柔性电路板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种柔性电路板及其制造方法，本发明专利技术使用改质的功能化石墨烯制备功能化石墨烯基油墨，将功能化石墨烯基油墨印刷在一柔性塑料基材的表面形成电路的导电迹线的图案，然后通过化学镀铜工序在功能化石墨烯基油墨的表面形成一层沉积铜；本发明专利技术提出的柔性电路板及其制造方法，使用功能化石墨烯基油墨作为化学镀铜的催化剂，不需要使用六价铬和钯作为催化剂，具有环保和低成本的优点，功能化石墨烯基油墨构成的导电迹线具有优异的粘着性并且更加的柔韧，能够可靠地粘附在柔性塑料基板的表面并且作为沉积铜和柔性塑料基板之间的接着剂。

Flexible circuit board and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
柔性电路板及其制造方法
本专利技术涉及一种柔性电路板的
，特别是一种的柔性电路板及其制造方法。
技术介绍
柔性电路板(FlexiblePrintCircuit；FPC)是将柔性铜箔基板(FCCL)和柔性绝缘层使用接着剂(adhesive)贴附后压合而成，并经过蚀刻等加工过程，最后留下所需的导电迹线，作为电力或电子信号传输的媒介。柔性电路板可运用的范围十分广泛包含计算机及外围设备、通讯产品、消费性电子产品、汽车、军事等领域，其中又以通讯产品占的比重最重。柔性电路板的柔性绝缘层使用的材料可以分成聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm，简称PIFilm)和聚酯树脂膜(PETFilm)两种，其中又以PI膜(PIFilm)最常使用。柔性电路板的结构可以区分为二层式结构的无胶软板基板(2LayerFCCL)和三层式结构的有胶软板基板(3LayerFCCL)，两者最大差异在于铜箔和聚酰亚胺薄膜之间有无接着剂。三层式结构的有胶软板基板因为有接着剂，所以只能忍受较短的热处理时间，其可靠度会因为热处理造成接着剂劣化而降低，接着剂也会存在膜应力、铜原子迁移和电镀液渗透的多种问题。相较之下，二层式结构的无胶软板基板就没有三层式结构的有胶软板基板的上述问题。目前二层式结构的无胶软板基板的主要制方法包括：涂布法(Casting)、压合法(Lamination)以及溅镀/电镀法(Sputtering/Plating)以及化学镀(electrolessplating)数种。其中涂布法是在薄的铜箔上涂覆PI清漆(PIvarnish)然后加热至超过300℃以进行聚酰亚胺缩合(polyimidecondensation)形成二层式结构的无胶软板基板，涂布法可以获得很好的PI膜和铜箔之间的接着强度。压合法是将热可塑性的PI膜和铜箔在高温高压下压合而成，制造成本较高。溅镀/电镀法是直接在PI膜上沉积铜的方法，其中沉积铜和PI膜之间的接着力是上述三种方法中最小的。化学镀铜是印刷电路板(PCB)制造领域已知的一种技术，已知利用化学镀铜在印刷电路板的非金属基材表面形成导电电路的方法，首先用催化剂(catalyst)又称为触媒进行基材(substrate)的表面处理，用以在非金属基材表面吸附一层活性的粒子，这个步骤一般称为敏化(sensitization)，敏化常用的活性的粒子是金属钯粒子(Pd)和银粒子(Ag)，已知一种含有钯粒子的触媒是一种含有锡/钯胶体的水溶液，其中锡/钯胶体包括被锡离子(II)的稳定层包围的钯金属核，但是这种触媒具有以下的问题，包括：锡/钯胶体的稳定性不佳，以及钯的价格昂贵。对于二层式结构的无胶软板基板的制造技术，改进PI膜和铜箔之间的粘着性和柔韧性是该制造技术发展过程中需要克服的技术问题。在前述的已知方法中，溅射和化学镀工艺中使用镍作为铜沉积的催化剂，沉积的铜在没有镍预处理的薄膜上失去粘附性能。在进一步的蚀刻工艺中，镍难以被传统的蚀刻化学品蚀刻。此外，预处理溶液与使用的组合物的处理有关。为了更好地处理使用过的预处理溶液，必须减少六价铬化合物以及中和还原产物。六价铬是具有遗传毒性的致癌物质，具有高度危险性。接触六价铬的工人有遭受肺癌，哮喘或鼻上皮和皮肤损伤的风险。六价铬的使用可能会对环境造成长期污染，并且在美国，欧洲和中国的电子工业中被广泛禁止使用。在中和的同时，形成大量的氢氧化铬，这种处理显著地阻碍了所用组合物的去除。此外，该已知方法的预处理溶液具有很强的腐蚀性，需要大量的水才能将其从非金属材料表面中完全除去。此外，电镀前的常规表面预处理过程复杂且耗时。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种柔性电路板及其制造方法。本专利技术提出的柔性电路板，包括：一柔性塑料基材，根据电路的导电迹线的图案附着在所述柔性塑料基材的表面的一层功能化石墨烯基油墨，以及沉积并且附着在所述功能化石墨烯基油墨的表面的沉积铜。本专利技术提出的柔性电路板的制造方法，包括：制备一功能化石墨烯基油墨；通过丝网印刷工艺将所述的功能化石墨烯基油墨印刷在一柔性塑料基材的表面形成电路的导电迹线的图案；以60-200℃的温度干燥在所述柔性塑料基材的表面的该功能化石墨烯基油墨；以及将表面具有所述功能化石墨烯基油墨的该柔性塑料基材浸泡在一化学镀液中，通过化学镀铜工序在该功能化石墨烯基油墨的表面形成一层沉积铜。其中柔性塑料基材的材质包括聚酰亚胺，聚酯，环氧树脂，碳氟化合物膜和芳族聚酰胺纸其中的任一种。其中功能化石墨烯基油墨至少含有改质的氧化石墨烯。其中功能化石墨烯基油墨是一种包含：功能化石墨烯、分散剂、溶剂、粘合剂、增稠剂、交联剂和引发剂的混合物。其中功能化石墨烯基油墨可进一步包含交联剂和引发剂。其中功能化石墨烯的表面含有：氧、乳醇(lactol)、酯(ester)、羟基(hydroxyl)、环氧(epoxy)和酮(ketone)其中的任一种官能团。其中含有氧官能团的该功能化石墨烯的氧含量是该含有氧官能团的该功能化石墨烯总重量的5wt％至50wt％。其中功能化石墨烯进一步掺杂有氮(N)、硫(S)、硼(B)、氟(F)和磷(P)其中任一种元素或其组合。其中功能化石墨烯含有的该些元素组合的含量是该功能化石墨烯总重量的1wt％至20wt％。本专利技术柔性电路板的制造方法的一方面还包括：对所述功能化石墨烯基油墨的粘合剂、交联剂、单体和聚合物的其中任一者进行改质的步骤。其中用以对功能化石墨烯基油墨进行改质的所述粘合剂、交联剂、单体和聚合物含有由氨基、羧基、羟基、双键、三键和卤代烷官能团组成的群组其中的至少一种官能团。其中粘合剂(adhesive)是由聚合物或树脂制成，所述粘合剂的含量是该功能化石墨烯基油墨的固体总重量的0.1wt％至30wt％。其中化学镀溶液是甲醛基化学镀铜溶液。本专利技术柔性电路板及其制造方法的有益效果在于，使用功能化石墨烯基油墨作为化学镀铜的催化剂，不需要使用六价铬和钯作为催化剂，具有环保和低成本的优点，功能化石墨烯基油墨构成的导电迹线具有优异的粘着性并且更加的柔韧，弯曲柔性电路板也不会造成导电迹线的破碎，能够可靠地粘附在柔性塑料基板的表面并且作为沉积铜和柔性塑料基板之间的接着剂。有关本专利技术的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术柔性电路板的一种实施方式的结构断面图；图2是本专利技术柔性电路板的制造方法的步骤流程图；图3A和图3B是依据本专利技术柔性电路板的制造方法的步骤绘示的构造示意图；图4A和图4B是本专利技术柔性电路板的功能性示意图，分别绘示由功能化石墨烯基油墨构成的导电迹线在拉伸前和拉伸后的断面结构。符本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电路板，其特征在于，包括：一柔性塑料基材，根据电路的导电迹线的图案附着在该柔性塑料基材的表面的一层功能化石墨烯基油墨，以及沉积并且附着在该功能化石墨烯基油墨的表面的沉积铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性电路板，其特征在于，包括：一柔性塑料基材，根据电路的导电迹线的图案附着在该柔性塑料基材的表面的一层功能化石墨烯基油墨，以及沉积并且附着在该功能化石墨烯基油墨的表面的沉积铜。


2.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于：该柔性塑料基材的材质包括聚酰亚胺，聚酯，环氧树脂，碳氟化合物膜和芳族聚酰胺纸其中的任一种。


3.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯基油墨至少含有改质的氧化石墨烯。


4.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯基油墨包含：功能化石墨烯、分散剂、溶剂、粘合剂和增稠剂。


5.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯基油墨可进一步包含交联剂和引发剂。


6.如权利要求4所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯的表面含有：氧、乳醇、酯、羟基、环氧和酮其中的任一种官能团。


7.如权利要求6所述的柔性电路板，其特征在于：含有氧官能团的该功能化石墨烯的氧含量是该含有氧官能团的该功能化石墨烯总重量的5wt％至50wt％。


8.如权利要求6所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯进一步掺杂有氮、硫、硼、氟和磷其中任一种元素或其组合。


9.如权利要求8所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯含有的该些元素组合的含量是该功能化石墨烯总重量的1wt％至20wt％。


10.如权利要求5所述的柔性电路板，其特征在于：该功能化石墨烯基油墨是以该粘合剂、该交联剂、单体和聚合物的其中任一者进行改质。


11.如权利要求10所述的柔性电路版，其特征在于:对该功能性石墨烯基油墨进行改质的该粘合剂、该交联剂、该单体和该聚合物含有由氨基、羧基、羟基、双键、三键和卤代烷官能团组成的群组其中的至少一种官能团。


12.如权利要求4所述的柔性电路板，其特征在于：该粘合剂是由聚合物或树脂制成，该粘合剂的含量是该功能化石墨烯基油墨的固体总重量的0.1wt％至30wt％。


13.一种柔性电路板的制造方法，其特征在于，包括：
制备一功能化石墨烯基油墨；
通过丝网印刷工艺将该功能化石墨烯基油墨印...

【专利技术属性】
技术研发人员：古莞霖，张国兴，赖中平，
申请(专利权)人：BGT材料有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB