[发明专利]图案化金属线路的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子制造领域，特别涉及图案化金属线路的制备技术。

背景技术

在绝缘基材上制备金属线路是电子/微电子工业中非常重要的生产环节，近年来，随着微电子及半导体技术的发展，人们对金属线路的要求日益提高，同时对环保的需要以及低成本制造技术的追求极大地激发了研究者对开发新型金属线路制备技术的积极性。传统工艺为光刻后蚀刻掉未被光刻胶覆盖的金属而形成线路，这种“减法”工艺造成金属浪费、成本上升、以及环境污染等多种问题，且随着电子器件逐渐向小型化方向发展，传统的“减法”工艺很难满足线路精细化的要求。

同时，透明导电薄膜一般可分为图案化及非图案化两种，前者可通过形成一定形状的金属线路网格实现。目前作为市场主导的透明导电薄膜氧化铟锡(ITO)薄膜存在质脆且缺乏柔韧性、工艺成本高、铟价格高昂且资源有限等问题，迫切需要开发新型的柔性导电透明薄膜以满足未来光电器件发展的需求。

常见的制备图案化透明导电薄膜的方法有喷墨打印、平板印刷、辊对辊印刷等。其制作方式通常为将粒径在纳米量级的材料如银纳米线等制备成导电墨水，然后将导电墨水印刷在柔性透明基底表面，经烧结后形成所需的导电网络。网络线条宽度在人眼的分辨率以下，无线条的区域为透光区域。通过改变线条的宽度、间距及几何形状可以在一定范围内控制透明导电膜的表面方阻和透光率。但是使用印刷技术制作导线网格需预先制备微纳米量级导电油墨，且需要通过烧结的方式来形成导通线路。而微纳米材料外围包覆的稳定剂通常需要在250°C的高温才能分解脱附，为了获得较好的电导率，目前油墨烧结温度高，不适用于一些价格便宜、玻璃化转变温度低的聚合物基底，而降低烧结温度因稳定剂的残留又将牺牲薄膜的电导率。另外通过印刷的方式很难将膜层厚度控制在较低的纳米量级，而导电网格又是裸露在基底表面的突起物，从而使得产品表面粗糙度增加，且烧结后导电线路与基底粘附不牢，在弯折时易出现电导率剧变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图案化金属线路的制备方法，使得在室温下无需烧结即可实现图案化导电薄膜或精细电路的制备，而且在满足薄膜导电率和透光率要求的同时，能实现金属导线与不同基底的有效粘附，并有效改善薄膜表面的粗糙度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种图案化金属线路的制备方法，包含以下步骤：

提供一基底；

利用配制的活化液和光刻或印刷技术，在所述基底上制备图案化多巴胺类基底表面；其中，在所述活化液中加入有多巴胺类物质；

将所述图案化的基底置于金属镀液中，在所述基底表面裸露有多巴胺类物质的地方沉积一层金属；所述金属镀液中加入有还原剂；

所述图案化金属线路为图案化导电薄膜或精细线路；

其中，如果待制备的图案化导电薄膜为单面图案化导电薄膜，则

在所述基底上制备图案化多巴胺类基底表面的步骤中，在所述基底的一面涂上无法与金属反应的阻挡层后再在该基底的另一面制备所述图案化多巴胺类基底表面；或者，在将所述图案化的基底置于金属镀液中的步骤前，将基底的未图案化的一面涂上所述阻挡层。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过光刻（或印刷）技术和配制的活化液在基底上形成一层图案化多巴胺类物质纳米薄膜，再将图案化的基底置于金属镀液中，利用多巴胺类物质优异的粘附性及还原性，在薄膜表面多巴胺类物质裸露处沉积一层金属。由于多巴胺类物质特有的粘附性和还原性使得金属只在多巴胺类物质裸露处生成从而实现基底表面金属选择性沉积，且在化学镀时无需另外敏化或生成种子层，工艺简洁耗时短，对环境友好，金属层与基底粘附牢固。另外，由于多巴胺类物质可在非常温和的条件下沉积于多种材质表面，所以适用于多种基底，且整个过程在常温进行。而且，由于金属镀液中加入有还原剂，因此在进行化学镀金属时，保证了金属膜的连续性及导电性。另外，由于金属线厚度可在纳米至微米量级调控，既能满足改善导电薄膜表面粗糙度的需求，也能满足精细导电线路须具备一定厚度的要求。

需要说明的是，当待制备的图案化导电薄膜为单面图案化导电薄膜时，在基底的一面涂上无法与金属反应的阻挡层后再在该基底的另一面制备图案化多巴胺类基底表面；或者，在将图案化的基底置于金属镀液中的步骤前，将基底的未图案化的一面涂上所述阻挡层，以免在后续的化学镀中另一面也沉积一层金属，进一步避免了金属浪费。