導電線路的制作方法

專利名稱：導電線路的制作方法
技術領域：
本發明涉及噴墨印刷技術領域，特別涉及導電線路的制作方法。
背景技術：
利用噴墨打印技術制作導電線路在近年來受到了廣泛關注，此方法只需將所需線路圖形 直接由計算機給出，再通過控制器控制噴墨印刷系統的噴嘴，將油墨顆粒由噴嘴噴出并逐點 地形成線路圖形，制作線路圖形能夠精確控制線路的位置及寬度，該方法屬非接觸式數碼圖 案制程，可減少不同印刷材料間相互污染。相比于傳統的線路制作方法，具有制作流程更加 簡化、便宜及低污染的優點。請參見文獻Murata， K. ; Matsumoto， J. ; Tezuka， A.; 0yama， K. ; Matsuba， Y. ; Yokoyama， H. ; Super fine wiring by inkjet printing Microprocesses and Nanotechiiology Conference, 2004. Digest of Papers. 2004 InternationalOct. 27-29， 2004 Page(s):24-25。
現有技術中報道了一種采用噴墨打印含有可溶性銀鹽的墨水制造導電線路的方法。該方 法是將可溶性銀離子溶液制成可噴墨打印的墨水，在基材表面打印出含有銀離子線路，然后 在該線路表面打印含有還原劑如甲醛的墨水，通過氧化-還原反應將銀離子還原成為金屬銀 ，從而賦予線路以導電性。上述方法原理上比較簡單，但實際操作并不容易，如需要大量的 實驗以配制氧化劑墨水和還原劑墨水；制作線路需要在基材表面同一位置反復打印，這樣存 在打印機的準確定位問題；另外，所形成的銀線路在實際使用的過程中還存在銀離子迀移， 導致線路的可靠度下降。

發明內容
因此，有必要提供一種油墨利用該油墨制作導電線路的方法，以避免在基材表面的同一 位置反復打印，使得制作的導電線路準確定位，并能夠提升線路的可靠度。 以下將以實施例說明一種導電線路的制作方法。
一種導電線路的制作方法，其包括以下步驟將包括銀鹽溶液的油墨通過噴墨打印方式 在基板表面形成線路圖形；采用輻射照射線路圖形，使所述線路圖形中的銀鹽中的銀離子被 還原為金屬銀粒子，從而獲得預制線路；在所述預制線路的表面鍍覆金屬，以形成導電線路
與現有技術相比，該導電線路的制作方法不要采用還原劑將油墨中銀鹽中的銀離子還原為銀粒子，簡化了線路制作的工藝。


圖l是本技術方案提供的制作導電線路方法的流程圖。
圖2是本技術方案實施例提供的基板的結構示意圖。
圖3是圖2中基板形成線路圖形的結構示意圖。
圖4是圖2中基板形成預制線路的結構示意圖。
圖5是圖2中基板形成導電線路的結構示意圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖及實施例對本技術方案實施例提供的一種油墨及利用該油墨制作導電線 路方法作進一步詳細說明。
請參閱圖l，本實施例提供的一種導電線路的制作方法。
第一步，將含有銀鹽溶液的油墨通過噴墨打印的方式印刷在基板100表面以形成線路圖形。
如圖2所示，本實施例中，基板100為電路板制作過程中需要進行線路制作的半成品。根 據所要制作的電路板的結構可以選擇不同結構的基板100。例如，當待制作的電路板為單層 板時，所述基板100為一層絕緣層；當待制作的電路板為多層電路板時，所述基板100為一由 多層板和一絕緣層壓合后所形成的結構，還可為硅基板或玻璃基板。本實施例中，基板ioo 為需要制作單面線路的單層板。該基板100具有用于形成導電線路的表面110。當然，該基板 100也可用于制作雙面板，只要在基板100相對設置的兩個表面上制作即可。
為增加形成的線路圖形200與基板100的表面110的結合強度，在基板100形成線路圖形 200之前，可通過清洗、微蝕等方法對基板110進行表面處理，以除去附著于表面110的污物 、氧化物、油脂等。
如圖3所示，分別在基板100的表面110通過噴墨印刷方式形成線路圖形200。具體地，噴 墨打印系統在控制器的控制下根據所需制作的導電線路的圖形，將所述油墨自噴嘴逐點噴灑 到表面l 10，使沉積在表面l 10的油墨形成線路圖形200。該油墨形成的線路圖形200與所需制 作的導電線路的圖形相同。
本實施例中，采用的油墨為銀鹽溶液。該銀鹽可以為硝酸銀、硫酸銀、碳酸銀或其他可 溶性銀的有機鹽，如醋酸銀、檸檬酸銀等。所述油墨中銀鹽的摩爾濃度為0.02mol/L至 2mol/L。所述油墨的溶劑可以為水，也可以為水和水溶性有機溶劑的混合物，所述水溶性有 機溶劑可以為乙醇、乙二醇醚或丙二醇等。所述溶劑的質量百分比含量為20%至95%，當溶劑中含有水溶性有機溶劑時，水溶性有機溶劑的質量百分比含量為5%至50%。在制備過程中還可向該油墨中加入表面活性劑、連接料或其它助劑，用以調節油墨的表面張力、粘度等性能，從而提高油墨與待打印或印刷物體表面的結合力。表面活性劑可為非離子型表面活性劑，連接料可為聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯醇等水溶性聚合物或其他水溶性樹脂，當連接料的含量高時，在后續制程中，其會將油墨中由銀離子轉化的銀粒子包裹起來，無法實現銀粒子在后續制程的催化作用，而且，連接料的含量過高會使得油墨黏度大而無法進行打印。當連接料的濃度較低時，將油墨中由銀離子轉化的銀粒子無法有效的附著于基板的表面，優選地，所述連接料的質量百分比含量為O. 1%至2. 0%。可根據所需油墨的性能選擇性地加入質量百分比含量O. 1%至10%的表面活性劑等其它助劑。
第二步采用輻射照射線路圖形200，使所述線路圖形200中的銀鹽中的銀離子還原為金屬銀粒子，從而獲得預制線路300。
如圖3及圖4所示，將形成于基板100表面110的線路圖形200轉變成預制線路300。 g卩，表面110上形成線路圖形200的銀鹽中的銀離子通過輻射照射，使銀鹽中的銀離子的銀以單質形式析出，從而在表面110上由銀單質形成預制線路300。所述的輻射可為紫外光、激光或Y射線等。
本實施例中，將形成線路圖形200的基板100置于紫外燈箱中，使得紫外光源距離表面110的距離為8厘米，光照10分鐘后，取出基材IOO，對基材100進行水洗，然后烘干。通過上述過程，即可使得線路圖形200轉化為單質銀的預制線路300。實際操作中，可以跟實際情況的需要，對照射光的強度和照射時間進行調節。為了使得有足夠的銀鹽中的銀離子轉化為銀單質，以便在后續制程中形成連續的電路，輻射照射的時間不能小于5分鐘。另外，當基板IOO的材質為有機材料，如聚酰亞胺、聚酯等，長時間的輻射照射會促進其老化，對于上述材質制成的基板，輻射照射時間應小于30分鐘。
第三步在預制線路300的表面鍍覆金屬，以形成導電線路400。
預制線路300由線路圖形200中的水溶性銀鹽中的銀離子轉化的銀粒子組成，由于上述的銀粒子之間可能存在連續性較差的問題，使整個預制線路300可能無法達到良好的電性導通
因此，如圖5所示，在預制線路300的金屬銀粒子表面鍍覆金屬，使所鍍覆金屬完全包裹于預制線路300的金屬銀粒子外并填充相鄰兩個金屬銀粒子的間隙，從而形成連續的導電線路400。在鍍覆金屬時，形成預制線路300的每個金屬銀粒子作為鍍覆反應的催化中心，并以該每個金屬銀粒子為中心在其表面生長出多個金屬粒子。該多個金屬粒子致密排列于每個金屬銀粒子的表面，使該每個金屬銀粒子完全被多個金屬粒子包裹，同時沒有完全結合的相鄰兩個金屬銀粒子的表面分別生長出的多個金屬粒子將該相鄰兩個金屬銀粒子電性連接，從而在基板100的表面110形成具有良好的電性導通的導電線路400。所述鍍覆的金屬可以為銅或鎳等，鍍覆金屬可以采用電鍍或化學鍍的方式。
本實施例中，對包括金屬銀粒子的預制線路300進行化學鍍銅，在基板100的表面110形成導電線路400。具體地，將形成預制線路300的基板100置于化學鍍銅溶液中，在50攝氏度的溫度下進行化學鍍銅l. 5分鐘，即可使預制線路300形成完全電連通的導電線路400。該鍍液還可包括銅化合物、還原劑與絡合劑。銅化合物可為硫酸銅、氯化銅等；還原劑可為甲醛、乙醛酸等；絡合劑可為乙烯二胺四乙酸二鈉鹽、酒石酸鉀鈉等絡合物。當然，還可在渡液中加入穩定劑、光亮劑等，以滿足化學鍍的需要。具體地，該鍍銅溶液的組分為硫酸銅10g/L、酒石酸鉀鈉22g/L、乙烯二胺四乙酸二鈉鹽50g/L、甲醛15mL/L及甲醇10mL/L。其中，固體采用質量體積比，S卩，單位體積溶液中含該固體的質量，單位g/L;液體采用體積體積比，S卩，單位體積溶液中含該液體的體積，單位mL/L。
由此完成基板100的表面110具有較高導電性及均勻性的導電線路400的制作，以供后續加工使用。該制作方法采用含有水溶性銀鹽的油墨，其在常溫避光的狀態下可以穩定存在，這樣避免了分別配制氧化性油墨和還原性油墨再分別進行打印的問題，在保證了線路質量的情況下，簡化了線路制作的工藝。本制作方法中的油墨的主要成分易溶于水，不必考慮分散穩定的問題。本方法中不要要采用還原劑對銀離子進行還原，采用輻射照射將銀離子還原為銀粒子，所需設備簡單，而且方便進行控制。此外，鍍覆金屬提高了線路的導電性，并對銀線路進行了保護，避免了銀離子迀移的問題。
可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種導電線路的制作方法，其包括以下步驟將包括銀鹽溶液的油墨通過噴墨打印方式在基板表面形成線路圖形；采用輻射照射線路圖形，使所述線路圖形中銀鹽溶液的銀離子被還原為金屬銀粒子，從而獲得預制線路；在所述預制線路的表面鍍覆金屬，以形成導電線路。
2.如權利要求l所述的導電線路的制作方法，其特征在于，所述油墨 中銀鹽的濃度為O. 02mol/L至2mol/L。
3.如權利要求l所述的導電線路的制作方法，其特征在于，所述銀鹽 為硝酸銀、硫酸銀、醋酸銀或檸檬酸銀。
4.如權利要求l所述的導電線路的制作方法，其特征在于，所述油墨 進一步包括連接料、溶劑和表面活性劑。
5.如權利要求4所述的導電線路的制作方法，其特征在于，所述連接 料為聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯醇，所述溶劑為水溶性有機溶劑與水的混合物或水，所述表 面活性劑為非離子表面活性劑。
6.如權利要求4所述的導電線路的制作方法，其特征在于，所述油墨 中連接料的質量百分含量為O. 1%至2%，溶劑的質量百分含量為20%至95%。
7.如權利要求l所述的制作導電線路的方法，其特征在于，所述輻射 為紫外光、激光或Y射線。
8.如權利要求l所述的制作導電線路的方法，其特征在于，所述輻射 的照射時間為5分鐘至30分鐘。
9.如權利要求l所述的制作導電線路的方法，其特征在于，所述鍍覆 金屬為銅或鎳。
10.如權利要求l所述的制作導電線路的方法，其特征在于，采用化 學鍍的方式在預制線路表面鍍覆金屬。
全文摘要
本發明涉及一種導電線路的制作方法，其包括以下步驟將包括銀鹽溶液的油墨通過噴墨打印方式在基板表面形成線路圖形；采用輻射照射線路圖形，使所述線路圖形中的銀鹽溶液中的銀離子被還原為金屬銀粒子，從而獲得預制線路；在所述預制線路的表面鍍覆金屬，以形成導電線路。采用上述方法，可以避免采用還原劑，簡化了導電線路的制作工藝。
文檔編號H05K3/10GK101640979SQ20081030313
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月28日 優先權日2008年7月28日
發明者睿 張, 林承賢, 白耀文 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司;鴻勝科技股份有限公司