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CN116095978A - 一种平整度改善的导电结构及其制作方法 - Google Patents

一种平整度改善的导电结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平整度改善的导电结构及其制作方法，涉及电子电路增材制造技术领域；该平整度改善的导电结构的制作方法，包括：步骤1、提供一基材；步骤2、利用导电浆料在所述基材表面形成印刷导电层，再在所述印刷导电层上依次形成至少一层金属镀层，得到多层导电结构；其中，通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构。本发明通过对印刷导电层和/或金属镀层中的任意层进行平整化处理，进而得到平整化改善的多层导电结构，以解决印刷导电层的表面平整度较差的问题，从而满足高频信号、高精度贴片封装等产品、工艺需求。

Description

一种平整度改善的导电结构及其制作方法
技术领域
本发明属于电子电路增材制造技术领域，尤其涉及一种平整度改善的导电结构及其制作方法。
背景技术
低温固化导电浆料作为新一代电子电路增材制造技术的基础材料，可通过诸如打印、印刷等工艺实现电子电路的图案化快速成型，具有低成本、批量化、环保无污染的优势，可以替代传统蚀刻工艺生产的PCB硬板或FPC软板电路，受到众多应用厂商的关注。
虽然导电浆料具有如上优势，但目前也存在一些难以克服的缺陷；就像利用导电浆料通过打印或印刷所形成的导电迹线，虽然目测观察其线路表面较为平整，但通过电镜等高倍显微镜观测可发现，其线路表面会呈现出拱状弧形，这是由于导电浆料印刷时仍然处于流体浆料状态，因此不可避免的会受到浆料表面张力的影响，从而影响线路的表面平整度，因此难以满足高频信号、高精度贴片封装等需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种平整度改善的导电结构的制作方法,以解决现有技术中印刷线路的表面平整度较差的问题。
在一些说明性实施例中，所述平整度改善的导电结构的制作方法，包括：步骤1、提供一基材；步骤2、利用导电浆料在所述基材表面形成印刷导电层，再在所述印刷导电层上依次形成至少一层金属镀层，得到多层导电结构；其中，通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构。
在一些可选地实施例中，所述通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构，包括：对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，并基于所述平整度改善的印刷导电层得到所述平整度改善的多层导电结构。
在一些可选地实施例中，所述对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，包括：对所述印刷导电层进行半固化处理，对半固化处理后的印刷导电层进行压制处理，得到平整度改善的印刷导电层。
在一些可选地实施例中，所述对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，包括：对所述印刷导电层进行完全固化处理，对完全固化处理后的印刷导电层进行抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层。
在一些可选地实施例中，所述通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构，包括：对所述金属镀层中的至少一层进行抛光处理，得到平整度改善的金属镀层，并基于所述平整度改善的金属镀层得到所述平整度改善的多层导电结构。
在一些可选地实施例中，所述金属镀层至少包括依次层叠的铜层、镍层和金层；所述对所述金属镀层中的至少一层进行抛光处理，得到平整度改善的金属镀层，并基于所述平整度改善的金属镀层得到所述平整度改善的多层导电结构，包括：在形成铜层之后，对铜层进行抛光处理，得到平整度改善的铜层，再在所述平整度改善的铜层表面依次形成镍层和金层，得到所述平整度改善的多层导电结构。
在一些可选地实施例中，所述抛光处理包括：机械抛光、化学抛光和电化学抛光中的至少一种。
在一些可选地实施例中，所述导电浆料包括：以金属颗粒、液态金属、金属纳米线中的一种或多种为导电填料的导电浆料。
在一些可选地实施例中，所述导电填料包括：金、银、铜、铝、锌、镍、熔点300℃以下的低熔点金属中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于提出一种平整度改善的导电结构，以解决现有技术中存在的问题。
在一些说明性实施例中，所述平整度改善的导电结构，通过如上述中任一项所述的平整度改善的导电结构的制作方法获得。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
本发明通过对印刷导电层和/或金属镀层中的任意层进行平整化处理，进而得到平整化改善的多层导电结构，以解决印刷导电层的表面平整度较差的问题，从而满足高频信号、高精度贴片封装等产品、工艺需求。
附图说明
图1是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的制作方法的工艺示例一；
图2是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的制作方法的工艺示例二；
图3是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的结构示例一；
图4是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的结构示例二。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
本发明实施例中公开了一种平整度改善的导电结构的制作方法，具体地，如图1-2所示，图1是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的制作方法的工艺示例一；图2是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的制作方法的工艺示例二；该平整度改善的导电结构的制作方法，包括：
步骤S11、提供一基材1；
步骤S12、利用导电浆料在所述基材表面形成印刷导电层2，再在所述印刷导电层2上依次形成至少一层金属镀层(3/4/5)，得到多层导电结构；
其中，通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构。
本发明实施例中的印刷导电层可以通过打印、印刷等方式形成，包括但不限于喷涂、挤出、旋涂、丝印、移印、凹印等工艺；本发明实施例中的金属镀层可以通过电镀或化镀等方式形成。
以图1为例，该实施例中可以对印刷导电层2进行平整化处理，从而获得平整度改善的印刷导电层2'，而后续的金属镀层(3/4/5)是直接形成在印刷导电层2'之上，而由于印刷导电层2'的平整度改善，因此后续逐层形成的金属镀层(3/4/5)也会表现良好的表面平整度。除此之外，以图2为例，该实施例中还可以对金属镀层3进行平整化处理，从而获得平整度改善的金属镀层3'，因此其后续形成的金属镀层(4/5)亦会表现良好的表面平整度。再有，在金属镀层全部形成之后，对最后一层(最外层)的金属镀层进行平整化处理，即可改善导电结构的平整度。
本发明通过对印刷导电层和/或金属镀层中的任意层进行平整化处理，进而得到平整化改善的多层导电结构，以解决印刷导电层的表面平整度较差的问题，从而满足高频信号、高精度贴片封装等产品、工艺需求。
在一些实施例中，本发明实施例中的基材可以采用柔质或硬质基材，优选为片材或膜材等；其中，硬质基材可选用传统PCB板材，如玻纤板、半玻纤板，具体如FR-4、CEM-1、22F、CEM-3等，除传统PCB板材之外，还可以采用木质、玻璃、塑料、PMMA(亚力克)等；而柔质基材可包括柔性可拉伸基材及柔性不可拉伸基材，如PET、PVC、PU、PC、PP、PA、PI、CPI(透明PI)、TPE等，除上述基材之外，还可以选用如PDMS、硅胶、织物(如无纺布、尼龙、水洗棉、涤纶、氨纶及多种材料混纺的织布等)、胶膜(不限于TPU、TPV)等。本领域技术人员应该理解的是除上述基材之外，本发明实施例中的基片还可以选用现有技术中可满足导电结构在其上形成的其它基材。
在一些实施例中，本发明实施例中的导电浆料可以选用以金属颗粒、液态金属、金属纳米线中的一种或多种为导电填料的导电浆料，导电填料的成分可包括金、银、铜、铝、锌、镍、熔点300℃以下的低熔点金属等导电金属中的一种或多种。该导电浆料中主要以树脂作为浆料载体和成膜物，如导电银浆、导电铜浆、导电铝浆、低熔点金属导电浆料等等；其中，300℃的温度下呈熔融状态的低熔点金属单质或合金，例如镓单质、镓基合金、铋基合金、铟基合金、锡基合金等低熔点金属。
在一些实施例中，所述通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构，包括：
对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，并基于所述平整度改善的印刷导电层得到所述平整度改善的多层导电结构。
具体地，所述对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，包括：对所述印刷导电层进行半固化处理，对半固化处理后的印刷导电层进行压制处理，得到平整度改善的印刷导电层。
其中，该实施例中对于印刷导电层进行半固化处理，是指对印刷导电层进行表干处理，即印刷导电层的表面固化，但其内部固化的并不充分，因此可以通过压制方式实现对半固化的印刷导电层进行平整化处理，由印刷导电层表干的外壳对内部进行束缚，进而通过外部压力的方式改善其表面平整度，不易造成线路溢出、过度变形等问题；并且表干的印刷导电层不易与热压部件粘连，影响平整化处理效果。
进一步的，可通过热压方式实现对半固化的印刷导电层进行平整化处理，印刷导电层在外部压力的施压下处于平整状态，而额外提供的温度即可在该形态下实现印刷导电层的完全固化。
在一些实施例中，所述对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，包括：对所述印刷导电层进行完全固化处理，对完全固化处理后的印刷导电层进行抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层。
其中，该实施例中完全固化的印刷导电层可以通过抛光方式进行其平整化处理，抛光处理工艺不限于机械抛光、化学抛光、电化学抛光等中的至少一种。在本发明实施例中的其他抛光处理亦可包括以上三种，对此不再赘述。
在一些实施例中，所述通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构，包括：对所述金属镀层中的至少一层进行抛光处理，得到平整度改善的金属镀层，并基于所述平整度改善的金属镀层得到所述平整度改善的多层导电结构。其中，本发明实施例中的对金属镀层进行抛光处理，抛光厚度不应击穿该金属镀层，避免暴露其下底层，影响后续镀层或工序需求。
该实施例中通过对金属镀层进行平整化处理，避免了对印刷导电层进行压制或抛光处理，相对而言，不会出现印刷导电层压制溢出变形的风险，也避免了对市面上部分完全固化后结构强度仍然较弱的印刷导电层进行抛光处理，避免抛光处理破坏印刷导电层整体结构，出现表面剥落等问题。再有，也避免了印刷导电层经过抛光处理后上镀工艺繁琐、成本高等问题。
在一些实施例中，所述金属镀层至少包括依次层叠的铜层、镍层和金层；所述对所述金属镀层中的至少一层进行抛光处理，得到平整度改善的金属镀层，并基于所述平整度改善的金属镀层得到所述平整度改善的多层导电结构，包括：在形成铜层之后，对铜层进行抛光处理，得到平整度改善的铜层，再在所述平整度改善的铜层表面依次形成镍层和金层，得到所述平整度改善的多层导电结构。
该实施例适用于由印刷导电层、铜层、镍层、金层构成的多层导电结构，其中表面平整化处理实施在铜层，避免了对于印刷导电层的影响，有利于降低对导电浆料的要求、降低成本、提高结构强度、稳定性和使用寿命；另一方面，由于铜的价格远低于镍和金，因此对铜层实施抛光工艺对于镍和金而言，具有显著的成本优势。
本发明实施例中公开了一种平整度改善的导电结构，具体地，如图3-4所示，图3是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的结构示例一；图4是本发明实施例中的平整度改善的导电结构的结构示例二；该导电结构，包括：基材1，附着在基材1表面上、经过平整化处理后的印刷导电层2'，以及依次形成在印刷导电层2'之上的至少一层金属镀层(3/4/5)。金属镀层的层数及成分根据实际需求进行设定，本发明对此不进行限制。
在另一些实施例中，该导电结构，包括：基材1，附着在基材表面上的印刷导电层2、以及依次形成在印刷导电层2之上的至少一层金属镀层(3/4/5)。其中，金属镀层中至少一层为经过平整化处理后，平整度改善的金属镀层3'。
优选地，本发明实施例中公开了一种平整度改善的导电结构，包括：基材1、附着在基材表面上的印刷导电层2、形成在印刷导电层2之上的铜层3'、形成在铜层3'之上的镍层4、以及形成在镍层4之上的金层5；其中，铜层3'为经过平整化处理后，平整化改善的铜层。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，包括：
步骤1、提供一基材；
步骤2、利用导电浆料在所述基材表面形成印刷导电层，再在所述印刷导电层上依次形成至少一层金属镀层，得到多层导电结构；
其中，通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构。
2.根据权利要求1所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构，包括：
对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，并基于所述平整度改善的印刷导电层得到所述平整度改善的多层导电结构。
3.根据权利要求1所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，包括：
对所述印刷导电层进行半固化处理，对半固化处理后的印刷导电层进行压制处理，得到平整度改善的印刷导电层。
4.根据权利要求1所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述对所述印刷导电层进行压制或抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层，包括：
对所述印刷导电层进行完全固化处理，对完全固化处理后的印刷导电层进行抛光处理，得到平整度改善的印刷导电层。
5.根据权利要求1所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述通过对所述印刷导电层和/或所述金属镀层中的至少一层进行平整化处理，得到平整度改善的多层导电结构，包括：
对所述金属镀层中的至少一层进行抛光处理，得到平整度改善的金属镀层，并基于所述平整度改善的金属镀层得到所述平整度改善的多层导电结构。
6.根据权利要求5所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述金属镀层至少包括依次层叠的铜层、镍层和金层；
所述对所述金属镀层中的至少一层进行抛光处理，得到平整度改善的金属镀层，并基于所述平整度改善的金属镀层得到所述平整度改善的多层导电结构，包括：
在形成铜层之后，对铜层进行抛光处理，得到平整度改善的铜层，再在所述平整度改善的铜层表面依次形成镍层和金层，得到所述平整度改善的多层导电结构。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述抛光处理包括：机械抛光、化学抛光和电化学抛光中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述导电浆料包括：以金属颗粒、液态金属、金属纳米线中的一种或多种为导电填料的导电浆料。
9.根据权利要求1所述的平整度改善的导电结构的制作方法，其特征在于，所述导电填料包括：金、银、铜、铝、锌、镍、熔点300℃以下的低熔点金属中的一种或多种。
10.一种平整度改善的导电结构，其特征在于，通过如权利要求1-9中任一项所述的平整度改善的导电结构的制作方法获得。
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