專(zhuān)利名稱(chēng)：柔性電路和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及具有連接層(tie layer)的柔性電路和其制造方法。
背景技術(shù)：
柔性電路典型地由在柔性聚合物膜如聚酯(PET)、聚酰亞胺(PI)或液晶聚合物(LCP)上的至少一個(gè)金屬層如銅(Cu)、鎳(Ni)、錫(Sn)、銀(Ag)或金(Au)構(gòu)成。當(dāng)所述金屬不使用另外的粘合劑層而附著到所述聚合物膜上時(shí)，該構(gòu)造通常歸類(lèi)為“兩層”或“無(wú)粘合劑”柔性電路。通常，兩層基材由厚度約為12～75微米的聚合物膜構(gòu)成。薄的連接層經(jīng)常用于促進(jìn)在所述金屬和所述聚合物膜之間的粘著，以防止或最小化在金屬/膜界面處的腐蝕，并在所述金屬和所述聚合物膜之間提供擴(kuò)散阻擋層。對(duì)于高性能的應(yīng)用，初始的金屬層通常為銅，而所述膜層為聚酰亞胺。
連接層厚度為約2nm～約500nm并通常由鉻(Cr)，鎳(Ni)，鈷(Co)，鉬(Mo)或它們的相關(guān)合金通過(guò)如真空濺射、真空蒸發(fā)和化學(xué)鍍的方法而形成。在用于以銅作為金屬的高性能柔性電路應(yīng)用中時(shí)，當(dāng)存在銅時(shí)應(yīng)可蝕刻該連接層，以使銅跡線(xiàn)可以是電絕緣的。通常這是具有挑戰(zhàn)性的要求。具有高耐蝕性的連接層是難以蝕刻的?？汕治g所述耐蝕性連接層的強(qiáng)蝕刻劑同樣也可明顯侵蝕所述銅。此外，許多不可腐蝕的連接層往往容易鈍化并且活性低于銅。結(jié)果，銅可抑制所述連接層的蝕刻并使其難以除去，尤其是在電路的細(xì)間距區(qū)域。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種方法，其包括提供具有第一金屬層的介電基材(dielectric substrate)，所述第一金屬層可透過(guò)能夠蝕刻所述介電基材的介電蝕刻劑(dielectric etchant)；和將至少一部分所述第一金屬層暴露于所述介電蝕刻劑，以使所述第一金屬層暴露部分之下的介電層的部分被蝕刻，其中所述介電蝕刻劑包括氧化劑和堿，所述堿至少包括下列之一(1)約20～約100克/升的氫氧化鈉，和(2)約60～約100克/升的氫氧化鉀。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種方法，其包括提供具有第一金屬層的介電基材，所述第一金屬層可透過(guò)能夠蝕刻所述介電基材的介電蝕刻劑；和將至少一部分所述第一金屬層暴露于所述介電蝕刻劑，以使所述第一金屬層暴露部分之下的介電層的部分被蝕刻，其中所述介電蝕刻劑包括高錳酸鈉和至少一種堿。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種方法，其包括提供具有第一金屬層的介電基材；將所述第一金屬層暴露于能夠蝕刻該第一金屬層的金屬蝕刻劑下足夠的時(shí)間，以使該第一金屬層被薄化至足以可透過(guò)能夠蝕刻所述介電基材的介電蝕刻劑；并將所述第一金屬層的至少一部分暴露于所述介電蝕刻劑，以使在所述第一金屬層暴露部分之下的介電基材被蝕刻。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種制品，其包括具有經(jīng)處理的表面的介電基材，使該介電基材的一部分經(jīng)處理的表面暴露出來(lái)的圖案化的第一金屬層，和覆蓋該圖案化的第一金屬層的第二金屬層，其中所述介電基材的經(jīng)處理的表面的暴露部分已經(jīng)被除去。
從下列附圖，詳細(xì)說(shuō)明和實(shí)施方式，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。


圖1表示本發(fā)明示例性制品的剝離強(qiáng)度圖2表示本發(fā)明示例性制品的加熱剝離強(qiáng)度圖3表示本發(fā)明示例性制品的酸的側(cè)蝕(undercut)圖4表示本發(fā)明示例性制品的光透過(guò)率相對(duì)于電阻作圖詳細(xì)說(shuō)明典型地，通過(guò)利用加成法或消去法而生產(chǎn)柔性電路，所述加成或消去法包括各種方法如金屬濺射、抗蝕劑層壓、抗蝕劑曝光、抗蝕劑顯影、蝕刻和鍍以金屬層。對(duì)于具體電路的生產(chǎn)，可根據(jù)需要改變這些步驟的順序。
在使用連接層的典型消去法中，首先提供介電基材。該介電基材可以是聚合物膜并典型地具有厚度為約10μm～約600μm，所述聚合物膜例如由聚酯，聚酰亞胺，液晶聚合物，聚氯乙烯，丙烯酸酯，聚碳酸酯或聚烯烴制成。用第一金屬層如鎳，鉻，鎳-鉻，鈷，鉬濺鍍所述介電基材，以形成連接層。在這之后典型地進(jìn)行初始導(dǎo)電種子層(primary conductive seed layer)(如銅，金或其合金)的沉積，其隨后可通過(guò)已知的電鍍或化學(xué)鍍工藝用導(dǎo)電金屬進(jìn)一步鍍至所需厚度。
接著，將光致抗蝕劑施加到所述金屬/介電基材的導(dǎo)電層上。所述光致抗蝕劑可以是通過(guò)層壓方法施加的干膜抗蝕劑，或者是通過(guò)涂覆方法施加的液體光致抗蝕劑。然后將所述光致抗蝕劑通過(guò)掩?；蚬庋谀１┞队谧贤夤獾龋箍刮g劑的暴露的部分交聯(lián)。然后用適當(dāng)?shù)娜軇╋@影所述光致抗蝕劑的未暴露的部分，直至得到所需的圖案。然后利用適當(dāng)?shù)奈g刻劑蝕刻掉暴露的導(dǎo)電金屬。適當(dāng)?shù)奈g刻劑包括含氨溶液和帶有鹽酸的氯化銅。
在該蝕刻步驟中可完全除去某些連接層。這將取決于所述連接層的厚度和組成。此外在給定的蝕刻劑中關(guān)于所述導(dǎo)電層材料的所述連接層的電轉(zhuǎn)電位也將對(duì)所述連接層的除去產(chǎn)生重要影響。然而，適當(dāng)?shù)奈g刻時(shí)間很大程度上取決于需要被除去的導(dǎo)電層材料的量。增加所述導(dǎo)電層暴露于所述蝕刻劑下至完全除去所述連接層所必需的時(shí)間，會(huì)使所述蝕刻劑繼續(xù)蝕刻已經(jīng)形成的金屬跡線(xiàn)。從而，可能需要單獨(dú)的步驟以利用不會(huì)蝕刻所述導(dǎo)電層材料的蝕刻劑蝕刻所述連接層。最后，利用適當(dāng)溶劑將殘留的抗蝕劑從所述電路上剝離。
在典型的加成法中，可首先利用真空濺鍍技術(shù)用例如鉻、鎳或其合金的連接層涂覆介電基材。然后利用真空濺鍍技術(shù)沉積薄的第一導(dǎo)電種子層，其典型地為銅。所述介電基材和導(dǎo)電金屬層的材料和厚度可與上述消去法的相同。在將所述連接層和種子層濺鍍到所述聚酰亞胺上之后，鍍上1～5微米的閃速金屬層(flash metal layer)。該閃速層通常與所述種子層的材料相同。
可通過(guò)多種公知方法包括光刻，印刷和蝕刻，激光消融和激光劃片而圖案化所述的導(dǎo)電金屬層。在光致抗蝕劑的情況下，所述光致抗蝕劑可以是水性或溶劑基的，并可以是正性或負(fù)性光致抗蝕劑，它們可利用標(biāo)準(zhǔn)層壓技術(shù)被層壓到所述導(dǎo)電金屬層上，如用熱輥施加干抗蝕劑。然后通過(guò)掩?；蚬庋谀⒐庵驴刮g劑暴露于紫外光等，交聯(lián)該抗蝕劑暴露的部分。然后用適當(dāng)?shù)娜軇╋@影所述光致抗蝕劑未暴露的部分，直至得到所需的跡線(xiàn)圖案。然后可利用標(biāo)準(zhǔn)的電鍍或化學(xué)鍍方法進(jìn)一步鍍所述導(dǎo)電金屬層的暴露部分，直至得到所需的電路厚度。
然后將殘留的光刻膠從導(dǎo)電層剝離。然后用適當(dāng)?shù)奈g刻劑如過(guò)氧化氫和硫酸蝕刻劑蝕刻未鍍過(guò)的導(dǎo)電層的暴露區(qū)域。在該蝕刻步驟中一些連接層可能被完全除去，但多數(shù)與鍍覆金屬相比蝕刻緩慢，并難以除去。這取決與組成和厚度和所述連接層相比于所述導(dǎo)電金屬層的電轉(zhuǎn)電位。然而，適當(dāng)?shù)奈g刻時(shí)間很大程度上取決于需要被除去的導(dǎo)電材料的量。如前面提到的，增加所述導(dǎo)電層暴露于蝕刻劑下至完全除去所述連接層需要的時(shí)間將使所述蝕刻劑繼續(xù)蝕刻所述金屬跡線(xiàn)。從而，可能需要單獨(dú)的步驟，以利用不蝕刻所述導(dǎo)電材料的蝕刻劑蝕刻所述連接層。最后，利用適當(dāng)?shù)娜芤簩⒖刮g劑從所述電路上剝離。
如所指出的，對(duì)于加成法和消去法均需要單獨(dú)的步驟以保證除去所述連接層。通常，很難找到可選擇性蝕刻所述連接層而不蝕刻典型地是銅的導(dǎo)電層的蝕刻劑。同樣，這樣的蝕刻劑很可能對(duì)于一種連接層材料是高度特異性的而可能對(duì)于另一種不適用，這使得難以找到一種通用的連接層蝕刻劑。
本發(fā)明的至少一個(gè)方面涉及生產(chǎn)具有寬范圍的耐蝕性連接層材料的柔性電路，包括高度耐蝕的連接層如鎳，鉻和鎳-鉻合金。所述連接層的應(yīng)用方式使其允許聚合物蝕刻劑到達(dá)到所述連接層下的聚合物基材。當(dāng)所述聚合物蝕刻劑侵蝕掉所述下面的聚合物時(shí)，由于其下的支撐物被除去而剝離掉所述連接層。因而，可使用任何耐蝕連接層來(lái)制造柔性電路，而不必關(guān)心所述連接層的可蝕刻性，從而提供了對(duì)于連接層耐蝕性和可蝕刻性互相矛盾的要求的解決方案。
該除去連接層的方法的另外的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)所述銅跡線(xiàn)的影響是最小的。此外，它無(wú)需除去連接層的氯化物基化學(xué)品即能夠?qū)崿F(xiàn)加成法，從而避免了與銅跡線(xiàn)之間的殘留氯離子相關(guān)的可靠性問(wèn)題。
具體地，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式包括用耐蝕性連接層濺鍍聚合物基材至所需厚度，接著隨后通過(guò)蝕刻在該連接層下的聚合物基材而除去該連接層的暴露部分。選擇適當(dāng)?shù)倪B接層厚度使得可根據(jù)需要除去連接層，而同時(shí)滿(mǎn)足粘著和耐蝕性能的要求。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述連接層的光透過(guò)率大于約20％。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述連接層的光透過(guò)率小于約80％。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，控制所述連接層的厚度，以使其能具有粘著和耐蝕的功能，同時(shí)還允許蝕刻劑到達(dá)所述聚合物的表面。換言之，可這樣沉積耐蝕性連接層使得它們薄至足以透過(guò)蝕刻劑以允許其到達(dá)所述聚合物基材，但厚度又足以使其在未除去連接層的區(qū)域有效地起到在所述導(dǎo)電金屬層和所述聚合物之間的屏障的功能。如果所述連接層太薄，將容易蝕刻所述聚合物，但是粘著和耐蝕性能將受到不利影響。如果所述連接層太厚，盡管粘著和耐蝕性能可能是令人滿(mǎn)意的，但將難以除去所述連接層，因?yàn)槲g刻劑將不能到達(dá)所述聚合物表面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)連接層厚度的典型范圍，在該范圍內(nèi)可滿(mǎn)意地獲得所有這些功能。對(duì)于連接層，介電層，金屬跡線(xiàn)層和蝕刻劑的給定系統(tǒng)，連接層厚度的適當(dāng)范圍將是可變的，并可通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定。
所述連接層將典型地被圖案化的金屬跡線(xiàn)層覆蓋。該跡線(xiàn)層典型地具有不透過(guò)介電蝕刻劑的組成和足夠厚度。典型地，所述跡線(xiàn)層的金屬是銅。如果需要在蝕刻下面的聚合物基材的蝕刻之前薄化所述連接層，可在已經(jīng)形成所述跡線(xiàn)層之后蝕刻該連接層，優(yōu)選使用同樣不蝕刻所述跡線(xiàn)層的蝕刻劑。或者，可利用在跡線(xiàn)層導(dǎo)電材料上的同樣蝕刻所述連接層的蝕刻劑形成跡線(xiàn)圖案，且在已經(jīng)蝕刻所述跡線(xiàn)層導(dǎo)電材料之后可允許繼續(xù)蝕刻。
本發(fā)明可利用本領(lǐng)域目前已知或之后將開(kāi)發(fā)的潛在的多種不同聚合物蝕刻劑。只要蝕刻劑適用于所述聚合物材料，如果連接層以適當(dāng)厚度被沉積則它不是重要的。可利用相同的聚合物蝕刻劑用于任何連接層材料。
堿性溶液(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)中的氧化劑(如高錳酸鉀，高錳酸鈉，鐵氰化鉀等)特別適用于蝕刻聚酰亞胺的表面層。氧化劑特別是高錳酸鉀和高錳酸鈉的濃度的適當(dāng)范圍為約20克/升(g/l)～約200g/l，包括20、40、60、80和100g/l。高錳酸鈉比高錳酸鉀溶解性更高，使其可用于更高的濃度，這反過(guò)來(lái)可提供更高的蝕刻速率。氫氧化鈉或氫氧化鉀的適當(dāng)濃度范圍為高達(dá)約100g/l，包括20、40、60和80g/l。這些蝕刻劑同樣適用于蝕刻其他基材如聚酯。氫氧化鉀在較高的濃度下更有效，因此其優(yōu)選的濃度范圍為約60～約100g/l。除非另外指明，本文討論的所有蝕刻溶液組分的濃度均指在制備的混合溶液中的濃度。
無(wú)論使用加成法還是消去法，在傳統(tǒng)工藝中，典型地以對(duì)聚合物基材最小蝕刻作用的方式除去連接層金屬。已經(jīng)有人認(rèn)為所述聚合物基材的過(guò)度蝕刻可劣化該膜，并對(duì)電路可靠性產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明至少一個(gè)方面的另外優(yōu)點(diǎn)在于，與傳統(tǒng)工藝相比，根據(jù)本發(fā)明制造的電路的聚合物基材的表面比由其他方法制造的電路的導(dǎo)電跡線(xiàn)之間具有更高的表面電阻。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)蝕刻所述聚合物基材除去所述連接層金屬增強(qiáng)了所述導(dǎo)電跡線(xiàn)之間的表面絕緣電阻。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果在除去連接層之后繼續(xù)蝕刻所述聚合物基材表面，則進(jìn)一步改進(jìn)了所述聚合物的表面電阻。
在一個(gè)特定例子中發(fā)現(xiàn)，在連接層濺鍍之前用氧等離子體處理的聚酰亞胺基材具有受損的表面。該等離子體處理過(guò)的表面與未處理的聚酰亞胺相比具有相對(duì)低的絕緣表面電阻。通過(guò)蝕刻該聚酰亞胺而除去該受損表面得到改進(jìn)的表面絕緣電阻。一旦除去受損層，進(jìn)一步的蝕刻對(duì)表面電阻就不再具有明顯影響。通過(guò)除去該受損的聚酰亞胺，可得到比傳統(tǒng)電路制造工藝高得多的表面電阻(一個(gè)或多個(gè)數(shù)量級(jí))。在通過(guò)更嚴(yán)格的可靠性測(cè)試中，例如高溫高濕偏置實(shí)驗(yàn)(HHBT)中，更高的表面電阻是重要的。
因而，在除去所述連接層后，可繼續(xù)蝕刻以除去聚合物基材的經(jīng)表面處理的部分，這可提供比傳統(tǒng)電路制造工藝更高的表面電阻。聚合物表面處理可包括例如，等離子體，光學(xué)，火焰，濕化學(xué)和機(jī)械工藝。
應(yīng)注意在聚酰亞胺基材的情況下，應(yīng)選擇所述蝕刻劑以使除去所述表面層時(shí)不會(huì)在聚酰亞胺膜內(nèi)積聚聚酰胺酸。聚酰胺酸的積聚會(huì)降低而不是增高表面電阻。
實(shí)施例本發(fā)明可通過(guò)以下實(shí)施例說(shuō)明。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，將可以商品名KAPTON 1.5E的得自DuPont的聚酰亞胺膜用于三個(gè)基材。在200-350℃下真空加熱該基材膜5～60秒以除去水。然后通過(guò)在10-100毫托，1-5kV，2-500mA下的氧直流輝光放電(direct current oxygen glow)清潔所述膜的表面。然后在3-5毫托下將80∶20的Ni∶Cr合金連接層濺射沉積到所述三個(gè)基材上。對(duì)于三個(gè)Ni-Cr涂覆的基材的總的光透過(guò)率(Tr)水平分別為50％、72.5％和77.5％，。在輥對(duì)輥真空輻材涂布系統(tǒng)中施加所述連接層涂層。沉積源為直流磁控濺射。工藝氣體為氧和氬的混合物，氧/氬的比例約小于5％。
然后將所有三個(gè)基材浸于在50℃下的包括20g/l NaOH和20g/l高錳酸鉀的溶液中。對(duì)于50％Tr的Ni-Cr基材，即使在蝕刻5～10分鐘后，也沒(méi)有連接層被除去。72.5％Tr的Ni-Cr基材在4分鐘后也沒(méi)有出現(xiàn)任何明顯的蝕刻。然而，當(dāng)將77.5％Tr的Ni-Cr基材浸于所述蝕刻劑中時(shí)，在2分鐘內(nèi)除去了連接層，且表面電阻大于1e+12歐姆/平方。
實(shí)施例2以與實(shí)施例1所述類(lèi)似的方式，用Ni-Cr連接層濺鍍兩個(gè)聚酰亞胺基材至具有總光透過(guò)率為72.5％的厚度。此外，利用輥對(duì)輥真空輻材涂布系統(tǒng)在3～5毫托下濺鍍沉積銅層至200nm的厚度。沉積源為直流磁控濺射。工藝氣體為氬氣。不使用光致抗蝕劑；只在基材上進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。然后用15g/l過(guò)氧化氫和180g/l硫酸溶液(用Perma-Etch制備，可得自Electrochemicals Inc.，of Maple Plain，MN)對(duì)于一個(gè)例子在23℃的溫度下閃蝕(flash-etched)銅，對(duì)于另一個(gè)例子在45℃的溫度下閃蝕銅，直至觀察到銅被除去，并保留部分或全部的所述連接層。隨后，用20g/l的高錳酸鉀和60g/l的氫氧化鉀溶液在50℃下處理所述基材32秒。通過(guò)元素ESCA表面分析確定殘留的Ni-Cr的量。該分析確定在聚酰亞胺表面上沒(méi)有檢測(cè)到Ni或Cr。在本實(shí)施例中(與實(shí)施例1不同)，72.5％Tr的Ni-Cr可被蝕刻是因?yàn)樵谟糜诔ャ~的過(guò)氧化物處理中除去了一些Ni-Cr。所述過(guò)氧化物處理是一個(gè)緩慢的過(guò)程并且它在所述基材上留下了大量的Ni-Cr。然而，過(guò)氧化物處理充分蝕刻了所述Ni-Cr，以使隨后的高錳酸鹽處理完成Ni-Cr的除去。從而對(duì)于給定連接層除去的工藝窗口還依賴(lài)于銅除去步驟對(duì)思索連接層的厚度、組成和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生何種影響。
實(shí)施例3以與實(shí)施例1所述類(lèi)似的方式，制備72.5％Tr的Ni-Cr聚酰亞胺基材，其中氧直流輝光放電的電壓為4.5kV。在3～5毫托下濺鍍沉積銅層至200nm的厚度。當(dāng)除去銅時(shí)，根據(jù)實(shí)施例2中所述的方法，該聚酰亞胺的表面電阻為5e+11歐姆/平方。沒(méi)有測(cè)定通過(guò)銅除去步驟是否除去了所有的Ni-Cr。然后將膜浸于包括20g/l高錳酸鈉和80g/l氫氧化鈉的溶液中30秒。所述蝕刻溶液的溫度為30℃。之后，在所述聚酰亞胺表面上沒(méi)有看到任何Ni或Cr，且所述表面電阻為4e+10歐姆/平方。在除去所述Ni-Cr后繼續(xù)蝕刻所述聚酰亞胺另外90秒。除去約0.06微米的聚酰亞胺。發(fā)現(xiàn)表面電阻增大了1000倍至大于1e+14歐姆/平方。
實(shí)施例4以與實(shí)施例1所述類(lèi)似的方式，制備77.5％Tr的Ni-Cr聚酰亞胺基材，其中氧直流輝光放電的電壓為4.5kV。在3～5毫托下濺鍍沉積銅層至200nm的厚度。當(dāng)除去銅時(shí)，根據(jù)實(shí)施例2中所述的方法，該聚酰亞胺的表面電阻為9.3e+11歐姆/平方。沒(méi)有測(cè)定通過(guò)銅除去步驟是否除去了所有的Ni-Cr。然后將第一基材浸于包括180g/l高錳酸鈉和80g/l氫氧化鈉的溶液中15秒。所述蝕刻溶液的溫度為30℃。第一個(gè)基材的表面電阻為2.75e+10。以相同條件蝕刻第二個(gè)基材，不過(guò)時(shí)間為30秒。對(duì)于第二個(gè)基材，所述表面電阻增大至大于1e+14歐姆/平方。
實(shí)施例5重復(fù)實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)，但所述蝕刻劑的溫度為50℃而非30℃。樣品的初始表面電阻為1.02e+12。在僅15秒的蝕刻后，表面電阻增大至大于1e+14歐姆/平方。
實(shí)施例6以類(lèi)似于實(shí)施例1所述的方式制備五個(gè)基材，其中具有Ni-Cr連接層的聚酰亞胺膜的光透過(guò)率分別為42.5％、52.5％、62.5％、72.5％和82.5％。在3～5毫托下濺鍍沉積銅層至200 nm的厚度。然后用15g/l過(guò)氧化氫和180g/l硫酸的溶液(用Perma-Etch制備，可得自Electrochemicals Inc.，Maple Plain，MN)在23℃的溫度下閃蝕濺鍍的銅。
然后在30℃的溫度下，用含有20g/l高錳酸鉀和20g/l氫氧化鉀和去離子水的溶液向所述基材噴射。所有這些基材樣品均蝕刻133秒。72.5％Tr的Ni-Cr基材和82.5％Tr的Ni-Cr基材樣品還在37秒、69秒和85秒的停留時(shí)間進(jìn)行蝕刻。其它基材的樣品不進(jìn)行這些較短時(shí)間的蝕刻，因?yàn)樵诮o定的蝕刻條件下，在較高的停留時(shí)間下沒(méi)有得到令人滿(mǎn)意的結(jié)果。對(duì)于各個(gè)樣品，用兆歐計(jì)測(cè)量表面電阻。
對(duì)于在85秒停留時(shí)間蝕刻的72.5％Tr的Ni-Cr和82.5％Tr的Ni-Cr基材樣品，研究剝離強(qiáng)度，加熱剝離強(qiáng)度，酸側(cè)蝕和表面電阻。
根據(jù)以下方法測(cè)量剝離強(qiáng)度將25微米的銅層鍍?cè)贜i-Cr涂覆的聚合物基材上。在銅層上層壓3mm寬的粘合劑帶。將銅層暴露的部分蝕刻掉，僅留下由粘合劑帶保護(hù)的3mm寬的銅層帶。除去所述粘合劑帶。以90°角將該3mm寬的銅帶剝離所述Ni-Cr涂層的基材，同時(shí)測(cè)量剝離該帶所需的力。
以類(lèi)似方式測(cè)量加熱剝離強(qiáng)度，除在進(jìn)行剝離力測(cè)量以從所述Ni-Cr涂層基材上除去所述3mm寬銅帶之前對(duì)所述基材結(jié)構(gòu)進(jìn)行以下加熱外。

酸側(cè)蝕指蝕刻劑蝕刻被銅覆蓋的聚合物膜的外圍部分。
圖1和2表明剝離強(qiáng)度和加熱剝離強(qiáng)度不受所述連接層厚度的影響。圖3表面對(duì)于最厚的Ni-Cr層酸側(cè)蝕是最高的。另一方面，在Ni-Cr蝕刻后的表面電阻表明Ni-Cr厚度對(duì)蝕刻工藝的影響。如在表1中指出的，即使在長(zhǎng)的蝕刻時(shí)間后具有低于72..5％的Tr的Ni-Cr基材仍表現(xiàn)出低的表面電阻(低于1e+8)，而即使在短的蝕刻時(shí)間后具有高于72..5％的Tr的Ni-Cr基材也表現(xiàn)出高的表面電阻(高于1e+8)。
表1具有不同光透過(guò)率的Ni-Cr基材的表面電阻

不好＝低電阻＜1e+8歐姆好＝可接受的電阻＞1e+8歐姆用ESCA檢查電路表明，在蝕刻37秒的72.5％Tr的基材上殘留有Ni和Cr。然而蝕刻更長(zhǎng)停留時(shí)間的72.5％光透過(guò)率的Ni-Cr基材樣品沒(méi)有出現(xiàn)任何明顯的Ni或Cr殘留量。
實(shí)施例7以與實(shí)施例1中所述類(lèi)似的方式制備本實(shí)施例，但是對(duì)于本實(shí)施例，在所述濺射源和所述聚酰亞胺基材輻材之間放置掩模。將該掩模開(kāi)口制成可在跨越輻材寬度上產(chǎn)生非均一的膜厚的形狀。進(jìn)行Ni-Cr的濺鍍以使光所述透過(guò)率從輻材一端的60％變化至另一端的80％。用該掩模濺鍍NiCr，并得到跨越所述輻材具有60％～80％光透過(guò)率的基材。濺鍍沉積銅，然后在23℃的溫度下用15g/l過(guò)氧化氫和180g/l硫酸的溶液(用Perma-Etch制備，可得自Electrochemicals Inc.，Maple Plain，MN)閃蝕以除去濺鍍的銅。在除去濺鍍的銅后，將該基材暴露于含有20g/l高錳酸鉀和20g/l NaOH的溶液100秒。在跨越所述輻材的相同、等間隔位置處測(cè)量薄層電阻(sheet resistance)和光透過(guò)率。當(dāng)將薄層電阻與光透過(guò)率比較時(shí)，確定在通過(guò)高錳酸鹽化學(xué)蝕刻聚酰亞胺后，提供70～73％和更高Tr的NiCr厚度將提供1e+8歐姆電阻，如圖4中所示。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，不偏離本發(fā)明的范圍和精神的本發(fā)明的各種改變和替換方式將是顯而易見(jiàn)的，并應(yīng)理解本發(fā)明不應(yīng)不當(dāng)?shù)厥芟抻诒疚慕o出的示例性實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括提供具有第一金屬層的介電基材，所述第一金屬層可透過(guò)能夠蝕刻所述介電基材的介電蝕刻劑；和將至少一部分所述第一金屬層暴露于所述介電蝕刻劑，以使所述第一金屬層暴露部分之下的介電層的部分被蝕刻，其中所述介電蝕刻劑包括氧化劑和堿，所述堿至少包括下列之一(1)約20～約100克/升的氫氧化鈉，和(2)約60～約100克/升的氫氧化鉀。
2.權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括除去至少一部分在所述介電基材的蝕刻部分之上的第一金屬層。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一金屬涂層的至少一部分被不可透過(guò)所述介電蝕刻劑的第二金屬層覆蓋。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一金屬層選自鎳，鉻，或其合金。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一金屬層的光透過(guò)率為約20％～約80％。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述介電基材包括聚酰亞胺。
7.權(quán)利要求2的方法，其中在基本除去所述第一金屬層后允許繼續(xù)蝕刻所述介電基材。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述介電基材是經(jīng)表面處理的，且允許繼續(xù)蝕刻直至經(jīng)表面處理的介電材料的至少一部分被除去。
9.權(quán)利要求7的方法，其中允許繼續(xù)進(jìn)一步蝕刻直至所述介電材料的表面電阻增大。
10.一種方法，其包括提供具有第一金屬層的介電基材，所述第一金屬層可透過(guò)能夠蝕刻所述介電基材的介電蝕刻劑；和將至少一部分所述第一金屬層暴露于所述介電蝕刻劑，以使所述第一金屬層暴露部分之下的介電層的部分被蝕刻，其中所述介電蝕刻劑包括高錳酸鈉和至少一種堿。
11.權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包括除去至少一部分在所述介電基材的蝕刻部分之上的第一金屬層。
12.權(quán)利要求10的方法，其中所述第一金屬層的至少一部分被不可透過(guò)所述介電蝕刻劑的第二金屬層覆蓋。
13.權(quán)利要求10的方法，其中所述第一金屬層選自鎳，鉻，或其合金。
14.權(quán)利要求10的方法，其中所述第一金屬層的光透過(guò)率為約20％～約80％。
15.權(quán)利要求10的方法，其中所述介電基材包括聚酰亞胺。
16.權(quán)利要求10的方法，其中在基本除去所述第一金屬層后允許繼續(xù)蝕刻所述介電基材。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述介電基材是經(jīng)表面處理的，且允許繼續(xù)蝕刻直至表面處理過(guò)的介電材料的至少一部分被除去。
18.權(quán)利要求16的方法，其中允許繼續(xù)進(jìn)一步蝕刻直至所述介電材料的表面電阻增大。
19.一種方法，其包括提供具有至少第一金屬層的介電基材；將所述第一金屬層的至少一部分暴露于能夠蝕刻該第一金屬層的蝕刻劑下足夠的時(shí)間，以使該第一金屬層被薄化至足以可透過(guò)能夠蝕刻所述介電基材的介電蝕刻劑；和將所述第一金屬層的至少一部分暴露于所述介電蝕刻劑，以使在所述第一金屬層暴露部分之下的介電基材被蝕刻。
20.權(quán)利要求19的方法，其進(jìn)一步包括除去至少一部分在所述介電基材的被蝕刻部分之上的第一金屬層。
21.權(quán)利要求19的方法，其中所述介電基材進(jìn)一步包括在所述第一金屬層上的第二金屬層，且所述蝕刻劑能夠蝕刻所述第一和所述第二金屬層兩者。
22.一種制品，其包括具有經(jīng)處理的表面的介電基材，使該介電基材的一部分經(jīng)處理的表面暴露出來(lái)的圖案化的第一金屬層，和覆蓋該圖案化的第一金屬層的第二金屬層，其中至少一部分所述介電基材的經(jīng)處理的表面的暴露部分已經(jīng)被除去。
23.權(quán)利要求22的制品，其中所述第一金屬層的光學(xué)厚度高達(dá)約80。
24.權(quán)利要求22的制品，其中所述第一金屬層為鎳，鉻，或其合金。
25.權(quán)利要求22的制品，其中所述第二金屬層為銅。
26.權(quán)利要求22的制品，其中所述介電基材為聚酰亞胺。
27.權(quán)利要求22的制品，其中，從其中已經(jīng)除去經(jīng)處理的表面的介電基材的部分比具有經(jīng)處理的表面的部分具有更高的表面電阻。
28.權(quán)利要求27的制品，其中，從其中已經(jīng)除去經(jīng)處理的表面的介電基材的部分的表面電阻比具有經(jīng)處理的表面的部分的表面電阻大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
29.權(quán)利要求27的制品，其中，從其中已經(jīng)除去經(jīng)處理的表面的介電基材的部分的表面電阻具有至少1e+8歐姆的表面電阻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制造柔性電路的方法，其中通過(guò)蝕刻下層的聚合物而除去部分連接層。本發(fā)明還公開(kāi)了通過(guò)該方法制造的柔性電路。
文檔編號(hào)H05K3/00GK101084702SQ200580044029
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者斯里達(dá)爾·V·達(dá)薩拉塔, 詹姆士·S·麥克哈蒂耶, 詹姆斯·R·舍克, 山崎英男, 弘重裕司, 關(guān)口真 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司