專利名稱：熱印導電帶及其制造方法
熱印導電帶及其制造方法背景技術本發(fā)明涉及一種轉印導電帶以及制造導電通路的方法。特別是涉及一種熱 施加或熱印刷到基底上的導電帶。眾所周知，有很多制造電路的方法。其中一種是絲網(wǎng)印刷方法，在制造柔 性或可撓電路中特別有用。這種電路在例如汽車儀表板、設備控制面板、飛機 背光板、計算機等產(chǎn)品中均有應用。該電路被印刷到柔性基底如聚酯膜上。然而，絲網(wǎng)印刷工藝相當復雜。首先，為了適用于特別需求的電路，要通 過生產(chǎn)電路的照相底片來制造屏幕。制造框架并在其上將絲網(wǎng)拉直。將光刻抗 蝕劑(底片)施加到絲網(wǎng)上，以及將屏幕暴露到該底片。之后將屏幕顯影以在 屏幕上產(chǎn)生電路"照片"。然后通過使用可以接收絲網(wǎng)印刷墨水的基底，例如是聚酯，以及混合和施 加導電墨水來制造面板。特別地，墨水施加在層中。在墨水被施加之后，該屏 幕被固化以硬化或干燥該基底上的墨水。雖然所述絲網(wǎng)印刷工藝用來提供柔性電路，但是其具有缺點。一個缺點是， 通常，絲網(wǎng)印刷利用可燃性的以及有毒的化學品。當前已知的用于制造屏幕的 化學品是揮發(fā)性的并在一定程度上有害。另外，產(chǎn)生的多余化學品需要被處理。 根據(jù)墨水和/或化學品的類型，要求特別的方法來進行處理。這同樣是一種相 對較昂貴的工序。此外，利用絲網(wǎng)印刷工藝只能得到有限的柔性(在設計上)。原型制板很 困難，屏幕只要被制造出來就很不容易改變?？商娲赜糜谥圃鞂щ婋娐返姆椒ㄊ菄娔∷⒓夹g。然而，在該技術中， 墨水中配置有導電納米粒子然后利用改裝噴墨印刷機進行印刷。燒結(熱處理) 該印刷電路以將導電顆粒完全熔融到墨水中，得到連續(xù)導電通路以生成電路。 該方法的缺點是需要的導電納米顆粒的成本高、具有理想端特性的可噴墨水的 配置困難、且要求該噴墨印刷機具有特殊的設計特性用來處理導電墨水以及進
行附加的燒結步驟使得該"印刷"電路達到理想的導電性。
因此，需要一種用非絲網(wǎng)印刷或非噴墨工藝形成的柔性導電電路。希望這 種工序的電路i殳計具有靈活性。更希望在這種工藝中利用施加帶的方法來形成 電路。更希望該工序為熱印工序，其中利用計算機輔助電路設計工具使得電路 容易設計和實現(xiàn)，并利用已知的熱轉印工序使得電路轉印到目標對象。

發(fā)明內容
一種熱轉印導電帶，包括具有第一面和第二面的載體網(wǎng)(carrier web)以 及布置在該載體網(wǎng)笫一面上的導電層。導電層的部分被轉印到對應的目標，由 此在其上形成導電電5^。
為了促進從網(wǎng)釋放導電層，在載體網(wǎng)與導電層之間的載體網(wǎng)的第一面上布 置釋放涂層。在導電層上布置粘接層以提供被轉印到對應的目標的導電層的部 分與對應目標之間的粘合。
本發(fā)明的導電帶以及制造和使用該導電帶的方法，避免了絲網(wǎng)印刷工序的 時間和費用。本發(fā)明的方法使用施加了熱轉印工藝的導電帶來形成電路。根據(jù) 本發(fā)明的工藝，利用計算機輔助電路設計工具并利用已知的熱轉印或印刷技 術，導電電路比較容易設計、實現(xiàn)以及轉印到目標，該目標優(yōu)選地為柔性物體 例如可以是聚酯膜。
由后面的具體實施例以及附圖結合附加的權利要求，本發(fā)明的上述以及其 它特點和優(yōu)點將是顯而易見的。


本領域普通技術人員通過考慮下面的具體實施例以及附圖，本發(fā)明的好處 以及優(yōu)點將更加顯而易見，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明原理所形成的典型柔性電路的平面圖2是圖1中沿線2-2的部分電路的截面圖；以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的熱印導電帶的透視圖4是導電帶沿圖3中所示的線4-4的截面圖；以及
圖5是制造圖1中所示柔性電路的一種典型方法的流程圖。
具體實施例方式
雖然本發(fā)明可具有多種形式的實施方式，在圖中所示以及后邊將描述本發(fā)
明的優(yōu)選實施例，應當理解當前所公開的該優(yōu)選實施例僅是本發(fā)明考慮的示 例，并不導致限制本發(fā)明在特定的實施方式之內。
還應當理解，說明書中本部分的題目，稱為"具體實施方式
"，是由于美國 專利局的要求，并不意味著、也不是指限制這里所公開的主題。
本發(fā)明允許利用熱轉印工藝來制造柔性電路。優(yōu)點為本發(fā)明避免了對昂貴 的絲網(wǎng)印刷工序的需要，以及避免絲網(wǎng)印刷工序所伴隨的缺點。
參考圖1,圖中示出了根據(jù)本發(fā)明原理形成的一種典型柔性電路IO。該電 路10形成在柔性基膜或基底12上，例如為聚酯薄膜、丙烯酸、聚酯膜、乙烯 基膜、紙、紙板或大部分可印刷的基底。應當認識到該基底并不必須為柔性介 質，也可以為剛性介質；但是，利用柔性基底12將充分體現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)勢。 這種柔性電路，例如可以用于如汽車儀表板、設備控制面板、飛機背光板、計 算機等等。
圖2示出了柔性電路10的截面圖?；?2支撐和提供用于導電材料14 的結構。該導電材料14通過粘接劑16固定在基底12上。可選的保護涂層18 施加在該導電材料14 (層)上。
圖4示出了用于將導電材料14 (層)熱轉印到基底12的膜20的截面圖。 在當前形式中，該層膜20形成如圖3中所示的帶R。參照圖3和圖4，帶狀 膜20包括載體網(wǎng)22以及形成在載體網(wǎng)22上的釋放涂層24。導電層26被施 加到釋放涂層24并粘接層28被施加到導電層26。在網(wǎng)22的相反面施加背面 涂層30 (圖3所示)以促進從網(wǎng)22的熱轉印。配置該背面涂層30可允許通 過網(wǎng)22實施更強的熱作用(用于熱轉印)。本領域技術人員認識到當作用到該 柔性電if各基底12時，粘接層28 (形成粘接劑16)將導電層26 (形成導電材 料14 )粘接到基底12上。在轉印之后釋放涂層24可以仍保留在熱轉印膜20 (即與載體22)上。
載體網(wǎng)22可以利用各種各樣的材料形成。 一種公知的用于熱印網(wǎng)22 (載 體)的材料為聚酯膜。在通常4吏用的熱印工序中，利用大約4微米到大約20 微米的聚酯膜。可以將網(wǎng)22的背面進行處理，與利用背面涂層30—樣，在熱 轉印工序中用來保護膜22。
在熱轉印工序過程中響應對網(wǎng)施加的熱量，釋放涂層24被配置以"釋放，，
后續(xù)層26和28。 一種類型的釋放后續(xù)層26和28 (轉印導電層和粘接層)的 釋放涂層24是可溶性堿的不可塑性聚合物，該層在轉印之后由導電層上(從 柔性電路)去除掉。去除釋放涂層24減少了與導電層干擾的可能性?？梢岳?用堿性溶液如氨水混合液來去除釋放涂層24。其它可以用來與導電層26進行 轉印的材料包括各種臘狀物，如石蠟、微晶或聚乙烯乙二醇。為了提高印刷特 性，可以添加改性劑如交聯(lián)劑或耦合劑至釋放層。
可替代地，釋放涂層24可以是保持在網(wǎng)22上且不與后續(xù)層26、 28 —起 轉印的類型。這些類型的涂層包括，例如交聯(lián)硅樹脂基材料等?？梢园ǜ男?劑以促進對后續(xù)層26、 28的釋放。
將導電層26施加到網(wǎng)22,位于釋放涂層24之上。該導電層26可以由各 種金屬形成，如鋁、銅、銀、金、鉑、鉬、鴒、鈦、鉭、鍺、硅以及含硅材料、 氧化銦錫(ITO)、氧化鋁錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、碳、鎳等等。導電 層26可以利用例如噴涂、涂敷、離子氣相沉積、真空金屬濺鍍、濺射涂覆等 等工藝來施加。本領域技術人員應當認識到可以利用各種不同的方法將導電層 26施加到或嵌入到膜中。同樣考慮到施加到網(wǎng)22的導電材料可以被混合(例 如配制在其中)在例如樹脂的涂料中，這種情況下，可以配制涂料用來在被印 刷時從載體進行釋放，而不需要釋放層(例如層24)?？蛇x擇地，粘接層28 可以被施加到基底12，產(chǎn)生印刷接收基底，由此并不必須將粘接層施加到帶R。
粘接劑16 (施加為層28 )提供導電材料14和電路基底12之間必要的粘 接，以確保導電材料14的良好粘接性。優(yōu)選的粘接劑16 (施加在導電層26 上，作為粘接層28)為熱塑性樹脂，如氯乙烯丙烯酸(vinyl chloride acrylic )、 聚酯或氯化聚烯烴樹脂或它們的混合物，且在理想的轉印溫度起反應(例如變 軟以及熔化)?？梢栽谡辰訉?8中添加例如硅膠的耦合劑，用于提高導電材料 14與基底12的粘接性。
在圖5的流程圖中示出了一種制造柔性電路10的方法110。該方法110 包括提供基底的步驟112，提供在其上具有導電層的熱印導電帶的步驟114， 以及轉印導電層的一部分到柔性基底上的步驟116。轉印的部分限定了理想的 導電電路或導電電路IO的一部分。
如果必要，可以在目前形成的導電電路或導電電路10的一部分中去除所
有保留的釋放涂層材料118?？蛇x的保護涂層(例如覆蓋涂層)可以被施加到 轉印的電3各10上120。本發(fā)明的優(yōu)勢之一在于當與目前可用的電路設計工具聯(lián)合使用時，可以將 電路進行設計、建;f莫、以及測試，與原來利用的絲網(wǎng)印刷應用軟件相比，遠遠 少于其所用的時間且遠遠少于其所做的工作。例如，利用CAD電路設計工具， 可以設計電路，以及通過輸入印刷指令，在印刷設備中利用必需的熱轉印導電 帶以及基底，可以將電路進行印刷和測試?？梢詫υO計以及后續(xù)印刷的電路模 型進行調整和/或改變。只要形成最終設計，就可以利用相同的熱印或轉印方 法和技術進行電路的生產(chǎn)運轉。這里涉及的所有的專利，無論是否在該公開文本中作了說明，均作為本申 請的參考。本發(fā)明的公開中，利用的單詞"一個"包括了單數(shù)以及復數(shù)。相反的，任何 涉及的復數(shù)的條目在適當?shù)牡胤揭舶▎蝹€。如前所述，應當注意到只要不脫離本發(fā)明的主旨精神以及范圍，本發(fā)明可 以實現(xiàn)多種修改以及變化。應當理解所說明的特定的實施例并不能被理解或推 斷為具有限定作用。該公開涵蓋了落在權利要求的范圍之內的所有修改。
權利要求
1. 一種熱轉印導電帶，包括載體網(wǎng)，具有第一面和第二面；導電層，布置在所述載體網(wǎng)的第一面上；其中所述導電層的部分被選擇性地轉印到對應的目標，由此在其上形成導電電路。
2. 根據(jù)權利要求1所述的熱轉印導電帶，包括釋放涂層，布置在所述載 體網(wǎng)和所述導電層之間的所述載體網(wǎng)的第一面上。
3. 根據(jù)權利要求2所述的熱轉印導電帶，其中所述釋放涂層至少局部地 將所述導電層的部分轉移到所述目標。
4. 根據(jù)權利要求2所述的熱轉印導電帶，其中在將所述導電層的部分轉 印到所述目標之后，所述釋^:涂層保留在所述載體網(wǎng)上。
5. 根據(jù)權利要求1所述的熱轉印導電帶，包括布置在所述導電層上的粘 接層，該粘接層提供被轉印到所述對應的目標上的所述導電層的部分與所述對 應的目標之間的粘合。
6. 根據(jù)權利要求1所述的熱轉印導電帶，其中所述導電層由鋁、銅、銀、 金、粕、鉬、鴒、鈦、鉭、鍺、硅以及含硅材料、氧化銦錫(ITO)、氧化鋁 錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO )、碳和鎳中的 一種或多種形成。
7. 根據(jù)權利要求1所述的熱轉印導電帶，其中所述載體網(wǎng)由聚合材料形成。
8. 根據(jù)權利要求7所述的熱轉印導電帶，其中所述載體網(wǎng)的聚合材料為 聚酯。
9. 一種制造熱轉印導電帶的方法，包括以下步驟 提供載體網(wǎng)，在其表面上具有釋放涂層； 在所述釋;^文涂層上施加導電層；以及 在所述導電層上施加粘接層，其中所述導電層的部分和覆在所述導電層上的所述粘接層被熱轉印到對 應的目標上，由此在其上形成導電電路。
10. 根據(jù)權利要求9所述的制造熱轉印導電帶的方法，包括利用真空金屬'踐鍍方法來施加所述導電層的步驟。
11. 根據(jù)權利要求9所述的制造熱轉印導電帶的方法，包括利用離子氣相 沉積來施加所述導電層的步驟。
12. 根據(jù)權利要求9所述的制造熱轉印導電帶的方法，包括利用濺射涂膜 來施加所述導電層的步驟。
13. 根據(jù)權利要求9所述的制造熱轉印導電帶的方法，其中所述導電層由 鋁、銅、銀、金、柏、鉬、鴒、鈦、鉭、鍺、硅以及含硅材料、氧化銦錫(ITO)、 氧化鋁錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、碳和鎳中的一種或多種形成。
14. 一種在柔性基底上制造電子電路的方法，包括以下步驟 提供熱轉印導電帶，其包括具有第一面和第二面的載體網(wǎng)、布置在所述載體網(wǎng)的第一面上的釋放涂層、布置在所述釋放涂層上的導電層以及布置在所述 導電層上的粘接層； 提供柔性基底；通過所述粘接層，^使所述導電帶與所述柔性基底相接觸；以及 將所述導電層的選定部分和覆在所述選定部分上的所述粘接層熱轉印到 所述柔性基底上，并且從載體網(wǎng)釋放所述選定部分。
15. 根據(jù)權利要求14所述的方法，包括從所述柔性基底分離所述載體網(wǎng) 的步驟。
16. 根據(jù)權利要求14所述的方法，包括在所述選定部分被轉印到所述柔 性基底之后從所述選定部分去除任何釋放涂層的步驟。
全文摘要
一種熱轉印導電帶，包括具有第一面和第二面的載體網(wǎng)，以及布置在該載體網(wǎng)的第一面上的導電層。導電層的一部分被轉印到對應目標，由此在其上形成導電電路。同樣公開了制造及使用該導電帶的方法。
文檔編號H05K3/04GK101395974SQ200780007764
公開日2009年3月25日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權日2006年3月15日
發(fā)明者斯蒂芬·F.·德魯茲, 理查德·A.·帕迪利亞 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司