采用涂有紫外线辐射反应材料的结构进行印刷的方法技术

本发明专利技术涉及采用涂有紫外线辐射反应材料的结构进行印刷的方法。通过将紫外线辐射反应材料施加到印刷用的图案化的转移表面上，使得所述图案化的转移表面的润湿性和印刷转移性得到增强。在将印刷材料转移到基板的过程中，紫外线激发所述紫外线辐射反应材料。该技术能够增加印刷精度，并且可用于将印刷材料转移到基板上，以在印刷基板上建立印刷电路部件（如电路走线）和印刷电路元件。在一个特定的构造中，紫外线辐射反应材料可以由自由基引发剂或偶氮苯材料组成。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及到接触印刷，更具体地说，本公开涉及对压印 模的表面处理，该表面处理可以协助印刷材料从压印模转移到基板 上。
技术介绍
现有两种主要的方法用来降低电子设备的成本一提高设备的集 成电路(IC)部件的封装效率，以及通过采用大批量生产方法来增加 成本效益。为了成本有效地大量生产更薄的柔性聚合物电子设备，大 面积图像成像法可以作为经济生产方法的一个选择，并且最有可能会 在聚合物电子制造中发挥重要作用。这样的电子设备可以包括基板-.印刷电路部件(如电路走线) 和印刷电路元件(如电阻)、以及离散部件(如电极)和其它有源或 无源电路元件。在许多情况下，通过利用能够将印刷材料从压印模转 移至基板上的压印模来印刷所述的设备，以在基板上建立印刷电路部 件(如电路走线)和印刷电路元件。基于低成本的柔性基板的柔性，高分辨率图像成像方法在界定 电子设备中连接点之间的相互距离方面是重要的。虽然接触印刷简单 有效，但是它仍存在一些问题，这些问题通常与柔软聚合物压印模的 使用相关。为确保高效率地从压印模上转移印刷材料，控制压印模的 表面润湿性是主要的关注点。图1A-D为显示出理想的接触印刷的印刷过程的图。在压印模蘸取印刷材料过程中，压印模应具有相对于印 刷材料更高的表面能量而使印刷材料被轻松地蘸起。而在印刷到基板 上的过程中，压印模应具有相对于印刷材料更低的表面能量而使印刷 材料转移到基板上。为了促进这种印刷材料转移机制，控制压印模表 面的表面润湿性是一个关键的过程。应激反应性表面能够实现可逆地控制表面的润湿性，这已被各 种刺激法(包括光照射法)所证明。在控制表面润湿性的各种方法中， 以光照射法最有效，在用于大批量生产时尤其是如此。美国专利No.7，361，724披露了通过运用自组装单层来进行表面 处理。根据此专利披露的内容，经处理的表面不能被紫外源所激发， 而这在印刷过程中是改变其性质所必需的。美国专利No. 6,951,666 披露了运用前体来处理压印模的表面；但该前体只限于导电功能并且 其应用是有限的。美国专利No.7，368，163披露了在用于印刷的聚合 物表面上进行共价键合的改性。根据此专利披露的内容，吸附在其表 面上的改性剂不是感光的，或者不能够在紫外线辐射下更改其状态。 美国专利No. 6,884,628披露了用于聚合物表面上的多功能涂层，但 其应用仅限于传感器装置，并且其描述的涂层无法被紫外线辐射所激 发。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于印刷具有电性能的图案的设备，该设备包括压印模，其包括图案化的转移表面，该图案化的转移表面能够将 印刷材料从所述压印模转移到基板上，以在所述基板上建立印刷电路 部件和印刷电路元件，所述印刷电路部件例如为电路走线；用于按照对应于电路设计的图案、将紫外线辐射反应材料施加到所述图案化的转移表面上的机构；用于将印刷材料施加到所述图案化的转移表面上 作为涂层的机构；光化光源；及用于使用所述压印模将所述图案化的 转移表面上的所述印刷材料转移到工件上的机构。本专利技术还提供一种使用具有图案化的转移表面的压印模来印刷 具有电性能的图案的印刷方法。压印模和图案化的转移表面能将印刷材料从压印模转移到基板上，以在基板上建立印刷电路部件(如电路 走线)和印刷电路元件。按照对应于电路设计的图案将紫外线辐射反 应材料施加到所述图案化的转移表面上。然后将印刷材料涂在图案化 的转移表面上的紫外线辐射反应材料之上。然后使用压印模将印刷材 料转移到接受转移图案的工件表面上，同时采用光化光来激发紫外线 辐射反应材料。附图说明通过附图中所示的例子来说明本文披露的实施方案，但本专利技术 并不限于这些附图。这些附图并不一定按比例绘制。以下结合附图对 本专利技术进行更为详细具体地描述和解释，其中附图1A-1D(现有技术)是接触印刷的侧面横切面示意图。附图2A-2D是运用经处理的压印模进行印刷的侧面横切面示意图。附图3A-3D是运用经处理的压印模及经处理的基板进行印刷的侧面横切面示意图。附图4是有关运用经处理的压印模的印刷工艺的流程示意图。 附图5是有关运用经处理的压印模及经处理的基板的印刷工艺的流程示意图。具体实施例方式本专利技术涉及具有紫外线辐射反应材料涂层的压印模结构的构 造，以及在印刷过程中采用压印模和基板表面上的紫外线辐射反应材 料进行印刷的方法。在此借助附图来描述本专利技术的细节，从而使人能 够透彻地了解本文所述的构造，但是本专利技术并不限于此。上述技术的 特征、结构、材料和特性可以以任何适当的方式在一个或多个构造中 进行组合。概要紫外线辐射或其它光化光照射被应用于涂有紫外线敏感材料涂 层的表面上。该涂层应能实时转变其化学结构或表面能量，以协助印刷过程。本专利技术的策略是基于使用能够对压印模进行处理的紫外线辐射 反应材料来涂敷压印模，使得经处理的压印模可更有效地蘸起印刷材 料。印刷时，紫外光灯照射紫外线辐射反应材料，该材料便更改其化 学结构或化学构型，由此产生了与原始状态不同的润湿行为。这种结 构上的更改会使压印模与印刷材料之间产生较低的黏附力，从而使印 刷材料从压印模有效地转移到基板上。本专利技术通过在压印模上涂上紫外线辐射反应材料而提供了一种 低成本且简单的印刷解决方案。紫外光灯用于协助将印刷材料转移到 压印模上，以及将其从压印模上转移走。印刷外形的高度可以通过蘸 取和转移的印刷材料量来进行调整，通过紫外线照射而在压印模上提 供快速的表面化学变化，这会促进印刷材料从压印模转移到基板上。 因此，印刷材料的残留物可以减少，同时避免需要经常清洗压印模或 用新的压印模替换该压印模。为了调整压印模的表面行为以适合不同 的印刷材料，紫外线敏感涂层材料可以根据不同的材料系统进行配 制。紫外线敏感涂料被施加于压印模和/或工件上，但是在压印过程 中暴露于紫外线照射中。基板就是将要被印刷的工件。基板的非限定性例子可以是用 于电子封装中的电路的导电材料、电路中的半导体材料、用于在设备 中构建机械支撑体或结构的聚合物材料、或者可通过印刷而施加的其 它电路设备。在一些构造中，紫外线敏感材料仅被涂在压印模的表面上。印 刷材料可以基于它的质量及经紫外线辐射照射后的基板粘附力而从 压印模转移到基板上。在一些其它构造中，压印模与基板这二者涂有不同的紫外线敏 感材料，以进一步提高印刷材料从压印模转移到基板上的效率。在本专利申请中通篇提及的"压印模"是指这样的结构，该结 构具有凸起的特征物或者凸出的压印特征物，其用于蘸取印刷材料， 并且将该印刷材料转移到基板上。压印模最好是能让紫外线辐射透 过。在本专利申请中通篇提及的"印刷材料"是指被转移到基板上或在基板上形成图案的材料，所述基板例如为电子封装体中的电路所用 的导电材料、电路中的半导体材料、用于在设备中构建机械支撑体或 结构的聚合物材料、或者可通过印刷而施加的其它电路设备等。在本 专利申请中通篇提及的"紫外线辐射反应材料"是指在受紫外线辐射 时便更改其状态、化学结构、化学构型或消融的材料。在本专利申请 中通篇提及的"基板"是指可供印刷材料印刷的平台。它可以由任何 金属、聚合物或复合物组成。 U-V材料紫外线辐射反应材料(u-v材料)是对紫外线辐射有反应的材 料。其中一个非限制性的紫外线反应材料的示例对波长小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于印刷具有电性能的图案的设备，该设备包括：　压印模，其包括图案化的转移表面，该图案化的转移表面能够将印刷材料从所述压印模转移到基板上，以在所述基板上建立印刷电路部件和印刷电路元件，所述印刷电路部件例如为电路走线；　用于按照 对应于电路设计的图案、将紫外线辐射反应材料施加到所述图案化的转移表面上的机构；　用于将印刷材料施加到所述图案化的转移表面上作为涂层的机构；　光化光源；及　用于使用所述压印模将所述图案化的转移表面上的所述印刷材料转移到工件的 工作表面上的机构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁铭辉，陈景朗，杨诚，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]