一种在绝缘材料上制备铜膜的方法与流程

文档序号:15763674发布日期:2018-10-26 19:40阅读:570来源:国知局

本发明属于镀膜领域,尤其涉及一种在绝缘材料上制备铜膜的方法。



背景技术:

近几十年里,材料科学取得了长足的进展,具备各种优异性能的新材料层出不穷。材料的选择范围已经不再局限于少数几种传统材料,而是包括种类繁多、性能和用途各异的成千上万种新型材料。

在材料科学的各分支中,薄膜材料科学的发展一直占据了极其重要的地位。薄膜材料是相对于块体材料而言的,是人们采用了特殊的方法,在块体材料的表面制备的性质与块体材料性质完全不同的物质层。

铜膜是一种应用领域极为广泛的薄膜材料,目前在绝缘材料上制备铜膜的主要方式有溅镀和蒸镀。采用溅镀或蒸镀的方式可在绝缘材料表面制备致密的铜薄膜,但采用上述方式制备铜膜时铜膜生长速度较慢,因此若想制备较厚的铜膜,则需要耗费很长的时间。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种在绝缘材料上制备铜膜的方法,本发明提供的方法可以在较短时间内在绝缘材料上形成较厚的铜膜。

本发明提供了一种在绝缘材料上制备铜膜的方法,包括以下步骤:

a)在绝缘基板表面进行磁控溅射镀铜或蒸镀铜,形成第一铜膜层;

b)对经过步骤a)处理的基板进行电解镀铜,在第一铜膜层表面形成第二铜膜层。

优选的,所述磁控溅射镀铜的功率为5~7kw;所述磁控溅射镀铜的氩气流量为100~300sccm;所述磁控溅射镀铜的真空度为3×10-6~8×10-6torr。

优选的,所述蒸镀铜的电子枪功率为4~7kw;所述蒸渡铜的氩气流量为20~80sccm;所述蒸渡铜的真空度为5×10-5~15×10-5pa。

优选的,所述第一铜膜层的厚度为10~800nm。

优选的,所述电解镀铜采用的电解液为硫酸铜水溶液。

优选的,所述电解镀铜的电压为5~20v;所述电解镀铜的电流为10~50a。

优选的,所述第二铜膜层的厚度为1~12μm。

优选的,所述绝缘基板的材料包括玻璃、聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。

与现有技术相比,本发明提供了一种在绝缘材料上制备铜膜的方法。本发明提供的方法包括以下步骤:a)在绝缘基板表面进行磁控溅射镀铜或蒸镀铜,形成第一铜膜层;b)对经过步骤a)处理的基板进行电解镀铜,在第一铜膜层表面形成第二铜膜层。本发明先在绝缘基板上溅镀或蒸镀一层薄的铜膜,再采用电解的方式镀铜使铜膜加厚。由于采用电解的方式镀铜速度比溅镀和蒸镀快很多,因此可在较短的时间内在绝缘基板上形成较厚的铜膜。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的绝缘基板在镀铜后的侧视图。

具体实施方式

下面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做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。

本发明提供了一种在绝缘材料上制备铜膜的方法,包括以下步骤:

a)在绝缘基板表面进行磁控溅射镀铜或蒸镀铜,形成第一铜膜层;

b)对经过步骤a)处理的基板进行电解镀铜,在第一铜膜层表面形成第二铜膜层。

在本发明中,首先在绝缘基板表面进行磁控溅射镀铜或蒸镀铜。其中,所述绝缘基板的材料包括但不限于玻璃、聚酰亚胺(pi)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)中的一种或多种。在本发明中,所述绝缘基板在进行镀铜之前先进行预处理,所述预处理的方式优选包括:依次对绝缘基板进行等离子水清洗、烘干和plasma(等离子)清洗。在本发明中,所述磁控溅射镀铜的功率优选为5~7kw,更优选为5.8~6.5kw;所述磁控溅射镀铜的氩气流量优选为100~300sccm,更优选为200sccm;所述磁控溅射镀铜的真空度优选为3×10-6~8×10-6torr,更优选为5×10-6torr。在本发明中,磁控溅射镀铜过程中通氩气主要是用于撞击靶材表面,溅射出铜原子。在本发明中,所述蒸渡铜的电子枪功率优选为4~7kw,更优选为5~6.5kw;所述蒸渡铜的氩气流量优选为20~80sccm,更优选为40sccm;所述蒸渡铜的真空度优选为5×10-5~15×10-5pa,更优选为9×10-5pa。在本发明中,蒸渡过程中通氩气主要用于夯实电子枪激发出来的铜原子。磁控溅射镀铜或蒸镀铜结束后,在绝缘基板表面形成第一铜膜层。其中,所述第一铜膜层厚度优选为10~800nm,具体可为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、80nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm或800nm。

形成第一铜膜层后,对形成有第一铜膜层的基板进行电解镀铜。在本发明中,优选在进行电解镀铜之前,先对形成第一铜膜层的基板进行洗涤,所述洗涤的方式优选为依次进行酸洗和水洗。在本发明中,所述电解镀铜的具体操作包括:在电解槽的阳极上接镀层金属(纯铜棒),阴极上接形成有第一铜膜层的基板,以铜盐溶液作为电解液,通电,镀层金属的阳离子在第一铜膜层表面被还原形成第二铜膜层。其中,所述电解液优选为硫酸铜水溶液;所述电解镀铜的电压优选为5~20v,更优选为12v;所述电解镀铜的电流优选为10~50a,更优选为30a;所述第二铜膜层的厚度优选为1~12μm,具体可为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12μm。在本发明中,优选在电解镀铜结束后,对形成有铜膜的基板进行洗涤和烘干。

本发明先在绝缘基板上溅镀或蒸镀一层薄的铜膜,再采用电解的方式镀铜使铜膜加厚。由于采用电解的方式镀铜速度比溅镀和蒸镀快很多,因此可在较短的时间内在绝缘基板上形成较厚的铜膜。

为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。

实施例1

先对绝缘基板(材质:pet)依次进行等离子水清洗、烘干和plasma清洗;之后将清洗干净的基板放入镀膜腔体进行磁控溅射镀铜,其中,磁控溅射的功率为5.8~65kw,磁控溅射的氩气流量为200sccm(氩气主要是用于撞击靶材表面,溅射出铜原子),磁控溅射的真空度为5×10-6(即5.0e-6)torr,磁控溅射结束后,在基板上形成厚度为30~40nm的第一铜膜层;出腔后依次进行酸洗和水洗,然后置于电解槽中进行电解镀铜,电解液为硫酸铜水溶液,电解镀铜的电压为12v,电流为30a,电解镀铜结束后,在第一铜膜层上形成厚度为10~12μm的第二铜膜层;最后对完成镀铜的基板进行水洗和烘干。

镀铜完毕的基板侧视结构如图1所示,图1是本发明实施例提供的绝缘基板在镀铜后的侧视图,图1中1为基板,2为第一铜膜层,3为第二铜膜层。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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