[发明专利]一种基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于柔性电路板制造领域，具体涉及一种基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法。

背景技术

印刷电子（Printed Electronics）是印刷技术与电子技术的有机融合，它采用加成法制作电子器件和电路，比传统的光刻蚀减成法环保、高效。其中，基于纳米金属导电墨水的喷墨打印技术在柔性印刷电路板（Flexible Printed Circuit，FPC）制备方面优势明显，它使电路板的生产如办公室打印文件般轻松，可实现“所见即所得”，且布线密，可使生产柔性化，电子产品小型化。喷墨打印电路的基本流程是：将设计好的CAD布线图通过计算机控制的喷墨系统，打印在柔性基板（通常是聚酰亚胺，PI）上，干燥后送入低温烧结炉中烧结，即可得精细的柔性印刷线路板。此流程可实现滚对滚（roll to roll）的高效连续化生产，工艺简单，最小布线间距仅1μm。显然，该技术的关键是纳米金属导电墨水，它要求墨水粘度低、不沉降，能长久保存，打印时不洇墨，不堵塞喷墨孔，墨水里的金属颗粒抗氧化、不团聚、烧结温度低。适合此要求的纳米金属导电墨水主要是金墨和银墨。用金或银制备纳米金属导电墨水，虽然价格贵，但金和银化学性质稳定，不易氧化，且可以分散成粒径很小的纳米颗粒（通常小于20nm），便于制成能稳定悬浮且不堵塞喷嘴的金属导电墨水。一般，纳米金属颗粒的粒径越细小，烧结温度越低，如纳米银的烧结温度通常小于230℃，这使得承印物除耐温的PI外，还可以选择其它更多的普通有机聚合物。

作为导线，铜的电导率虽略低于银，但价廉，此外铜还具有很好的焊接性能和耐离子迁移性。相比之下，金导线不仅电导率不如铜，而且焊接性能也差，过薄的焊盘（pad）在长的焊接时间下，金会扩散进焊料，使熔点迅速上升，有时由于扩散系数的差异，还会出现kirkendall空洞，减低焊接强度；银制电路在高温高湿环境中长期使用，容易产生离子迁移现象，导致阴极枝晶生长而引起短路，降低了产品的可靠性，限制了产品的使用范围。纳米铜导电墨水制备困难，主要是因为纳米铜粒子易被氧化。氧化后的纳米铜粒子不易被表面活性剂所分散，且不易烧结成金属导线，此外，铜还具有较高的表面能，其纳米颗粒粒径较大，通常要大于40μm，这会导致铜纳米颗粒不能稳定悬浮，墨水易沉降分层。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法。

本发明是这样实现的，一种基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法，其包括如下步骤：

提供含银盐的活化墨水；

在基体上喷墨打印所述含银盐的活化墨水；

对所述喷墨打印后的基体进行烧结，得烧结产物；

提供化学镀铜液，对所述烧结产物进行化学镀铜。

本发明提供的基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法，针对现有纳米铜导电墨水的不足，以银盐和有机还原剂的混合水溶液为墨水，喷墨打印在柔性承印物膜上，形成“隐形电路”，然后对“隐形电路”进行烧结，使墨水中的银离子还原成金属银纳米颗粒，再进行化学镀铜，此时被还原的银纳米颗粒作为化学镀铜的活化剂，诱导铜的沉积，形成光亮、均匀、附着力强的铜涂层，得到“显性”的铜电路。该基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法，墨水中无固相物，不会沉降，可长时间保存；墨水粘度低，不堵塞喷墨孔，可用普通喷墨打印机打印；银用量很小，成本低；得到的铜导电线路连续、致密、电导率高，布线精度和密度不受化学镀铜工艺的影响。

附图说明

图1是本发明实施例1中烧结后的样品的扫描电镜图；

图2是本发明实施例1中镀铜后的样品的扫描电镜图；

图3是本发明实施例2中喷墨打印后的样品的扫描电镜图；

图4是本发明实施例2中镀铜后的样品的扫描电镜图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种基于喷墨打印技术的柔性电路板的制备方法，其包括如下步骤：

S01：提供含银盐的活化墨水；

S02：在基体上喷墨打印所述含银盐的活化墨水；

S03：对所述步骤S02打印后的样品进行烧结；

S04：提供化学镀铜液，将经步骤S03烧结后的样品进行化学镀铜。