專利名稱：：印刷電路板的制備方法及由該方法制備的印刷電路板的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種通過使用糊料組合物在基板上直接印刷來制備印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法。本發明還涉及由該方法制備的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)。
背景技術：
：PCB或FPCB是帶有經焊接或安裝的各種元件以使裝置功能化的最基本的電子元件。分別通過蝕刻覆銅箔層壓板(CCL)或柔性覆銅箔層壓板(FCCL)來制造PCB或FPCB以使其具有某些圖案或電路。通過蝕刻的圖案化方法稱作"移除法(subtractivemethod)"。另一方面，已經進行了研究和努力以便應用通過直接印刷的添加法而非通過蝕刻的移除法在顯示器(包括液晶顯示器(LCD)和等離子體顯示屏(PDP))、觸摸屏、RFID(射頻識別技術)和抗電磁波屏蔽等中形成相對簡單的圖案，所述移除法造成了工藝的復雜性和工藝完成后大量待處理的廢物。為了擴大上述努力的范圍，已經嘗試通過在板上直接印刷導電圖案來經濟地制造PCB或FPCB以避免移除法的復雜性和廢物問題。然而，由于在PCB或FPCB上安裝或焊接了許多元件，因此通過直接印刷來制造PCB或FPCB仍然有諸如耐熱性、粘合強度和可焊性以及導電性等許多問題待克服。例如，韓國專利初步公開第10-2008-0013207號公報公開了使用主要由氨基甲酸銀銨(silverammoniumcarbamate)和粘合劑組成的銀糊料通過直接印刷來形成導電圖案，然后在圖案上電鍍金屬以獲得低電阻的金屬圖案。這種導電圖案在粘合強度和耐熱性方面具有根本問題，并且不能承受在其上通過焊接來安裝元件。
發明內容技術問題本發明的目的是提供一種通過直接印刷來制備印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法。本發明的另一個目的是提供一種通過直接印刷來制備具有雙面或多層的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法。本發明的另一個目的是提供具有可與Rfid芯片結合的印刷天線的柔性板。本發明的另一個目的是提供一種印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)，其中，通過直接印刷形成所述電路。技術方案根據本發明，提供了一種通過直接印刷來制備印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法，所述方法包括以下步驟1)使用包含導電顆粒、作為粘合劑的聚酰胺酸以及溶劑的糊料組合物在基板上印刷圖案的步驟；2)烘烤經印刷的所述基板以酰亞胺化所述聚酰胺酸的步驟；以及3)對經印刷的所述基板進行電鍍的步驟。根據本發明，還提供了一種制備具有多層的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法，所述方法進一步重復地包括印刷絕緣圖案的步驟和步驟l)至步驟3)。根據本發明，還提供了一種制備具有兩面并具有導電性通路孔(via-hole)或通孔(through-hole)的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法，所述方法進一步包括在所述基板上打孔的步驟以及在所述基板的另一側進行所述步驟1)至步驟3)。根據本發明，還提供了根據上述方法通過直接印刷制備的具有單層、多層或雙面的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)。"印刷電路板(PCB)"或"柔性印刷電路板"中的"電路"是指包括天線和電路在內的導電圖案。所述糊料組合物優選由0.01重量％96重量％的導電顆粒、0.5重量％96重量％的聚酰胺酸和殘留溶劑組成。必要時所述糊料組合物還可包含金屬前體。所述聚酰胺酸優選如下式l所定義。式lRl和R2分別為烴鏈或具有N、0和/或S的雜原子鏈，或者表示苯環之間的橋接或稠合。例如，Rl和R2分別為-CO-、-S02-、-CH2-、_C2H4-、-C3H6-或-0-。所述聚酰胺酸通過如下式2所定義的芳香二酸酐和如下式3所定義的芳香二胺的加成聚合而獲得。可以使用例如N，N-二甲基甲酰胺("DMF")、N，N-二甲基乙酰胺("DMAc")、N-甲基吡咯烷酮("NMP")、四甲基脲("TMU")、二甲亞砜("DMS0")或其混合物作為溶劑來溶解或分散芳香二酸酐和/或芳香二胺。在本發明中，"溶劑"廣義上是指包括溶劑和分散介質在內的介質，而根據情況可用"溶液"來包括分散液。聚酰胺酸粘合劑通過將芳香二酸酐溶液和芳香二胺溶液混合來制備。優選的是，芳香二酸酐溶液的溶劑與芳香二胺溶液的溶劑相同且不經分離而作為所得粘合劑的溶劑引入。式2式3Rl和R2分別為烴鏈或具有N、0和/或S的雜原子鏈，或者表示苯環之間的橋接或稠合。如上式2所定義的芳香二酸酐例如為l，2，4，5-苯四甲酸二酐、3，3'，4，4'-二苯甲酮四甲酸二酐("BTDA")、氧雙鄰苯二甲酸酐("0DPA")、3，3'，4，4'-二苯基砜四甲酸酐("DSDA")、聯苯四甲酸二酐("BPDA")、3-氫醌-o，o，-二乙酸酐("HQDA")或2，2-雙[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷酐("BPADA")。如上式3所定義的芳香二胺例如為間苯二胺、對苯二胺、氧聯二苯胺、4，4'-二氨基二苯基砜或4，4'-二氨基二苯甲酮。此處，"導電顆粒"是指導電材料的顆粒。所述材料沒有限制，只要其在固態具有導電性即可。所述材料是包括如炭黑和石墨等碳質顆粒在內的金屬或非金屬及其氧化物、碳化物、硼化物、氮化物或碳氮化物。導電顆粒例如為金、鋁、銅、銦、銻、鎂、鉻、錫、鎳、銀、鐵、鈦及其合金以及它們的氧化物、碳化物、硼化物、氮化物和碳氮化物的顆粒。作為碳質顆粒，例如有天然石墨片、膨脹石墨、石墨烯(gr即hene)、炭黑、納米碳和碳納米管。顆粒形狀不受特別限制，可為例如平板狀、纖維狀或納米尺寸。這些顆粒可以單獨使用或組合使用。此處，金屬前體是指其中金屬通過如P、S、0和N等雜原子與有機材料鍵合的有機金屬化合物，且所述有機金屬化合物在比相應金屬的熔點低得多的溫度被金屬化。這樣的有機金屬包括例如與酮基、巰基、羧基、苯胺基、醚基或硫代硫酸基鍵合的金屬。直接印刷包括刷涂、噴涂、輥涂、絲網印刷、凹版印刷、膠版印刷、柔版印刷、滴涂(dispensing)、旋轉絲網印刷和噴墨印刷。除剛性板外，如紙、聚酯膜和聚酰亞胺膜等各種柔性基板也可用在本發明中。在本發明中，經印刷圖案可在較高溫度或常溫干燥，然后理想的是在150°C35(TC熱處理或烘烤以在步驟2)酰亞胺化聚酰胺酸。當在所述糊料中使用金屬前體時，可以在所述溫度范圍內分別或同時進行金屬化用熱處理和酰亞胺化用熱處理。由于通過如此熱處理使金屬前體金屬化且使聚酰胺酸粘合劑閉環，因而所述糊料被固定在基板上。酰亞胺化的粘合劑可耐受超過400°C。根據本發明，可容易地制備具有多層或雙面的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)。對于具有雙面的PCB或FPCB，形成了穿過基板的通路孔和通孔；或者，對于具有多層的PCB或FPCB，形成了穿過絕緣層的通路孔和通L。除了第二層電路以外，還可以印刷使通路孔或通孔導電的導電圖案，或與第二層電路一起印刷。在任何情況下，均僅通過數次印刷即可獲得雙面電路和多層電路。有利效果本發明可以在簡化工序、節省時間和成本并且使廢物減至最少的同時，通過應用直接印刷的添加法來制備印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)。圖1是顯示在制備例1中形成的圖案的圖。圖2是顯示實施例1中的聚酰亞胺膜上的印刷電路及其局部放大圖的照片。圖3是示意性地顯示制備具有多層電路的FPCB的工序的流程圖。圖4是示意性地顯示制備具有雙面電路的FPCB的工序的流程圖。圖5是顯示實施例4中的聚酰亞胺膜上的印刷天線的圖。圖6是顯示制備例17中所形成的圖案的表面電阻率的圖表。具體實施例方式下文中將詳細描述實施例，但不應認為本發明的范圍受所述實施例的限制。可以對本發明進行各種改變或修改，這些改變或修改仍包含在本發明的范圍內。制備例17粘合劑的制備將19.2g4，4'-二氨基二苯醚("0DA")溶于80gN_甲基吡咯烷酮中以制備ODA溶液。將20.9g均苯四甲酸二酐("PMDA")分散在80gN_甲基吡咯烷酮中以制備PMDA分散液。用2小時將PMDA分散液逐滴加入ODA溶液中。使混合物通過攪拌在室溫反應24小時以制備聚酰胺酸粘合劑。糊料的制備將150g210g平均粒徑為2ym的板狀(直徑是厚度的50倍)銀粉、030g的N-甲基吡咯烷酮和60g150g如上制備的聚酰胺酸粘合劑根據如表1所示的比例充分混合在一起以制備銀糊料。在聚酰亞胺膜(1)上，用所述銀糊料作為油墨通過絲網印刷機如圖1所示印刷圖案。印刷包括將所述膜在20(TC烘烤約10分鐘以除去揮發性有機化合物并酰亞胺化聚酰胺酸粘合劑。對所形成圖案的表面電阻率、粘合性、硬度和熱穩定性進行測定并將其表示在表2中。實施例的表面電阻率如圖6中的圖表所示。表面電阻率通過四探針法測定，粘合力通過膠帶法(ASTM-D3359B)測定，而硬度通過鉛筆硬度測試(ASTM-D3369)來測定。通過觀察在加熱和焊接時的熔化和變形來對糊料的熱穩定性進行如下評定◎:優秀，在與加熱至400°C的烙鐵接觸1分鐘時無變形〇良好，用烙鐵焊接后無變形△:普通，在28(TC的烘箱中保持30分鐘后無變形，但在用烙鐵焊接后變形X:較差，在280°C的烘箱中保持30分鐘后變形表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(D優秀，〇良好，A普通，X較差實施例1在聚酰亞胺膜(1)上，使用在制備例5中制備的銀糊料作為油墨通過絲網印刷機如圖1和圖2所示印刷圖案。印刷包括以下步驟在20(TC烘烤所述膜約10分鐘以去除揮發性有機化合物并酰亞胺化聚酰胺酸粘合劑。將220重量份的硫酸銅溶解在600重量份的純水中。將2重量份的活性碳添加到所述溶液中，之后攪動該溶液3小時并過濾。將66重量份的硫酸、10重量份的5007-MU、0.5重量份的5000-A和0.5重量份的5007-B(由IBC制造)作為鍍液干燥劑添加到溶液中之后攪動濾液。在添加了0.00166重量份的氯化鈉和剩余的純水后，獲得了lOOOml的最終鍍覆液。通過使電路圖案與陰極接觸并歷時1分鐘30分鐘施加0.5A/dm25A/dm2，在鍍覆液中將銅鍍覆在電路圖案上。使用40(TC的烙鐵將多層陶瓷電容器焊接到經鍍覆的如圖l所示的圖案塊(2)上。使用抗張強度測定儀測定粘合力，作為剝離強度為0.9kgf。實施例2在根據實施例1制備的柔性電路板上，印刷絕緣層并對其進行烘烤。按照與第一層電路相同的方式在絕緣層上印刷第二層電路。除了第二層電路以外，還可以印刷使通孔導電的導電圖案。印刷包括以下步驟在20(TC烘烤所述膜約IO分鐘以酰亞胺化聚酰胺酸，并如實施例1那樣對其進行電鍍。在圖3中圖示了該工序。使用40(TC的烙鐵將多層陶瓷電容器焊接到經鍍覆的圖案塊(2)上。使用抗張強度測定儀測定粘合力為0.85kgf。實施例3在根據實施例1制備的柔性電路板的另一面，按照與第一層電路相同的方式在基板上印刷第二層電路。除了第二層電路以外，還可以印刷使通孔導電的導電圖案。印刷包括以下步驟在20(TC烘烤所述膜約10分鐘以酰亞胺化聚酰胺酸粘合劑，并如實施例1那樣對其進行電鍍。在圖4中圖示了該工序。使用40(TC的烙鐵將多層陶瓷電容器焊接到經鍍覆的圖案塊(2)上。使用抗張強度測定儀測定粘合力為0.91kgf。實施例4在聚酰亞胺膜(1)上，如圖5所示，使用在制備例5中制備的銀糊料作為油墨通過絲網印刷機來印刷移動電話的環形天線(4)。印刷包括以下步驟在20(TC烘烤所述膜約10分鐘以酰亞胺化聚酰胺酸粘合劑。并如實施例l那樣對印刷品進行電鍍。使用40(TC的烙鐵將多層陶瓷電容器焊接到經鍍覆的圖案塊(2)上。使用抗張強度測定儀測定粘合力為1.lkgf。權利要求一種通過直接印刷來制備印刷電路板或柔性印刷電路板的方法，所述方法包括以下步驟1)使用包含導電顆粒、作為粘合劑的聚酰胺酸和溶劑的糊料組合物在基板上印刷圖案的步驟；2)烘烤經印刷的所述基板以酰亞胺化所述聚酰胺酸的步驟；以及3)對經印刷的所述基板進行電鍍的步驟。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述印刷步驟通過噴涂、輥涂、絲網印刷、凹版印刷、膠版印刷、柔版印刷、滴涂、旋轉絲網印刷或噴墨印刷來進行。3.如權利要求2所述的方法，其中，所述基板是紙、聚酯膜或聚酰亞胺膜。4.如權利要求1所述的方法，制備具有多層的印刷電路板或柔性印刷電路板的方法還反復地包括印刷絕緣圖案的步驟和所述步驟1)到步驟3)。5.如權利要求1所述的方法，制備具有雙面和導電性通路孔或通孔的印刷電路板或柔性印刷電路板的方法還包括在所述基板上打孔的步驟和在所述基板的另一面上進行所述步驟1)到步驟3)。6.—種具有多層的印刷電路板或柔性印刷電路板，所述印刷電路板或柔性印刷電路板由權利要求4所述的方法制備。7.—種具有雙面和導電性通路孔或通孔的印刷電路板或柔性印刷電路板，所述印刷電路板或柔性印刷電路板由權利要求5所述的方法制備。8.—種印刷電路板或柔性印刷電路板，所述印刷電路板或柔性印刷電路板由權利要求l所述的方法制備。9.如權利要求8所述的印刷電路板或柔性印刷電路板，其中，所述印刷電路板或柔性印刷電路板中的電路是Rfid天線。全文摘要本發明提供了一種通過直接印刷來制備印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)的方法，所述方法包括以下步驟1)使用包含導電顆粒、作為粘合劑的聚酰胺酸和溶劑的糊料組合物在基板上印刷圖案的步驟；2)烘烤經印刷的所述基板以酰亞胺化所述聚酰胺酸的步驟；以及3)對經印刷的所述基板進行電鍍的步驟。本發明還提供由該方法制備的印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)。根據本發明，在簡化工序、節省時間和成本并且使廢物減至最少的同時，通過應用直接印刷的添加法來制造印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)。文檔編號H05K3/12GK101754586SQ20091022459公開日2010年6月23日申請日期2009年11月19日優先權日2008年12月5日發明者樸成實,許順永申請人:Exax株式會社