CN115397120A - 一种喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板，该喷墨打印制作线路板的半加成方法包括：使表面覆盖第一金属层的板体上附着防渗液；在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形。相较于传统方式，利用该喷墨打印制作线路板的半加成方法制作线路板可以省去常规方式中的贴膜、曝光、显影等生产流程，还可以省去常规方式中所需要的网板、垫板等治工具；并且整个制作过程易于实现智能化，可以有效降低人力成本；并且整个制作过程不会有废料的排放，从而避免了大量的污染。综上，利用本申请提供的喷墨打印制作线路板的半加成方法制作线路板，不仅可以有效简化生产工艺，还可以有效降低人力成本和避免环境污染。

Description

一种喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板

技术领域

本申请属于电子元器件技术领域，更具体地说，是涉及一种喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板。

背景技术

PCB线路板的常见生产制作工艺有减成法和半加成法。其中，减成法是采用掩膜、曝光、显影的方式先将图形开窗，再通过电镀、蚀刻、固化等方法完成最终图案的制作；而半加成采用直接丝印图案，再通过电镀、蚀刻、固化等完成最终图案。上述两种方法已被广泛应用于线路板等电子领域几十年，是电子产品生产制作的主要方式，但是上述两种方法均存在工艺繁琐、人力成本较高以及污染较高等缺点。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板，以解决现有技术中存在的喷墨打印制作线路板的半加成方法存在工艺繁琐、人力成本较高以及污染较高的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

提供一种喷墨打印制作线路板的半加成方法，包括：

使表面覆盖第一金属层的板体上附着防渗液；

在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形。

在一个实施例中，所述油墨包括：

质量份为50％-70％的丙烯酸酯单体、质量份为15％-25％的丙烯酸酯树脂、质量份为0.1％-20％的颜料。

在一个实施例中，

所述油墨的粘度＜14cps/50℃；和/或，

所述油墨的表面张力＜40mN/m；和/或，

所述油墨的粒径＜1μm。

在一个实施例中，在附着有防渗液的板体上打印油墨包括如下步骤：

将油墨送至压电喷头内；

利用压电喷头将油墨打印于喷涂过防渗液的板体上。

在一个实施例中，利用压电喷头将油墨打印于喷涂过防渗液的板体上的打印精度为：±25μm。

在一个实施例中，所述防渗液包括：

质量份为1％-10％的硅烷有机酸。

在一个实施例中，还包括：

对打印过油墨的板体进行蚀刻，使第一金属层形成所述预设图形；

清除油墨，使形成预设图形的第一金属层显露。

在一个实施例中，还包括：

对打印过油墨的板体进行电镀金属，使第一金属层表面形成第二金属层，所述第二金属层形成与所述预设图形互补的互补图形；

对形成第二金属层的板体进行电镀金属，使第二金属层表面形成第三金属层，所述第三金属层形成与所述预设图形互补的互补图形；

清除油墨，使第一金属层中被油墨覆盖的部分显露；

对清除过油墨的板体进行蚀刻，使第一金属层形成与所述预设图形互补的互补图形；

清除第三金属层，使形成互补图形的第二金属层显露；

其中，所述第一金属层的金属和所述第二金属层的金属为相同金属，所述第二金属层的金属和所述第三金属层的金属为不同金属。

在一个实施例中，在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形包括如下步骤：

在附着有防渗液的板体上打印阻焊油墨，并使阻焊油墨形成预设图形的部分；

在附着有防渗液的板体上打印字符油墨，并使字符油墨形成预设图形的另外部分。

还提供了一种线路板，用上述的喷墨打印制作线路板的半加成方法制作而成。

本申请提供的喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板的有益效果在于：

该喷墨打印制作线路板的半加成方法包括：使表面覆盖第一金属层的板体上附着防渗液，使第一金属层的表面覆盖防渗液薄膜；在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形。喷涂防渗液之后，第一金属层的表面便会覆盖一层防渗液薄膜，之后在附着有防渗液的板体上打印油墨，由于防渗液具有提升油墨和第一金属层的结合力的效果，利用防渗液可以使油墨紧密的依附于第一金属层的表面；打印油墨可以利用压电喷头，由于压电喷头具有精确度高的特点，可以有效提高油墨形成的预设图形的精确度；并且由于防渗液还具有防止油墨扩散流动的效果，利用防渗液可以进一步提高油墨形成的预设图形的精确度。由于油墨不易被腐蚀，因此可以利用蚀刻的方式去除第一金属层中未被油墨覆盖的部分，便可以使第一金属层形成预设图形的形状，之后去除油墨，呈预设图形形状的第一金属层便裸露，达到在板体上形成导电线路的目的。

相较于传统方式，利用该喷墨打印制作线路板的半加成方法制作线路板可以省去常规方式中的贴膜、曝光、显影等生产流程，还可以省去常规方式中所需要的网板、垫板等治工具；并且整个制作过程易于实现智能化，可以有效降低人力成本；并且整个制作过程不会有废料的排放，从而避免了大量的污染。

综上，利用本申请提供的喷墨打印制作线路板的半加成方法制作线路板，不仅可以有效简化生产工艺，还可以有效降低人力成本和避免环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种喷墨打印制作线路板的半加成方法；

图2为本申请实施例提供的第二种喷墨打印制作线路板的半加成方法；

图3为本申请实施例提供的第三种喷墨打印制作线路板的半加成方法。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本申请实施例提供的喷墨打印制作线路板的半加成方法及线路板进行说明。

如图1、图2以及图3所示，本申请提供的喷墨打印制作线路板的半加成方法包括：

S1、对板体进行电镀处理，使板体的表面形成第一金属层。

具体的，形成第一金属层的金属可以为铜。由于铜具有优秀的导电性能和抗腐蚀性能，因此利用铜作为导体在制作线路板的领域广泛使用。

S2、使表面覆盖第一金属层的板体上附着防渗液。

将板体浸入至防渗液中再取出，第一金属层的表面即附着一层防渗液薄膜，该防渗液薄膜可以起到提升油墨和第一金属层的结合力的效果，以便于后续工序中的油墨附着于第一金属层上；并且该防渗液可以起到防止油墨扩散流动的效果，以便于油墨附着于第一金属层上之后保持位置稳定。

具体的，为了使防渗液具有更好的使用效果，该防渗液包括：质量份为1％-10％的硅烷有机酸，例如该防渗液中可以包括质量份为4％-5％的硅烷有机酸。经过多次实验证实，该防渗液在包括质量份为1％-10％的硅烷有机酸，特别是质量份为4％-5％的硅烷有机酸的情况下，该防渗液的使用效果最好。

S3、在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形。

形成预设图形的油墨会覆盖第一金属层的表面，使第一金属层部分显露而部分不显露，并且第一金属层中不显露的部分所形成的图案即为预设图形，从而实现了对第一金属层上不同区域的划分，以便于后续对第一金属层进行处理从而得到线路板。

为了使油墨精确附着于第一金属层，该油墨需要在附着于第一金属层后位置稳定；为了使第一金属层中区分出呈预设图形的部分和其他部分，需要在后续工序中对喷涂过油墨的第一金属层进行蚀刻或电镀等工序，需要保障在蚀刻或电镀工序中油墨的性质稳定。

为了更好的满足上述需求，该油墨可以包括：质量份为50％-70％的丙烯酸酯单体、质量份为15％-25％的丙烯酸酯树脂、质量份为0.1％-20％的颜料。经过多次实验证实，在该油墨包括上述含量的成分的情况下，特别是该油墨包括：质量份为58％-60％的丙烯酸酯单体、质量份为18％-20％的丙烯酸酯树脂、质量份为1％-2％的颜料的情况下，该油墨的附着效果最好，并且该油墨在打印于板体之后稳定性更好。

为了更好地使油墨喷涂于第一金属层，该油墨的可以具有如下性质：油墨的粘度＜14cps/50℃，油墨的表面张力＜40mN/m，油墨的粒径＜1μm。经过多次实验证实，在油墨具有上述性质的情况下，该油墨更易于喷涂于第一金属层，并且喷涂于第一金属层之后，其位置更加稳定。

具体的，在附着有防渗液的板体上打印油墨包括如下步骤：

S31、将油墨送至压电喷头内。

S32、利用压电喷头将油墨打印于喷涂过防渗液的板体上。

由于压电喷头具有很高的精度且更加智能化，因此利用压电喷头进行油墨的喷涂可以使油墨的喷涂更加精准，并且还可以有效降低人力成本。

相较于传统方式，利用该喷墨打印制作线路板的半加成方法制作线路板可以省去常规方式中的贴膜、曝光、显影等生产流程，还可以省去常规方式中所需要的网板、垫板等治工具；并且整个制作过程易于实现智能化，可以有效降低人力成本；并且整个制作过程不会有废料的排放，从而避免了大量的污染。因此，利用本申请提供的喷墨打印制作线路板的半加成方法制作线路板，不仅可以有效简化生产工艺，还可以有效降低人力成本和避免环境污染。

在油墨形成预设图形之后，板体上的第一金属层即被划分为被覆盖的部分和裸露的部分，方便之后对第一金属层进行处理。具体的，对第一金属层进行处理可以采用如下方式。

如图1所示，第一种方式包括如下步骤：

S4、对打印过油墨的板体进行蚀刻，使第一金属层形成所述预设图形。

将板体放入至蚀刻液中，利用蚀刻液的腐蚀性对第一金属层中裸露的部分进行腐蚀，而由于在蚀刻液中油墨的性质更为稳定，因此第一金属层中被油墨覆盖的部分则被保护起来，之后将板体由蚀刻液中取出，即可得到第一金属层中裸露部分被清除的板体。

S5、清除油墨，使形成所述预设图形的第一金属层显露。

可以利用物理或化学的方法，将油墨清除，即可使第一金属层中被油墨覆盖的部分裸露，该部分已经形成了预设图形的形状，从而实现了将第一金属层制造为导电线路的目的，以实现线路板的基本功能。

如图2所示，第二种方式包括如下步骤：

S5、对打印过油墨的板体进行电镀金属，使第一金属层表面形成第二金属层，所述第二金属层形成与所述预设图形互补的互补图形。

具体的，第二金属层所采用的金属和第一金属层所采用的金属相同。例如，在第一金属层采用的金属为铜的情况下，第二金属层所采用的金属也为铜。由于第一金属层和第二金属层采用同种金属，可以利用第二金属层和第一金属层叠加，并共同形成电路，以实现横截面积更大的导电电路，便于承受更大功率的荷载，也有效提高整体电路板的使用寿命。

由于油墨上无法进行电镀金属，因此第二金属层仅可以覆盖之前第一金属层中裸露的部分，即第二金属层形成了与预设图形互补的互补图形。

S6、对形成第二金属层的板体进行电镀金属，使第二金属层表面形成第三金属层，所述第三金属层形成与所述预设图形互补的互补图形。

具体的，第三金属层所采用的金属和第二金属层所采用的金属不同。例如，在第二金属层采用的金属为铜的情况下，第三金属层所采用的金属可以为锡。由于金属锡和金属铜拥有不同的化学性质，因此可以便于利用化学的方式对第三金属层和第二金属层进行分别腐蚀，以便于后续步骤的实现。

由于油墨上无法进行电镀金属，因此第三金属层仅可以覆盖之前第二金属层，即第三金属层也形成了与预设图形互补的互补图形。

S8、清除油墨，使第一金属层中被油墨覆盖的部分显露。

可以利用物理或化学的方法，将油墨清除，即可使第一金属层中被油墨覆盖的部分裸露，而之前裸露的部分则依然被第二金属层覆盖。因此第一金属层中当前裸露的部分则形成了预设图形。

S9、对清除过油墨的板体进行蚀刻，使第一金属层形成与所述预设图形互补的互补图形。

由于油墨形成的图形为预设图形，因此第一金属层中被油墨覆盖的部分形成的图形和油墨形成的图形一致，即第一金属层中被油墨覆盖的部分形成的图形也为预设图形；第一金属层中被第二金属层覆盖的部分为第一金属层中除去预设图形之外的其他部分，因此第一金属层中被第二金属层覆盖的部分形成的图形为互补图形。由于油墨被清除，因此第一金属层中形成预设图形的部分得以裸露，在经过蚀刻之后，第一金属层中裸露的部分被清除，因此第一金属层中此时所留存的部分即为被第二金属层覆盖的部分，也即第一金属层形成的图形为互补图形。

将板体放入至蚀刻液中，根据实际的情况，挑选合适的蚀刻液，使蚀刻液对第三金属层的腐蚀速度小于对第一金属层的腐蚀速度。在本申请的具体实施例中，由于形成第一金属层的金属为铜，因此该蚀刻液可以为铜蚀刻液，其对于金属铜的蚀刻速度明显大于对于其他金属的蚀刻速度。利用蚀刻液的腐蚀性对第一金属层中裸露的部分进行腐蚀，而由于形成第三金属层的金属和形成第一金属层的金属并不相同，在形成第三金属层的金属为锡的情况下，金属锡在铜蚀刻液中被蚀刻的速度明显小于金属铜，因此第三金属层被蚀刻的速度明显小于第一金属层中裸露的部分，因此第一金属层中被第三金属层覆盖的部分被第三金属层保护起来。待第一金属层中裸露的部分被蚀刻完全之后将板体由蚀刻液中取出，即可得到第一金属层中裸露部分被清除的板体。

S10、清除第三金属层，使形成互补图形的第二金属层显露。

可以利用物理或化学的方法，将第三金属层清除，即可使第二金属层形成互补图形的部分显露，从而实现了将第一金属层和第二金属层共同制造为导电线路的目的，以实现线路板的基本功能。具体的，可以将该板体放置于蚀刻液中，利用蚀刻液可以将第三金属层由第二金属层上剥离开，以实现使第二金属层裸露的目的。具体的，此处所用的蚀刻液可以蚀刻第一金属层所用的蚀刻液相同，即采用铜蚀刻液，在此情况下，会导致第三金属层被蚀刻的速度过慢。因此在本申请的具体实施例中，此处所用的蚀刻液可以为锡蚀刻液，由于形成第三金属层的金属为锡，因此采用锡蚀刻液可以快速对第三金属层进行蚀刻，以快速将第三金属层由第二金属层上剥离开，并且整个过程对第二金属层造成的影响较小。

如图3所示，第三种方式和上述两种方式均不同，主要区别在于第三种方式中将步骤S3拆分为两步，具体如下；

S33、在附着有防渗液的板体上打印阻焊油墨，并使阻焊油墨形成预设图形的部分。

利用阻焊油墨可以在板体表面对不同的区域进行区分，以保护被组焊油墨覆盖的部分的金属层，防止金属层在外力的作用下划伤，并有效防止金属层氧化。具体的，阻焊油墨可以为绿色或蓝色。

S4、在附着有防渗液的板体上打印字符油墨，并使字符油墨形成预设图形的另外部分。

利用字符油墨可以在板体表面进行形成字符标识，以便于使用者区分不同的区域。具体的，字符油墨可以为白色或黄色，只需要字符油墨可以和阻焊油墨的颜色不同，以便于识别字符油墨形成的字符标识即可。

S11、对打印了阻焊油墨和字符油墨的板体进行固化处理。

利用固化处理可以将阻焊油墨和字符油墨进行固化，以完成电路板的制作。

本申请的实施例还提供了一种线路板，该线路板由上述的喷墨打印制作线路板的半加成方法制作而成。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，包括：

使表面覆盖第一金属层的板体上附着防渗液；

在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形。

2.如权利要求1所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，所述油墨包括：

质量份为50％-70％的丙烯酸酯单体、质量份为15％-25％的丙烯酸酯树脂、质量份为0.1％-20％的颜料。

3.如权利要求1或2所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，

所述油墨的粘度＜14cps/50℃；和/或，

所述油墨的表面张力＜40mN/m；和/或，

所述油墨的粒径＜1μm。

4.如权利要求1或2所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，在附着有防渗液的板体上打印油墨包括如下步骤：

将油墨送至压电喷头内；

利用压电喷头将油墨打印于喷涂过防渗液的板体上。

5.如权利要求4所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，利用压电喷头将油墨打印于喷涂过防渗液的板体上的打印精度为：±25μm。

6.如权利要求1所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，所述防渗液包括：

质量份为1％-10％的硅烷有机酸。

7.如权利要求1所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，还包括：

对打印过油墨的板体进行蚀刻，使第一金属层形成所述预设图形；

清除油墨，使形成所述预设图形的第一金属层显露。

8.如权利要求1所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，还包括：

对打印过油墨的板体进行电镀金属，使第一金属层表面形成第二金属层，所述第二金属层形成与所述预设图形互补的互补图形；

对形成第二金属层的板体进行电镀金属，使第二金属层表面形成第三金属层，所述第三金属层形成与所述预设图形互补的互补图形；

清除油墨，使第一金属层中被油墨覆盖的部分显露；

对清除过油墨的板体进行蚀刻，使第一金属层形成与所述预设图形互补的互补图形；

清除第三金属层，使形成互补图形的第二金属层显露；

其中，所述第一金属层的金属和所述第二金属层的金属为相同金属，所述第二金属层的金属和所述第三金属层的金属为不同金属。

9.如权利要求1所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法，其特征在于，在附着有防渗液的板体上打印油墨，并使油墨形成预设图形包括如下步骤：

在附着有防渗液的板体上打印阻焊油墨，并使阻焊油墨形成预设图形的部分；

在附着有防渗液的板体上打印字符油墨，并使字符油墨形成预设图形的另外部分。

10.一种线路板，其特征在于，用权利要求1-9中任一项所述的喷墨打印制作线路板的半加成方法制作而成。

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