柔性基材电路板及金属钉扎层的制备方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种柔性基材电路板及金属钉扎层的制备方法和设备，其中，该金属钉扎层的制备方法包括：利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源，向基底层注入第一金属元素，对所述基底层进行清洗；利用磁过滤阴极真空弧(FCVA)离子源，在清洗后的基底层表面，磁过滤沉积得到第一金属膜层；利用所述MEVVA离子源，向所述第一金属膜层表面注入第二金属元素，形成金属钉扎层。因此，采用本发明的制备方法和设备制备得到的金属钉扎层和柔性基材电路板具有很高结合力和抗剥离性。
【专利说明】柔性基材电路板及金属钉扎层的制备方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】，特别涉及一种柔性基材电路板及金属钉扎层的制备方法和设备。
【背景技术】
[0002]起初，柔性线路板(FPC)只应用于军事、航天等特殊行业，但随着科技进步和多种信息终端设备的发展，FPC逐渐被运用到民用和商业等领域，与刚性线路板一样，FPC取得了极大的发展。但相比刚性线路板，FPC的体积更小，重量更轻，可以实现弯折挠曲、立体三维组装。
[0003]随着科技的不断进步发展，对FPC的需求也随之增高。目前，通常采用粘合剂将铜箔贴于柔性塑料基板，来制备FPC。但是，本发明的发明人发现:
[0004]粘合剂形成的基底材料已不能满足高密度的组装要求。并且，现有的FPC所采用的基材电路板中，各膜层(如膜基材与导电层)之间经过电路图案形成工序或电解工序等后续工序时，经常会发生结合强度下降和容易剥落等问题。可见，现有制造方法形成的膜层结合力不足，抗剥离强度较弱，难于适用于严酷环境。因此，基材电路板有待进一步提高各膜层之间的结合力。
【发明内容】
[0005]有鉴于此,本发明实施例的目的之一在于提出一种金属钉扎层的制备方法和设备，能够制备得到具有很高结合力和抗剥离性的金属钉扎层。
[0006]进一步来讲，该金属钉扎层的制备方法包括:利用金属蒸汽真空弧(MEVVA，MetalVapor Vacuum Arc)离子源，向基底层注入第一金属元素,对所述基底层进行清洗；利用磁过滤阴极真空弧(FCVA)离子源，在清洗后的基底层表面，磁过滤沉积得到第一金属膜层；利用所述MEVVA离子源，向所述第一金属膜层表面注入第二金属元素，形成金属钉扎层。
[0007]可选地，在一些实施例中，所述基底层为聚酰亚胺聚合物。和/或，所述第一金属膜层为Ni膜层或者Cu膜层，且厚度为3?10nm。
[0008]可选地，在一些实施例中，所述第一金属元素为Ni或者Cu，其注入电压为4?8kV,束流强度为I?4mA,注入剂量为I X 115?I X 1016/cm2，注入深度为70?120nm。
[0009]可选地，在一些实施例中，所述第二金属元素为Ni或Cu，其注入电压为10?15kV，注入金属束流强度为I?4mA，注入剂量为I X 115?5 X 11Vcm2。
[0010]可选地，在一些实施例中，金属钉扎层的制备方法还包括:利用所述FCVA离子源，在所述金属钉扎层上，磁过滤沉积出金属覆盖层；其中，所述金属覆盖层的金属元素为Ni或Cu，且厚度为10?30nm ;所述磁过滤沉积时，弧流为90?150A，弯管磁场电流为1.0?4.0A0
[0011]相应地，本发明实施例提出的金属钉扎层的制备设备用于实施上述任一所述的金属钉扎层的制备方法，该金属钉扎层的制备设备包括:注入装置，配置为利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源，向基底层注入第一金属元素，对所述基底层进行清洗；沉积装置，配置为利用所述FCVA，在清洗后的基底层表面沉积得到第一金属膜层；所述注入装置，还配置为利用所述MEVVA离子源向所述第一金属膜层表面注入第二金属元素，形成金属钉扎层。
[0012]可选地，在一些实施例中，所述沉积装置还配置为:利用所述FCVA，在所述金属钉扎层上沉积金属覆盖层。
[0013]相对于现有技术，本发明各实施例具有以下优势:
[0014]本发明实施例提出的金属钉扎层的制备方法和设备，在基底层上，先通过由MEVVA离子源注入的第一金属元素，对基底层进行清洗和浸润，再通过FCVA离子源在处理后的基底层上沉积的第一金属膜层，然后利用MEVVA离子源将更高能量的第二金属元素注入，使聚酰亚胺膜表面沉积的薄金属原子获得反冲能量进入基底层内，形成与基底层相混合的金属钉扎层结构，这样形成的金属钉扎层结构与基底层的结合力非常好，从而使其抗剥离强度得以增强。
[0015]本发明实施例的另一目的在于提出一种柔性基材电路板的制备方法和设备，能够制备得到具有很高结合力和抗剥离性的柔性基材电路板。
[0016]该柔性基材电路板的制备方法包括:清洗柔性基材；在所述柔性基材表面，前述任一种所述的金属钉扎层的制备方法制备金属钉扎层；在所述金属钉扎层上进行金属沉积，形成金属覆盖层；在所述金属覆盖层上刻蚀所需的电路。
[0017]相应地，本发明实施例提出的柔性基材电路板的制备设备包括:前述任一种的金属钉扎层的制备设备；刻蚀装置，配置为在所述金属覆盖层上刻蚀所需的电路。
[0018]本发明实施例提出的柔性基材电路板的制备方法和设备，通过对柔性基材进行清洗和浸润，再通过将更高能量的金属元素注入，使聚酰亚胺膜表面沉积的薄金属原子获得反冲能量进入基底层内，形成与基底层相混合的金属钉扎层结构，这样形成的金属钉扎层结构与基底层的结合力非常好，从而使其抗剥离强度得以增强。
[0019]另外，本发明实施例还提出一种根据上述任一种技术方案所述的柔性基材电路板的制备方法和设备制造的柔性基材电路板；其中，所述柔性基材电路板的包括:基底层、金属膜层、金属钉扎层、沉积于所述金属钉扎层之上的金属覆盖层、以及在所述金属覆盖层上的电路层。
[0020]此外，本发明实施例又一目的在于提出一种终端设备，该终端设备设置有上述任一技术方案所述的柔性基材电路板。
[0021]由于上述任一种柔性基材电路板的制备方法和设备具有上述技术效果，因此，使用上述柔性基材电路板的制备方法和设备获得的柔性基材电路板、以及设置有该柔性基材电路板的终端设备也应具备相应的技术效果，兹不赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]构成本发明实施例一部分的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0023]图1为本发明实施例提供的金属钉扎层的制备方法的流程示意图；
[0024]图2为本发明实施例提供的金属钉扎层的结构示意图；
[0025]图3为本发明实施例提供的FCVA沉积系统的结构示意图；
[0026]图4为本发明实施例提供的MEVVA注入系统的结构示意图；
[0027]图5为本发明实施例提供的三种不同情况下导电铜层和聚酰亚胺基底的结合力和表面能意图；
[0028]图6为本发明实施例提供的MEVVA离子注入后聚酰亚胺膜表面的元素成分示意图。
[0029]附图标记说明
[0030]100聚酰亚胺膜基底
[0031]110金属钉扎层
[0032]120金属覆盖层
[0033]200 FCVA 阴极
[0034]210触发电极
[0035]220 阳极
[0036]230 导管
[0037]240 磁场
[0038]300 MEWA 阴极
[0039]310引出电极
[0040]320抑制二次电子电极
【具体实施方式】
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以相互组口 ο
[0043]下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明:
[0044]方法实施例
[0045]随着柔性线路板的广泛应用，对抗剥离强度等性能的要求越来越高，制备出高结合强度的过渡层对柔性线路板的未来的发展显得非常重要。这里，提供一种可以在严酷环境下使用的高结合强度的金属钉扎层的制造方法。
[0046]需要说明的是，本实施例中，在基底层上制备金属钉扎层，选用的基底层可为聚酰亚胺聚合物，如聚酰亚胺膜(PI film,polyimide film)。此处，基底为聚酰亚胺聚合物，聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种，由于具有优越的综合性能。聚酰亚胺薄膜又是一种新型的耐高温有机聚合物薄膜，是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)在极强性溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)中经缩聚并流涎成膜，再经亚胺化而成。
[0047]参照图1，其示出了本实施例的金属钉扎层的制备方法，该制备方法包括以下步骤:
[0048]SlOO:利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源，向基底层注入第一金属元素，对基底层进行清洗。
[0049]其中，本步骤为前期金属离子注入清洗处理过程，利用高能金属离子注入聚酰亚胺膜，能够溅射掉使其表面吸附微尘气体等，提高其表面的洁净度。并且，MEVVA离子源对聚酰亚胺进行金属元素注入，注入过程中由于金属元素具有一定的能量能够对聚酰亚胺膜表面的物理吸附或者化学吸附的杂质有一定的溅射作用，且能够形成浅注入的金属掺杂层。
[0050]另外，在沉积金属钉扎层之前，通过将高能金属离子注入聚酰亚胺膜层，能够使聚酰亚胺膜层表面部分有机基团打断，提高其表面能，增强其表面浸润性，能够使后续沉积的薄金属能够最大限度的紧贴聚酰亚胺表面。
[0051]需要指出的是，SlOO中，第一金属元素可采用Ni或者Cu。作为一种可选实施方式，第一金属元素的注入电压为4?8kV，束流强度为I?4mA (含端值)，注入剂量为I X 115?IX 11Vcm2 (含端值)，注入深度为70?120nm(含端值)。
[0052]S102:利用磁过滤阴极真空弧(FCVA)离子源，在清洗后的基底层表面，磁过滤沉积得到第一金属膜层。
[0053]本步骤中，可选的是，第一金属膜层可为Ni膜层或者Cu膜层，且厚度为3?10nm。
[0054]S104:利用MEVVA离子源，向第一金属膜层表面注入第二金属兀素，形成金属钉扎层。
[0055]本步骤中，通过利用MEVVA离子源，将更高能量的离子注入能够使聚酰亚胺膜表面沉积的薄金属原子获得反冲能量进入聚酰亚胺膜内，能够形成50nm左右的与聚酰亚胺混合的金属钉扎层结构，这样形成钉扎层结构与聚酰亚胺膜基底结合力非常好。
[0056]这样，上述金属钉扎层以聚酰亚胺膜为基底，通过在聚酰亚胺膜上制备金属过渡层——金属钉扎层:由MEVVA离子源注入的Ni和Cu中的一种元素、及FCVA离子源沉积的Ni和Cu中一种或者两种元素构成，从而提高聚酰亚胺膜与金属钉扎层之间的结合强度，使其抗剥离强度得以增强。
[0057]在S104中，作为一种可选的实施方式，第二金属元素可采用Ni或者Cu。第二金属元素的注入电压为10?15kV(含端值)，注入金属束流强度为I?4mA (含端值)，注入剂量为I X 115?5 X 11Vcm2 (含端值)。
[0058]基于上述各实施例以及各可选实施方式，上述金属钉扎层的制备方法还可包括以下步骤:
[0059]S106:利用所述FCVA离子源,在金属钉扎层上,磁过滤沉积出金属覆盖层。其中，金属覆盖层的金属元素为Ni或Cu,且厚度可为10?30nm(含端值)。
[0060]需要说明的是，上述各实施例中，在执行磁过滤沉积操作时，弧流为90?150A，弯管磁场电流为1.0?4.0A。可选的是，弧流可采用100A，弯管磁场电流可为2.0A。
[0061]上述各实施例中，由MEVVA离子源注入的Ni和Cu中的一种元素、及FCVA离子源沉积的Ni和Cu中一种或者两种元素构成聚酰亚胺基底上强结合力的金属钉扎层，如图2所示的金属钉扎层，在聚酰亚胺基底上制备得到，并具有如下结构:基底聚酰亚胺膜100、金属钉扎层110、及金属覆盖层120。其中，基底聚酰亚胺膜100与金属钉扎层110形成一体化，二者之间具有较高的结合力，抗剥离强度高。
[0062]下面，在结合一实例，在具体实施过程中，对上述的金属钉扎层的制备方法作进一步说明:
[0063]首先，在聚酰亚胺膜层表面，利用高压MEVVA源注入Ni或者Cu元素，注入电压在4?8kV之间，注入金属元素时束流强度在I?4mA，注入剂量为I X 115?I X 1lfVcm2之间，注入深度在70?120nm。
[0064]然后，再利用FCVA系统在表面沉积一层很薄的Ni或者Cu膜层，厚度在3?1nm之间，FCVA系统在注入后的聚酰亚胺膜表面沉积一层厚度约为3?1nm左右的Ni或者Cu (无组合顺序)中的一种。
[0065]需要注意的是，Ni或者Cu膜层这一层的厚度不宜过厚，太厚会使得在聚酰亚胺膜/金属界面的金属原子不能够获得足够的反冲能量进入聚酰亚胺膜层内部。
[0066]接着，再利用MEVVA离子源在沉积薄膜表面注入Ni或者Cu金属元素，注入电压在10?15kV之间，注入剂量为IX 115?5X 11Vcm2之间，注入金属束流强度I?4mA。
[0067]最后,可利用FCVA离子源沉积Ni或者Cu形成金属覆盖层。这样,采用上述方式形成的金属过渡层和聚酰亚胺膜形成一体化，因而能使金属过渡层与聚酰亚胺膜层抗剥离强度提高明显，在各种严酷条件下工作稳定性和可靠性均较高。
[0068]另外，本发明实施例还提出一种柔性基材电路板的制备方法，该柔性基材电路板的制备方法包括:
[0069]S200:清洗柔性基材；
[0070]S202:在所述柔性基材表面，根据前述任一实施例所述的金属钉扎层的制备方法制备金属钉扎层；
[0071]S204:在所述金属钉扎层上进行金属沉积，形成金属覆盖层；
[0072]S206:在所述金属覆盖层上刻蚀所需的电路。
[0073]上述实施例通过对柔性基材进行清洗和浸润，再通过将更高能量的金属元素注入，使聚酰亚胺膜表面沉积的薄金属原子获得反冲能量进入基底层内，形成与基底层相混合的金属钉扎层结构，这样形成的金属钉扎层结构与基底层的结合力非常好，从而使其抗剥离强度得以增强。
[0074]设各实施例
[0075]为实现上述金属钉扎层的制备方法，基于上述各实施例，本实施例提出一种金属钉扎层的制备设备，该制备设备包括如下装置:注入装置及沉积装置。
[0076]其中，注入装置用于利用MEVVA离子源，向所述基底层注入第一金属元素，对所述基底层进行清洗。
[0077]需要说明的是，MEVVA离子源主要由等离子体产生区和离子束引出区组成，等离子体产生区也就是金属蒸汽真空弧放电区。MEVVA离子注入就是采用MEVVA离子源产生的载能离子束轰击材料表面，对工件表面进行离子注入，从而改变材料表面的物理、化学性能的过程，使得薄膜与工件基体能够牢固地结合。
[0078]沉积装置用于利用所述FCVA，在清洗后的基底层表面沉积得到第一金属膜层。注入装置还用于利用所述MEVVA离子源向所述第一金属膜层表面注入第二金属元素，形成金属钉扎层。
[0079]上述金属钉扎层的制备设备中，沉积装置还用于:利用所述FCVA离子源，在所述金属钉扎层上沉积金属覆盖层。
[0080]需要指出的是，上述各实施例中，沉积装置可采用如图3所示的FCVA离子源沉积系统，该FCVA离子源沉积系统包括:FCVA阴极200、触发电极210、阳极220、导管230以及磁场240。
[0081]另外，上述各实施例中，注入装置可采用如图4所示的MEVVA离子源注入系统，该MEVVA离子源注入系统包括=MEVVA阴极300、引出电极310以及抑制二次电子电极320。
[0082]下面结合金属钉扎层的制作工艺流程，对上述制备设备作进一步说明:
[0083]1、基底层检测:
[0084]上述实施例中，基底可为聚酰亚胺聚合物，在制备开始前，检测装置对基底层进行确认，准备开始金属钉扎层的制备。
[0085]2、前期金属离子注入清洗:
[0086]注入装置可采用MEVVA离子源注入系统,其利用MEVVA源对聚酰亚胺进行金属元素注入，注入过程中由于金属元素具有一定的能量能够对聚酰亚胺膜表面的物理吸附或者化学吸附的杂质有一定的溅射作用，且能够形成浅注入的金属掺杂层。
[0087]3、金属钉扎层结构形成:
[0088]沉积装置可采用FCVA离子源沉积系统，其利用FCVA源沉积Cu或者Ni膜3?1nm左右。
[0089]然后，利用MEVVA离子源注入系统在3?1nm的Cu或者Ni膜上注入Cu或者Ni，形成与聚酰亚胺膜亚一体化的金属钉扎层结构。
[0090]4、金属覆盖层结构:
[0091]利用FCVA离子源沉积系统沉积的金属覆盖层,金属覆盖层元素为Ni和Cu厚度为10 ?30nm。
[0092]为实现上述柔性基材电路板的制备方法，基于上述各实施例，本实施例提出一种柔性基材电路板的制备设备，该制备设备包括:注入装置、及沉积装置、及刻蚀装置。其中:
[0093]注入装置用于清洗柔性基材，并在所述柔性基材表面制备金属钉扎层。
[0094]沉积装置用于在所述金属钉扎层上进行金属沉积，形成金属覆盖层。
[0095]刻蚀装置用于在所述金属覆盖层上刻蚀所需的电路。
[0096]可选的是，上述实施例中，上述注入装置可进一步包括:第一注入装置和第二注入
>J-U ρ?α装直。
[0097]其中:
[0098]第一注入装置用于利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源和磁过滤阴极真空弧(FCVA)离子源，向所述基底层注入Cu或者Ni，对所述基底层进行清洗；其中，Cu或者Ni的注入电压为4?8kV，束流强度为I?4mA，注入剂量为I X 115?I X 1016/cm2，注入深度为70 ?120nm。
[0099]第二注入装置用于利用所述MEVVA离子源向所述Cu或者Ni膜层表面注入Cu或者Ni，形成金属钉扎层；其中，Cu或者Ni的注入电压为10?15kV，注入金属束流强度为I?4mA，注入剂量为 IXlO15 ?5 X 11Vcm2。
[0100]作为一种可选的实施方式，上述沉积装置可进一步包括:
[0101]第一沉积装置，用于利用所述FCVA离子源，在所述金属钉扎层上，磁过滤沉积出金属覆盖层；其中，所述金属覆盖层的金属元素为Ni或Cu，厚度为10?30nm;
[0102]第二沉积装置，用于利用FCVA离子源，在清洗后的柔性基材表面，磁过滤沉积得到Cu膜层或者Ni膜层；其中，所述Ni膜层或者Cu膜层的厚度为3?10nm。
[0103]需要指出的是，上述各实施例中，沉积装置可采用如图3所示的FCVA离子源沉积系统，该FCVA离子源沉积系统包括:FCVA阴极200、触发电极210、阳极220、导管230以及磁场240。
[0104]另外，上述各实施例中，注入装置可采用如图4所示的MEVVA离子源注入系统，该MEVVA离子源注入系统包括=MEVVA阴极300、引出电极310以及抑制二次电子电极320。
[0105]上述实施例中通过对柔性基材进行清洗和浸润，再通过将更高能量的金属元素注入，使聚酰亚胺膜表面沉积的薄金属原子获得反冲能量进入基底层内，形成与基底层相混合的金属钉扎层结构，这样形成的金属钉扎层结构与基底层的结合力非常好，从而使其抗剥离强度得以增强。
[0106]某板实施例
[0107]随着聚酰亚胺膜在柔性线路板中的广泛应用，对抗剥离强度等性能的要求越来越高，制备出高结合强度的过渡层对柔性线路板的未来的发展显得非常重要。这里，提出一种可以在严酷环境下使用的高结合强度的以聚酰亚胺膜为基底的柔性线路板。
[0108]本实施例中，该柔性电路板的基板设置有:根据上述任一方法实施例所述的金属钉扎层的制备方法、以及采用上述任一设备实施例所述的金属钉扎层的制备设备，制备得到的金属钉扎层。
[0109]其中，该柔性电路板的基板包括:基底层、金属钉扎层、及沉积于所述金属钉扎层之上的金属覆盖层。
[0110]上述各方法实施例对金属钉扎层的制造过程已作详细说明，此处不再赘述，相关内容参加前述各实施例。
[0111]需要说明的是，上述实施例中，柔性线路板所需Cu箔厚度可通过电镀等方法进行加厚，这种方法可以在聚酰亚胺膜上制造O?50微米的Cu箔，其最大优点在于能够很方便的制备小于8微米且结合力优异的铜箔(常规压层法中只能制备大于8微米Cu箔)。
[0112]另外，本发明实施例还提出一种终端设备，该终端设备设置有上述任一实施例所述的柔性基材电路板。
[0113]由于上述任一种柔性基材电路板的制备方法和设备具有上述技术效果，因此，使用上述柔性基材电路板的制备方法和设备获得的柔性基材电路板、以及设置有该柔性基材电路板的终端设备也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
[0114]下面通过三个对比试验，对金属钉扎层及设置有该金属钉扎层的柔性电路板进行性能分析:
[0115]实例一:(无钉扎层结构)
[0116]以美国杜邦公司生产的PI 100HN型聚酰亚胺膜作为基材，按以下方式对聚酰亚胺膜层进行双面处理:
[0117]I)磁过滤沉积Cu膜过渡层，条件弧流为100A，弯管磁场电流2.0A,沉积厚度20nmo
[0118]2)在硫酸铜溶液中电镀形成厚度为20 μ m的铜膜。
[0119]实例二:(选择Cu金属为钉扎层结构元素)
[0120]I)清洗:离子注入Cu元素条件:注入高压6kV，注入束流强度3mA，注入剂量3X1015 ；
[0121 ] 2)磁过滤沉积Cu膜条件:弧流100A，弯管磁场电流2.0A,沉积厚度8nm ；
[0122]3)对Cu薄层进行Cu离子注入形成钉扎层条件:加速电压12kV，束流5mA，注入剂量 3X 11Vcm2 ；
[0123]4)覆盖:磁过滤沉积Cu膜覆盖层条件:弧流100A，弯管磁场电流2.0A,沉积厚度20nm ；
[0124]5)最后在硫酸铜溶液中电镀形成厚度为20 μ m的铜膜。
[0125]实例三:(选择Ni金属钉扎层结构元素)
[0126]I)离子注入Ni元素条件:注入高压6kV，注入束流强度3mA，注入剂量3 X 1015。
[0127]2)磁过滤沉积Ni膜条件:弧流100A，弯管磁场电流2.0A,沉积厚度8nm。
[0128]3)对Ni薄层进行Ni离子注入形成钉扎层条件:加速高压12kV，束流5mA，注入剂量 3X 11Vcm2。
[0129]4)磁过滤沉积Cu膜覆盖层条件:弧流100A，弯管磁场电流2.0A,沉积厚度20nm。
[0130]5)在硫酸铜溶液中电镀形成厚度为20 μ m的铜膜。
[0131]下面，以IPC-TM_650(美国印刷电路工业协会标准试验法)中的方法，来测定膜基材与导电层之间的剥离强度。试验方法为:
[0132]将长方形试验条200mmX 1mm的聚酰亚胺膜侧粘接固定在圆盘的外周，然后夹具以10mm/min的速度与聚酰亚胺膜基底成90度方向剥离,测定所需的载重(kg/cm)。
[0133]参照图5,其不出了三种不同试验导电铜层和聚酰亚胺基底的结合力和表面能。图中，横坐标分别为:三种实例中，没有钉扎层结构P1、Cu为钉扎层结构元素的Cu-P1、Ni为钉扎层结构元素的N1-PI。纵坐标为:表面能(左)和结合力(右)。
[0134]从图5中可以发现，以Ni为钉扎层结构元素时，聚酰亚胺膜和金属铜的结合力高达1.lkg/cm,以Cu为钉扎层结构元素时,聚酰亚胺膜和金属铜的结合力为0.95kg/cm,而无钉扎层结构时，聚酰亚胺膜和金属铜的结合力小于0.lkg/cm，结合力提高可以显而易见。而且，从图5中还可以看出，随着离子元素的注入聚酰亚胺表面能也增加，浸润性也随之提闻。
[0135]参照图6，为MEVVA离子注入后表面元素成分，横坐标分别为:三种实例中，没有钉扎层结构P1、Cu为钉扎层结构元素Cu-P1、Ni为钉扎层结构元素N1-PI。纵坐标为元素C、
O、N以及金属M的含量。
[0136]从图6所示的聚酰亚胺膜表面的XPS图中，可以看到由于金属元素的注入使得聚酰亚胺膜表面元素发生了变化:c元素含量增加，O和N元素减少，元素的减少说明:聚酰亚胺膜层内苯环或者酰亚胺环断裂，同时C和金属相对含量的增加说明了新键的形成，这能够从微观方面解释结合力的增加。
[0137]综上，采用MEVVA源以及FCVA系统在聚酰亚胺膜的表面形成一层结合力好的金属钉扎层，形成钉扎层后在其上通过电解电镀等堆积金属，刻蚀堆积的金属形成所需电路图案。这类结构结合力非常好，原因可分析如下:
[0138]1、前期高能金属离子注入聚酰亚胺膜能够溅射掉使其表面吸附微尘气体等，提高其表面的洁净度；
[0139]2、前期高能金属离子注入聚酰亚胺膜层能够使聚酰亚胺膜层表面部分有机基团打断，提高其表面能，增强其表面浸润性，能够使后续沉积的薄金属能够最大限度的紧贴聚酰亚胺表面。
[0140]3、后期更高能量的离子注入能够使聚酰亚胺膜表面沉积的薄金属原子获得反冲能量进入聚酰亚胺膜内，能够形成50nm左右的金属与聚酰亚胺混合的钉扎层结构，所以这样形成金属钉扎层结构与聚酰亚胺膜基底结合力很好。
[0141]综合三个方面的原因，这种制造方法形成的膜层不存在经过电路图案形成工序或电解工序等后续工序时聚酰亚胺层和金属膜层之间的结合强度下降和容易剥落的问题。
[0142]另外，由于上述任一种金属钉扎层的制备方法和设备具有上述技术效果，因此，使用上述金属钉扎层的制备方法和设备获得的金属钉扎层、以及设置有该金属钉扎层的基板也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
[0143]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。所述存储装置为非易失性存储器，如:R0M/RAM、闪存、磁碟、光盘等。
[0144]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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种金属钉扎层的制备方法，其特征在于，包括: 利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源，向基底层注入第一金属元素，对所述基底层进行清洗； 利用磁过滤阴极真空弧(FCVA)离子源，在清洗后的基底层表面，磁过滤沉积得到第一金属膜层； 利用所述MEVVA离子源，向所述第一金属膜层表面注入第二金属元素，形成金属钉扎层。
2.根据权利要求1所述的金属钉扎层的制备方法，其特征在于: 所述基底层为聚酰亚胺聚合物；和/或， 所述第一金属膜层为Ni膜层或者Cu膜层，且厚度为3?10nm。
3.根据权利要求2所述的金属钉扎层的制备方法，其特征在于: 所述第一金属元素为Ni或者Cu，其注入电压为4?8kV，束流强度为I?4mA，注入剂量为I X 115?I X 11Vcm2,注入深度为70?120nm ； 和/或， 所述第二金属元素为Ni或Cu，其注入电压为10?15kV，注入金属束流强度为I?4mA，注入剂量为I X 115?5 X 11Vcm2。
4.根据权利要求2或3所述的金属钉扎层的制备方法，其特征在于，该方法还包括: 利用所述FCVA离子源，在所述金属钉扎层上，磁过滤沉积出金属覆盖层； 其中，所述金属覆盖层的金属元素为Ni或Cu,且厚度为10?30nm ;所述磁过滤沉积时，弧流为90?150A，弯管磁场电流为1.0?4.0A。
5.一种金属钉扎层的制备设备，其特征在于，包括: 注入装置，配置为利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源，向基底层注入第一金属元素，对所述基底层进行清洗； 沉积装置，配置为利用所述FCVA，在清洗后的基底层表面沉积得到第一金属膜层；所述注入装置还配置:利用所述MEVVA离子源向所述第一金属膜层表面注入第二金属兀素，形成金属钉扎层。
6.根据权利要求5所述的金属钉扎层的制备设备，其特征在于，所述沉积装置还配置:利用所述FCVA，在所述金属钉扎层上沉积金属覆盖层。
7.—种柔性基材电路板的制备方法，其特征在于，包括: 清洗柔性基材； 在所述柔性基材表面，根据权利要求1至4任一项所述的金属钉扎层的制备方法制备金属钉扎层； 在所述金属钉扎层上进行金属沉积，形成金属覆盖层； 在所述金属覆盖层上刻蚀所需的电路。
8.—种柔性基材电路板的制备设备，其特征在于，包括: 根据权利要求5或6所述的金属钉扎层的制备设备； 刻蚀装置，配置为在所述金属覆盖层上刻蚀所需的电路。
9.一种采用如权利要求7所述的柔性基材电路板的制备方法制造的柔性基材电路板；其中，所述柔性基材电路板包括:基底层、金属膜层、金属钉扎层、沉积于所述金属钉扎层之上的金属覆盖层、以及在所述金属覆盖层上的电路层。
10.一种终端设备，其特征在于，该终端设备设置有权利要求9所述的柔性基材电路板。
【文档编号】C23C14/46GK104372295SQ201410494856
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】廖斌, 吴先映, 张旭, 张荟星, 陈琳 申请人:北京师范大学