专利名称：印刷电路板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷电路板的制造方法。
背景技术：
印刷电路板是一种焊接有诸如集成电路、电阻、或开关的电子
组件的薄板。用于诸如计算机的许多电子产品中的电路:故安装到印 刷电^各板上。
通常，印刷电路板通过以下步骤制造在由作为绝缘材料的环 氧树脂或酚酪树脂制成的薄基板上层压铜箔；仅在将残留铜箔并形 成电路图案的部分选择性地印刷防蚀涂层；通过将印刷基净反浸入蚀 刻剂中仅选择性地蚀刻未^皮防蚀涂层覆盖的部分；然后，去除防蚀 涂层，以形成电路图案。作为后处理程序，在将安装电子组件处打 孔并且在将不覆盖焊料处涂覆阻焊剂，从而完成印刷电路板的制 造。
作为在绝缘基板上印刷电路图案的方法，近来已呈现如下的各 种方法。第一种方法是印刻法，其中，通过将压模按压或热压到聚
合树脂或液态单体上并通过热或紫外(UV)线进行>^更化，将在压 模上形成的图案转印到聚合树脂上，其中，压模具有对应于从其表 面突出的电路图案的正片图案。然而，这种方法会受到以下限制， 电路图案必需通过镀转印到树脂上的图案内部来形成。
第二种方法是喷墨法，其由通过喷墨头的喷嘴喷射具有各种成 分(例如，聚合物、金属等)的各种墨水中的任一种来印刷所需的 电路图案，以及第三种方法是网板法，其由通过其上打有指定图案 的绷网进行喷墨来印刷电路图案。然而，这些方法具有的以下问题， 由于墨水的扩散，难以形成所需厚度的电路图案。
发明内容
本发明提供了一种印刷电路板的制造方法，其中，可以通过使 用印刻技术在绝缘层上形成负片图案，并且使用喷墨方法在负片图 案中印刷导电墨水来形成厚度大于特定值的电路图案。
本发明的一个方面提供了一种PCB的制造方法，其包括(a) 提供印刻压模，其具有使用电路图案数据形成的对应于该电路图案 ^:据的正片图案；(b)通过在绝^彖层上按压印刻压才莫形成对应于正片 图案的负片图案；以及(c)通过喷墨方法使用电路图案数据在负片图 案中印刷导电墨水来形成电路图案。
步骤(a)，可以包括(d)制作以负片形式形成的具有对应于电路图 案数据的主图案的主模；(e)在主模上层压成型材料，以使成型材料 填充到主图案中；以及(f)从主模中分离出成型材料。
步骤(d),可以包括(dl)在掩模上印刷电路图案；以及(d2)通过在 硅晶片或玻璃板上层压掩模并进行选择性蚀刻来形成主模。
成型材料可以包括单体和聚合物母体中的一种或多种，且步骤
(e)可以包括(el)在主模上涂覆成型材料；以及(e2)聚合成型材料，以 在成型材料上以正片形式形成对应于主图案的图案。
成型材料可以包括聚合物，且步骤(e)可以包括(e3)在主才莫上层 压成型材料，以及(e4)通过加热成型材津^H吏成型材并+变形，以在成 形材坤牛上以正片形式形成对应于主图案的图案。
该方法还可以包括在步骤(f)之后，在印刻压才莫的表面上形成镀 层。步骤(e)可以包括镀主模的表面以使镀层填充主图案。镀层可以 包括镍(Ni )。
步骤(b)可以包括(bl)在基板上层压绝缘层并按压印刻压模；以 及(b2)使印刻压模脱模。该方法可以还包括在步骤(b2)之后，通过热 处理石更化绝缘层。步骤(c)可以包括固化导电墨水。
本发明的另一方面提供了一种印刷电路板，其包括绝缘层； 负片图案，通过按压与将形成电路图案的位置相对应的绝缘层部分 来形成；以及导电墨水，通过填充负片图案来形成电路图案。
可以通过在绝缘层上按压印刻压模来形成负片图案，印刻压模 具有与电路图案相一致形成的正片图案。通过喷墨方法在负片图案 中印刷导电墨水。
本发明的其他方面和优点将在下面的说明中部分地阐述，并且 可以部分地乂人il明中变得明显，或可以通过本发明的实施而获知。
图1是示出了根据本发明实施例的印刻过程的流程图。
图2是示出了根据本发明实施例的喷墨印刷过程的示意图。
图4是示出了根据本发明实施例的印刻压模制造方法的流程图。
具体实施例方式
以下将参考附图更加详细地描述才艮据本发明的特定实施例的 印刷电路板的制造方法。在参照附图的描述中，使用相同参考标号 的组件是相同或一致的，而与图号无关，且不再赘述。
图1是示出了根据本发明实施例的印刻过程的流程图，以及图 2是示出了^f艮据本发明实施例的喷墨印刷过程的示意图。在图l和 图2中示出了印刻压才莫IO、正片图案12、绝缘层20、基板22、负 片图案24、电路图案26、喷墨头30、和导电墨水32。
本发明实施例的特征在于喷墨印刷技术与印刻图案成型技术 的结合。在使用印刻压模10(即，其上特定图案以正片形式突出的 压模)将该图案印刻到聚合树脂之后，使用喷墨印刷方法将导电墨 水32注入转印的负片图案24 (即，沟槽)中，以实现对应于特定 图案的电路图案26。
印刻^支术是在传统的基板工艺中使用的诸如光刻月交层压、蚀 刻、用于形成导通孔的钻孔等的各种工艺被一个印刻过程所取代， 以在绝缘膜上形成电路图案。
为了通过印刻技术处理精密电路图案26,如图1 (a)所示， 将作为其上处理精密图案的正片形式的模型的印刻压模10堆叠在
绝缘层20上，以及如图1 (b)所示，将印刻压模10按压在绝缘层 20上并进行脱才莫，以如图1 (c)所示的处理加工包括导通孔的精 密图案。因此，通过应用印刻技术，就可以实现精密电路图案26， 复杂的过程可以由一个过程所耳又代，且可以降<氐加工成本。
喷墨印刷技术通常用于办公自动化(OA)领域，以及与标记 包装材泮牛(packing material)和在衣月良上印刷相关的工业领域。然 而，随着包括诸如银和镍等的纳米金属颗粒的功能性墨水的发展， 其适用性逐渐扩大，并且目前，其应用于^f吏用包括纳米金属颗粒的 功能性墨水在印刷电路板上形成电路图案。
即，如图2所示，通过喷墨印刷的电路图案成形技术是通过在 绝缘层20上喷射导电墨水32以印刷电路图案26，才艮据预先输入的 电^各图案26数据来移动喷墨头30的方法。
使用现代喷墨方法，虽然可能使用各种墨水来印刷各种形状的 图案，但将图案印刷成所需厚度却受到限制。当印刷电子电路图案 26时，需要厚度大于特定值的金属配线，并且这是发生许多问题的 部分。本实施例能够通过使印刻图案成形技术与通过喷墨印刷来印 刷电路图案26的过程相结合来形成所需厚度的电路图案26。
所述印刻方法能够通过在印刻压才莫10上形成正片图案12来在 绝缘层20上实现所需厚度的负片图案24。换句话说，可以在绝缘 层20上制造特殊形状的沟槽。
因而，通过使用喷射方法将导电墨水32注入到应用印刻方法 在绝》彖层20中形成的沟槽中，可以防止由于墨水扩散而导致电i 各
图案26扩散的问题，并且可以防止由于墨水以特定深度陷入沟槽 中而导致在固化过程中电路图案26的形状变形的问题。
同样，在喷墨印刷过程中，实际上可以4吏用用于形成印刻压才莫 10的电路图案26的CAD (计算机辅助设计)数据。
图，图4是示出了根据本发明实施例的印刻压模制造方法的流程图， 以及图5是示出了根据本发明实施例的印刷电路板制造过程的流程 图。在图5中示出了印刻压模IO、正片图案12、绝缘层20、基板 22、负片图案24、电路图案26、喷墨头30、和导电墨水32。
为了制造根据本发明实施例的印刷电路板，首先，准备印刻压 模10,其中，使用电路图案数据形成正片图案12 (100)。如下所 述，因为通过蚀刻硅片等来制造印刻压模IO，所以在其过程中使用 关于电路图案26的CAD数据。即，制造印刻压模，以形成以正片 形式突出的对应于电^^图案26的图案。
如图4所示，为了制造根据本发明实施例的印刻压模，首先， 制造主模(102)。主模是与用于制造印刻压模的相当于框架的结构， 并且通过形成与石圭片或玻璃板上负片形式的电i 各图案数据相对应 的图案来制造主模。下文中将在主模上以负片形式形成的图案称作 "主图案"。
为了在诸如硅片或玻璃板等的部件上以负片形式形成主图案， 在掩模上印刷电路图案数据(103)，将其上印刷有电路图案的掩模 层压在诸如^5圭片的部件上，并且对该部件上^^亍适当的选4奪性蚀刻 工艺，例如，曝光、显影、和蚀刻等。此时，形成了才艮据本发明实 施例的主模(104)。
接下来，在主模上堆叠成型材料，以使成型材料填充主图案
(105)。由于根据主图案形成了成型材料，所以在成型材料表面上 形成了与主图案相应的正片图案，其中，如此形成以具有在其表面 上形成的正片图案的成形材料将被用作印刻压模。
通过在主模上堆叠成型材料形成成型材料的方法包括以下方 法聚合液态单体或聚合物前体、堆叠聚合物并进行加热成型、以 及通过镀主模来将镀层填充到主图案中，等等。
在聚合液态单体或聚合物前体的方法中，将液态成型材料涂覆 到主模上，以将成型材料填充到主图案中(106a),在此之后，将 其聚合成具有在其表面上形成的正片图案的固态聚合物(107a)。 如上所述，才艮据电^各图案形成主图案，以在成型材^l"的表面上形成 对应于电路图案的正片图案。
在堆叠聚合物之后通过加热成形的方法中，在主模上层压聚合 物的成型材料(106b)，在此之后，加热聚合物，以使其转变成具 有在其表面上形成的正片图案的聚合物(107b)。当取消加热时， 转变的聚合物硬化成固体并且成型为印刻压才莫。
通过镀主模将镀金材料填充至主图案中的方法用于成型印刻 压模，其不是通过上述方法中聚合聚合物来形成成型材料的，而是 通过在主图案上直4妄镀4臬等(106c),即，通过4吏用镀层作为成型 材料。作为用于镀金属的材料，可以使用能够经受反复印刻过程的 材料(例如，镍等)来制造印刻压模。
在通过诸如上述各种方法中的一种在主才莫上堆叠并形成成型 材料之后，从主模中分离形成的成型材料(108)。 在上述方法中，在主模上堆叠聚合物并形成聚合物的成型材料
之后，通过镀聚合物的表面(109)完成了印刻压模的制造。通过 形成聚合物制造的压模可能不具有足够的强度和硬度，以通过重复 印刻过程将电路图案转印到绝》彖层上，因此通过在聚合物表面上沉 积金属镀层，可以使得印刻压模得到足够的硬度。因此，可以有利 地使用诸如镍等的金属材料(能够经受重复印刻过程)来镀聚合物 表面。
为了总结根据本发明实施例的印刻压模的制造过程，使用CAD 数据在掩模上印刷所述电路图案26,在硅片等上层压其上印刷有电 路图案的掩模，然后，通过仅选择性地蚀刻其上没有印刷电路图案 26的部分，在其上形成有负片图案的部分制造主模。
接下来，可以在使用主模涂装并凝固单体、聚合物前体、或聚 合物之后制造聚合物材料的印刻压模，或者可以在通过以金属材料 镀主模将镀层填充至负片图案中并分离镀层之后制造金属材料的 印刻压才莫。
如图5 (a)所示的印刻压才莫10中，正片图案12不^f又包4舌电^各 图案26，而且包4舌导通孔，并且这有利于同时通过印刻在绝《彖层 20上形成对应于电^^图案26和导通孔的负片图案24。
接下来，将印刻压模10按压到绝缘层20上，然后，在绝缘层 20上形成对应于正片图案12的负片图案24 (110)。该"印刻，，过 程包括如图5 ( a)中，在基板22上层压将形成负片图案24的绝 缘层20;如图5 (b)中，层压并按压印刻压模IO (112);以及通 过按压使绝缘层20变形之后，如图5 (c)中，使印刻压模10脱模 (114)，然后，热处理并硬化绝缘层20 ( 116)，以在绝缘层20上形 成负片图案24。
当然，根据绝缘层20的材料，可以在使印刻压模10脱模之前 热处理并部分硬化绝缘层20，并且在使印刻压模10脱模之后，对 形成有负片图案24的绝^彖层20应用诸如化学处理的后处理过程。
因而，在形成有负片图案24的绝缘层20上，如图5(d)，用 喷墨方法印刷导电墨水32，以在负片图案24中填充导电墨水32之 后，如图5(e)，通过固化导电墨水32来形成所需厚度的电路图案 26 ( 120)。即，根据该实施例，通过印刻过程中绝缘层20的陷入 程度来确定电路图案26的厚度。因此，通过所形成的电路图案26 从印刻压模中凸出的多少来确定在绝缘层20上形成的电路图案26 的厚度。
喷墨印刷是通过根据预先存储的数据移动喷墨头30来喷射导 电墨水32和印刻电路图案26的过程，因而，如上所述的用于在印 刻压模10上形成正片图案12的电路图案26的CAD数据可被用于 驱动喷墨头30的数据。
通过上述印刷电路板的制造方法制造的印刷电路板，在绝缘层 20中形成埋入式的电路图案26。即，其结构是在对应于形成电路 图案26的位置的绝缘层20中形成负片图案24，并且在负片图案 24中i真充导电墨水32以构成电^各图案26。
如上所述，通过印刻过禾呈(即，爿寻形成有对应于电路图案26 的正片图案12的印刻压模10按压到绝缘层20上的过程)形成在 绝缘层20中形成的负片图案24,以及通过喷墨印刷方法(即，通 过根据预先存储的电路图案数据移动喷墨头30来注入导电墨水32 的方法)进行导电墨水32的填充。
才艮据上述本发明，通过在由印刻方法处理的凹槽中注入导电墨 水，有可能实现所需厚度的电路图案，并且可以防止在包含金属的
导电墨水的固化过程中墨水的扩散和图案形状的变形。同样，在喷 墨印刷过程中可以再次使用在印刻压模的制造中所使用的电路图
案CAD数据。
虽然以上描述已指出本发明应用于各种实施例的新颖特征，但 是本领域技术人员应了解，在不背离本发明范围的条件下，可以对 所示设备和过程的形式和细节作出各种删除、代替、和改变。因此， 本发明的范围由附加的4又利要求限制，而非由上述描述限制。在斥又 利要求等效物的意义和范围内的所有变化都包括在其范围内。
权利要求
1.一种PCB的制造方法，所述方法包括以下步骤提供印刻压模，具有使用电路图案数据形成的对应于所述电路图案数据的正片图案；通过将所述印刻压模按压在绝缘层上形成对应于所述正片图案的负片图案；以及通过喷墨方法使用所述电路图案数据将导电墨水印刷在所述负片图案中来形成电路图案。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供所述印刻压模包 括制作以负片形式形成的具有对应于所述电路图案数据的 主图案的主才莫；在所述主才莫上层压成型材料，以使所述成型材料填充到 所述主图案中；以及从所述主模中分离所述成型材料。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述制作所述主模包括在掩才莫上印刷所述电路图案；以及通过在硅片或玻璃板上层压所述掩模并进行选择性蚀刻 来形成所述主模。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述成型材料包括单体和 聚合物母体中的一种或多种，以及所述层压包括在所述主模上涂覆所述成型材料；以及
5.聚合所述成型材料，以在所述成型材料上以正片形式形 成对应于所述主图案的图案。根据权利要求2所述的方法，其中，所述成型材料包括聚合物， 以及所述层压包括在所述主模上层压所述成型材料；以及通过加热所述成型材^H吏所述成型材津牛变形，以在所述 成型材料上以正片形式形成对应于所述主图案的图案。
6. 根据权利要求4所述的方法， 印刻压模的表面上形成镀层。
7. 根据权利要求6所述的方法,
8. 根据权利要求5所述的方法, 印刻压模的表面上形成镀层。
9. 根据权利要求8所述的方法,还包括在所述分离之后，在所述其中，所述镀层包括4臬(Ni )。 还包括在所述分离之后，在所述其中，所述镀层包括镍(Ni)。
10. 才艮据权利要求2所述的方法，其中，所述层压包括镀所述主 模的表面，以在所述主图案中填充镀层。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述镀层包括镍(Ni)。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成所述负片图案包 括在基板上层压所述绝缘层，并且4要压所述印刻压才莫；以及使所述印刻压模脱模。
13. 根据权利要求12所述的方法，还包括在所述脱模之后，通过 热处理^更4b所述绝纟彖层。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成所述电路图案包 括固化所述导电墨水。
15. —种印刷电路板，包括绝》彖层；负片图案，通过按压与将形成电路图案的位置相对应的 所述绝纟彖层的部分而形成；以及导电墨水，通过填充所述负片图案形成所述电路图案。
16. 根据权利要求15所述的印刷电路板，其中，通过在所述绝缘 层上按压印刻压模形成所述负片图案，所述印刻压模具有对应 于所述电路图案而形成的正片图案。
17. 根据权利要求15所述的印刷电路板，其中，通过喷墨方法在 所述负片图案中印刷所述导电墨水。
全文摘要
本发明披露了一种印刷电路板的制造方法。PCB的制造方法包括提供印刻压模，具有使用电路图案数据形成的对应于该电路图案数据的正片图案；通过将印刻压模按压在绝缘层上形成与正片图案相对应的负片图案；以及根据电路图案以喷墨方法将导电墨水印刷在形成电路图案。该方法可以在通过印刻方法处理后的凹槽中注入导电墨水，从而能过形成任意厚度的电路图案，并且含有金属的导电墨水其过程中能够防止墨水的扩散和图案形状的变形。同时，喷墨印刷过程中可以再次使用印刻压模制造过程中所使用过的电路图案CAD数据。
文档编号H05K1/09GK101111129SQ200710110749
公开日2008年1月23日 申请日期2007年6月6日 优先权日2006年7月18日
发明者李春根, 洪明镐, 罗承铉 申请人:三星电机株式会社