一种导电图案及其成型方法与流程

1.本发明属于电子电路制造技术领域，尤其涉及一种导电图案及其成型方法。


背景技术：

2.目前，市面上绝大多数的印刷电路板都是通过化学蚀刻工艺实现导电线路的图案化，需要通过掩模、曝光、显影、蚀刻、去胶等十几道工序得到目标电路板，存在工艺复杂、周期长、成本高、污染环境等缺陷，同时也不符合未来的节能环保的发展需求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种导电图案成型方法,以解决现有技术中工艺复杂、效率低、成本高的问题。
4.在一些说明性实施例中，所述导电图案成型方法，包括：提供一基础层；在所述基础层之上形成图案化的离型层；其中，所述基础层未被所述离型层所覆盖的区域上至少存在与目标导电图案一致的第一区域；在所述基础层的第一区域上施加导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路。
5.在一些可选地实施例中，所述在所述基础层的第一区域上施加导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路，包括：在所述离型层之上施加覆盖所述第一区域的导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路。
6.在一些可选地实施例中，在所述形成与所述目标导电图案一致的导电线路之前，还包括：清除附着在所述离型层之上的导电材料。
7.在一些可选地实施例中，所述导电材料在所述基础层上具有第一附着力，所述导电材料在所述离型层上具有第二附着力；其中，所述第一附着力大于所述第二附着力；所述清除附着在所述离型层之上的导电材料，包括：提供一介于所述第一附着力与所述第二附着力之间的外力，清除附着在所述离型层之上的导电材料。
8.在一些可选地实施例中，在所述形成与所述目标导电图案一致的导电线路之后，还包括：清除所述离型层。
9.在一些可选地实施例中，在所述基础层之上形成图案化的离型层之前，还包括：在所述基础层之上形成图案化的绝缘层；所述离型层形成于所述绝缘层之上，与所述绝缘层的图案一致。
10.在一些可选地实施例中，所述绝缘层由阻焊剂形成的阻焊层。
11.在一些可选地实施例中，所述导电材料通过化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂、旋涂、浸渍、印刷、直写、涂布、刮涂中的一种或多种方式施加于所述基础层的第一区域。
12.在一些可选地实施例中，所述导电材料选用高分子复合导电油墨。
13.本发明的另一个目的在于提出一种导电图案，以解决现有技术中存在的问题。
14.在一些说明性实施例中，所述导电图案通过上述任一项所述的导电图案成型方法形成。
15.与现有技术相比，本发明具有如下优势：
16.本发明通过在基础层之上形成图案化的离型层，利用离型层对导电材料的低粘附特性，配合基础层对导电材料的高粘附的特性，实现对于导电材料的图案化选择性附着界面；此时，导电材料可通过的非图案化的成型工艺形成导电图案。相对于传统化学蚀刻工艺而言，本发明具有工艺简单、成型快、成本高的优势。
附图说明
17.图1为本发明实施例中导电图案成型方法的流程示例；
18.图2为本发明实施例中的导电图案成型方法的工艺示例一；
19.图3为本发明实施例中导电图案的结构示例一；
20.图4为本发明实施例中导电图案成型方法的工艺示例二；
21.图5为本发明实施例中导电图案成型方法的工艺示例三；
22.图6为本发明实施例中导电图案的结构示例二；
23.图7为本发明实施例中导电图案的结构示例三。
具体实施方式
24.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
25.现有技术中的离型剂(亦称为脱模剂)通常用在模型制造领域，利用离型剂在模具内侧面形成隔离膜，以便于模型后续的脱模处理，保证模型的质量。申请人发现离型剂固化后的低粘附特性同样适用于电子电路制作领域中的导电材料，导电材料在离型膜上的附着力几乎为零；因此，通过常规电路基材配合图案化的离型膜，即可实现导电材料的选择性附着或附着力差异化，对于导电材料的成型工艺而言，可以不依赖于图案化成型工艺，仅通过如涂布、刮涂等非图案化的无差别整面成型技术即可获得图案化的导电线路。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
27.本发明实施例中公开了一种导电图案成型方法，具体地，如图1-3所示，图1为本发明实施例中导电图案成型方法的流程示例；图2为本发明实施例中的导电图案成型方法的工艺示例一；图3为本发明实施例中导电图案的结构示例一；该导电图案成型方法，包括：
28.步骤s11、提供一基础层10；
29.步骤s12、在所述基础层10之上形成图案化的离型层20；
30.其中，所述基础层10未被所述离型层20所覆盖的区域上至少存在与目标导电图案一致的第一区域11；
31.离型层20的图案是根据目标导电图案进行设计，其与目标导电图案相反，具体地，在基础层10之上形成该图案化的离型层20之后，未被离型层20所覆盖的基础层10的表面配合离型层20的侧面可共同构成与目标导电图案一致、用以容纳导电材料的线路凹槽(即基础层上的第一区域11)。
32.可选地，所述基础层10未被所述离型层20所覆盖的区域上还可存在与第一区域11不重叠的第二区域12，该基础层10的第二区域12可用以配合固定、标识、以及用户自定义的其它作用需求等。若基础层未被离型层所覆盖的区域无上述作用，则基础层未被离型层所覆盖的区域全部可作为第一区域，与目标导电图案一致。
33.步骤s13、在所述基础层10的第一区域11上施加导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路30。
34.本发明实施例中的基础层不限于透光基材或遮光基材、软质基材或硬质基材、单一基材或复合基材等；具体地，例如玻纤板、半玻纤板、木质、玻璃、石质、塑料、pmma(亚克力)、pet、pvc、pu、pc、pa、pi、tpe、tpu、ptv、pdms、硅胶、织物等中的一种或多种复合。其中，选用复合基材作为基础层时，亦可选用带有导电材质(如金属材质)的复合基材，但需要远离本发明实施例中所形成的导电线路即可。
35.本发明实施例中的离型层可利用离型剂或离型膜(由离型剂形成的片状膜材)形成；其中，离型剂不限于水性离型剂或油性离型剂，固化方式不限于光固化或热固化。
36.可选地，步骤s12中在基础层之上形成图案化的离型层的方式，不限于以下成型工艺实现：
37.a.将图案化的离型膜直接贴附在基础层之上，得到图案化的离型层；
38.b.将整片离型膜贴附在基础层之上，然后通过图案化的减材工艺(例如激光刻蚀、机械刻蚀等)对离型膜进行图案化处理，得到图案化的离型层；
39.c.将离型剂通过图案化印刷技术(例如丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、移印、转印等)直接印制在基础层之上，固化后得到图案化的离型层；
40.d.基于掩模将离型剂施加(例如辊涂、喷涂、旋涂、浸渍、刮涂等)于基础层之上，固化后得到图案化的离型层；
41.f.将uv型离型剂整面印制在基础层之上，然后通过选择性显影曝光技术，去除固化后的离型剂，得到图案化的离型层。
42.本发明实施例中图案化的离型层的形成方式除上述之外，还可以通过现有技术中的其他工艺实现，在此不再赘述。
43.本发明实施例中的导电材料可通过化学气相沉积、物理气相沉积、直写、喷涂、印刷、涂布、刮涂中的一种或多种方式施加于基础层之上。示例性的，导电材料可选用金、银、铜、铝、镍、锌等常规导电金属材质通过化学气相沉积或物理气相沉积的方式形成，又或者选用液态金属或高分子复合导电油墨通过直写、喷涂、印刷、涂布或刮涂等方式形成。
44.该实施例中的高分子复合导电油墨不限于碳基导电油墨、金属颗粒导电油墨(如导电银浆、导电铝浆、导电铜浆、银纳米线、金纳米线等)、液态金属导电油墨(如液态金属、掺杂有液态金属的复合导电浆料)、无颗粒导电油墨等。
45.本发明实施例中的液态金属是指熔点在300℃以下的低熔点金属单质或合金，例如镓基合金、铟基合金、铋基合金和锡基合金等；优选地，本发明实施例中的液态金属选用
熔点在30℃以下的镓单质或镓基合金。在另一些实施例中，本发明实施例中的液态金属中还可掺杂有导电颗粒或非导电颗粒，从而形成粘稠状膏体材料。
46.优选地，本发明实施例中的导电材料施加方式尤其适用于非图案化的成型工艺，如化学气相沉积、物理气相沉积、涂布、刮涂工艺；基于基础层与离型层配合形成的、对于导电材料的图案化选择界面，使导电材料仅附着在未被离型层覆盖的基础层上。
47.进一步的，在选用高分子复合导电油墨作为导电材料时，可通过刮涂工艺实现导电材料的涂覆，相比于涂布(辊涂)而言，无需辊间匀墨、传墨等工序，不存在辊与辊之间的加压对辊，因此不易造成高分子复合导电油墨的材料分相问题。
48.本发明通过在基础层之上形成图案化的离型层，利用离型层对导电材料的低粘附特性，配合基础层对导电材料的高粘附的特性，实现对于导电材料的图案化选择性附着界面；此时，导电材料可通过的非图案化的成型工艺形成导电图案。相对于传统化学蚀刻工艺而言，本发明具有工艺简单、成型快、成本高的优势。
49.虽然离型层对于导电材料的粘附性相对于常规电路基材而言显著降低，但不同材质的离型剂形成的离型层与不同材质的导电材料之间的粘附性还是存在一些差异，因此在施加导电材料时，容易存在导电材料附着在离型层上的情况发生，但导电材料在离型层上的附着力极低，远小于导电材料在基础层上的附着力，因此可通过提供介于两者附着力之间的外力去除附着在离型层上的导电材料，而由于该外力小于导电材料在基础层上的附着力，因此也不易造成导电线路的损伤，进而通过清除离型层上的导电材料，达到导电材料仅附着在基础层的目标区域上的效果。
50.如图4所示，图4为本发明实施例中导电图案成型方法的工艺示例二；具体地，所述导电材料在所述基础层上具有第一附着力，所述导电材料在所述离型层上具有第二附着力；其中，所述第一附着力大于所述第二附着力；所述清除附着在所述离型层20之上的导电材料30a，包括：提供一介于所述第一附着力与所述第二附着力之间的外力，清除附着在所述离型层20之上的导电材料30a。
51.优选地，清除附着在离型层上的导电材料的方式不限于刮除、搓除、晃动、磕碰等方式，在另一些实施例中，亦可在通过胶带或类似技术将离型层上附着力差的导电材料粘除。
52.如图5所示，图5为本发明实施例中导电图案成型方法的工艺示例三；在一些实施例中，针对于选用高分子复合导电油墨作为导电材料时，在将高分子复合导电油墨30b在离型层20上涂覆后，可通过刮刀去除位于离型层20上未固化的高分子复合导电油墨30b，此时仅剩余附着在基础层10的高分子复合导电油墨30b，然后进行固化即可。在另一些实施例中，亦可在高分子复合导电油墨30b固化之后，再提供一介于所述第一附着力与所述第二附着力之间的外力，清除附着在所述离型层20之上的固化后的高分子复合导电油墨30b。
53.在一些实施例中，离型层20并非电路板的所需结构，因此在目标导电线路成型之后，还可包括：清除离型层20。其中，清除离型层可选用与离型层成分相应的专用清洗剂去除该离型层。例如针对水性离型剂可选用水型清洗剂(如水等)去除，针对油性离型剂可选用油性清洗剂(如溶剂油或二氯甲烷等)。
54.本发明实施例中的导电线路30成型于基础层10未被离型层20所覆盖的第一区域的线路凹槽内，因此离型层20的厚度在一定程度上决定了导电线路30的厚度，但由于离型
层20的厚度极薄，一般在1～5μm，这对于一些导电材料而言，该厚度范围的导电线路30的导电性能较差，不能满足用户所需的电性能指标。
55.如图6-7所示，图6为本发明实施例中导电图案的结构示例二；图7为本发明实施例中导电图案的结构示例三；在本发明实施例中的步骤s12形成图案化的离型层20之前，还可包括：在所述基础层10之上形成图案化的绝缘层40；该绝缘层40的图案与离型层20的图案一致，也是根据目标导电图案的实际图案设计，与目标导电图案相反；在此之后，在绝缘层40之上形成与绝缘层40图案一致的离型层20。此时，基础层10未被绝缘层40(及离型层20)所覆盖的表面配合绝缘层40及离型层20的侧面可共同构成与目标导电图案一致、用以容纳导电材料的线路凹槽(即基础层上的第一区域)。
56.该实施例中的绝缘层的目的在于加深线路凹槽的深度，从而提升成型后的导电线路的厚度，以此达到用户所需的电性能。绝缘层的厚度范围可为30-2000μm；在一些情况下，离型层的厚度可忽略。优选地，本发明实施例中的绝缘层的厚度在40-100μm，从而形成40-100μm左右的导电线路。
57.本发明实施例中图案化的绝缘层的成型工艺可参考上述离型层的成型工艺，在此不再赘述。
58.优选地，绝缘层选用uv型(光固化型)绝缘油墨，通过lcd、dlp或sla光固化技术实现选择性固化，去除未固化的绝缘油墨后，即可获得图案化的绝缘层。
59.其中，lcd光固化技术是通过光源配合lcd数码掩模实现光的图案化，dlp光固化技术是直接通过光图案投影的方式实现光的图案化，sla光固化技术是通过控制激光扫描实现光的图案化。lcd、dlp或sla光固化技术相对于传统掩模板而言，由于其通过数字电子驱动，因此可以软件控制实现光的图案化，无需制版工序，可极大的提升电路制作效率，并且可以满足用户个性化的电路设计需求。
60.具体地，在基础层上施加绝缘油墨，然后通过上述选择性光固化技术在绝缘油墨上施加与目标导电图案相反的光线，使绝缘油墨被光线所照的区域固化，去除未固化的绝缘油墨后，得到与目标导电图案相反的绝缘层。
61.在一些实施例中，在基础层上形成图案化的绝缘层之后，在绝缘层上形成图案化的离型层，可通过如下方式实现：
62.通过辊涂涂布的方式将离型剂施加在图案化的绝缘层之上，其中，保证绝缘层的厚度大于辊上离型剂的厚度，因此在辊涂离型剂时，离型剂仅与绝缘层的表面接触，不会接触到低于绝缘层的基础层之上，因此辊上离型剂仅转移到图案化的绝缘层之上，固化后形成与绝缘层图案一致的离型层。
63.在一些实施例中，亦可通过转印方式形成与绝缘层图案一致的离型层，即提供附有离型剂的转印膜，该转印膜上的离型剂的厚度小于绝缘层的厚度，将转印膜贴附在绝缘层之上，揭除转印膜并进行固化后即可获得与绝缘层图案一致的离型层。
64.在另一些实施例中，选用uv型绝缘油墨形成绝缘层的情况下，可以首先在基础层上施加绝缘油墨，然后将带有离型剂的转印膜(透明膜)贴附在绝缘油墨上，然后通过光固化技术实现绝缘油墨的选择性固化，此时离型剂附着在固化后的绝缘层上，而离型剂在未固化的绝缘油墨上无附着力，在揭除转印膜后使离型剂仅附着在固化的绝缘层上，而与未固化的绝缘油墨接触的离型剂则被转印膜带着，随即去除未固化的绝缘油墨，得到图案化
的绝缘层及与绝缘层图案一致的离型层。
65.在另一些实施例中，还可以选用uv型绝缘油墨及uv型离型剂，首先在基础层上施加绝缘油墨，然后将带有离型剂的转印膜(透明膜)贴附在绝缘油墨上，然后通过光固化技术实现绝缘油墨和离型剂的选择性固化，揭除转印膜后，去除未固化的绝缘油墨和离型剂，从而得到图案化的绝缘层及与绝缘层图案一致的离型层。
66.在一些实施例中，绝缘层的目的仅在于增加导电线路的厚度，因此在形成导电线路后，可依次清除离型层和绝缘层。对于绝缘层的清除不限于相应溶剂等。
67.在一些实施例中，本发明实施例中的绝缘层为由阻焊剂(亦称为阻焊油墨、阻焊绿油等)形成的阻焊层，该阻焊层可用于避免焊锡、焊料的附着。该实施例中通过选用阻焊剂形成的阻焊层替代绝缘层，一方面可以提升导电线路的厚度，另一方面，也可以在导电线路成型后，通过去除离型层进而暴露，从而为后续的焊接等工艺提供阻焊性能，将阻焊工序融入导电线路成型工序中，避免了后续阻焊剂的施加、曝光、显影等工序，简化了整体工序，极大的提升了制作效率。
68.阻焊剂可以对熔融状态下的金属材料的实现低粘附的特性，在一些情况下，可替代本发明实施例中的离型剂形成离型层，但对于高分子复合导电油墨而言，仍然具有极强的附着力，因此在导电材料选用高分子复合导电油墨时，必须使用离型剂形成离型层，以此降低对导电材料的附着力。
69.实施例1
70.该实施例中导电材料选用导电银浆，该导电图案成型方法，包括：
71.步骤s21、提供一基础层；
72.步骤s22、将离型剂通过丝网印刷在基础层上，固化后形成图案化的离型层；
73.步骤s23、将导电银浆涂布在离型层之上，使导电银浆仅附着在基础层未被离型层所覆盖的区域，不附着在离型层上；
74.步骤s24、固化处理，得到图案化的导电线路。
75.该实施例中导电银浆通过辊涂方式施加，类似于转印技术，由于离型层对于导电银浆的附着力极低，因此在导电银浆接触离型层后仍然保持在辊体表面，不易附着在离型层上，而即使出现少量附着的情况，亦可通过本发明实施例中的清除方法移除。
76.实施例2
77.该实施例中导电材料选用液态金属，该导电图案成型方法，包括：
78.步骤s31、提供一基础层；
79.步骤s32、将绝缘油墨整面施加于基础层上，通过选择性光固化技术得到图案化的绝缘层，去除未固化的绝缘油墨；
80.步骤s33、将离型剂涂布在图案化的绝缘层上，固化后得到与绝缘层一致的离型层；
81.步骤s34、在离型层之上涂布液态金属，使液态金属仅粘附在基础层未被离型层所遮盖的区域，不粘附在离型层上，得到目标电路板。
82.该实施例中由于选用液态金属作为导电材料形成导电线路，液态金属相比导电银浆而言，其表面张力大，附着力更低，因此更不易附着在离型层之上，通过辊涂工艺涂布液态金属时，液态金属不会附着在离型层之上。
83.实施例3
84.该实施例中导电材料选用导电银浆，绝缘油墨选用uv型阻焊剂，该导电图案成型方法，包括：
85.步骤s41、提供一基础层；
86.步骤s42、将uv型阻焊剂整面施加于基础层上，通过选择性光固化技术得到图案化的阻焊层，去除未固化的阻焊剂；
87.步骤s43、将离型剂涂布在图案化的阻焊层上，固化后得到与阻焊层一致的离型层；
88.步骤s44、在离型层之上刮涂导电银浆，使银浆覆满基础层未被离型层所覆盖的区域，并进行固化处理；
89.步骤s45、清除离型层上的固化的导电银浆，获得图案化的导电线路；
90.步骤s46、清除离型层，暴露其底层的阻焊层，得到目标电路板。
91.本发明的另一个目的在于提出一种导电图案，包括：基础层10、形成于基础层10之上的图案化的离型层20、以及形成于基础层10未被所述离型层20所覆盖的区域上的导电线路30。其中，基础层10未被所述离型层20所覆盖的区域上至少存在与目标导电图案一致的第一区域11，导电线路30形成与该第一区域11上。
92.可选地，所述基础层10未被所述离型层20所覆盖的区域上还可存在与第一区域11不重叠的第二区域12，该基础层10的第二区域12可用以配合固定、标识、以及用户自定义的其它作用需求等。若基础层未被离型层所覆盖的区域无上述作用，则基础层未被离型层所覆盖的区域全部可作为第一区域，与目标导电图案一致。
93.在一些实施例中，基础层10与离型层20之间还可包括：与离型层20图案一致的绝缘层40，用以提升实现导电线路30的厚度。
94.在一些实施例中，本发明实施例中的离型层20和绝缘层40可清除，从而仅包括基础层10和导电线路30，或者基础层10、绝缘层40和导电线路30。
95.在一些实施例中，绝缘层40可选用由阻焊剂形成的阻焊层。
96.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

技术特征：
1.一种导电图案成型方法，其特征在于，包括：提供一基础层；在所述基础层之上形成图案化的离型层；其中，所述基础层未被所述离型层所覆盖的区域上至少存在与目标导电图案一致的第一区域；在所述基础层的第一区域上施加导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路。2.根据权利要求1所述的导电图案成型方法，其特征在于，所述在所述基础层的第一区域上施加导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路，包括：在所述离型层之上施加覆盖所述第一区域的导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路。3.根据权利要求2所述的导电图案成型方法，其特征在于，在所述形成与所述目标导电图案一致的导电线路之前，还包括：清除附着在所述离型层之上的导电材料。4.根据权利要求3所述的导电图案成型方法，其特征在于，所述导电材料在所述基础层上具有第一附着力，所述导电材料在所述离型层上具有第二附着力；其中，所述第一附着力大于所述第二附着力；所述清除附着在所述离型层之上的导电材料，包括：提供一介于所述第一附着力与所述第二附着力之间的外力，清除附着在所述离型层之上的导电材料。5.根据权利要求1所述的导电图案成型方法，其特征在于，在所述形成与所述目标导电图案一致的导电线路之后，还包括：清除所述离型层。6.根据权利要求1或5所述的导电图案成型方法，其特征在于，在所述基础层之上形成图案化的离型层之前，还包括：在所述基础层之上形成图案化的绝缘层；所述离型层形成于所述绝缘层之上，与所述绝缘层的图案一致。7.根据权利要求6所述的导电图案成型方法，其特征在于，所述绝缘层由阻焊剂形成的阻焊层。8.根据权利要求1所述的导电图案成型方法，其特征在于，所述导电材料通过化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂、旋涂、浸渍、印刷、直写、涂布、刮涂中的一种或多种方式施加于所述基础层的第一区域。9.根据权利要求1所述的导电图案成型方法，其特征在于，所述导电材料选用高分子复合导电油墨。10.一种导电图案，其特征在于，通过权利要求1-9中任一项所述的导电图案成型方法形成。

技术总结
本发明公开了一种导电图案及其成型方法，涉及电子电路制作技术领域；该导电图案成型方法，包括：提供一基础层；在所述基础层之上形成图案化的离型层；其中，所述基础层未被所述离型层所覆盖的区域上至少存在与目标导电图案一致的第一区域；在所述基础层的第一区域上施加导电材料，形成与所述目标导电图案一致的导电线路。本发明通过在基础层之上形成图案化的离型层，利用离型层对导电材料的低粘附特性，配合基础层对导电材料的高粘附的特性，实现对于导电材料的图案化选择性附着界面；此时，导电材料可通过的非图案化的成型工艺形成导电图案。相对于传统化学蚀刻工艺而言，本发明具有工艺简单、成型快、成本高的优势。成本高的优势。成本高的优势。


技术研发人员：徐国良
受保护的技术使用者：北京梦之墨科技有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13