透明天线制备方法及透明天线

摘要

本发明实施例涉及天线技术领域，特别是涉及一种透明天线制备方法及透明天线。本发明的一种透明天线制备方法，通过在透明基材上均匀沉积导电金属层，提升了导电金属层与基材的结合力以及导电金属层的均匀性，从而降低在刻蚀时出现导电金属层上由于厚度不均匀导致天线结构的线条断裂的情况的风险，并且通过在导电金属层直接涂覆光刻胶，保证光刻胶层的均匀性，可以增加光刻胶与导电金属层的贴附效果，从而对待光照位置进行精准定位，最后通过光罩板的天线图形对光刻胶层进行曝光，接着显影溶解光刻胶，以形成天线结构的刻蚀轮廓，最后直接对导电金属层刻蚀以得到天线结构。在保证天线性能的前提下，减小了线宽增加了线距，保证高透光率，从而具有良好的透明效果。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及天线技术领域，特别是涉及一种透明天线制备方法及透明天线。

背景技术

天线是一种辐射和接收电磁波的装置。

随着各类终端设备的小型化和集成化，而终端设备上又要保证显示区域的比例，传统天线由于在视觉上具有可见性，不满足较高显示区域比例的需求，所以透明天线应运而生。

透明天线，顾名思义是一种视觉上透明化的天线，故在屏幕、窗户以及其他透明产品上具有广泛的应用。透明天线不仅视觉上美观，而且在节省空间和增强信号传输方面具有巨大价值。

在实施现有技术的过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：常规菲林光刻技术制备的金属网格透明天线图形线宽为10-20μm，在满足天线性能前提下，其透光率只有75％-80％左右，透光率低，天线线路图形明显，视觉透明效果差，极大的限制其应用范围。

发明内容

本发明实施例提供一种透明天线制备方法及透明天线，能够提升现有技术中透明天线的透明效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种透明天线制备方法，包括如下步骤：提供透明基材以及预刻有天线图形的光罩板；在透明基材上沉积导电金属层；在导电金属层上均匀涂覆光刻胶层；将光罩板盖设于光刻胶层，通过光罩板的天线图形对光刻胶层进行曝光，并对曝光后的光刻胶层进行显影；对导电金属层进行刻蚀，以在导电金属层形成天线结构；除去导电金属层上的光刻胶层，得到透明天线。

在一实施例中，所述导电金属层的厚度范围为500-5000nm。

在一实施例中，所述透明基材至少选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚酰亚胺、聚碳酸酯、玻璃中的一种。

在一实施例中，导电金属层的材料至少选自铜、氧化铜、银、氧化钛中的一种。

在一实施例中，所述在透明基材上沉积导电金属层步骤包括：至少采用磁控溅射法、化学镀、电镀、蒸镀和原子层沉积中的一种方法在透明基材上沉积导电金属层。

在一实施例中，所述在导电金属层上均匀涂覆光刻胶层的步骤包括：至少采用刮涂、旋涂、喷涂以及狭缝涂布中的一种的方法在导电金属层上均匀涂覆光刻胶层。

在一实施例中，所述对导电金属层及光刻胶层进行刻蚀，以在导电金属层及光刻胶层上形成天线结构的步骤中，所述天线结构的最细线条宽度不大于5μm。

在一实施例中，所述对导电金属层及光刻胶层进行刻蚀，以在导电金属层及光刻胶层上形成天线结构的步骤包括：采用湿法刻蚀或干法刻蚀对导电金属层及光刻胶层进行刻蚀。

在一实施例中，所述除去导电金属层上的光刻胶层的步骤包括：使用丙酮或酒精除去光刻胶层。

本发明还提供一种透明天线，所述透明天线采用如上述的透明天线制备方法制备得到。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的一种透明天线制备方法，通过在透明基材上均匀沉积导电金属层，提升了导电金属层与基材的结合力以及导电金属层的均匀性，从而降低在刻蚀时出现导电金属层上由于厚度不均匀导致天线结构的线条断裂的情况的风险，导电金属层厚度可根据天线结构进行调控。并且通过在导电金属层直接涂覆光刻胶，保证光刻胶层的均匀性，可以增加光刻胶与导电金属层的贴附效果，从而对待光照位置进行精准定位，最后通过光罩板的天线图形对光刻胶层进行曝光，使光刻胶溶解，以形成天线结构的刻蚀轮廓，最后直接对导电金属层刻蚀以得到天线结构。在保证天线性能的前提下，减小了线宽增加了线距，保证高透光率，从而具有良好的透明效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例的透明天线制备方法的流程图；

图2为本发明的实施例的透明天线的结构示意图；

图3为图2的透明天线的网格结构放大图；

图4为图3中的单个网格结构的线宽图；

图5为图3中的单个网格结构的线距图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，对于传统的菲林光刻技术制备的金属网格透明天线，其精度不足的主要原因有如下两方面。

一方面，由于直接将干膜贴附，然后进行菲林版曝光、显影和蚀刻，虽然操作便捷性较高，但是无法保证干膜贴附时胶层与导电金属层的贴附效果，造成干膜褶皱从而与导电金属层之间具备间隙，进而会导致显影蚀刻后刻蚀的位置发生偏差。

另一方面，由于菲林板的精度不足，也会导致显影蚀刻后透明天线的精度较低，并且天线线宽尺寸大。

请参阅图1，本发明提供一种透明天线100，透明天线100包括透明基材和导电天线结构，透明基材为导电天线结构的安装载体，其具有透明的视觉效果。导电天线的具体结构应根据使用情况进行确定，本申请不做任何限制。请参阅图4，本申请的导电天线结构的最细线条宽度不大于5μm，由此具有良好的视觉透明效果，同时具备优良的天线辐射效率。

上述透明天线100采用如下的透明天线100制备方法制备得到。

本申请的透明天线100制备方法包括如下步骤：

S1、提供透明基材以及预刻有天线图形的光罩板。

具体地，透明基材可以选用有机材料或无机材料。作为示例而非限定，透明基材至少选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚酰亚胺、聚碳酸酯、玻璃中的一种。

光罩板上的天线图形与最终透明天线100上的天线结构精细度有关，光罩板上的天线图形越精细，最终在透明基材上的天线结构透光性越好，相应的对光罩板的要求越高。一般而言，光罩板上的天线图形区域具有导光性(光线能从光罩板的一侧照射至另一侧)，而光罩板的非天线图形区域不具备导光能力。光罩板的材质可以采用在石英玻璃上镀铬层的铬板。

S2、在透明基材上沉积导电金属层。

对于导电金属层的材料，其至少选自铜、氧化铜、银、氧化钛中的一种。需要说明的是，本申请的较佳实施例中，选取铜及氧化铜作为导电金属层而不选取银作为导电金属层，具体原因为，银的电导率值只略高于铜，成本却远高于铜，铜更适用于大范围使用；另外银在导电条件下容易形成树枝状晶体结构，会导电天线结构的导电能力，影响产品性能。

具体的，可以采用磁控溅射法、化学镀、电镀、蒸镀和原子层沉积中的一种方法在透明基材上沉积导电金属层，本发明不做任何限制，只需要保证导电金属层的厚度均匀即可。

对于导电金属层的厚度，其范围为500-5000nm。具体地，导电金属层可以为500nm、2500nm或5000nm，导电金属层越薄，越容易制备细线宽的天线结构。但是天线线宽越细，则其厚度越小，会使导电金属层的方阻增大，导致天线的性能变差，导电金属层厚度可根据天线结构进行调控，本申请不做任何限制。

S3、在导电金属层上均匀涂覆光刻胶层。

具体地，可以采用刮涂、旋涂、喷涂以及狭缝涂布中的一种的方法在导电金属层上均匀涂覆光刻胶层。其中，光刻胶可以采用正胶或者负胶，可以根据具体的蚀刻工艺进行选择，本申请不做任何限制。

S4、将光罩板盖设于光刻胶层，通过光罩板的天线图形对光刻胶层进行曝光，并对曝光后的光刻胶层进行显影。

由于光罩板的天线图形区域具备导光性，通过上述天线图形区域可以对光刻胶层的预定位置进行曝光，例如光刻胶为正胶时，经曝光的区域被溶解，而未被曝光的区域背保留。而对光刻胶层进行显影操作可以将曝光后的图案进行显示，方便进行下一步的刻蚀。在进行显影后，需要进行必要的清洗

S5、对导电金属层进行刻蚀，以在导电金属层形成天线结构。

具体地，可以采用湿法刻蚀或干法刻蚀对导电金属层及光刻胶层进行刻蚀。湿法刻蚀采用蚀刻液腐蚀的方式得到所需天线结构，可采用喷淋和浸泡的方式进行，通过优化工艺和蚀刻液配方以达到所需线宽。干法刻蚀采用高能等离子轰击的方式去除无需保留区域的材料，以得到所需天线结构。在刻蚀结束后，导电金属层与光刻胶层均呈现天线结构的形状。

S6、除去光刻胶层。

使用丙酮或酒精除去光刻胶层。即可得到透明天线100，在后面的步骤中还可以进行清洗分切后得到不同大小的透明天线100。在使用时，将射频接头和透明天线100连接起来，先用银浆将射频接头和透明天连接保证导电性良好，待银浆干后，用结构胶使连接处固定成型。

由此，相较于传统菲林刻蚀的感光干膜刻蚀工艺，本发明的一种透明天线100制备方法，通过在透明基材上均匀沉积导电金属层，提升了导电金属层的均匀性，从而降低在刻蚀时出现导电金属层上由于厚度不均匀导致天线结构的线条断裂的情况的风险，并且通过在导电金属层直接涂覆光刻胶，保证光刻胶层的均匀性，可以增加光刻胶与导电金属层的贴附效果，从而对待光照位置进行精准定位，最后通过光罩板的天线图形对光刻胶层进行曝光，使光刻胶溶解，以形成天线结构的刻蚀轮廓，最后直接对导电金属层刻蚀以得到天线结构。在保证天线性能的前提下，减小了线宽增加了线距，保证高透光率，从而具有良好的透明效果。

下面，根据几个具体的实施例对本申请的方案进行说明。

实施例1

如图2所示，根据预定的透明天线100制备光罩板，其中，预定的透明天线100结构的线宽为5μm，线距为200μm。

采用磁控溅射仪在PET上沉积铜层，接着在铜层上均匀刮涂正性光刻胶。使用365nm紫外曝光机对其进行曝光，然后在显影液中显露天线结构的轮廓，显影后用清水去除残留的显影液。

使用酸性氯化铜溶液对显影后的导电基材进行湿法刻蚀，刻蚀结束后进行清洗，随后使用丙酮或酒精去除光刻胶，最后进行清洗、干燥后得到透明天线100。

如图3-5所示，的透明天线100中金属网格的线宽为2-3μm，线距为195 -198μm，透光率为89.5％，连接传输线测试天线辐射效率，在2.4GHz频段达70％。

实施例2

如图2所示，根据预定的透明天线100制备光罩板，其中，预定的透明天线100的线宽为5μm，线距为200μm。

采用磁控溅射仪在COP上沉积铜层，接着在铜层上均匀刮涂正性光刻胶。使用365nm紫外曝光机对其进行曝光，然后在显影液中显露天线结构图。显影后用清水去除残留的显影液。

使用酸性氯化铜溶液对显影后的导电基材进行湿法刻蚀，刻蚀结束后进行清洗，随后使用丙酮或酒精去除光刻胶，最后进行清洗、干燥后得到透明天线100。

透明天线100中金属网格的线宽为2 -3μm，线距为195 -198μm，透光率为89％，连接传输线测试天线辐射效率，在2.4GHz频段达68％。

实施例3

如图2所示，根据预定的透明天线100制备光罩板，其中，预定的透明天线100的线宽为5μm，线距为200μm。

采用磁控溅射仪在PET上先沉积氧化铜层，再沉积Cu层，最后沉积氧化铜层，结构示意图如图5所示；接着在铜层上均匀刮涂正性光刻胶。使用365nm紫外曝光机对其进行曝光，然后在显影液中显露天线结构图。显影后用清水去除残留的显影液。沉积氧化铜可以减少光学反射和折射，在相同线宽和线距的条件下，可以提高产品透光率，上下两层沉积氧化铜可以实现产品正反两面透光率的提高。中间层铜可以保证产品的导电性。

使用酸性氯化铜溶液对显影后的导电基材进行湿法刻蚀，刻蚀结束后进行清洗，随后使用丙酮或酒精去除光刻胶，最后进行清洗、干燥后得到透明天线100。

透明天线100中金属网格的线宽为2-3μm，线距为195 -198μm，透光率为90％，连接传输线测试天线辐射效率，在2.4GHz频段达70％。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。