图案化导电制品的制作方法

图案化导电制品


背景技术：

1.可用作天线、emi屏蔽罩或触摸传感器的制品可包括通过光刻法形成于基底上的传导迹线的微图案。


技术实现要素：

2.在本说明书的一些方面，提供了图案化导电制品，该图案化导电制品包括基底，该基底包括一体式层并且包括至少部分地嵌入一体式层中的传导迹线的微图案。每条传导迹线沿着传导迹线的纵向延伸并且包括具有顶部主表面和与一体式层直接接触的相对的底部主表面的导电晶种层，以及设置在导电晶种层的顶部主表面上的一体式导电体。该一体式导电体和该导电晶种层在组分或晶体形态中的至少一个方面不同。该一体式导电体具有侧向侧壁，并且该侧向侧壁的总面积的至少大部分与该一体式层直接接触。
3.在本说明书的一些方面，提供了一种图案化导电制品。图案化导电制品包括其中具有第一沟槽的基底、设置在第一沟槽中的导电晶种层，以及至少部分地设置在第一沟槽中的一体式导电体。第一沟槽沿着纵向延伸并且具有底部表面和侧表面。在垂直于纵向的第一沟槽的至少一个横截面中，导电晶种层覆盖第一沟槽的底部表面的至少大部分，并且一体式导电体覆盖导电晶种层以及第一沟槽的侧表面的至少大部分。侧表面中的每一个侧表面和一体式导电体限定两者间的导体
‑
绝缘体界面。一体式导电体和导电晶种层限定两者间的导体
‑
导体界面。
4.在本说明书的一些方面，图案化导电制品包括其中具有第一沟槽的基底、设置在第一沟槽中的导电晶种层，以及至少部分地设置在第一沟槽中的一体式导电体。第一沟槽具有底部表面和侧表面。导电晶种层覆盖第一沟槽的底部表面的至少大部分，并且一体式导电体覆盖导电晶种层以及第一沟槽的侧表面的至少大部分。在穿过平行于晶种层并且与该晶种层间隔开的一体式导电体的平面中，一体式导电体在与侧表面的第一界面处具有较低的第一线边缘粗糙度，并且导电晶种层在导电晶种层的边缘处具有较高的第二线边缘粗糙度。
5.在本说明书的一些方面，提供了一种制作图案化导电制品的方法。该方法包括提供具有至少一个脊的工具；将导电层设置在该至少一个脊的第一部分的顶部表面上，使得该至少一个脊的该第一部分的侧表面的总面积的至少大部分不含该导电层；在设置该导电层的步骤之后，将树脂设置到该工具上；硬化树脂以形成聚合物层，该聚合物层包括对应于该至少一个脊的至少一个沟槽；以及从工具移除聚合物层和导电层，使得导电层设置在该至少一个沟槽的底部表面处。在一些实施方案中，该方法还包括将导电材料(例如，经由电镀)沉积到该至少一个沟槽中，使得导电材料覆盖导电层。沉积的导电材料可形成一体式导电体。
附图说明
6.图1为图案化导电制品的示意性俯视平面图；
7.图2至图3为图案化导电制品的部分的示意性剖视图；
8.图4为迹线的示意性剖视图；
9.图5a至图5h为用于制作图案化导电制品的方法中的步骤的示意图；
10.图6至图7为包括沟槽的基底的示意性剖视图，其中导电晶种层设置在沟槽的底部表面上；
11.图8为导电晶种层的示意性俯视图；
12.图9至图10为导电晶种层的示意性剖视图；
13.图11a至图11b为处于正交横截面的一体式导电体的示意性剖视图；
14.图12a至图12b为可为天线的图案化导电制品的示意性俯视平面图；并且
15.图13至图14为图案化导电制品的示意性剖视图。
具体实施方式
16.在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
17.可使用光刻方法在基底上形成传导迹线的微图案。根据本说明书的一些方面，已开发出允许至少部分地在基底内形成传导迹线而不利用光刻法的方法。在一些实施方案中，本文所述的方法比传统光刻方法便宜并且/或者更容易实现。在一些实施方案中，该方法允许形成具有大(例如，至少0.8)的长径比(厚度除以宽度)的迹线。对于需要高透射率和高电导率的应用而言，可能需要大的长径比。例如，增加开口面积分数可增加透射率，但会降低固定迹线厚度的电导率。然后可使迹线更厚以增加电导率，这可导致高长径比。在一些实施方案中，图案化导电制品可在相对较高的操作频率下使用(例如，图案化导电制品可为被设计成在微波频率下操作的天线)，其中迹线的材料的皮肤深度小于例如迹线的宽度。与相同迹线宽度的较低长径比的迹线(例如，常规地通过光刻或印刷形成的那些迹线)相比，使用高长径比增加了给定迹线宽度的迹线的表面积，并且这增加了导体使用(并且因此增加了操作频率下的电导率)。在一些实施方案中，迹线通过镀覆在导电层上形成(例如，电镀在导电晶种层上)，该导电层设置在基底中的沟槽的底部上。沟槽的侧壁可不含或基本上不含导电晶种层。已发现，与镀覆到其中晶种层也在侧壁上的沟槽中相比，镀覆到设置在沟槽的底部上而不是侧壁上的导电晶种层上提供了对迹线轮廓的经改进的控制。例如，如果晶种层在侧壁上，则镀覆可导致在侧壁上的晶种层的上部部分上形成金属，这可导致在基底的顶部表面上的金属溢出超过沟槽的边缘。此类溢出对于通过传统方法制作的图案化制品可能是有问题的，尤其是当期望高长径比时，因为这可降低穿过图案化制品的光学透射。
18.此外，将导电层放置在沟槽的底部处为导电层提供保护(例如，经改善的耐久性)。对于一些应用，在一些实施方案中，可能不需要高电导率，因此没有将导电体镀覆到导电层上。在一些此类实施方案中，非金属材料可设置在导电层中的沟槽上。例如，可将粘合剂、聚合物或介电材料(例如，聚合物光学透明粘合剂)中的一者或多者回填到导电层上方的沟槽中。
19.除非另外指明，否则传导构件(例如，主体、层、迹线或材料)意指导电构件。传导构件可具有例如小于1ohm
·
m、或小于0.01ohm
·
m、或小于10
‑4ohm
·
m，或小于10
‑6ohm
·
m的电
阻率。除非另外指明，否则非导电材料是指非导电材料。非导电材料可具有例如大于100ohm
·
m、或大于104ohm
·
m、或大于106ohm
·
m，或大于108ohm
·
m的电阻率。除非另外指明，否则电阻率是指直流(dc)电阻率。
20.图1为图案化导电制品100或制品100的一部分的示意性俯视平面图。制品100包括基底110和至少部分地嵌入基底110中的传导迹线120的微图案。每条传导迹线120沿着传导迹线120的纵向122延伸。每条传导迹线120可具有沿着纵向122的长度和沿正交方向的宽度，其中宽度基本上小于长度。在一些实施方案中，基底110是一体式或包括一体式层。例如，基底110可为单一聚合物基底或可包括设置在基底的第二层上的单一聚合物第一层。
21.在一些实施方案中，基底110为基本上透明的。在一些实施方案中，图案化导电制品100为基本上透明的。例如，当制品100具有足够高的开口面积分数(在制品100的俯视平面图中未被迹线覆盖的面积的部分或百分比)时，制品100可以是基本上透明的。在一些实施方案中，制品100的开口面积分数在80％至99.95％、或80％至99.9％、或85％至99.9％、或90％至99.9％、或95％至99.9％的范围内。在一些实施方案中，在俯视平面图中，传导迹线120的图案的总面积小于图案化导电制品100的总表面积的50％、或小于20％、或小于10％、或小于5％、或小于3％、或小于2％、或小于1％。在一些实施方案中，制品100对垂直入射可见光(400nm至700nm范围内的波长)的平均光学透射率为至少50％、或至少70％、或至少80％，或至少90％。在一些实施方案中，平均光学透射率可小于70％或小于50％。例如，制品100可包括附加层，诸如降低平均光学透射率的装饰性膜(例如，购自明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn)的fasara隔热膜)。光学透射率可从制品100的顶部主表面或底部主表面进行测量。在一些实施方案中，具有传导迹线的基底的平均光学透射率与不具有传导迹线的基底的平均光学透射率相差不超过5％、或不超过2％、或不超过1％。
22.在一些实施方案中，制品100为柔性膜(例如，可围绕具有10cm直径的圆柱体弯曲180度而不开裂)。柔性膜可为基本上透明的，如在其他地方所述。
23.在一些实施方案中，制品100为天线、加热器、电磁干扰(emi)屏蔽罩、静电耗散部件或电极中的至少一者。在一些实施方案中，制品100是如本文其他地方进一步所述的天线。在一些实施方案中，制品100为传感器，诸如触摸传感器。在一些实施方案中，天线、加热器、电磁干扰屏蔽罩、静电耗散部件、传感器或电极是基本上透明的并且/或者是柔性膜。
24.传导迹线120的微图案可以是或包括网孔图案，该网孔图案可以是迹线的二维规则阵列(例如，矩形、正方形、三角形或六边形阵列)或二维不规则阵列。用于制品100的合适的微图案几何形状包括例如美国专利申请公布号2008/0095988(frey等人)、2009/0219257(frey等人)、2015/0138151(moran等人)、2013/0264390(frey等人)和2015/0085460(frey)中描述的那些。
25.在一些实施方案中，每条迹线120至少部分地设置在基底110中的沟槽中。图2中示意性地示出了至少部分地设置在基底中的迹线。
26.图2为图案化导电制品200的一部分的示意性剖视图，该图案化导电制品包括基底210和至少部分地嵌入基底210中的迹线220。在例示的实施方案中，基底210包括设置在层210
‑
2上的层210
‑
1。在一些实施方案中，层210
‑
1是一体式层。在此类实施方案中，层210
‑
1可被认为是设置在第二基底(层210
‑
2)上的第一一体式基底。在一些实施方案中，层210
‑
2是一体式层。在一些实施方案中，层210
‑
1可通过将树脂浇铸并固化到层210
‑
2上来形成。在
一些实施方案中，基底210为基本上透明的和/或聚合物的。迹线220可以是传导迹线的微图案中的迹线。迹线220包括具有顶部主表面232和与基底210直接接触(例如，与基底210的一体式层210
‑
1直接接触)的相对的底部主表面234的导电晶种层230。迹线220还包括设置在导电晶种层230的顶部主表面232上的一体式导电体240。导电晶种层230可以是或包括例如固化导电油墨或固化导电涂层，或者可以是或包括例如已转印的层(例如，已转印的金属层)。一体式导电体240可为例如通过镀覆形成的金属主体。在一些实施方案中，一体式导电体240和导电晶种层230在组分或晶体形态中的至少一个方面不同。一体式导电体240具有侧向侧壁242和244。在一些实施方案中，侧向侧壁242和242的总面积的至少大部分(或至少60％、或至少70％、或至少80％，或至少90％)与层210
‑
1直接接触。
27.图案化导电制品200可另选地或除此之外地如下所述。图案化导电制品200包括其中包含第一沟槽212的基底210。例如，基底210可在其中包括沟槽的微图案(参见例如图1)，其中沟槽的微图案包括第一沟槽212。在一些实施方案中，第一沟槽212沿着第一沟槽212的纵向(所示x
‑
y
‑
z坐标系的y方向)延伸，并且具有底部表面218以及侧表面214和216。导电晶种层230设置在第一沟槽212中，并且一体式导电体240至少部分地设置在第一沟槽212中。在一些实施方案中，垂直于纵向的第一沟槽212的至少一个横截面(例如，所示的x
‑
z平面中的横截面)，导电晶种层230覆盖第一沟槽212的底部表面218的至少大部分(占面积>50％)，并且一体式导电体240覆盖导电晶种层230以及第一沟槽212的侧表面214和216的至少大部分(占面积>50％)。在一些实施方案中，侧表面214和216中的每一个侧表面以及一体式导电体240限定两者间的导体
‑
绝缘体界面(分别为245和247)，并且一体式导电体240和导电晶种层230限定两者间的导体
‑
导体界面235。在一些实施方案中，一体式导电体240为一体式金属主体。
28.如本文其他地方进一步所述，在一些实施方案中，一体式导电体240在与侧表面(214和216)的第一界面(245和/或247)处具有较低的第一表面粗糙度并且在与导电晶种层230的第二界面(235)处具有较高的第二表面粗糙度。
29.如本文其他地方进一步所述，在一些实施方案中，在穿过平行于导电晶种层230并且与该导电晶种层分开的一体式导电体240的平面中，一体式导电体在与侧表面214、216的第一界面处具有较低的第一线边缘粗糙度，并且导电晶种层230在导电晶种层230的边缘处具有较高的第二线边缘粗糙度。
30.在一些实施方案中，一体式导电体240可填充或满溢沟槽212。图3中示意性地示出了其中一体式导电体的顶部表面在基底的顶部表面上方延伸的实施方案。
31.图3为图案化导电制品300的一部分的示意性剖视图，该图案化导电制品包括其中包含第一沟槽312的基底310并且还包括结合到基底310的任选光学膜380。导电晶种层330设置在第一沟槽312中，并且一体式导电体340至少部分地设置在第一沟槽312中。例如，基底310可包括多于一个层(例如，对应于基底210)并且可包括一体式顶部层。图案化导电制品300可对应于图案化导电制品200，不同的是一体式导电体340在一体式导电体340的中心部分(在所示的横截面中)延伸超出基底310的顶部表面311，并且制品300包括任选光学膜380。例如，一体式导电体340或本文所述的其他一体式导电体的顶部表面341可为如图所示的凸圆顶(向下凹)，或可为向上凹，或可为基本上平坦的，或可具有不规则形状。
32.光学膜380可使用光学透明粘合剂(未示出)层合到基底310，或者基底310可直接
形成在光学膜380上。光学膜380可如图所示设置在基底310的底部表面313上，或者可设置在基底310的顶部表面311上。在一些实施方案中，光学膜380是或包括隔热膜、纹理膜、图案化膜或红外反射膜中的一者或多者。可用的光学膜包括例如美国专利申请公布号2017/0248741(hao等人)、2015/0285956(schmidt等人)、2010/0316852(condo等人)、2016/0170101(kivel等人)、2014/0204294(lv)、2014/0308477(derks等人)、2014/0057058(yapel等人)、2005/0079333(wheatley等人)和2002/0012248(campbell等人)中描述的那些。
33.在一些实施方案中，在第一沟槽312(分别为212)的该至少一个横截面中，一体式导电体340(分别为240)填充大于第一沟槽312(分别为312)的横截面积的一半。在一些实施方案中，一体式导电体340(分别为240)填充第一沟槽312(分别为212)的横截面积的至少60％、或至少70％、或至少80％，或至少90％。在一些实施方案中，一体式导电体340(分别为240)和导电晶种层330(分别为230)一起填充第一沟槽312(分别为212)的横截面积。
34.图4是迹线420的示意性剖视图，该迹线包括设置在导电晶种层430上的一体式导电体440。迹线420可具有基本上竖直的侧壁，如图4中示意性地示出，或者侧壁可为倾斜的，如本文其他地方所示。在一些实施方案中，一体式导电体440和导电晶种层430在组分或晶体形态中的至少一个方面不同。例如，当导电晶种层430和一体式导电体440包含不同的金属时，或者当导电晶种层430为固化导电油墨或固化导电涂层而一体式导电体440为固体金属时，组分可不同。例如，图4中的不同交叉阴影线可示意性地表示不同的组分。另选地或除此之外，例如，图4中的不同交叉阴影线可示意性地表示不同的晶体形态。例如，当导电晶种层430和一体式导电体440由相同金属形成但由于形成材料的不同方法条件而使金属具有不同晶粒尺寸分布时，晶体形态可不同。又如，当导电晶种层430由具有第一晶体结构(例如，面心立方(fcc)、体心立方(bcc)或六方紧密堆积(hcp)中的一者)的第一金属形成，并且一体式导电体440由具有不同第二晶体结构(例如，fcc、bcc或hcp中的不同的一者)的不同第二金属形成时，组分和晶体形态可不同。再又如，当一体式导电体440和导电晶种层430中的一者为无定形的或基本上无定形的并且一体式导电体440和导电晶种层430中的另一者具有显著结晶度时，晶体形态可不同。在一些实施方案中，一体式导电体440和导电晶种层430具有可以根据不同平均晶粒尺寸来表征的不同晶体形态。例如，平均晶粒尺寸可如astm标准e 112
‑
13“用于确定平均晶粒尺寸的标准测试方法”中所述来进行确定。
35.一体式导电体440和导电晶种层430限定两者间的界面435。界面435可以是尖锐的(例如，当一体式导电体440和导电晶种层430具有不同的组分并且两层之间几乎不存在扩散时)或加宽的(例如，当一体式导电体440和导电晶种层430具有相同的组分但晶体形态不同并且在不同的晶体形态之间存在过渡区域时，或者当在两个层之间存在使界面435加宽的大量扩散时)。界面435的厚度通常显著小于一体式导电体440的厚度。在一些实施方案中，界面435的厚度小于一体式导电体440的厚度的5％、或小于2％、或小于1％，或小于0.5％。在一些实施方案中，界面435为导体
‑
导体界面，其厚度小于1微米、或小于500nm、或小于300nm、或小于100nm，或小于50nm。
36.在一些实施方案中，微图案中的传导迹线的至少大部分中的每条传导迹线具有沿着与基底的纵向(y方向)和厚度方向(z方向)正交的宽度方向(x方向)的宽度w，并且具有沿着厚度方向的厚度t。在迹线渐缩的情况下，宽度w可被理解为迹线在迹线最宽(例如，靠近
2018/178802(gotrik等人)或wo 2018/178803(gotrik等人)中所述。
40.在一些实施方案中，导电层530或530b被作为导电油墨或作为导电涂层施用。在一些实施方案中，将导电层530b(或530)设置在该至少一个脊555的第一部分557b(或557)的顶部表面556b(或556)上包括用导电油墨为工具550上墨，或用导电涂层来涂覆工具，使得导电油墨或涂层设置在顶部表面上。在一些此类实施方案中，导电油墨或涂层被固化(例如，通过干燥和烧结或通过其他固化方式，诸如本文其他地方所述的用于固化树脂层的那些)，并且固化导电油墨或涂层为导电层530b(或530)。固化导电油墨或涂层的步骤可在硬化树脂的步骤之前、在硬化树脂的步骤之后或在硬化树脂的步骤的同时执行。施加导电层作为导电油墨或涂层可导致侧表面560的一些润湿，如图5c中示意性地示出。
41.该方法包括在设置导电层的步骤之后，将树脂562设置(例如，浇铸)到工具550上；硬化树脂以形成聚合物层510，该聚合物层包括对应于该至少一个脊555的至少一个沟槽512；从工具550移除聚合物层510和导电层530，使得导电层530设置在该至少一个沟槽512的底部表面518处。图5f为包括设置在工具550上的树脂562的工具550的示意性剖视图。图5g为聚合物层510的示意性剖视图，该聚合物层具有设置在该至少一个沟槽512的底部表面518处的导电层530。导电层530的主表面532接触该至少一个沟槽518的底部表面518。导电层530可覆盖该至少一个沟槽512的底部表面518的总表面积的全部或基本上全部，或者可覆盖底部表面518的第一部分519(例如，对应于第一部分557b)，而底部表面518的第二部分515不含导电层530，如图5h中示意性地示出。
42.空间相关的术语(包括但不限于“底部”、“下”、“上”、“在
……
下方”、“在
……
下面”、“在
……
上面”、“顶部”和“在
……
顶部上”)若在本文中使用，则用于方便描述空间关系。除了附图中所描绘和本文所述的特定取向外，此类空间相关的术语涵盖制品在使用或操作时的不同取向。例如，无论包括沟槽的基底是翻过来还是翻转，沟槽的底部表面均与沟槽的开口顶部相对。
43.当该至少一个沟槽中的每个沟槽由该至少一个脊555中的脊形成时，该至少一个沟槽512可被描述为对应于该至少一个脊555。对应关系可为一对一或不是一对一的。例如，在一些实施方案中，工具通常为圆柱形并且用于连续的卷对卷处理中，并且相同的脊可在该至少一个沟槽512中形成多个沟槽(例如，如果工具具有20cm的周长，则工具中的相同脊可用于在聚合物层中形成彼此间隔开20cm的多个沟槽)。在一些情况下，工具可包括未被树脂涂覆的附加脊，并且可不存在对应于未涂覆的脊的沟槽(例如，如果没有树脂浇铸到工具的末端部分上，则可存在于末端部分中的任何脊将不会在所得的聚合物层中产生沟槽)。
44.在一些实施方案中，硬化树脂包括固化树脂。例如，可通过施加辐射(例如，紫外线(uv)辐射、或电子束辐射，或其他光化辐射)、或通过施加热，或通过使用本领域已知的其他交联机制来固化树脂。树脂可为例如丙烯酸酯树脂或环氧树脂，或者可使用其他树脂化学物质。在一些实施方案中，硬化树脂包括冷却树脂。例如，树脂可以是作为熔体施用的热塑性树脂(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚碳酸酯或本领域已知的其他热塑性树脂)，该熔体被冷却以形成热塑性聚合物层。
45.在一些实施方案中，该方法还包括将导电材料(例如，经由电镀)沉积到该至少一个沟槽512中，使得导电材料覆盖导电层530。这可在从工具550移除聚合物层510和导电层530之后进行，如图5g至图5h所示。导电材料可形成如本文其他地方所述的一体式导电体。
在一些实施方案中，将导电材料沉积到该至少一个沟槽512中包括将导电材料沉积到对应于该至少一个脊的第一部分的该至少一个沟槽的第一部分512a(例如，该至少一个沟槽512的包括导电层530的部分)中，并且不沉积到对应于该至少一个脊的第二部分的该至少一个沟槽的第二部分512b(例如，该至少一个沟槽512的不包括导电层530的部分)中。
46.在一些实施方案中，示意性地示出图5g至图5h的制品可被描述为包括基底(例如，聚合物层510，或者聚合物层510加上其上可形成有聚合物层510的基底层)，该基底包括在其中的第一沟槽(例如，图5g所示的沟槽512中的任一个沟槽或图5h所示的第一部分512a中的沟槽中的任一个沟槽)，其中第一沟槽沿着纵向(y方向)延伸并且具有底部表面518以及侧表面514和516；以及设置在第一沟槽中的一体式导电层(例如，导电层530，或者导电层530的一体式次层(例如，已转印的金属层))。在垂直于纵向的第一沟槽的至少一个横截面中，导电层覆盖第一沟槽的底部表面的至少大部分，并且第一沟槽的侧表面的至少大部分不接触具有与一体式导电层的组分相同的组分的材料。例如，在一些实施方案中，侧表面514和516可接触空气。在一些实施方案中，介电材料、或具有与一体式导电层不同组分的导电材料，或非金属材料至少部分地设置在第一沟槽中，并且在第一沟槽的该至少一个横截面中，其中该材料覆盖第一沟槽的侧表面的至少大部分(参见例如图14)。
47.图6是包括沟槽612的层610(例如，该层可为多层基底的一体式层并且/或者该层可为聚合物层)的示意性剖视图，其中导电晶种层630设置在沟槽612的底部表面上。导电晶种层630的底部主表面可与层610直接接触。可在导电晶种层630上形成(例如，通过镀覆)一体式导电体，以形成沿着迹线的长度(y方向)延伸的迹线。在一些实施方案中，导电晶种层630具有中心区域638，该中心区域沿着传导迹线的长度延伸并且设置在沿着中心区域638的长度延伸的第一边缘区域637与第二边缘区域639之间。在一些实施方案中，中心区域638的平均厚度(厚度的未加权平均值)大于第一边缘区域637和第二边缘区域639中的每一者的平均厚度。
48.图7是包括沟槽712的层710(例如，基底的一体式层)的示意性剖视图，其中导电晶种层730设置在沟槽712的底部表面上。除了中心区域738以及边缘区域737和739的厚度之外，层710可对应于层610，并且导电晶种层730可对应于导电晶种层630。可在导电晶种层730上形成(例如，通过镀覆)一体式导电体，以形成沿着迹线的长度(y方向)延伸的迹线。在一些实施方案中，导电晶种层730具有中心区域738，该中心区域沿着传导迹线的长度延伸并且设置在沿着中心区域738的长度延伸的第一边缘区域737和第二边缘区域739之间。在一些实施方案中，中心区域738的平均厚度小于第一边缘区域737和第二边缘区域739中的每一者的平均厚度。
49.在一些实施方案中，用于形成导电晶种层的工具的脊的顶部表面为基本上平坦的，并且中心区域和边缘区域的相对厚度取决于被沉积以形成导电晶种层的材料的表面能、工具的材料的表面能以及基底的材料的表面能中的一者或多者。在其他实施方案中，脊的顶部表面可被成形以确定中心区域和边缘区域的相对厚度。在一些实施方案中，中心区域和边缘区域的厚度大致相同(例如，相差小于10％，或小于5％)。
50.在一些实施方案中，导电晶种层包括不规则边缘或断裂边缘。在一些实施方案中，导电晶种层包括多个裂缝。例如，在一些实施方案中，导电晶种层为已转印的层，并且转印过程导致断裂。例如，裂缝可从导电晶种层的边缘延伸到内部区域。图8是包括侧部边缘843
和846的导电晶种层830的示意性俯视图。在一些实施方案中，边缘843和846的粗糙度可根据线边缘粗糙度来表征。粗糙度参数ra可用于线边缘粗糙度。例如，边缘846具有线边缘粗糙度ra，该线边缘粗糙度可被描述为边缘846从边缘的平均位置849位移的绝对值的平均值。线边缘粗糙度ra可在本文其他地方所述的任何范围内。在例示的实施方案中，导电晶种层830包括多个裂缝848，并且边缘843和846为断裂边缘。
51.导电晶种层可为单个一体式层或可包括多个次层。例如，导电晶种层可包括设置在非导电次层上的导电次层，该非导电次层可为粘接层或交联聚合物层中的至少一者。图9是导电晶种层930的示意性剖视图，该导电晶种层包括设置在交联聚合物层953上的导电层951。导电层951可为例如溅射沉积金属层或气相沉积金属层。交联聚合物层953可为例如交联丙烯酸层。在一些实施方案中，导电晶种层930还包括设置在导电层951与交联聚合物层953之间的介电层(例如，氧化物层)。图10是导电晶种层1030的示意性剖视图，该导电晶种层包括(间接地)设置在交联聚合物层1053上的导电层1051，其中介电层1052设置在导电层1051与交联聚合物层1053之间。在一些实施方案中，介电层1052是或包括氧化物层(例如，硅铝氧化物层)。在一些实施方案中，交联聚合物层953或1053的厚度小于500nm、或300nm，或100nm。在一些实施方案中，导电晶种层951或1051是或包括厚度小于500nm、或300nm，或100nm的金属层。导电层951和/或导电层1051可为一体式导电层。
52.图11a为一体式导电体1140的示意性剖视图。一体式导电体1140可至少部分地设置在基底(图11a中未示出)中的沟槽中，其中沟槽具有底部表面和侧表面。一体式导电体1140具有与侧表面的界面1145、与侧表面的界面1147，以及与设置在沟槽的底部表面上的导电晶种层的界面1135。在一些实施方案中，一体式导电体1140可在与侧表面的第一界面(1145和/或1147)处具有较低的第一表面粗糙度并且在与导电晶种层的第二界面(1135)处具有较高的第二表面粗糙度。例如，在一些实施方案中，基底包括一体式聚合物层，并且一体式导电体1140与一体式聚合物层形成相对平滑的界面，而晶种层可包括断裂层，这导致与一体式导电体1140的相对粗糙的界面。第一表面粗糙度和第二表面粗糙度可以是相应第一界面和第二界面的算术平均粗糙度ra(表面距平均表面高度的位移绝对值的平均值)。在一些实施方案中，第一表面粗糙度小于1微米、或小于500nm、或小于200nm、或小于100nm、小于50nm，或小于30nm。在一些实施方案中，第二表面粗糙度大于0.4微米、或大于500nm、或大于1微米、或大于2微米，或大于5微米。在一些实施方案中，第二表面粗糙度比第一表面粗糙度大至少0.5微米、或至少1微米，或至少2微米。
53.图11b为在平面p1中的横截面中的一体式导电体1140的示意图。在一些实施方案中，在穿过平行于晶种层并且与该晶种层间隔开的一体式导电体1140的平面p1中(设置在界面1135处；图11a至图11b中未示出)，一体式导电体1140可在与侧表面的第一界面1145或1147处具有较低的第一线边缘粗糙度，并且晶种层可在导电晶种层的边缘(例如，图8所示的边缘846)处具有较高的第二线边缘粗糙度。平面p1可被认为是例如导电体1140的顶部与底部之间的约一半。第一线边缘粗糙度和第二线边缘粗糙度可各自为ra粗糙度(边缘距边缘的平均线的位移绝对值的平均值)。在一些实施方案中，第一线边缘粗糙度小于1微米、或小于500nm、或小于200nm、或小于100nm、小于50nm，或小于30nm。在一些实施方案中，第二线边缘粗糙度大于0.4微米、或大于500nm、或大于1微米、或大于2微米，或大于5微米。在一些实施方案中，第二线边缘粗糙度比第一线边缘粗糙度大至少0.5微米、或至少1微米，或至少
2微米。
54.在一些实施方案中，图案化导电制品包括至少部分地设置在沟槽的微图案中传导迹线的微图案，其中沟槽的微图案包括填充有或基本上填充有(例如，至少60％、或至少70％、或至少80％、或填充至少90％、或填充100％，或满溢)非导电材料的至少一个沟槽。例如，非导电材料可为空气或介电材料，该介电材料可被理解为介电常数大于空气介电常数的非导电材料。图12a是图案化导电制品1200a的示意性俯视平面图，该图案化导电制品包括至少部分地设置在沟槽的微图案中的传导迹线1220a的微图案，其中沟槽的微图案包括填充有或基本上填充有非导电材料的至少一个沟槽1275a(在例示的实施方案中的多个沟槽)。类似地，图12b为图案化导电制品1200b的示意性俯视平面图，该图案化导电制品包括至少部分地设置在沟槽的微图案中的传导迹线1220b的微图案，其中沟槽的微图案包括填充有或基本上填充有非导电材料的至少一个沟槽1275b(在例示的实施方案中的多个沟槽)。
55.在一些实施方案中，图案化导电制品1200a或1200b为天线。在一些实施方案中，传导迹线1220a或1220b的微图案被构造成提供预先确定的光谱响应。例如，微图案可以具有总体尺寸和形状，使得其可以在预先确定的波长或频率范围内有效地发射和接收。在一些此类实施方案中，传导迹线1220a或1220b的微图案被构造成提供预先确定的方向性。例如，微图案可以具有总体尺寸和形状(例如，如图12a中示意性地示出的蝴蝶结形天线或如图12b中示意性地示出的蝴蝶结形隙缝天线)，使得其可以预先确定的方向性在预先确定的波长范围内有效地发射和接收(例如，比沿着另一个方向沿着指定方向更强地发射)。图案化导电制品1200a或1200b可为例如5g天线，并且/或者可被构造成在例如30ghz至300ghz的频带内进行发射和接收。可用的天线几何形状在例如美国专利申请公布号2009/0051620(ishibashi等人)、2009/0303125(caille等人)和2013/0264390(frey等人)中所述。在一些实施方案中，图案化导电制品1200a或1200b为基本上透明的天线。例如，在一些实施方案中，图案化导电制品1200a或1200b适于放置在期望将制品用作天线的窗口上并且能够透过天线进行观察。
56.图13为例如可对应于图案化导电制品1200a或1200b的图案化导电制品1300或制品1300的一部分的示意性剖视图。图案化导电制品1300包括层1310(例如，基底的一体式顶部层)，该层包括沟槽的微图案，该沟槽包括第一沟槽1312和第二沟槽1372。第一沟槽1312包括迹线1320，该迹线包括设置在导电晶种层1330上的一体式导电体1340。第二沟槽1372可基本上填充有可基本上透明和/或非导电的材料1375。例如，沟槽的微图案可在沟槽的一些沟槽中设置有传导迹线，如本文其他地方进一步所述，然后可将涂层1370施用到沟槽上方，使得涂层1370的材料1375填充或基本上填充不包含迹线的沟槽。在一些实施方案中，在与第二沟槽1372的长度正交的至少一个横截面中，第二沟槽1372基本上填充有基本上透明的材料。
57.材料1375可以是非导电材料和/或基本上透明的材料，并且可以是粘合剂、聚合物或介电材料(例如，聚合物光学透明粘合剂)中的一者或多者。在一些实施方案中，材料1375的折射率在层1310的折射率的0.02内。除非另外指明，否则在532nm的波长下确定折射率。
58.图14为图案化导电制品1400或制品1400的一部分的示意性剖视图。图案化导电制品1400包括包含第一沟槽1412(例如，沟槽的微图案中的沟槽)的层1410(例如，基底的一体
式层)，该第一沟槽沿着纵向(y方向)延伸并且具有底部表面和侧表面。第一沟槽1412包括设置在第一沟槽中的一体式导电层1430。在垂直于纵向的第一沟槽的至少一个横截面中，导电层覆盖第一沟槽的底部表面的至少大部分，并且第一沟槽的侧表面的至少大部分不接触具有与导电层的组分相同的组分的材料。在一些实施方案中，一体式导电层1430可用作迹线(例如，不将一体式导电体镀覆到导电层1430上)。这在以下应用中可能是期望的：其中导电层1430提供足够的传导性，并且其中通过将该层设置在沟槽的底部表面处来改善导电层1430的耐久性。
59.在一些实施方案中，非金属材料1470至少部分地设置在第一沟槽1412中。在一些实施方案中，在第一沟槽的该至少一个横截面中，非金属材料1470覆盖第一沟槽1412的侧表面的至少大部分。在例示的实施方案中，非金属材料1470形成填充第一沟槽1412(并填充其他沟槽)的连续层。例如，非金属材料1470可以是形成填充在每个沟槽中的连续层的粘合剂、聚合物或介电材料(例如，聚合物光学透明粘合剂)中的一者或多者。在一些实施方案中，材料1470的折射率在层1410的折射率的0.02内。在一些实施方案中，材料1470为基本上透明的。在一些实施方案中，材料1470基本上仅设置在层1410中的沟槽中(例如，可擦除沟槽上方的涂覆材料的一部分)。在一些实施方案中，材料1470是导电的(例如，透明导电聚合物，诸如聚(3,4
‑
亚乙二氧基噻吩)(pedot)、pedot聚磺苯乙烯(pedot:pss)或聚(4,4
‑
二辛基环戊二噻吩))。
60.实施例
61.uv可固化树脂的制备
62.将75份photomer 6210(购自德国蒙海姆阿姆赖因的科宁公司(cognis(monheim am rhein,germany)))、25份二丙烯酸己二醇酯sartomer sr238(购自宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛美国公司(sartomer usa(exton,pa)))和0.5％lucirin tpo(购自德国路德维希港的巴斯夫公司(basf(ludwigshafen,germany)))用高速搅拌器共混，然后在160℉(71℃)的烘箱中加热24小时。随后将复合树脂冷却至室温。
63.实施例1
64.包括直线形通道阵列的vistamaxx工具的模塑
65.将1层0.47mm厚的vistamaxx 3588片材(可购自德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚化工公司(exxonmobile chemical,houston tx))放置在金属模具上，该金属模具包括宽40μm、节距为125μm并且高81μm的直线形的肋。膜的尺寸为250mmx280mm。将样本在压塑机rucker phi 400ton(加利福尼亚州工业城(city of industry，ca)中进行压制以形成模制工具。所用模塑条件如下：
66.温度：225℉
67.低压：6,000lbs；时间：1分钟
68.升高的低压：80,000lbs；时间：20分钟
69.冷却至标称100℉
70.银转印层制备
71.在真空涂布机上制作转印型薄晶种层膜，该真空涂布机类似于美国专利号8658248(anderson等人)和7018713(padiyath等人)所述的涂布机。用980微英寸(0.0250mm)厚、14英寸(35.6cm)宽的镀铝双轴取向聚丙烯膜(能够以商品名torayfan pmx2
从罗得岛州北金斯敦的东丽塑料(美国)公司(toray plastics(america),inc.(north kingstown,ri))商购获得)的不定长度卷形式的基底将该涂布机卷上。然后以32fpm(9.8m/分钟)的恒定的线速度推进该基底。
72.通过超声雾化和闪蒸施加基于三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(商品名为sartomer sr833s，来自宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛美国公司)的丙烯酸酯液体，在基底上形成第一有机层，使涂布宽度为12.5英寸(31.8cm)。随后立即在下游用以7.0kv和10.0ma操作的电子束固化枪将该单体涂层固化。液体单体流到蒸发器中的流速是0.67ml/分钟，氮气流速是100sccm并且蒸发器温度设定为500℉(260℃)。加工筒的温度为14℉(
‑
10℃)。
73.在该第一有机层的顶部，通过>99％银阴极目标的dc溅射来沉积银反射器层。以30fpm(9.1米/分钟)的线速度在3kw下操作系统。随后进行两次具有相同功率和线速度的沉积以形成90nm银层。
74.在该银层的顶部，通过ac反应性溅射沉积硅铝氧化物的氧化物层。阴极具有si(90％)/al(10％)靶，其得自美国soleras advanced coatings，biddeford，(me)。在溅射过程中，阴极的电压由反馈控制回路控制，该回路监控着电压并控制氧气流速，使得电压保持在高位的同时目标电压不崩溃。以16kw的功率操作系统以将12nm厚的硅铝氧化物层沉积到银反射器上。
75.类似于pct公布号wo 2018/178802(gtrik等人)或wo 2018/178803(gtrik等人)中所描述的那些，预期torayfan pmx2膜的铝表面和第一有机层以约7.2g/in(0.28g/mm)的180剥离力去耦。
76.用于双层转印的工序
77.该方法中使用的设备包括压缩模制的vistamaxx工具样本，一卷上文所述的银转印膜，一卷一侧涂底漆的2密耳聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜，uv可固化树脂，一个直径为0.6英寸(1.52cm)、长度为9英寸(22.9cm)的橡胶手压辊，master热风枪(型号hg
‑
501a)，和omega j型热电偶，弗吉尼亚州汉普顿的rpc工业公司(rpc industries(hampton,va))uv处理器(型号qc120233an)，塑料移液管，以及11英寸
×
15英寸。(27.9cm
×
38.1cm)金属板。
78.vistamaxx工具以8.5英寸
×
9.5英寸(21.5cm
×
24.1cm)的片材提供，该片材设置在微结构面朝上的平坦表面上。将银转印层膜切割成10英寸
×
11英寸(25.4cm
×
27.9cm)的片。将来自热风枪的热空气均匀分布到样本表面以加热至150℃。由于样本在高温下变形，因此使用热电偶监控表面温度。当达到期望的温度时，断开热空气，并且将银转印层膜放置在加热的vistamaxx膜上，其中银转印层面朝下。通过使用橡胶手压辊施加轻柔的力来将样本手动层合一次。立即将银转印层拉离vistamaxx样本，发现该银转印层轻轻地附接到肋的顶部，但不在肋之间的开口通道所位于的地方。在光学显微镜下评估银转印层转印的质量，并且发现该银转印层转印具有电气连续性。
79.在将银转印层转印到vistamaxx工具之后，如下将其转印到树脂层上。在正常设置和传送带速度为50rpm的情况下，按照使用灯的操作手册打开uv处理器。将具有银转印层的vistamaxx样本用胶带粘在金属板上。用移液管将uv可固化树脂线分配在样本的一侧上。将涂底漆的2密耳pet膜切割成10英寸
×
11英寸(25.4cm
×
27.9cm)的片，将该片堆叠在vistamaxx样本的顶部上，使涂底漆的一侧面朝下。用橡胶手压辊缓慢层合样本，以移除vistamaxx与pet膜之间夹带的气泡。此后，将样本在惰性气体下两次递送穿过uv处理器以
驱使固化过程完成。将pet膜缓慢地从vistamaxx工具上分离。在光学显微镜下评估银转印层转印到聚合物膜的质量。银转印层完全转印到uv固化膜的底部。在进一步分析之前，将样本在环境条件下存储24小时以上。
80.用于从已转印的层rie移除介电层的工序
81.使用具有26英寸低通电电极和中央气泵的商用间歇式等离子体系统(plasma
‑
therm(佛罗里达州，圣彼得堡(petersburg,fl))型号3032)经由反应离子蚀刻(rie)来移除介电层(硅铝氧化物层)。用罗茨鼓风机(edwards(英国，伯吉斯山(burgess hill,uk))型号eh1200)来泵吸腔室，该罗茨鼓风机由干机械泵(edwards型号iqdp80)支持。rf功率通过阻抗匹配网络由5kw、13.56mhz固态发电机(rf plasma products型号rf50s0)来递送。该系统具有5mtorr的标称基础压力。气体的流速由mks流量控制器(购自马萨诸塞州安多弗mks仪器公司(mks instruments,andover,ma))来控制。
82.将基底的样本固定在间歇式等离子体设备的通电电极上。在将腔室抽空至<10mtorr之后，通过将500sccm的氧气进料到腔室中来完成等离子蚀刻。一旦流动稳定，就将射频功率施加到电极以生成1000w的等离子体。将等离子体放置15秒。
83.等离子处理完成之后，将腔室与大气环境相通，并从腔室中取出基底。
84.在沟槽内镀铜
85.用di水冲洗rie蚀刻膜并放入由硫酸铜(29盎司/加仑)和硫酸(8盎司/加仑)组成的溶液中。溶液流速为11加仑/分钟。用由威斯康星州埃默里的dynatronix公司(dynatronix(amery wi))制作的型号dpr20
‑
250
‑
500的电源以恒电位模式来进行镀覆。溶液温度为21℃。将镀覆控制在1.6v下25分钟。在镀覆之后，冲洗该部件，干燥，并在显微镜下检查。确认将铜镀覆在银转印层上，其中介电层已通过rie蚀刻移除。
86.实施例2至实施例3
87.用于使用novacentrix导电油墨来接种工具的工序
88.通过手动印刷将导电银墨施用到结构化镍工具上的肋的顶部。镍工具具有六边形部分和三角形部分(例如，对应于母线部分)。六边形部分包括跨相对平行侧面的宽度为1mm、肋宽度为25微米并且肋高度为25微米的六边形。三角形部分包括具有与六边形部分相同的几何形状的六边形，并且包括从六边形的每个顶点延伸到六边形的中心的附加肋。导电银墨如下施用：
89.(1)通过用#5迈耶棒将德克萨斯州圆石城的novacentrix公司(novacentrix(round rock,tx))dspi
‑
420银分散油墨的连续层涂覆到pet膜上来将其制备为油墨源，从而产生大约10μm的湿膜厚度。
90.(2)用3m e1120 cushion
‑
mount胶带(购自明尼苏达州圣保罗的3m公司)将平坦的光聚合物柔性版印刷板安装到直径约4英寸的芯轴，立即在(1)的涂层上方手动辊压，从而在干燥之前将银墨的一部分转印到柔性版印刷板的表面。
91.(3)然后立即在镍工具的表面上手动辊压(2)的柔性版印刷板，从而在银墨在印刷板表面上干燥之前仅将银墨转印到结构化镍工具的上凸纹表面。
92.然后使用despatch(明尼苏达州明尼阿波利斯(minneapolis,mn)溶剂额定烘箱(型号lfc1
‑
38
‑
1)将银墨干燥并在240℉下烧结至少2分钟。
93.用于形成膜的工序
94.该方法中使用的设备包括以约10英尺/分钟运行的fusion uv处理器、用h灯泡固化、cheminstruments(俄亥俄州切斯特镇(chester township,oh))层压机(型号：热辊层压机)，以及两侧均涂底漆的5密耳pet膜。
95.为了发起该方法，将pet膜切割成大约6.5英寸
×
7.5英寸(16.5cm
×
19.1cm)的片以覆盖工具的整个表面。在正常设置和传送带速度为50rpm的情况下，按照使用灯的操作手册打开uv处理器。也向uv处理器供应氮气以辅助固化过程。
96.使用塑料移液管，将uv可固化树脂分配在工具的边缘上。将pet膜放置在工具的顶部上，通过将一端用胶带粘到工具上使工具保持在适当位置。通过层压机处理样本，该层压机将树脂均匀地铺展在整个工具上。
97.然后使样本两次通过uv处理器以确保树脂完全固化。通过以90
°
的角度轻轻地将样本拉离来将样本从工具上移除。所得膜为工具的倒像微结构，在沟槽底部具有烧结的银晶种层。
98.用于镀铜的工序
99.将上述复制膜放入由硫酸铜和硫酸组成的酸性镀铜溶液中。溶液流速为80升/分钟。用由威斯康星州埃默里的dynatronix公司制作的型号crs12
‑
200电源以恒电位模式来进行镀覆。溶液温度为21℃。对于实施例2和实施例3，将镀覆分别控制在1.4v下12.5分钟和10分钟。在镀覆之后，冲洗该部件，干燥，并在显微镜下检查。确认铜被镀覆到沟槽中的晶种层上以形成传导迹线的微图案。
100.对于实施例2：在六边形部分中，迹线在uv固化层的顶部表面上方延伸大约15微米至22微米。在三角形部分中，迹线的顶部与uv固化层的顶部表面大致齐平。
101.对于实施例3：在六边形部分中，迹线的顶部与uv固化层的顶部表面大约齐平约20微米。在三角形部分中，迹线的顶部从uv固化层的顶部表面凹进大约15微米至21微米。
102.上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本技术之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。
103.除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应的元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本技术旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。