[發明專利]一種在石英玻璃上制備復雜電路圖案的方法

在審

• 申請號: 201910860836.1
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110708880A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 謝小柱;周文倩;龍江游;李儉國;李苗妮
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H05K3/18
• 分類號: H05K3/18;H05K1/03;C03C17/10
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 林麗明

本發明涉及微電子加工的技術領域，更具體地，涉及一種在石英玻璃上制備復雜電路圖案的方法，包括：在石英玻璃表面制備吸光層，采用飛秒激光器按照導入的電路圖案在石英玻璃表面誘導加工微納結構，通過化鍍的方法在微納結構沉積金屬粒子形成電路圖案。本發明在涂敷油墨層的石英玻璃表面誘導粗糙且規則的微納結構，有效增加化鍍金屬粒子與微納結構之間的結合力；通過化學鍍方法在沉積金屬粒子，金屬粒子沉積均勻且均為有效沉積，得到線寬為7μm～9μm的各種復雜電路圖案，可以滿足不同領域、不同系統在石英玻璃上低損耗通電的需求；整個加工過程簡便高效，化學鍍過程能夠實現批量制造，能夠很好地適應工業生產中高效、實惠的需求。

技術領域

本發明涉及微電子加工的技術領域，更具體地，涉及一種在石英玻璃上制備復雜電路圖案的方法。

背景技術

近來電子技術的發展，在光學器件，顯示器，生物芯片和移動通信設備領域，對在玻璃表面上產生導電電路圖案的工藝的工業需求正在迅速增加。玻璃材料的電路圖案可以用于智能電話和各種物聯網(IOT)設備的觸摸屏的邊緣電路中，或者汽車領域，如技術前玻璃加熱和透明天線。然而，由于玻璃的脆性、高硬度、易受熱和不存在化學反應等特性，在玻璃上直接制造電路圖案是困難的。

目前制備精細電路圖案方面主要有兩類：一是，運用激光誘導濕式背向刻蝕的方式在玻璃上制備電路，這種方法前期準備工作麻煩，需要準備吸收體溶液，并且在刻蝕過程中太容易出現氣泡，刻蝕結果不穩定，易影響電路的質量，且制備出的電路寬度約為40μm；二是，在柔性基材上運用激光直接成型技術(LDS)的方法，但是其使用的基材需要經過預加工，在材料內部添加一定的誘導因子，才能達到效果，制樣過程繁瑣，并且對現有材料有很大的限制。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種在石英玻璃上制備復雜電路圖案的方法，先在石英玻璃表面形成粗糙的規則微納結構，使銅粒子穩定地附著在石英玻璃表面，實現在透明玻璃上制備復雜電路圖案。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種在石英玻璃上制備復雜電路圖案的方法，包括以下步驟：

S10.在石英玻璃表面制備吸光層得到待加工石英玻璃；

S20.飛秒激光加工控制系統根據待加工的電路圖案設置飛秒激光器的加工參數，將步驟S10所述待加工石英玻璃加載于XYZ運動平臺，飛秒激光加工控制系統控制XYZ運動平臺運動及控制飛秒激光器工作，實現飛秒激光加工，在待加工石英玻璃表面誘導加工規則的微納結構；

S30.取下飛秒激光加工完成的石英玻璃，清洗去除吸光層，并進行干燥，得到待鍍石英玻璃；

S40.將步驟S30中所述待鍍石英玻璃沒入化學鍍液中，并在60℃～80℃條件下加熱化鍍15min～30min，在所述微納結構處鍍上導電層得到導電石英玻璃，所述電路圖案的寬度為7μm～9μm；

S50.取出步驟S40中所述導電石英玻璃，清洗干燥。

本發明的在石英玻璃上制備復雜電路圖案的方法，首先在石英玻璃表面制備吸光層，吸光層的設置為激光加工起到誘導的作用，能夠使得電路圖案規整化；采用飛秒激光器在石英玻璃表面按預設圖案加工復雜電路圖案，熱影響區較小，沉積只在微納結構的區域形成；通過化學鍍的方法使得導電離子選擇性地沉積在有誘導出微納結構的石英玻璃表面，沉積均勻，形成電路圖案；本發明的方法整個過程快捷、方便、無需其他附加工藝，能夠實現精密電路圖案的低成本制備。

優選地，步驟S10中，所述吸光層為采用油墨筆在需要加工的區域涂寫得到或采用液態油墨在需要加工的區域噴涂得到。油墨的吸光性較好，易于獲得且價格低廉，并且涂敷之后易于擦除；吸光層的設置可誘導飛秒激光器加工得到粗糙且規則的微納結構，以在石英玻璃表面形成平整的電路圖案；且本發明可通過涂敷油墨的厚度來達到不同的電路效果，具有較好的靈活性和較寬的應用范圍。