用于功能印刷系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于功能印刷的方法，該方法利用計(jì)算機(jī)直接制版成像技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]功能印刷是這樣一類(lèi)印刷，其利用商用印刷設(shè)備來(lái)印刷具有一定功能的電路或電子設(shè)備，該功能不同于信息的視覺(jué)顯示或者是在信息的視覺(jué)顯示以外新增的功能。印刷電路的例子可以是在包裝或產(chǎn)品上印刷射頻標(biāo)識(shí)(RFID)。另一個(gè)例子可以是在包裝上印刷電子線(xiàn)路，當(dāng)打開(kāi)包裝時(shí)，該電子線(xiàn)路能夠產(chǎn)生音樂(lè)片段。
[0003]有幾種在襯底上印刷功能圖案的方法，包括直接印刷功能墨水。其它的技術(shù)利用照相平版印刷術(shù)來(lái)掩蔽和去除預(yù)沉積的功能層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]簡(jiǎn)而言之，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，基于溫度差異，利用特定的襯底特性將功能材料的圖案沉積在表面。由于襯底的溫度在某個(gè)位置上升，使得化學(xué)元素更快地?cái)U(kuò)散，或者使得化學(xué)元素附著到襯底的表面。有種方法是利用熱寫(xiě)入設(shè)備(例如激光寫(xiě)入頭、熱轉(zhuǎn)印寫(xiě)入頭)在襯底上形成熱圖案，該熱圖案與化學(xué)環(huán)境相組合，在襯底上形成功能化學(xué)跡線(xiàn)的圖案。該圖案可用于各種應(yīng)用，例如形成用于印刷制程的親水性/疏水性區(qū)域。另一種用途是形成可用于諸如銅之類(lèi)的金屬的非電解沉積的催化劑材料的圖案并由此在襯底上制造銅的跡線(xiàn)。
[0005]功能材料的精確沉積是需要的。激光成像或熱轉(zhuǎn)印的使用意味著在襯底上與被施加在成像區(qū)域的噴射材料(例如氣體)的組合。氣體分子向激光加熱的襯底擴(kuò)散，從而在氣體與沉積于襯底表面的材料之間形成化學(xué)合成物。氣體被稱(chēng)之為功能氣體并且在例如用于形成導(dǎo)電線(xiàn)路的襯底上形成跡線(xiàn)的化合物。
[0006]在下面呈現(xiàn)的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明及其目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯O
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1以示意形式表示驅(qū)動(dòng)成像設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字前端；
圖2以示意形式表示這里所公開(kāi)的成像系統(tǒng)；以及圖3以示意形式表示按照本發(fā)明的在圖案化襯底上應(yīng)用的非電解涂層機(jī)器設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明將特別針對(duì)構(gòu)成按照本發(fā)明的裝置的一部分的單元，或者特別針對(duì)與按照本發(fā)明的裝置更為直接地協(xié)同工作的單元。應(yīng)該理解的是，未特別示出或描述的單元可采用本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟知的各種形式。
[0009]雖然本發(fā)明的描述是與多個(gè)實(shí)施例中的其中一個(gè)相聯(lián)系的，但是應(yīng)該理解的是，其目的不是將本發(fā)明限定于該實(shí)施例。相反，其目的是涵蓋由所附權(quán)利要求覆蓋的替換、修改和等同形式。
[0010]圖1示出了制版成像設(shè)備108。成像設(shè)備由數(shù)字前端(DFE)104驅(qū)動(dòng)。DFE從桌面出版(DTP)系統(tǒng)(未畫(huà)出)接收數(shù)字形式的成像數(shù)據(jù)，并且呈現(xiàn)用于成像的數(shù)字信息。所呈現(xiàn)的信息和成像設(shè)備控制數(shù)據(jù)經(jīng)接口線(xiàn)路112，在DFE 104與成像設(shè)備108之間傳送。
[0011]圖2示出了成像系統(tǒng)200。成像系統(tǒng)200包括成像滑架212，材料噴射單元224連同熱成像頭220安裝其上。噴射的材料可以采用氣體的形態(tài)。熱成像頭220可基于熱轉(zhuǎn)印裝置或激光成像單元。熱成像頭220被設(shè)計(jì)為工作在與襯底208特性相匹配的波長(zhǎng)上。成像頭220被配置為在安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)柱體204的襯底208上成像。滑架212適于在行進(jìn)螺桿216引導(dǎo)下，基本上平行于柱體204移動(dòng)?？刂破?28控制成像頭220的圖案化制程和材料從材料噴射單元224的發(fā)射。能夠在平坦表面上成像的計(jì)算機(jī)直接制版設(shè)備(未畫(huà)出)被稱(chēng)為絞盤(pán)設(shè)備，其也可以用于同樣的目的。內(nèi)部鼓CTP (未畫(huà)出)配置同樣可以與本發(fā)明結(jié)合使用。
[0012]諸如玻璃、金屬和各種聚合物材料之類(lèi)的襯底208被安裝在柱體204上。根據(jù)所應(yīng)用的特定制程，材料噴射單元224在襯底208附近散開(kāi)材料?？梢栽诩す馄毓庵啊⑵陂g或之后應(yīng)用材料散開(kāi)的操作。成像頭220將根據(jù)從DFE 104接收的數(shù)據(jù)，在襯底208上對(duì)圖案進(jìn)行成像。CTP成像頭220將提升襯底208的溫度或者以光化學(xué)方式使成像區(qū)域內(nèi)的襯底表面改性，從而使功能?chē)娚洳牧?32的分子高效率地?cái)U(kuò)散進(jìn)入/結(jié)合進(jìn)入襯底208的過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)。因此，由成像頭220形成的圖案在襯底208上誘發(fā)摻雜圖案。例如，近IR(NIR)成像頭可以用于當(dāng)施加諸如三甲氧基巰丙基硅烷(MPTS)之類(lèi)的催化劑氣體或鈀精細(xì)粉末從而在襯底208上形成催化劑摻雜的跡線(xiàn)時(shí)，在專(zhuān)門(mén)吸收NIR的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯底上成像。
[0013]當(dāng)在襯底208上完成所需的圖案化之后，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的非電解涂層制程以在襯底208上，利用諸如圖3所示的非電解涂層機(jī)器設(shè)備構(gòu)造材料跡線(xiàn)，諸如銅跡線(xiàn)、銀跡線(xiàn)或鎳跡線(xiàn)。這些銅跡線(xiàn)將構(gòu)成由CTP成像頭220制作的圖案(參見(jiàn)Yinxiang Lu, Qian Liang,Longlong Xue，應(yīng)用表面科學(xué)，第258卷第10期，2012年3月I日，第4782-4787頁(yè))。
[0014]假設(shè)襯底的熱容量和密度分別為~1.和1.37gcm _3并且假設(shè)需要10微米的滲透深度，則為使襯底208增加IK的溫度，將需要1.644mJ/cm 2左右的能量。因此，為了達(dá)到100K的溫度，將需要164mJ/cm2的增加量，該增加量在當(dāng)前的CTP設(shè)備的工作范圍內(nèi)。
[0015]圖案化分辨率由CTP成像頭220的分辨率和諸如熱傳導(dǎo)率之類(lèi)的襯底208的特性確定。
[0016]部件列表
104數(shù)字前端(DFE)
108成像設(shè)備 112接口線(xiàn)路 200成像系統(tǒng) 204轉(zhuǎn)動(dòng)柱體 208成像襯底 212滑架216螺桿220熱成像頭224材料噴射單元228控制器232噴射材料
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在襯底上形成導(dǎo)電圖案的方法，包括: 在所述襯底上提供用于成像的圖像圖案； 使所述圖像圖案成像于所述襯底，從而形成成像區(qū)域； 在所述襯底上噴射功能材料，所述襯底使所述功能材料的分子擴(kuò)散進(jìn)入所述成像區(qū)域；以及 在所述襯底上的所述成像區(qū)域內(nèi)應(yīng)用構(gòu)造出導(dǎo)電材料跡線(xiàn)的非電解銅涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述功能材料在所述成像期間被施加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述功能材料在所述成像之后被施加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述功能材料在所述成像之前被施加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述功能材料為氣體。
【專(zhuān)利摘要】一種用于在襯底（208）上形成導(dǎo)電圖案的方法，包括：在襯底上提供用于成像的圖像圖案；使圖像圖案成像于襯底，從而形成成像區(qū)域；在襯底上噴射功能材料（232），襯底使功能材料的分子擴(kuò)散進(jìn)入成像區(qū)域；以及在襯底上的成像區(qū)域內(nèi)應(yīng)用構(gòu)造出導(dǎo)電材料跡線(xiàn)的非電解銅涂層。
【IPC分類(lèi)】C23C18-18, C23C18-20, H05K3-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104770071
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380059493
【發(fā)明人】I.舒斯特
【申請(qǐng)人】伊斯曼柯達(dá)公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2013年11月13日
【公告號(hào)】EP2921038A1, US8795788, US20140134326, WO2014078361A1