多层电子产品的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层电子产品的制备方法，包括：(1)对衬底进行表面能处理；(2)在表面能处理后的预设时间内，在所述衬底表面形成亲疏水图形；(3)在具有亲疏水图形的衬底上进行喷墨打印，得到印刷图案；(4)对印有印刷图案的衬底进行表面能处理；(5)在经过表面能处理的衬底的表面打印绝缘层；(6)对所述绝缘层进行表面能处理；(7)在经过表面能处理的绝缘层上再次形成亲疏水图形；(8)在再次形成的亲疏水图形上进行喷墨打印，得到印刷图案。采用本发明专利技术，使多层精细电路的印刷能够大规模量产，成本较低，利于工业化应用，且环保节能，减少后续废液处理的工序。废液处理的工序。废液处理的工序。

【技术实现步骤摘要】
多层电子产品的制备方法


[0001]本专利技术涉及电路印刷的
，特别涉及一种多层电子产品的制备方法。

技术介绍

[0002]电路的集成化和低成本化制造是产业发展的主要趋势，印刷加工方法以其简化的工艺和低廉的成本决定了其在部分电子产品制造中的独特优势，有望在一些集成度较低的电路制造中获得广泛应用。例如，丝网印刷电极目前已经成为全世界光伏电池生产的标准工艺，而喷墨印刷成为柔性OLED薄膜封装的主流技术等。
[0003]在过去的几十年中，集成电路(包括电路板和芯片等)主要减成法标准工序，包括复杂的光刻、显影、刻蚀等一系列加工步骤，虽然具有较高的分辨率和较好的产品性能，但也存在工艺复杂、污染性大等不足。因此，随着低价电子产品需求量的指数级增加，已经有部分尺寸不小于50μm的简单电子产品采用丝网以及喷墨印刷方法生产。
[0004]然而，目前量产的丝网以及喷墨印刷图形宽度最细也只能在50μm左右，无法达到1
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50μm的分辨率。这是因为导电油墨在干燥前存在自发运动。当丝网以及喷墨印刷强行把油墨降低到50微米以下时，会出现很多不可控因素，严重影响产品的良率，因此无法达到量产的标准。而对于市场而言，1
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50μm的分辨率的电子电路需求量日趋扩大，传统的减成法工艺也无法满足日益增长的产能需求。
[0005]而几乎所有的精细结构加工方法都存在成本高、产能低的问题，不适合用于大规模量产。
[0006]在诸多精细结构的加工方法中，比较特别的技术之一是利用亲疏水图形引导喷墨打印的墨水自发形成精细图形，并被多次报道。这种方法可以实现小于1微米的图形，且能够避免打印的导电图形之间因意外连接而发生短路。然而，该技术的问题在于，这种精细的亲疏水结构一般是采用曝光/显影的方法来完成，制备成本高昂，或者效率低下，并没有大规模工业化的潜力。
[0007]如果采用印刷的方法来制备亲/疏水图形，那么同样会出现因油墨自发运动而产生的各种图形走样，完全违背了技术开发的初衷。
[0008]另外，传统电子产品的生产流程，包括选用衬底—镀膜—涂胶—烘烤—曝光—烘烤—显影—刻蚀—去胶。其中，传统电子产品的生产流程中，“显影”环节需要产生2次废液(用显影液洗掉部分光刻胶、完成显影后用水或溶剂洗去残余的显影液)，“刻蚀”流程如果采用湿法，也需要产生2次废液(用腐蚀性的试剂进行反应、完成刻蚀后用水或溶剂洗去残余的腐蚀剂)，最后的“去胶”过程实际上需要产生2次废液(用丙酮等溶剂洗去残留的光刻胶、用水或溶剂清洗)。因此，传统电子产品的生产流程中，至少会产生6次废水，且成分差别大，环保处理麻烦。
[0009]而喷墨打印的过程，理论上基本没有废液产生，仅喷墨打印头在用溶剂清理保养的时候会产生一些废液。由于该操作一般是在完成当天生产后才会进行，因此产生的废液较少。在全社会越来越注重环保的今天，废液减少的有益效果是显而易见的。
[0010]而如果与同样进行增材制造(例如印刷工艺)相比，有些设备制得的线条也非常精细，例如电流体喷印技术。但电流体喷印的单个喷头太大，无法实现像压电式喷墨打印(inkjet)那样的集成度，因此生产效率非常低，基本处于实验室状态，无法工业应用。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于多层电子产品的制备方法，使多层精细电路的印刷能够大规模量产，成本较低，利于工业化应用，且环保节能，减少后续废液处理的工序。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种多层电子产品的制备方法，可以低成本大量复制亲疏水图形，并能控制导电油墨在干燥前存在的自发运动，从而获得更精细的导电图案，降低意外短路的概率。
[0013]为达到上述技术效果，本专利技术提供了一种多层电子产品的制备方法，包括：
[0014](1)对衬底进行表面能处理，以使衬底表面实现亲水化；
[0015](2)在表面能处理后的预设时间内，在所述衬底表面形成亲疏水图形；
[0016](3)在具有亲疏水图形的衬底上进行喷墨打印，得到印刷图案；
[0017](4)对印有印刷图案的衬底进行表面能处理，以使印有印刷图案的衬底表面实现亲水化；
[0018](5)在经过表面能处理的衬底的表面打印绝缘层；
[0019](6)对所述绝缘层进行表面能处理，以使绝缘层表面实现亲水化；
[0020](7)在经过表面能处理的绝缘层上再次形成亲疏水图形；
[0021](8)在再次形成的亲疏水图形上进行喷墨打印，得到印刷图案。
[0022]作为上述方案的改进，步骤(1)包括：选用具有Si
‑
O结构的衬底，对具有Si
‑
O结构的衬底进行表面能处理，使衬底表面形成活性的Si
‑
O
‑
(H)基团。
[0023]作为上述方案的改进，所述衬底由氧化硅制成；
[0024]或者，所述衬底由硅、硅酸盐或有机硅制成，所述硅、硅酸盐或有机硅经预处理后变成氧化硅；
[0025]或者，所述衬底包括基体和表面层，所述表面层为氧化硅。
[0026]作为上述方案的改进，步骤(2)包括：
[0027]在表面能处理后的预设时间内，将含有
‑
O
‑
Si
‑
R基团的印章与带有Si
‑
O
‑
(H)基团的衬底表面进行接触；
[0028]将所述印章与带有Si
‑
O
‑
(H)基团的衬底进行分离，得到能印刷精细电路的亲疏水图形。
[0029]作为上述方案的改进，所述印章由含有
‑
O
‑
Si
‑
R基团的硅橡胶制成，所述
‑
O
‑
Si
‑
R基团中，R包括烷烃基、烯烃基和卤素取代烃基。
[0030]作为上述方案的改进，所述含有
‑
O
‑
Si
‑
R基团的硅橡胶为聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅橡胶或氟硅橡胶；
[0031]在强氧化处理后的1s
‑
90min内，将所述印章与带有Si
‑
O
‑
(H)基团的衬底表面进行接触内；
[0032]所述印章与衬底的表面接触时间为1ms～600s；
[0033]接触前衬底的水接触角＜20
°
，接触后衬底的水接触角70
°
～150
°
。
[0034]作为上述方案的改进，步骤(3)包括：选用含有导电纳米颗粒的墨水，在具有亲疏水图形的衬底上进行喷墨打印，其中，所述含有导电纳米颗粒的墨水的表面张力范围为15～40dyn/cm。
[0035]作为上述方案的改进，步骤(3)包括：在具有亲疏水图形的衬底上进行喷墨打印之后，对其进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层电子产品的制备方法，其特征在于，包括：(1)对衬底进行表面能处理，以使衬底表面实现亲水化；(2)在表面能处理后的预设时间内，在所述衬底表面形成亲疏水图形；(3)在具有亲疏水图形的衬底上进行喷墨打印，得到印刷图案；(4)对印有印刷图案的衬底进行表面能处理，以使印有印刷图案的衬底表面实现亲水化；(5)在经过表面能处理的衬底的表面打印绝缘层；(6)对所述绝缘层进行表面能处理，以使绝缘层表面实现亲水化；(7)在经过表面能处理的绝缘层上再次形成亲疏水图形；(8)在再次形成的亲疏水图形上进行喷墨打印，得到印刷图案。2.如权利要求1所述的多层电子产品的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：选用具有Si
‑
O结构的衬底，对具有Si
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O结构的衬底进行表面能处理，使衬底表面形成活性的Si
‑
O
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(H)基团。3.如权利要求2所述的多层电子产品的制备方法，其特征在于，所述衬底由氧化硅制成；或者，所述衬底由硅、硅酸盐或有机硅制成，所述硅、硅酸盐或有机硅经预处理后变成氧化硅；或者，所述衬底包括基体和表面层，所述表面层为氧化硅。4.如权利要求2所述的多层电子产品的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：在表面能处理后的预设时间内，将含有
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O
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Si
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R基团的印章与带有Si
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(H)基团的衬底表面进行接触；将所述印章与带有Si
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O
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(H)基团的衬底进行分离，得到能印刷精细电路的亲疏水图形。5.如权利要求4所述的多层电子产品的制备方法，其特征在于，所述印章由含有
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O
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Si
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R基团的硅橡胶制成，所述
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O
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Si
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R基团中，R包括烷烃基、烯烃基和卤素取代烃基。6.如权利要求5所述的多层电子产品的制备方法，其特征在于，所述含有
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O
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Si
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R基团的硅橡胶为聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅橡胶或氟硅橡胶；在强氧化处理后的1s
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90min内，将所述印章与带有Si
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O
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(H)基团的衬底表面进行接触内；所述印章与衬底的表面接触时间为1ms～600s；接触前衬底的水接触角＜20
°
，接触后衬底的水接触角70
°
～150
°
。7.如权利要求1所述的多层电子产品...

【专利技术属性】
技术研发人员：林剑，马昌期，曾超，邢建博，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所广东佛山研究院，
类型：发明
国别省市：