[发明专利]单层电路板的交叉轨绝缘子反应材料及印刷技术

说明书

本发明公开了一种在单层PCB电路板上印刷交互轨线路的绝缘子印刷技术，该技术可以解决传统单面PCB线路板只能印刷一层导电轨道的弊端，本发明通过在导电轨道的交汇处印刷一层聚酰亚胺绝缘子（PI），从而实现在单面线路板上印刷出多层立体式交汇线路模式。本发明可以将传统多层PCB板的复杂线路集成印刷到单层线路板上，从而实现了提供一个更通用的和有效的方式制造复杂的单层电路来代替使用双层或多层PCB板。

技术领域

本发明涉及一种PCB板的印刷领域，尤其是涉及单层PCB板复杂电路的印刷技术。

背景技术

材料喷射(MJ)是一种先进的高分辨增材制造(AM)方法，它可以通过堆积材料液滴来产生结构。它的实现得益于在一台机器中包含多个按需喷墨打印头的能力，MJ通过选择性地将各种功能材料沉积到目标位置，形成二维或三维结构，从而实现了在微分子液滴中多种功能材料的联合打印。在过去的十年里，人们对制造电子产品越来越感兴趣，尤其是通过MJ工艺制造的印刷电路板(PCB)。与传统PCB制造方法相比，使用MJ制造电路板可以简化整个生产过程，特别是对于小批量产品，可以减少材料浪费和生产成本，同时也提供了很大的设计自由度。这将允许用户生产定制产品，如柔性或一次性电子产品。随着电子电路MJ技术的不断进步，晶体管、电容、电感、柔性电路板等各种类型的电子器件相继问世。所有这些研究都是基于单面电路板的设计。单面电路板具有有限的电路设计自由度和电路密度;为避免短路故障，导电线路在运行过程中不得有交叉。在工业制造中，通常使用双面或多层PCB电路，通常在电路板的两侧放置导电轨，以达到增加电路密度和更紧凑的结构。

本发明提出了一种制备双面和多层电路板的简便方法。对于双面印刷电路板来说，为了获得高的电路密度，本发明没有使用绝缘板来分离整个电路，而是有选择地将绝缘材料沉积在交叉点上，为电路创造了一个绝缘桥。在印刷这些局部绝缘子时，控制薄膜形貌，消除诸如干燥后的咖色污渍、开裂、分层等缺陷是非常重要的。因此，需要一种可靠的绝缘材料，具有优良的介电性能和薄膜质量。本发明选用聚酰亚胺作为绝缘材料。聚酰亚胺是一种重要的工程聚合物，以其优异的热稳定性、耐化学性、机电性能而闻名。它在微电子工业中是一种极具吸引力的材料，在层间介质和集成电路制造中作为保护层以及微机电系统(MEMS)设备中有着重要的应用。传统的聚酰亚胺样品的制备方法通常为两步法，先将聚酰亚胺前驱体聚胺酸(PAA)溶液经加热或化学处理，固化后，再用平板印刷制取样品。然而，以往的聚酰亚胺油墨存在一些缺陷，如薄膜厚度无法控制、咖啡色环效应等，可能会导致电气故障。本发明介绍了一种制备可喷墨打印聚酰亚胺的新方法。该方法避免了以往实验方法的缺点，形成了尺寸可控、形貌改善的致密薄膜，在制作等效于双面和多层pcb的电路时起到了很好的局部绝缘体作用。

发明内容

本发明针对现有相关技术的不足，较之多层PCB电路板来说，没有使用绝缘板来分离整个电路，而是有选择地将绝缘材料沉积在交叉点上，为电路创造了一个绝缘桥，从而实现在单层PCB板上印刷复杂传统多层PCB板的电路模型。本发明的实现大大降低了PCB板的制造成本和质量，是实现未来高密度集成电路制造的一种有效方式。

本发明提供了一种在单层电路板实现多层电路功能的交叉轨绝缘子反应材料及印刷技术，首先单面PCB板上印刷出单层银导电轨道，然后在下层导电轨道与上层导电轨道的交叉处通过材料喷射技术印刷出一个矩形的聚酰亚胺绝缘子薄膜（PI），实现下层与上层导电轨道的绝缘，再在印刷版上印制出第二层导电含银轨道，根据此方法可以继续向上堆叠印刷多层导电银轨道，每一层上下轨道之间由于聚酰亚胺绝缘子的作用互不导通，从而实现在单层PCB板上的多层线路的印刷方法