[发明专利]用于在表面上产生导电图案的方法和装置

说明书

公开了用于在表面上产生导电图案的方法和装置。导电固体颗粒被转移到衬底表面上预定形式的区域上。将导电固体颗粒加热至高于导电固体颗粒的特征熔点的温度，从而产生熔化物。将熔化物压靠至在辊隙中的衬底上，其中辊隙的遇到熔化物的那部分的表面温度低于所述特征熔点。

技术领域

本发明大体上涉及在衬底上产生导电图案的技术。具体地，本发明涉及通过印刷产生所述导电图案的情况。

背景技术

印刷电子设备似乎有希望实现电子功能与各种各样的消费产品的具有成本效益的集成。这里应当注意的是，即使传统的环氧基电路板或聚酯基电路板通常被称为印刷电路板(PCB)，所述电路板也不能满足印刷电子设备的实际定义。在PCB中，(丝网)印刷的使用限于在刻蚀不需要的铜之前产生抗蚀刻油墨图案，以及在以其他方式完成的板的表面上产生可见标记。真正的印刷电子设备是指构成电子电路的实际功能元件的导电的、半导电的、以及其他可能的图案在印刷过程中形成在衬底上。虽然不是强制性的，但是如果用于制造印刷电子设备的过程是所谓的滚动式(这是指衬底可以以较长的辊制基材的形式出现，其针对印刷步骤是未卷绕的，并且可以在此后再次卷绕至锟)，则这将是非常有利的。另一种广泛使用的供给机制是片材供给，其中衬底以大量片材的形式出现，所述片材是通过印刷过程供给的。

制造印刷电子设备的关键问题是如何确保导电材料仅被分配和贴附至衬底的期望部分。以公开号WO 2009/135985公开的PCT申请包含对已知方法的简要评述，包括：电镀、丝网印刷、穿孔印刷和凹版印刷。其他已知的方法包括利用导电油墨的喷墨印刷和平版印刷。已知方法中的很多方法具有需要昂贵的原料(例如，非常细颗粒的金属粉末，其中颗粒的尺寸小至不会阻塞喷雾嘴)等的缺陷。

所述PCT申请公开了一种改进方法，在该方法中，首先通过使用空间分布电荷或粘合剂或这二者来向衬底提供吸引导电颗粒的图案。导电颗粒(其在该情况下的尺寸可以远远大于在例如喷墨应用中的尺寸)被分配到图案化衬底上，使得它们仅被吸引至期望的图案。具有加热辊的烧结台(sintering station)然后用于将颗粒覆盖的图案烧结为保持贴附至衬底的最终的导电迹线和区域。作为WO 2009/135985公开的PCT申请通过引用的方式并入本文。

虽然所述改进方法与很多先前方法相比具有明显进步，但是它在诸如剥离强度、电导率的连续性、不同导电化合物和辊材料的适用性以及生产速度等方面留有改进的余地。

发明内容

本发明的实施例的有利特征是提供了用于以良好的粘合、高剥离强度和良好的电导率连续性在衬底上产生导电图案的方法和装置。

通过在贴附至衬底的导电颗粒的熔点上对导电颗粒进行加热、然后在冷辊隙中将导电颗粒压靠至衬底上来实现本发明的目的，其中冷辊隙的有效温度低于所述熔点。

根据本发明的一个方面，优选地使用非接触式加热方法将已经初步贴附至所述衬底上的导电颗粒加热至高于所述导电颗粒的特征熔点的温度。所述熔点是“特征的”意味着例如如果导电颗粒是其中两个或更多个成分在不同的颗粒中和/或甚至在单一颗粒中保持分离的复合颗粒，则是指对在由多个熔化颗粒产生的熔化物中产生内聚具有显著影响的成分熔化物的熔点。定义“特征”熔点的另一种方式是认为熔点是一种温度，在该温度处和/或之上所关注的物质开始主要表现为几乎粘性液体。如果导电颗粒的组分是均匀的并且仅由具有定义明确的熔点的一种金属或合金构成，则该特征熔点直接是该金属或合金的熔点。