CN101448362B - 可改变电路阻抗的极薄屏蔽膜、电路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可改变电路阻抗的极薄屏蔽膜、电路板及其制作方法。可改变电路阻抗的屏蔽膜，由绝缘覆盖膜层、金属箔层、各向异性导电胶层和保护离形膜层组成，金属箔层根据产品的阻抗要求设计设置有网格，绝缘覆盖膜层与各向异性导电胶层将金属箔层夹在中间，各向异性导电胶胶层表面覆盖保护离形膜。本发明具有如下优点：提供了一层极薄的完全连在一起的具有一定网格尺寸的金属箔，其与绝缘层具有极高的剥离强度，能够持续的耐受热冲击，可以用于软硬结合板多次的压合工艺中；同时能够降低介电层的厚度，实现阻抗控制的目的。并且成本低廉，弯折性能优异，工艺加工容易。

Description

可改变电路阻抗的极薄屏蔽膜、电路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及印刷电路板以及印刷电路板用屏蔽膜领域，具体为具有高剥离强度的可改变电路阻抗的极薄屏蔽膜、电路板及其制作方法。

背景技术

挠性印制板又称软性印制电路板，即FPC，软性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高可靠性和较高曲绕性的印制电路板。这种电路板散热性好，即可弯曲、折叠、卷挠，又可在三维空间随意移动和伸缩。可利用FPC缩小体积，实现轻量化、小型化、薄型化，从而实现元件装置和导线连接一体化。FPC广泛应用于电子计算机、通信、航天及家电等行业。

屏蔽的重要性。功能挠性电路板一项重要的指标是电磁屏蔽(EMIShielding)。挠性电路板应用于移动通讯系统时，在通讯系统的高频化趋势带动下，第3代手机已经浮上台面，另外，手机功能的整合也将促使手机组件急剧高频高速化。例如，手机功能除了原有音频的传播功能外，照相功能已列为必要功能，加入Bluetooth、WLAN等无线通信与上网功能，已逐渐成为下一波手机功能整入的重点，加上未来包括卫星定位、金融及感测组件的整入，手机关键组件的高频化势必将无法避免。在高频及高速的驱动下所引发的组件内部及外部的电磁干扰问题将逐渐严重。

阻抗控制的必要性。作为高频传输的挠性电路板，阻抗控制成为必须考虑的事情。电路板中不管是跑的方波数字讯号(Digital Signal)，或者是从板面飞上天空的弦波模拟讯号(Analog Signal)，当其进入前者的高速(High Speed)与后者的高频(High Frequency)(如RF或Microwave)时，其波动的振幅(Amplitude，即工作电压)必须一再降低(已从早年的12V，5V，不断下降到3.3V，2.9V，再到1.5V以下)，目的就是为了不断缩短讯号的升起时间(Rise Time，tr)与减少工作中的发热(主频500Hz的P-III在1.6V时发热即已达16.8W)。不幸的是，在讯号频率提高与传输速度加快下，负面效应的电磁干扰(EMI)，射频干扰(RFI)与其它在各种噪声(Noise)也都相形应势而起日趋严重。高速和高频对信号完整性的传输要求使阻抗控制成了必然。

我国为国际手机代工大国，FPC产业链完整，电磁屏蔽材料之自主化将有助促进通讯产业的发展，对高阶手机产业的支持扮演重要角色。其中原本被视为将进入讯号传输瓶颈(GHz)的电传输方式不断推陈出新、进展到原本认为不可能达到的目标。挠性电路板的应用市场上得到了快速的扩大。挠性覆铜板作为其主要的原材料，当前正处于技术与市场都在快速增长的态势。

专利名称为：屏蔽膜、屏蔽印刷电路板、屏蔽柔性印刷电路板、屏蔽膜制造方法及屏蔽印刷电路板制造方法，申请日为：2006.5.10、公开号为CN101176388A的发明专利，其屏蔽膜包括：分离膜；覆膜，设于该分离膜的一个表面上；以及粘合层，其通过金属层形成于与该分离膜相对的该覆膜的表面上。采用逐级印刷的方式形成。外层的绝缘层很薄，而且绝缘层与屏蔽层的剥离强度较低，在多次压合工艺的过程中容易出现分层现象；在具有一定台阶的软硬结合板结构中内部的金属层容易断裂而起不到屏蔽同时接地的效果。另一方面，由于其形成的导体层为实心金属层，对于挠性电路板产品，其作用只是起到屏蔽效果，不能满足产品的阻抗功能要求。对于有阻抗控制的挠性电路板，需要较厚的介电层才能采用该屏蔽材料达到阻抗值，成本高昂，而且耐弯折性能大幅下降。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供屏蔽金属与绝缘层剥离强度高、能实现挠性电路板极薄板的阻抗控制的低成本解决方案的，同时弯折性能良好，接地和屏蔽可靠性高，工艺加工方便，可以更广泛应用于软板、硬板、扁平电缆以及软硬结合板等的一种可改变电路阻抗的屏蔽膜及其制作方法。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述可改变电路阻抗的屏蔽膜电路板及其制作方法。

本发明是这样实现的：可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，包括以下制作步骤：

1)、在载体上形成可剥离的带网格金属箔；

2)将带网格金属箔转移到绝缘覆盖层上；

3)在带网格金属箔上形成各向异性导电胶层；

4)在各向异性导电胶层覆盖保护离形膜。

可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其具体优化制作步骤：

1)、在载体上形成可剥离的带网格金属箔；

2)、在网格金属箔面贴合外层屏蔽保护膜转移层；

3)、将载体上的带网格金属箔转移到外层屏蔽保护膜转移层上；

4)、在覆盖层的转移层上涂附绝缘覆盖层，预固化：温度60℃至120℃，时间15分钟至45分钟；

5)、将带网格金属箔与绝缘覆盖层贴合在一起，完全固化；温度100℃至180℃，时间15分钟至45分钟；

6)、去除外层屏蔽保护膜转移层，在带网格金属箔上形成各向异性导电胶层；

7)在各向异性导电胶层覆盖保护离形膜。

所述载体上形成带可剥离网格金属箔的步骤是：预先在载体的一侧表面真空溅射一层能够改善铜、镍或者其它金属与载体剥离强度的溅射金属层，然后根据产品的阻抗要求设计载体网格的尺寸，采用钻孔、冲切、激光切割或者蚀刻等方法在载体上形成同样大小的网格；最后在该溅射金属层上电镀金属箔层。

所述的载体可以选取金属箔或者其它塑料薄膜，厚度为8um至50um，宽度为100mm至1000mm；溅射金属层的厚度为100埃至1000埃；网格金属箔为带网格金属箔是可以包括铜箔、镍箔、镍铜或铝箔等；所述的电镀金属箔层为卷状电镀薄铜层、薄镍层、镍铜合金层，厚度可以为1um至6um。

所述的在覆盖层的转移层上涂附绝缘覆盖层是在一涂有硅油的覆盖层的转移层离形薄膜上根据需要涂布绝缘覆盖层，绝缘保护膜具有一定初粘性，厚度为2um到25um，选用的材料是改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂、聚酯或者聚酰亚胺树脂；预固化：温度60℃至120℃，时间15分钟至45分钟；将带网格金属箔与绝缘覆盖层贴合在一起；完全固化：温度100℃至180℃，时间15分钟至45分钟。

所述的各向异性导电胶选用具有耐高温的具有热固化性能的改性环氧树脂或者改性丙烯酸树脂，厚度为5um至50um；导电粒子可以是碳、银、镍、铜颗粒、镍金、铜镍或者铜镍金颗粒，其导电粒子与胶的体积比为3％到30％；根据实际要求，优先选择导电胶厚度为8um、10um、12um、15um、20um，体积比为5％、8％、12％、15％。从可靠性和成本两个方面考虑，导电粒子优先选择直径为2um至5um的镍粒子；固化条件为：温度为80℃至130℃，时间为20至60分钟。根据材料不同，优先选择80℃/30分钟；100℃/20分钟；120℃/10分钟。

所述的保护离形膜选用成本低廉且能耐受一定温度的聚酯薄膜，厚度为15um到50um。

一种可改变电路阻抗的屏蔽膜，由绝缘覆盖膜层、金属箔层、各向异性导电胶层和保护离形膜层组成，金属箔层根据产品的阻抗要求设计设置有网格，绝缘覆盖膜层与各向异性导电胶层将金属箔层夹在中间，各向异性导电胶层表面覆盖保护离形膜。

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，包括以下制作步骤：

1)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

2)正面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，包括以下制作步骤：

1)在形成线路的单面线路板基板上CO₂激光烧蚀反面接地部分窗口；

2)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

3)反面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，包括以下制作步骤：

1)在形成线路的单面线路板基板正面和反面接地部分同时开窗口；

2)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

3)正反面同时压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板，在形成线路的线路板基材的正面和/或者反面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

本发明采用聚酰亚胺树脂、改性环氧或者改性丙烯酸树脂作为最外层绝缘层，厚度优先选择10um，保证足够的强度和韧性；与之相连的是具有网格图形的极薄铜箔、镍箔或者铜镍箔合金层，网格的大小可以根据实际产品传输的频率和产品尺寸定制，厚度为1um到6um不等；最后涂敷厚度8um左右的异方向改性环氧树脂导电胶。与现有的技术相比，本发明具有如下优点：提供了一层极薄的完全连在一起的具有一定网格尺寸的金属箔，其与绝缘层具有极高的剥离强度，能够持续的耐受热冲击，可以用于软硬结合板多次的压合工艺中；同时能够降低介电层的厚度，实现阻抗控制的目的。并且成本低廉，弯折性能优异，工艺加工容易。

附图说明

图1为本发明在载体上形成的可剥离的带网格金属箔结构示意图；

图2为本发明可改变电路阻抗的屏蔽膜的结构示意图；

图3为本发明在电路基板正面上压合可改变电路阻抗的屏蔽膜的结构示意图；

图4为本发明在电路基板正反面上压合可改变电路阻抗的屏蔽膜的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

如图2所示，可改变电路阻抗的屏蔽膜，由绝缘覆盖膜层6、保护离形膜层5、金属箔层3和各向异性导电胶7组成，金属箔层3根据产品的阻抗要求设计设置有网格4，绝缘覆盖膜层6与各向异性导电胶层7将金属箔层3夹在中间，绝缘覆盖膜层5压合在各向异性导电胶层7上。各向异性导电胶层7可以热压固化胶层或者压敏胶层。绝缘覆盖膜层6与各向异性导电胶层7经过压合或者印刷后可以透过金属箔层3的网格相紧密接触，有效的提高的绝缘覆盖膜层6与属箔层3之间的剥离强度。

实施例1

一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，包括以下步骤：

1)、在载体上形成可剥离的带网格金属箔：

如图1所示，在载体1上形成可剥离网格金属箔3的步骤是：预先在载体1的一侧表面真空溅射一层能够改善铜、镍或者其它金属与所述载体剥离强度的溅射金属层3，然后根据产品的阻抗要求设计载体网格的尺寸，采用钻孔、冲切、激光切割或者蚀刻等方法在载体上形成同样大小的网格，最后在该溅射金属层上通过卷状电镀薄铜层、薄镍层或者镍铜合金层等形成带网格金属箔层3。所述的带网格金属箔是可以包括铜箔、镍箔、铝箔等。载体1可以选取金属箔或者其它塑料构成的薄膜，载体的厚度为8um至50um，宽度为100mm至1000mm。溅射金属层的厚度为100埃至1000埃；卷状电镀薄铜层、薄镍层或者镍铜合金层的带网格金属箔层3厚度可以为1um至6um。

2)将带网格金属箔转移到绝缘覆盖层上；

3)在带网格金属箔上形成各向异性导电胶层。各向异性导电胶层可以是热固化胶或者压敏胶。上述结构结够从下往上依次是绝缘覆盖层和带网格金属箔。在网格金属箔上涂布各向异性导电胶层，各向异性导电胶层优先选用具有耐高温的具有热固化性能的改性环氧树脂或者改性丙烯酸树脂，厚度为5um至50um。固化条件为：温度为80℃至150℃，时间为20至60分钟。根据材料不同，优先选择80℃/30分钟；100℃/20分钟；120℃/10分钟。导电粒子可以是碳、银、镍或铜颗粒，也可以是涂敷镍金、铜镍或者铜镍金的颗粒，导电粒子与胶的体积比为3％到30％不等。根据实际要求，优先选择导电胶厚度为8um、10um、12um、15um、20um，体积比为5％、8％、12％、15％。从可靠性和成本两个方面考虑，导电粒子优先选择直径为2um至5um的镍粒子。固化条件为：温度为80℃至130℃，时间为20至60分钟。根据材料不同，优先选择80℃/30分钟；100℃/20分钟；120℃/10分钟。

4)在各向异性导电胶胶层覆盖保护离形膜，以保护各向异性导电胶层表面，在使用的时候可以将保护离形膜。

实施例2

一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，是在实施例的基础上对带网格金属箔转移到绝缘覆盖层上的具体优化，包括以下制作步骤：

1)、在载体上形成可剥离的带网格金属箔；

2)、在网格金属箔面贴合外层屏蔽保护膜转移层；

3)、将载体上的带网格金属箔转移到外层屏蔽保护膜转移层上，去除载体。

4)、在覆盖转移层上涂附绝缘覆盖层，预固化；所述的在覆盖层的转移层上涂附绝缘覆盖层是在一涂有硅油的覆盖层的转移层离形薄膜上根据需要涂布绝缘覆盖层，绝缘保护膜具有一定初粘性，厚度为2um到25um，选用的材料是改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂、聚酯或者聚酰亚胺树脂；预固化：温度60℃至120℃，时间15分钟至45分钟。

5)、将带网格金属箔与绝缘覆盖层贴合在一起，完全固化，温度100℃至180℃，时间15分钟至45分钟；

6)、去除外层屏蔽保护膜转移层，在带网格金属箔上形成各向异性导电胶层；

7)在各向异性导电胶层覆盖保护离形膜。保护离形膜可以选择具有成本低廉且能耐受一定温度的聚酯薄膜，根据需要选择15um到50um厚度不等的绝缘保护膜。

实施例3

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，包括以下制作步骤：

1)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

2)正面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

线路板基材可以是在单面基材上形成线路均匀的线路。具体的工艺过程可以是直接在基材上贴膜、曝光、显影、蚀刻形成线路均匀的线路，然后压合覆盖膜。

本实施例是采用贴合可改变电路阻抗的屏蔽膜，实现了单面板具有阻抗控制，可以代替两层挠性电路板。一般采用双面挠性覆铜板来实现50欧姆单线阻抗或100欧姆的差分微带线的阻抗控制，而且介电层的厚度为50um到75um，线宽必须严格控制才能满足阻抗范围±10％的要求。但是采用压合可改变电路阻抗的屏蔽膜的单面板工艺和结构，能够有效控制蚀刻线路线宽的精度，最终达到控制阻抗的目的。同时工艺简单，成本低廉，而且降低了整个挠性电路板的厚度，具有更高的弯折性能。

实施例4

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，包括以下制作步骤：

1)在形成线路的单面线路板基板上CO₂激光烧蚀反面接地部分窗口；

2)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

3)反面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

线路板基材可以是在单面基材上形成线路均匀的线路。具体的工艺过程可以是直接在基材上贴膜、曝光、显影、蚀刻形成线路均匀的线路。

本实施例是采用贴合可改变电路阻抗的屏蔽膜，实现了单面板具有阻抗控制，可以代替两层挠性电路板。一般采用双面挠性覆铜板来实现50欧姆单线阻抗或100欧姆的差分微带线的阻抗控制，而且介电层的厚度为50um到75um，线宽必须严格控制才能满足阻抗范围±10％的要求。但是采用压合可改变电路阻抗的屏蔽膜的单面板工艺和结构，能够有效控制蚀刻线路线宽的精度，最终达到控制阻抗的目的。同时工艺简单，成本低廉，而且降低了整个挠性电路板的厚度，具有更高的弯折性能。

实施例5

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，包括以下制作步骤：

1)在形成线路的单面线路板基板正面和反面接地部分同时开窗口；

2)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

3)正反面同时压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板，如图3和图4所述，线路板基材8的正面和反面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

线路板基材可以是在单面基材上形成线路均匀的线路。具体的工艺过程可以是直接在基材上贴膜、曝光、显影、蚀刻形成线路均匀的线路。

本实施例是采用贴合可改变电路阻抗的屏蔽膜，实现了单面板具有阻抗控制，可以代替两层挠性电路板。一般采用双面挠性覆铜板来实现50欧姆单线阻抗或100欧姆的差分微带线的阻抗控制，而且介电层的厚度为50um到75um，线宽必须严格控制才能满足阻抗范围±10％的要求。但是采用压合可改变电路阻抗的屏蔽膜的单面板工艺和结构，能够有效控制蚀刻线路线宽的精度，最终达到控制阻抗的目的。同时工艺简单，成本低廉，而且降低了整个挠性电路板的厚度，具有更高的弯折性能。

Claims (11)

1.一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其特征在于，包括以下制作步骤：

1)、在载体上形成可剥离的带网格金属箔；

2)将带网格金属箔转移到绝缘覆盖层上；

3)在带网格金属箔上形成各向异性导电胶层；

4)在各向异性导电胶层覆盖保护离形膜。

2.一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其特征在于：包括以下制作步骤：

1)、在载体上形成可剥离的带网格金属箔；

2)、在网格金属箔面贴合外层屏蔽保护膜转移层；

3)、将载体上的带网格金属箔转移到外层屏蔽保护膜转移层上；

4)、在覆盖层的转移层上涂附绝缘覆盖层，预固化：

5)、将带网格金属箔与绝缘覆盖层贴合在一起，完全固化；

6)、去除外层屏蔽保护膜转移层，在带网格金属箔上形成各向异性导电胶层；

7)在各向异性导电胶层覆盖保护离形膜。

3.如权利要求1或2所述的可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其特征在于：所述载体上形成带可剥离网格金属箔的步骤是：预先在载体的一侧表面真空溅射一层溅射金属层；然后根据产品的阻抗要求设计载体网格的尺寸，在载体上形成同样大小的网格；最后在该溅射金属层上电镀金属箔层。

4.如权利要求1或2所述的一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其特征在于：所述的载体选取金属箔或者其它塑料薄膜，厚度为8um至50um；溅射金属层的厚度为100埃至1000埃；所述的电镀金属箔层为卷状电镀薄铜层、薄镍层、镍铜合金层，厚度为1um至6um。

5.如权利要求1所述的一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其特征在于：所述的在覆盖层的转移层上涂附绝缘覆盖层是在一涂有硅油的覆盖层的转移层离形薄膜上根据需要涂布绝缘覆盖层；绝缘覆盖层的厚度为2um到25um，选用的材料是改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂、聚酯或者聚酰亚胺树脂；预固化：温度60℃至120℃，时间15分钟至45分钟。

6.如权利要求1所述的一种可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法，其特征在于：所述的各向异性导电胶选用具有耐高温的具有热固化性能的改性环氧树脂或者改性丙烯酸树脂，厚度为5um至50um；导电粒子是碳、银、镍、铜颗粒、镍金、铜镍或者铜镍金颗粒，其导电粒子与胶的体积比为1％到40％；固化条件为：温度为80℃至130℃，时间为20至60分钟。

7.如权利要求1所述的可改变电路阻抗的屏蔽膜的制作方法制作的可改变电路阻抗的屏蔽膜，其特征在于：由绝缘覆盖膜层、金属箔层、各向异性导电胶层和保护离形膜层组成，金属箔层根据产品的阻抗要求设计设置有网格，绝缘覆盖膜层与各向异性导电胶层将金属箔层夹在中间，各向异性导电胶层表面覆盖保护离形膜。

8.一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，其特征在于，包括以下制作步骤：

1)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

2)正面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

9.一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，其特征在于，包括以下制作步骤：

1)在形成线路的单面线路板基板上CO₂激光烧蚀反面接地部分窗口；

2)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

3)反面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

10.一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板的制作方法，其特征在于，包括以下制作步骤：

1)在形成线路的单面线路板基板正面和反面接地部分同时开窗口；

2)清洁处理形成线路的单面线路板基材表面；

3)正反面同时压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

11.一种覆盖有可改变电路阻抗的屏蔽膜的印刷电路板，其特征在于，在线路板基材的正面和/或者反面压合可改变电路阻抗的屏蔽膜。

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