专利名称：一种柔性电路抽滤成型方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性电路的成型方法，特别涉及一种通过真空抽滤辅助在纸张或多孔基材上形成导电线路的方法。
背景技术：
近年来柔性电路在电子领域的应用越发广泛。目前在各种电器中，如移动电话、显示器、打印机、数码相机等的数据传输部分都能见到柔性电路的身影。随着现代电子器件的结构多样化、轻便化，可弯折、耐屈挠的柔性电路逐渐成为其中不可或缺的一部分。在物联网概念被大力推广的今天，其中重要的信息载体一电子标签的需求量也大幅增加。电子标签天线即为一种柔性电路。目前柔性电路的成型方法主要是蚀刻成型和银浆印刷成型。蚀刻成型存在生产过程不环保，线路基体局限于聚合物薄板或聚合物薄膜等问题，不利于回收处理。而银浆印刷电路虽可以使用环保材料如纸张等作为基体，但大量使用贵金属导致 其成本较高，不符合大规模应用的低成本要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种柔性电路的成型方法，该方法生产过程环保，并可以应用环保可再生材料如纸张等作为基材，具有环保、低成本等特点。本发明的技术方案如下本发明提供的柔性电路抽滤成型方法，其制备步骤如下I)在纸张或多孔基体上用印刷方式印制目标线路图形反图在纸张或多孔基体上，目标线路图形部分留白，其余部分着印刷印料；待印刷印料干燥后，将基体放于连接有真空泵的砂芯抽滤板上，用桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；2)将含导电介质微粒的浓度为I μ g/ml 100mg/ml的导电介质分散液倒入罩子中，开启真空泵开始抽滤导电介质分散液从目标线路图形部分处被抽滤通过多孔基体，导电介质分散液中的导电介质微粒被沉积于目标线路图形上，形成导电介质层；在导电介质分散液被抽干后，将基体取出放入压机中进行加压，导电介质层被压实；3)之后，在导电介质层上涂覆防护涂层，得到柔性导电线路。所述的多孔基体为多孔聚合物薄膜，其上的孔径为Inm ΙΟΟμπι。所述纸张为拷贝纸、打印纸、双胶纸、新闻纸、铜版纸、哑粉纸、白卡纸、牛皮纸或滤纸·所述多孔聚合物薄膜为聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚乙二醇薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜或聚酰亚胺薄膜。所述的印刷方式为丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、移印、平板印刷或打印；所述的印刷印料为溶剂型印刷油墨或紫外固化印刷油墨。
所述的导电介质分散液中的分散液体为水、乙醇、丙酮、乙二醇、丁醇、丙醇、甲醇、四氢呋喃、四氯化碳或以上物质的混合物。所述的导电介质分散液中的导电介质为金属片、金属纳米线、碳纳米管、石墨烯或以上物质的任意比混合物。所述金属片为直径为IOnm Imm的金片、银片、铜片、铝片、铁片、镀银铜片、镀银招片或锻银铁片；所述金属纳米线为金纳米线、银纳米线、铜纳米线、铁纳米线或铝纳米线，金属纳米线直径为Inm 10 μ m,金属纳米线长度为IOnm 1mm。所述的防护涂层为溶剂型丙烯酸酯涂层、紫外固化型丙烯酸酯涂层、环氧树脂涂 层、聚氨酯涂层、有机硅涂层、热熔胶涂层、聚乙烯醇涂层、聚乙烯涂层、聚丙烯涂层、聚氯乙烯涂层、聚酯涂层、聚苯乙烯涂层或尼龙涂层。所述防护涂层的涂覆方式为喷涂、浸溃或刷涂。与现有技术相比，本发明提供的柔性电路成型方法具有以下优点I、生产过程清洁环保，无污染。2、该方法成型的柔性电路可以选用环保可回收纸张作为基体，利于材料循环利用，不造成难处理垃圾污染。3、该方法也适合带孔聚合物薄膜基体等，可满足多种要求。4、该方法成型的柔性电路具有良好的耐折性。5、该方法成型的柔性电路使用的导电粉体用量低，具有低成本的优势。
具体实施例方式实施例I在打印纸上用丝网印刷的方式制出目标线路图形的反图即在打印纸上，目标线路部分留白，其余打印纸部分着印刷印料，所用印刷印料为溶剂型油墨；待印刷印料干燥后，将打印纸放于连接有真空泵的砂芯抽滤板上，用无顶无底的桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将浓度为I μ g/ml的银纳米线的乙醇分散液IOOml倒入罩子中，开启真空泵开始抽滤银纳米线的乙醇分散液中的银纳米线被沉积于目标线路部分，形成与目标线路相同的导电介质层；所用的银纳米线直径为100-150nm，长度为15-20 μ m。在银纳米线的乙醇分散液被抽干后，将打印纸取出放入压机中进行加压，导电介质层被压实，压力为O. IMPa ；之后，在导电介质层上喷涂溶剂型丙烯酸酯涂层，干燥后，得到本实施例的柔性导电线路。实施例2在滤纸上利用凹版印刷印制出目标线路图形的反图，所用印料为溶剂型油墨；待油墨干燥后，将印有图形的纸张放置于砂芯抽滤板上，用无顶无底的桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将浓度为lmg/ml的银片水分散液50ml倒入罩子中，打开真空泵开始抽滤成型；所用的银片平均直径为20 μ m。
待银片水分散液完全被抽干之后，关闭真空泵，打开罩子，取出柔性电路放于压机上进行加压，压力为IMPa ；加压完成后，在线路上喷涂紫外固化型丙烯酸酯涂层，用紫外灯照射固化后，柔性电路制作完成。实施例3在多孔聚乙烯薄膜上利用丝网印刷印制出目标线路图形的反图，所用印料为紫外固化型油墨；用紫外灯将油墨固化后，将印有图形的纸张放置于砂芯抽滤板上，用无顶无底的桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将浓度为10mg/ml的镀银铜片异丙醇分散液150ml倒入罩子中，打开真空泵开始 抽滤成型；所用的镀银铜片平均直径为30 μ m。待镀银铜片异丙醇分散液完全被抽干之后，关闭真空泵，打开罩子，取出柔性电路放于压机上进行加压，压力为15MPa。加压完成后，在线路上刷涂有机硅涂层，待涂层干燥后，柔性电路制作完成。实施例4在铜版纸上利用凸版印刷印制出目标线路图形的反图，所用印料为紫外固化型油
墨;用紫外灯将油墨固化后，将印有图形的纸张放置于砂芯抽滤板上，用无顶无底的桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将浓度为20mg/ml的银片和铜纳米线(重量比I : I)的正丁醇分散液200ml倒入罩子中，打开真空泵开始抽滤成型；所用的银片平均直径为5 μ m，银纳米线直径为200_300nm,长度为 30-50 μ m。待分散液完全被抽干之后，关闭真空泵，打开罩子，取出柔性电路放于压机上进行加压，压力为25MPa。加压完成后，将铜版纸浸溃在环氧树脂涂层液中，取出后放于烘箱中150°C两个小时固化后，柔性电路制作完成。实施例5在多孔聚氯乙烯薄膜上利用移印印刷印制出目标线路图形的反图，所用印料为溶剂型油墨；待油墨干燥后，将印有图形的纸张放置于砂芯抽滤板上，用无顶无底的桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将浓度为I Omg/ml的石墨烯和碳纳米管(重量比2 I)的水分散液300ml倒入罩子中，打开真空泵开始抽滤成型；所用石墨烯的平均直径为35 μ m，碳纳米管直径为40_60nm,长度为 15-30 μ m。待液体完全被抽干之后，关闭真空泵，打开罩子，取出柔性电路放于压机上进行加压，压力为20MPa ；加压完成后，在线路上刷涂聚乙烯醇涂层，待涂层干燥后，柔性电路制作完成。实施例6在双胶纸上利用丝网印刷印制出目标线路图形的反图，所用印料为溶剂型油墨；
待油墨干燥后，将印有图形的纸张放置于砂芯抽滤板上，用无顶无底的桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将浓度为100mg/ml的银片和碳纳米管(重量比I : I)的乙醇分散液400ml倒入罩子中，打开真空泵开始抽滤成型；所用银片的平均直径为30 μ m，碳纳米管直径为30-50nm， 长度为10-20 μ m。待液体完全被抽干之后，关闭真空泵，打开罩子，取出柔性电路放于压机上进行加压，压力为30MPa ；加压完成后，在线路上刷涂聚氨酯涂层，待涂层干燥后，柔性电路制作完成。
权利要求
1.一种柔性电路抽滤成型方法，其制备步骤如下 1)在纸张或多孔基体上用印刷方式印制目标线路图形反图在纸张或多孔基体上，目标线路图形部分留白，其余部分着印刷印料； 待印刷印料干燥后，将基体放于连接有真空泵的砂芯抽滤板上，用桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面； 2)将含导电介质微粒的浓度为Iμ g/ml 100mg/ml的导电介质分散液倒入罩子中，开启真空泵开始抽滤导电介质分散液从目标线路图形部分处被抽滤通过、基体，导电介质分散液中的导电介质微粒被沉积于目标线路图形上，形成导电介质层； 在导电介质分散液被抽干后，将基体取出放入压机中进行加压，导电介质层被压实； 3)之后，在导电介质层上涂覆防护涂层，得到柔性导电线路。
2.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述的多孔基体为多孔聚合物薄膜，其上的孔径为Inm 100 μ m。
3.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述纸张为拷贝纸、打印纸、双胶纸、新闻纸、铜版纸、哑粉纸、白卡纸、牛皮纸或滤纸.
4.按权利要求2所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述多孔聚合物薄膜为聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚乙二醇薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜或聚酰亚胺薄膜。
5.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述的印刷方式为丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、移印、平板印刷或打印；所述的印刷印料为溶剂型印刷油墨或紫外固化印刷油墨。
6.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述的导电介质分散液中的分散液体为水、乙醇、丙酮、乙二醇、丁醇、丙醇、甲醇、四氢呋喃、四氯化碳或以上物质的混合物。
7.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述的导电介质分散液中的导电介质为金属片、金属纳米线、碳纳米管、石墨烯或以上物质的任意比混合物。
8.按权利要求7所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述金属片为直径为IOnm Imm的金片、银片、铜片、铝片、铁片、镀银铜片、镀银铝片或镀银铁片； 所述金属纳米线为金纳米线、银纳米线、铜纳米线、铁纳米线或铝纳米线，金属纳米线直径为Inm 10 μ m,金属纳米线长度为IOnm 1mm。
9.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述的防护涂层为溶剂型丙烯酸酯涂层、紫外固化型丙烯酸酯涂层、环氧树脂涂层、聚氨酯涂层、有机硅涂层、热熔胶涂层、聚乙烯醇涂层、聚乙烯涂层、聚丙烯涂层、聚氯乙烯涂层、聚酯涂层、聚苯乙烯涂层或尼龙涂层。
10.按权利要求I所述的柔性电路抽滤成型方法，其特征在于，所述防护涂层的涂覆方式为喷涂、浸溃或刷涂。
全文摘要
一种柔性电路抽滤成型方法，其制备步骤在纸张或多孔基体上用印刷方式进行目标线路图形的反图印刷即在纸张或多孔基体上，目标线路图形部分留白，其余着印刷印料；待印刷印料干燥后，将基体放于连接有真空泵的砂芯抽滤板上，用桶状罩子罩住并将罩子压紧于基体表面；将含导电介质微粒的浓度为1μg/ml～100mg/ml的导电介质分散液倒入罩子中，开启真空泵开始抽滤导电介质微粒被沉积于目标线路图形部分，形成与目标线路相同的导电介质层；导电介质分散液被抽干后，将基体取出放入压机中进行加压，导电介质层被压实；之后，在导电介质层上涂覆防护涂层，得柔性导电线路；具有生产过程清洁环保，可以使用可回收利用纸张等环保材料作为基体的特点，具有低成本优势。
文档编号H05K3/10GK102821554SQ20121030837
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者黄贵文, 肖红梅, 沈小军, 付绍云 申请人:中国科学院理化技术研究所