[发明专利]一种柔性电路导电组成物及其制备方法与使用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种柔性电路导电组成物及其制备方法与使用方法。

背景技术：

自二十世纪九十年代以来，以信息产业为先导的电子产品的快速发展，导致了集声、光、图像、网络为一体的电子产品制造业的蓬勃发展。随着人们对电子产品的要求越来越高，电子设备产品持续地向便携式、多功能化、高可靠性和低成本化方向发展。而柔性印刷电路(FPC)以其特有的便携性和低成本得到了前所未有的关注。

目前，柔性印刷电路通常由覆铜基材制作而成。主要方法是将铜箔通过胶黏剂附着在绝缘的柔性基材上，然后通过传统蚀刻的方法获得电路图案。通常由于覆铜方式的不同而将其分为单面电路板，双面电路板和多层电路板。其中双面电路板的制作还包括制作导通孔、电镀导通孔。而多层电路板通常以层叠法制作，参见专利CN101460020，CN101203095。但是这种制作方法工艺过程复杂，仍然必须采用传统光刻技术，无疑增加了成本。

在现有技术中，以柔性基材为衬底，采用丝网印刷工艺或纳米压印工艺，以及使用导电油墨印制电路的制作工艺获得了人们的关注。这种制作工艺具有制作成本低廉，工艺简单，可靠性高等优点。但是由于一般的导电材料导电性能不高，因此不具有实际应用的意义。专利CN101580660虽然采用了银粉作为导电材料，当银粉尺寸越小时抗折叠性能越好，但是由于纳米材料的量子尺寸效应决定了银粉的尺寸越小，导电性能越差。

纳米压印光刻技术是目前最有潜力的一种微纳米级平版印刷技术。纳米压印技术的原理较为简单，是将包含微米-纳米尺度图案的模板在受控的温度和压力下，以机械力在涂布高分子材料的基板上等比例压印复制微纳米图案的一项技术。由于通过避免使用昂贵的光源和投影光学系统，所以纳米压印光刻比传统光刻方法大大降低了成本。此外，纳米压印光刻技术可应用的范围相当广泛，涵盖纳米电子元件、生物或化学的硅片实验室、微流道装置(微混合器，微反应器)、超高存储密度磁盘、微光学元件等领域。

纳米压印这一制造方法正逐渐成为主流工业技术。它不仅可以制造出极微小的图形而且大大简化了许多生产过程，其成本极低，仅为光学光刻的十分之一。但是，目前披露的纳米压印光刻技术在电子、生物、高密度存储等方面的应用还存在一定局限性，这是因为，进行纳米压印的光刻胶本身并非常规意义上的良导体，即使采用了导电聚合物也无法达到实际应用的要求。因此，在制作纳米级的导电线路或半导体晶体管时，纳米压印只是全部工序的一部分，还需要在压印好的图形上沉积导电层，最后再通过刻蚀或脱模将不需要的部分除去，实现纳米级电路的制备。

目前常规的纳米压印组合物的研究还仅限于此阶段，这使得纳米压印技术的研发受到了限制。比如：专利CN1726433A公开的用于纳米压印的组合物和方法，探讨了纳米压印抗蚀剂和纳米压印平版印刷术中使用的薄膜组合物，但是由于纳米压印只是制作纳米级导电线路或半导体晶体管时的一部分工序，所以也就决定了在制作时，工序依然比较复杂，并且会产生较多的金属涂层和抗蚀剂的浪费。

专利CN1719338A公开了一种纳米压印用紫外光固化阳离子型刻蚀胶，该刻蚀胶与目前微电子行业所使用的正性或负性胶相比较，具有无挥发性溶剂、低粘度、固化速度快、低收缩、高附着力、高抗蚀性，是纳米压印制造专用光固化刻蚀胶。虽然在一定程度上改进了纳米压印组合物的配方且优化了制备程序，但都没有在根本上发挥纳米压印技术一次成型和结构精密分辨率高的最大优势。对此，专利CN1749000A更具有借鉴意义，该专利公开了一种磁性粒子辅助纳米压印的方法，属于纳米压印、微纳米图形转移、微机电技术领域。通过增加磁性粒子工艺来改善聚合物填充母板程度。但是，磁性粒子的加入却并不能改变纳米压印组合物不导电的性能。所以也不能使得纳米压印的步骤得到简化。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种柔性印刷电路板(FPC)用的柔性电路导电组成物及其制备方法与使用方法。本发明将光固化树脂和光活性单体加入到导电纳米材料分散液中，采用先光固化后热处理的双重固化方式。光固化使表面涂层能够迅速固化，达到良好的力学性能，热固化则使得涂层固化完全，达到深层固化的要求。再对其热处理，使纳米金属烧结在一起以达到良好的导电性能。与单纯的热固化相比，先光固化后热固化的方式固化时间短、分辨率高、设备简单，可以利用丝网印刷或纳米压印的技术，将设计的图形印制在基材的特定区域，双重固化后得到导电通路。制得的导电膜附着性好、硬度高、柔韧性好、导电性能优异，同时由于烧结温度较低，降低了对基片材料耐高温性能的要求。