专利名称：热印导电带及其制造方法
热印导电带及其制造方法背景技术本发明涉及一种转印导电带以及制造导电通路的方法。特别是涉及一种热 施加或热印刷到基底上的导电带。众所周知，有很多制造电路的方法。其中一种是丝网印刷方法，在制造柔 性或可挠电路中特别有用。这种电路在例如汽车仪表板、设备控制面板、飞机 背光板、计算机等产品中均有应用。该电路被印刷到柔性基底如聚酯膜上。然而，丝网印刷工艺相当复杂。首先，为了适用于特别需求的电路，要通 过生产电路的照相底片来制造屏幕。制造框架并在其上将丝网拉直。将光刻抗 蚀剂(底片)施加到丝网上，以及将屏幕暴露到该底片。之后将屏幕显影以在 屏幕上产生电路"照片"。然后通过使用可以接收丝网印刷墨水的基底，例如是聚酯，以及混合和施 加导电墨水来制造面板。特别地，墨水施加在层中。在墨水被施加之后，该屏 幕被固化以硬化或干燥该基底上的墨水。虽然所述丝网印刷工艺用来提供柔性电路，但是其具有缺点。一个缺点是， 通常，丝网印刷利用可燃性的以及有毒的化学品。当前已知的用于制造屏幕的 化学品是挥发性的并在一定程度上有害。另外，产生的多余化学品需要被处理。 根据墨水和/或化学品的类型，要求特别的方法来进行处理。这同样是一种相 对较昂贵的工序。此外，利用丝网印刷工艺只能得到有限的柔性(在设计上)。原型制板很 困难，屏幕只要被制造出来就很不容易改变。可替代地用于制造导电电路的方法是喷墨印刷技术。然而，在该技术中， 墨水中配置有导电纳米粒子然后利用改装喷墨印刷机进行印刷。烧结(热处理) 该印刷电路以将导电颗粒完全熔融到墨水中，得到连续导电通路以生成电路。 该方法的缺点是需要的导电纳米颗粒的成本高、具有理想端特性的可喷墨水的 配置困难、且要求该喷墨印刷机具有特殊的设计特性用来处理导电墨水以及进
行附加的烧结步骤使得该"印刷"电路达到理想的导电性。
因此，需要一种用非丝网印刷或非喷墨工艺形成的柔性导电电路。希望这 种工序的电路i殳计具有灵活性。更希望在这种工艺中利用施加带的方法来形成 电路。更希望该工序为热印工序，其中利用计算机辅助电路设计工具使得电路 容易设计和实现，并利用已知的热转印工序使得电路转印到目标对象。
发明内容
一种热转印导电带，包括具有第一面和第二面的载体网(carrier web)以 及布置在该载体网笫一面上的导电层。导电层的部分被转印到对应的目标，由 此在其上形成导电电5^。
为了促进从网释放导电层，在载体网与导电层之间的载体网的第一面上布 置释放涂层。在导电层上布置粘接层以提供被转印到对应的目标的导电层的部 分与对应目标之间的粘合。
本发明的导电带以及制造和使用该导电带的方法，避免了丝网印刷工序的 时间和费用。本发明的方法使用施加了热转印工艺的导电带来形成电路。根据 本发明的工艺，利用计算机辅助电路设计工具并利用已知的热转印或印刷技 术，导电电路比较容易设计、实现以及转印到目标，该目标优选地为柔性物体 例如可以是聚酯膜。
由后面的具体实施例以及附图结合附加的权利要求，本发明的上述以及其 它特点和优点将是显而易见的。
本领域普通技术人员通过考虑下面的具体实施例以及附图，本发明的好处 以及优点将更加显而易见，其中
图1是根据本发明原理所形成的典型柔性电路的平面图2是图1中沿线2-2的部分电路的截面图；以及
图3是根据本发明原理的热印导电带的透视图4是导电带沿图3中所示的线4-4的截面图；以及
图5是制造图1中所示柔性电路的一种典型方法的流程图。
具体实施例方式
虽然本发明可具有多种形式的实施方式，在图中所示以及后边将描述本发
明的优选实施例，应当理解当前所公开的该优选实施例仅是本发明考虑的示 例，并不导致限制本发明在特定的实施方式之内。
还应当理解，说明书中本部分的题目，称为"具体实施方式
"，是由于美国 专利局的要求，并不意味着、也不是指限制这里所公开的主题。
本发明允许利用热转印工艺来制造柔性电路。优点为本发明避免了对昂贵 的丝网印刷工序的需要，以及避免丝网印刷工序所伴随的缺点。
参考图1,图中示出了根据本发明原理形成的一种典型柔性电路IO。该电 路10形成在柔性基膜或基底12上，例如为聚酯薄膜、丙烯酸、聚酯膜、乙烯 基膜、纸、纸板或大部分可印刷的基底。应当认识到该基底并不必须为柔性介 质，也可以为刚性介质；但是，利用柔性基底12将充分体现本发明的优势。 这种柔性电路，例如可以用于如汽车仪表板、设备控制面板、飞机背光板、计 算机等等。
图2示出了柔性电路10的截面图。基底12支撑和提供用于导电材料14 的结构。该导电材料14通过粘接剂16固定在基底12上。可选的保护涂层18 施加在该导电材料14 (层)上。
图4示出了用于将导电材料14 (层)热转印到基底12的膜20的截面图。 在当前形式中，该层膜20形成如图3中所示的带R。参照图3和图4，带状 膜20包括载体网22以及形成在载体网22上的释放涂层24。导电层26被施 加到释放涂层24并粘接层28被施加到导电层26。在网22的相反面施加背面 涂层30 (图3所示)以促进从网22的热转印。配置该背面涂层30可允许通 过网22实施更强的热作用(用于热转印)。本领域技术人员认识到当作用到该 柔性电if各基底12时，粘接层28 (形成粘接剂16)将导电层26 (形成导电材 料14 )粘接到基底12上。在转印之后释放涂层24可以仍保留在热转印膜20 (即与载体22)上。
载体网22可以利用各种各样的材料形成。 一种公知的用于热印网22 (载 体)的材料为聚酯膜。在通常4吏用的热印工序中，利用大约4微米到大约20 微米的聚酯膜。可以将网22的背面进行处理，与利用背面涂层30—样，在热 转印工序中用来保护膜22。
在热转印工序过程中响应对网施加的热量，释放涂层24被配置以"释放，，
后续层26和28。 一种类型的释放后续层26和28 (转印导电层和粘接层)的 释放涂层24是可溶性碱的不可塑性聚合物，该层在转印之后由导电层上(从 柔性电路)去除掉。去除释放涂层24减少了与导电层干扰的可能性。可以利 用碱性溶液如氨水混合液来去除释放涂层24。其它可以用来与导电层26进行 转印的材料包括各种腊状物，如石蜡、微晶或聚乙烯乙二醇。为了提高印刷特 性，可以添加改性剂如交联剂或耦合剂至释放层。
可替代地，释放涂层24可以是保持在网22上且不与后续层26、 28 —起 转印的类型。这些类型的涂层包括，例如交联硅树脂基材料等。可以包括改性 剂以促进对后续层26、 28的释放。
将导电层26施加到网22,位于释放涂层24之上。该导电层26可以由各 种金属形成，如铝、铜、银、金、铂、钼、鴒、钛、钽、锗、硅以及含硅材料、 氧化铟锡(ITO)、氧化铝锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、碳、镍等等。导电 层26可以利用例如喷涂、涂敷、离子气相沉积、真空金属溅镀、溅射涂覆等 等工艺来施加。本领域技术人员应当认识到可以利用各种不同的方法将导电层 26施加到或嵌入到膜中。同样考虑到施加到网22的导电材料可以被混合(例 如配制在其中)在例如树脂的涂料中，这种情况下，可以配制涂料用来在被印 刷时从载体进行释放，而不需要释放层(例如层24)。可选择地，粘接层28 可以被施加到基底12，产生印刷接收基底，由此并不必须将粘接层施加到带R。
粘接剂16 (施加为层28 )提供导电材料14和电路基底12之间必要的粘 接，以确保导电材料14的良好粘接性。优选的粘接剂16 (施加在导电层26 上，作为粘接层28)为热塑性树脂，如氯乙烯丙烯酸(vinyl chloride acrylic )、 聚酯或氯化聚烯烃树脂或它们的混合物，且在理想的转印温度起反应(例如变 软以及熔化)。可以在粘接层28中添加例如硅胶的耦合剂，用于提高导电材料 14与基底12的粘接性。
在图5的流程图中示出了一种制造柔性电路10的方法110。该方法110 包括提供基底的步骤112，提供在其上具有导电层的热印导电带的步骤114， 以及转印导电层的一部分到柔性基底上的步骤116。转印的部分限定了理想的 导电电路或导电电路IO的一部分。
如果必要，可以在目前形成的导电电路或导电电路10的一部分中去除所
有保留的释放涂层材料118。可选的保护涂层(例如覆盖涂层)可以被施加到 转印的电3各10上120。本发明的优势之一在于当与目前可用的电路设计工具联合使用时，可以将 电路进行设计、建;f莫、以及测试，与原来利用的丝网印刷应用软件相比，远远 少于其所用的时间且远远少于其所做的工作。例如，利用CAD电路设计工具， 可以设计电路，以及通过输入印刷指令，在印刷设备中利用必需的热转印导电 带以及基底，可以将电路进行印刷和测试。可以对设计以及后续印刷的电路模 型进行调整和/或改变。只要形成最终设计，就可以利用相同的热印或转印方 法和技术进行电路的生产运转。这里涉及的所有的专利，无论是否在该公开文本中作了说明，均作为本申 请的参考。本发明的公开中，利用的单词"一个"包括了单数以及复数。相反的，任何 涉及的复数的条目在适当的地方也包括单个。如前所述，应当注意到只要不脱离本发明的主旨精神以及范围，本发明可 以实现多种修改以及变化。应当理解所说明的特定的实施例并不能被理解或推 断为具有限定作用。该公开涵盖了落在权利要求的范围之内的所有修改。
权利要求
1. 一种热转印导电带，包括载体网，具有第一面和第二面；导电层，布置在所述载体网的第一面上；其中所述导电层的部分被选择性地转印到对应的目标，由此在其上形成导电电路。
2. 根据权利要求1所述的热转印导电带，包括释放涂层，布置在所述载 体网和所述导电层之间的所述载体网的第一面上。
3. 根据权利要求2所述的热转印导电带，其中所述释放涂层至少局部地 将所述导电层的部分转移到所述目标。
4. 根据权利要求2所述的热转印导电带，其中在将所述导电层的部分转 印到所述目标之后，所述释^:涂层保留在所述载体网上。
5. 根据权利要求1所述的热转印导电带，包括布置在所述导电层上的粘 接层，该粘接层提供被转印到所述对应的目标上的所述导电层的部分与所述对 应的目标之间的粘合。
6. 根据权利要求1所述的热转印导电带，其中所述导电层由铝、铜、银、 金、粕、钼、鴒、钛、钽、锗、硅以及含硅材料、氧化铟锡(ITO)、氧化铝 锡(ATO)、氧化铝锌(AZO )、碳和镍中的 一种或多种形成。
7. 根据权利要求1所述的热转印导电带，其中所述载体网由聚合材料形成。
8. 根据权利要求7所述的热转印导电带，其中所述载体网的聚合材料为 聚酯。
9. 一种制造热转印导电带的方法，包括以下步骤 提供载体网，在其表面上具有释放涂层； 在所述释;^文涂层上施加导电层；以及 在所述导电层上施加粘接层，其中所述导电层的部分和覆在所述导电层上的所述粘接层被热转印到对 应的目标上，由此在其上形成导电电路。
10. 根据权利要求9所述的制造热转印导电带的方法，包括利用真空金属'践镀方法来施加所述导电层的步骤。
11. 根据权利要求9所述的制造热转印导电带的方法，包括利用离子气相 沉积来施加所述导电层的步骤。
12. 根据权利要求9所述的制造热转印导电带的方法，包括利用溅射涂膜 来施加所述导电层的步骤。
13. 根据权利要求9所述的制造热转印导电带的方法，其中所述导电层由 铝、铜、银、金、柏、钼、鴒、钛、钽、锗、硅以及含硅材料、氧化铟锡(ITO)、 氧化铝锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、碳和镍中的一种或多种形成。
14. 一种在柔性基底上制造电子电路的方法，包括以下步骤 提供热转印导电带，其包括具有第一面和第二面的载体网、布置在所述载体网的第一面上的释放涂层、布置在所述释放涂层上的导电层以及布置在所述 导电层上的粘接层； 提供柔性基底；通过所述粘接层，^使所述导电带与所述柔性基底相接触；以及 将所述导电层的选定部分和覆在所述选定部分上的所述粘接层热转印到 所述柔性基底上，并且从载体网释放所述选定部分。
15. 根据权利要求14所述的方法，包括从所述柔性基底分离所述载体网 的步骤。
16. 根据权利要求14所述的方法，包括在所述选定部分被转印到所述柔 性基底之后从所述选定部分去除任何释放涂层的步骤。
全文摘要
一种热转印导电带，包括具有第一面和第二面的载体网，以及布置在该载体网的第一面上的导电层。导电层的一部分被转印到对应目标，由此在其上形成导电电路。同样公开了制造及使用该导电带的方法。
文档编号H05K3/04GK101395974SQ200780007764
公开日2009年3月25日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年3月15日
发明者斯蒂芬·F.·德鲁兹, 理查德·A.·帕迪利亚 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司