转印导电材料的方法技术

披露了将导电材料转印到基板的方法。该方法包括：a)使该基板的至少一部分与布置于载体膜上的导电材料接触；以及b)在范围在200°F至450°F的温度下以及范围在30psi至150psi的压力下将热和压力施加到该基板和载体膜1至40秒的时间，使得该导电材料粘附至该基板。还披露了形成层状结构体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求2013年11月1日提交的美国临时申请No.61/898,671的权益，其全部内容通过引用的方式并入本申请。
本专利技术涉及用导电材料形成层状结构体的方法、转印导电材料的方法及具有通过该方法形成的导电材料的装置。现有技术电路、天线及其它电子元件为消费类电子产品的重要组件。目前，该电组件为使用例如激光直接结构化(LDS)和移印构建在各种类型的基板上。LDS使用激光束以将图案例如电路或天线图案蚀刻向用有机金属添加剂掺杂的热塑性材料中。形成微观粗糙轨道，其中激光束击中经掺杂的热塑性材料。然后使经蚀刻热塑性材料经历铜浴，然后金属涂镀。LDS极为耗时且昂贵。在移印中，将图案蚀刻到板中，然后用导电材料填充该板。然后用足够的压力将衬垫放置于该板上以将导电材料转印至衬垫。最后，将衬垫按压到基板上，从而将导电材料转印到呈蚀刻图案形状的基板。重复此过程若干次以足够量的导电材料转印到基板上。热转印技术也已用于制造导电材料。然而，该方法需要多个步骤、长驻留时间、高温及高压以转印导电材料。另外，这些方法常常使用环境上不合意的材料，例如卤化有机化合物。因此，期望提供一种快速、一致、成本有效和/或环境友好的将导电材料转印到基板、尤其是用于无线通信装置的基板的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及将导电材料转印到基板的方法。该方法包括：a)使该基板的至少一部分与布置于载体膜上的导电材料接触；以及b)在范围在200°F至450°F的温度下及范围在30psi至150psi的压力下将热和压力施加到该基板和载体膜1至40秒的时间，使得该导电材料粘附至该基板。本专利技术还涉及形成用于热压印应用的层状结构体的方法，其包括：a)将脱模涂层施加到载体膜的至少一部分；b)在施加脱模涂层后，将导电材料以图案施加到载体膜，其中将导电材料施加到脱模涂层的至少一部分上；c)将导电材料干燥1至180秒的时间；d)将介电材料施加到导电材料、脱模涂层或前述二者的至少一部分上；e)将介电材料干燥1至120秒的时间；f)将粘着剂施加到介电材料、导电材料及脱模涂层中一者或多者的至少一部分上；以及g)将粘着剂干燥1至120秒的时间。本专利技术进一步涉及将导电材料转印到基板的方法。该方法包括：a)形成层状结构体；b)使基板的至少一部分与层状结构体接触；以及c)在范围在200°F至450°F的温度下以及范围在30psi至150psi的压力下施加热和压力到基板和层状结构体1至40秒的时间，使得导电材料粘附到基板。形成层状结构体的步骤a)包括：1)将脱模涂层施加到载体膜的至少一部分；2)在施加脱模涂层后，将导电材料以图案施加到载体膜，其中将导电材料施加到脱模涂层的至少一部分上；3)干燥导电材料；4)将粘着剂施加到导电材料、脱模涂层或前述二者的至少一部分上；以及5)干燥粘着剂。此外，在施加热和压力后，导电材料的电阻率会降低且导电材料的导电率会增加。专利技术详述根据本专利技术，将导电材料转印到基板的方法可包括使基板的至少一部分与布置于载体膜上的导电材料接触，以及施加热和压力，使得导电材料粘附到基板。转印到基板的导电材料可为利用万用表测定的任何能够传导电流的材料。根据本专利技术，导电材料包括导电金属颗粒。合适的导电金属颗粒的非限制性实例包括镍、铁、铜、锌、铬、钴、铝、银、金、铱、铂、钯、锆、锡及它们的混合物的颗粒。导电金属颗粒也可包括前述金属中至少二者的呈现导电性的合金的颗粒。导电金属颗粒也可包括至少两种前述金属的合金的颗粒，其中至少一种呈现导电性而至少一种不呈现导电性。金属颗粒可包括但不限于粉末、纤维、薄片或其组合。导电材料也可包含一种或多种金属盐、金属氧化物、金属胶体和/或其它金属配合物。导电材料也可包括碳。除导电金属颗粒外，导电材料也可包括粘合剂。粘合剂可为热塑性或可交联的，例如热固性粘合剂。术语“热塑性”是指能够可逆地在加热时软化或熔化且在冷却时硬化的聚合物。术语“热固性”是指由热、光化辐射等交联的聚合物。本文所用术语“光化辐射”是指可引发化学反应的电磁辐射。光化辐射包括但不限于可见光、紫外线(UV)、X射线及γ辐射。此外，本文所用术语“聚合物”是指预聚物、低聚物，以及均聚物和共聚物二者。术语“树脂”可与“聚合物”互换使用。粘合剂的非限制性实例包括利用以下物质制得的粘合剂：聚酰亚胺、乙烯基聚合物、聚苯乙烯、丙烯酸类聚合物(例如聚((甲基)丙烯酸甲酯)、聚((甲基)丙烯酸丁酯)及聚(丙烯酸丁酯))、聚氨酯、聚酯、聚醚、聚氯乙烯、纤维素粘合剂(包括含有硝酸纤维素的粘合剂)及它们的混合物。导电材料也可包括但不限于以下的其它组份：固化剂、分散剂、流动控制添加剂、增稠剂、增塑剂、着色剂及溶剂。术语“着色剂”是指赋予组合物颜色和/或其它不透明性和/或其它视觉效应的任何物质。着色剂的非限制性实例包括颜料、染料及调色剂以及特别效应组合物。溶剂可包括水、有机溶剂及它们的混合物。基板可为本领域已知的任何基板。基板可为平面的或非平面的。本文所用术语“平面基板”是指主要在两个维度上延伸的基板，而术语“非平面基板”是指基本上不位于二维平面上且可例如在三维定向上延伸的基板。例如，基板可包括移动电话、游戏控制台、DVD播放器、计算机、无线调制解调器等的三维弯曲或成角度(非平面)的外壳。用于本专利技术的基板可为平面和/或非平面预形成模制塑料外壳。基板也可由多种材料制得。基板的非限制性实例包括由以下物质制得的基板：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、聚苯乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚酰胺、聚砜、酚类聚合物、丙烯酸类、乙烯基聚合物、玻璃、木材、聚氨酯、环氧树脂、聚酯及它们的混合物。本专利技术的方法可尤其适于具有低玻璃化转变温度的材料。例如，用于本专利技术方法的基板的玻璃化转变温度可为小于150℃、小于130℃、小于120℃、小于110℃、小于100℃或小于90℃，例如通过差示扫描量热法测定。如所指示，将导电材料转印到基板的方法可包括使基板的至少一部分与布置于载体膜上的导电材料接触。载体膜可由任何可耐受热和压力使得关于本专利技术方法的功能得以保留的材料制得。例如，用于本专利技术方法的载体膜可耐受在热压印方法期间施加的热，使得在热压印方法期间，载体膜可将导电材料转印到基板。载体膜也可具有挠性，使得其与不同尺寸及形状的基板接触。合适的载体膜的非限制性实例为由聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯、聚酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、纸、浸渍纸、有机硅、氟聚合物及其共聚物及混合物产生的膜。可用作载体膜的聚酰亚胺膜的实例为以商品名销售，其可自DuPont购得。导电材料可以通过导电粘着剂、导电衬垫、单针弹簧连接器(pogo-pin)、导孔或其它方法以在粘附到基板时可电连接至电子装置、由此允许电流或信号传输至该电子装置的图案或设计布置于载体膜的至少一部分上。例如，导电材料可以形成电路或天线的图案布置于载体膜的至少一部分上。导电材料也可布置于载体膜的至少一部分上以形成压电线圈、电致发光、接地平面和/或EMI/RFI屏蔽。在偶合至单针弹簧连接器时，例如，可制成电连接，以使可由所述装置接收或传输欲传输的电流或信号。可用各种印刷方法(例如以图案)布置导电材料。可用于将导电材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将导电材料转印到基板的方法，该方法包括：a)使该基板的至少一部分与布置于载体膜上的导电材料接触；以及b)在范围在200°F至450°F的温度下及范围在30psi至150psi的压力下将热和压力施加到该基板和载体膜1至40秒的时间，使得该导电材料粘附至该基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.01 US 61/898,6711.一种将导电材料转印到基板的方法，该方法包括：a)使该基板的至少一部分与布置于载体膜上的导电材料接触；以及b)在范围在200°F至450°F的温度下及范围在30psi至150psi的压力下将热和压力施加到该基板和载体膜1至40秒的时间，使得该导电材料粘附至该基板。2.根据权利要求1的方法，其进一步包括c)在步骤b)后从该基板除去该载体膜。3.根据权利要求1的方法，其中该导电材料以图案施加到该载体膜的至少一部分上。4.根据权利要求1的方法，其中该载体膜进一步包含脱模涂层、介电材料和/或粘着剂，其各自可施加到该导电材料之上、该导电材料之下或前述二者。5.根据权利要求1的方法，其中脱模涂层施加到该载体膜的至少一部分，以及介电材料施加到该脱模涂层的至少一部分。6.根据权利要求1的方法，其中在施加介电材料及脱模涂层后，将该导电材料施加到该载体膜，以及将该导电材料以图案施加到该介电材料的至少一部分上、该脱模涂层的至少一部分上或前述二者。7.根据权利要求1的方法，其中该载体膜进一步包含⑴粘着剂及(ii)脱模涂层和/或介电材料，以及其中该粘着剂施加到该脱模涂层、该介电材料和/或该导电材料的至少一部分之上。8.根据权利要求1的方法，其中该载体膜进一步包含脱模涂层、粘着剂和/或介电材料，以及其中将装饰性材料施加到该导电材料、该脱模涂层、该粘着剂、该介电材料及该载体膜中一者或多者的至少一部分之上。9.根据权利要求1的方法，其中该载体膜进一步包括脱模涂层、介电材料和/或粘着剂，以及该脱模涂层、该介电材料、该导电材料及该粘着剂中一者或多者完全不含卤化有机化合物。10.根据权利要求1的方法，其中该导电材料包含含有镍、铁、铜、锌、铬、钴、铝、银、金、铱、铂、钯、锆、锡、碳或它们的混合物的导电颗粒。11.根据权利要求10的方法，其中该导电材料进一步包含粘合剂。12.根据权利要求11的方法，其中该粘合剂为热塑性的。13.根据权利要求1的方法，其中该导电材料完全不含银-氯化银。14.根据权利要求1的方法，其中该导电材料在该基板上形成天线。15.根据权利要求1的方法，其中该基板为非平面的。16.根据权利要求1的方法，其中该基板具有小于150℃的玻璃化转变温度。17.根据权利要求1的方法，其中粘附至该基板的该导电材料具有通过电阻率测量测定的小于20毫欧姆...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·泰勒，P·F·齐达姆，D·伯恩，G·J·麦克拉姆，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，西卡尔技术股份有限公司日产公司，
类型：发明
国别省市：美国;US