專利名稱：一種采用加成工藝制備導(dǎo)電線路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印制電子領(lǐng)域，具體為一種采用加成工藝制備導(dǎo)電線路的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)印刷電路板中線路制造工藝是運(yùn)用減成蝕刻法在覆銅板上刻蝕出線路圖形，其存在材料消耗高、生產(chǎn)工序多、廢液排放大、環(huán)保壓力重等諸多缺點(diǎn)。新興的印制電子工藝是采用印制工藝，把功能性的油墨或槳料，快速地印制在有機(jī)或無機(jī)基材上，形成各種電子元器件和電子線路，具有生產(chǎn)工序少，生產(chǎn)成本低，環(huán)境友好，設(shè)計(jì)靈活，功能多樣化等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。運(yùn)用印制電子工藝制造導(dǎo)電線路，現(xiàn)在多使用的是噴墨、絲網(wǎng)印刷納米銀油墨或 者導(dǎo)電銀漿。使用銀作為導(dǎo)電單元具有導(dǎo)電率高，性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，不過銀的高價(jià)格也限制了印制電子工藝的大規(guī)模應(yīng)用。用銅取代銀可以解決成本問題，不過微細(xì)顆粒的金屬銅極易被空氣所氧化，導(dǎo)致無論是納米銅油墨還是導(dǎo)電銅漿的電導(dǎo)率都不是很理想?；瘜W(xué)鍍技術(shù)是在金屬的催化作用下，通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬的沉積過程?；瘜W(xué)鍍常用溶液化學(xué)鍍銀、鍍鎳、鍍銅、鍍鈷、鍍鎳磷液、鍍鎳磷硼液等。在印制線路金屬化中將使用化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳與化學(xué)鍍鎳磷。鈀、鉬、金、銀、銅、鈷、鎳、鐵等是具有催化作用的金屬，對(duì)于聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等薄膜來說，要實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍需要先在其表面形成催化金屬中心，又稱為活性中心。要使用化學(xué)鍍的方式制造印制電路板的線路，活化中心必須可以選擇性的形成。本發(fā)明運(yùn)用了印制電子工藝，通過印刷的方式將成膜劑選擇性的印刷在樹脂基板上，固化后浸入催化金屬離子溶液或者納米粒子膠體中，成膜劑中的吸附物質(zhì)可以吸附金屬離子或者金屬納米顆粒，從而在表面上形成活性中心，再通過化學(xué)鍍的方式使線路金屬化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供義工采用加成工藝制備導(dǎo)電線路的方法，本發(fā)明使用印刷的方式將活化中心選擇性的形成在樹脂基體的表面，從而進(jìn)行化學(xué)鍍金屬化。使用本工藝制備導(dǎo)電線路具有工藝簡單、成本低廉、綠色高效等特點(diǎn)，可以得到低電阻線路，滿足印制電路板的使用要求。本發(fā)明的原理是成膜劑中的硅烷偶聯(lián)劑作為吸附物質(zhì)，其巰基、氨基、環(huán)氧基、羰基可以作為吸附基團(tuán)與催化金屬單質(zhì)或者離子通過絡(luò)合的方式鍵合，使催化金屬附著與成膜劑表面從而形成活性中心催化化學(xué)鍍進(jìn)行。由于在化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍鎳磷的過程中會(huì)在活性中心上產(chǎn)生大量氫氣，如果活性中心位于成膜劑內(nèi)部，產(chǎn)生的氫氣將極大的影響膜的完整性與粘附性。所以本發(fā)明將活性中心吸附在成膜劑表面，化學(xué)鍍過程中產(chǎn)生的氫氣將不會(huì)影響膜的完整，所以可以長時(shí)間高溫化學(xué)鍍，從而獲得更高導(dǎo)電性的線路。
本發(fā)明提出的一種采用加成工藝制備導(dǎo)電線路的方法，具體步驟如下(1)將(To.9的樹脂、(To. 7的填料、O. 3、. 6的溶劑、O. 01 O. 7的硅烷偶聯(lián)劑和(Γ0. 05的增稠劑以500轉(zhuǎn)/min以上混合攪拌15 24小時(shí)，得到成膜劑；
(2)將步驟(I)得到的成膜劑在基板上印刷成設(shè)計(jì)的線路圖形，得到線路基板；
(3)將步驟(2)得到的線路基板在60°(Tl20°C下加熱烘干固化，固化時(shí)間為5min 120min ；
(4)將步驟(3)固化的線路基板置于O.lmol/L的催化劑溶液或膠體中Ih ；
(5)將步驟(4)浸入催化劑后的線路基板置入去離子水中，洗去過量的催化劑；
(6)將步驟(5)清洗后的線路基板烘干，除去去離子水；
(7)將步驟(6)烘干后的線路基板置于化學(xué)鍍鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍5mirTl20min； (8)將步驟(7)化學(xué)鍍后的線路基板進(jìn)行后處理，即得所需的導(dǎo)電線路。本發(fā)明中，步驟(I)中所使用樹脂為環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂中的一種或者幾種的混
八
口 ο本發(fā)明中，步驟(I)中所使用的填料為重質(zhì)碳酸鈣、炭黑、白炭黑或二氧化鈦中的一種或幾種的混合。本發(fā)明中，步驟(I)中所使用的溶劑是水、醇類溶劑、酮類溶劑、脂類溶劑或醚類溶劑中的一種或幾種的混合；醇類溶劑包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正己醇、乙二醇、一縮二乙二醇或松油醇，酮類溶劑包括丙酮、丁酮、乙酰丙酮、環(huán)己酮、甲基異丁基酮或異佛爾酮，脂類溶劑包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯或二價(jià)酸酯，醚類溶劑包括乙醚、四氫呋喃、異丙醚、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚或乙二醇二甲醚。本發(fā)明中，步驟(I)中所使用的硅烷偶聯(lián)劑包括甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基娃燒、3_氨丙基二甲氧基娃燒、Y -疏丙基二甲氧基娃燒、二乙烯二胺基丙基二甲氧基娃燒、N-氣乙基_ Y _氣丙基二甲氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、乙基二乙氧基娃燒、3_氛丙基二乙氧基娃燒、苯基二乙氧基娃燒、服丙基二乙氧基娃燒、二甲基二甲氧基娃烷、二苯基二甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種或幾種的混合。本發(fā)明中，步驟(I)中所使用的增稠劑包括氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土、硅藻土、羥甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸鈉中的一種或幾種的混合。本發(fā)明中，步驟(2)中所采用的印刷方式包括絲網(wǎng)印刷、凹版印刷或噴墨印刷。本發(fā)明中，步驟(2)中所使用的基板包括聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚苯醚、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯或紙中任一種。本發(fā)明中，步驟(4)中所使用的催化劑為鈀、鉬、金、銀、銅、鈷、鎳、鐵納米顆粒膠體，或者是含有鈀、鉬、金、銀、銅、鈷、鎳、鐵離子的水溶液。本發(fā)明中，步驟(7)中所使用的化學(xué)鍍液為化學(xué)鍍銅液、化學(xué)鍍鎳液、化學(xué)鍍鎳磷液、化學(xué)鍍銀液、化學(xué)鍍金液或化學(xué)鍍錫液。本發(fā)明的有益效果
I、本發(fā)明使用加成印刷的方式制備印制電路板導(dǎo)線線路，節(jié)約了材料，簡化了步驟，減少了環(huán)境污染。2、本發(fā)明得到的線路電阻低，完全能夠滿足印制電路板線路的要求。
3、本發(fā)明得到的線路對(duì)聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚苯醚、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、紙基板粘附力優(yōu)良。4、本發(fā)明生產(chǎn)所需設(shè)備與現(xiàn)有的印制電路板孔金屬化設(shè)備相似，減少了設(shè)備改進(jìn)的費(fèi)用。5、本發(fā)明生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，利于實(shí)現(xiàn)印制電路“卷對(duì)卷”的生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I :
(1)取IOg聚氨脂樹脂，加入5g納米碳酸鈣，0.5gY-巰丙基三甲氧基硅烷，0.6g甲基三甲氧基硅烷，O. 3g Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，IOg混合溶劑(水O. 5g，甲醇O. 2g,乙醇O. 3g,乙酰丙酮O. Ig,丙酮O. Ig,乙酸丁酯7. 5g,乙二醇甲醚O. 5g,乙二醇丁醚
O.8g)，O. Ig聚乙烯吡咯烷酮混合攪拌500轉(zhuǎn)/min24小時(shí)，測量粘度大于6000厘泊，成膜劑制備完成；
(2)以聚酰亞胺為基板,基板使用前以lmol/L氫氧化鈉溶液浸泡lOmin，再用去離子水清洗；
(3)采用500目的絲網(wǎng)用成膜劑在基板上印刷出電路圖形；
(4)對(duì)印制好的線路在80°C下熱處理I小時(shí)；
(5)處理后的基板浸入O.lmol/L的氯化鈀溶液中I小時(shí)；
(6)用去離子水浸泡清洗掉多余的催化劑；
(7)在50°C下烘干10分鐘；
(8)配置化學(xué)鍍銅液，配方如下
權(quán)利要求
1.一種采用加成工藝制備導(dǎo)電線路的方法，其特征在于具體步驟如下 (1)、將0 0.9的樹脂、(Π).7的填料、O. 3 O. 6的溶劑、O. Ol O. 7的硅烷偶聯(lián)劑和(Γ0. 05的增稠劑以500轉(zhuǎn)/min以上混合攪拌15 24小時(shí)，得到成膜劑； (2)、將步驟(I)得到的成膜劑在基板上印刷成設(shè)計(jì)的線路圖形，得到線路基板； (3)、將步驟(2)得到的 線路基板在60°(Tl20°C下加熱烘干固化，固化時(shí)間為5min 120min ； (4)、將步驟(3)固化的線路基板置于O.lmol/L的催化劑溶液或膠體中Ih ； (5)、將步驟(4)浸入催化劑后的線路基板置入去離子水中，洗去過量的催化劑； (6)、將步驟(5)清洗后的線路基板烘干，除去去離子水； (7)、將步驟(6)烘干后的線路基板置于化學(xué)鍍鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍5mirTl20min； (8)、將步驟(7)化學(xué)鍍后的線路基板進(jìn)行后處理，即得所需的導(dǎo)電線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中所使用樹脂為環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂中的一種或者幾種的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中所使用的填料為重質(zhì)碳酸鈣、炭黑、白炭黑或二氧化鈦中的一種或幾種的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中所使用的溶劑是水、醇類溶劑、酮類溶劑、脂類溶劑或醚類溶劑中的一種或幾種的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中所使用的硅烷偶聯(lián)劑為甲基三甲氧基娃燒、苯基二甲氧基娃燒、丁基二甲氧基娃燒、Y -縮水甘油醚氧丙基二甲氧基娃燒、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅燒、二乙烯二胺基丙基二甲氧基娃燒、N-氨乙基-Y -氨丙基二甲氧基娃燒、甲基二乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種或幾種的混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中所使用的增稠劑為氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土、硅藻土、羥甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸鈉中的一種或幾種的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(2)中所采用的印刷方式為絲網(wǎng)印刷、凹版印刷或噴墨印刷中任一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(2)中所使用的基板為聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚苯醚、聚氯丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、或紙中任一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(4)中所使用的催化劑為鈀、鉬、金、銀、銅、鈷、鎳、鐵納米顆粒膠體，或者是含有鈀、鉬、金、銀、銅、鈷、鎳、鐵離子的水溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(7)中所使用的化學(xué)鍍液為化學(xué)鍍銅液、化學(xué)鍍鎳液、化學(xué)鍍鎳磷液、化學(xué)鍍銀液、化學(xué)鍍金液或化學(xué)鍍錫液。
全文摘要
本發(fā)明屬于印制電路板制備領(lǐng)域，具體為一種采用加成工藝制備導(dǎo)電線路的方法。具體步驟為采用環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂作為成膜相基體樹脂，添加填料、溶劑與助劑制備成膜相，采用絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、噴墨印刷方式印刷出線路圖形，采用熱固化的方式加熱固化，然后將線路浸入含有鈀、鉑、金、銀、銅、鈷、鎳、鐵納米顆粒或者離子的溶液中，通過去離子水洗滌除去過量的納米顆粒或金屬離子，置入化學(xué)鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍，從而達(dá)到線路金屬化的目的。本發(fā)明相較于傳統(tǒng)印制電路線路制備方法具有步驟簡單、節(jié)省材料、成本降低優(yōu)點(diǎn)，相較于采用納米銀油墨或銀導(dǎo)電膠印刷導(dǎo)電線路具有成本降低、電性能優(yōu)良、對(duì)基板粘附力強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05K3/10GK102883543SQ201210375899
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者常煜, 楊振國 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)