专利名称：印刷电路板印刷系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及印制印刷电路板的系统和方法，更确切地说，涉及在印制印刷电路板时使用液态电子照相印刷。
背景技术：
计算机、电视机、通信设备、消费电子产品和大多数电子设备依赖于印刷电路板(PCB)来互连和接口内部的电子元件。例如，公知为计算机主板的PCB提供共同作为桌上型或膝上型计算机运行的存储器、处理器、开关和许多其他元件之间的互连和接口。换言之，PCB是其他电子装置共同连接以便作为更大的系统和装置来交互的平台。
早期的PCB相对简单，因为元件数量少且所连接的元件的尺寸和复杂性也相对简单。随着电子元件和设备，例如蜂窝电话和个人数字助理变得更小，更薄以及性能能力上更高级，用于此类装置的PCB也已变得更复杂和密度更高。
随着半导体装置的纳米级制造的发展，可预料到PCB上会有越来越多的元件。同时代的PCB板常常要求高分辨率加工技术和精密度。此外，过去PCB上的互连电路通常仅位于一面上，而现代系统常常要求至少两层。在一些示例中，可以通过提供上面和下面均有电路线路的PCB来实现这一点，一般是需要将两个基板接合为一个PCB或仔细的制造工序以不致于实施一层和/或多层制造时影响到另一侧。
常规PCB的制造工序通常是非常棘手的。绝缘基板具有薄覆铜(或其他导电金属)层设在上表面。为了成为能用的PCB，需要定义电路或线路。一种用于由金属层构建线路的典型方法是公知的电子照相工序。
一般来说，通常由旋转涂敷机器将光刻胶层(也可仅通称为光刻胶)甚至蚀刻层设在金属层上。然后将掩模置于光刻胶上，通常施加紫外线(UV)光。曝光过程中，光刻胶产生化学反应。一般光刻胶将以两种方式的其中一种反映。
就正光刻胶而言，UV光改变光刻胶的化学结构，以使它可在显影剂中溶解。因此要“显示”的显示出来，掩模刚好提供要保留例如电路的线路的图案的副本。
负光刻胶以相反的方式表现，UV曝光导致它聚合而存在显影剂的情况下不溶解。由此，掩模是要留下的图案的照相负片。在利用负或正光刻胶来显影之后，留下光刻胶的块。可以使用这些块保护原金属层的部分、作为绝缘体或其他组成部分。
在典型的PCB制造中，在执行蚀刻工序时，光刻胶块保护金属层的部分。一般地理解例如离子蚀刻的蚀刻工序由两种传统工序的任何一种来实现物理工序或辅助物理工序。在物理蚀刻环境中，不提供任何化学试剂。相反，材料的移除完全取决于仅通过物理力以离子将原子从材料表面撞击出去的物理撞击。物理离子蚀刻通称为离子研磨或离子束蚀刻。
在例如反应式离子蚀刻工序(或RIE)的辅助物理工序中，材料的移除作为化学反应和物理撞击的综合结果来实现。一般，在真空中施加电压而将离子加速。通过引入与正在蚀刻的表面反应的化学物质来辅助实现它们撞击的效果。该反应使得表面更软，由此同时提高蚀刻的相对控制以及蚀刻速度。
一旦完成蚀刻工序，通常利用化学试剂溶解余下的光刻胶块来将它们移除。如果设计要将线路跨接另一个线路，可以施加电介质层，然后再施加要掩罩、曝光并蚀刻的光刻胶层，由此将一些线路的部分绝缘同时提供用于其他线路的接触点。通常多层PCB板是通过将多个薄层叠加在一起来实现，每个层具有预先以平版印刷方式构成的线路。
虽然光刻工序是在一般性意义上描述的，但是显然它是复杂且棘手的工序。因为是包括移除材料(蚀刻金属以及光刻胶)的工序，所以在某种程度上也是有浪费的工序。为了重复使用而重新捕获材料在经济成本上可能是可行或可能不可行的。此外，所使用的许多材料和化学物质可能对一般环境是有害的。
另外，多个步骤是耗费时间的。由于掩模处理和蚀刻工序中的缺陷而遇到某个百分百的失败也是不会陌生的，可能在提供最终PCB进行测试和/或元件组装之前检测到这些缺陷或可能检测不到。
虽然利用计算机绘图大大地为目前的PCB体系结构提供了帮助，但是对于原型系统来说不会陌生的是需要对PCB的多个版本和修订。实际上，在新系统的情况中或仅为了测试例如存储器装置和处理器的新半导体结构，不会陌生的是是利用相同PCB体系结构的重复副本和/或利用连接元件细化时快速地演化PCB。由此，PCB制造中传统方式所用的光刻工序的时间、成本、材料和其他因素可能累积和加剧。
因此，需要一种印制PCB的系统和方法，以克服上文发现的一种或多种缺点。
发明内容
本公开文献通过提供一种用于印制印刷电路板的系统和方法来改进技术领域并克服上文提及的问题。
具体来说且仅以示例方式，根据实施例，提供一种印刷电路板(PCB)印刷系统，包括液态电子照相印刷装置；将导电油墨提供到电子照相印刷装置的至少一个导电油墨提供器；将电介质油墨提供到电子照相印刷装置的至少一个电介质油墨提供器；其中液态电子照相印刷装置可用来将导电油墨和电介质油墨施加到提供的基板，以便在所施加的导电油墨和所施加的电介质油墨之间的任何接触点处产生基本不互溶的边界划分。
图1是根据实施例的印刷电路板(PCB)印刷系统的平面图；图2是图1所示的PCB印刷系统的附加示意图，其中还示出电介质油墨的印刷；图3是PCB印刷系统的备选实施例的平面图；图4是根据实施例具有利用导电油墨构建的导电线路的第一层的放大侧视图；图5说明在图4所示的线路上进一步施加电介质油墨；图6说明在图5所示的电介质油墨上进一步施加具有导电线路的第二层；图7是根据实施例具有利用导电油墨构建的多个导电线路的第一层的透视图；图8是说明在图7所示的第一层的至少一部分上进一步施加电介质油墨的透视图；图9是说明在图8所示的第一层和电介质材料上进一步施加第二层的透视图；图10是示出将导电油墨施加到光敏带的放大局部平面图；图11是示出将电介质油墨施加到光敏带的放大局部平面图；图12是提供多个导电油墨储存器的备选实施例的放大局部平面图；图13是说明根据实施例的印制PCB的方法的流程图；以及图14是根据实施例接收印刷电路线路的基板的俯视图。
具体实施例方式
在开始描述具体实施方式
之前，要认识到本发明的说明是通过示例而非限制性方式实施的。本文的概念并不局限于使用或应用于特定类型的印刷电路板(PCB)印刷系统。因此，虽然本文描述的工具是为了便于解释而提供，并且是参考示范实施例来图示和描述的，但是将认识到本文的原理可以等效地应用于其他类型的印刷电路板(PCB)印刷系统。将认识到附图不一定是按比例绘制的，可能为了易于论述在某些方面进行了放大。
现在参考这些附图，更具体地就图1而言，示出根据实施例的PCB印刷系统100的一部分，其中具有箱体120、至少一个液态电子照相印刷装置104、至少一个导电油墨提供器106以及至少一个电介质油墨108提供器108。在卷到卷印制环境中，箱体102可以完全封装系统的所有部件或可以不完全封装系统的所有部件。
PCB印刷系统100具有印刷接收介质路径130，该印刷接收介质路径130靠近至少一个液态电子照相印刷装置104。在至少一个实施例中，电子油墨提供器是电子油墨储存器122，电介质油墨提供器是电介质油墨储存器124。在至少一个实施例中，两个储存器122、124都是可拆卸和/或可重复填充的。
沿着介质路径130将基板110提供给PCB印刷系统100。基板110属于适于接收导电油墨106和电介质油墨108的类型。在至少一个实施例中，基板110是适合的柔性基板，例如卷到卷制造工序中使用的柔性基板。
在一个实施例中，导电油墨106是例如由金属颗粒组成的金属胶体油墨的油墨。确切地说，金属胶体油墨具有从由铜、金、银、铂或其他导电金属或合金组成的集合中选择的金属纳米颗粒。
电介质油墨108可以是可印刷聚合物材料。在至少一个实施例中，电介质油墨108可以是可印刷聚合材料。可以优选于更基本的聚合物而采用聚合材料，这是因为为达到聚合特征而组合的材料组合可以提供改进的特征、例如分离、粘合和在施加厚度上具有更大可控制。
在传统液态电子照相印刷系统中，所采用的油墨是由油或溶剂、颜料和聚合物组成的液态物质。颜料通常是黑色或诸如青色、品红色和/或黄色等的颜色。颜料的目的是为了提供例如图表、图形、图片或文字等的可视图像。通过混合基色油墨(红色/绿色/蓝色或青色/品红色/黄色)，可以得到完整的色谱。
将颜料与聚合物颗粒混合，以便加热时聚合物会熔化。通过熔化形式，聚合物和颜料将粘附到要施加到的介质基板上。可以施加通常来自辊的力以协助将熔化的聚合物和颜料粘合到介质基板。
在PCB印刷系统100中，具体用于可视图像目的的颜料的问题不是非常重要。对于导电油墨106，除了颜料或替代颜料，还将金属颗粒120与聚合物组合。如图所示，金属颗粒120表示为实心圆圈。
金属颗粒120悬浮在油或溶剂溶液中。当印刷时(含或不含附加的颜料)，导电油墨106是可见的，由此使系统操作员能够以目视方式检查印刷的PCB板。在至少一个实施例中，金属颗粒120在尺寸上小于100纳米。
导电油墨106具有高浓度的金属颗粒120。确切地说，金属颗粒相对于聚合物的浓度为当熔化和施加到介质基板时，金属颗粒120将彼此间充分接触，以便构建印刷的导电油墨106区域的相关形状和尺寸的导体。不是所有颗粒都需要接触仅足够的颗粒需要接触以使印制的图案的一端到另一端导通。因此，颗粒的尺寸、形状和固有导电性以及还有印刷的层厚度一起决定印刷的图案的整体导电性能。
电介质油墨108包括悬浮在油或溶剂溶液中的不导电聚合物颗粒126(或上文指出的聚合颗粒)。如图所示，不导电油墨颗粒126表示为空心圆圈。为了印刷PCB，将不导电聚合物视为在正常PCB工作状况下不导电。确切地说，当施加电介质油墨108时，电介质油墨108将形成印刷的电介质油墨108的相关形状和尺寸的电介质绝缘层。在至少一个实施例中，电介质油墨108是聚合材料。电介质颗粒属于具有高电介质强度的一类材料。在一些情况中，电介质颗粒可以由诸如氧化物、氮化物和有机绝缘材料等的绝缘体材料制成。在另一些情况中，电介质颗粒可以由涂敷有电介质绝缘材料的导电材料的组合制成。电介质颗粒126内存在的导电材料可以结合溶解这些颗粒的油和溶剂以辅助LEP工序期间对油墨充电，但是不对电介质油墨108提供导电特性。
PCB板常常需要的分辨率非常小，以便能够实现置于PCB上的元件的高密度以及元件之间的电线路的高密度。例如调色剂的干法印刷材料通常由不小于5微米的微粒(即混合的颜料和聚合物)组成。
使用基于液体的导电油墨106和电介质油墨108使得能够使用尺寸上约1微米的微粒，由此能够在所产生的PCB中提供更大的分辨率和细节。如PCB印刷系统100中使用的1微米尺寸的油墨颗粒小于喷墨打印系统中使用的油墨颗粒，由此能够在PCB印刷系统100中实现更精细的分辨率。此外，与喷墨打印可达到的情况相比，PCB印刷系统100允许更快印刷，更大的精度和施加点的控制。
就现有技术的平版制造工序来说，PCB印刷系统100可以有利地消除传统且复杂工作淀积导电层，淀积保护抗蚀部分，将抗蚀部分曝光，将抗蚀部分显影以将导电层部分曝光，蚀刻导电层的已曝光部分以及然后移除抗蚀部分。对于跨越线路，重复执行这些平版工序、同时精确对位成了问题。除了要避免大量的传统平版步骤外，PCB印刷系统100还可能产生远远更少的报废产品。
在本技术领域中电子照相印刷的原理是公知的，本文中出于论述的目的参考图1至12对此予以简要概述。
图1-3在概念上说明PCB印刷系统100的两种实施例。图1和2示出其中分别将导电油墨106和电介质油墨108施加到基板110的实施例。图3示出其中以组合方式将导电油墨106和电介质油墨108施加到基板110的实施例。用于任何一个实施例的元件部件基本相同。
设有电子照相印刷装置104，它具有如激光器150的光源、例如光敏带152的光敏媒体、充电装置154和放电装置156。光敏带152通常由可通过可见光子放电的高度光电导材料制成。
放电装置156用于均匀地将光敏带152放电到最初就绪状态。将正电荷施加到光敏带152，光敏带152按驱动器和导向辊160、162、164所指引的循环通过充电装置154。虽然未示出，但是可以使用附加导向辊。在至少一个实施例中，充电装置154是电晕线。
光敏带152设为光耦合到成像光源、例如图示的激光器150。随着充电的光敏带152循环，激光器150将光束158引导到光敏带152的表面上以便对某些位置放电(将它们由正电荷转为负电荷)。换言之，激光器150在光敏带152上绘制静电潜像。可以使用其他光子发射源(例如LED)来替代激光器150。
例如激光器150的光源的操作由控制器180来指引。适合的控制器180可以由模拟电路、数字处理器、利用控制逻辑编程的CPU、装置驱动器和它们组合构成。在适合的情况下，控制器180可以是单个装置对象，或者可以由电耦合在一起的分离元件构成。
图1说明施加导电油墨106。当光敏带152上电路线路图像的至少一部分的静电潜像通过导电油墨储存器122时，从导电油墨储存器122将导电油墨106(已赋予正电荷)吸附到光敏带152。因为导电油墨106带正电荷，所以它将粘着于光敏带152。以静电方式粘着到光敏带152的导电油墨106将至少一个线路132的至少部分图像作为为PCB设计的电路线路图像的一部分显影。
图2说明施加电介质油墨108。当光敏带152上电路线路图像的至少一部分的静电潜像通过电介质油墨储存器124时，从电介质油墨储存器124将电介质油墨108(已赋予正电荷)吸附到光敏带152。因为电介质油墨108带正电荷，所以它将粘着于光敏带152。以静电方式粘着到光敏带152的电介质油墨108将至少一个线路132的绝缘区域134的至少部分图像作为为PCB设计的电路图像的一部分显影。图3说明可以在备选实施例中提供的基本同时施加电介质油墨108和导电油墨106。
更确切地说，导电油墨106和电介质油墨108不像喷墨打印的情况中那样是从它们各自的储存器122、124中喷射或挤压出来的。导电油墨106和电介质油墨108是从它们各自的储存器122、124中以静电方式被吸附出来的，由此能以增强的精度来施加这些油墨。基本以与导电油墨106相同的方式将电介质油墨108吸附到光敏带152。为了简化下文论述，焦点主要关注施加导电油墨106。
一般优先于滚筒采用光敏带152，因为电子照相油墨是基于油或基于溶剂的，并且基本移除油或溶剂载体是所期望的。光敏带152可以在相同的物理空间内提供的表面区域比滚筒提供的表面区域大。在更大的表面区域上的遍历时间可以使油或溶剂载体更多地蒸发和消散。
还可以施加热以帮助消散油或溶剂载体。可以通过朝向光敏带152的辐射热源来施加热，例如通过包括内部加热部件的导向辊164来施加热。使载体油或溶剂消散可以增加所施加的导电油墨106中的金属颗粒120之间的导电性。
然后通过转印辊166将线路132的加热的导电油墨图像从光敏带152转印到提供的基板110。虽然未示出，但是可以使用附加中间转印辊。加热在导电油墨线路132内构建粘着特性，以便它将附着于提供的基板1110、预先施加的线路132和/或绝缘区域134。
此外，加热还可以熔化金属纳米颗粒120以增强导电油墨线路132的导电特性。加热还可以在从光敏带152转印到转印辊166的过程中进行，而取代较早的加热或作为对较早的加热的补充。
压辊168辅助将显影的油墨图像粘合到基板110。作为可以施加到敷设于光敏带152上的油墨的加热的补充或替代，可以靠近基板110设置第二加热部件(未示出)，以进一步帮助将施加的油墨粘合到基板110和/或进一步消散油墨的油或溶剂载体。
在至少一个实施例中，可以通过废油墨移除器182将未转印到转印辊166的废油墨从光敏带152移除。可以收集废油墨以便以后处理或回收到适合的储存器以便重复使用。废油墨移除器182还可用于清洁光敏带152以便为印制构建来吸附导电油墨106或电介质油墨108的下一个静电图像做准备。一般优先使用干净的光敏带152，因为它将允许印制更精确的静电图像。
通常，在彩色液体电子照相印刷中，通过精确地混合基色(例如红色/绿色/蓝色或青色/品红色/黄色)来构建完整的色谱。更确切地说，当施加油墨时，将它们混合在一起。对于例如PCB的电气装置来说，所期望的是在导电区域之间、周围或上方构建绝缘的区域。可能期望这种绝缘来将单层PCB绝缘或允许制造多层PCB。
为了实现导电区域之间、周围或上方的电介质绝缘，对于导电油墨106和电介质油墨108来说非常期望在施加时不彼此混杂。更确切地说，在一个实施例中，在导电油墨106与电介质油墨108的接触部分之间形成基本不互溶的边界划分。
还可以使用不同的方法来实现印制PCB时导电和非导电分层处理。提供图4、5、6、7、8和9以帮助说明至少两个实施例。
图4提供为转印到图1所示的基板110上而在光敏带152上显影的导电油墨线路202的第一层200的横截面图。在转印时，基板110上的第一层200的外观与光敏带152上的外观基本相同。
在一个实施例中，将电介质油墨108的至少一个区域300印刷到至少一个印刷的线路202上，参见图5。如图2所示，可以与导电油墨106分开印刷电介质油墨108，或如图3所示，可以基本同时印刷。如概念上图示的，在导电油墨106和电介质油墨108之间有基本不互溶边界划分302。
虽然在接触点处一些互混可以在分子级上发生，但是油墨不互混和混合。更确切地说，虽然油墨彼此粘合，但是电介质油墨108的电介质特性基本保持不变，以便提供PCB工作期间的电绝缘的区域。
如图6所示，在提供多层PCB的实施例中，将导电线路402的第二层400印刷在电介质油墨108的区域300上。如图4，与图2和图3一样是横截面图，在第一层200中仅示出一个线路202，在第二层400仅示出一个线路402，线路402跨越线路202。
在PCB印刷系统100中，施加油墨是至少两个步骤的工序。通过首先在光敏带152上敷设导电油墨106或电介质油墨108并将敷设的油墨转印到基板110，而不是直接将任何一种油墨敷设在基板110上，电子照相印刷这种104可以有利地提供更精确、更具导电性和个体区分更大(不互混)的导电线路202和绝缘区域300。
图7、图8和图9提供第一和第二层线路的简化集合的局部透视图。在所示的图7中，将导电油墨线路202的第一层200设置在介质500上。在图8中，将电介质油墨的区域300印刷在部分导电油墨线路202上。
在图9中，设置导电油墨线路402的第二层400，如图所示将其定向以跨越第一层线路202。如图9中更充分认识到的，电介质油墨的区域300将某些第一层线路202与某些第二层线路402绝缘。可以重复该工序以提供甚至更多层以获得期望的PCB。
线路202、402以及其之间的电介质区域300有利地构建PCB的电线路，而在电子照相工序中不会遇到过多浪费或复杂蚀刻和对位问题。此外，还快速构建PCB的电线路，并可以快速复制PCB的电线路。为了在整个印刷的电路线路上提供基本整层绝缘，光敏带152上用于吸附电介质油墨106的静电图像基本上可以等于油墨接收基板110的表面面积。
在至少一个实施例中，将第一和第二线路层202、402和绝缘电介质区域300单独地印刷到光敏带152，并通过转印辊166转印到基板110。此类PCB印刷系统100可以采用多组成对的光敏带152和油墨储存器，即随着基板110相对于该系统移动，至少一个提供导电油墨106和至少一个提供电介质油墨108。在此类设置中，图7、图8和图9所示的介质500对应于图1和图2所示的基板110，对于每次连续施加油墨-导电油墨或电介质油墨，通过PCB印刷系统100将介质500重复对位。
在备选实施例中，在将导电油墨106敷设到光敏带152上的静电图像之后，也将电介质油墨108敷设到光敏带152，然后再将两种油墨都转印到基板。在此类设置中，图7、图8和图9所示的介质500对应于图3所示的光敏带152。
图10和图11图示图1、图2和图3建议的实施例的局部放大截面图。更确切地说，由第一导电油墨储存器800提供导电线路202的第一层200。由电介质油墨储存器804提供绝缘区域300。根据激光器150印制的静电图像将导电油墨106施加到光敏带152。根据最初的激光器150或图示激光器150’印制的静电图像将电介质油墨108施加到光敏带152。
图10和图11还图示作为分开的工序在干净的光敏带152上施加导电线路202和绝缘区域300。此类独立施加允许每种油墨至少部分干燥和/或浓缩，以便在加热和施加到基板110(未示出)时，进一步保持每种油墨的特性而不混合。可以重复施加导电油墨106构建多层导电线路202并根据需要由电介质油墨108提供绝缘区域。
图12图示PCB印刷系统100的再一个实施例的局部放大截面图。如图所示，由第一导电油墨储存器800提供导电线路202的第一层200，由第二导电油墨储存器802提供导电线路402的第二层400。由设在第一和第二导电油墨存储器800、802之间的电介质油墨储存器804提供绝缘区域300。还可以包括附加导电储存器和电介质储存器，虽然目前没有示出。图12还示出在至少一个实施例中如何在光敏带152上构建第一层200、第二层400和中间绝缘区域300，以便同时转印到基板110。认识到多个导电储存器和电介质储存器也可以单独地工作一对于单独转印敷设单独层，而不是图示的堆叠式结构。
参考图10、图11和图12，激光器的精确控制允许按预定的间隔距离作为各个点施加导电油墨106。间隔选为确保印刷的金属纳米颗粒120之间的电接触，并由此提供精确布置的电线路。
以相似的方式，可以作为各个点施加电介质油墨108，这些点间隔设为形成基本连续的电介质绝缘区域。如图12所示，控制器180可以控制多个激光器150、150′、150″。当如图12所示顺序地向光敏带152施加导电油墨106和电介质油墨108时，基本同时地将所得到的电路线路部分(包括电线路和层之间的绝缘)转印到基板。
在备选实施例中，可以通过控制器180引导单个激光器150以在图示的多个激光器150、150’、150”服务的多个点处印制潜像。如上所述，还可以采用其他光子提供源来替代激光器150。
在采用多个油墨储存器的一个实施例中，可以通过不同层的静电强度构建光敏带152上的静电潜像。通过提供具有不同电荷量级的每种油墨储存器，能以静电方式将一种或多种油墨吸附到相同位置。
提供图13的流程图以概述利用PCB印刷系统100印刷PCB的至少一个实施例。将认识到所描述的工序无需按本文描述所提供的工序的顺序来执行，而是这些描述仅仅是使用PCB印刷系统100印制印刷电路板的至少一个优选方法的示例。
在至少一个实施例中，印制工序可以开始于将导电油墨和电介质油墨的储存器提供到图1所示的液体电子照相印刷装置，框900。还提供用于接收印刷的导电油墨和电介质油墨的适合基板，框902。
在印刷机内的光敏介质上印制具有至少一个导电线路的第一电路层的静电图像，框904。如上文的论述，此类印制可以通过激光器150对光敏带152的区域放电来实现，参见图1、图2、图3、图10、图11和图2。印制的静电图像将从导电油墨储存器将导电油墨吸附到潜像，框906。吸附的油墨形成至少一个导电油墨线路。
在将导电油墨和电介质油墨一起转印到基板的情况中，印刷工序可以视为组合的工序。在此类情况中，适合的是在将施加的油墨转印到基板上之前将至少一个电介质油墨区域提供到光敏介质。在不是组合工序的情况中，将导电油墨转印到基板，判断908和框910。
在两种情况的任何一种中，在光敏介质上印制至少一个绝缘区域的附加静电图像，框912。将电介质油墨吸附到绝缘区域的静电图像。还将至少一个绝缘区域的静电图像与第一层导电线路对齐，框914。
如果PCB需要多层或有跨越线路，则将施加附加的导电油墨层，判断916。如上文，如果工序不是组合的工序(判断918)，则在返回到印制工序、框904(印制电路层或线路的静电图像)之前，将当前在电介质带上的油墨转印到基板(框920)。如果工序是组合的工序，则可以在返回框904的工序之前不将油墨转印到基板。如果不存在多个层或跨越线路的问题，则将当前在光敏介质上的油墨转印到基板，框922，并且操作可以结束。
通常，通过将从装置延伸出来的导电针脚焊接到PCB板来将电子元件连接到PCB板。由此，对于PCB来说不会陌生的是邻近导电线路提供用于接收此类针脚的窗孔或连接焊盘。此外，在某些状况下，可能期望构建贯穿多个PCB层的通孔以提供多个层之间的接触。可以在印刷一个或多个线路层之后通过钻孔或蚀刻来构建通孔和窗孔。由此利用钻孔或蚀刻来获取通孔或窗孔，而不采用电气线路的一般印制，仍可认为整个PCB印刷系统优于依赖蚀刻来实现电气线路的印制的系统。
图14是沿着介质路径130从转印辊166出现的基板110的俯视图。如图所示，已经构建彼此平行和跨越的导电线路1002。还提供用于与电子元件的焊接连接(或其他电气耦合)的靶标1004。优于传统PCB制造中使用的光刻工序，已经在快速、便宜且材料节省的PCB印刷系统100中构建这些线路1002和靶标1004。操作员能以目视方式复查制造的PCB电路以及快速印制重复的副本。
在不背离本发明范围的前提下，可以在上文的方法、系统和结构中进行更改。因此应该注意上文描述中包含和/或附图中示出的内容应该解释为说明性的，而非限制意义的。所附的权利要求将要涵盖本文描述的所有通用和特定特征，以及就语言而言可以说是落在其间的本发明方法、系统和结构的所有范围陈述。
权利要求
1.一种印刷电路板(PCB)印刷系统(100)，包括介质路径(130)；其上具有电路线路图像的至少一部分的光敏带(152)；至少一个导电油墨(106)提供器(122)，所述至少一个导电油墨(106)提供器(122)邻近于所述光敏带(152)并将导电油墨(106)提供给所述电路线路图像；至少一个电介质油墨(108)提供器(124)，所述至少一个电介质油墨(108)提供器(124)邻近于所述光敏带(152)并将电介质油墨(108)提供给所提供的导电油墨(106)的至少一部分，在施加的导电油墨(106)和施加的电介质油墨(108)之间的任何接触点处产生基本不互溶的边界划分；以及转印介质(166)，所述转印介质(166)设为邻近于所述光敏介质(152)，以便施加油墨的电路线路图像从所述光敏介质(152)转印到所述转印介质(166)然后从所述转印介质(166)转印到沿着介质路径(130)传递的提供的基板(110)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导电油墨(106)是金属胶体油墨，其中包括从由铜、金、银和铂组成的组中选择的金属纳米颗粒(120)。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基板(110)是柔性的。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转印介质是转印辊(166)。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，提供多个导电油墨(106)提供器(122)和多个电介质油墨(108)提供器(124)，所述系统可用来印刷多个层中提供的多个导电线路(132)。
6.一种使用液态电子照相印刷来印制印刷电路板(PCB)的方法，包括在介质上印刷导电油墨(106)线路(132)的第一层(200)；在至少一个印刷的线路(132)上印刷电介质油墨(108)的至少一个区域(300)；在基板(110)上的第一层上印刷导电线路(132)的第二层(202)，所述电介质油墨(108)使所述第二层(202)的至少一部分与所述第一层(200)绝缘。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，利用金属胶体油墨构建所述第一层和第二层(200、202)的导电线路。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属胶体油墨包括从由铜、金、银和铂组成的组中选择的金属纳米颗粒(120)。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电介质油墨(108)是聚合材料。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述介质包括液态电子照相印刷装置(104)中的光敏带(152)；转印介质，所述转印介质设为邻近于所述光敏带(152)，并且可用来将印刷的第一层(200)、印刷的电介质油墨(108)的至少一个区域(300)以及印刷的第二层(202)转印到提供的基板(110)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基板(110)是柔性的。
12.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述导电油墨(106)线路与所述电介质油墨(108)的接触部分之间形成基本不互溶的边界划分。
13.如权利要求6所述的方法，其特征在于，重复执行所述方法以提供多层的导电线路。
14.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在印刷之后通过激光器钻孔或蚀刻来构建线路层之间的通孔。
全文摘要
本发明提供一种印刷电路板(PCB)印刷系统(100)。在特定实施例中，该系统包括液态电子照相印刷装置(104)。还提供将导电油墨(106)提供到电子照相印刷装置(104)的至少一个导电油墨(106)提供器。此外，还提供将电介质油墨(108)提供到电子照相印刷装置(104)的至少一个电介质油墨(108)提供器(124)。液态电子照相印刷装置(104)可用来将导电油墨(106)和电介质油墨(108)施加到提供的基板(110)，以便在所施加的导电油墨(106)和所施加的电介质油墨(108)之间的任何接触点处产生基本不互溶的边界划分。还提供一种用于印制印刷电路板的适合方法。
文档编号H05K3/20GK101036424SQ200580033607
公开日2007年9月12日 申请日期2005年8月29日 优先权日2004年10月4日
发明者M·夏马, L·T·特兰 申请人:惠普开发有限公司