线路印刷装置、线路印刷方法及线路结构与流程

本发明涉及一种印刷装置、印刷方法以及以印刷方法制造的结构，且特别涉及一种线路印刷装置、线路印刷方法以及以印刷方法制造的线路结构。
背景技术：
：随着数字化工业的急速发展，线路板(wiredboard)在数字产品上的应用也越来越广泛，凡是智能型手机、平板计算机、笔记本电脑、桌面计算机以及数字相机等产品内都有线路板的存在，因此可以说线路板早已充斥在我们生活周遭的产品之中。由于现今线路板已朝大排版和高布线密度的设计趋势发展，使得不管是印刷线路板或构装载板都同样具有高布线密度和线宽细小的特征。在金属细线印刷技术上，与其他常见细线印刷技术相比，卷对卷的凹版印刷工艺相对容易获得极细线宽印刷和优良印刷质量，而且为一次印刷(one-stepprinting)，具有较高的生产速度，是其中一种具备量产竞争潜力的印刷方式。然而，用于打印不同线宽的凹版所需的凹版印刷油墨的流变特性和材料粒径大小各不相同。在这样的情况下，若一片凹版上同时存在了两种不同线宽的线路沟槽，则要达到一次印刷是相当困难的，因而使一次印刷难以推向量产。技术实现要素：本发明提供一种线路印刷装置及线路印刷方法，其可使用相同材料粒径的导电油墨而印刷出具有两种不同线宽的线路结构。本发明提供一种以印刷方法制造的线路结构，其线路图案可具有至少两种不同的线宽。本发明的一种线路印刷方法包括下列步骤。提供印刷滚筒，其中印刷滚筒包括沟纹图案。沟纹图案包括彼此连接的第一沟纹图案以及第二沟纹图案，其中第一沟纹图案的第一宽度大于第二沟纹图案的第二宽度。接着，令印刷滚筒沿印刷方向在基板上滚动。随着印刷滚筒沿印刷方向移动并依据沟纹图案选择性地将第一导电油墨、第二导电油墨和将第一导电油墨和第二导电油墨调和后的第三导电油墨喷或涂在沟纹图案上，其中第一导电油墨与第二导电油墨中的固态材料以及溶剂材料相同，且溶剂材料在第二导电油墨中的重量百分比大于溶剂材料在第一导电油墨中的重量百分比。接着，将沟纹图案内的第一导电油墨、第二导电油墨和第三导电油墨转印在基板上。本发明的一种以印刷方法制造的线路结构包括基板以及图案化线路层。图案化线路层设置在基板上，并包括彼此连接的第一线路图案以及第二线路图案。图案化线路层为一体成型，其中第一线路图案和第二线路图案的材料粒径相同，且第一线路图案的第一宽度大于第二线路图案的第二宽度。本发明的一种线路印刷装置包括印刷滚筒、供墨单元以及控制单元。印刷滚筒包括印刷表面以及沟纹图案。沟纹图案设置在印刷表面上并包括彼此连接的第一沟纹图案以及第二沟纹图案，其中第一沟纹图案的第一宽度大于第二沟纹图案的第二宽度，印刷滚筒适于沿印刷方向滚动。供墨单元可移动地设置在印刷滚筒上方，并包括第一供料槽、第二供料槽、调和器以及出料单元。第一供料槽容置第一导电油墨。第二供料槽容置第二导电油墨，其中第一导电油墨与第二导电油墨的固态材料和溶剂材料相同，且溶剂材料在第二导电油墨中的重量百分比大于溶剂材料在第一导电油墨中的重量百分比。调和器连接第一供料槽和第二供料槽，并适于将第一导电油墨和第二导电油墨调和成第三导电油墨。出料单元连接调和器以喷或涂第一导电油墨、第二导电油墨或第三导电油墨。控制单元耦接供墨单元以依据沟纹图案控制供墨单元移动并经出料单元在沟纹图案上喷或涂第一导电油墨、第二导电油墨或第三导电油墨。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特列举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本发明的一实施例的一种线路印刷装置的剖面示意图。图2是依照本发明的一实施例的一种线路印刷装置的示意图。图3是依照本发明的一实施例的一种线路印刷装置印刷线路的情境示意图。图4是依照本发明的一实施例的一种沟纹图案的局部放大示意图。图5是依照本发明的一实施例的一种印刷滚筒的俯视示意图。图6是依照本发明的一实施例的一种印刷滚筒涂布导电油墨的俯视示意图。图7至图9是现有技术的供墨单元和本实施例的供墨单元所提供的导电油墨的流变特性与印刷质量变化示意图。图10是依照本发明的一实施例的一种线路结构的局部俯视示意图。图11是依照本发明的一实施例的一种线路结构的局部剖面示意图。符号说明100：线路印刷装置110：印刷滚筒112：印刷表面114：沟纹图案114a：第一沟纹图案114b：第二沟纹图案114c：过渡沟纹图案120：供墨单元122：第一供料槽124：第二供料槽126：调和器128：出料单元140：控制单元130：刮刀模块132：第一刮刀134：第二刮刀200：线路结构210：基板220：图案化线路层222：第一线路图案224：第二线路图案226：过渡线路图案d1：印刷方向d2：供墨方向e1：第一端e2：第二端i1：第一导电油墨i2：第二导电油墨i3：第三导电油墨r2：中央区域r1：周缘区域w1：第一宽度w2：第二宽度w3：第二宽度具体实施方式有关本发明的前述和其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的各实施例的详细说明中，将可清楚的体现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的组件将采用相同或相似的标号。图1是依照本发明的一实施例的一种线路印刷装置的剖面示意图。图2是依照本发明的一实施例的一种线路印刷装置的示意图。图3是依照本发明的一实施例的一种线路印刷装置印刷线路的情境示意图。请同时参照 图1至图3，本实施例的线路印刷装置100可用于印刷出线路结构，其包括印刷滚筒110、供墨单元120以及控制单元140。印刷滚筒110适于如图2所示的沿印刷方向d1滚动，并可如图3所示包括印刷表面112以及沟纹图案114，其中，沟纹图案114设置在印刷表面112上并包括第一沟纹图案114a以及第二沟纹图案114b，其中，第一沟纹图案114a和第二沟纹图案114b彼此连接，且第一沟纹图案114a的第一宽度w1大于第二沟纹图案114b的第二宽度w2。举例来说，第一宽度w1实质上大约可介于20微米(μm)至100微米之间，而第二宽度w2实质上大约可介于1微米至10微米之间，当然，本实施例仅用以举例说明，本发明并不具体限制沟纹图案的宽度范围。图4是依照本发明的一实施例的一种沟纹图案的局部放大示意图。请参照图4，详细来说，沟纹图案114还可包括过渡沟纹图案114c，连接在第一沟纹图案114a和第二沟纹图案114b之间。过渡沟纹图案114c包括相对的第一端e1以及第二端e2，第一端e1连接第一沟纹图案114a，第二端e2连接第二沟纹图案114b，而且过渡沟纹图案114c的第三宽度w3介于第一宽度w1与第二宽度w2之间。更进一步来说，过渡沟纹图案114c的第三宽度w3可由第一端e1往第二端e2减小。在本实施例中，供墨单元120如图2所示的可移动地设置在印刷滚筒110上方。详细来说，供墨单元120除了可随着印刷滚筒110沿印刷方向d1移动之外，也可沿着垂直于印刷方向d1的供墨方向d2移动。供墨单元120可如图3所示包括第一供料槽122、第二供料槽124、调和器126以及出料单元128。第一供料槽122容置第一导电油墨i1。第二供料槽124容置第二导电油墨i2，其中第一导电油墨i1与第二导电油墨i2的固态材料和溶剂材料相同，且溶剂材料在第二导电油墨i2中的重量百分比大于溶剂材料在第一导电油墨i1中的重量百分比。也就是说，第一导电油墨i1中固态材料的成分与第二导电油墨i2中固态材料的成分相同，且第一导电油墨i1中溶剂材料的成分与第二导电油墨i2中溶剂材料的成分也相同，但第二导电油墨i2中的溶剂材料所占的比例较大。举例来说，第一导电油墨i1和第二导电油墨i2的材料相同，其固态材料可包括银或铜，并且其固态材料的粒径都相同。更进一步来说，第一 导电油墨i1和第二导电油墨i2中的固态材料的粒径实质上大约可介于0.2微米至1微米之间。在本实施例中，第一供料槽122所容置的第一导电油墨i1可为较浓稠或是未经稀释过的导电油墨，而第二供料槽124所容置的第二导电油墨i2则可为经过溶剂材料所稀释的导电油墨。举例来说，溶剂材料在第二导电油墨i2中的重量百分比与溶剂材料在第一导电油墨i1中的重量百分比大约可相差2.5～5wt％，当然，本实施例仅用以举例说明，本发明并不以此为限。根据以上所述，调和器126连接第一供料槽122和第二供料槽124，并经配置将较浓稠的第一导电油墨i1以及较稀释的第二导电油墨i2调和成第三导电油墨i3。在本实施例中，调和器126可包括搅拌单元、加热单元、振动单元、气压控制单元或其任意组合，以通过搅拌、加热、振动等方式来调和第一导电油墨i1和第二导电油墨i2。出料单元128连接调和器126，以将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或调和过后的第三导电油墨i3喷或涂在印刷滚筒110上。控制单元140耦接供墨单元120，以依据印刷滚筒110的沟纹图案114来控制供墨单元120移动，并通过出料单元128将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3喷或涂布在沟纹图案114上。详细来说，线路印刷装置100还可如图1所示的包括刮刀模块130，其设置在印刷滚筒110上并与印刷表面112接触，以在印刷滚筒110沿印刷方向d1滚动时，可顺势滑过印刷表面112而将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3均匀地涂布在沟纹图案114内。进一步来说，刮刀模块130可如图1所示的包括第一刮刀132以及第二刮刀134，其中，第一刮刀132位于供墨单元120与第二刮刀134之间，以将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3涂布在沟纹图案114内，而第二刮刀134经配置以刮除位在沟纹图案114以外的第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3。图5是依照本发明的一实施例的一种印刷滚筒的俯视示意图。图6是依照本发明的一实施例的一种印刷滚筒涂布导电油墨的俯视示意图。请同时参照图5和图6，如以上所述的配置，利用前述的线路印刷装置100来印刷线路的方法例如可先提供前述的印刷滚筒110，并令此印刷滚筒110 沿印刷方向d1在基板上滚动。随着印刷滚筒110沿印刷方向d1移动，控制单元140会根据印刷滚筒110沿印刷方向d1滚动的滚动速率以及沟纹图案114的分布位置来控制供墨单元120的移动速率或移动轨迹。举例来说，图5的细虚线区域可为欲转印在基板上的区域，其上分布有沟纹图案114，控制单元140可依据印刷滚筒110的滚动速率和沟纹图案114的分布位置来控制供墨单元120的沿着如图5中箭头的方向移动，以将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3喷或涂在沟纹图案114上。要说明的是，图5中的粗虚线可以是供墨单元120仅移动而不供墨的路线。并且，控制单元140可依据沟纹图案114的宽度来控制供墨单元120在沟纹图案114上喷或涂第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3。举例来说，基板(如图5中的细虚线所框围的范围)的边缘区域的线路宽度较粗，故控制单元140可控制供墨单元120将第一导电油墨i1喷或涂于位在基板边缘区域的沟纹图案114上。基板的中央区域的线路宽度较细，故控制单元140可控制供墨单元120将第二导电油墨i2喷或涂在位在基板中央区域的沟纹图案114上。之后，第一刮刀132平顺地划过印刷滚筒110的印刷表面112，以将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3如图6所示的均匀地涂布在印刷表面112上和沟纹图案114内，之后，第二刮刀134再划过印刷表面112，以刮除位在沟纹图案114以外的第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3。如此，随着印刷滚筒110沿印刷方向d1在基板上滚动，即可将沟纹图案114内的第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3转印在基板上，以在基板上印刷形成对应在沟纹图案114的线路结构。在本实施例中，控制单元140是依据印刷滚筒110上的沟纹图案114的宽度而选择性地将第一导电油墨i1、第二导电油墨i2或第三导电油墨i3喷或涂在沟纹图案114上。举例而言，控制单元140可选择将较浓稠的第一导电油墨i1喷或涂布在宽度较宽的第一沟纹图案114a上，将调和过的第三导电油墨i3喷或涂在宽度介于中间的过渡沟纹图案114c上，并将较稀的第二导电油墨i2或是调和较多第二导电油墨i2的第三导电油墨i3 喷或涂布在宽度较窄的第二沟纹图案114b上。当然，本实施例仅用以举例说明，本发明并不以此为限。在其他实施例中，控制单元140也可将调和第一导电油墨i1的比例较多的第三导电油墨i3喷涂在宽度较宽的第一沟纹图案114a上，可将调和第二导电油墨i2的比例较多的第三导电油墨i3喷涂在宽度较窄的第二沟纹图案114b上。控制单元140可依据沟纹图案114的宽度来控制第一导电油墨i1的提供量和第二导电油墨i2的提供量，以调和提供的第一导电油墨i1和第二导电油墨i2而使出料单元128可喷或涂布浓稠度适当的第三导电油墨i3，简单来说，第二导电油墨i2的提供量随着沟纹图案114的宽度减小而增加。如此，线路印刷装置100便可利用连接在第一沟纹图案114a和第二沟纹图案114b之间的过渡沟纹图案114c而顺畅地将导电油墨的调和至适当的浓稠度。图7至图9是现有技术的供墨单元和本实施例的供墨单元所提供的导电油墨的流变特性与印刷质量变化示意图，其中，图7及图8的纵轴是导电油墨所印刷出来的线宽，而图9的纵轴则是导电油墨的电阻值，图7至图9的横轴则代表印刷的张数。在此要说明的是，图7是导电油墨用于印刷宽度较宽的线路(例如位于基板的边缘区域的线路)时所实际印刷出来的线宽。在本实施例中，预定打印线宽大约介于24微米至30微米之间。由图7可知，随着印刷张数的增加，导电油墨中的溶剂逐渐蒸发而导致浓稠度提升，因此，现有技术中仅使用原始导电油墨所印刷出来的线宽会随着印刷张数的增加而逐渐减小，并逐渐低于预定打印线宽的要求。反观本实施例的供墨单元120所提供的导电油墨，由于其可通过与较稀的第二导电油墨i2做调和来控制其浓稠度和流变特性，因此，本实施例的供墨单元120所印刷出来的线宽不会随着印刷张数的增加而有明显的改变。因此，本实施例的线路印刷装置100可有效维持印刷质量的稳定性。相似地，图8是导电油墨用于印刷宽度较窄的线路(例如位于基板的中央区域的触控线路)时所实际印刷出来的线宽。在本实施例中，预定打印线宽大约介于4微米至6微米之间。由图8可知，现有技术中仅使用原始导电油墨所印刷出来的线宽同样会随着印刷张数的增加而逐渐减小，并逐渐低于预定打印线宽的要求。反观本实施例的供墨单元120所提供的导电油墨，由于其可通过与较稀的第二导电油墨i2调和来控制其浓稠度和流 变特性，故本实施例的供墨单元120所印刷出来的线宽不会随着印刷张数的增加而有明显的改变。此外，由图9可知，随着印刷张数的增加，现有技术的导电油墨所印刷出来线路的电阻也会随之大幅增加，反观本实施例的供墨单元120所印刷出的线路的电阻表现则十分稳定。因此，本实施例的线路印刷装置100不论是印刷宽线路或是细线路都有稳定且良好的印刷质量和电性表现。下表1表示了现有技术的原始导电油墨与本实施例的供墨单元120所提供的导电油墨的粘稠度变化。由表1可知，现有技术的原始导电油墨的粘滞性每小时会增加54.7％，而本实施例的供墨单元120所提供的导电油墨的粘滞性每小时仅略微增加8.9％。因此，本实施例的线路印刷装置100确实可有效控制其导电油墨的流变特性和印刷质量。表1导电油墨原始粘滞性最终粘滞性现有技术的原始导电油墨528.8pa·s1180pa·s(+54.7％/hr)调和5wt.％溶剂的导电油墨648.0pa·s777.6pa·s(+8.9％/hr)因此，本实施例的控制单元140可依据沟纹图案114的宽度而自由调配适当浓度的导电油墨来进行印刷，因而可避免导电油墨太浓稠而导致油墨提早干燥于沟纹图案114内而导致断线或线形不均匀的问题，也可避免导电油墨过稀而使印刷线宽过宽产生短路的问题，还可避免因为油墨容易溢流而导致的印刷瑕疵。因此，本发明确实可有效达到一次性印刷，简化线路印刷的工艺步骤，还可有效提升线路的工艺合格率和印刷质量。图10是依照本发明的一实施例的一种线路结构的局部俯视示意图。图11是依照本发明的一实施例的一种线路结构的局部剖面示意图。请同时参照图10和图11，以上述的印刷方法所制造的线路结构200可如图10所示包括基板210以及图案化线路层220。图案化线路层220设置在基板210上，并包括彼此连接的第一线路图案222以及第二线路图案224。图案化线路层220为一体成型，也就是说，图案化线路层220是通过印刷滚轮110一次性的转印而形成，其中，第一线路图案222和第二线路图案224的材料相同，且材料的粒径也相同。具体来说，第一线路图案222和第二 线路图案224的材料粒径实质上大约可介于0.2微米至1微米之间。并且，第一线路图案222与第二线路图案224分别对应于前述的第一沟纹图案114a与第二沟纹图案114b，因此，第一线路图案222的第一宽度w1也大于第二线路图案224的第二宽度w2。此外，由于本实施例用于印刷较粗线路和较细线路的导电油墨的材料粒径都相同，因此，本实施例所印刷出来的线路结构的表面粗糙度也可较为平滑。具体来说。第一线路图案222的表面粗糙度实质上大约可介于1.5微米至3微米之间，而第二线第二线路图案的表面粗糙度实质上大约可小于或等于1微米。详细来说，图案化线路层220还包括过渡线路图案226，连接在第一线路图案222和第二线路图案224之间。过渡线路图案226与第一线路图案222和第二线路图案224的材料及其材料粒径相同。并且，过渡线路图案226包括相对的第一端以及第二端，第一端连接第一线路图案222，第二端连接第二线路图案224，且过渡线路图案226的宽度由第一端往第二端减小，且过渡线路图案226的最小宽度大于或等于第二宽度w2，过渡线路图案226的最大宽度小于或等于第二宽度w2。此外，过渡线路图案226的表面粗糙度实质上大约可介于1微米至1.5微米之间。在本实施例中，第二线路图案224可如图10所示的包括多个网格电极，其例如可以作为基板210的中央区域r2的触控线路，而第一线路图案222则设置在基板210的周缘区域r1并连接第二线路图案224，以作为基板的周缘区域r1的连接线路。过渡线路图案226则连接在第一线路图案222与第二线路图案224之间。此外，由图11可知，图案化线路层220的线路宽度是由第一线路图案222、过渡线路图案226与第二线路图案224而逐渐减小，并且，由第一线路图案222、第二线路图案224以及过渡线路图案226的剖面可知，第一线路图案222、第二线路图案224以及过渡线路图案226的顶面与其对应的侧面的相接处都呈导角(圆弧状)，而第一线路图案222、第二线路图案224以及过渡线路图案226的底面与其对应的侧面的夹角则都为锐角。综上所述，本发明的线路印刷装置和线路印刷方法可依据印刷滚轮上的沟纹图案的宽度而自由调配适当浓度的导电油墨以进行印刷，因此，可 通过一次性印刷工艺而印刷出的具有至少两种不同线宽的线路结构。并且，本发明的线路结构可避免导电油墨太浓稠而导致断线或线形不均匀的问题，也可避免导电油墨过稀而使印刷线宽过宽产生短路的问题，还可避免因为油墨容易溢流而导致的印刷瑕疵。因此，本发明确实可有效达到一次性印刷，简化线路印刷的工艺步骤，还可有效提升线路的工艺合格率和印刷质量。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12