本发明属于柔性微电子领域，更具体地，涉及一种自清洁柔性导电线路及其制备方法。
背景技术：
柔性导电线路在模塑互联器件(mid)、柔性电路板(fpc)、无线射频识别(rfid)等微电子领域有着非常广泛的应用。随着微电子技术的发展，人们对柔性线路的可靠性、精细化以及工艺的环保性提出了更高的要求。目前柔性电子线路的制备主要是采用减法工艺，即在整个柔性基板上覆盖金属层，然后经过掩膜、曝光、显影、化学蚀刻等步骤形成导电线路。但是这种方法存在工序复杂、材料浪费严重、对环境产生污染、不能灵活地设计导电线路图案以及线路分辨率低等缺点，难以满足新一代柔性电路的生产要求。
因此，采用加成法制备柔性导电线路引起了研究者广泛的兴趣，如喷墨打印、微接触印刷、激光诱导选择性沉积等方法。但是喷墨打印具有油墨制备困难、喷口易堵塞、无法消除卫星点等缺点。微接触印刷使用过程中需要模板并且油墨扩散难以控制。而激光诱导选择性沉积具有污染小、无需掩膜、图形分辨率高等优点，在制备柔性导电线路方面具有广阔的应用前景。cn200510110438提供了一种聚酰亚胺薄膜表面激光诱导选择性化学镀的方法，其主要包含：聚酰亚胺薄膜表面用强碱改性；浸泡在硝酸银溶液中，使薄膜表面束缚银离子；激光辐射使表面银离子还原成金属银粒子；最后化学沉积金属层。该方法加工速度慢，效率低并且边缘选择性不高，不适合大规模工业生产。cn201310549116公开了一种在柔性基板表面形成导电线路的方法，依次包括以下几个步骤：对柔性基板进行粗化；在粗化后基板上沉积氮化金属纳米颗粒层；利用紫外激光对氮化金属纳米颗粒进行活化；表面溅射金属铜层；蚀刻形成导电线路。该方法工艺复杂，生产环境需要真空条件，生产设备的成本高。另外，在蚀刻过程中需要掩膜，还会浪费大量金属铜。cn201410656769涉及一种适合制备精细电路板的方法，其包含：选择合适的基材，切割成合适的尺寸；激光刻蚀线路槽并进行清洁；基材表面和凹槽内壁金属化；电镀填铜；用蚀刻法将铜层减薄。该工艺同样采用蚀刻法，会造成材料浪费严重，对环境产生污染等。cn201510084225是关于制作线路板的激光活化技术方法，主要采用激光在基材表面烧蚀线路轨道图形，并且轨道表面有纳米级孔洞，然后将催化粒子渗透进孔洞，形成催化层，最后采用化学填铜，形成导电线路。这种方法能够方便的实现线路金属化，但是并未对导电线路的结合强度、分辨率以及边缘选择性等进行公开。
由此可见，现有技术制备的导电线路存在可靠性差、结合强度低、分辨率低且线路边缘选择性差的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自清洁柔性导电线路及其制备方法，由此解决现有技术制备的导电线路存在可靠性差、结合强度低、分辨率低且线路边缘选择性差的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种自清洁柔性导电线路的制备方法，包括：
(1)利用波长为256nm-1064nm，单脉冲能量为0.1μj-20μj的激光刻蚀扫描清洁的柔性基板，使得柔性基板表面呈现超疏水性；
(2)再次利用单脉冲能量为1μj-50μj的激光在超疏水性柔性基板上刻蚀线路图案，线路图案呈现超亲水性；
(3)在步骤(2)处理后的柔性基板表面涂覆活化剂，活化剂迅速润湿线路图案；
(4)将步骤(3)处理后的柔性基板置于化学镀液中沉积金属层，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
进一步的，步骤(1)的具体实现方式为：
利用波长为256nm-1064nm，单脉冲能量为0.1μj-20μj的激光刻蚀扫描清洁的柔性基板，当柔性基板表面亲水性基团含量降低并且形成微凸起结构时，柔性基板表面呈现超疏水性。
进一步的，步骤(2)的具体实现方式为：
再次利用单脉冲能量为1μj-50μj的激光在超疏水性柔性基板上刻蚀线路图案，经过激光二次作用的区域表面亲水性基团的含量增加并且形成沟槽结构，使得线路图案呈现超亲水性。
进一步的，步骤(3)的具体实现方式为：
在步骤(2)激光处理后的柔性基板表面涂覆浓度为0.1mol/l～5mol/l的活化剂，活化剂迅速润湿线路图案，而无法润湿线路图案之外呈现超疏水性的区域，5min-30min后用去离子水清洗柔性基板并烘干。
进一步的，步骤(4)的具体实现方式为：
将步骤(3)处理后的柔性基板置于化学镀液中沉积金属层，反应温度控制在40℃-50℃，反应时间为30min-60min，反应完成后取出柔性基板，洗净、烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
进一步的，柔性基板为聚酰亚胺柔性基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯柔性基板或者液晶高分子柔性基板。
进一步的，化学镀液为化学镀铜液、化学镀银液、化学镀金液或者化学镀镍液。
进一步的，活化剂为含有银离子、钯离子、铜离子或者银氨离子的溶液。
按照本发明的另一方面，提供了一种自清洁柔性导电线路，所述自清洁柔性导电线路由上述任意一种自清洁柔性导电线路的制备方法制备得到。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明采用激光表面处理、预置活化剂和化学沉积三者相结合的方法在柔性基板上制备一种具有自清洁性的导电线路。本发明中的方法简单、环保、成本低并且易于批量生产，采用此方法制备的具有自清洁性的柔性导电线路在微电子工业有着重要的应用前景。
(2)本发明制备得到的导电线路之间的区域呈现超疏水性，具有防尘、防潮的优点，线路的可靠性能好。
(3)本发明激光二次作用于需要制备导电线路的区域，柔性基板与金属层之间的结合强度大大提高。
(4)本发明由于需要制备导电线路的区域呈现超亲水性，而其余区域呈现超疏水性，活化剂仅存在于超亲水区域，因此所制备的导电线路分辨率高并且边缘选择性好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种自清洁柔性导电线路的制备方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种自清洁柔性导电线路的制备方法，包括：
(1)利用波长为256nm-1064nm，单脉冲能量为0.1μj-20μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描清洁的柔性基板，当柔性基板表面亲水性基团含量降低并且形成微凸起结构时，根据cassieandbaxter润湿模型，柔性基板表面呈现超疏水性；
(2)再次利用单脉冲能量为1μj-50μj的紫外脉冲激光在超疏水性柔性基板上刻蚀线路图案，经过激光二次作用的区域表面亲水性基团的含量增加并且形成沟槽结构，根据wenzel润湿模型，线路图案呈现超亲水性；
(3)在步骤(2)激光处理后的柔性基板表面涂覆浓度为0.1～5mol/l的活化剂，活化剂迅速润湿线路图案，而无法润湿线路图案之外呈现超疏水性的区域，5min-30min后用去离子水清洗柔性基板并烘干；
(4)将步骤(3)处理后的柔性基板置于化学镀液中沉积金属层，反应温度控制在40℃-50℃，反应时间为30min-60min，反应完成后取出柔性基板，洗净、烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
本发明导电线路之间的区域呈现超疏水性，具有防尘、防潮的优点，线路的可靠性能好、结合强度高、分辨率高、线路边缘选择性好。
实施例1
利用波长为355nm，单脉冲能量为0.1μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描清洁的聚酰亚胺柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为1μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为0.1mol/l的含有银氨离子的溶液，5min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有银氨离子的基材放入化学镀金液中，化学镀金液为普通商用的镀液，温度控制在50℃，镀金时间为50min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例2
利用波长为1064nm，单脉冲能量为0.5μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的聚对苯二甲酸乙二醇酯柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为2μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为0.5mol/l的含有银离子的溶液，10min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有银离子的基材放入化学镀铜液中，化学镀铜液为普通商用的镀液，温度控制在50℃，镀铜时间为50min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例3
利用波长为355nm，单脉冲能量为0.3μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的液晶高分子柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为1.5μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为1mol/l的含有铜离子的溶液，20min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有铜离子的基材放入化学镀银液中，化学镀银液为普通商用的镀液，温度控制在40℃，镀银时间为40min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例4
利用波长为256nm，单脉冲能量为0.2μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的聚酰亚胺柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为1μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为2mol/l的含有钯离子的溶液，30min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有钯离子的基材放入化学镀铜液中，化学镀铜液为普通商用的镀液，温度控制在50℃，镀铜时间为30min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例5
利用波长为532nm，单脉冲能量为1μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的聚对苯二甲酸乙二醇酯柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为3μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为5mol/l的银氨溶液，5min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有银氨离子的基材放入化学镀铜液中，化学镀铜液为普通商用的镀液，温度控制在50℃，镀铜时间为40min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例6
利用波长为532nm，单脉冲能量为20μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的液晶高分子柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为50μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为5mol/l的银氨溶液，30min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有银氨离子的基材放入化学镀镍液中，化学镀镍液为普通商用的镀液，温度控制在40℃，镀镍时间为60min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例7
利用波长为532nm，单脉冲能量为2μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的液晶高分子柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为5μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为5mol/l的银氨溶液，30min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有银氨离子的基材放入化学镀镍液中，化学镀镍液为普通商用的镀液，温度控制在40℃，镀镍时间为60min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
实施例8
利用波长为532nm，单脉冲能量为10μj的纳秒脉冲激光刻蚀扫描洁净的液晶高分子柔性基板，使得基板表面呈现超疏水性。再次利用单脉冲能量为15μj的紫外脉冲激光在超疏水性基板上刻蚀超亲水性的线路图案。在激光处理后的基板表面涂覆浓度为5mol/l的银氨溶液，30min后用去离子水清洗基板并烘干。最后将吸附有银氨离子的基材放入化学镀镍液中，化学镀镍液为普通商用的镀液，温度控制在40℃，镀镍时间为60min。完成后取出，洗净，烘干，得到具有自清洁性的柔性导电线路。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。