TWI615935B - 金屬導電印膜熱處理裝置 - Google Patents

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TWI615935B
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潘榮堂
段啟聖
楊志孟
潘國丞
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坤裕精機股份有限公司
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1283—After-treatment of the printed patterns, e.g. sintering or curing methods

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Abstract

本發明係揭示一種熱處理裝置，可提升卷對卷連續式軟性膜材上金屬導電印膜之導電度，包括一支加熱輪(10)，其以電力或熱媒油加熱並視需要可以紅外線燈管(120)於輪面外部輔以加熱；一支或一支以上耐熱壓輪(20)，其與加熱輪相鄰且表面可緊密壓合於加熱輪。本裝置係設計於卷對卷印刷單元(3)之後或接續於印刷單元之後的烘箱單元(2)後方，在卷對卷印刷單元將金屬導電油墨(300)印製於膜材(200)後，膜材上的導電印膜(400)經過熱風、紫外光或紅外線烘烤固化，接著即以本熱處理裝置(1)對被印膜材上的導電印膜施予高溫熱能與輾壓力，使被印膜材上的導電印膜之導電度提升。

Description

金屬導電印膜熱處理裝置
本發明係關於一種提升卷對卷軟性膜材上金屬導電印膜導電度之裝置，該裝置係利用高溫傳遞熱能給予軟性膜材上之導電印膜，並同時對軟性膜材上之導電印膜施予輾壓，其可使軟性膜材上導電印膜之導電度提升。
隨著物聯網(IoT)的時代來臨，各種軟性電路的需求亦大增，例如薄膜開關、無線射頻標籤(RFID)天線、軟性電路板、薄膜感測器、薄膜電池、軟性顯示器…等，皆有導電印膜的存在，而目前軟板導電印膜大都是用鋁膜或銅膜蝕刻製造，不只具有汙染問題，更具有製程繁複且製程需求空間大之缺失。因此卷對卷(Roll-to-roll)印刷電路製程為現今取代金屬膜蝕刻最佳解決方案。
卷對卷(Roll-to-roll)印刷電路製程是利用導電金屬漿料，透過卷對卷網印、凹印、柔印、噴印或移印(off-set)，將導電金屬漿料透過線路版印刷或直接噴印線路於軟性基板上，再經高溫烘烤或紫外光照射，使導電金屬漿料固化而形成導電印膜；導電金屬漿料內含金屬微粉或奈米金屬線，再透過樹脂及溶媒配製而成，為使導電金屬漿料能附著於被印膜材上，因此樹脂必須依照一預定比例添加，也因此導致導電金屬漿料印製線路的導電度不如金屬膜蝕刻線路。本發明即是要解決卷對卷印刷導電印膜，使導電度較金屬膜蝕刻線路不足的問題。
台灣專利公告號 I583707 揭露一種金屬分散體經燒結或鍛燒形成金屬膜，升溫塗佈膜至300℃搭配氫氣體積3%、氮氣體積97%之混合氣體環境下煅燒30分鐘；或藉由微波能量而產生之表面波電漿之方式進行煅燒。
大陸專利公開號 CN 101299139 B 揭露一種可旋轉圖案加熱方式，透過外部小陶瓷加熱器或鹵素加熱器，加熱定影輪(fuser)再旋轉到與紀錄材料壓合，形成定影圖像。
美國專利公告號 7,141,761 揭示一種噴墨熱壓定影裝置，透過外部光晶加熱器(Photonic crystal heater)與內部加熱器，加熱定影輪，另一外部加熱器加熱壓合輪，將定影輪上噴印之圖案熱壓到基材上，再經第二加熱定影輪將圖案固定。
美國專利公開號2015/0129283 揭示一種提升導電漿料之卷對卷熱壓裝置，其設計主要以平板熱壓或是多組輪壓，達到提升導電印膜之導電度。
由理論與實際測試已知，金屬粒子越小，燒結溫度越低；另外熱壓是對固化薄膜熱傳導效率最高的方式。
本發明之目的在於，解決卷對卷印刷導電線路，其導電效果較金屬膜蝕刻線路差的缺失。
本發明係揭示一種金屬導電印膜熱處理裝置，其係設計於印刷單元之後或接續於印刷單元後的烘箱單元之後方，在印刷單元將金屬導電漿料印製於被印膜材後，被印膜材上的導電印膜經過熱風、紫外光或紅外線烘烤固化，接者即以本熱處理裝置對被印在被印膜材上的導電印膜施予高溫熱能與輾壓力，使被印於被印膜材上的導電印膜之導電度提升。
本發明熱處理裝置包含一中心加熱輪，由加熱輪之外徑大小可調控被印膜材受熱處理之時間，其加熱輪心軸處裝設有皮帶齒輪，以馬達與皮帶帶動加熱輪轉動。加熱輪內可設計電熱棒以電力方式加熱；亦可設計加熱管以油式模溫機加熱媒油後，將熱媒油輸送至加熱管加熱，使用之油式模溫機另可搭配一冰水機，以冷水做為模溫機控制溫度所用。
鄰近加熱輪輪面外部設置亦可獨立設計至少一組紅外線加熱燈管，以紅外線照射加熱輪使加熱輪表面升溫到需求溫度，此紅外線燈管亦可為輔助加熱輪維持溫度或配合加熱輪內部熱源再提升加熱輪表面至更高溫度。
鄰近加熱輪輪面外部設置至少一組以上具有彈性之耐熱壓輪，整體熱壓裝置設計如同衛星形式。當印製有導電印膜的被印膜材進入本發明熱處理裝置後，被印被印膜材上帶有導電印膜的一面與加熱輪表面接觸，並以至少一組以上具有彈性之耐熱壓輪，以氣壓缸帶動從被印被印膜材未帶有導電印膜的一面施加壓力予被印被印膜材與加熱輪，使被印被印膜材上之導電印膜緊密接觸加熱輪表面，達到高溫熱壓導電印膜的目的。本發明可由制動耐熱壓輪的氣壓缸，調整輾壓壓力；而從耐熱壓輪數目，可調控熱壓時間。
鄰近加熱輪輪面上方設置至少一具風刀裝置，為防止印刷停止時被印被印膜材靜止於加熱輪表面持續接受高溫熱能而造成被印被印膜材受高溫變形、融斷、燒斷，印刷停止時耐熱壓輪以氣壓缸帶動退回使其脫離對被印被印膜材與加熱輪的壓合狀態。同時間，系統中之風車啟動並輸送空氣至熱處理單元中的風刀裝置，風刀裝置即向被印被印膜材與加熱輪之包覆缺口吹出強力空氣，被印被印膜材則藉由吹出之強力空氣與加熱輪表面隔離。
本發明使用之印刷導電金屬漿料係由一定比例之奈米銀粉搭配微米銀粉、樹脂與溶媒混練配製而成。當金屬導電印刷油墨經過印刷與烘烤固化後，由定向輪軸帶進到本發明熱處理裝置，加熱輪熱壓溫度設定於導電油墨中樹脂的玻璃轉化點(Tg)之上，藉由熱壓導電印膜之樹脂受熱軟化，並施予導電印膜之壓力下，導電印膜中之銀粉會重新更緊密的排列，且分佈於微米銀粉間的奈米銀粉會受熱熔解，熔接漿料裡面之微米銀粉，使被印被印膜材上導電印膜之導電度大幅提升。
本發明即基於此二機制，實際設計一衛星式熱壓輪組裝置，可藉由溫度控制調整熱壓溫度；藉由加熱輪直徑與卷對卷印刷速度調整熱壓時間；以及透過一個或多數個衛星輪組，調整熱壓次數與壓力。可迅速提升金屬導電印膜溫度並軟化導電印膜，藉由輪輾壓使印膜內金屬微粉分佈更為緊密，更促使金屬微粉表面熔接，迅速提升金屬導電印膜導電度，且解決上述專利熱壓製程過於複雜且製程所占空間過大的問題。
以下，說明本發明之實施形態。而且，賦予同一參照編號到同一或相當之部分，有時不重複其說明。
而且，在以下說明之實施形態中，當言及個數及數量等之時，除非有特別記載，本發明之範圍並不侷限於該個數及數量等。又，在以下之實施形態中，本發明構成要素主要係配合金屬導電印膜熱處理裝置規格所設，當言及構成要素尺寸與操作條件等之時，本發明之範圍並不侷限於該等構成要素尺寸與操作條件等。
本發明係揭露一種金屬導電印膜熱處理裝置，以增加導電金屬漿料在印刷線路時的導電度。當導電金屬漿料經由凹印、柔印、網印、噴印或移印印刷線路於被印膜材上，經熱烘箱、紅外線(IR)烘箱或紫外線(UV)烘箱固化成導電印膜後，再經本發明熱處理裝置將導電印膜經高溫熱壓後，導電度可大幅提升。
本發明中印刷寬幅可依樹脂印版寬幅決定，本實施例中可印寬幅為 100 – 1000 mm，印刷速度為 10 – 200 m/min，一烘烤固化設備2內裝設熱風烘箱、IR烘箱、UV燈箱，或混合搭配三種烘烤固化設備。
請參閱圖1至圖10B，本發明為一種金屬導電印膜熱處理裝置，包含：
一熱處理單元1，具有相對的二熱壓機構固定塊60，該二熱壓機構固定塊60之間界定連通的一加工空間73、一進入口74及一出口75；
一加熱輪10，裝設於二熱壓機構固定塊60之間，該加熱輪10的其中一端連接其中一該熱壓機構固定塊60，該加熱輪10的另一端連接另一個該熱壓機構固定塊60，且該加熱輪10具有一輪面11；
在本實施例中，該加熱輪10可為內接電棒電熱式輥輪以電力方式加熱；或是為熱媒式輥輪以油式模溫機加熱熱媒油後，將熱媒油輸送至加熱輪內部之加熱管並予以循環加熱；或是以外部至少一組紅外線加熱燈管以紅外線光對其加熱。
該加熱輪10的輪面之溫度在100℃-300℃之間。
該加熱輪10之材質為鋼材，並可於其表面鍍硬鉻，其表面洛氏硬度(HRC)範圍在20–65之間。
至少一輥輪80，裝設於該二熱壓機構固定塊60之間；
在本實施例中，該輥輪80之數量為三個，二該熱壓機構固定塊60上分別裝設有二壓輪機構固定板70，而該二壓輪機構固定板70上分別裝設有三軸承座90，且該二壓輪機構固定板70上的該軸承座90位於互相對應的位置，該二熱壓機構固定塊60的每二個該壓輪固定板40之間裝設有一個該輥輪80。
至少一耐熱壓輪20，裝設於該二熱壓機構固定塊60之間，而該至少一輥輪80及該至少一耐熱壓輪20緊貼於該輪面11，使該至少一輥輪80及該至少一耐熱壓輪20呈衛星式緊貼於該加熱輪10的輪面11。
在本實施例中，該二壓輪機構固定板70上分別裝設有三壓輪固定板40，且每一個該壓輪固定板40帶動連接一氣壓缸30，而二個該壓輪機構固定板70的三個該壓輪固定板40，分別位於對應另一個該壓輪機構固定板70的三個該壓輪固定板40之位置；而該至少一耐熱壓輪20之數量為三個，每一個該耐熱壓輪20都設於二個該壓輪固定板40之間，使每一個該耐熱壓輪20都緊貼附於該加熱輪10的該輪面11上；該至少一輥輪80及該至少一耐熱壓輪20對該被印膜材200施加的壓力範圍在30-70Kg/cm2間。
該至少一耐熱壓輪20之材質可為合成橡膠、矽橡膠、氟素橡膠、高分子型彈性體等，其硬度範圍在蕭氏硬度D 30-80間。
該至少一輥輪80的材質可為鐵材、不鏽鋼材、鋁材、陶質材等，並可於其表面鍍上鐵氟龍、鈦氟龍、氮氟龍等鍍層。
一風刀裝置50，裝設於該二熱壓機構固定塊60之間，該風刀裝置50供以與一風管51的其中一端連通，該風管51的另一端與一風機單元4連接，並藉由該風機單元4輸送風至該風刀裝置50；本發明實施例中，一被印膜材200之材質可為銅版紙、模造紙、牛皮紙、薄紙、卡紙...等各類紙基材，亦可選擇PET膜、PVC膜、PMMA膜、PI膜、PLA膜、Epoxy膜...等各類軟性塑膠膜或複合膜，或可選擇尼龍布、特多龍布、棉布、麻布...等各類布料，或可選擇各種軟性非導電複合金屬薄膜。
本發明實施例中，該加熱輪10的直徑為400mm，其係以馬達直接帶動或馬達連接皮帶或鍊條帶動或齒輪帶動其轉動。該加熱輪可由至少外置IR一紅外線加熱燈管120加熱；或由油式模溫機單元5加熱熱傳媒油，輸入到加熱輪10內加熱管加熱；或裝置加熱電棒於加熱輪10內加熱。本實施例中該紅外線 加熱燈管120為短波IR燈管，規格：3KW電壓220V，燈管有效照射寬度(ARC)為1000mm，實測兩組外置燈管可將加熱輪表面溫度升高到110℃。本實施例中油式模溫機單元5加熱能力10KW，最高設定溫度：260℃，流量35~65L/min。熱傳媒油採用STORK GEADE A合成傳熱油，實測設定模溫機為220℃時，該加熱輪10表面溫度為200℃。
本發明實施例中，該耐熱壓輪20之直徑50mm，該氣壓缸30提供推力達371Kg，印刷寬幅為300mm，壓點長3mm，印膜單位面積所承受之壓力為41Kg/cm2。
本發明實施例中的加熱輪10上方之風刀裝置50，其係由金屬製風箱體構成，風箱體材質可為鐵材、不鏽鋼材、鍍鋅鋼材、鋁材等，其箱體底部朝向加熱輪輪面之兩側係設計有風嘴口。依據加熱輪尺寸不同，使用之風機單元4最大靜壓可介於40-600mmAq，風機單元4最大風量可介於17-110CMM；依據使用之風機單元4規格不同，該風刀裝置50其箱體底部朝向加熱輪10之輪面11的二風嘴口間隙可介於1-20mm。
本發明實施例中使用之金屬導電漿料係MND11導電銀油墨，該油墨係由微米銀片、奈米銀粉、分散劑、樹脂與溶媒混鍊製備。其中奈米銀粉比例佔75重量%。但本發明可使用之該被印膜材200上具有以一金屬導電油墨300印刷之一導電線路，該金屬導電油墨300亦可用有機銀或銅複合導電油墨、銀包銅導電油墨、銅導電油墨、鋁導電油墨或混合金屬導電油墨。
本發明實施例中，該被印膜材200為50μm厚PET膜與80基重單面銅版紙。
參閱第1圖所示，金屬導電油墨300經由連續式軟性膜材印刷單元3 印刷線路於該被印膜材200上，經由連續式軟性膜材烘箱單元2將金屬導電油墨300固化成一導電印膜400，隨後進入本發明之熱處理單元 1。經由加熱輪10與耐熱壓輪20高溫熱壓後，金屬導電油墨300中的金屬微粉熔接重排，導電度可大幅提升。
參閱第2圖所示，係為本發明熱處理單元1之較佳實施例正面圖，其揭露有一加熱輪10，該加熱輪10心軸兩側分別連接有一迴轉接頭110。
參閱第3圖所示，係為本發明裝置較佳實施例單元連接示意圖，其係揭露有一風機單元4，其以該風管51與該熱處理單元1中的風刀裝置50相互連接；另有該油式模溫機單元5，其以一耐熱油管8與另外一耐熱油管9和熱處理單元1中的二該迴轉接頭110相互連接；且有一冰水機單元6以冷卻水管7與油式模溫機單元5相互連接。
參閱第4圖與第5圖所示，係為本發明系統熱處理單元1較佳實施例之立體圖示，其係揭露該加熱輪10裝設於熱處理單元1之中心，鄰近於其輪面11裝設包含一個該紅外線加熱燈管120、三支該耐熱壓輪20、三支該輥輪80、一個該風刀裝置50。其三支耐熱壓輪20係個別以二個壓輪固定板40固定，且一個壓輪固定板40連結一個氣壓缸30，再以一個固定支架65將一個壓輪固定板40與一個熱壓機構固定塊60連接，氣壓缸30之一端固定於壓輪固定板40，另一端則固定於壓輪機構固定板70或架設本單元之基座固定板；單元中三支輥輪80係個別以兩個軸承座90固定於其心軸兩端，其中一支輥輪80以兩個軸承座90與單元兩側之壓輪機構固定板70結合固定，另二支輥輪80以兩個軸承座90與單元兩側之輥輪座支架100結合固定。
參閱第5圖與第6圖所示，加熱輪10之一側軸心裝設有一皮帶齒輪130，一馬達座160上裝設有一馬達150，其馬達150心軸上連接有一皮帶齒輪135，皮帶齒輪130以皮帶140與皮帶齒輪135帶動連結。
為供進一步了解本發明之運作方式，茲將本發明運作方式加以敘述，請參閱第7圖所示，其係為熱處理單元1於熱壓合使用狀態之圖示。被印有導電印膜400之被印膜材200由連續式軟性膜材烘箱單元2進入該熱處理單元1時，首先經兩支輥輪80以改變被印膜材200與加熱輪10初始接觸的角度，接著被印膜材200帶有導電印膜400之一面緊貼附於加熱輪10之輪面11行進，其行進中經三支耐熱壓輪20輾壓使受熱之導電印膜400迅速升溫到金屬導電油墨300內樹脂玻璃轉移溫度以上，使得金屬微粉更緊密壓實，最後再行經一個該輥輪80離開該熱處理單元1。
為供更進一步了解本發明之功能性，茲將本發明中熱處理單元1於非熱壓合之狀態加以敘述，請參閱第8圖所示。當印刷停止時，為防止被印膜材200靜止於加熱輪10表面持續接受高溫熱能而造成被印膜材200受高溫變形、融斷、燒毀，印刷停止時耐熱壓輪20以氣壓缸30帶動退回使其脫離對被印膜材200與加熱輪10的壓合狀態。同時間，該風機單元4啟動開始輸送空氣至本系統中之風刀裝置50，風刀裝置50即向該被印膜材200與加熱輪10吹出強力空氣，被印膜材200則藉由吹出之強力空氣與加熱輪10表面分離。本實施例中風機單元4使用馬力1/2 HP之高壓風機，其最大靜壓100mmAq，最大風量17CMM；風刀裝置50係由一鐵製風箱體構成，其箱體底部朝加熱輪輪面之兩側係為間隙3mm之風嘴口。
參閱圖9A及圖9B，本發明實施例中透過柔印製程，卷對卷柔版印刷與熱壓兩款導電印膜400，一例為線寬0.4、線長507 mm 迴路樣式；另一例為超高頻無線射頻辨識(UHF RFID)天線樣式。
參閱圖10A及圖10B，本發明實施例中導電印膜400經熱處理單元1熱壓前後，其金屬粉末分佈結構之電子顯微鏡(SEM)圖。由圖中可看出：經由熱壓過後的導電印膜400，其奈米銀粒已有熔融接合現象。
隨後，將參考一些實例更詳細地描述本發明。本發明製程條件並不受該等記載限制。
本發明實施例1：利用一單機組式印刷電路柔印設備連接本發明之熱處理單元1。加熱輪10熱源採用一支規格3KW電壓220V短波IR燈管；搭配三耐熱壓輪20及三輥輪80；金屬導電油墨300採用編號MND11導電銀漿；被印膜材200採用經表面處理過之50μm PET膜材與已經表面處理之80基重單面銅版紙；柔印線路如圖9之導電迴路與UHF RFID天線；柔印速度10-50 m/min。以三用電表量測IR烘箱出口之柔印導電印膜電阻值以及再經本發明熱壓處理單元1之電阻值，測試結果如下表： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 柔印速度 (m/min) </td><td> 加熱輪表溫度(℃) </td><td> 導電印膜與加熱輪接觸時間(sec) </td><td> 導電印膜熱壓時間 (sec) </td><td> PET熱壓前迴路電阻(Ω) </td><td> PET熱壓後迴路電阻(Ω) </td><td> PET熱壓前RFID天線電阻(Ω) </td><td> PET熱壓後RFID天線電阻(Ω) </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 100 </td><td> 6.3 </td><td> 0.54 </td><td> 132 </td><td> 125 </td><td> 54.3 </td><td> 52.2 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 100 </td><td> 3.15 </td><td> 0.27 </td><td> 125 </td><td> 122 </td><td> 60.4 </td><td> 59.8 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 100 </td><td> 2.1 </td><td> 0.18 </td><td> 138 </td><td> 136 </td><td> 57.3 </td><td> 57.0 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 100 </td><td> 1.575 </td><td> 0.135 </td><td> 127 </td><td> 127 </td><td> 58.6 </td><td> 58.4 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 100 </td><td> 1.26 </td><td> 0.108 </td><td> 125 </td><td> 125 </td><td> 55.5 </td><td> 55.5 </td></tr></TBODY></TABLE><TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 柔印速度 (m/min) </td><td> 加熱輪表溫度(℃) </td><td> 導電印膜與加熱輪接觸時間(sec) </td><td> 導電印膜熱壓時間 (sec) </td><td> 紙材熱壓前迴路電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓後迴路電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓前RFID天線電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓後RFID天線電阻(Ω) </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 100 </td><td> 6.3 </td><td> 0.54 </td><td> 255 </td><td> 250 </td><td> 84.6 </td><td> 83.5 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 100 </td><td> 3.15 </td><td> 0.27 </td><td> 228 </td><td> 226 </td><td> 84.9 </td><td> 84.4 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 100 </td><td> 2.1 </td><td> 0.18 </td><td> 237 </td><td> 236 </td><td> 82.8 </td><td> 82.7 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 100 </td><td> 1.575 </td><td> 0.135 </td><td> 267 </td><td> 267 </td><td> 83.5 </td><td> 83.5 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 100 </td><td> 1.26 </td><td> 0.108 </td><td> 272 </td><td> 272 </td><td> 84.4 </td><td> 84.4 </td></tr></TBODY></TABLE>
本發明實施例2：同樣使用該單機組式印刷電路柔印設備連接本發明之熱處理單元1。加熱輪10熱源採用10KW油式模溫機加熱熱傳媒油，輸入到加熱輪10內加熱管，模溫機設定溫度為220℃；搭配三耐熱壓輪20及三輥輪80；金屬導電油墨300採用編號MND11導電銀漿；該被印膜材200採用經表面處理之50μm PET膜材與經表面處理之80基重單面銅版紙；柔印線路如圖9A及圖9B之導電迴路與UHF RFID天線；柔印速度10-50 m/min。以三用電表量測IR烘箱出口之柔印導電印膜電阻值以及再經本發明熱壓處理之電阻值，測試結果如下表： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 柔印速度 (m/min) </td><td> 加熱輪表溫度(℃) </td><td> 導電印膜與加熱輪接觸時間(sec) </td><td> 導電印膜熱壓時間 (sec) </td><td> PET 熱壓前迴路電阻(Ω) </td><td> PET 熱壓後迴路電阻(Ω) </td><td> PET 熱壓前RFID天線電阻(Ω) </td><td> PET 熱壓後RFID天線電阻(Ω) </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 210 </td><td> 6.3 </td><td> 0.54 </td><td> 110 </td><td> 28.5 </td><td> 65.6 </td><td> 17.4 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 210 </td><td> 3.15 </td><td> 0.27 </td><td> 122 </td><td> 33.6 </td><td> 67.4 </td><td> 19.8 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 210 </td><td> 2.1 </td><td> 0.18 </td><td> 114 </td><td> 52.4 </td><td> 60.4 </td><td> 22.6 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 210 </td><td> 1.575 </td><td> 0.135 </td><td> 126 </td><td> 68.4 </td><td> 57.8 </td><td> 26.8 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 210 </td><td> 1.26 </td><td> 0.108 </td><td> 118 </td><td> 77.8 </td><td> 63.2 </td><td> 35.1 </td></tr></TBODY></TABLE><TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 柔印速度 (m/min) </td><td> 加熱輪表溫度(℃) </td><td> 導電印膜與加熱輪接觸時間(sec) </td><td> 導電印膜熱壓時間 (sec) </td><td> 紙材熱壓前迴路電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓後迴路電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓前RFID天線電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓後RFID天線電阻(Ω) </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 210 </td><td> 6.3 </td><td> 0.54 </td><td> 234 </td><td> 42.5 </td><td> 88.6 </td><td> 18.5 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 210 </td><td> 3.15 </td><td> 0.27 </td><td> 248 </td><td> 56.8 </td><td> 90.5 </td><td> 22.4 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 210 </td><td> 2.1 </td><td> 0.18 </td><td> 232 </td><td> 75.2 </td><td> 85.2 </td><td> 29.8 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 210 </td><td> 1.575 </td><td> 0.135 </td><td> 228 </td><td> 92.8 </td><td> 87.4 </td><td> 36.7 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 210 </td><td> 1.26 </td><td> 0.108 </td><td> 242 </td><td> 126 </td><td> 82.2 </td><td> 68.5 </td></tr></TBODY></TABLE>
本發明實施例3：同樣使用該單機組式印刷電路柔印設備連接本發明之熱處理單元1。加熱輪10熱源採用採用一支規格3KW電壓220V短波IR燈管外部加熱以及10KW油式模溫機加熱熱傳媒油，輸入到加熱輪10內加熱；搭配三耐熱壓輪20及三輥輪80；金屬導電油墨300採用編號MND11導電銀漿；該被印膜材200採用經表面處理之50μm PET膜材與經表面處理之80基重單面銅版紙；柔印線路如圖9A及圖9B之導電迴路與UHF RFID天線；柔印速度10-50 m/min。以三用電表量測IR烘箱出口之柔印導電印膜電阻值以及再經本發明熱壓處理之電阻值，測試結果如下表： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 柔印速度 (m/min) </td><td> 加熱輪表溫度(℃) </td><td> 導電印膜與加熱輪接觸時間(sec) </td><td> 導電印膜熱壓時間 (sec) </td><td> PET熱壓前迴路電阻(Ω) </td><td> PET熱壓後迴路電阻(Ω) </td><td> PET熱壓前RFID天線電阻(Ω) </td><td> PET熱壓後RFID天線電阻(Ω) </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 220 </td><td> 6.3 </td><td> 0.54 </td><td> 128 </td><td> 27.8 </td><td> 52.4 </td><td> 14.6 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 220 </td><td> 3.15 </td><td> 0.27 </td><td> 136 </td><td> 34.3 </td><td> 48.8 </td><td> 16.8 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 220 </td><td> 2.1 </td><td> 0.18 </td><td> 125 </td><td> 51.2 </td><td> 55.3 </td><td> 18.5 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 220 </td><td> 1.575 </td><td> 0.135 </td><td> 122 </td><td> 65.8 </td><td> 50.2 </td><td> 22.3 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 220 </td><td> 1.26 </td><td> 0.108 </td><td> 120 </td><td> 78.4 </td><td> 44.6 </td><td> 28.2 </td></tr></TBODY></TABLE><TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 柔印速度 (m/min) </td><td> 加熱輪表溫度(℃) </td><td> 導電印膜與加熱輪接觸時間(sec) </td><td> 導電印膜熱壓時間 (sec) </td><td> 紙材熱壓前迴路電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓後迴路電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓前RFID天線電阻(Ω) </td><td> 紙材熱壓後RFID天線電阻(Ω) </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 220 </td><td> 6.3 </td><td> 0.54 </td><td> 265 </td><td> 45.2 </td><td> 82.1 </td><td> 16.6 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 220 </td><td> 3.15 </td><td> 0.27 </td><td> 250 </td><td> 55.2 </td><td> 84.5 </td><td> 18.2 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 220 </td><td> 2.1 </td><td> 0.18 </td><td> 254 </td><td> 73.1 </td><td> 87.6 </td><td> 25.6 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 220 </td><td> 1.575 </td><td> 0.135 </td><td> 244 </td><td> 88.9 </td><td> 88.2 </td><td> 34.2 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 220 </td><td> 1.26 </td><td> 0.108 </td><td> 258 </td><td> 131 </td><td> 80.4 </td><td> 65.3 </td></tr></TBODY></TABLE>
由上述三個實施例中可看出本發明熱處理裝置確實可提升印刷導電印膜之導電度，由實施例亦可看出：柔印速度越慢，導電印膜400與加熱輪10接觸時間越長，熱壓時間亦越長，導電度提升倍率亦越高。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧熱處理單元
2‧‧‧連續式軟性膜材烘箱單元
3‧‧‧連續式軟性膜材印刷單元
4‧‧‧風機單元
5‧‧‧油式模溫機單元
6‧‧‧冰水機單元
7‧‧‧冷卻水管
8‧‧‧耐熱油管
9‧‧‧耐熱油管
10‧‧‧加熱輪
11‧‧‧輪面
110‧‧‧迴轉接頭
20‧‧‧耐熱壓輪
30‧‧‧氣壓缸
40‧‧‧壓輪固定板
50‧‧‧風刀裝置
51‧‧‧風管
60‧‧‧熱壓機構固定塊
65‧‧‧固定支架
70‧‧‧壓輪機構固定板
71‧‧‧熱處理單元
73‧‧‧加工空間
74‧‧‧進入口
75‧‧‧出口
80‧‧‧輥輪
90‧‧‧軸承座
100‧‧‧輥輪座支架
110‧‧‧迴轉接頭
120‧‧‧紅外線加熱燈管
130‧‧‧皮帶輪
135‧‧‧皮帶齒輪
140‧‧‧皮帶
150‧‧‧馬達
160‧‧‧馬達座
200‧‧‧被印膜材
300‧‧‧金屬導電油墨
400‧‧‧導電印膜
圖1 為本熱處理裝置之應用圖示。 圖2 為本發明裝置熱處理單元較佳實施例之正面圖。 圖3 為本發明熱處理裝置較佳實施例之單元連接示意圖。 圖4 為本發明裝置熱處理單元較佳實施例之立體圖。 圖5 為本發明裝置熱處理單元較佳實施例馬達側視角立體圖。 圖6 為本發明裝置熱處理單元較佳實施例馬達側另一視角立體圖。 圖7 為本發明裝置熱處理單元較佳實施例於熱壓合時之狀態示意圖。 圖8 為本發明裝置熱處理單元較佳實施例於非熱壓合時之狀態示意圖。 圖9A 為本發明實施例中柔印測試線路樣式。 圖9B 為本發明於另一實施例中柔印測試線路樣式。 圖10A 為本發明導電印膜經熱壓前，銀粉熔接情形之電子顯微鏡照相圖。 圖10B 為本發明導電印膜經熱壓後，銀粉熔接情形之電子顯微鏡照相圖。
1‧‧‧卷對卷印刷設備熱處理單元
2‧‧‧卷對卷印刷設備烘箱單元
3‧‧‧卷對卷印刷設備印刷單元
10‧‧‧加熱輪
11‧‧‧輪面
20‧‧‧耐熱壓輪
50‧‧‧風刀裝置
73‧‧‧加工空間
74‧‧‧進入口
75‧‧‧出口
120‧‧‧紅外線燈管
200‧‧‧被印膜材
300‧‧‧金屬導電油墨
400‧‧‧導電印膜

Claims (17)

  1. 一種金屬導電印膜熱處理裝置，包含： 一熱處理單元，具有相對的二熱壓機構固定塊，該二熱壓機構固定塊之間界定連通的一加工空間、一進入口及一出口； 一加熱輪，裝設於二熱壓機構固定塊之間，該加熱輪的其中一端連接其中一該熱壓機構固定塊，該加熱輪的另一端連接另一個該熱壓機構固定塊，且該加熱輪具有一輪面； 至少一輥輪，裝設於該二熱壓機構固定塊之間；以及 至少一耐熱壓輪，裝設於該二熱壓機構固定塊之間，而該至少一輥輪及該至少一耐熱壓輪緊貼於該輪面，使該至少一輥輪及該至少一耐熱壓輪呈衛星式緊貼於該加熱輪的輪面上，並對一軟性膜材施加壓力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其設置於一卷對卷印刷單元後，該卷對卷印刷單元產生該軟性膜材，該軟性膜材再自該進入口進入該加工空間內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其設置於一烘箱單元後，該烘箱單元產生該軟性膜材，該軟性膜材再自該進入口進入該加工空間內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該加熱輪係以馬達直接帶動或馬達連接皮帶或鍊條帶動或齒輪帶動其轉動。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該加熱輪可為內接電棒電熱式輥輪以電力方式加熱。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該加熱輪為熱媒式輥輪以油式模溫機加熱熱媒油後，將熱媒油輸送至加熱輪內部之加熱管並予以循環加熱。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該加熱輪以外部至少一組紅外線加熱燈管以紅外線光對其加熱。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該加熱輪的輪面之溫度為100℃-300℃之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該加熱輪之材質為鋼材，並可於其表面鍍硬鉻，其表面洛氏硬度(HRC)範圍在20 – 65之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，二該熱壓機構固定塊上分別裝設有二壓輪機構固定板，該二壓輪機構固定板上分別裝設有至少一壓輪固定板，且該至少一壓輪固定板帶動連接至少一氣壓缸。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該至少一輥輪及該至少一耐熱壓輪對該軟性膜材施加的壓力範圍在30-70Kg/cm 2間。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該至少一耐熱壓輪之材質可為合成橡膠、矽橡膠、氟素橡膠、高分子型彈性體等，其硬度範圍在蕭氏硬度D 30-80間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，另具有一風刀裝置，裝設於該二熱壓機構固定塊之間，該風刀裝置供以與一風管的其中一端連通，該風管的另一端與一風機單元連接，並藉由該風機單元輸送風至該風刀裝置。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該風刀裝置朝向加熱輪之輪面設有一風嘴口，可將空氣注入到該軟性膜材與該加熱輪之間。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該風刀裝置係由金屬製風箱體構成，風箱體材質可為鐵材、不鏽鋼材、鍍鋅鋼材、鋁材等。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該至少一輥輪的材質可為鐵材、不鏽鋼材、鋁材、陶質材等，並可於其表面鍍上鐵氟龍、鈦氟龍、氮氟龍等鍍層。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之金屬導電印膜熱處理裝置，其中，該被印膜材上具有以一導電油墨印刷之一導電線路，該導電油墨包含銀導電油墨、有機銀或銅複合導電油墨、銀包銅導電油墨、銅導電油墨、鋁導電油墨或混合金屬導電油墨。
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