅箔(鋁箔)的腐蝕和掩膜圖形的顯影和去膜，會產(chǎn)生大量腐蝕液、顯影液和去膜液，環(huán)境污染巨大，而且提高了企業(yè)處理廢液的成本。
[0003]為了解決“減成法”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金屬腐蝕這一步驟。這當(dāng)中，研究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。
[0004]半加成法是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，得到所需導(dǎo)電線路。半加成法減少了銅箔的蝕刻量，但是存在化鍍和濺射的底層金屬存在粘附力差，圖形電鍍和差分蝕刻導(dǎo)致線路厚度不均勻等問題。印刷導(dǎo)電漿料法主要是通過絲網(wǎng)印刷在絕緣基材上印刷導(dǎo)電性漿料，形成線路圖形。此方法無需線路腐蝕，最為環(huán)保。但是絲網(wǎng)印刷的精度較低，導(dǎo)電漿料電性能較差，最長用的導(dǎo)電銀漿成本過高，不適合大規(guī)模應(yīng)用。印刷導(dǎo)電油墨法是近年來學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。導(dǎo)電油墨是一種印刷后經(jīng)過后處理可以生成金屬單質(zhì)的材料，一般有金屬納米顆粒型導(dǎo)電油墨和金屬有機(jī)化合物型導(dǎo)電油墨。印刷導(dǎo)電油墨法不需要進(jìn)行腐蝕，環(huán)境壓力低。但是導(dǎo)電油墨同樣存在導(dǎo)電率較低，難以滿足印制電路的需求。此外導(dǎo)電油墨制備成本極高，難以大規(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，其主要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，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，環(huán)境污染等問題。
[0005]除了線路的腐蝕產(chǎn)生污染浪費(fèi)之外，傳統(tǒng)的減成工藝還面臨著一個(gè)難題，就是掩膜的制備與去除問題。傳統(tǒng)工藝當(dāng)中，每個(gè)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。
[0006]在本專利申請中，我們提出了一種新的導(dǎo)電線路的改進(jìn)型模板電鍍剝離工藝，其主要步驟為:在載體箔一面粘附上絕緣基材，并對另一面進(jìn)行預(yù)處理；然后在導(dǎo)電面上制備掩膜，暴露出線路圖形；浸入特殊聚硅氧烷溶液中，取出后烘干，在掩膜和線路圖形表面上形成一層聚硅氧烷涂層，得到電鍍模板；在掩膜覆蓋下，對電鍍模板進(jìn)行選擇性電鍍，形成所需圖形化鍍層；將模板與線路基板粘合在一起，并進(jìn)行剝離，鍍層會轉(zhuǎn)移到線路基板上，得到所需導(dǎo)電線路，而電鍍模板則可以重復(fù)使用。
[0007]本專利申請借鑒了前人在可剝離金屬箔等方面的研究，比如CN1327489A，US6319620， US6541126， US6777108, US7217464， W02010115774, W02006067280,US20030219608，US8146243，GB792920，US4606787，US4604160，US4790902，US20130043063，US6871396等可剝離銅箔和可剝離線路的專利。在這些專利當(dāng)中，使金屬箔可剝離的關(guān)鍵是對載體箔進(jìn)行預(yù)處理，在載體箔表面上形成一層極薄的隔離層，使電沉積的金屬不能延著載體箔本身的晶格進(jìn)行生長，從而使電沉積的金屬箔可以輕易剝離下來。
[0008]通常的載體箔的可剝離處理主要分為兩種。一種為使用鋁、不銹鋼、錫、鉻等在空氣中會形成致密氧化膜的金屬箔，通過前處理使氧化膜更加完整，或者直接使用可也。這層氧化膜會阻隔電鍍上的金屬與載體金屬之間分子級別的鍵合，從而使載體箔可以被剝離下來。但是使用這種載體箔的一大問題是其氧化膜不耐酸，有些甚至還不耐堿，這就極大的限制了電鍍液的種類，包括最長用的酸性鍍銅液，就無法在這種載體箔上使用。即使是在中性的鍍液中使用，氧化膜也會緩慢的溶解在鍍液中，污染鍍液，極大的影響鍍液性質(zhì)。還有一種方式是在載體箔表面形成一層有機(jī)剝離化合物。有機(jī)剝離化合物多為含氮的雜環(huán)化合物，其可通過絡(luò)合和物理吸附，在載體箔表面形成一層致密的納米級別的隔離層?？墒褂玫挠袡C(jī)剝離化合物包括三氮挫、吡啶、咪挫、噻挫、噻吩、硫醇、脂肪酸、硅烷偶聯(lián)劑等小分子化合物。將載體箔，主要為銅箔、鋅箔或其合金箔，浸入有機(jī)剝離化合物溶液中，這些小分子就會在載體箔表面自組裝成有機(jī)剝離層，同樣起到隔絕鍍層與載體箔的作用。但是在剝離鍍層的剝離面上存在大量的有機(jī)剝離化合物，這極大影響了后續(xù)對鍍層線路的處理，包括在其上電鍍、化鍍、置換鍍等的進(jìn)行。此外，由于在剝離過程中有部分有機(jī)剝離層會轉(zhuǎn)移至鍍層上，導(dǎo)致載體箔上的有機(jī)剝離層變得不完整，因此一般在幾次剝離后，鍍層就會難以剝下。
[0009]而在本專利申請當(dāng)中，我們使用的聚硅氧烷化合物涂層作為載體箔與鍍層之間的阻隔層，同樣能起到氧化層和小分子自組裝的有機(jī)剝離層一樣的效果。此外，聚硅氧烷涂層耐酸耐堿，在幾乎所有環(huán)境當(dāng)中均能保持穩(wěn)定。而且作為一種高分子材料，鍍層在剝離過程中不會破壞載體箔上的聚硅氧烷涂層的結(jié)構(gòu)，使得鍍層剝離面保持干凈，可輕易進(jìn)行后處理步驟。因此，使用聚硅氧烷涂層的載體箔的可剝離性可以一直保持，使用幾十次后仍具有優(yōu)秀的剝離性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電線路的改進(jìn)型模板電鍍剝離工藝，此工藝具有污染小，成本低，浪費(fèi)少，線路電性能好，粘附力高等優(yōu)點(diǎn)，極具應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明的主要內(nèi)容為一種導(dǎo)電線路的改進(jìn)型模板電鍍剝離工藝，此工藝的主要流程包括模板的制備和線路的制備兩個(gè)部分。下面將具體介紹這些步驟。
[0011]本發(fā)明提出了一種導(dǎo)電線路的改進(jìn)型模板電鍍剝離工藝，整個(gè)工藝分為模板制備和線路制備兩個(gè)部分，其具體步驟為:
(I)模板制備 (1.1)在導(dǎo)電性載體箔的一面粘附上絕緣基材，使載體箔的一面暴露在外，對載體箔進(jìn)行預(yù)處理(包括除油和除氧化層)；
(1.2)在載體箔上制備掩膜，暴露出線路圖形；
(1.3)將制備掩膜的導(dǎo)性性載體箔表面進(jìn)行處理(包括除油和除氧化層等)，然后浸入特定防粘聚硅氧烷溶液中，取出后加熱烘干，使掩膜和線路圖形處表面形成一層聚硅氧烷涂層，得到所需電鍍模板；
(2)導(dǎo)電線路制備
(2.1)將步驟(I)制備的電鍍模板浸入電鍍液中進(jìn)行圖形電鍍，在掩膜暴露處聚硅氧烷涂層上電鍍上所需種類和厚度的鍍層；
(2.2)電鍍后的模板清洗干燥后與線路基板進(jìn)行粘合，可以為將膠黏劑涂覆在電鍍后的模板上然后與線路基板粘合，也可以將膠黏劑涂覆在線路基板上然后與模板粘合，通過后處理，使模板與線路基板緊密粘合；
(2.3)將模板與線路基板進(jìn)行剝離，鍍層會轉(zhuǎn)移到線路基板上，鍍層轉(zhuǎn)移后的模板可以再次進(jìn)行圖形電鍍的步驟，以制備下一個(gè)導(dǎo)電線路；
(2.4)鍍層轉(zhuǎn)移的線路基板通過后處理，得到所需導(dǎo)電線路。
[0012]本發(fā)明中，步驟(1.1)中所用導(dǎo)電性載體箔為銅箔、鋁箔、錫箔、鋅箔、鐵箔或不銹鋼箔中的一種，優(yōu)選銅箔或不銹鋼箔。
[0013]本發(fā)明中，步驟(1.1)中所使用的絕緣基材為硬質(zhì)或柔性的不導(dǎo)電材料構(gòu)成，優(yōu)選PET、PP等柔性基材，以滿足卷對卷制備的要求。
[0014]本發(fā)明中，步驟(1.1)中對載體箔所使用的除油和除氧化層處理為常規(guī)的特定金屬箔的除油、除氧化層處理工序，并無限定。
[0015]本發(fā)明中，步驟(1.2)中的載體箔上制備掩膜的方法包括常規(guī)的印刷掩膜和光刻掩膜，制備掩膜的材料為常規(guī)市購的抗電鍍油墨、負(fù)性或正性光刻膠和感光干膜，所用印刷方式優(yōu)選絲網(wǎng)印刷和凹版印刷，光刻掩膜優(yōu)選25微米以下的感光干膜。
[0016]本發(fā)明中，步驟(1.3)中的防粘聚硅氧烷溶液為將具有防粘效果的聚硅氧烷化合物溶解在特定溶劑中形成的溶液，其中具有防粘效果的聚硅氧烷化合物為以四甲氧基(或乙氧