一种3d导电线路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子材料领域，尤其涉及一种3D导电线路的制作方法。
【背景技术】
[0002]3D-MID (Three dimens1nal moulded interconnect device,三维连接器件)技术是指在注塑成型的塑料壳体的表面上，制作有电气功能的导线、图形，制作或安装元器件，从而将普通的电路板具有的电气互连功能、支承元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能集成于一体，形成所谓三维连接器件。3D-MID技术已被较广泛的应用于通讯、汽车电子、计算机、机电设备、医疗器械等行业领域，具体应用包括手机天线、牙科器具上用的高集成度的电路载体板、麦克风用电路载体模块、用LCP制造的助听器、汽车方向盘、油路位置传感器等等，包括M0T0L0RA、5八呢六如、勵1(14、80501、5^]\^呢、8丽等许多国际著名企业都已广为采用3D-MID技术。2006年度3D-MID产品海外市场规模高达数十亿美元，且在近年来保持了年均50%以上的增长速度。我国也在3D电子模组器件制造方面相继开发出了超能量束诱导沉积技术(SBID)、种子油墨技术。通过材料的改性与激光、特种油墨与喷墨打印机的配合使用可实现部分3D-MID器件的制备。
[0003]随着纳米技术的兴起，用金属纳米颗粒制备的导电浆料引起了越来越多的研究和关注。纳米金属导电浆料可以保留金属所具有的良好的导电性能；同时，由于纳米颗粒具有表面效应和小尺寸效应，纳米导电浆的操作温度大大低于熔融金属，容易在柔性基底材料(如塑胶、纸张等)上实现电路印刷，从而具有更广阔的应用前景。通过3D喷墨打印机实现导电金属油墨在特制喷墨打印机下实现在塑I父等广品上的3D电路成型。目如，研究最多的纳米金属导电铜浆料大部分采用贵金属纳米粒子(如Au，Ag等)作为原料。贵金属具有高导电性和化学稳定性，然而贵金属因储量稀少所以价格昂贵，且随市场需求价格波动大，不适于大规模使用。金属银的导电性好，价格随市场银价变化较大，但由于其具有电子迁移效应，勇气印刷的电路可靠性较差，不适于精密电子线路的印刷。
[0004]在非贵金属中，铜是一种比较理想的制作电子浆料的原料，具有电子浆料要求的各项特性，且价格比银低的多，是一种性价比较高的原料。然而金属铜属于过渡族金属，其化学性质非常活泼，在常温状态下与空气接触就容易发生氧化形成一层绝缘的氧化膜，而这层氧化膜几乎不导电，使铜粉实用度大大降低；此外，如果将铜粉长期存放或防止在温度较高、湿度较大的环境中，则氧化问题更为严重。因此，铜粉的氧化问题大大限制了铜粉在电子浆料领域内的应用。
[0005]目前，为了防止铜粉氧化采用的方法有:1、在铜粉表面镀上一层银或者镍，以保护金属粉不被氧化，此方法可以很好额保护金属粉不被氧化；2、以水合肼作为抗氧化剂，水合肼为强还原剂，可保护铜粉不被氧化；3、大量的粘接相保证成型后的形态，提高成型后线路的强度；4、金属粉和环氧树脂体系，环氧树脂能很好的包覆铜粉，防止氧化。上述方法虽然能够防止铜粉被氧化，但是存在以下问题:1、在金属粉表面镀上一层银或者镍，以保护金属粉不被氧化，此方法虽可以很好地保护金属粉不被氧化，但是工艺复杂，成本高；2、以水合肼作为抗氧化剂，但是水合肼属于剧毒物质，不安全，防护困难；3、大量的粘接相保证成型后的形态，但是由于粘接相增多，金属粉的桥接效果减弱，影响了成型后的电导率；4、金属粉和环氧树脂体系，放置时间不长，需现用现配，工艺水平无法保证。
[0006]公开号为CN101794649A的中国专利申请公开了一种压敏电阻电极用导电铜浆制备方法，该方法包括以下步骤:步骤A:取超细铜粉，200-400目过滤后的硼硅铋系列玻璃粉置于真空干燥箱中，在80-120°C干燥箱中烘干2-3小时，隔绝空气密封包装，留待备用；所述超细铜粉平均粒径0.5-3微米、D50为0.3-1.5微米；所述硼硅铋系列玻璃粉平均粒径
0.5-2微米、D50为0.3-1.微米；步骤B:取乙基纤维素1质量份、氯醋树脂1质量份、酚醛树脂0.5质量份和7.5质量份溶剂混合后加热到90-120°C，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机粘合剂；步骤C:取步骤A中烘干后的超细铜粉7.5质量份和硼硅铋系列玻璃粉0.2质量份，一起搅拌使其充分混合得到混合粉末；步骤D:在混合粉末加入步骤B中制备的有机粘合剂1.5质量份充分研磨；步骤E:研磨至外观细腻，均匀无颗粒时，再加入0.4质量份有机粘合剂，0.4质量份稀释剂搅拌均匀，即可支撑压敏电阻电极用导电铜浆。本发明中的超细铜粉容易被氧化，形成氧化层，使得导电浆料的热处理温度大幅提高，同时降低了导电性能。
[0007]公开号为CN103056383A的中国专利公开了一种高性能导电铜浆的制备方法，包括如下步骤:(1)将铜前驱体和表面保护剂溶于有机溶剂得到反应液A ;将还原剂溶于有机溶剂得到反应液B ; (2)将反应液A和B分别经输送泵注入微反应器中，混合并发生反应；
(3)向步骤(2)得到的反应液中加入沉淀剂，采用过滤或者李欣的方法分离，对得到的沉淀物进行清洗；(4)将清洗后的沉淀物用非极性或弱极性溶剂进行分散，得到所述的高性能导电铜浆。本发明由于使用反应型溶剂配合，化学反应过程难以控制；纳米颗粒铜粉成本高。在降低成本方面没有明显优势；也有采用银包覆铜粉但是从工艺处理角度及成本上没有得到明显的降低。
[0008]随着3D电路制造技术的兴起如德国的LDS技术，国内的SBID技术、种子油墨技术等都在填补着3D电路加工制造领域，由于这些技术都需要化学药水进行后期处理镀覆，都存在着对镀液的使用操作及回收方面的环境压力。
[0009]随着无线充电技术的兴起，与NFC通信技术的广泛应用，如果能将电路与磁片直接成型将在生产工艺及制造成本上取得很大的优势，无需贴合，减少加工步骤，模组厚度可控。但是在铁氧体磁片上制备导电铜线目前存在着诸多技术难点。铁氧体如果采用一般铜浆印刷后进行二次烧结，由于烧结环境矛盾无法实现(铜浆要保证其导电性需在厌氧环境下烧结，而铁氧体在厌氧环境下成分会发生变化影响产品本身磁导率及性能)。在曲面及异型体上实现无线充电或NFC模组方案就更难。
【发明内容】
[0010]本发明为解决现有的3D导电线路的制作难以将电路与磁片直接成型的技术问题，提供一种可以将电路与磁片直接成型的3D导电线路的制作方法。
[0011]本发明提供了一种3D导电线路的制作方法，该方法包括以下步骤:
S1、将导电铜浆料涂覆在基材表面，形成电路图形； 52、用激光照射电路图形，使导电铜浆料微熔；
53、然后喷涂油墨层并形成电极；
所述导电铜浆料中含有树枝状铜粉。
[0012]本发明中，采用非接触加工，瞬间短时高温，可在真空环境下加工，不存在回炉材料铁氧体发生明显变性的状况，保证了磁片的稳定性。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
[0014]本发明提供了一种3D导电线路的制作方法，该方法包括以下步骤:
51、将导电铜浆料涂覆在基材表面，形成电路图形；
52、用激光照射电路图形，使导电铜浆料微熔
53、然后喷涂油墨层并形成电极；
所述导电铜浆料中含有树枝状铜粉。
[0015]本发明中，所述微熔是指使得导电铜浆料中的树脂状铜粉的枝杈末端熔化，由于能量的限制以及考虑对基材的热影响只需用激光能量将铜粉末端熔化，而树枝状铜粉的大尺寸的部分仍未熔化，熔化的末端起到了将铜粉之间连接起来粘结剂的作用，同时又保持了它的导电性没有弓I入外来杂质从而提高导通性。
[0016]本发明中，所述基材没有特别的限制，可以为本领域常用的基材，本发明中所述基材为铁氧体磁片。
[0017]根据本发明所提供的方法，优选地，步骤S1中，将导电铜浆料注入点胶机的针筒中，然后用所述点胶机在基材表面点胶，形成电路图形。进一步优选地，所述点胶机的浇口直径为 0.5-1.2mm，压力为 20_650Kpa。
[0018]根据本发明所提供的方法，所述导电铜浆料的粘度没有特别的限制，但是为了能够方便点胶机进行点胶，优选地，所述导电铜浆料的在室温24 °C粘度为20000-100000mPa*So
[0019]根据本发明所提供的方法，为了保证电路图形的不断路，优选地，所述电路图形的平均宽度为0.5~1謹。
[