TWM487591U

TWM487591U - 印刷電路板

Info

Publication number: TWM487591U
Application number: TW102222987U
Authority: TW
Inventors: Kung Linliu
Original assignee: Dsam Applied Materials Ind Co Ltd
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-10-01

Description

印刷電路板

本創作是關於一種印刷電路板，特別是一種以奈米銀墨水噴印電路圖形之印刷電路板。

習知印刷電路板的製造流程為：在一基板之一基板表面進行表面處理使其粗糙化；將銅箔壓延或電鍍銅於一基板上；接著塗佈上一層光阻層；藉由曝光、顯影將此光阻層圖案化；蝕刻以形成電路圖案；以及移去光阻後形成一電路板。

上述製造流程中，是利用蝕刻技術以形成電路圖案，客製化印刷電路板往往需依照客戶需求的產品特性來調整蝕刻參數，在印刷電路板線寬微小化的需求下，蝕刻過程中的的參數變化(如蝕刻液濃度)有可能導致微電路的圖案或線寬的變化，難以確保在微電路製程的可靠性。此外，蝕刻製程中需耗用大量的化學藥劑與水進行蝕刻與清洗，亦會造成嚴重的環境污染問題，故如何將製程參數調整最佳化、降低生產成本及減少製程中所造成之環境汙染，是印刷電路板業的重要課題。

為了解決上述問題，本創作目的之一係提供一種印刷電路板，無須蝕刻製程，能有效降低成本。

本創作之一實施例提供一種印刷電路板，包含：一基板、一線路圖案層、以及一金屬線路層。基板具有一基板表面並經一表面處理使其粗糙化。線路圖案層是先以一奈米銀墨水以噴墨列印於基板表面，奈米銀墨水經乾燥後，形成線路圖案層於基板表面之上。最後，以化學鍍形成金屬線路層覆蓋於線路圖案層。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10‧‧‧基板

11‧‧‧基板表面

12‧‧‧線路圖案層

13‧‧‧金屬線路層

14‧‧‧金屬保護層

S1~S7‧‧‧本創作之印刷電路板製造方法的步驟

圖1為一流程圖，顯示本創作之印刷電路板之製作方法。

圖2a為一剖視圖，顯示本創作之印刷電路板之基板表面。

圖2b為一剖視圖，顯示本創作之印刷電路板之基板表面。

圖2c為一剖視圖，顯示本創作以噴印奈米銀墨水形成線路圖案層。

圖2d為一剖視圖，顯示本創作一實施例之印刷電路板結構。

圖2e為一剖視圖，顯示本創作另一實施例之印刷電路板結構。

圖2f為一剖視圖，顯示本創作另一實施例之印刷電路板結構。

請參考圖1，其為本創作之印刷電路板製造流程圖，包括以下步驟：首先，提供一基板，基板具有一基板表面(步驟S1)，基板可依照需求選用各種不同材質，例如硬式材質的玻璃基板、陶瓷基板；高分子材質的聚亞醯胺(PI)、聚酯(PET)、氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)基板。接著，對於基板表面進行表面處理使基板表面粗糙化(步驟S2)。將一奈米銀墨水以噴墨方式列印於基板表面(步驟S3)；奈米銀墨水經自然風乾或加熱乾燥後，形成一線路圖案層於基板表面之上(步驟S4)。最後，線路圖案層形成於基板表面後，接著以化學鍍形成一金屬線路層覆蓋於線路圖案層(步驟S5)。

在步驟S2中，表面處理之目的在於使基板表面粗糙化以利後續進行噴墨形成線路圖案層時，增加線路圖案層與基板表面之結合強度。表面處理方式可為一噴砂(sand blasting)或塗層(coating)處理。請參考圖2a，噴砂處理是對於基板表面11進行的破壞性的加工，利用細微的研磨顆粒對基板表面11衝擊，讓基板表面11產生像顆粒般的凹陷使之形成霧面化或粗糙化。請參考圖2b，塗層處理是在基板表面11上附著一塗層材料，其目的同樣是使基板表面11粗糙化，以利基板10與線路圖案層12結合。基板表面11經表面處理後，藉輕洗除去雜質及油汙，例如將基板10置入異丙醇(Isopropyl alcohol)溶液或鹼性溶液中，利用超音波振盪器清洗基板表面11。

在步驟S3及步驟4中，請參考圖2c，本創作是利用噴墨裝置噴印奈米銀墨水於基板表面11形成線路圖案層12，奈米銀墨水成份為奈米銀顆粒均勻分散於一醇類溶劑中，利用噴墨裝置將奈米銀墨水以噴印於基板表面11之預定位置，待奈米銀墨水中的醇類溶劑及水份經揮發或乾燥後，奈米銀顆粒在基板表面11之預定位置即形成固態銀，噴墨裝置依據預先設計之一電路圖形持續噴印，即形成具有銀薄膜型式之線路圖案層12(步驟S4)。奈米銀墨水中的醇類溶劑可為一乙醇、丙醇、多元醇或上述醇類之混合物。

本創作之奈米銀墨水中，奈米銀顆粒之粒徑小於50nm，其中醇類溶劑中奈米銀顆粒之重量百分率濃度為0.05至18wt%之間，粒徑為奈米等級之銀顆粒均勻分散在醇類溶劑中，上述奈米銀墨水之濃度經適當調配，利用噴墨印刷在基板表面11上形成之線路圖案層12，其厚度介於5nm~2μm之間。

在步驟S5中，請參考圖2d，線路圖案層12形成於基板表面11 後，接著以化學鍍形成一金屬線路層13覆蓋於線路圖案層12。舉例而言，例如金屬線路層13是利用化學鍍銅於線路圖案層12(銀薄膜)之上，在化學鍍銅過程中，鍍銅溶液中的銅離子CU²⁺ 得到電子還原為金屬銅，其沉積於銀質的線路圖案層12之上，形成銅質的金屬線路層13。一實施例中，將具有線路圖案層12之基板10置入化學鍍銅溶液中，溫度為攝氏40至90度之間，進行化學鍍銅以形成金屬線路層13，此鍍銅溶液包含銅化合物溶液及還原性溶液，銅化合物可為硫酸銅或氯化銅，還原性溶液可為甲醛或乙醛酸。由於在前一步驟S4中，線路圖案層12為奈米銀顆粒所形成之銀薄膜，每個銀顆粒之間可能並未完全結合，其連續性及導通性較差，所以步驟S5(化學鍍銅)之目的即在於使線路圖案層12增加厚度，使其導通率增加，並藉以控制鍍銅之厚度來調整金屬線路層13之阻抗。基於上述目的，在步驟S5中，也可以化學鍍鎳方式來形成金屬線路層13。較佳者，在線路圖案層12之上，經鍍銅形成金屬線路層13之後，為了保護銅質的金屬線路層13不被氧化而導致阻抗增加，如圖2e所示，在金屬線路層13可再以化學鍍鎳，鍍覆形成具有兩層(下層材質為銅、上層材質為鎳)之金屬線路層13(步驟S6)。此外，為防止鎳質的金屬線路層13氧化，如圖2f所示，金屬線路層13更可進一步再以化學鍍金，鍍覆形成一金屬保護層14(步驟S7)。

本創作之印刷電路板，可廣泛應用於各類型之印刷電路板。一實施例中，將無線射頻標籤(RFID)之天線線路利用噴墨裝置將奈米銀墨水噴印於一陶瓷基板以形成線路圖案層12，後續經乾燥、化學鍍銅形成金屬線路層13，最後再覆蓋一絕緣層或封裝即完成RFID天線基板之製作。

請繼續參考圖2d，本創作依上述製造印刷電路板方法所製作之印刷電路板，包含：一基板10、一線路圖案層12、以及一金屬線路層13。基板10具有一基板表面11並經一表面處理使其粗糙化。線路圖案層12是以一奈米銀墨水以噴墨列印於基板表面11，此奈米銀墨水成份為奈米銀顆粒均勻分散於一醇類溶劑中，奈米銀墨水經噴印後，待水份及醇類溶劑揮發乾燥後，形成一線路圖案層12於基板表面11之上。最後，以化學鍍形成金屬線路層13覆蓋於線路圖案層12。

一實施例中，本創作一實施例之基板10為一可撓性軟性基板，材質為聚亞醯胺或聚酯。利用本創作之奈米銀墨水，以噴墨裝置將一預定電路圖形噴印於基板表面11，經乾燥後形成線路圖案層12，再利用化學鍍銅或鍍鎳覆蓋於線路圖案層12以形成一金屬線路層13。再將一絕緣材包覆此基板10，基板10上的金屬線路層13經施加電壓，使其通過電流即可發熱，此類基板10可應用於電熱片、汽車除霧片或防霧鏡片。

綜合上述，本創作之印刷電路板，將奈米銀墨水噴印於基板表面形成銀薄膜(線路圖案層)，其厚度介於5nm~2μm，線路圖案層的厚度愈薄，降低材料成本之效益愈大。再以化學鍍銅(金屬線路層)於線路圖案層之上。相較傳統電路板，本創作能減少蝕刻步驟所製造的環境污染，並能大量減少製程中所消耗的能源以降低製造成本。

以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

10‧‧‧基板

11‧‧‧基板表面

12‧‧‧線路圖案層

13‧‧‧金屬線路層

Claims

一種印刷電路板，其包含：一基板，其具有一基板表面並經一表面處理使其粗糙化；一線路圖案層，其以一奈米銀墨水以噴墨列印於該基板表面，該奈米銀墨水成份為奈米銀顆粒均勻分散於一醇類溶劑中，該奈米銀墨水經乾燥形成該線路圖案層於該基板表面之上；以及一金屬線路層，其以化學鍍形成覆蓋於該線路圖案層。
如請求項1所述之印刷電路板，其中該表面處理為噴砂或塗層。
如請求項1所述之印刷電路板，其中該金屬線路層之材質為銅、鎳或其組合。
如請求項3所述之印刷電路板，更包含：一金屬保護層，其以化學鍍金形成覆蓋於材質為鎳之該金屬線路層。
如請求項1所述之印刷電路板，其中該線路圖案層厚度為5nm~2μm。
如請求項1所述之印刷電路板，更包含：一絕緣層，其覆蓋於該基板表面及該金屬線路層。
如請求項1所述之印刷電路板，其中該基板材質為一聚亞醯胺(PI)、聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。