CN102711375A - 具有改良的可焊性的柔性线路板和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有改良的可焊性的柔性线路板及其制作方法。具体而言，提供了一种具有改良的可焊性的柔性线路板，包括：金属线路层，所述金属线路层上设有焊点；覆盖在所述金属线路层上但未覆盖所述焊点的覆盖膜或阻焊油墨，其中，所述焊点上设有金属镀层，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合。本发明还披露这种柔性线路板的制作方法。本发明的柔性线路板由于其焊点经过了金属镀层处理，因此抗氧化性和可焊性大大改善，并且其材料成本和制作成本可大大降低，从而提高了线路板产品的可靠性和良品率。

Description

具有改良的可焊性的柔性线路板和方法

技术领域

本发明涉及柔性线路板(FPC)的领域，具体涉及一种具有新型的改良的可焊性的柔性线路板及其制作方法。

背景技术

现有技术的柔性线路板，无论是单面板、双面板还是多面板，一般都采用铜材或铜合金材料作为线路层材料。例如，传统的双面柔性线路板中，如图1所示，其柔性线路板的结构为，中间为一层绝缘层6(例如由典型的PI材料制成)，在绝缘层的两面分别设有铜箔制作的线路层3，7，在这两层线路层的外侧分别设有(例如粘接、涂镀、涂布或印刷的方式)起到防护作用的覆盖膜层5，5(典型的是CVL或相关的可耐高温的PVC类绝缘材料)。

这种现有技术的柔性线路板的缺陷是多方面的。

例如，铜箔作为线路层材料其材料成本很高，而且铜材的原材料成本将越来越高，因此传统线路板的造价很高。甚至有些生产商为了节省材料成本，将铜箔厚度降低，但材料成本仍然居高不下，这样做会使铜箔厚度过度降低而导致影响线路板的工作性能，例如可靠性、强度、导电性、散热性等等。

更重要的是，这种柔性线路板的线路层上的焊点(或称“焊盘”)显然也是铜焊点。这种铜焊点如果暴露于空气环境中会在很短时间内氧化，使得在后续焊接电子元器件的工艺中影响其可焊性，例如会导致焊点脱焊、焊接后的导电性差、焊接结合强度低、甚至焊接不上，等等。为此，在现有技术中，生产商通常会对焊点用化学方法进行钝化处理，但是，这种钝化处理的效果仍然不好，钝化后的铜焊点在暴露于空气中较长时间后仍然会严重氧化，影响随后的焊接工艺的可焊性和焊接可靠性。在现有技术的实践中，由于柔性线路板的铜焊点可焊性差，导致应用产品如LED灯带、LED模组等的焊接质量问题，进而影响应用产品的成品率、可靠性和使用寿命的情形，是非常普遍的。

因此，本领域中迫切需要一种具有改良的可焊性的柔性线路板及其制作工艺，以减轻或甚至避免上述缺陷，并降低产品成本。

发明内容

鉴于以上所述，而提出了本发明。本发明旨在解决以上的和其它的技术问题。

根据本发明，提供了一种具有改良的可焊性的柔性线路板，包括：金属线路层，所述金属线路层上设有焊点；覆盖在所述金属线路层上但未覆盖所述焊点的覆盖膜或阻焊油墨，其特征在于：所述焊点上设有金属镀层。

根据本发明的一优选实施例，所述金属线路层是铝或铝合金线路层。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属线路层是铝箔层、铝合金箔层、铝合金导线层或铝导线层。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属线路层是铜箔层、铜合金箔层、铜合金导线层、铜导线层、铝包镍层、铜包镍层、铁层或钢层。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属镀层是镀镍层、镀镍合金层、镀银层、镀锌层或镀锡层。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属镀层是铝或铝合金线路层，并且所述金属镀层是化学镀镍层；或者所述金属镀层是铜或铜合金线路层，并且所述金属镀层是化学镀镍层。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属镀层是复合镀层。

根据本发明的另一优选实施例，所述复合镀层是镀铜内层与镀镍外层的组合，或者是镀锌内层与镀镍外层的组合。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属线路层的厚度为10-1000微米。

本发明还提供了一种LED灯带，其包括根据本发明的柔性线路板以及焊接在所述焊点上的LED。

根据本发明，还提供了一种具有改良的可焊性的柔性线路板，包括：金属线路层，所述金属线路层上设有焊点；覆盖在所述金属线路层上但未覆盖所述焊点的覆盖膜或阻焊油墨，其中，所述焊点上设有金属镀层，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属线路层的制作材料选自铝、铜、钢、铁或者它们的组合。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属镀层是铝或铝合金线路层，并且所述金属镀层是化学镀镍层；或者所述金属镀层是铜或铜合金线路层，并且所述金属镀层是化学镀镍层。

根据本发明的另一优选实施例，所述金属镀层是复合镀层。

根据本发明，还提供了一种制作具有改良的可焊性的柔性线路板的方法，包括：提供金属线路层；在所述金属线路层的两面都贴上预先开窗的覆盖膜或印刷阻焊油墨，其中，所述覆盖膜在对应于焊点的位置预先开窗从而在贴上金属线路层之后暴露出焊点，或者在印刷阻焊油墨时不印刷所述金属线路层上的焊点位置从而暴露出焊点；在暴露的焊点上沉积金属镀层，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合。

根据本发明的一方法实施例，所述提供金属线路层的步骤包括：对铝或铝合金导线进行模切或冲切来提供所述金属线路层，或者对铝箔或铝合金箔进行蚀刻来提供所述金属线路层。

根据本发明的一方法实施例，所述在暴露的焊点上沉积金属镀层的步骤包括：对暴露的焊点进行化学镀镍或电镀镍的表面处理。

根据本发明，还提供了一种制作具有改良的可焊性的柔性线路板的方法，包括：提供金属线路层；在所述金属线路层的背面贴上背面覆盖膜或印刷背面阻焊油墨，然后沉积金属镀层，从而在所述金属线路层的正面镀上金属镀层，其中，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合；以及在所述金属线路层的正面贴上预先开窗的正面覆盖膜或印刷正面印刷阻焊油墨，其中，所述正面覆盖膜在对应于焊点的位置预先开窗从而暴露出具有金属镀层的焊点，或者在印刷正面阻焊油墨时不印刷所述金属线路层上的焊点位置从而暴露出具有金属镀层的焊点。

根据本发明的一方法实施例，所述提供金属线路层的步骤包括：对铝或铝合金导线进行模切或冲切来提供所述金属线路层，或者对铝箔或铝合金箔进行蚀刻来提供所述金属线路层。

根据本发明的一方法实施例，所述沉积金属镀层的工艺是化学镀镍或电镀镍。

本发明的柔性线路板由于其焊点经过了抗氧化且具有优越可焊性的金属镀层处理，因此抗氧化性和可焊性大大改善，并且其材料成本和制作成本可大大降低，从而提高了线路板产品的可靠性和良品率。

在以下对附图和具体实施方式的描述中，将阐述本发明的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本发明的其它特征、目的和优点。

附图说明

通过结合以下附图阅读本说明书，本发明的特征、目的和优点将变得更加显而易见，在附图中：

图1是现有技术的双面柔性线路板的局部截面图，显示了现有技术的双面柔性线路板的结构，包括铜箔线路层以及覆盖在其上面的覆盖膜；并且

图2显示了现有技术的单面柔性线路板的局部截面图，显示了现有技术的单面柔性线路板的结构，包括铜箔线路层以及覆盖在其上面的正面覆盖膜。

图3显示了单面或双面柔性线路板的正面示意图，显示了铜箔线路层、覆盖膜，以及露出的未被覆盖膜覆盖的焊点。

具体实施方式

下面将对本发明进行更详细的描述。

用语“单面线路板”指的是仅在该线路板的单面(即安装元器件的那一面)设有线路。

用语“双面线路板”指的是在该线路板的两面都设有线路。

在详细描述本发明之前，本领域技术人员应当理解，“元器件”在本申请中应作最宽泛涵义上的理解，即包括所有类型的用于电路的电子元器件、电气元器件或者其它类型的元器件，例如各种电阻，各种表面贴装(SMT)型的元器件，支架型的元器件、各种大功率器件等等，包括大功率LED，等等。

此外，用语“线路板”和“电路板”在本申请可以互换地使用。

下面结合附图和实施例对本发明的柔性线路板的制造工艺和构造作进一步的详细说明。

柔性线路板的有关材料

传统的双面柔性线路板的原材料卷也称为覆铜板的卷材。如图1所示，图1是现有技术的柔性线路板的局部截面图，显示了现有技术的柔性线路板的结构。在这种柔性线路板的结构中，典型的构造是五层，即，两层线路层3，7(最常见的是采用铜箔，在本实施例中又可称为覆铜层或者铜箔，这些用语有时可互换地使用)，以及粘合在这两层线路层3，7之间的绝缘层6。绝缘层6形成了柔性电路的基础层。在这两层线路层3，7的外侧分别设有(例如粘接、涂镀、涂布或印刷的方式)起到防护作用的覆盖膜层5，5，该覆盖膜层例如可由CVL制成。

当然，尽管在图1中未示出，实际上，在两层线路层3，7与绝缘层6通常会分别设有粘合层，用于将线路层与绝缘层粘合起来。因此，很多情形下，现有技术的这种柔性线路板构造实际上是七层的复杂构造。

绝缘层6的材料有许多种，其中最为常用的是聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酯和聚异戊二稀(PI)材料。聚酰亚胺材料具有非易燃性，几何尺寸稳定，具有较高的抗拉强度，并且具有承受焊接温度的能力，聚酯，也称为聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)，其物理性能类似于聚酰亚胺，具有较低的介电常数，吸收的潮湿很小，但是不耐高温。聚酯在低温应用场合呈现出刚性。这些材料均可用于形成绝缘层。

传统的现有技术中，一般都采用铜箔作为柔性电路中的线路层。它可以采用电沉积(ED)、锻制(RA)的方式。铜箔是具有柔顺性的材料，可以被制成许多种厚度和宽度。锻制的铜箔除了具有柔韧性以外，还具有硬质平滑的特点，它适合于应用在要求动态挠曲的场合之中。

在现有技术中，目前在生产中可采用的材料是纯铜或铜合金，例如锌黄铜，铜箔的厚度为10Z以上。如果采用纯铜，则纯铜的一般要求为T2铜。铜合金的要求一般为Tp2或是铜含量在20％以上，其余的成分可为锌(Zn)或其他微量添加元素。

图2也是现有技术的单面柔性线路板的局部截面图，显示了现有技术的单面柔性线路板的结构，包括铜箔线路层8以及覆盖在铜箔线路层8正反两面的覆盖膜5，5。

尽管现有技术的图1和图2未显示，但本领域技术人员都知道，在铜箔线路层上设有若干未被覆盖膜覆盖的暴露于空气环境中的焊点(焊盘)，用于焊接电子元器件和/或线路。

图3显示了单面或双面柔性线路板的正面示意图，显示了已覆盖了铜箔线路层的覆盖膜5以及露出的未被覆盖膜5覆盖的焊点2。

本发明的柔性线路板产品及工艺的主构思

根据本发明，对现有技术的铜箔线路层上的暴露于空气环境中的焊点(焊盘)进行涂镀处理，在其上面施加一层不易氧化且具有良好可焊性的金属镀层。这样，既可以省略现有技术中的钝化处理工艺步骤，又能够为线路板提供优越的可焊性。

示例性的工艺流程

本发明的柔性线路板的制造工艺一般包括主工艺流程和辅助工艺流程。本领域的技术人员可以理解，现有技术的柔性线路板的一般制作工艺流程是公知的，因此不一一赘述，本发明的柔性线路板的主要发明构思集中在对焊点的处理上。

下面结合单面柔性线路板来描述本发明。

根据一优选的但不具有限制性的实施方式，本发明的单面柔性线路板的制作工艺如下：

提供单条铝或铝合金导线(例如扁平导线)，它将作为线路板的线路层8；对线路层进行模切或冲切，形成多个切口(例如图3所示的切口)，从而形成相应的多个线路段8，这样就在相邻的线路段8之间形成了线路的断开。这样，通过在相邻的线路段8之间在焊盘位置焊上LED和/或其它元器件，就可形成电路的串联联接；在该加工过的具有多个线路段8的线路层的反面贴上反面覆盖膜5并进行压合；提供在焊盘2处开窗的正面覆盖膜5，然后在线路层8的正面对位贴合正面覆盖膜5并进行压合，这样就可得到暴露焊盘2的单面柔性线路板。

如上所述，用铝材或铝合金(或铝箔)作为线路材料来替代铜箔作为线路层材料，不仅可以保证线路的良好导电性，更关键的一点是将极大地降低线路板的材料成本。例如，铝制线路板的材料成本将是铜箔线路板成本的四分之一或者甚至更低。

当然，本领域技术人员显然可以理解，也可以采用其它材料来作为线路层的材料，例如铁、钢等等，这些都属于本发明的范围。

当然，本领域技术人员还可以理解，也可以不改变传统柔性线路板的线路层的铜箔材料，只是用对焊点进行改良可焊性的涂镀处理来取代传统钝化处理，这样也能够实现本发明的改善焊点可焊性的目的。这些也都属于本发明的范围。

下面介绍如何对焊盘2进行涂镀处理。

根据一优选实施例，在线路层8两面都贴上覆盖膜5之后，在暴露的焊盘2上沉积一层镍层。镍层的沉积可采用电镀或化学镀的方式。优选采用化学镀镍。将例如图3所示的两面都贴上覆盖膜5仅暴露出焊盘2的单面柔性线路板的表面(焊盘表面)进行除污除油等预处理(如果需要，还可能包括活化处理)，然后浸入在工作温度(例如90度左右)下的化学镀镍溶液中达一段时间，在焊盘2上镀上镍层。这些电镀镍或者化学镀镍的工艺都是传统工艺技术，对于本领域技术人员而言是公知的，因此不再一一赘述。由于镍具有非常良好的抗氧化性和可焊性，因此在镀镍后，就可得到抗氧化性和可焊性都得到改良的焊盘2，从而得到可焊性改进的柔性线路板。

根据另一优选实施例，也可在线路层8的背面贴上覆盖膜5之后，将正面暴露出整个线路层8的线路板浸入化学镀镍溶液中对整个线路层进行镀镍，然后取出来，在镀镍后的线路板正面对位贴上预先开窗的覆盖膜，这样，暴露出的焊盘2上也具有镀镍层。

当然，本领域技术人员显然可以理解，除了采用化学镀工艺进行镀镍之外，也可以采用电镀的方式。

根据另一优选实施例，也可以用印刷阻焊油墨的方式直接取代覆盖膜5。即，在线路层8两面印刷阻焊油墨之后，在暴露的焊盘2上镀上镍层。或者，在线路层8的背面印刷阻焊油墨后，将正面暴露出整个线路层8的线路板浸入化学镀镍溶液中对整个线路层进行镀镍，然后再在镀镍后的线路板正面印刷阻焊油墨，使得正面露出的焊盘2上也具有镀镍层。

之后，根据需要，进行常规的烘烤-丝印-电测-防氧化-外形-FQC-包装-出货等等工序，就可得到本发明的单面柔性线路板。

当然，根据本发明的一般发明构思，本领域技术人员显然可以理解，焊点2上的镀层材料除了可以是镍金属以外，也可以选择其它材料，例如，镍合金、银、锌、锡，或者它们的组合，等等。该镀层也可以是复合镀层，例如先镀铜层然后镀镍层，或者先镀锌然后镀镍层，等等。

根据另一优选的实施例，为了达到降低材料成本的效果，也可以采用选用铝作为线路层，在铝焊点上镀上铜层或者镀上铜镍复合镀层的组合。这样可实现极大程度地降低材料成本和生产成本的目的。

根据另一优选的实施例，本发明线路层的厚度在10-1000微米的范围内，优选为50-500微米，更优选在100-200微米。

本发明的这种构造和制作工艺使得可以大大降低材料成本和生产成本，改善可焊性和抗氧化性，提高可靠性和导电性。

根据本发明的一优选实施例，在本发明的柔性线路板产品上贴装或承载的元器件可以包括各类LFD和电阻。例如，优选的LED的型号可以包括：335，3528，5050，5060，等等。优选的电阻的型号可以包括如下：0603，0805，0812，等等。

显然，本领域设计人员完全可以理解，根据不同的应用场合和客户要求，本发明的柔性线路板产品可包含各种类型的LED、电阻和其它元器件等等。

上文已经介绍了本发明的具体实施例。然而应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种修改。因此，其它的实施例也都属于本发明的权利要求的保护范围。因此本发明并不限于所公开的附图和具体实施例，本发明的范围由权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种具有改良的可焊性的柔性线路板，包括：

金属线路层，所述金属线路层上设有焊点；

覆盖在所述金属线路层上但未覆盖所述焊点的覆盖膜或阻焊油墨，

其中，所述焊点上设有金属镀层，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合。

2.根据权利要求1所述的柔性线路板，其特征在于，所述金属线路层的制作材料选自铝、铜、钢、铁或者它们的组合。

3.根据权利要求2所述的柔性线路板，其特征在于，所述金属镀层是铝或铝合金线路层，并且所述金属镀层是化学镀镍层；或者

所述金属镀层是铜或铜合金线路层，并且所述金属镀层是化学镀镍层。

4.根据权利要求1所述的柔性线路板，其特征在于，所述金属镀层是复合镀层。

5.一种制作具有改良的可焊性的柔性线路板的方法，包括：

提供金属线路层；

在所述金属线路层的两面都贴上预先开窗的覆盖膜或印刷阻焊油墨，其中，所述覆盖膜在对应于焊点的位置预先开窗从而在贴上金属线路层之后暴露出焊点，或者在印刷阻焊油墨时不印刷所述金属线路层上的焊点位置从而暴露出焊点；以及

在暴露的焊点上沉积金属镀层，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述提供金属线路层的步骤包括：对铝或铝合金导线进行模切或冲切来提供所述金属线路层，或者对铝箔或铝合金箔进行蚀刻来提供所述金属线路层。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述在暴露的焊点上沉积金属镀层的步骤包括：对暴露的焊点进行化学镀镍或电镀镍的表面处理。

8.一种制作具有改良的可焊性的柔性线路板的方法，包括：

提供金属线路层；

在所述金属线路层的背面贴上背面覆盖膜或印刷背面阻焊油墨，然后沉积金属镀层，从而在所述金属线路层的正面镀上金属镀层，其中，所述金属镀层的成分选自：镍、铜、银、锌、锡，或者它们的组合；以及

在所述金属线路层的正面贴上预先开窗的正面覆盖膜或印刷正面印刷阻焊油墨，其中，所述正面覆盖膜在对应于焊点的位置预先开窗从而暴露出具有金属镀层的焊点，或者在印刷正面阻焊油墨时不印刷所述金属线路层上的焊点位置从而暴露出具有金属镀层的焊点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述提供金属线路层的步骤包括：对铝或铝合金导线进行模切或冲切来提供所述金属线路层，或者对铝箔或铝合金箔进行蚀刻来提供所述金属线路层。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述沉积金属镀层的工艺是化学镀镍或电镀镍。

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