CN105448799A - 一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法 - Google Patents

一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，包括如下步骤：a、设置基体金属膜；b、涂光刻胶；c、利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影；d、腐蚀，使用腐蚀剂腐蚀c步骤中得到的曲面结构件。利用该方法，曲面薄膜电路在制作上能真正意义上实现、精度高、可以制作任意形状。

Description

一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法
技术领域
本发明涉及一种薄膜电路制作方法，具体涉及一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法。
背景技术
薄膜电路是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线，全部用厚度在微米级以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜，并通过真空蒸发、溅射和电镀等工艺制成的集成电路。而目前，薄膜电路在工艺制作上均处于平面上，即只能开发和制作出平面薄膜电路；列如，在公告号为：CN103579107A的中国专利《一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法》中，其制作出平面薄膜电路制作方法还停留于雕刻式的划切工艺方法，其只能应用于平面薄膜电路；曲面薄膜电路的制作方法要想能真正意义上的实现、且能低成本的批量生产是需要研究的一个问题。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种工艺简单、精度高的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，包括如下步骤：
a、设置基体金属膜，在曲面结构件上设置基体金属膜；
b、涂光刻胶，在a步骤中得到的金属膜上涂光刻胶；
还包括：
c、利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影；
d、腐蚀，使用腐蚀剂腐蚀c步骤中得到的曲面结构件。
2、根据权利要求1所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：步骤a中的镀基体金属膜的方式为通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜。
其中，在步骤a中，通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜后，用水电镀的方式进行二次镀金属膜，在基体金属膜上形成二次金属膜。
其中，在a步骤之前还包括：对曲面结构件进行清洗处理和干燥处理。
其中，c步骤中，利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影为利用最少一个的空间光调制器对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光。
其中，对曲面结构件进行清洗的步骤包括：
（1）超声波清洗；
（2）乙醇超声清洗；
（3）丙酮清洗；
（4）盐酸溶液清洗；
其中，通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜的均匀性在10%以内。
其中，在b步骤中在基体金属膜上旋涂光刻胶后，光刻胶厚度为8um-12um。
其中，超声波清洗时间不超过5分钟；乙醇超声清洗的时间不超过5分钟；丙酮清洗的时间不超过5分钟；盐酸溶液清洗步骤的盐酸溶液浓度为10%。
其中，利用最少一个的空间光调制器对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光的方法如下：设计出曲面微结构图形，将其加载到空间光调制器里，对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光；当曲面结构件的面积不大于一个空间光调制器所投影的面积时，则用一个空间光调制器进行直接投影；当曲面结构件的面积大于一个空间光调制器所投影的面积时，则先将曲面结构根据空间光调制器的扫描面积拆分成小面积的模块，然后用空间光调制器对每个模块分别投影曝光；数控***根据曲面的外形轨迹进行姿态调整，实现激光对曲面的精确定位。
其中，在d步骤完成之后，重复a~d步骤，可制作多层薄膜电路结构。
本发明的有益效果为：
1、能真正意义上实现：利用上述方法，利用激光投影的方式，使曲面薄膜电路能真正意义上的实现。
2、精度高：由于利用激光投影的方式，其精度非常高。
3、实现的曲面薄膜电路可以是任意曲面形状；由于采用激光投影曝光，将需要曝光的地方使用激光投影，能实现制作任意曲面形状的薄膜电路。
4、应用前景广；可以将制作出的曲面薄膜电路应用在很多领域，例如车载导航雷达***、飞机航电***和整流罩集成、未来4G、5G基站天线、地面雷达站的低幅面、小型化集成设计。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
实施例1。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，包括如下步骤：
a、设置基体金属膜，在曲面结构件上设置基体金属膜；
b、涂光刻胶，在a步骤中得到的金属膜上涂光刻胶；
还包括：
c、利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影；
d、腐蚀，使用腐蚀剂腐蚀c步骤中得到的曲面结构件。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，步骤a中的镀基体金属膜的方式为通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜。利用该方法能快速、低成本的制作出高精度的曲面薄膜电路，具体的其具有如下效果：1能真正意义上实现：利用上述方法，利用激光投影的方式，使曲面薄膜电路能真正意义上的实现。2、精度高：由于利用激光投影的方式，其精度非常高。3、实现的曲面薄膜电路可以是任意曲面形状；由于采用激光投影曝光，将需要曝光的地方使用激光投影，能实现制作任意曲面形状的薄膜电路。4、应用前景广；可以将制作出的曲面薄膜电路应用在很多领域，例如车载导航雷达***、飞机航电***和整流罩集成、未来4G、5G基站天线、地面雷达站的低幅面、小型化集成设计。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，在步骤a中，通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜后，用水电镀的方式进行二次镀金属膜，在基体金属膜上形成二次金属膜。由于，通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜的厚度为1um左右，比较薄，达不到导电率的要求，而难以控制良品率，因此在通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜后，继续用水电镀的方式进行二次镀金属膜，在基体金属膜上形成二次金属膜，使得整体金属膜的厚度达到10um以上，从而克服了达不到导电率的要求，增加了良品率；而采用这一方式的原因在于，在实践方式当中，如果直接在曲面结构上进行水电镀是难以实现的，因为曲面结构往往是陶瓷等介质，其粘合性差，通过水电镀的方式难以直接镀膜，因此本发明采用先磁控溅射镀上基体金属膜，再在基体金属膜上二次镀金属膜，从而达到了非常高的良品率，大大降低了低导电率产品的出现。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜的均匀性在10%以内。通过大量实验发现，在磁控溅射下的形成的基体金属膜在该数据参数下能保证二次镀金属膜的粘性最佳，均匀度最好。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，在b步骤中在基体金属膜上旋涂光刻胶后，光刻胶厚度为8um-12um。通过大量实验发现，该参数的光刻胶厚，是满足光刻分辨率、抗刻蚀以及线宽等要求的最低标准。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，在a步骤之前还包括：对曲面结构件进行清洗处理和干燥处理。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，c步骤中，利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影为利用最少一个的空间光调制器对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光。空间光调制器可以将所需要曝光精细图案以激光方式按照需要的透射曲面进行透射，准确度高。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，利用最少一个的空间光调制器对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光的方法如下：设计出曲面微结构图形，将其加载到空间光调制器里，对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光；当曲面结构件的面积不大于一个空间光调制器所投影的面积时，则用一个空间光调制器进行直接投影；当曲面结构件的面积大于一个空间光调制器所投影的面积时，则先将曲面结构根据空间光调制器的扫描面积拆分成小面积的模块，然后用空间光调制器对每个模块分别投影曝光；数控***根据曲面的外形轨迹进行姿态调整，实现激光对曲面的精确定位。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，c步骤中，对曲面结构件进行清洗的步骤包括：
（1）超声波清洗；
（2）乙醇超声清洗；
（3）丙酮清洗；
（4）盐酸溶液清洗；
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，超声波清洗时间不超过5分钟；乙醇超声清洗的时间不超过5分钟；丙酮清洗的时间不超过5分钟；盐酸溶液清洗步骤的盐酸溶液浓度为10%。最后在对其脱水烘培（150-250℃，1-2分钟，氮气保护），以除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子等），该方式能增强曲面结构表面的黏附性，增加良品率。
实施例2。
本实施例所述的一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，在d步骤完成之后，重复a~d步骤，可制作多层薄膜电路结构。利用实施例1的方法的可重复性，能实现多层曲面薄膜电路的制作，其不仅能够实现，而且精度高，可制作之前随时调整每层微电路结构。同样，该实施例依然具备实施例1的优点。
以上所述仅是本发明的两个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，包括如下步骤：
a、设置基体金属膜，在曲面结构件上设置基体金属膜；
b、涂光刻胶，在a步骤中得到的金属膜上涂光刻胶；
其特征在于：
还包括：
c、利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影；
d、腐蚀，使用腐蚀剂腐蚀c步骤中得到的曲面结构件。
2.根据权利要求1所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：步骤a中的镀基体金属膜的方式为通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜。
3.根据权利要求2所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：在步骤a中，通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜后，用水电镀的方式进行二次镀金属膜，在基体金属膜上形成二次金属膜。
4.根据权利要求1所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：在a步骤之前还包括对曲面结构件进行清洗处理和干燥处理。
5.根据权利要求1所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：c步骤中，利用激光投影***对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光显影为利用最少一个的空间光调制器对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光。
6.根据权利要求1所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：对曲面结构件进行清洗的步骤包括：
（1）超声波清洗；
（2）乙醇超声清洗；
（3）丙酮清洗；
（4）盐酸溶液清洗。
7.根据权利要求2所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：通过磁控溅射方式在曲面结构件形成基体金属膜的均匀性在10%以内。
8.根据权利要求1或2所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：在b步骤中在基体金属膜上旋涂光刻胶后，光刻胶厚度为8um-12um。
9.根据权利要求6所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：超声波清洗时间不超过5分钟；乙醇超声清洗的时间不超过5分钟；丙酮清洗的时间不超过5分钟；盐酸溶液清洗步骤的盐酸溶液浓度为10%。
10.根据权利要求5所述的基于激光投影技术的曲面薄膜电路制作方法，其特征在于：利用最少一个的空间光调制器对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光的方法如下：
设计出曲面微结构图形，将其加载到空间光调制器里，对涂有光刻胶的曲面结构件进行曝光；当曲面结构件的面积不大于一个空间光调制器所投影的面积时，则用一个空间光调制器进行直接投影；当曲面结构件的面积大于一个空间光调制器所投影的面积时，则先将曲面结构根据空间光调制器的扫描面积拆分成小面积的模块，然后用空间光调制器对每个模块分别投影曝光。
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