TWI533773B - 電路板之製作方法 - Google Patents

Description

電路板之製作方法

本發明係關於一種電路板之製作方法，特別係有關於一種可改善電路與基板之間的黏著穩定度的電路板之製作方法。

印製電路板(printed circuit board，PCB)係被廣泛地使用於各種電子設備中。印製電路板除了可用來固定各種電子零件外，其主要功能為提供各電子零件的相互電流連接。

近年由於列印電路(printed electronics)技術的興起，業界亦開始尋求透過噴墨列印(inkjet printing)技術來製作印製電路板，期能進一步減少生產成本及改善電路板製作所造成之環境汙染問題。

然而，在噴墨列印電路時，經常會產生電路不易黏附於基板之問題，而影響整體印製電路板的可靠度及壽命。因此，如何改善上述問題，實值得相關技術人員所深思。

根據上述，本發明提供一種以噴墨列印技術製作電路板之方法，可改善電路與基板之間的黏著穩定度，進而提升整體電路板的可靠度及壽命。

本發明於一實施例中提供一種電路板之製作方 法，包括：提供一基板；進行一第一噴墨列印步驟，於基板上塗佈複數個由墨墨滴以形成複數個沿著一第一方向排列的微結構，且微結構之間形成有複數個沿著一第二方向延伸的凹槽，第二方向不同於第一方向；以及進行一第二噴墨列印步驟，於微結構上塗佈複數個導電墨滴，且微結構之間的凹槽被導電墨滴填滿。

於一實施例中，前述第二方向垂直於第一方向。

於一實施例中，前述微結構為大致矩形的結構，且其長軸平行於第二方向。

於一實施例中，前述微結構於第一方向上的長度小於導電墨滴的尺寸。

於一實施例中，前述微結構之排列週期與導電墨滴之塗佈週期相同。

於一實施例中，前述微結構的截面為T字形。

於一實施例中，前述微結構更於第二方向上間隔設置，且於第一方向上形成錯位排列。

於一實施例中，前述微結構於第二方向上之間距小於導電墨滴的尺寸。

於一實施例中，前述微結構附著於基板上。

於一實施例中，前述微結構包括不導電之材質。

100、200‧‧‧基板

102、108‧‧‧油墨噴頭

104、204、304、404‧‧‧微結構

106、206、306、406‧‧‧凹槽

110、210、310、410‧‧‧導電墨滴

212‧‧‧電路

304A‧‧‧下側部分

304B‧‧‧上側部分

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

G、Sp‧‧‧間距

L‧‧‧長度

P‧‧‧週期

S‧‧‧尺寸

W‧‧‧寬度

第1A至1B圖顯示根據本發明一實施例之電路板之製作方法各階段之剖面圖。

第2A圖顯示根據本發明一實施例之以噴墨列印製程形成微結構與導電墨滴的平面圖；第2B圖顯示根據本發明一實施例之以噴墨列印製程製作之電路板的立體圖。

第3A圖顯示根據本發明另一實施例之以噴墨列印製程形成微結構與導電墨滴的平面示意圖；第3B圖顯示第3A圖中之微結構的立體圖。

第4圖顯示根據本發明又另一實施例之以噴墨列印製程形成微結構與導電墨滴的平面圖。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1A至1B圖顯示根據本發明一實施例之電路板之製作方法各階段之剖面圖。請參照第1A圖，首先提供一基板100。在一些實施例中，基板100包括銅箔基板、玻璃基板、或塑膠基板等。

接著，進行一噴墨列印製程，透過至少一油墨噴頭102，噴印複數個油墨墨滴於基板100上。其後，經過一定溫度、時間的烘烤，前述油墨墨滴可形成複數個固定形狀之微結構104。其中，油墨墨滴(亦即，微結構104)包括不導電之材質，例如塑膠聚合物及氧化物，並與基板100可產生高附著力。此外，微結構104之間形成有複數個微米(micrometer)等級的凹槽106。

接著，請參照第1B圖，在基板100上形成複數個微 結構104之後，進行一噴墨列印製程，透過至少另一油墨噴頭108，噴印複數個導電墨滴110於前述微結構104上，其中滴落在微結構104上之複數個導電墨滴110會傾向於流入且填滿微結構104之間的凹槽106，繼而相互接合在一起。其後，經過一定溫度、時間的烘烤，前述導電墨滴110即可形成相連之電路。在一些實施例中，導電墨滴110的材料包括例如金、銀、鎳、銅、鋁等金屬粒子、分散劑(dispersant)。在其他實施例中，導電墨滴110的材料可更包括黏著劑(binder)。

根據上述實施例提供之電路板之製作方法，可透過噴墨列印技術，先在基板100上形成複數個具有高附著力的微結構104，再將導電墨滴110塗佈於微結構104上，如此相當於對基板100預先進行了一表面處理(微結構104可增加基板100表面的粗糙度)，因而得大幅地改善後續施加於基板100上之電路(亦即導電墨滴110)與基板100之間的黏著穩定度

此外，由於滴落在微結構104上之導電墨滴110可自動地流入且填滿微結構104之間的凹槽106，而相互接合在一起，如此亦能夠有效地增加基板100上電路的連續性。

同時，形成微結構104是與形成電路(亦即導電墨滴110)採用相同的噴墨列印製程及設備，如此即不需透過額外的製程方法(例如氧電漿或是其他化學表面粗化方法)及設備，而可降低生產成本及製程複雜度。

以下再根據第2圖至第4圖進一步描述本發明不同實施例之電路板之製作方法。

請參照第2A圖，其顯示根據本發明一實施例之以 噴墨列印製程形成微結構與導電墨滴的平面圖(為簡明圖式，僅省略電路板之基板部分)。如第2A圖所示，複數個微結構204以一固定週期(亦即微結構204中心之間的距離)P之方式形成於基板上，且沿著一第一方向D1排列。前述微結構204為大致矩形的結構(其截面亦為矩形，可參照第2B圖)，且其長軸平行於一第二方向D2，不同於第一方向D1。於本實施例中，第二方向D2垂直於第一方向D1，但並不以此為限。微結構204的形狀可由油墨噴頭的形狀決定。在一些實施例中，微結構204之排列週期P約為10至250微米。

其後，複數個導電墨滴210同樣沿著第一方向D1，並以與微結構204之排列週期P相同的週期(亦即導電墨滴210中心之間的距離)塗佈於微結構204上。

如第2A圖所示，微結構204於第一方向D1上的長度L可小於導電墨滴210的尺寸S，而微結構204於第二方向D2上的寬度W可等於或大於導電墨滴210的尺寸S(其中，導電墨滴210係為球狀的墨滴，亦即在第一方向D1及第二方向D2上的尺寸S相同)。在一些實施例中，微結構204的長度L約為導電墨滴210的尺寸S的二分之一至四分之三(亦即，L=0.5S~0.75S)，而微結構204的寬度W約為導電墨滴210的尺寸S的一至兩倍(亦即，W=S~2S)，例如導電墨滴210的尺寸S約為20至300微米，微結構204之長度L約為10至225微米，寬度W約為20至600微米。

再者，微結構204之間的複數個凹槽206亦沿著第二方向D2延伸，且凹槽206於第一方向D1上之間距G約等於微 結構204於第一方向D1上的長度L與微結構204之排列週期P的差值(亦即，G=P-L)。在一些實施例中，凹槽206之間距G約為5至100微米。

藉由上述設計，導電墨滴210於第一方向D1上可超出微結構204的範圍，並自動地流入且填滿微結構204之間的凹槽206，進而相互接合在一起。其後，在經過一定溫度、時間的烘烤(導電墨滴210)之後，即可完成如第2B圖所示之電路板結構，包括基板200及其上方之連續性良好的電路212。

第3A圖顯示根據本發明另一實施例之以噴墨列印製程形成微結構與導電墨滴的平面圖(為簡明圖式，僅省略電路板之基板部分)。第3B圖顯示第3A圖中之微結構的立體圖。請參照第3A圖及第3B圖，本實施例與前述第2A、2B圖所示實施例之差異在於，各微結構304具有一T字形結構(其截面為T字形，如第3B圖所示)，包括連接基板之一下側部分304A與位於下側部分304A上之一上側部分304B，其中上側部分304B大致為方形的結構，而下側部分304A大致為矩形的結構且其長軸平行於第二方向D2。在本實施例中，微結構304之上、下側部分304A及304B可由相同的或不同的油墨噴頭經過多次噴印而形成。此外，微結構304之間的凹槽306亦沿著第二方向D2延伸。

如第3A圖所示，微結構304於第一方向D1上的長度L可小於導電墨滴310的尺寸S，而微結構304於第二方向D2上的寬度W亦小於導電墨滴310的尺寸S(其中，導電墨滴310係為球狀的墨滴，亦即在第一方向D1及第二方向D2上的尺寸S相同)，例如微結構304的長度L及寬度W均約為導電墨滴310的尺 寸S的二分之一(亦即L=W=0.5S)。

同理，藉由上述設計，導電墨滴310於第一方向D1上亦可超出微結構304的範圍，並傾向於流入且填滿微結構304之間的凹槽306，進而相互接合在一起。值得注意的是，由於微結構304更具有T字形結構的設計，如此可避免後續形成之電路輕易分離於微結構304，並加強電路與基板之間的黏著穩定度。

第4圖顯示根據本發明又另一實施例之以噴墨列印製程形成微結構與導電墨滴的平面圖(為簡明圖式，僅省略電路板之基板部分)。請參照第4圖，本實施例與前述第2A、2B圖所示實施例之差異在於，微結構404更可於第二方向D2上間隔設置，且於第一方向D1上形成錯位排列。

需特別說明的是，藉由上述設計，亦可有效地避免導電墨滴410沿著微結構404之間的凹槽406於第二方向D2上超出微結構404的範圍時直接接觸相鄰的導電墨滴410，導致後續形成的電路發生短路，故而有助於縮小基板上電路的最小間距(提高電路佈局密度)，例如微結構404於第二方向D2上之間距Sp(相當於導電墨滴410及後續形成電路之間距)可小於導電墨滴410的尺寸S(亦即Sp<S)。

綜上所述，本發明提供一種以噴墨列印技術製作電路板之方法，包括：提供一基板；進行一第一噴墨列印製程(步驟)，於基板上塗佈複數個由墨墨滴以形成複數個沿著一第一方向排列的微結構，且微結構之間形成有複數個沿著一第二方向延伸的凹槽，第二方向不同於第一方向；以及進行一第二 噴墨列印製程(步驟)，於微結構上塗佈複數個導電墨滴，且微結構之間的凹槽被導電墨滴填滿。藉此，可增加後續形成之電路的連續性，並可有效地改善電路與基板之間的黏著穩定度，進而提升整體電路板的可靠度及壽命。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

204‧‧‧微結構

206‧‧‧凹槽

210‧‧‧導電墨滴

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

G‧‧‧間距

L‧‧‧長度

P‧‧‧週期

S‧‧‧尺寸

W‧‧‧寬度

Claims (10)

1. 一種電路板之製作方法，包括：提供一基板；進行一第一噴墨列印步驟，於該基板上塗佈複數個油墨墨滴以形成複數個沿著一第一方向排列的微結構，且該些微結構之間形成有複數個沿著一第二方向延伸的凹槽，該第二方向不同於該第一方向；以及進行一第二噴墨列印步驟，於該些微結構上塗佈複數個導電墨滴，且該些微結構之間的該些凹槽被該些導電墨滴填滿。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電路板之製作方法，其中該第二方向垂直於該第一方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構為大致矩形的結構，且其長軸平行於該第二方向。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構於該第一方向上的長度小於該些導電墨滴的尺寸。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構之排列週期與該些導電墨滴之塗佈週期相同。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構的截面為T字形。
7. 如申請專利範圍第1項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構更於該第二方向上間隔設置。且於該第一方向上形成錯位排列。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電路板之製作方法，其中該些 微結構於該第二方向上之間距小於該些導電墨滴的尺寸。
9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構附著於該基板上。
10. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的電路板之製作方法，其中該些微結構包括不導電之材質。