電路板及其製作方法
2023-06-03 22:33:46
專利名稱：電路板及其製作方法
技術領域：
本發明涉及印刷電路板製作領域，特別涉及一種電路板及其製作方法。
背景技術：
利用噴墨列印技術製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並逐點地形成線路圖形，製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製程，可減少不同印刷材料間相互汙染。相比於傳統的線路製作方法，具有製作流程更加簡化、便宜及低汙染的優點。請參見文獻Murata， K. ; Matsumoto， J. ; Tezuka， A.;0yama， K. ; Matsuba， Y. ; Yokoyama， H. ; Super fine wiring by inkjet printingMicroprocesses and Nanotechiiology Conference, 2004. Digest of Papers. 2004InternationalOct. 27-29， 2004 Page(s):24 - 25。
現有技術中報導了一種採用噴墨列印含有可溶性鈀鹽和弱還原劑的墨水製造導電線路的方法。該方法是將可溶性鈀離子和弱還原劑製成可噴墨列印的墨水在基材表面列印出含有鈀離子線路圖形，然後在該線路圖形經過高能光照射還原，得到鈀質線路，但由於線路圖形在基材表面的附著力不佳，線路圖形中沒有被還原的鈀離子和還原後的鈀粒子脫落到後續製程的化學溶液中，損壞化學溶液，而且線路中含有未反應的還原劑，殘留在導電線路內，對導電線路的質量具有很大的影響。
因此，有必要提供一種電路板的製作方法，以提升導電線路在基材表面的附著力，提高導電線路的質量。
發明內容
以下將以實施例說明 一種電路板及其製作方法。
一種電路板的製作方法包括，其包括以下步驟對絕緣基材表面進行親水性處理；將含有可溶性鈀鹽的油墨印刷於親水處理過的絕緣基材的表面，形成線路圖形；採用非離子還原劑還原線路圖形中的鈀鹽以形成鈀質預製線路；在預製線路的表面鍍覆金屬形成導電線路。
一種電路板，其包括絕緣基材，其具有一親水性表面；鈀制預製線路形成在所述親水性表面上；及導電鍍層包覆所述預製線路。
與現有技術相比，該電路板的製作方法增強了線路與絕緣基材表面的結合能力。後續的
4鈀離子還原處理中，採用非離子性還原劑，即有機還原劑和具有還原性的氣體，改善了採用離子型還原劑(如硼氫化鈉、檸檬酸鈉等)還原時，線路中的鈀離子的脫吸附和再吸附而引起的線路解析度下降的問題。
圖l是本技術方案實施例提供電路板製作方法的流程圖。
圖2是本技術方案實施例提供的絕緣基材的結構示意圖。
圖3是圖2中絕緣基材形成線路圖形的結構示意圖。
圖4是圖2中絕緣基材形成預製線路的結構示意圖。
圖5是圖2中絕緣基材形成導電線路的電路板的結構示意圖。
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電路板及其製作方法作進一步詳細說明。
請參閱圖l，本實施例提供的電路板的製作方法包括以下步驟第一步，對絕緣基材100表面100進行親水性處理。
如圖2所示，本實施例中，絕緣基材100可以為製作單層板時的絕緣層，也可以為多層電路板製作過程中的多層電路板表面壓合的絕緣層。絕緣基材100的材料通常以聚醯亞胺類材料為主。本實施例中，絕緣基材100為需要製作單面線路的絕緣層。該絕緣基材100具有用於形成導電線路的表面l 10。所述絕緣基材100的材質為聚醯亞胺。
通過對絕緣基材100的表面110進行親水性處理，以便在後續線路製作時增加表面110結合油墨的能力。增加表面110的親水性有多種方法，如對絕緣基材100聚合物進行改性處理，使得表面l IO形成極性官能團。
本實施例中，採用鹼性溶液對絕緣基材100的表面110進行親水性處理。對絕緣基材ioo
表面的處理包括以下步驟首先，清洗絕緣基材100的表面110。清洗時可採用丙酮、乙醇或
水等溶劑，以除去附著於表面iio的汙物、氧化物、油脂等。然後，應用強鹼性溶液對絕緣基材100的表面110進行處理。所述的強鹼性溶液可為K0H溶液或K0H與KMn04的混合溶液。本實施例中，將絕緣基材100置於濃度為5摩爾/升(mol/L)的K0H溶液中處理5分鐘後取出。最後，對處理後的絕緣基材100進行清洗。具體地，採用去離子水清洗絕緣基材100，去除表面110殘留的K0H，洗至表面110為接近中性。
通過上述的處理，使得絕緣基材100表面110的聚醯亞胺中的醯亞胺鍵在強鹼性條件下斷開形成羧基和醯胺鍵，羧基和醯胺基的親水性強於醯亞胺基，從而改善了絕緣基材100表面110的親水性。同時，生成的羧基能夠吸附陽離子，在K0H溶液中，其可以吸附K+。
第二步將含有可溶性鈀鹽的油墨印刷於親水處理過的絕緣基材100的表面110，形成線路圖形200。
如圖2所示，分別在所述絕緣基材100的表面110形成線路圖形200。線路圖形200可以通過噴墨列印或平版印刷等方式形成於絕緣基材100的表面110。以噴墨列印為例，噴墨列印系統在控制器的控制下根據所需製作的導電線路的圖形，將油墨自噴嘴逐點噴灑到表面iio，使沉積在表面110的油墨形成線路圖形200。該油墨形成的線路圖形200與所需製作的導電線路的圖形相同。
本實施例中，採用的油墨為水溶性的鈀鹽溶液。該鈀鹽可以為硫酸鈀、氯化鈀、硝酸鈀、鈀絡合物或其他可溶性鈀鹽，其摩爾濃度為10—4mol/L至10—2mol/L。本實施例中，採用氯化鈀，為了提高氯化鈀的溶解性，在氯化鈀溶液中加入氯化銨，氯化銨與氯化鈀質量比可為1:1，氯化鈀與氯化銨可形成絡合物從而可提高其溶解度。在製備過程中還可向該油墨中加入表面活性劑、粘度調節劑、連接料或其它助劑，用以調節油墨的表面張力、粘度等性能，從而提高油墨與待列印或印刷物體表面的結合力。表面活性劑可為陰離子型、陽離子型、非離子型等，連接料可為聚氨酯、聚乙烯醇等高分子材料。可根據所需油墨的性能選擇性地加入質量百分比為O. 1%至20%的連接料、0. 1%至50%的粘度調節劑、0. 1%至50%的保溼劑、0. 1%至5%的表面活性劑及0. 1%至10%的其它助劑。
經親水處理過的絕緣基材100的表面110吸附有鉀離子，列印在表面110所述油墨中含有鈀離子，鉀離子與鈀離子發生離子交換，使得鈀離子吸附到絕緣基材100的表面110。
第三步採用還原劑還原線路圖形200中的鈀鹽以形成鈀質預製線路300。
如圖3及圖4所示，將形成於絕緣基材100表面110的線路圖形200轉變成預製線路300。即，表面110上形成線路圖形200的鈀離子經化學反應，使鈀離子還原成鈀單質，從而在表面110上形成鈀質預製線路300。
為了防止線路圖形200中鈀離子在離子性還原劑中產生脫吸附和再吸附，導致線路的解析度下降的問題，本實施例中，將鈀離子還原為單質鈀採用非離子還原劑進行還原。具體的，採用液態有機還原劑或氣體還原劑。
對於還原性較強的液態有機還原劑，如甲醛和水合肼等，可以將絕緣基材100浸入其溶液中，在常溫或低溫狀態下還原。以甲醛為例，在50攝氏度下，將表面110具有線路圖形200的絕緣基材100浸入甲醛溶液中15分鐘，取出絕緣基材100後用去離子水清洗。
對於還原性較弱的液態有機還原劑，如丙酮、乙二醇等，可以在紫外光照的條件下，使得線路圖形200中的鈀離子還原為單質鈀。以丙酮為例，將表面110具有線路圖形200的絕緣基材100浸入丙酮溶液中紫外光照射6分鐘，取出絕緣基材100後用去離子水清洗。以乙二醇與丙酮的混合溶液為例，將表面110具有線路圖形200的絕緣基材100浸入上述溶液中紫外光照射6分鐘，取出絕緣基材100後用去離子水清洗。還可以應用還原性氣體將鈀離子還原，所述還原性氣體為乙烯、 一氧化碳和氫氣等。
第四步，在預製線路300的表面鍍覆金屬400形成導電線路500，從而得到電路板50。
對於上一步驟中所得到的預製線路300，由於預製線路300是通過將鈀鹽環原為鈀單質而形成的線路，而該鈀鹽中金屬離子間可能沒有完全結合，其連續性較差，當鈀離子被還原為金屬鈀後所得到的預製線路300中，鈀將會以不連續的粒子存在並組成預製線路300，預製線路300的導電性將勢必受到影響。
因此，如圖5所示，在鈀制預製線路300的表面經過電鍍或化學鍍的方法鍍覆金屬400，從而形成連續的導電線路500。所述鍍覆金屬可以為銅、鎳或銀等。
具體地，將形成預製線路300的絕緣基材100置於化學鍍銅溶液中，在50攝氏度的溫度下進行化學鍍銅2分鐘，即可使預製線路300形成完全電連通的導電線路500。導電線路500中的銅粒子的粒徑為50至150納米。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；絡合劑可為乙二胺四乙酸二鈉、酒石酸鉀鈉等。當然，還可在鍍液中加入穩定劑、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10克/升(g/L)、酒石酸鉀鈉22g/L、乙二胺四乙酸二鈉50g/L、甲醛15毫升/升(mL/L)及甲醇10mL/L。
經過上述方法得到的導電線路500，其包括形成於絕緣基材100親水性表面110的鈀質預製線路300，以及形成在鈀質預製線路300表面且包覆預製線路300的鍍覆金屬400。
對於上述方法形成的電路板50，其包括絕緣基材IOO、鈀制預製線路300和鍍覆金屬400。所述絕緣基材100的表面110經過親水性處理的表面110為一親水性表面。所述預製線路300形成於親水性表面110，且與親水性表面110較好的結合。所述鍍覆金屬400形成於預製線路300的表面且包覆預製線路300。
在電路板50的製作過程中，採用K0H將絕緣基材100的表面110改性，提高了絕緣基材100表面110的親水性，並且在絕緣基材100的表面110吸附了鉀離子，在形成線路圖形200時，採用水溶性的含有鈀離子的油墨，提高了表面110與油墨的結合能力，並且吸附的鉀離子與油墨中的鈀離子產生離子交換，進一步增強了線路圖形200與絕緣基材100的表面110的結合能力。後續的鈀離子還原處理中，採用非離子性還原劑，即有機還原劑和具有還原性的無機氣體，改善了離子型還原劑(如硼氫化鈉、檸檬酸鈉等)還原時，線路圖形200中的鈀離子的脫吸附和再吸附而引起的線路解析度下降的問題。此外，在預製線路300表面鍍覆金屬400提高了導電線路500的導電性和連續性。
可以理解的是，對於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於本發明權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種電路板的製作方法，其包括以下步驟對絕緣基材表面進行親水性處理；將含有可溶性鈀鹽的油墨印刷於所述親水性處理過的絕緣基材的表面，形成線路圖形；採用非離子還原劑還原線路圖形中的鈀鹽以形成鈀質預製線路；在預製線路的表面鍍覆金屬形成導電線路。
2.如權利要求l所述的電路板的製作方法，其特徵在於，所述絕緣基 材的材質為聚醯亞胺。
3.如權利要求2所述的電路板的製作方法，其特徵在於，採用鹼性溶 液對絕緣基材表面進行親水性處理。
4.如權利要求3所述的電路板的製作方法，其特徵在於，採用氫氧化 鉀溶液或氫氧化鉀與高錳酸鉀的混合溶液對絕緣基材表面進行親水性處理。
5.如權利要求l所述的電路板的製作方法，其特徵在於，所述油墨進 一步包括連接料、粘度調節劑、保溼劑和表面活性劑中的一種或幾種。
6.如權利要求l所述的電路板的製作方法，其特徵在於，所述非離子 還原劑包括甲醛、水合肼、丙酮、乙二醇、氫氣、 一氧化碳或乙烯。
7.如權利要求l所述的電路板的製作方法，其特徵在於，在預製線路 表面鍍覆金屬採用化學鍍的方法。
8.如權利要求l所述的電路板的製作方法，其特徵在於，在預製線 路表面所鍍覆金屬為銅、銀或鎳。
9. 一種電路板，其包括 一絕緣基材，其具有一親水性表面； 一鈀質預製線路，其形成在所述親水性表面上；及
10.如權利要求9所述的電路板，其特徵在於，所述導電鍍層的材質 為銅、銀或鎳。
全文摘要
本發明涉及一種電路板的製作方法，其包括以下步驟對絕緣基材表面進行親水性處理；將含有可溶性鈀鹽的油墨印刷於親水處理過的絕緣基材的表面，形成線路圖形；採用非離子還原劑還原線路圖形中的鈀鹽以形成鈀質預製線路；在預製線路的表面鍍覆金屬形成導電線路。本發明還涉及一種電路板。
文檔編號H05K3/20GK101600301SQ20081030196
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者張秋越, 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