喷墨印刷电路板制造技术

本文描述了处理基板的方法，包括在基板上沉积导电材料，将可溶于水或酸性水溶液的底漆材料施加到所述导电材料上，根据图案将与所述底漆材料反应的耐酸图案化材料喷墨印刷到所述底漆材料上，以形成耐酸掩模；以及使所述基板暴露于酸，以蚀刻所述导电材料的暴露部分。以蚀刻所述导电材料的暴露部分。以蚀刻所述导电材料的暴露部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】喷墨印刷电路板


[0001]本文的实施例总体上涉及使用喷墨印刷工艺制造电路板。本申请描述了用于喷墨印刷电路板的新方法和油墨。

技术介绍

[0002]印刷电路板(PCBs)通常由以下方法制成：在非导电基板上形成导电片(如铜金属)，掩蔽部分导电片，并且蚀刻未掩蔽的部分，以在非导电基板上留下导电迹线的图案。通常使用耐酸性树脂材料来掩蔽。通常使用酸溶液蚀刻铜。掩模材料保护其下方的铜免受酸侵蚀。在一种常用的工艺中，使用喷墨印刷工艺将掩模材料印刷到导电片上。PCB产品可以包括一个基板，其电路印刷在一侧或两侧，或者可包括多个基板，其多个电路层压在复合设备中。
[0003]在PCB设备上形成电路图案负像的喷墨工艺中，先将底漆材料涂覆到基板上，然后通过喷墨印刷将与底漆反应的材料以图案的形式涂覆到底漆上。反应材料与底漆反应，并且通过反应被冻结。底漆通常是聚阳离子材料，例如聚乙烯亚胺、二价盐基质或乙烯基吡咯烷酮聚合物。图案材料是与聚阳离子材料反应的耐酸材料。这种材料的实例包括丙烯酸树脂和苯乙烯
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丙烯酸树脂。通常将底漆涂覆到金属表面上并干燥。然后将图案材料施加在图案中，以与底漆反应并被冻结。图案材料通常以碱性形式进行施用，pH>7.0以与底漆反应。可以将酸如HCl，加入底漆中以增强反应。
[0004]在许多情况下，包含在图案材料中的碱是挥发性的。例如，在一些情况下使用氨。图案材料中碱的挥发性使该材料作为喷墨材料的使用变得复杂，因为随着挥发性材料的老化，喷墨材料的组成和性质会发生变化，通过喷墨印刷施加该材料变得不可靠。材料的粘度发生变化，导致材料不能精确地施加到基板上。结果，在导电材料中形成的图案通常超出公差。在喷墨印刷PCB领域，需要新方法和材料来可开靠地图案化导电涂层。

技术实现思路

[0005]本文所述的实施例提供了一种方法，其包括在基板上沉积导电材料，将可溶于水或酸性水溶液的底漆材料施加到所述导电材料上，根据图案将与所述底漆材料反应的耐酸图案化材料喷墨印刷到所述底漆材料上，以形成耐酸掩模，以及使所述基板暴露于酸，以蚀刻所述导电材料的暴露部分。
[0006]本文所述的其他实施例提供了一种方法，其包括在基板上沉积导电材料，将包含聚阳离子材料的可溶于酸的底漆材料的覆盖层喷墨印刷到所述导电材料的区域上，根据图案将包含聚阴离子材料的耐酸图案化材料喷墨印刷到所述底漆材料上，以形成耐酸掩模，以及使所述基板暴露于酸，以根据所述图案除去部分所述导电材料。
[0007]本文所述的其他实施例提供了一种方法，其包括在基板上沉积导电材料，将包含聚阳离子材料和溶剂的可溶于酸的底漆材料覆盖层喷墨印刷到导电材料的区域上，除去所述溶剂，以固化所述底漆材料，根据图案将包含聚阴离子材料的耐酸图案化材料喷墨印刷
到固化的所述底漆材料上，以形成耐酸掩模，以及使所述基板暴露于酸，以根据所述图案除去部分所述导电材料。
附图说明
[0008]为了能够详细地理解本公开的上述特征，可参考实施例对以上简要概述的公开内容进行更具体的说明，其中有些实施例在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出示例性实施例，因而不应被认为是对其范围的限制，可允许其他同样有效的实施例。
[0009]图1是根据一个实施例概述的方法的流程图。
[0010]图2是根据另一个实施例概述的方法的流程图。
[0011]为了便于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记来表示附图所共有的相同元件。可以预期，一个实施例的元素和特征可以直接并入其他实施例中，而无需进一步详述。
具体实施方式
[0012]本文所述的PCB制造工艺使用喷墨工艺将图案化的掩模材料施加到基板上。掩模材料是由稳定前体形成的双组分材料，其中至少一种稳定前体使用喷墨工艺印刷成图案。双组分材料是稳定的耐酸材料，其界定PCB上的导电涂层中待解析的电路图案。
[0013]图1是根据一个实施例的概述方法100的流程图。在102中，在基板的导电材料层上形成底漆。基板可以是为导电材料层提供基础的任何材料。例如，基板可以是由树脂制成的常规电路板坯件，可选地浸渍有聚合物纤维。基板也可以是一块玻璃、聚合物膜或任何其他要在其上形成电路或微电路的材料。导电材料层通常是金属或任何可溶于酸的导电材料。铜就是一个例子，而且很常用。
[0014]底漆是离子材料，可以作为液体施加并固化成层。底漆材料可以是聚合物前体或溶解在溶剂中的聚合物材料。底漆聚合物通常是聚阳离子聚合物(即聚碱)，它是可以接受一个或多个质子而变成阳离子的聚合物。聚阳离子聚合物具有多个位置，可以接受来自质子供体的质子以形成离子键，或催化共价键或类共价键的形成。可在底漆材料中使用的聚合物材料的实例包括聚乙烯亚胺、聚精胺、聚亚精胺、聚腐胺(聚丁二胺)和其他相关的聚胺聚合物，其可以是基本线性或交联的聚酰氨基胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚赖氨酸、聚三嗪、聚缩醛胺和聚硫缩醛胺，以及天然和半合成的聚阳离子材料如壳聚糖、明胶、纤维素，以及淀粉衍生物如葡聚糖和糊精、果胶、多肽和藻酸盐。这些可用作均聚物、共聚物或多聚物，并且可与其它单体和聚合物如乙烯物质(即聚氨基二丙烯酸酯共酯)、环氧物质、聚氨酯物质进行间聚合、交联或树枝状共聚。在底漆前体中包括可聚合物质如乙烯基和环氧基物质的情况下，可包括活化剂如自由基活化剂、助活化剂(例如共聚体系的两种单体，如环氧系、聚氨酯系等)等。聚合物底漆材料通常是可溶于酸的，以便随后可以去除不与图案化材料反应的底漆材料，以暴露导电材料进行蚀刻。
[0015]所述聚合物底漆材料是用含有聚合物底漆材料的水性前体施加的，该聚合物底漆材料作为双组分体系的第一组分施加到基板的导电材料上，用于将图案化的耐酸掩模固定在导电材料上。用于涂覆底漆材料的液体介质通常包括水和有机的，水混溶的助溶剂，例如单乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、脂酰胺和芳酰胺、羧酸、
醚、酯、醇、有机硫化物、有机亚砜类、砜类如环丁砜、卡必醇、丁基卡必醇、溶纤剂、氨基醇(即氨基甲基丙醇)、酮类、N
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甲基吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮、羟基醚类、内酯类、咪唑类及其混合物。非水组分通常以0重量％至约50重量％的量存在，其有助于溶解可能使用的任何其他添加剂，例如着色剂(即Bayscript蓝色染料)、盐、螯合剂(即Trilon B)等。润湿剂，如可从BYK Chemie公司获得的BYK
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345、BYK
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307、BYK
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306、BYK
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308、BYK
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333、BYK
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341等；Fluorad FC
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120或其它含氟表面活性剂；从Mason化学公司获得的MASURF FS
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1620；从空气产品公司获得的Surfinol 104PG和Dynol 604；以及可从Witco化学品公司获得的Silwet L77；可从Evo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：在基板上沉积导电材料；将可溶于水或酸性水溶液的底漆材料施加到所述导电材料上；根据图案，将与所述底漆材料反应的耐酸图案化材料喷墨印刷到所述底漆材料上，以形成耐酸掩模；以及使所述基板暴露于酸，以蚀刻所述导电材料的暴露部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案化材料包括聚阴离子材料。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述图案化材料是聚阴离子材料的碱性溶液，所述碱是含碳的强碱。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述碱是胺。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述底漆材料通过喷墨印刷施加。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述图案化材料包括聚丙烯酸或聚阴离子纤维素。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述底漆材料包括聚阳离子聚合物。8.根据权利要求7所述的方法，其中使所述基板暴露于酸包括将第一酸施加到所述基板上，然后将第二酸施加到所述基板上。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述底漆材料包括聚阳离子材料，所述图案化材料包括溶解于碱性溶液的聚阴离子材料，所述碱性溶液包括含碳的强碱。10.一种方法，包括：在基板上沉积导电材料；将可溶于酸的底漆材料的覆盖层(blanket)喷墨印刷到所述导电材料的区域上，所述底漆材料包含聚阳离子材料；根据图案，将耐酸图案化材料喷墨印刷到所述底漆材料上，以形成耐酸掩模，所述耐酸图案化材料包含聚阴离子材料；以及使所述基板暴露于酸，以根据所述图案除去部分所述导电材料。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚阴离子材料是聚丙烯酸或聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：茱莉亚，
申请(专利权)人：科迪华公司，
类型：发明
国别省市：