CN102223752B - 一种多层柔性线路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层柔性线路板及其制作方法，该层柔性线路板包括挠性基板及其背面的金属箔；在挠性基板的正面设置有两层以上的塑料薄膜；上层的塑料薄膜经由热熔胶层与下层的塑料薄膜相连接；最下层的塑料薄膜经由热熔胶层与挠性基板相连接；在除最上层之外的塑料薄膜上印制有导电油墨线路层。由于采用了塑料薄膜、热熔胶以及导电油墨等材质制作层间电路的隔离层和导电层，以物理印刷导电油墨替代化学腐蚀金属以及电镀制作层间电路，最大限度地减少了用药水腐蚀金属所产生的难以净化处理的高污染性废水以及对重金属铜的使用，从而降低了对附近河流、土壤等周边自然环境造成了较为严重和长期的污染，也降低了多层柔性线路板的成本。

Description

一种多层柔性线路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及柔性多层电路板(或多层线路板)及其制造工艺领域，更具体的说，改进涉及的是一种多层柔性线路板及其制作方法。

背景技术

柔性线路板，又称软性线路板、柔性印刷电路板，挠性线路板，简称软板或FPC(Flexible Printed Circuit)，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。FPC是指使用挠性的基材制作的单层、双层或多层线路的印制电路板，可以有覆盖层(阻焊层)，也可以没有覆盖层(阻焊层)。按照导电铜箔的层数划分，柔性线路板可分为单层板、双层板、多层板、双面板等。

导电铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路，保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗之后再用滚压法通过透明胶把两者结合起来。然后再在露出的焊盘部分电镀金或锡等进行保护。一般还要冲压成相应形状的小电路板。也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻焊层的，这样成本会低一些，但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽量低的场合，最好是应用贴保护膜的方法。当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时，就需要选用双层板甚至多层板。多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各层铜箔。

但是，现有的多层柔性板大都使用金属铜箔通过化学药水照相并腐蚀以及电镀的方法制作层间电路，所产生的难以净化处理的废水对附近河流、土壤等周边自然环境造成了较为严重和长期的污染。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多层柔性线路板及其制作方法，可减少因化学腐蚀金属以及电镀导致对环境产生的污染。

本发明的技术方案如下：一种多层柔性线路板，包括挠性基板和位于挠性基板背面的金属箔；其中：在挠性基板的正面设置有两层以上的塑料薄膜；位于上层的塑料薄膜经由涂布在上层塑料薄膜表面的热熔胶层与下层的塑料薄膜相连接；最下层的塑料薄膜经由涂布在最下层塑料薄膜表面的热熔胶层与挠性基板相连接；在除最上层塑料薄膜之外的塑料薄膜上印制有导电油墨线路层，导电油墨线路层与热熔胶层分别位于塑料薄膜两侧的表面；金属箔上设置有焊接电子元器件的线路，线路中设置有用于固定电子元器件的引脚通孔；引脚通孔穿过金属箔、挠性基板和带热熔胶层的塑料薄膜并避开导电油墨线路层的电路设置。

所述的多层柔性线路板，其中：热熔胶层的厚度超过导电油墨线路层的厚度。

所述的多层柔性线路板，其中：上层塑料薄膜上的导电油墨线路层与下层塑料薄膜上的导电油墨线路层之间通过金属导线电性连接。

所述的多层柔性线路板，其中：金属导线设置在多层柔性线路板的边缘。

所述的多层柔性线路板，其中：线路中包括用于固定电子元器件的引脚焊盘。

所述的多层柔性线路板，其中：在挠性基板的背面设置有金手指。

所述的多层柔性线路板，其中：挠性基板为塑料板。

所述的多层柔性线路板，其中：金属箔为铜箔。

所述的多层柔性线路板，其中：塑料薄膜为尼龙薄膜。

一种多层柔性线路板的制作方法，其中，包括以下步骤：涂布热熔胶在塑料薄膜的一面形成热熔胶层；印制导电油墨在塑料薄膜的另一面形成导电油墨线路层；用热压法将上层塑料薄膜的热熔胶层与下层塑料薄膜的导电油墨线路层相粘连，将最下层塑料薄膜的热熔胶层与柔性基板的非金属层表面相粘连；热压后在多层柔性线路板上避开导电油墨线路层的电路加工出固定电子元器件的引脚通孔，所述引脚通孔穿过柔性基板表面的金属层、柔性基板和带热熔胶层的薄膜。

所述的多层柔性线路板的制作方法，其中：涂布热熔胶时包括对成卷的塑料薄膜进行拆卷、预热、上胶、烘干和收卷的步骤。

所述的多层柔性线路板的制作方法，其中：包括上胶前将热熔胶放置在密闭的容器中进行加热的步骤。

所述的多层柔性线路板的制作方法，其中：包括在热压前对柔性基板背面的金属层进行腐蚀以形成焊接电子元器件的线路的步骤。

所述的多层柔性线路板的制作方法，其中：包括在热压前将金属导线的两端分别设置在需要连接的层间导电油墨线路层上的步骤。

本发明所提供的一种多层柔性线路板及其制作方法，由于采用了塑料薄膜、热熔胶以及导电油墨等材质制作层间电路的隔离层和导电层，热熔胶对导电油墨线路层起到了很好的密封作用，大大减少了外界对层间电路的腐蚀和氧化，延长了多层柔性线路板的使用寿命；更为重要的是，以物理印刷导电油墨替代化学腐蚀金属以及电镀制作层间电路，最大限度地减少了用药水腐蚀金属所产生的难以净化处理的高污染性废水以及对重金属铜的使用，从而大大降低了对附近河流、土壤等周边自然环境造成了较为严重和长期的污染，也大幅降低了多层柔性线路板的成本。

附图说明

图1是本发明多层柔性线路板的结构示意图。

图2是本发明多层柔性线路板层间电路相连接的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。

本发明的一种多层柔性线路板，常见于电脑键盘或手机键盘、手机显示屏以及笔记本电脑、数码摄录相机等电子类产品中的软板；其具体实施方式之一，如图1所示，包括用于制作FPC板的聚酯类绝缘板、聚酰亚胺绝缘板、芳酰胺纤维酯绝缘板或聚氯乙烯绝缘板等柔性基板100；在柔性基板100的背面设置有金属层101，通常，该金属层101为覆铜层(即铜箔)或铝箔；在柔性基板100的正面设置有两层以上的塑料薄膜110、120、130和140；其中，位于上层的塑料薄膜120(或130)经由涂布在上层塑料薄膜120(或130)表面的热熔胶层121(或131)与下层的塑料薄膜110(或120)相连接；最下层的塑料薄膜110经由涂布在下层塑料薄膜110表面的热熔胶层111与柔性基板100相连接；在除最上层(塑料薄膜140)之外的塑料薄膜110、120和130上印制有导电油墨线路层112、122和132作为层间电路。

热熔胶是一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态可随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。热熔胶的基本树脂是乙烯和醋酸乙烯在高温高压下共聚而成的，即EVA树脂；EVA热熔胶之后还出现过PE热熔胶和TPR类热熔胶等。

在本发明多层柔性线路板的优选实施方式中，塑料薄膜110、120、130和130优选聚酰胺薄膜(polyamide film)，即尼龙薄膜(nylon film)。聚酰胺薄膜以尼龙树脂为原料，添加加工助剂制得的薄膜，可采用T型(挤出浇铸)薄膜成型法(不拉伸薄膜)，T型模双向拉伸薄膜成型法和吹气膨胀法(双向拉伸薄膜)制造，市售的聚酰胺薄膜商品主要是尼龙6和尼龙66的薄膜。尼龙薄膜是一种非常坚韧的薄膜，耐磨性、耐穿刺性优良，且比较柔软，抗张强度、拉伸强度较高；尼龙薄膜还具有较好的耐热性、耐寒性、耐油性和耐有机溶剂性；尼龙薄膜透明性好，并具有良好的光泽，印刷性能优异。尤其是PA膜的柔软性大大降低了由此制作出的FPC的回弹力，使FPC弯折后更加柔顺和贴合。

具体的，在PA膜等塑料薄膜110(120或130)两侧的表面可分别喷涂热熔胶层111(121或131)和印刷导电油墨线路层112(122或132)；热熔胶层111(121或131)的厚度超过导电油墨线路层112(122或132)的厚度；由此，可将两层塑料薄膜110和120(或者120和130)更加紧密地粘接在一起。

进一步地，上层塑料薄膜120(或130)上的导电油墨线路层122（或132)与下层塑料薄膜110(或120)上的导电油墨线路层112（或122)之间可通过设置其间的金线、银线或铜线等金属导线123电性连接，如图2所示；较好的是，金属导线123可设置在多层线路板的边缘，也即塑料薄膜110(或120、130)的边缘；金属导线123弯折或翻折后，两端分别搭接在不同层塑料薄膜110(120或130)的导电油墨线路层112(122或132)上，由此可将相邻两层塑料薄膜110和120(或者120和130)上的导电油墨线路层112和122(或者122和132)相电性连接，也可将隔层塑料薄膜110和130上的导电油墨线路层112和132相电性连接。此外，金属导线123还可穿过设置在多层线路板中间的孔腔(未示出)，将相邻层塑料薄膜110和120(或者120和130)上的导电油墨线路层112和122(或者122和132)或者间隔层塑料薄膜110和130上的导电油墨线路层112和132相电性连接。

具体的，可仅在柔性基板100的金属层101上设置用于焊接电子元器件的线路；线路中设置有用于固定电子元器件的引脚通孔；引脚通孔穿过金属层101、柔性基板100和带热熔胶层的塑料薄膜110、120、130和140设置。

较好的是，引脚通孔避开导电油墨线路层112、122和132的电路设置。如果引脚通孔的直径与加工误差之和小于导电油墨线路层112、122或132中单根走线的宽度，那么即使引脚通孔加工在导电油墨线路层112、122或132的走线上，也不至于断开其中的电路，但此时需要对穿过该引脚通孔的电子元器件的引脚进行绝缘处理，以阻断该电子元器件与导电油墨线路层112、122或132的电性连接。

具体的，线路中还设置有用于固定电子元器件的引脚焊盘，用于在插完电子元器件后进行波峰焊或手工焊接处理。

此外，如果需要在多层线路板上设置连接其他线路板的金手指，例如电脑中内存条的线路板等，也可将厚铜层或镀金层设置在柔性基板100背面的金属层101上。

基于上述柔性多层线路板，本发明还提出了一种制作柔性多层线路板的方法，其具体实施方式之一，包括以下步骤：首先，将热熔胶用涂布机涂布在塑料薄膜110(120、130和140)的一面形成固化状态下的热熔胶层111(121、131和141)；其次，将导电油墨印制在塑料薄膜110(120和130)的另一面形成可作为电路使用的导电油墨线路层112(122和132)；最后，用热压法在熔化塑料薄膜110(120、130和140)上的热熔胶层111(121、131和141)的同时，将上层塑料薄膜120(或130)与下层塑料薄膜110(或120)紧密地粘接在一起，并将下层塑料薄膜110(或120)上印制的导电油墨线路层112(或122)密封在两层塑料薄膜110和120(或者120和130)之间，其中，最下层的薄膜塑料110与柔性基板100的非金属层101表面通过最下层塑料薄膜110上涂布的热熔胶层111紧密粘接。

进一步的，对于成卷设置的塑料薄膜，涂布过程还包括在涂布机上进行拆卷、预热、上胶、烘干和收卷的步骤；具体的，拆卷即在涂布机的拆料辊上拆解伸展成卷的塑料薄膜来料；预热即在涂布机的预热辊上对拆解后的塑料薄膜通过热传导方式进行预加热；上胶即在涂布机的涂布辊上将熔融状态的热熔胶涂布到加热后的塑料薄膜表面；烘干即在涂布机的烘干箱中将热熔胶进行固化；收卷即在涂布机的收料辊上将涂布好热熔胶的塑料薄膜再收成卷。

较好的是，在上胶前可将热熔胶放置在密闭的容器中进行预加热，以加快上胶后热熔胶的固化速度。

进一步地，在热压前可对柔性基板100背面的金属层101进行腐蚀形成焊接电子元器件的线路。

进一步地，在热压前可将金属导线123的两端分别设置在需要连接的不同层塑料薄膜的导电油墨线路层上。

进一步地，在热压后可在柔性基板100上避开导电油墨线路层112(122和132)的电路加工出固定电子元器件的引脚通孔。

与现有的多层柔性线路板通过孔壁的金属连接各层电路不同，本发明的多层柔性线路板中，不同电路层之间塑料薄膜110、120和130上的导电油墨线路层可通过金属导线电性连接，以替代现有通过光学曝光和化学腐蚀金属制作的层间电路；由此，可大大减少因镀铜和腐蚀制作层间电路所导致的高能耗和环境污染。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，例如，将PA膜等同替换为或PA片等；而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种多层柔性线路板，包括挠性基板和位于挠性基板背面的金属箔；其特征在于：在挠性基板的正面设置有两层以上的塑料薄膜；位于上层的塑料薄膜经由涂布在上层塑料薄膜表面的热熔胶层与下层的塑料薄膜相连接；最下层的塑料薄膜经由涂布在最下层塑料薄膜表面的热熔胶层与挠性基板相连接；在除最上层塑料薄膜之外的塑料薄膜上印制有导电油墨线路层，导电油墨线路层与热熔胶层分别位于塑料薄膜两侧的表面；金属箔上设置有焊接电子元器件的线路，线路中设置有用于固定电子元器件的引脚通孔；引脚通孔穿过金属箔、挠性基板和带热熔胶层的塑料薄膜并避开导电油墨线路层的电路设置。

2.根据权利要求1所述的多层柔性线路板，其特征在于：热熔胶层的厚度超过导电油墨线路层的厚度。

3.根据权利要求1所述的多层柔性线路板，其特征在于：上层塑料薄膜上的导电油墨线路层与下层塑料薄膜上的导电油墨线路层之间通过金属导线电性连接。

4.根据权利要求3所述的多层柔性线路板，其特征在于：金属导线设置在多层柔性线路板的边缘。

5.根据权利要求1所述的多层柔性线路板，其特征在于：线路中包括用于固定电子元器件的引脚焊盘。

6.根据权利要求1所述的多层柔性线路板，其特征在于：在挠性基板的背面设置有金手指。

7.根据权利要求1至6中任一所述的多层柔性线路板，其特征在于：挠性基板为塑料板。

8.根据权利要求7所述的多层柔性线路板，其特征在于：金属箔为铜箔。

9.根据权利要求8所述的多层柔性线路板，其特征在于：塑料薄膜为尼龙薄膜。

10.一种多层柔性线路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

涂布热熔胶在塑料薄膜的一面形成热熔胶层；

印制导电油墨在塑料薄膜的另一面形成导电油墨线路层；

用热压法将上层塑料薄膜的热熔胶层与下层塑料薄膜的导电油墨线路层相粘连，将最下层塑料薄膜的热熔胶层与柔性基板的非金属层表面相粘连；

热压后在多层柔性线路板上避开导电油墨线路层的电路加工出固定电子元器件的引脚通孔，所述引脚通孔穿过柔性基板表面的金属层、柔性基板和带热熔胶层的薄膜。

11.根据权利要求10所述的多层柔性线路板的制作方法，其特征在于：涂布热熔胶时包括对成卷的塑料薄膜进行拆卷、预热、上胶、烘干和收卷的步骤。

12.根据权利要求11所述的多层柔性线路板的制作方法，其特征在于：包括上胶前将热熔胶放置在密闭的容器中进行加热的步骤。

13.根据权利要求10所述的多层柔性线路板的制作方法，其特征在于：包括在热压前对柔性基板背面的金属层进行腐蚀以形成焊接电子元器件的线路的步骤。

14.根据权利要求10所述的多层柔性线路板的制作方法，其特征在于：包括在热压前将金属导线的两端分别设置在需要连接的层间导电油墨线路层上的步骤。

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