CN101330805B - 一种刚挠印制板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚挠印制板的制作方法，包括如下步骤：将制作好的柔性线路板、刚性线路板基材用粘结基材粘合；在粘合后的软硬结合区上钻第二通孔；先在外露的柔性线路板上印刷可剥离胶并固化可剥离胶，然后对第二通孔进行黑孔，黑孔是将细微的起导电作用的碳粉粘附在孔壁上，采用黑孔的方式来实现孔金属化；先在第二通孔和刚性线路板基材的外表面上镀铜，然后在刚性线路板基材外表面上进行线路蚀刻；撕掉可剥离胶，进行后续研磨、阻焊、沉金或电镀金工艺。本发明的刚挠印制板的制作方法，先在外露的柔性线路板上印刷可剥离胶并固化可剥离胶，避免在黑孔的过程中，碳粉粘附在柔板的基膜或者覆盖膜上，实现对外露的柔性线路板的保护。

Description

一种刚挠印制板的制作方法

技术领域

本发明涉及一种刚挠印制板的制作方法。 

背景技术

随着印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)和柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)加工技术的不断发展与革新，刚挠印制板(Rigid-Flex Printed Circuit Board)应运而生。刚挠印制板的出现，为解决电子设备功能模块之间的互连问题带来了新的契机。刚挠印制板可以折叠、弯曲、卷缩，从而可以方便地连接不同平面间的电路，也可以连接活动部件，实现三维布线，从而解决了许多封装上原本受限制的问题，提高了连接密度，增强了电子设备的可靠性。而且将刚挠印制板应用到底板和子、母板上，能使电子设备的重量减轻、体积减小、组装成本降低、维修速度提高，并可以替代接插件，保证在振动、冲击、潮湿等恶劣环境下的高可靠性。 

刚挠印制板是指利用柔性线路板基材在不同区域与刚性线路板基材互连而制成的电路板。在柔性线路板基材和刚性线路板基材互连的区域，即软硬结合区，柔性基材与刚性基材上的导电图形通常通过金属化孔进行互连。如图1、图2和图3所示，刚挠印制板一般有三种类型。图1为第一种类型，图1所示的刚挠印制板包括两个刚性线路板1和一个柔性线路板2，所述柔性线路板2起到连接刚性线路板1的作用，柔性线路板2可以被看到的仅是覆盖膜或者基膜；图2为第二种类型，图2所示的刚挠印制板包括一个刚性线路板1和一个柔性线路板2，在柔性线路板2的前端设有具有插接功能的金手指4，柔性线路板2可以被看到的不仅是覆盖膜或者基膜还有金手指焊盘；图3为第三种类型，是图1类型和图2类型的叠加，如图3所示的刚挠印制板包括两个刚性线路板1和两个柔性线路板2，其中一个柔性线路板2连接在两个刚性线路板1之间，另一个柔性线路板2一端与刚性线路板1相连，另一端设有具有插接功能的金手指4。除了图3所示的简单叠加外，还可以形成更多的叠加方式，但基本不超出与此类似的形式。 

目前的刚挠印制板在制作流程上与普通的刚性线路板(PCB)及普通 的柔性印制线路板(FPC)都有着明显的区别，其一般的制作流程如图4所示。从图4中可以看出，在通过半固化片将刚性线路板基材与柔性线路板复合到一起之前，刚性线路板基材和半固化上需先被冲出或铣出一个窗口，该窗口对应柔性线路板外露部分。在刚性线路板基材与柔性线路板复合到一起之后，需要进行二次钻孔，并进行孔金属化和镀铜，这时就有一些技术问题需要解决。 

对FPC制作厂来说，多用黑孔的方式来实现孔金属化，所述黑孔是将细微的碳粉粘附在孔壁上。但在黑孔的过程中，由于柔板已经制作成型，或贴上了覆盖膜，起导电作用的碳粉会粘附在柔板的基膜或者覆盖膜上，无法清理掉，这就限制了FPC厂家利用现有的设备制作刚挠印制板。对PCB制作厂来说，多用化学沉铜的方式来实现孔金属化，经过改良后的化学沉铜药水可以保证沉积在柔板覆盖膜或基膜上的铜有较好的附着力，操作过程中不会脱落，到蚀刻工序时，这层沉上去的铜可以被完全蚀刻掉，不会残留在柔板上。所以利用改良后的化学沉铜方法可以制作如图1所示的第一种类型的刚挠印制板；但是，对于图2、图3所示的刚挠印制板来说，因为柔板上有已经蚀刻成形的线路焊盘外露，不能再对之进行蚀刻处理，所以改良的后化学沉铜方式也不能使用。另外，在小批量制作刚挠印制板时，当采用黑孔的方式来实现孔金属化，有人也试图用胶带贴附在刚性线路板的开窗部位，以期用胶带保护柔板，使之不受黑孔碳粉的侵袭，在刚性线路板外层线路蚀刻成形之后再手动一条一条地撕掉胶带。此种方法仅限于在软硬板的开发阶段制作一些样品，不可能实现量产化。而且贴胶带的方法本身也存在着较大的缺陷，首先，胶带本身有可能出现胶残留的现象，若在第二、三种类型的刚挠印制板上有胶残留在金手指焊盘上，在后续镀金工序时则很难镀上金，直接引发品质问题；其次，为提供足够的机械强度，刚性线路板都具有一定的厚度，在刚性线路板的窗口边缘处刚性线路板与柔性线路板会形成一个落差台阶，而胶带又很容易被抬起，当胶带被抬起后，在台阶处会存在缝隙，黑孔药水会从这个缝隙灌入，碳粉照样会被粘到柔性线路板的覆盖膜和基材上；再者，贴胶带、撕胶带本身都是手工作业，操作性差，每个人贴的状况也都不尽相同，可靠性差，根本不能适应大批量的制作。 

发明内容

本发明就是为了克服以上的不足，提出了一种可量产的刚挠印制板的制作方法，并能适用于各种不同类型的刚挠印制板。 

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决。 

一种刚挠印制板的制作方法，包括如下步骤： 

A.分别制作好柔性线路板、刚性线路板基材和用于粘合内层柔性线路板基材和刚性线路板基材的粘结基材； 

B.通过粘结基材将柔性线路板、刚性线路板基材粘合在一起并在软硬结合区上钻第二通孔； 

C.先在外露的柔性线路板上印刷可剥离胶并固化可剥离胶，然后对第二通孔进行黑孔，所述黑孔是将细微的起导电作用的碳粉粘附在孔壁上，采用黑孔的方式来实现空金属化； 

D.先在第二通孔和刚性线路板基材的外表面上镀铜，并进行线路蚀刻；撕掉可剥离胶，进行研磨； 

E.对刚性线路板基材外表面进行阻焊、研磨，然后在外露的铜表面上镀金。 

所述步骤A中柔性线路板的制作方法如下：选取适当尺寸的柔性线路板基材，在其上钻第一对位孔和第一通孔，并对第一通孔进行黑孔、镀铜，接着在柔性线路板基材上进行线路蚀刻，贴覆盖膜，热压覆盖膜。 

所述步骤A中粘结基材的制作方法如下：选取适当尺寸的半固化片，在其上钻第二对位孔，并冲出供柔性线路板外露的窗口。 

所述步骤A中刚性线路板基材的制作方法如下：选取适当尺寸的刚性线路板板材，在其上钻第三对位孔，并冲出或铣出供柔性线路板外露的窗口。 

所述步骤B中先通过将第一对位孔、第二对位孔和第三对位孔对准完成柔性线路板、粘结基材和刚性线路板基材的复合，然后通过热压使柔性线路板、刚性线路板基材粘合在一起。 

所述刚性线路板基材同一面上分布有至少两个供柔性线路板外露的窗口，所述同一面上外露的柔性线路板上印刷的可剥离胶为一体。 

所述步骤E之后还包括如下步骤：步骤F：将刚挠印制板裁断，冲出或铣出所需要的外形。 

所述步骤E和步骤F之间还包括如下步骤：在柔性线路板上金手指部位贴补强板，并热压补强板。 

所述步骤E和步骤D中的研磨方法为化学研磨。 

所述步骤E中镀金的方法为沉金或电镀金。 

本发明与现有技术对比的有益效果是： 

本发明的刚挠印制板的制作方法，在对软硬结合区上的第二通孔进行黑孔金属化前，先在外露的柔性线路板上印刷可剥离胶并固化可剥离胶，避免在黑孔的过程中，碳粉粘附在柔板的基膜或者覆盖膜上，实现对外露的柔性线路板的保护。本发明的可剥离胶是通过印刷的方式涂布在外露的柔性线路板板上，印刷精度远远高于人工手贴的胶带，且重复操作性强，无个体差别，可以实现量产化。本发明的刚挠印制板的制作方法立足于FPC厂的现有设备，不需另增加设备即可实现刚挠印制板的制作，可节约成本。 

附图说明

图1是现有的刚挠印制板第一种平面结构示意图； 

图2是现有的刚挠印制板第二种平面结构示意图； 

图3是现有的刚挠印制板第三种平面结构示意图； 

图4是现有的刚挠印制板的一般制作流程图； 

图5是本发明具体实施方式中对数块线路板整体涂布蓝胶的示意图； 

图6是本发明的刚挠印制板的制作流程图； 

图7是本发明具体实施方式中涂布蓝胶后的线路板横截面示意图； 

图8是本发明具体实施方式中软板和硬板结构结合示意图。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明。本具体实施方式针对四层的第二种类型的刚挠印制板进行说明，但本发明的方法同样可以适用于其他种类的刚挠印制板，而且对其他层数(如6、8层)的刚挠印制板也可适用。 

如图7所示，一种四层的第二种类型的刚挠印制板包括刚性线路板1组成的外层(第1层和4层)、柔性线路板2组成的内层(第2层和3)、柔板上的线路焊盘4(即金手指焊盘)。该线路板在本发明制作工艺过程中需印刷可剥离胶(peelable mask)层3，该可剥离胶层3在后续工艺过程中会被撕去。如图6和图8所示，该刚挠印制板制作过程包括如下步骤。 

第一步：制作好柔性线路板2。工艺过程为：对柔性线路板基材开料，从而选取适当尺寸的柔性线路板基材→钻第一对位孔7和第一通孔5→对第一通孔5进行黑孔→在第一通孔5上镀铜→在柔性线路板2上蚀刻，使线路蚀刻成形→贴覆盖膜→热压覆盖膜。此时，柔性线路板2已制作成型，等待与刚性材料复合。 

第二步：制作好粘结基材12。工艺过程为：对半固化片开料，从而选取适当尺寸的半固化片→钻第二对位孔8→冲窗口10。此时，粘结基材12已制作成型，等待复合时用。所述窗口10对应制好的刚挠印制板的柔性线路板外露部分。显然，除了使用半固化片，也可使用其他类型的粘结基材，只要能将柔性线路板和刚性线路板基材黏合即可。 

第三步：制作好刚性线路板基材1。工艺过程为：对刚性线路板板材开料，从而选取适当尺寸的刚性线路板板材→钻第三对位孔9→冲窗口11或铣窗口11。此时，刚性线路板基材已制作成型，等待复合时用。此步骤中窗口11与第二步中的粘结基材的窗口10位置相对应，最后会对应制好的刚挠印制板的柔性线路板外露部分。 

第四步：通过将第一对位孔7、第二对位孔8和第三对位孔9对准完成柔性线路板2、粘结基材12和刚性线路板基材1的复合并通过热压使柔性线路板、刚性线路板基材粘合在一起。在柔性线路板和刚性线路板基材的软硬结合区上钻第二通孔6。 

第五步：在外露的柔性线路板上印刷可剥离胶3并通过烘烤固化，然后对第二通孔6进行黑孔。 

第六步：在第二通孔6和刚性线路板基材1的外表面上镀铜，然后在刚性线路板基材1外表面上进行线路蚀刻。 

第七步：撕掉可剥离胶3，并对整个半成品进行化学研磨。显然，也可使用机械研磨方式进行研磨。 

第八步：在刚性线路板基材1外表面印刷感光阻焊油墨(PSR)，再对整个半成品进行化学研磨，然后在外露的铜表面上沉金或电镀金。 

第九步：在柔性线路板2上金手指部位贴补强板，并热压补强板。 

第十步：在印有感光阻焊油墨的刚性线路板外表面印刷上文字，该文字可为制造厂家、产品型号等。将刚挠印制板按照所需外形裁断。此时刚挠印制板制作完毕。

之后，可以对刚挠印制板进行开路、短路检查和外观检查，将合格的刚挠印制板包装出货。 

对于图1所示的第一种刚挠印制板，因没有线路焊盘则可以省去上述第九步。 

上述第五步中，所使用的可剥离胶因为多数为蓝色，故又称为“蓝胶”，利用此可剥离胶的暂时掩盖作用，可以保护柔性线路板不被碳粉粘附。“蓝胶”已在PCB行业内应用了多年，主要用于暂时遮蔽在焊盘上，作为二次焊接的保护层。可剥离胶在常温下为液态，黏度合适的可剥离胶具有很好的流动性，印刷在柔板部分后可以将柔性材料与刚性材料形成的台阶填平(如图7所示)，且不会存在像贴胶带那样形成的空隙。本具体实施方式的刚挠印制板外层的刚性线路板厚度均为0.1mm，半固化片的厚度为0.025mm。印刷可剥离胶时可选用80目的聚酯丝网，乳剂厚度设置为0.1mm，印刷时刮刀选用较软的刮刀(60-65度)，印出来的厚度基本在0.13mm左右，这样就完全填平了刚性材料与柔性材料形成的台阶。 

可剥离胶通过印刷的方式涂布在柔性线路板板2上，印刷精度远远高于人工手贴的胶带，且重复操作性强，无个体差别，可以实现量产化。 

本步骤中，在对可剥离胶的烘烤工艺中，烘烤温度可选择为150℃左右的高温，经20分钟左右的烘烤固化后的成膜边缘与柔板的密封性好，可以有效地阻挡外界的药水对被柔板的侵袭，所以在接下来的黑孔和对线路板第L1层和L4层蚀刻的过程中都可以完全保证柔板区域不接触黑孔药水和蚀刻药水。固化后的可剥离胶边缘的致密性好但整体上与被印物的附着强度低，蚀刻完之后可以被轻易撕下来，而且不会有胶的残留问题。 

当刚性线路板基材1同一面上分布有至少两个供柔性线路板外露的窗口，所述同一面上外露的柔性线路板上印刷的可剥离胶可以设计成一体，这样后续可以很方便地撕掉可剥离胶。如图5所示，针对第一种类型的刚挠印制板，将独立的小块可剥离胶层3设计成为一体时，可以实现同时将一大片区域的可剥离胶撕下来，提高了作业效率，更有利于实现量产化。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种刚挠印制板的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

A.分别制作好柔性线路板、刚性线路板基材和用于粘合内层柔性线路板基材和刚性线路板基材的粘结基材；

B.通过粘结基材将柔性线路板、刚性线路板基材粘合在一起并在软硬结合区上钻第二通孔；

C.先在外露的柔性线路板上印刷可剥离胶并固化可剥离胶，然后对第二通孔进行黑孔，所述黑孔是将细微的起导电作用的碳粉粘附在孔壁上，采用黑孔的方式来实现孔金属化；

D.先在第二通孔和刚性线路板基材的外表面上镀铜，并进行线路蚀刻；撕掉可剥离胶，进行研磨；

E.对刚性线路板基材外表面进行阻焊、研磨，然后在外露的铜表面上镀金。

2.根据权利要求1所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤A中柔性线路板的制作方法如下：选取适当尺寸的柔性线路板基材，在其上钻第一对位孔和第一通孔，并对第一通孔进行黑孔、镀铜，接着在柔性线路板基材上进行线路蚀刻，贴覆盖膜，热压覆盖膜。

3.根据权利要求2所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤A中粘结基材的制作方法如下：选取适当尺寸的半固化片，在其上钻第二对位孔，并冲出供柔性线路板外露的窗口。

4.根据权利要求3所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤A中刚性线路板基材的制作方法如下：选取适当尺寸的刚性线路板板材，在其上钻第三对位孔，并冲出或铣出供柔性线路板外露的窗口。

5.根据权利要求4所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤B中先通过将第一对位孔、第二对位孔和第三对位孔对准完成柔性线路板、粘结基材和刚性线路板基材的复合，然后通过热压使柔性线路板、刚性线路板基材粘合在一起。

6.根据权利要求1至5任一所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：

所述刚性线路板基材同一面上分布有至少两个供柔性线路板外露的窗口，所述同一面上外露的柔性线路板上印刷的可剥离胶为一体。

7.根据权利要求1至5任一所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤E之后还包括如下步骤：步骤F：将刚挠印制板裁断，冲出或铣出所需要的外形。

8.根据权利要求7所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤E和步骤F之间还包括如下步骤：在柔性线路板上金手指部位贴补强板，并热压补强板。

9.根据权利要求1至5任一所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤E和步骤D中的研磨方法为化学研磨。

10.根据权利要求1至5任一所述的刚挠印制板的制作方法，其特征在于：所述步骤E中镀金的方法为沉金或电镀金。

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