CN106034383A - 一种低熔点金属图案或线路的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低熔点金属图案或线路的制作方法，包括如下步骤：根据欲打印的图案或线路图形制作成丝网模板，并将丝网模板贴合于待打印的基板上方；将打印喷头固定于三维移动平台上，根据欲打印的图案或线路图形编写打印喷头运动路径的控制程序；将液态的金属墨水雾化，通过打印喷头内的气流推动金属墨水喷出并喷覆于丝网模板上，金属墨水通过丝网模板的网孔沉积于丝网模板下方的基板上；打印完毕后，去除丝网模板，使相邻的金属墨水连接并融合，形成金属图案或线路；将绝缘封装材料涂布在金属图案或线路上进行封装后，完成金属图案或线路的制作。本发明提供的制作方法，解决现有的制作方法制作流程复杂、制作周期较长的问题。

Description

一种低熔点金属图案或线路的制作方法
技术领域
本发明涉及丝网印刷技术领域，尤其涉及一种以液态金属做墨水的丝网印刷方法，更具体的涉及一种采用低熔点金属制作图案或线路的方法。
背景技术
印刷电路板(英文名称：Printed Circuit Board，英文缩写：PCB)是以绝缘材料辅以导体配线所形成的结构性元件，其上安装电阻、电容、二极管、晶体管、集成电路芯片等元器件，是一种提供元件之间电子讯号连接的平台。PCB板的应用涵盖了计算机、通信终端、汽车电子、医疗仪器、航空航天等几乎所有使用电子设备的领域。
PCB板分为普通硬质电路板和柔性电路板两种，硬质板通常是由纸基(常用于单面)或玻璃布基(常用于双面及多层)，预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面沾上覆铜簿再层压固化而成的覆铜板。柔性电路板是以聚酰亚胺等柔性的绝缘基材制成的电路板，具有重量轻、厚度薄、柔软、可弯曲等特点，主要用于移动通讯、笔记本电脑、数码相机、液晶显示屏等产品中。
目前，PCB板的制作方法一般包括开料、钻孔、化学沉铜、全板电镀、外层电路、图形电镀、外层蚀刻、防焊、成型等流程，使该方法在制作技术中具有流程复杂、制作周期较长的缺陷。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种低熔点金属图案或线路的制作方法，解决现有的制作方法制作流程复杂、制作周期较长的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低熔点金属图案或线路的制作方法，包括如下步骤：
S1、根据欲打印的图案或线路图形制作成丝网模板，并将所述制好的丝网模板贴合于待打印的基板上方；
S2、将打印喷头固定于三维移动平台上，根据欲打印的图案或线路图形向所述三维移动平台的控制系统编写打印喷头运动路径的控制程序；
S3、将液态的金属墨水雾化，通过打印喷头内的气流推动所述金属墨水喷出并喷覆于所述丝网模板上，所述金属墨水通过所述丝网模板的网孔沉积于所述丝网模板下方的基板上；
S4、打印完毕后，去除丝网模板，使相邻的金属墨水连接并融合，形成金属图案或线路；
S5、将绝缘封装材料涂布在所述金属图案或线路上进行封装后，完成金属图案或线路的制作。
其中，前述金属墨水的熔点为0-650℃。
进一步的，当所述金属墨水的熔点高于室温时，在打印过程中，需将基板置于恒温箱中，打印完毕后，将基板从恒温箱中取出冷却。其中，恒温箱的温度大于所述金属墨水的熔点。
优选的，前述丝网模板的材质为聚酯、尼龙或不锈钢中的任意一种。
进一步的，前述丝网模板的目数为0-500目。
优选的，前述金属墨水的雾化方法为气流雾化法或者超声雾化法。
优选的，前述打印喷头内气流的气压为0-500kPa。
进一步的，前述金属墨水雾化后的颗粒直径为50nm-200μm。
优选的，前述绝缘封装材料为绝缘漆或硅橡胶
优选的，前述基板的材料为金属或非金属。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的低熔点金属图案或线路的制作方法，先根据金属图案或线路进行丝网模板制作，丝网模板可制成平面或与基板相符合的曲面，因此，无论基板的表面为平面或是曲面，皆可通过丝网模板进行金属图案或线路的印刷制作。
本发明通过将金属墨水用打印喷头将雾化后的金属墨水喷覆于丝网模板上，去除丝网模板后，金属图案或线路即成型于基板上，其.制作流程简单，可以快速的制作印刷电路板，并且由于低熔点金属的熔化温度相对于常规的银、铜来说较低，因此本发明提供的方法适用于制作对效率和降低成本有很高要求的场合。
附图说明
图1是本发明制作方法的打印装置示意图；
图2是本发明制作方法中使用的丝网模板示意图；
图3是本发明中金属墨水喷覆于丝网模板后的横截面示意图；
图4是本发明制作方法中除去丝网模板后基板的横截面示意图；
图5是本发明实施例一欲打印的金属图案示意图；
图6是本发明实施例一与欲打印金属图案对应的丝网模板；
图7是本发明实施例二中欲打印金属线路示意图；
图8是本发明实施例二中与欲打印金属线路对应的丝网模板。
图中：1：打印喷头；2：金属墨水；3：丝网模板；4：基板；5：金属图案；6：与金属图案对应的丝网模板；7：金属线路；8：与金属线路对应的丝网模板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明 保护的范围。
本发明提供了一种低熔点金属图案或线路的制作方法，包括如下步骤：
S1、根据欲打印的图案或线路图形制作成丝网模板，如图2所示，并将制好的丝网模板3贴合于待打印的基板4上方；其中，基板4的材料为金属或非金属；丝网模板3的材质为聚酯、尼龙或不锈钢中的任意一种，另外，除本发明中提到的材料以外的其他材料，只要能满足本发明的需要，皆可以应用于本发明中；丝网模板3的目数为0-500目。本发明中，基板4的材料种类多样，可以在硬质或软质的基板4上打印线路或图案，从而制作单面或双面的硬质电路板或柔性电路板。
S2、将打印喷头1固定于三维移动平台上，根据欲打印的图案或线路图形向三维移动平台的控制系统编写打印喷头1运动路径的控制程序；
S3、将液态的金属墨水2雾化，其中，金属墨水2的雾化方法为气流雾化法或者超声雾化法，金属墨水2雾化后的颗粒直径为50nm-200μm；然后通过打印喷头1内的气流推动金属墨水2喷出并喷覆于丝网模板3上，打印喷头1内气流的气压为0-500kPa。打印过程各装置的位置如图1所示，打印喷头置于所示丝网模板的上方。喷覆于丝网模板3上的金属墨水2通过丝网模板3的网孔沉积于丝网模板3下方的基板4上，如图3所示。
S4、打印完毕后，去除丝网模板3，使相邻的金属墨水2连接并融合，形成金属图案或线路，如图4所示；
S5、将绝缘封装材料涂布在金属图案或线路上进行封装后，完成金属图案或线路的制作。其中，绝缘封装材料为绝缘漆或硅橡胶，除本发明中提到的材料以外的其他材料，只要能满足本发明的需要，皆可以应用于本发明中。
其中，前述金属墨水2的熔点为0-650℃。
进一步的，当金属墨水2的熔点高于室温时，在打印过程中，需 将基板置于恒温箱中，打印完毕后，将基板4从恒温箱中取出冷却；恒温箱的温度大于金属墨水的熔点。
金属线路制作完成后，可用导电胶水将元器件粘附在金属线路的相应位置上；然后将绝缘封装材料涂布在金属线路之上进行封装，一块装有元器件的印刷电路板即制作完成。
实施例一
本发明实施例提供了一种以BiSn42为墨水的金属图案5的打印制作方法，欲打印的图形如图5中所示，丝网模板3采用150目的聚酯板，金属墨水2为BiSn42,其熔点为138℃，采用气流雾化的方法将金属墨水2雾化，打印喷头1内气流气压为300kPa，金属墨水2雾化后的颗粒直径为1-40μm，基板4材料为玻璃。
制作方法的步骤如下：首先制作丝网模板3并放置于基板4之上，与金属图案5对应的丝网模板6如图6所示，设置恒温箱温度为180℃，根据金属图案5编写打印喷头1运动路径的控制程序。然后启动打印开关，使金属墨水2喷覆在丝网模板3之上，待打印完毕，除去丝网模板3，把基板4从恒温箱中取出，即制作出玻璃基底上的金属图案5，打印的金属图案5用绝缘漆进行封装。
实施例二
本发明实施例提供了一种以GaIn24.5为墨水的单面柔性印刷电路板的制作方法，欲打印的金属线路7如图7中所示，丝网模板3为200目的不锈钢板，金属墨水2为GaIn24.5，其熔点为15.7℃，采用超声雾化的方法对金属墨水2进行雾化，打印喷头1内气流气压为350kPa，金属墨水2雾化后的颗粒直径为1-40μm，基板4材料为柔性PVC塑料片。
其步骤如下：首先制作与金属线路7对应的丝网模板8，如图8所示，并将丝网模板3放置于基板4之上，设置恒温箱温度为30℃，根据金属线路7编写打印喷头1运动路径的控制程序。然后启动打印开关，金属墨水2喷覆在丝网模板3之上，待打印完毕，除去丝网模 板3，把基板4从恒温箱中取出。用导电胶水将元器件粘附在金属线路7的相应位置上，随后将绝缘漆等绝缘封装材料涂布在金属线路7之上进行封装，即制作出柔性基底上的单面印刷电路板。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、根据欲打印的图案或线路图形制作成丝网模板，并将所述制好的丝网模板贴合于待打印的基板上方；
S2、将打印喷头固定于三维移动平台上，根据欲打印的图案或线路图形向所述三维移动平台的控制系统编写打印喷头运动路径的控制程序；
S3、将液态的金属墨水雾化，通过打印喷头内的气流推动所述金属墨水喷出并喷覆于所述丝网模板上，所述金属墨水通过所述丝网模板的网孔沉积于所述丝网模板下方的基板上；
S4、打印完毕后，去除丝网模板，使相邻的金属墨水连接并融合，形成金属图案或线路；
S5、将绝缘封装材料涂布在所述金属图案或线路上进行封装后，完成金属图案或线路的制作。
2.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述金属墨水的熔点为0-650℃。
3.据权利要求2所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：当所述金属墨水的熔点高于室温时，在打印过程中，需将基板置于恒温箱中，打印完毕后，将基板从恒温箱中取出冷却；所述恒温箱的温度大于所述金属墨水的熔点。
4.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述丝网模板的材质为聚酯、尼龙或不锈钢中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述丝网模板的目数为0-500目。
6.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述金属墨水的雾化方法为气流雾化法或者超声雾化法。
7.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述打印喷头内气流的气压为0-500kPa。
8.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述金属墨水雾化后的颗粒直径为50nm-200μm。
9.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述绝缘封装材料为绝缘漆或硅橡胶。
10.根据权利要求1所述的低熔点金属图案或线路的制作方法，其特征在于：所述基板的材料为金属或非金属。
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