[发明专利]聚合物印刷电路板的制造方法

说明书

本发明提供一种聚合物印刷电路板的制造方法，包括：在聚合物材料的表面直接形成一种由雷射诱导石墨烯构成的电路图案，再通过一加压步骤对电路图案施压以增加电路图案的导电性和附着力，最后通过金属化步骤在电路图案形成金属表面；本发明提出了一种有效的制造聚合物电路板的方法，可以解决已知印刷电路板的制造方法中存在的问题。

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板的制造方法，特别是一种聚合物印刷电路板的制造方法。

背景技术

已知有许多用于制造印刷电路板(Printed circuit board，PCB)的方法，其中减成法(subtractive method)和半加成法(semi-additive method)则是较为普遍的制造方法。

传统用于制造印刷电路板的减成法，除了在环境问题方面造成了严重的污染也大幅地增加了制造成本。另外，已知用于制造印刷电路板的加成法又可分为全加成、半加成及部份加成等不同方式，通常，在半加成法中的沉积制程(deposition process)可以减少蚀刻铜的量。

减成法是目前印刷电路板产业中最常见和稳定成熟的技术。传统的减成法主要是以铜箔基板(copper clad laminate，CCL)作为制造印刷电路板的主要材料，铜箔基板的主要原料包括：基板(通常由聚合物制成)，玻璃纤维和铜箔。其中铜箔布满整个基板的表面，采用减成法制作完成的印刷电路板，其中在基板表面的大部分铜箔将被蚀刻或移除，只留下被遮蔽的部分作为印刷电路的导体。

众所周知，传统的减成法会浪费大量的铜，并且在蚀刻、微影(photolithography)和水洗(rinsing)的过程消耗大量的水，并且会产生许多的化学废料和重金属，处理不当时会对环境造成严重污染。

随着环保观念在全球越来越受到重视，废料的管理和处理的费用也使得印刷电路板的制造成本随之增加，更加突显出传统用于制造印刷电路板的减成法已经不合时宜。

因此，半加成法被应用于制造印刷电路板用以减缓减成法所造成的环境问题。通过化学沉积(chemical deposition)，此法又称无电镀沉积(electrolessdeposition)，在基板的表面先镀上相对较薄的铜层，然后放置光阻(photoresist，PR)以暴露预定的电路图案，接着在电路图案上进一步镀铜以增加厚度，最后，移除光阻，并且在电路图案的顶部形成有保护层的条件下进行快速蚀刻，用以移除基板表面非属电路图案的较薄的铜层。

化学沉积的目的是通过沉积的方式在绝缘基板的表面形成具有导电性而且相对较薄的铜层，以便通过后续的电镀制程在较薄的铜层的表面形成预定的电路图案。虽然半加成法减少了铜的浪费，但是化学沉积仍然存在其它问题。

为了在半加成法中进一步减少铜的浪费，在过去几年中，业界开发了一种在基板的表面直接印刷银浆以形成导电图案的技术，但是银浆的成本非常昂贵。

在已公开的美国专利提出了金属(US 20150147486 A1)或金属氧化物(US20080286488 A1)颗粒的光烧结方法(photosintering)，所述的专利技术可以通过油墨印刷和室温下的光烧结技术制备具有导电性的金属图案，克服了金属颗粒在塑料基材上的高温烧结问题。

在已公开的美国专利US 20140120453 A1提出了一种还原氧化石墨烯的雷射(laser)直接形成技术，并且应用于制造微超级电容器。另外，在已公开的专利文件WO2015175060 A3还提出了一种通过雷射直接使聚合物石墨化以形成导电石墨烯微电极的技术，以这种技术制备而成的石墨烯材料称为雷射诱导石墨烯(laser induced graphene，LIG)。然而，这种直接利用雷射使聚合物石墨化而形成的雷射诱导石墨烯的导电性不够高，因为雷射诱导石墨烯通常是一种多孔的薄膜结构，并不适合作为导电电路。