CN112839450B - 用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，包括：传动单元(10)，用于传送连续的、固化后的柔性电路板(11)，所述柔性电路板(11)包括连接于所述传动单元(10)之间的柔性基材(110)以及间隔且固化设置于所述柔性基材(110)上的导电网络(112)；高温热处理单元(13)，用于对所述导电网络(112)进行瞬间高温热处理，其包括防护罩(130)以及设置于所述防护罩(130)内的氙气光源(132)，其中，所述氙气光源(132)的瞬间温度达400℃～1000℃。

Description

用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置
技术领域
本发明涉及一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置。
背景技术
目前，随着近年来电子工业的飞速发展，薄膜开关、柔性印刷电路板、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统、太阳能电池等电子产品的需求量迅速增加，而导电银浆作为制备此类电子元器件的关键功能性材料，其发展和应用也受到人们的广泛关注。低温固化导电银浆是指固化温度(在100-200℃之间)较低的一类银浆，可印刷在玻璃化温度较低且成本低廉的PET/PI/铜版纸/丝带/水洗布等材料上。柔性线路板用银浆料也属于低温导电银浆，是一种环保的导电银浆，其与柔性基板的附着力好，优异的导电性能,良好的印刷性，耐弯折性，一定的硬度等要求。
而目前国内大部分柔性电路板一般仅进行简单的固化处理，然而，经过固化处理后的柔性电路板，其导电性能有限，需要进一步提升。
发明内容
本发明提供了一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，包括：
传动单元，用于传送连续的、固化后的柔性电路板，所述柔性电路板包括连接于所述传动单元之间的柔性基材以及间隔且固化设置于所述柔性基材上的导电网络；
高温热处理单元，用于对所述导电网络进行瞬间高温热处理，其包括防护罩以及设置于所述防护罩内的氙气光源，其中，所述氙气光源的瞬间温度达400℃～1000℃。
作为进一步改进的，所述热处理装置进一步包括固化装置，用于对印刷于所述柔性基材上的导电银浆进行固化处理，其包括壳体以及设置于所述壳体内的加热单元。
作为进一步改进的，所述导电银浆包括通式为:Ag-S-(C2H4O)n-COH的有机银离子化合物以及银纳米粉末。
本发明的有益效果是：通过对所述导电网络进行瞬间高温紫外线处理，可以使导电网络中的导电粒子瞬间高温融合，使部分有机金属化合物分解，从而可以使所述导电网络的导电性格提升30～40％左右，进而提高所述柔性电路板的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置中使用的新型银浆的制备方法流程图。
图3是本发明实施例提供的一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置处理后的柔性天线图的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1所示，本发明实施例提供一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置包括：
传动单元10，用于传送连续的、固化后的柔性电路板11，所述柔性电路板11包括连接于所述传动单元10之间的柔性基材110以及间隔且固化设置于所述柔性基材110上的导电网络112；
高温热处理单元13，用于对所述导电网络112进行瞬间高温热处理，其包括防护罩130以及设置于所述防护罩130内的氙气光源132，其中，所述氙气光源132的瞬间温度达400℃～1000℃。
所述传动单元10可以为滚轴等结构，所述柔性基材110连接于滚轴之间，通过所述滚轴进行传送。所述导电网络112可以通过丝网印刷工艺将导电银浆印刷于所述柔性基材110基底上形成。所述导电银浆的材料不限。优选的，采用本发明实施例提供的新型导电银浆，其具体制备方法如下所示：
参照图2所示，本发明实施例提供一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的新型银浆的制备方法，包括以下步骤：
S1，将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为5～10wt％的第一溶液，将通式为:Ag-S-(C2H4O)n-COH的有机银离子化合物溶解于丙醇中形成浓度为30～35wt％第二溶液，其中，n为2～4；
S2，将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为65～70wt％的第一混合物；
S3，将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.5～0.8:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；
S4，在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为15000～25000cps，且150℃条件下固含量大于等于75％且小于等于85％，且方阻小于等于12mΩ/□/mil的新型银浆。
实施例1：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为5wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为30wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为65wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.5:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为75％，且方阻约为12mΩ/□/mil的新型银浆。
实施例2：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为8wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为32wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为68wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.6:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为78％，且方阻约为10mΩ/□/mil的新型银浆。
实施例3：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为10wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为35wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为70wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.8:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为82％，且方阻约为12mΩ/□/mil的新型银浆。
对比例1：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为8wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为25wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为68wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.6:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为76％，且方阻约为14mΩ/□/mil的银浆。
对比例2：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为8wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为40wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为68wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.6:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为79％，且方阻约为13mΩ/□/mil的银浆。
对比例3：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为3wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为32wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为68wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.6:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为78％，且方阻约为14mΩ/□/mil的新型银浆。
对比例4：
将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为15wt％的第一溶液，将Ag-S-(C2H4O)2-COH溶解于丙醇中形成浓度为32wt％第二溶液；将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为68wt％的第一混合物；将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.6:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为18000cps，且150℃条件下固含量约为78％，且方阻约为15mΩ/□/mil的新型银浆。
测试例：
将所述新型银浆用丝网印刷设备(刮板细度：4th scratch:≦3微米，50％point：≦2微米)将所述新型银浆印刷在铜版纸上形成柔性天线(如图3所示结构)，并在150℃下烘干5分钟后，进行附着性、硬度、耐弯折性以及导电性能测试，其中，所述柔性天线的尺寸为10mm*70mm,铜版纸厚度为85微米，新型银浆的厚度为10微米。另，附着性测试主要通过3M600胶带测试确认是否100/100无明显脱落；耐弯折性测试，主要测试其经过10次弯折180°后，所形成的电路是否会出现任何透空或断裂；硬度测试，主要测试其铅笔硬度；数据如下：
表1为测试数据表
Figure BDA0002958158170000071
Figure BDA0002958158170000081
从上述表格可以看出，纤维素甲醚以及Ag-S-(C2H4O)2-COH的含量的增加和减少都会影响其附着性能及耐弯折性能，还会影响其导电性能。
在制备好所述新型银浆后，将所述新型银浆通过丝网印刷工艺形成于铜版纸上，经过固化装置12的处理，然后再经过所述高温热处理单元13进行处理。
具体的，所述固化装置12，其包括壳体120以及设置于所述壳体120内的加热单元122。在本实施例中，所述加热单元122将新型银浆加热到180℃左右，保温5～20秒钟，从而可以使新型银浆固化成型。
所述高温热处理单元13，可以使导电网络中的导电粒子瞬间高温融合，并使部分有机金属化合物分解，从而可以使所述导电网络的导电性格提升30～40％左右。优选的，控制所述氙气光源132的瞬间温度达600℃～700℃，该瞬间高温可以使银纳米粉末瞬间融合，还可以使Ag-S-(C2H4O)n-COH分解产生纳米颗粒单质银，可以填充在银纳米粉末之间，提高导电层的致密性和均匀度。所述瞬间高温热处理的时间为毫秒级，约10～100毫秒；可以理解，时间过长会导致柔性基底温度过高烧毁。
对实施例1-3的柔性电路板通过所述高温热处理单元13进行高温热处理，并进行导电性能测试，测试数据如下：
表2为测试数据表
Figure BDA0002958158170000091
其中，导电性能提升是指：处理前后的电阻的差值绝对值与处理前的导电性能的比值。从上述数据可以看出，通过所述高温热处理单元13进行高温热处理，可以使导电性能提升30～40％左右。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，包括：
传动单元（10），用于传送连续的、固化后的柔性电路板（11），所述柔性电路板（11）包括连接于所述传动单元（10）之间的柔性基材（110）以及间隔且固化设置于所述柔性基材（110）上的导电网络（112）；
高温热处理单元（13），用于对所述导电网络（112）进行瞬间高温热处理，其包括防护罩（130）以及设置于所述防护罩（130）内的氙气光源（132），其中，所述氙气光源（132）的瞬间温度达400℃~1000℃；
进一步包括固化装置（12），用于对印刷于所述柔性基材（110）上的导电银浆进行固化处理，其包括壳体（120）以及设置于所述壳体（120）内的加热单元（122）；
其中，所述导电银浆包括通式为:Ag-S-（C2H4O）n-COH的有机银离子化合物以及银纳米粉末；所述导电银浆为通过以下方法制备得到：
S1，将纤维素甲醚加热溶解于石油醚中配置成浓度为5~10wt％的第一溶液，将通式为:Ag-S-（C2H4O）n-COH的有机银离子化合物溶解于丙醇中形成浓度为30~35wt％第二溶液，其中，n为2~4；
S2，将银纳米粉末加入到所述第一溶液，形成总浓度为65~70wt％的第一混合物；
S3，将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.5~0.8:1的比例混合，并高速搅拌充分分散形成银灰色浆料；
S4，在所述银灰色浆料加入石油醚调配成在25℃条件下粘度为15000~25000cps，且150℃条件下固含量大于等于75%且小于等于85%，且方阻小于等于12mΩ/□/mil的导电银浆。
2.一种如权利要求1所述的用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，在步骤S2中，所述银纳米粉末的粒径为50微米~100微米。
3.一种如权利要求1所述的用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，在步骤S1中，所述第一溶液浓度为8wt％，且有机银离子化合物的浓度为32wt％。
4.一种如权利要求1所述的用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，在步骤S2中，所述第一混合物的总浓度为65wt％。
5.一种如权利要求1所述的用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，在步骤S3中，将所述第二溶液与所述第一混合物按照体积比0.6:1的比例混合。
6.一种如权利要求1所述的用于柔性电路板卷对卷生产工艺的热处理装置，其特征在于，在步骤S4中，所述导电银浆在25℃条件下粘度为18000~20000cps，且150℃条件下固含量为78%。
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