在聚酰亚胺树脂上形成无机薄膜图案的方法技术

本发明专利技术提供了一种在聚酰亚胺树脂上形成无机薄膜图案的方法，其包括：步骤（１），在聚酰亚胺树脂表面之上，形成厚度为０．０１～１０μｍ的抗碱性保护膜；步骤（２），将位于形成无机薄膜图案位置上的所述抗碱性保护膜和所述聚酰亚胺树脂表面部分去除，以形成凹入部分；步骤（３），将所述凹入部分中的聚酰亚胺树脂与碱性水溶液接触，以打开所述聚酰亚胺树脂的酰亚胺环，如此生成羧基基团，由此形成具有羧基基团的聚酰亚胺树脂；步骤（４），将所述具有羧基基团的聚酰亚胺树脂与含金属离子的溶液接触，如此生成所述羧基基团的金属盐；和步骤（５），在所述聚酰亚胺树脂表面上，将所述金属盐以金属、金属氧化物或半导体形式析出，如此形成所述无机薄膜图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其中在聚酰亚胺树脂表面上，以精细图案如电路图案的方式形成无机薄膜。
技术介绍
各种方法已经被用于在由聚酰亚胺树脂制成的基体材料如聚酰亚胺膜表面上形成电路图案的方法中。其中，干燥工艺如真空蒸发法和溅射法是公知的方法，其能够很好地形成具有优异的紧密粘合可靠性的精细电路图案。但是，存在的问题是，这样的方法需要昂贵的装置，并且，其产率较低，并因此成本较高。因此，相减(subtractive)法是形成电路图案最通用的一种方法，其中聚酰亚胺树脂基体材料的整个表面被涂覆上一层金属膜，以制备涂覆有金属的材料，并且将位于多余位置上的金属膜通过照相平板印刷法，采用目前已广泛采用的蚀刻处理来去除。在涂覆有金属的材料中，聚酰亚胺树脂基体材料与金属膜之间的粘着力通过锚定效应来保证，其中基体材料表面被制成粗糙的，或者通过粘合剂来保证。虽然这种相减法具有优异的产率，并且适用于相对容易地形成电路图案的方法，但是在制备电路图案中需要将许多金属膜去除，因此存在的问题是，产生很多无用的金属材料。此外，近些年来，作为高密度电子电路基体发展趋势的结果，存在对于更精细电路图案的需求，但是在相减法中，由于产生过度蚀刻和存在粘合剂或由于基体表面粗糙化加工形成的不平坦，存在的另外一个问题是，难以满足形成精细电路图案的需求。出于对上述问题的考虑，存在各种对用来代替相减法形成电路图案的方法的研究。例如附加(additive)法，它是一种照相平板印刷法，其中在基体整个表面上涂布光敏性树脂，使用紫外线辐射电路形成位置之外的位置，以使其固化，并且随后通过溶剂去除未固化的位置，以形成电路图案形状，并且使用非电解电镀法将电路图案直接形成于基体表面之上。所述非电解电镀法是一种利用溶液中氧化-还原反应的方法，并且将金属膜形成于赋予了电镀催化剂核的基体表面之上。与前述的干燥工艺相比较，这种附加法具有优异的产率；与相减法比较，它能够形成精细电路图案。但是，由于难以保证聚酰亚胺树脂基体材料与金属膜之间的粘着力，存在的问题是紧密粘合可靠性较低。在附加法中存在的另外一个问题是，其步骤复杂，并且形成精细电路图案必需昂贵的生产设备，结果是成本较高。进一步，作为一种以较低成本容易地形成精细电路的方法，喷墨法已受到公众关注。在喷墨法中，由金属纳米颗粒组成的油墨，从喷墨嘴以图案形式被喷射到基体表面之上，并且在涂布之后，对其进行退火处理，以形成包含精细金属膜的电路图案。但是，在通过喷墨系统喷射和涂布金属颗粒时，如果基体表面单位面积上的金属纳米颗粒数目不充足，存在的可能性是，由于退火处理后金属纳米颗粒中的烧结而导致的收缩，所获得的金属膜被破坏；同时当金属纳米颗粒数目过量时，存在的可能性是，退火之后形成的金属膜的平整度和光洁度损失，因而存在的问题是，对于在基体上涂布多少数量的金属纳米颗粒的控制非常严格。此外，由于它们的性质，金属纳米颗粒的金属组分和基体很难实现足够可靠的紧密粘合。进一步，由于退火处理后纳米颗粒中的烧结而导致的收缩，还有尺寸精确度的问题。近些年来，提出了一种形成具有优异紧密粘合可靠性的电路图案的方法，其中使用碱水溶液处理聚酰亚胺树脂基体材料表面，以形成羧基基团，将金属离子与所述羧基基团络合，以形成羧基基团的金属盐，通过光掩模用紫外线辐照所述聚酰亚胺树脂基体材料，使得金属离子选择地被还原，以形成金属膜，并且如果需要，通过电镀法(例如参考文献1)将金属膜增厚。在通过这种方法形成的金属膜中，其一部分被嵌入到聚酰亚胺树脂之中，因此能很好地实现金属膜与聚酰亚胺树脂基体表面之间可靠的紧密粘合。JP 2001-73159A但是，在如参考文献1中通过光掩模用紫外线辐照形成图案的方法中，难以应对作为高密度电路基体发展趋势所要求的非常精细电路图案。此外，所获得的金属膜厚度在nm水平，在多数电路图案应用中必须增加膜厚度。这样，必须在所获得金属膜的电路图案之上通过电镀法将金属膜析出。但是，在电镀法中，金属膜以各向同性的方式析出，由此在增加膜厚度之后存在恶化图案精确度的风险，同时，紧密粘合可靠性降低。为了解决这个问题，提出了一种方法，例如，其中在基体表面形成高分子膜，其位于形成电路图案之外的位置，并随后通过电镀法增加厚度，但是存在的问题是，步骤变得复杂，结果成本较高。
技术实现思路
出于对上述背景的考虑实现了本专利技术，并且本专利技术的目的是，提供了一种，由此无机薄膜能够以高可靠性的紧密粘合和高图案精确度形成于聚酰亚胺树脂表面之上，并且也提供了一种制备用于形成无机薄膜的具有改性表面的聚酰亚胺树脂的方法。专利技术人为考查该问题进行了深入研究。结果发现，通过下面的方法可以实现前述目的。基于这个发现，实现了本专利技术。本专利技术主要涉及以下方面1.一种，其包括步骤(1)，在聚酰亚胺树脂表面之上，形成厚度为0.01～10μm抗碱性保护膜；步骤(2)，将位于形成无机薄膜图案位置上的所述抗碱性保护膜和所述聚酰亚胺树脂表面部分去除，以形成凹入部分；步骤(3)，将所述凹入部分中聚酰亚胺树脂与碱性水溶液接触，以打开所述聚酰亚胺树脂酰亚胺环，如此生成羧基基团，由此形成具有羧基基团的聚酰亚胺树脂；步骤(4)，将所述具有羧基基团的聚酰亚胺树脂与金属离子接触，如此生成所述羧基基团金属盐；和步骤(5)，在所述聚酰亚胺树脂表面上，将所述金属盐以金属、金属氧化物或半导体形式析出如此形成所述无机薄膜图案。依据第1项的上述专利技术，使碱性水溶液只作用于未涂覆抗碱性保护膜的凹入部分，使得在所述聚酰亚胺树脂之上形成羧基基团，并且在所述凹入部分内表面上，析出金属、金属氧化物或半导体，由此能够形成无机薄膜，并且能够在位于形成图案位置上的所述凹入部分中，形成所述无机薄膜。这样，能够以高可靠性的紧密粘合和高图案精确度形成所述无机薄膜。2.依据第1项，其中，在步骤(2)中，通过激光辐照或者真空紫外线辐照去除所述抗碱性保护膜和所述聚酰亚胺树脂表面部分，形成所述凹入部分。依据第2项的上述专利技术，当进行激光辐照或者真空紫外线辐照时，不仅所述抗碱性保护膜而且所述聚酰亚胺树脂表面部分都可以被去除，由此形成凹入部分。3.依据第1项，其中，在步骤(5)中，将所述金属盐进行还原处理，以在所述聚酰亚胺树脂表面上以金属形式析出，如此形成金属薄膜。依据第3项的上述专利技术，对所述金属盐进行还原处理的结果，能够在形成无机薄膜的位置上，形成金属薄膜，并且通过所述金属薄膜形成电路图案，它可以作为电子电路基体，其中聚酰亚胺树脂为基体材料。4.依据第1项，其中，在步骤(5)中，将所述金属盐与活性气体反应，以在所述聚酰亚胺树脂表面上以金属氧化物或半导体形式析出，如此形成金属氧化物薄膜或半导体薄膜。依据第4项的上述专利技术，所述金属盐与所述活性气体反应的结果，能够在形成无机薄膜的位置上，形成金属氧化物薄膜或半导体薄膜，这样它可以用作各种具有金属氧化物薄膜或半导体薄膜的电子部件。5.依据第1项，其中，在步骤(5)中，所述无机薄膜图案包含无机纳米颗粒的聚集体。依据第5项的上述专利技术，利用所述无机纳米颗粒聚集体的锚定效应，能够提升所述无机薄膜的紧密粘结强度，并且利用所述无机纳米颗粒聚集体的催化活性，能够在所述无机薄膜表面上容易地进行非电解电镀。6.依据第1项，其中，在步骤(5)中，一部分无机纳米颗粒聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在聚酰亚胺树脂上形成无机薄膜图案的方法，其包括：　　　　步骤（１），在聚酰亚胺树脂表面之上，形成厚度为０．０１～１０μｍ的抗碱性保护膜；　　　　步骤（２），将位于形成无机薄膜图案位置上的所述抗碱性保护膜和所述聚酰亚胺树脂表面部分去除，以形成凹入部分；　　　　步骤（３），将所述凹入部分中的聚酰亚胺树脂与碱性水溶液接触，以打开所述聚酰亚胺树脂的酰亚胺环，如此生成羧基基团，由此形成具有羧基基团的聚酰亚胺树脂；　　　　步骤（４），将所述具有羧基基团的聚酰亚胺树脂与含金属离子的溶液接触，如此生成所述羧基基团的金属盐；和　　　　步骤（５），在所述聚酰亚胺树脂表面上，将所述金属盐以金属、金属氧化物或半导体形式析出，如此形成所述无机薄膜图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳本博，绳舟秀美，赤松谦祐，
申请(专利权)人：三之星机带株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]