一種3d導電線路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子材料領域，尤其涉及一種3D導電線路的制作方法。
【背景技術】
[0002]3D-MID (Three dimens1nal moulded interconnect device,三維連接器件)技術是指在注塑成型的塑料殼體的表面上，制作有電氣功能的導線、圖形，制作或安裝元器件，從而將普通的電路板具有的電氣互連功能、支承元器件功能和塑料殼體的支撐、防護等功能以及由機械實體與導電圖形結合而產生的屏蔽、天線等功能集成于一體，形成所謂三維連接器件。3D-MID技術已被較廣泛的應用于通訊、汽車電子、計算機、機電設備、醫療器械等行業領域，具體應用包括手機天線、牙科器具上用的高集成度的電路載體板、麥克風用電路載體模塊、用LCP制造的助聽器、汽車方向盤、油路位置傳感器等等，包括M0T0L0RA、5八呢六如、勵1(14、80501、5^]\^呢、8麗等許多國際著名企業都已廣為采用3D-MID技術。2006年度3D-MID產品海外市場規模高達數十億美元，且在近年來保持了年均50%以上的增長速度。我國也在3D電子模組器件制造方面相繼開發出了超能量束誘導沉積技術(SBID)、種子油墨技術。通過材料的改性與激光、特種油墨與噴墨打印機的配合使用可實現部分3D-MID器件的制備。
[0003]隨著納米技術的興起，用金屬納米顆粒制備的導電漿料引起了越來越多的研究和關注。納米金屬導電漿料可以保留金屬所具有的良好的導電性能；同時，由于納米顆粒具有表面效應和小尺寸效應，納米導電漿的操作溫度大大低于熔融金屬，容易在柔性基底材料(如塑膠、紙張等)上實現電路印刷，從而具有更廣闊的應用前景。通過3D噴墨打印機實現導電金屬油墨在特制噴墨打印機下實現在塑I父等廣品上的3D電路成型。目如，研究最多的納米金屬導電銅漿料大部分采用貴金屬納米粒子(如Au，Ag等)作為原料。貴金屬具有高導電性和化學穩定性，然而貴金屬因儲量稀少所以價格昂貴，且隨市場需求價格波動大，不適于大規模使用。金屬銀的導電性好，價格隨市場銀價變化較大，但由于其具有電子遷移效應，勇氣印刷的電路可靠性較差，不適于精密電子線路的印刷。
[0004]在非貴金屬中，銅是一種比較理想的制作電子漿料的原料，具有電子漿料要求的各項特性，且價格比銀低的多，是一種性價比較高的原料。然而金屬銅屬于過渡族金屬，其化學性質非常活潑，在常溫狀態下與空氣接觸就容易發生氧化形成一層絕緣的氧化膜，而這層氧化膜幾乎不導電，使銅粉實用度大大降低；此外，如果將銅粉長期存放或防止在溫度較高、濕度較大的環境中，則氧化問題更為嚴重。因此，銅粉的氧化問題大大限制了銅粉在電子漿料領域內的應用。
[0005]目前，為了防止銅粉氧化采用的方法有:1、在銅粉表面鍍上一層銀或者鎳，以保護金屬粉不被氧化，此方法可以很好額保護金屬粉不被氧化；2、以水合肼作為抗氧化劑，水合肼為強還原劑，可保護銅粉不被氧化；3、大量的粘接相保證成型后的形態，提高成型后線路的強度；4、金屬粉和環氧樹脂體系，環氧樹脂能很好的包覆銅粉，防止氧化。上述方法雖然能夠防止銅粉被氧化，但是存在以下問題:1、在金屬粉表面鍍上一層銀或者鎳，以保護金屬粉不被氧化，此方法雖可以很好地保護金屬粉不被氧化，但是工藝復雜，成本高；2、以水合肼作為抗氧化劑，但是水合肼屬于劇毒物質，不安全，防護困難；3、大量的粘接相保證成型后的形態，但是由于粘接相增多，金屬粉的橋接效果減弱，影響了成型后的電導率；4、金屬粉和環氧樹脂體系，放置時間不長，需現用現配，工藝水平無法保證。
[0006]公開號為CN101794649A的中國專利申請公開了一種壓敏電阻電極用導電銅漿制備方法，該方法包括以下步驟:步驟A:取超細銅粉，200-400目過濾后的硼硅鉍系列玻璃粉置于真空干燥箱中，在80-120°C干燥箱中烘干2-3小時，隔絕空氣密封包裝，留待備用；所述超細銅粉平均粒徑0.5-3微米、D50為0.3-1.5微米；所述硼硅鉍系列玻璃粉平均粒徑
0.5-2微米、D50為0.3-1.微米；步驟B:取乙基纖維素1質量份、氯醋樹脂1質量份、酚醛樹脂0.5質量份和7.5質量份溶劑混合后加熱到90-120°C，充分攪拌至完全溶解后制成淡黃色透明有機粘合劑；步驟C:取步驟A中烘干后的超細銅粉7.5質量份和硼硅鉍系列玻璃粉0.2質量份，一起攪拌使其充分混合得到混合粉末；步驟D:在混合粉末加入步驟B中制備的有機粘合劑1.5質量份充分研磨；步驟E:研磨至外觀細膩，均勻無顆粒時，再加入0.4質量份有機粘合劑，0.4質量份稀釋劑攪拌均勻，即可支撐壓敏電阻電極用導電銅漿。本發明中的超細銅粉容易被氧化，形成氧化層，使得導電漿料的熱處理溫度大幅提高，同時降低了導電性能。
[0007]公開號為CN103056383A的中國專利公開了一種高性能導電銅漿的制備方法，包括如下步驟:(1)將銅前驅體和表面保護劑溶于有機溶劑得到反應液A ;將還原劑溶于有機溶劑得到反應液B ; (2)將反應液A和B分別經輸送泵注入微反應器中，混合并發生反應；
(3)向步驟(2)得到的反應液中加入沉淀劑，采用過濾或者李欣的方法分離，對得到的沉淀物進行清洗；(4)將清洗后的沉淀物用非極性或弱極性溶劑進行分散，得到所述的高性能導電銅漿。本發明由于使用反應型溶劑配合，化學反應過程難以控制；納米顆粒銅粉成本高。在降低成本方面沒有明顯優勢；也有采用銀包覆銅粉但是從工藝處理角度及成本上沒有得到明顯的降低。
[0008]隨著3D電路制造技術的興起如德國的LDS技術，國內的SBID技術、種子油墨技術等都在填補著3D電路加工制造領域，由于這些技術都需要化學藥水進行后期處理鍍覆，都存在著對鍍液的使用操作及回收方面的環境壓力。
[0009]隨著無線充電技術的興起，與NFC通信技術的廣泛應用，如果能將電路與磁片直接成型將在生產工藝及制造成本上取得很大的優勢，無需貼合，減少加工步驟，模組厚度可控。但是在鐵氧體磁片上制備導電銅線目前存在著諸多技術難點。鐵氧體如果采用一般銅漿印刷后進行二次燒結，由于燒結環境矛盾無法實現(銅漿要保證其導電性需在厭氧環境下燒結，而鐵氧體在厭氧環境下成分會發生變化影響產品本身磁導率及性能)。在曲面及異型體上實現無線充電或NFC模組方案就更難。
【發明內容】
[0010]本發明為解決現有的3D導電線路的制作難以將電路與磁片直接成型的技術問題，提供一種可以將電路與磁片直接成型的3D導電線路的制作方法。
[0011]本發明提供了一種3D導電線路的制作方法，該方法包括以下步驟:
S1、將導電銅漿料涂覆在基材表面，形成電路圖形； 52、用激光照射電路圖形，使導電銅漿料微熔；
53、然后噴涂油墨層并形成電極；
所述導電銅漿料中含有樹枝狀銅粉。
[0012]本發明中，采用非接觸加工，瞬間短時高溫，可在真空環境下加工，不存在回爐材料鐵氧體發生明顯變性的狀況，保證了磁片的穩定性。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0014]本發明提供了一種3D導電線路的制作方法，該方法包括以下步驟:
51、將導電銅漿料涂覆在基材表面，形成電路圖形；
52、用激光照射電路圖形，使導電銅漿料微熔
53、然后噴涂油墨層并形成電極；
所述導電銅漿料中含有樹枝狀銅粉。
[0015]本發明中，所述微熔是指使得導電銅漿料中的樹脂狀銅粉的枝杈末端熔化，由于能量的限制以及考慮對基材的熱影響只需用激光能量將銅粉末端熔化，而樹枝狀銅粉的大尺寸的部分仍未熔化，熔化的末端起到了將銅粉之間連接起來粘結劑的作用，同時又保持了它的導電性沒有弓I入外來雜質從而提高導通性。
[0016]本發明中，所述基材沒有特別的限制，可以為本領域常用的基材，本發明中所述基材為鐵氧體磁片。
[0017]根據本發明所提供的方法，優選地，步驟S1中，將導電銅漿料注入點膠機的針筒中，然后用所述點膠機在基材表面點膠，形成電路圖形。進一步優選地，所述點膠機的澆口直徑為 0.5-1.2mm，壓力為 20_650Kpa。
[0018]根據本發明所提供的方法，所述導電銅漿料的粘度沒有特別的限制，但是為了能夠方便點膠機進行點膠，優選地，所述導電銅漿料的在室溫24 °C粘度為20000-100000mPa*So
[0019]根據本發明所提供的方法，為了保證電路圖形的不斷路，優選地，所述電路圖形的平均寬度為0.5~1謹。
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