CN102612269A - 全印刷印制电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全印刷印制电路板及其制作方法,其包括绝缘基板、丝网印刷在绝缘基板上的导电油墨层以及电镀在导电油墨上的金属铜层,该导电油墨层包括银包铜颗粒、树脂粘合剂和溶剂。制法包括以下步骤:在绝缘基板上采用复膜钻孔化学沉铜法使通孔金属化;利用光致成像丝网掩膜的方法印刷线路图形,其中采用导电油墨进行丝网印刷;网印后烘干烧结;选择性地电镀金属铜层;先对线路图形网印阻焊再网印字符图形;焊接电器元件;电气通断检测,该制作方法避免了传统减成法造成的大量铜的消耗,既节省了能源,又提高了生产效率,也减少了传统印刷电路板生产对环境造成的污染和排放。

Description

全印刷印制电路板
技术领域
本发明涉及一种全印刷印制电路板及其制作方法。
背景技术
我国目前生产印制电路板均采用减成法生产工艺,使用的原材料是采用覆铜板作为生产印制电路板的基材,通过曝光、显影、蚀刻等工艺,在覆铜板表面上形成电路图形,再通过化学方法蚀刻掉相当数量的铜箔而形成导电图形。减成法生产印刷电路板的工艺过程不仅消耗了大量的铜金属资源,同时还消耗了大量的能源并产生了三废,需要进行环保处理。目前减成法生产印刷电路板是一种劳动力高度密集的产业,其步骤繁多,而且需要一定的人工干预,这些均增加了传统印刷电路板生产的生产成本。目前,国外已有一些单位研究喷墨打印法制作印刷电路板的技术,但由于其所用的设备和导电浆料昂贵,造成印制电路板的加工成本太高而难以推广应用。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种全印刷印制电路板及其制作方法,该方法生产成本低、可以防止污染环境。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
全印刷印制电路板,其包括绝缘基板、丝网印刷在绝缘基板上的导电油墨层以及电镀在导电油墨上的金属铜层,该导电油墨层包括银包铜颗粒、树脂粘合剂和溶剂。
所述全印刷印制电路板的制作方法,其包括以下步骤:
1)首先选用一块绝缘基板,根据电路图,在绝缘基板上依次进行复膜工序、钻孔、利用化学沉铜法使通孔实现金属化、及去除剩余复膜;
2)然后采用光致成像丝网掩膜的方法直接将电路图中的线路图形印刷在绝缘基板上,其中丝网印刷是采用导电油墨漏印在绝缘基板上形成线路图形厚膜;
3)接着对网印后的绝缘基板的线路图形厚膜进行烘干、烧结;
4)根据电路图,在线路图形上以及在通孔与线路图形连接处电镀金属铜层,这样便形成导电线路;
5)根据电路图,需要网印字符图形时,在绝缘基板上依次进行采用热固化绿油对导电线路网印阻焊、清洗、干燥、网印字符图形以及固化;
6)根据电路图,将电器元件焊接在绝缘基板上,再进行热风平整处理;
7)最后进行清洗、干燥、进行电气通断检测、完成最终检验。
所述2)中的导电油墨包括银包铜导电颗粒、树脂粘合剂和溶剂,该溶剂包括分散剂、滑爽剂以及偶联剂。
所述树脂粘合剂选用环氧树脂或醇酸树脂,银包铜导电颗粒和树脂粘合剂占总量70%,溶剂占总量30%。
所述2)的丝网印刷采用不锈钢材料、其中丝径为28微米,细目数为325目。
所述1)中钻孔后如果是微小孔,则采用液流挤压化学沉铜法。
所述1)中的绝缘基板选用环氧树脂或醇酸树脂。
所述3)中的烘干温度为80℃,时间为10分钟;烧结的温度范围为85℃至150℃之间。
所述2)中的线路宽度大于0.8毫米,厚膜厚度大于50微米,线路间距大于0.8毫米,线宽精度大于等于0.2毫米。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
通过采用在无覆铜箔的绝缘基板上,用银包铜金属导电油墨,采用光致成像,丝网掩膜的加成法制作工艺,经过烧结固化,形成抗氧化性能力和导电性能均强的电路图形,该方法减少了环境污染问题,降低了大量铜的损耗,进而减少生产成本。
附图说明
图1是本发明全印刷电路板的制作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明在具体工作中的方法作进一步详细描述。
见图1,本发明全印刷印制电路板的制作方法,包括以下步骤:
1)首先选用一个无覆铜箔的环氧或醇酸树脂材料的绝缘基板,根据电路图,在该绝缘基板上依次进行复膜工序、采用数控钻床加工导通孔、利用化学沉铜法使通孔实现金属化、及去除剩余复膜,其中对于微小孔则采用液流挤压化学沉铜法;
2)然后采用光致成像丝网掩膜的方法直接将电路图中的线路图形印刷在绝缘基板上,其中:
先选用丝径细目数多、尺寸稳定的不锈钢材料作为丝网材料,本实施例选用丝径为28微米,细目数为325目,开区面积百分比为41.2%;
然后丝网印刷是采用导电油墨漏印在绝缘基板上形成线路图形厚膜,该导电油墨包括导电性较好的银包铜金属导电颗粒、采用环氧或醇酸树脂作成的树脂粘合剂以及根据需要加入的溶剂,该溶剂包括添加剂、分散剂、滑爽剂、偶联剂,本实施例的银包铜颗粒和树脂粘合剂占总量的70%,这其中银包铜颗粒占绝大部分,树脂粘合剂的量很少;其余30%是溶剂,按上述配方制作的导电油墨具有良好的印刷特性,具体表现在触变性和流动性,触变性可保证导电油墨易于通过丝网掩膜的开区,在基板上得到分辨率较高的厚膜图形,触变性同时对导电线路形成的厚膜和厚膜介质的致密性有重要的影响,用导电油墨进行丝网印刷过程中,采用不同的压力角和推动力,能实现涂层均匀、厚薄一致;
3)接着对网印后的绝缘基板的线路图形厚膜进行烘干、烧结,其中烘干是为了除去导电油墨中的有机溶剂,对图形进行定型,本实施例选择在温度80℃下干燥10分钟,该工艺是控制电路图形定型的重要环节,以防止图形污染和烧结时产生气泡;烘干完毕后,立即进行烧结,烧结工艺过程是在全链式自动控温的烧结炉中进行,温度控制在85℃~150℃范围内,按设定的烧结曲线加温,烧结工艺直接关系到厚膜层与基片之间的热应力,有助于实现多层复合为一体的且具有>1.5N/cm2较高的线路抗拉脱强度能力的印刷电路板;
4)根据电路图,在线路图形上以及在通孔与线路图形连接处电镀金属铜层,这样便形成导电线路;
5)根据电路图,需要网印字符图形时,在绝缘基板上依次进行采用热固化绿油对导电线路网印阻焊、清洗、干燥、网印字符图形以及固化;
6)根据电路图,将电器元件焊接在绝缘基板上,再进行热风平整处理,这样可以提高耐浸焊性;
7)最后进行清洗、干燥、进行电气通断检测、完成最终检验。
利用上述方法制作的印刷电路板的参数范围如下:厚膜厚度>50μm;导线宽度>0.8mm;导线间距>0.8mm;线宽精度≥0.2mm。
本发明可以广泛的应用于各种微电子、通信及便携式电子产品的单面、双面、多层的印刷电路板,这种加成法制作工艺避免了利用传统减成法生产印刷电路板造成的大量金属铜的消耗,既节省了能源,又提高了生产效率,生产过程没有三废,减少了传统印刷电路板生产对环境造成的污染和排放,有利于生态保护和可持续发展项目。

Claims (8)

1.一种全印刷印制电路板,其特征在于,其包括绝缘基板、丝网印刷在绝缘基板上的导电油墨层以及电镀在导电油墨上的金属铜层,该导电油墨层包括银包铜颗粒、树脂粘合剂和溶剂;所述全印刷印制电路板的制作方法,包括以下步骤:
1)首先选用一块绝缘基板,根据电路图,在绝缘基板上依次进行复膜工序、钻孔、利用化学沉铜法使通孔实现金属化、及去除剩余复膜;
2)然后采用光致成像丝网掩膜的方法直接将电路图中的线路图形印刷在绝缘基板上,其中丝网印刷是采用导电油墨漏印在绝缘基板上形成线路图形厚膜;
3)接着对网印后的绝缘基板的线路图形厚膜进行烘干、烧结;
4)根据电路图,在线路图形上以及在通孔与线路图形连接处电镀金属铜层,这样便形成导电线路;
5)根据电路图,需要网印字符图形时,在绝缘基板上依次进行采用热固化绿油对导电线路网印阻焊、清洗、干燥、网印字符图形以及固化;
6)根据电路图,将电器元件焊接在绝缘基板上,再进行热风平整处理;
7)最后进行清洗、干燥、进行电气通断检测、完成最终检验。
2.根据权利要求1所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述2)中的导电油墨包括银包铜导电颗粒、树脂粘合剂和溶剂,该溶剂包括分散剂、滑爽剂以及偶联剂。
3.根据权利要求2所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述树脂粘合剂选用环氧树脂或醇酸树脂,银包铜导电颗粒和树脂粘合剂占总量70%,溶剂占总量30%。
4.根据权利要求1所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述2)的丝网印刷采用不锈钢材料、其中丝径为28微米,细目数为325目。
5.根据权利要求1所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述1)中钻孔后如果是微小孔,则采用液流挤压化学沉铜法。
6.根据权利要求1所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述1)中的绝缘基板选用环氧树脂或醇酸树脂。
7.根据权利要求1所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述3)中的烘干温度为80℃,时间为10分钟;烧结的温度范围为85℃至150℃之间。
8.根据权利要求1所述的一种全印刷印制电路板的制作方法,其特征在于,所述2)中的线路宽度大于0.8毫米,厚膜厚度大于50微米,线路间距大于0.8毫米,线宽精度大于等于0.2毫米。
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