CN102036466A - 刚性-柔性电路板以及制造该电路板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刚性-柔性电路板，该电路板包括刚性区和柔性区，所述刚性区包括在两个表面上具有第一电路层的柔性基材、在所述柔性基材上形成的且在两个表面上具有第二电路层的金属芯基材、以及设置在所述柔性基材和所述金属芯基材之间的粘合剂层，其中，所述金属芯基材包括具有通孔的金属芯和在所述金属芯的表面上形成的绝热层，因此所述刚性区与柔性区彼此热分隔，并改进了所述刚性区的散热性。本发明还提供了一种制造所述刚性-柔性电路板的方法。

Description

刚性-柔性电路板以及制造该电路板的方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2009年9月25日提交的题为“刚性-柔性电路板以及制造该电路板的方法”的韩国专利申请第10-2009-0091198号的权益，该申请在此全文引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种刚性-柔性电路板以及制造该电路板的方法。
背景技术
随着电子行业近来的发展，对具有提高的功能性的电子部件的需求急剧的增长。安装了电子部件的电路板重量轻、细、短、小，应能够在其小面积上整合许多电子产品。
但是，电子部件的操作产生热量，该热量不合乎需要地劣化了电子部件的性能。由此，正在研究具有改进的散热性的电路板。
图1为说明常规散热电路板的横截面图，图2为说明图1的散热电路板的俯视图。参考图1和2，以下描述常规散热电路板以及制造该电路板的方法。
首先，使金属芯11经受阳极氧化处理，形成绝热层(insulating layer)12。
接着，在绝热层12上形成电路层13。
接着，将包括加热装置(heating device)14和热弱装置(heat-weak device)15的电子装置设置在具有形成的电路层13的绝热层12上。
常规散热电路板通过以上步骤来制造。
在常规散热电路板的情况下，由于金属传热非常有效，由加热装置14产生的热量通过绝热层12和金属芯11散至外面。由此，在散热电路板上形成的电子装置不经受比较高的热量，因此解决了得到的电子装置的性能下降问题。
但是，常规散热电路板的问题在于通过绝热层12和金属芯11将由加热装置14产生的热量转移至在绝热层12上形成的热弱装置15。如果热量施用于热弱装置15，则热弱装置15的性能劣化。此外，在热量非常高的情况下，可引起热弱装置15损坏，不合乎需要地降低了产品的总体可靠性。
而且，使用金属基材不合乎需要地降低了产品设计的灵活性。
发明内容
因此，着眼于相关领域中遇到的问题完成了本发明，本发明希望提供一种保护热弱装置免受由加热装置产生的热量的刚性-柔性电路板，本发明还提供了一种制造该电路板的方法。
本发明还希望提供一种使用金属基材的刚性-柔性电路板，由此改进散热性并提高产品设计的灵活性，本发明还希望提供一种制造该电路板的方法。
本发明的一方面提供了一种包括刚性区和柔性区的刚性-柔性电路板，其中，所述刚性区包括：在两个表面上具有第一电路层的柔性基材；在所述柔性基材上形成的且在两个表面上具有第二电路层的金属芯基材，该金属芯基材包括具有通孔的金属芯和在所述金属芯的表面上形成的绝热层；和设置在所述柔性基材和所述金属芯基材之间的粘合剂层。
在这方面，所述刚性-柔性电路板还可以包括用于使所述第一电路层与所述第二电路层连接的连接装置。
所述第一电路层或所述第二电路层可具有阶梯形状，且所述连接装置可包括具有阶梯形状的所述第一电路层或所述第二电路层的凸起物(protrusion)。
所述连接装置可包括凸缘(bump)。
在这方面，所述金属芯可含有金属(包括铝)，所述绝热层可包括金属阳极氧化层。
在这方面，所述柔性基材可含有聚酰亚胺。
在这方面，所述刚性-柔性电路板还可以包括安装在所述刚性区上的加热装置和安装在所述柔性区上的热弱装置。
或者，所述刚性-柔性电路板还可以包括安装在所述刚性区的一个表面上的加热装置和安装在所述刚性区的另一表面上的热弱装置。
本发明的另一方面提供了一种制造所述刚性-柔性电路板的方法，所述方法包括：(A)提供两个表面具有第一电路层的柔性基材，(B)在具有通孔的金属芯的表面上形成绝热层，以及在具有所述绝热层的金属芯上形成第二电路层，由此提供两个表面具有第二电路层的金属芯基材，和(C)在具有第一电路层的柔性基材的刚性区和柔性区二者中待成为刚性区的那部分的两个表面上形成粘合剂层，以及在该粘合剂层上形成具有第二电路层的金属芯基材。
在这方面，所述方法还可包括(D)在具有第一电路层的柔性基材的刚性区和柔性区二者中待成为柔性区的部分的两个表面上形成保护层。
在这方面，所述方法还可包括使用连接装置使所述第一电路层与所述第二电路层连接。
所述第一电路层或所述第二电路层可具有阶梯形状，且所述连接装置可包括具有阶梯形状的所述第一电路层或所述第二电路层的凸起物。
所述连接装置可含有凸缘。
在这方面，(B)可包括(B1)提供含有金属(包括铝)的金属芯，(B2)阳极氧化所述金属芯，由此在所述金属芯上形成含有金属阳极氧化层的绝热层，和(B3)在具有所述绝热层的金属芯上形成所述第二电路层。
在这方面，所述柔性基材可含有聚酰亚胺。
在这方面，所述方法还可包括(D)在所述刚性区上设置加热装置和在所述柔性区上设置热弱装置。
或者，所述方法还可包括(D)在所述刚性区的一个表面上设置加热装置和在所述刚性区的另一表面上设置热弱装置。
附图说明
结合附图，由以下详细说明可更清楚地理解本发明的特征和优点，其中：
图1为说明常规散热电路板的横截面图；
图2为说明图1的散热电路板的俯视图；
图3为说明依据本发明的第一个实施方式的刚性-柔性电路板的横截面图；
图4为说明依据本发明的第二个实施方式的刚性-柔性电路板的横截面图；
图5至图9为依次说明制造图3的刚性-柔性电路板的方法的横截面图；和
图10至图14为依次说明制造图4的刚性-柔性电路板的方法的横截面图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细说明本发明的各实施方式。在整个附图中，相同的参考数字用于指示相同或类似的元件。在本描述中，术语“第一”、“第二”等等仅用于区分一个元件与另一个元件，各元件不受以上术语的限定。而且，至于会使本发明的特征不清楚和混乱描述的已知技术的描述，即使与本发明相关，也认为是不必要的且可能省略。
此外，在本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应看作局限于典型的含义或字典上的定义，而应看作是基于发明人根据他或她已知的用于实现本发明的最佳方法所暗指的概念能够适当定义的原则的与本发明的技术范围相关的含义和概念。
刚性-柔性电路板
图3为说明依据本发明的第一个实施方式的刚性-柔性电路板100a的横截面图。参考该图，以下描述依据本实施方式的刚性-柔性电路板100a。
如图3所示，依据本实施方式的刚性-柔性电路板100a通常包括刚性区114和柔性区113，由此表现出热分隔的效果。
具体地讲，柔性区113包括具有形成的第一电路层107的柔性基材106。
柔性基材106具有绝热材料的功能性且显现优异的柔韧性，由此提高了柔性区113的设计灵活性。用于柔性基材106的材料的实例可包括但不局限于聚酰亚胺。可使用任何材料，只要为具有高柔韧性的绝热材料即可。
除了具有形成的第一电路层107的柔性基材106以外，刚性区114包括使用粘合剂层108与柔性基材106粘合的金属芯基材112，以及在金属芯基材112上形成的第二电路层103。
金属芯基材112包括具有形成的通孔110的金属芯101和在金属芯101的表面上形成的绝热层102。金属芯101可为含有铝(Al)的金属基材，绝热层102可为通过阳极氧化金属芯101而形成的金属阳极氧化层。当含有Al的金属基材被阳极氧化时，可得到具有优异散热效果的刚性-柔性电路板100a。绝热层102在金属芯101的整个表面和通孔110的内表面上形成。
使用粘合剂层108将具有第一电路层107的柔性基材106与具有第二电路层103的金属芯基材112彼此粘合。粘合剂层108可含有例如用于粘附电路板的粘合剂、或半固化的绝热层(pregreg insulating layer)。或者，可使用任何材料，只要其具有粘合剂的功能性和绝热材料的功能性即可。金属芯基材112可仅与柔性基材106的一个表面粘合，或者可与柔性基材106的两个表面粘合。
可使用连接装置使第一电路层107与第二电路层103彼此电相连。例如，当形成阶梯形状的第一电路层107时，第一电路层107的凸起物(protrusion)109a可与第二电路层103相连。与此相反，可形成阶梯形状的第二电路层103，由此可与第一电路层107相连。代替阶梯形状，可提供凸缘(bump)，以便第一电路层107与第二电路层103彼此电相连。
尽管图3示出了形成阶梯形状的第一电路层107，因此第一电路层107的凸起物109a与第二电路层103电相连，但本发明不局限于此。同样，可使用任何上述其他方法使第一电路层107与第二电路层103彼此相连。
此外，加热装置104可设置在刚性区114上，而热弱装置105可设置在柔性区113上。具体地讲，加热装置104设置在刚性区114的具有第二电路层103的金属芯基材112上，而热弱装置105设置在柔性区113的具有第一电路层107的柔性基材106上。
加热装置104为产生大量热的装置，例如，发光二极管。热弱装置105为其功能性受热容易劣化的装置。当热弱装置105受热时，变得不可能或不适宜操作，且产品可靠性不合乎需要地降低。
在加热装置104设置在刚性区114上的情况下，由加热装置104产生的热量通过金属芯101快速分散。此外，刚性区114与柔性区113通过柔性基材106相连。由于柔性基材106的导热性不高，因此通过金属芯101发射的热量不能转移至柔性区113。因此，在柔性区113上的热弱装置105不被由加热装置104产生的热量而破坏，且由此可用于备用。同样，虽然刚性区114与柔性区113通过为导体的第一电路层107相连，通过第一电路层107的传热不显著，因此，显现出刚性区114和柔性区113的热分隔效果。
尽管图3示出了包括刚性-柔性区的刚性-柔性电路板100a，但也可以具有刚性-柔性-刚性区或柔性-刚性-柔性区。
尽管在图3中未看到，在分别位于柔性基材106的一个表面和另一表面上的金属芯基材112之间可形成通孔(未示出)，因此一个表面与另一表面可电相连。
图4为说明依据本发明的第二个实施方式的刚性-柔性电路板100b的横截面图。参考该图，以下描述依据本实施方式的刚性-柔性电路板100b。在本实施方式的描述中，与前面实施方式相同或类似的元件指定为相同的参考数字，且省略多余的描述。
如图4所示，如第一个实施方式所述，依据本实施方式的刚性-柔性电路板100b包括刚性区114和柔性区113，不同之处在于加热装置104设置在刚性区114的一个表面上，而热弱装置105设置在刚性区114的另一表面上。具体地讲，加热装置104设置在具有与刚性区114的一个表面粘合的第二电路层103的金属芯基材112上，而热弱装置105设置在具有与刚性区114的另一表面粘合的第二电路层103的金属芯基材112上。
在加热装置104设置在刚性区114的一个表面上的情况下，热量通过金属芯101快速分散。同样，由于柔性基材106的传热效率低，通过在刚性区114的一个表面上形成的金属芯101发射的热量中几乎全部不能转移至刚性区114的另一表面。由此，设置在刚性区114的另一表面上的热弱装置105不被由加热装置104产生的热量而破坏，且由此可用于备用。
在本实施方式中，由于加热装置104和热弱装置105分别设置在刚性区114的一个表面和另一表面上，金属芯基材112可在柔性基材106的两个表面上形成。
制造刚性-柔性电路板的方法
参考图5-9，以下描述依据本发明的第一个实施方式制造刚性-柔性电路板100a的方法。
首先，如图5所示，第一电路层107在柔性基材106上形成。因此，尽管第一电路层107可仅在柔性基材106的一个表面上形成，为了使刚性-柔性电路板100a用作两面基材，第一电路层107可在柔性基材106的两个表面上形成。
尽管图5示出了具有阶梯形状的第一电路层107，非阶梯形状的连接装置也可在第一电路层107上形成，或者连接装置可不在第一电路层107上形成而在第二电路层103上形成。本实施方式描述了形成阶梯形状的第一电路层107的情况，以后将描述依据第二个实施方式在第一电路层107上提供凸缘的情况。
接着，如图6所示，绝热层102在具有通孔110的金属芯101的表面上形成，第二电路层103在具有绝热层102的金属芯101上形成，由此提供金属芯基材112。
具体地讲，通孔110在金属芯101中形成，绝热层102在金属芯101的整个表面和通孔110的内表面上形成。因此，金属芯101可为含有铝的金属基材。在这种情况下，绝热层102可为通过阳极氧化金属芯101而形成的金属阳极氧化层。随后，典型的电路形成法用于在绝热层102上形成第二电路层103。第二电路层103可在金属芯基材112的两个表面上形成。
接着，如图7所示，将粘合剂层108施用于具有第一电路层107的柔性基材106的刚性区114的两个表面上，具有第二电路层103的金属芯基材112在粘合剂层108上形成。
因此，形成的阶梯形状的第一电路层107的凸起物109a可与第二电路层103相连，因此第一电路层107与第二电路层103彼此电相连。
接着，如图8所示，可在具有第一电路层107的柔性基材106的柔性区113的两个表面上可进一步形成保护层111，例如，由聚酰亚胺制成的覆盖膜。
具体地讲，在柔性区113的情况下，为了提高其设计灵活性，柔性区113可为弯曲的或柔软的。因此，第一电路层107可能直接暴露并因此被破坏。出于这种原因，在柔性基材106的柔性区113上形成保护层111，以保护第一电路层107。
接着，如图9所示，加热装置104可设置在刚性区114上，而热弱装置105可设置在柔性区113上。
如图9所示，依据第一个实施方式的刚性-柔性电路板100a通过以上制造方法来制造。
参考图10-14，以下描述依据本发明的第二个实施方式制造刚性-柔性电路板100b的方法。在本实施方式的描述中，与前面实施方式相同或类似的元件指定为相同的参考数字，且省略多余的描述。
首先，如图10所示，第一电路层107在柔性基材106上形成，且凸缘109b在第一电路层107上形成。凸缘109b可使用本领域已知的典型的方法形成。尽管图10示出了具有四边形形状的凸缘109b，但本发明不局限于此。可形成具有圆形或半圆形形状的凸缘109b。同样，凸缘109b应由能电相连的导体制成。
接着，如图11所示，提供了具有第二电路层103的金属芯基材112。
接着，如图12所示，使用粘合剂层108，可将具有第二电路层103的金属芯基材112粘合在具有第一电路层107的柔性基材106的刚性区114的两个表面上。因此，第一电路层107的凸缘109b与第二电路层103相连。也就是说，通过凸缘109b使第一电路层107与第二电路层103彼此电相连。
接着，如图13所示，在柔性区113上也形成保护层111，以保护第一电路层107。
接着，如图14所示，加热装置104可设置在刚性区114的一个表面上，而热弱装置105可设置在刚性区114的另一表面上。
本实施方式示例性地描述了在第一电路层107上形成凸缘109b。或者，所述凸缘可在第二电路层103上形成，或者当金属芯基材112与柔性基材106的刚性区114粘合时，所述凸缘可置于第一电路层107和第二电路层103之间。同样，可利用第一个实施方式的阶梯形状。
如图14所示，依据第二个实施方式的刚性-柔性电路板100b通过以上制造方法来制造。
如上文所述，本发明提供了一种刚性-柔性电路板以及制造该电路板的方法。依据本发明，所述刚性-柔性电路板包括彼此分隔的刚性区和柔性区。刚性区包括金属芯，由此改进了加热装置的散热性，所述刚性区和柔性区彼此热分隔，由此保护了热弱装置。
同样，依据本发明，使用柔性基材，由此改进柔韧性，从而提高柔性区的设计灵活性。
同样，依据本发明，提供了具有阶梯形状的第一电路层或第二电路层，因此第一电路层与第二电路层可彼此电相连。
同样，依据本发明，提供了凸缘，使得第一电路层与第二电路层彼此相连，因此第一电路层与第二电路层可彼此电相连。
尽管就示例性目的公开了关于刚性-柔性电路板以及制造该电路板的方法的本发明的各实施方式，但本领域技术人员应理解，在不偏离在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种不同的修改、添加和替代。因此，这些修改、添加和替代也应理解为落入本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种刚性-柔性电路板，该电路板包括刚性区和柔性区，所述刚性区包括：
两个表面具有第一电路层的柔性基材；
在所述柔性基材上形成的且两个表面具有第二电路层的金属芯基材，该金属芯基材包括具有通孔的金属芯和在该金属芯的表面上形成的绝热层；和
设置在所述柔性基材和所述金属芯基材之间的粘合剂层。
2.根据权利要求1所述的刚性-柔性电路板，其中，该电路板还包括用于使所述第一电路层与所述第二电路层连接的连接装置。
3.根据权利要求2所述的刚性-柔性电路板，其中，所述第一电路层或所述第二电路层具有阶梯形状，且所述连接装置包括具有所述阶梯形状的所述第一电路层或所述第二电路层的凸起物。
4.根据权利要求2所述的刚性-柔性电路板，其中，所述连接装置包括凸缘。
5.根据权利要求1所述的刚性-柔性电路板，其中，所述金属芯含有包括铝在内的金属，且所述绝热层包括金属阳极氧化层。
6.根据权利要求1所述的刚性-柔性电路板，其中，所述柔性基材含有聚酰亚胺。
7.根据权利要求1所述的刚性-柔性电路板，其中，该电路板还包括安装在所述刚性区上的加热装置和安装在所述柔性区上的热弱装置。
8.根据权利要求1所述的刚性-柔性电路板，其中，该电路板还包括安装在所述刚性区的一个表面上的加热装置和安装在所述刚性区的另一表面上的热弱装置。
9.一种制造刚性-柔性电路板的方法，其中，该方法包括：
(A)提供两个表面具有第一电路层的柔性基材；
(B)在具有通孔的金属芯的表面上形成绝热层，以及在具有所述绝热层的金属芯上形成第二电路层，由此提供两个表面具有第二电路层的金属芯基材；和
(C)在具有第一电路层的柔性基材的刚性区和柔性区二者中待成为刚性区的部分的两个表面上形成粘合剂层，以及在该粘合剂层上形成所述具有第二电路层的金属芯基材。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括(D)在具有第一电路层的柔性基材的刚性区和柔性区二者中待成为柔性区的部分的两个表面上形成保护层。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括使用连接装置使所述第一电路层与所述第二电路层连接。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一电路层或所述第二电路层具有阶梯形状，且所述连接装置包括具有阶梯形状的所述第一电路层或所述第二电路层的凸起物。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述连接装置包括凸缘。
14.根据权利要求9所述的方法，其中(B)包括：
(B1)提供含有包括铝在内的金属的金属芯；
(B2)阳极氧化所述金属芯，由此在所述金属芯上形成含有金属阳极氧化层的绝热层；和
(B3)在具有所述绝热层的金属芯上形成所述第二电路层。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述柔性基材含有聚酰亚胺。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括(D)在所述刚性区上设置加热装置和在所述柔性区上设置热弱装置。
17.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括(D)在所述刚性区的一个表面上设置加热装置和在所述刚性区的另一表面上设置热弱装置。
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