[發明專利]一種3D導電線路的制作方法

有效

• 申請號: 201410375459.X
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN105472887B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 張豫華;劉夢輝;李永輝;陳大軍
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00;H05K3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種3D導電線路的制作方法，該方法包括以下步驟：S1、將導電銅漿料涂覆在基材表面，形成電路圖形；S2、用激光照射電路圖形，使導電銅漿料微熔；S3、然后噴涂油墨層并形成電極；所述導電銅漿料中含有樹枝狀銅粉。在激光處理之前，電路圖形不導電，但是在激光處理之后會導電。本發明采用非接觸加工，瞬間短時高溫，可在真空環境下加工，不存在回爐材料鐵氧體發生明顯變性的狀況，保證了磁片的穩定性。因此說明用本發明的方法，可以不用擔心導電銅漿料在制備過程中被氧化的問題，因為被氧化的銅粉可以在激光處理后導電。

技術領域

本發明屬于電子材料領域，尤其涉及一種3D導電線路的制作方法。

背景技術

3D-MID（Three dimensional moulded interconnect device，三維連接器件）技術是指在注塑成型的塑料殼體的表面上，制作有電氣功能的導線、圖形，制作或安裝元器件，從而將普通的電路板具有的電氣互連功能、支承元器件功能和塑料殼體的支撐、防護等功能以及由機械實體與導電圖形結合而產生的屏蔽、天線等功能集成于一體，形成所謂三維連接器件。3D-MID技術已被較廣泛的應用于通訊、汽車電子、計算機、機電設備、醫療器械等行業領域，具體應用包括手機天線、牙科器具上用的高集成度的電路載體板、麥克風用電路載體模塊、用LCP制造的助聽器、汽車方向盤、油路位置傳感器等等，包括MOTOLORA、SANSANG、NOKIA、BOSCH、SIEMENS、BMW等許多國際著名企業都已廣為采用3D-MID技術。2006年度3D-MID產品海外市場規模高達數十億美元，且在近年來保持了年均50％以上的增長速度。我國也在3D電子模組器件制造方面相繼開發出了超能量束誘導沉積技術（SBID）、種子油墨技術。通過材料的改性與激光、特種油墨與噴墨打印機的配合使用可實現部分3D-MID器件的制備。

隨著納米技術的興起，用金屬納米顆粒制備的導電漿料引起了越來越多的研究和關注。納米金屬導電漿料可以保留金屬所具有的良好的導電性能；同時，由于納米顆粒具有表面效應和小尺寸效應，納米導電漿的操作溫度大大低于熔融金屬，容易在柔性基底材料（如塑膠、紙張等）上實現電路印刷，從而具有更廣闊的應用前景。通過3D噴墨打印機實現導電金屬油墨在特制噴墨打印機下實現在塑膠等產品上的3D電路成型。目前，研究最多的納米金屬導電銅漿料大部分采用貴金屬納米粒子（如Au，Ag等）作為原料。貴金屬具有高導電性和化學穩定性，然而貴金屬因儲量稀少所以價格昂貴，且隨市場需求價格波動大，不適于大規模使用。金屬銀的導電性好，價格隨市場銀價變化較大，但由于其具有電子遷移效應，用其 印刷的電路可靠性較差，不適于精密電子線路的印刷。

在非貴金屬中，銅是一種比較理想的制作電子漿料的原料，具有電子漿料要求的各項特性，且價格比銀低的多，是一種性價比較高的原料。然而金屬銅屬于過渡族金屬，其化學性質非常活潑，在常溫狀態下與空氣接觸就容易發生氧化形成一層絕緣的氧化膜，而這層氧化膜幾乎不導電，使銅粉實用度大大降低；此外，如果將銅粉長期存放或放置 在溫度較高、濕度較大的環境中，則氧化問題更為嚴重。因此，銅粉的氧化問題大大限制了銅粉在電子漿料領域內的應用。

目前，為了防止銅粉氧化采用的方法有：1、在銅粉表面鍍上一層銀或者鎳，以保護金屬粉不被氧化，此方法可以很好地 保護金屬粉不被氧化；2、以水合肼作為抗氧化劑，水合肼為強還原劑，可保護銅粉不被氧化；3、大量的粘接相保證成型后的形態，提高成型后線路的強度；4、金屬粉和環氧樹脂體系，環氧樹脂能很好的包覆銅粉，防止氧化。上述方法雖然能夠防止銅粉被氧化，但是存在以下問題：1、在金屬粉表面鍍上一層銀或者鎳，以保護金屬粉不被氧化，此方法雖可以很好地保護金屬粉不被氧化，但是工藝復雜，成本高；2、以水合肼作為抗氧化劑，但是水合肼屬于劇毒物質，不安全，防護困難；3、大量的粘接相保證成型后的形態，但是由于粘接相增多，金屬粉的橋接效果減弱，影響了成型后的電導率；4、金屬粉和環氧樹脂體系，放置時間不長，需現用現配，工藝水平無法保證。