CN103281859B - 一种软硬结合线路板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种软硬结合线路板及其的制作方法，此软硬结合线路板是由柔性覆铜板、刚性基材、覆盖膜、半固化片及刚性填充板组成，而柔性覆铜板一部分做为挠性板用，一部分通过半固化片与刚性基材结合作为外层刚性板用；粘结内层柔性覆铜板与刚性基材的半固化片、粘结内层柔性线路板的半固化片、刚性基材钻孔并冲切掉挠性区域；填充板钻铣出挠性区域大小的板；将内层柔性线路板通过粘结内层柔性线路板的半固化片组合成一体并层压固化，各半固化片将内层柔性线路板、刚性基材、填充板及外层柔性覆铜板组合成整体并层压固化，再进行后续处理及激光切割外层柔性覆铜板的挠性区域、外形加工、去填充板等常规工序制作，即完成该软硬结合线路板的制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种软硬结合线路板及其制作方法，特别是涉及一种外层刚性要求的软硬结合线路板。
背景技术
随着电子科学技术的发展，电子产品越来越多的往“轻、薄、便携”化发展，在特殊的设备中，硬性线路板、柔性线路板无法同时满足电子产品对线路板即要有一定的机械强度又要有一定的柔软性的要求。软硬结合线路板，也称为刚挠结合线路板是指包含一个或多个刚性区以及一个或多个挠性区的印制线路板，其兼具硬性线路板的平整度、机械强度和柔性线路板的可挠性、灵活性。软硬结合线路板可以将位于不同平面上的电路连接起来，非常有利于空间的利用率，特别适合在便携式电子产品等精密电子方面的应用。
目前，习用的软硬结合线路板，如图1、2所示，这种习用的四层软硬结合板制作的工艺流程，如图3所示，主要包括以下步骤：
（1）下料：将所用材料按制作所需的规格尺寸进行裁切；
（2）填充板钻铣：填充板10、11填充在软硬结合线路板的挠性区域，主要起到填充和防止柔性线路板皱折变形及制作过程中受到药水的攻击，通过钻铣或冲切方式制作；
蚀刻一面铜（刚性覆铜板）：刚性覆铜板8、9为产品的外层，刚性覆铜板8、9都为双面铜箔，做该软硬结合板的外层硬板只需单面铜，需将刚性覆铜板8、9的其中一面铜全部蚀刻掉；
半固化片钻孔：半固化片1、6、7起到各层之间的粘结作用，需对半固化片1、6、7分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便后续冲切及组装；
覆盖膜钻孔：覆盖膜4、5保护柔性线路板线路，需对覆盖膜4、5分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便贴合覆盖膜4、5；
柔性覆铜板钻孔：柔性覆铜板2、3做为软硬结合线路板的内层，需对柔性覆铜板2、3分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便组装对位；
（3）刚性覆铜板钻孔：将步骤（2）得到的刚性覆铜板8、9分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便后续的冲切及组装；
半固化片冲切：将步骤（2）得到的半固化片1、6、7进行冲切，冲切掉挠性区域窗口，此处无需粘结，半固化片冲切的窗口比挠性区域窗口小，露出的半固化片能够粘住填充板10、11。
覆盖膜冲切：将步骤（2）得到的覆盖膜4、5进行冲切，冲切掉覆盖膜4、5在挠性区域的焊盘开口，有些软硬结合线路板在挠性区域没有焊盘，则无需此步骤；
（4）刚性覆铜板冲切：将步骤（3）得到的刚性覆铜板8、9进行冲切，冲切掉挠性区域窗口，此处需露出柔性线路板；
（5）层压固化（内层）：将步骤（3）得到的半固化片1贴于步骤（2）得到的柔性覆铜板2、3之间组装，并进行层压固化成一体；
（6）表面处理：将步骤（5）得到的柔性覆铜板2、3通过刷板、化学清洗等表面处理方式清除板面的氧化物等；
（7）线路制作（内层）：将步骤（6）得到的柔性覆铜板2、3制作出所需的内层线路；
（8）层压固化（内层覆盖膜）：将步骤（3）得到覆盖膜4、5贴于将步骤（7）得到的柔性覆铜板2、3的线路面并层压固化；
（9）层压固化（整体）：将步骤（3）得到的半固化片6、7分别贴于步骤（8）得到的柔性覆铜板2、3上过塑，再组装在步骤（4）得到的刚性覆铜板8、9之间，将步骤（2）得到的填充板10、11填充在软硬结合线路板的挠性区域15，并进行层压固化成一体；
（10）钻孔：将步骤（9）中得到的软硬结合线路板钻孔，钻出产品电性要求的导通孔等，如图1所示。
（11）等离子处理：等离子处理方法去除导通孔内的钻污等残余物，提高导通孔的沉镀铜质量；
（12）表面处理：将步骤（11）得到的软硬结合线路板通过刷板、化学清洗等表面处理方式清除板面的氧化物等；
（13）沉镀铜：在步骤（11）中得到的导通孔的孔壁上一层沉镀铜，使软硬结合线路板的各层铜导通，如图1所示。
（14）线路制作（外层）：在经上述步骤得到的软硬结合线路板外层刚性覆铜板上制作出所需的外层线路；
（15）阻焊层制作：在经上述步骤得到的软硬结合线路板外层上制作出所需的阻焊层，阻焊层保护外层线路导体部分及在手指和焊盘处开窗以使铜导体裸露；
（16）表面处理：将步骤（15）得到的软硬结合线路板通过刷板、化学清洗等表面处理方式清除板面的氧化物等；
（17）表面涂覆：在步骤（16）中得到的裸露铜导体表面涂覆上贵金属，既防止被氧化，也可具有良好的导电和耐磨效果；
（18）丝印字符：通过丝印方式在产品上印上所需的字符标识；
（19）电测：电检测试出良品；
（20）外形加工：通过冲切等方式制作出所需的产品外形；
（21）去填充板：去除填充板10、11，最后得到的软硬结合线路板结构图，如图2所示。
这种习用的软硬结合板制作工艺存在以下缺点：
1、刚性覆铜板8、9都为双面铜箔，做此软硬结合线路板的外层硬板只需单面铜，需将其中的一面铜蚀刻掉，浪费一面铜，且增加工序，成本高。
2、软硬结合板的挠性区域15用刚性填充板10、11保护，与刚性覆铜板之间会有缝隙，贴合半固化片1、6、7时，需保证能封住缝隙，若对位不准确，在制作过程中，特别是经过DES线，沉镀铜等湿流程工序时，药水会渗入到挠性区域15的柔性线路板上，引起内层异常，特别是挠性区域15的柔性线路板上有焊盘，在过DES线时，焊盘可能被蚀刻，固习用软硬结合线路板制作方法不太适合挠性区域上有焊盘的软硬结合线路板。
3、在沉镀铜工序中，刚性填充板10、11与刚性覆铜板8、9之间的缝隙处存在藏药水及多余铜皮污染药水缸的隐患；
4、在外形加工后取出挠性区域15处的刚性填充板10、11时，因其边缘有半固化片1、6、7粘结在挠性区域15的柔性线路板上，需要用刀笔挑起，比较费时间，如果用力过度，易使柔性线路板撕破。
5、挠性区域15的柔性线路板边缘留有半固化的痕迹，外观上不美观。
发明内容
本发明的目的在于克服习用软硬结合线路板的制作缺陷，而提供了一种结构简单、制作方便、提高产品的制作良率的软硬结合线路板及其制作方法。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种软硬结合线路板，其包括刚性区域及连接刚性区域的挠性区域；其中刚性区域包括位于中心的第一半固化片，依次覆合在第一半固化片上下表面的第一柔性覆铜板、覆盖膜、第二半固化片、刚性基材、第三半固化片及第二柔性覆铜板；而挠性区域包括刚性区域中延伸出的第一柔性覆铜板及其外表面的覆盖膜；在刚性区域上钻出产品电性要求的导通孔，另在刚性区域的上下表面进一步设有阻焊层。
所述的各半固化片为热固胶。
一种软硬结合线路板的制作方法，其具体步骤如下：
步骤（1）下料：将所用材料按制作所需的规格尺寸进行裁切；
步骤（2）柔性覆铜板钻孔：第一柔性覆铜板、第二柔性覆铜板分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
半固化片钻孔：半固化片分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
填充板钻铣：填充板填充在软硬结合线路板的挠性区域；
刚性基材钻孔：刚性基材分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
覆盖膜钻孔：覆盖膜分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
步骤（3）刚性基材冲切：将步骤（2）得到的刚性基材进行冲切，冲切掉挠性区域窗口；
半固化片冲切：将步骤（2）得到的半固化片进行冲切，冲切掉挠性区域窗口；
步骤（4）层压固化内层：将步骤（3）得到的半固化片贴于步骤（2）得到的第一柔性覆铜板之间组装，并进行层压固化成一体；
步骤（5）表面处理：对步骤（4）得到的第一柔性覆铜板的表面进行清除处理；
步骤（6）线路制作内层：将步骤（5）得到的第一柔性覆铜板制作出所需的内层线路；
步骤（7）层压固化内层覆盖膜：将步骤（3）得到覆盖膜贴于步骤（6）得到的第一柔性覆铜板的线路面并层压固化；
步骤（8）层压固化整体：将步骤（2）得到的半固化片贴于步骤（2）得到第二柔性覆铜板的PI面并过塑，将步骤（3）得到的半固化片分别贴于步骤（3）得到的刚性基材的一面并过塑，将贴有半固化片的刚性基材与步骤（7）得到的第一柔性覆铜板组装过塑，将步骤（2）得到的填充板填充在软硬结合线路板的挠性区域，再与贴有半固化片的第二柔性覆铜板组装，并进行层压固化成一体；
步骤（9）钻孔：将步骤（8）中得到的软硬结合线路板钻孔，钻出产品电性要求的导通孔；
步骤（10）等离子处理：等离子处理方法去除导通孔内的残余物；
步骤（11）表面处理：将步骤（10）得到的软硬结合线路板的表面进行清除处理；
步骤（12）沉镀铜：在步骤（10）中得到的导通孔的孔壁上一层沉镀铜；
步骤（13）线路制作外层：在经上述步骤得到的软硬结合线路板第二覆铜板上制作出所需的外层线路；
步骤（14）阻焊层制作：在经上述步骤得到的软硬结合线路板外层上制作出所需的阻焊层；
步骤（15）表面处理：将步骤（14）得到的软硬结合线路板表面进行清除处理；
步骤（16）表面涂覆：在步骤（15）中得到的裸露铜导体表面涂覆上贵金属；
步骤（17）电测：电检测试出良品；
步骤（18）激光切割：在刚性区域与挠性区域的分界处，切割此处的PI基材层及半固化片，填充板保护内层柔性线路板使其不受激光切割的影响；
步骤（19）外形加工：制作出所需的产品外形；
步骤（20）去填充板：去除填充板，最后得到的软硬结合线路板结构。
所述步骤（3）进一步进行覆盖膜冲切：将步骤（2）得到的覆盖膜进行冲切，冲切掉覆盖膜在挠性区域的焊盘开口。
所述步骤（17）之前可增加丝印字符工序：即在产品上印上所需的字符标识。
采用上述方案后，由于本发明的软硬结合线路板是采用刚性基材、半固化片与外层柔性覆铜板的结合当作外层刚性板用，当外层柔性覆铜板的挠性区域上铜蚀刻后，其留下的PI基材层将继续保护刚性基材与填充板之间的缝隙，使药水无法渗入到挠性区域而杜绝药水对内层柔性线路板的影响，通过激光切割法可以方便地将挠性区域的PI基材层去除，填充板通过半固化片与外层柔性线路板固定，无需与内层柔性线路板粘结，方便填充板的取出而不影响挠性区域的柔性线路板。该软硬结合线路板结构简单、制作方便、提高产品的制作良率。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是习用软硬结合线路板带填充板的结构图；
图2是习用软硬结合线路板的结构图；
图3是习用软硬结合线路板的主要工艺流程图；
图4是本发明带填充板的结构图；
图5是本发明的结构图；
图6是本发明的主要工艺流程图。
具体实施方式
如图5所示，本发明揭示了一种软硬结合线路板，其包括刚性区域180及连接刚性区域180的挠性区域190；其中刚性区域180包括位于中心的第一半固化片10，依次覆合在第一半固化片10上下表面的第一柔性覆铜板20、30、覆盖膜40、50、第二半固化片60、70、刚性基材80、90、第三半固化片100、110及第二柔性覆铜板120、130；而挠性区域190包括刚性区域180中延伸出的第一柔性覆铜板20、30及其外表面的覆盖膜40、50；在刚性区域180上钻出产品电性要求的导通孔181，另在刚性区域180的上下表面进一步设有阻焊层140、150。
如图4至图6所示，本发明制作上述软硬结合线路板的制作方法，具体步骤如下：
（1）下料：将所用材料按制作所需的规格尺寸进行裁切；
（2）柔性覆铜板钻孔：第一柔性覆铜板20、30、第二柔性覆铜板120、130分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便后续的组装；
半固化片钻孔：第一半固化片10、第二半固化片60、70、第三半固化片100、110起到各层之间的粘结作用，需对第一半固化片10、第二半固化片60、70、第三半固化片100、110分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便后续冲切及组装；所述的各半固化片为热固胶，即在加热的条件下，能熔融粘结的胶系，并再经过一定温度和时间烘烤后固化；
填充板钻铣：填充板160、170填充在软硬结合线路板的挠性区域，主要起到填充和防止柔性线路板皱折变形及制作过程中受到药水的攻击，通过钻铣或冲切方式制作；
刚性基材钻孔：刚性基材80、90分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便后续的组装及冲切；
此处的刚性基材及刚性填充板要求具有较高的机械性能和介电性能，较好的绝缘性能和长时间耐热性及耐潮性，并有良好的机械加工性，可以选择环氧玻璃纤维板；
覆盖膜钻孔：覆盖膜保护柔性线路板线路，需对覆盖膜40、50分别钻对应的对位孔及其它辅助孔，以便贴合覆盖膜对位；
（3）刚性基材冲切：将步骤（2）得到的刚性基材80、90进行冲切，冲切掉挠性区域窗口，此处需露出柔性线路板；
半固化片冲切：将步骤（2）得到的第一半固化片10、第二半固化片60、70进行冲切，冲切掉挠性区域窗口，此处无需粘结。
覆盖膜冲切：将步骤（2）得到的覆盖膜40、50进行冲切，冲切掉覆盖膜40、50在挠性区域的焊盘开口，有些软硬结合线路板在挠性区域没有焊盘，则无需此步骤；
（4）层压固化（内层）：将步骤（3）得到的第一半固化片10贴于步骤（2）得到的第一柔性覆铜板20、30之间组装，并进行层压固化成一体；
（5）表面处理：将步骤（4）得到的第一柔性覆铜板20、30通过刷板、化学清洗等表面处理方式清除板面的氧化物等；
（6）线路制作（内层）：将步骤（5）得到的第一柔性覆铜板20、30制作出所需的内层线路；
（7）层压固化（内层覆盖膜）：将步骤（3）得到覆盖膜40、50贴于步骤（6）得到的第一柔性覆铜板20、30的线路面并层压固化；
（8）层压固化（整体）：将步骤（2）得到的第三半固化片100、110贴于步骤（2）得到柔性覆铜板120、130的PI面并过塑，将步骤（3）得到的第二半固化片60、70分别贴于步骤（3）得到的刚性基材80、90的一面并过塑，将贴有第二半固化片60、70的刚性基材80、90与步骤（7）得到的第一柔性覆铜板20、30组装过塑，将步骤（2）得到的填充板160、170填充在软硬结合线路板的挠性区域190，再与贴有第三半固化片100、110的第二柔性覆铜板120、130组装，并进行层压固化成一体；
（9）钻孔：将步骤（8）中得到的软硬结合线路板钻孔，钻出产品电性要求的导通孔181等，如图4所示。
（10）等离子处理：等离子处理方法去除导通孔内的钻污等残余物，提高导通孔的沉镀铜质量；
（11）表面处理：将步骤（10）得到的软硬结合线路板通过刷板、化学清洗等表面处理方式清除板面的氧化物等；
（12）沉镀铜：在步骤（10）中得到的导通孔181的孔壁上一层沉镀铜，使软硬结合线路板的各层铜导通，如图4所示。
（13）线路制作（外层）：在经上述步骤得到的软硬结合线路板第二覆铜板120、130上制作出所需的外层线路；
（14）阻焊层制作：在经上述步骤得到的软硬结合线路板外层上制作出所需的阻焊层140、150，阻焊层140、150保护外层线路导体部分及在手指和焊盘处开窗以使铜导体裸露；
（15）表面处理：将步骤（14）得到的软硬结合线路板通过刷板、化学清洗等表面处理方式清除板面的氧化物等；
（16）表面涂覆：在步骤（15）中得到的裸露铜导体表面涂覆上贵金属，既防止被氧化，也可具有良好的导电和耐磨效果；
（17）丝印字符：通过丝印方式在产品上印上所需的字符标识；
（18）电测：电检测试出良品；
（19）激光切割：在刚性区域180与挠性区域190的分界处，如图4箭头所示位置，采用激光切割方式，适当控制激光参数，切割此处的PI基材层（由于柔性覆铜板由铜与PI基材组成，此时铜已被蚀刻掉了，便露出PI基材）及半固化片，填充板160、170保护内层柔性线路板使其不受激光切割的影响。
（20）外形加工：通过冲切等方式制作出所需的产品外形；
（21）去填充板：去除填充板160、170，最后得到的软硬结合线路板结构图，如图5所示。
综上所述，本发明的软硬结合线路板的制作方法，此软硬结合线路板是由柔性覆铜板20、30、120、130、刚性基材80、90、覆盖膜40、50、半固化片10、60、70、100、110及刚性填充板160、170组成。而柔性覆铜板一部分（第一柔性覆铜板20、30）做为挠性板用，一部分（第二柔性覆铜板120、130）通过半固化片（第三半固化片100、110）与刚性基材80、90结合作为外层刚性板用；覆盖膜40、50保护柔性线路板线路层；第二柔性覆铜板120、130分别钻孔；第一柔性覆铜板20、30分别钻孔；粘结刚性基材80、90与外层柔性覆铜板的第三半固化片100、110分别钻孔；粘结内层第一柔性覆铜板20、30与刚性基材80、90的第二半固化片60、70分别钻孔并冲切掉挠性区域190；粘结内层柔性线路板的第一半固化片10钻孔并冲切掉挠性区域190；填充板160、170钻铣出挠性区域190大小的板；刚性基材80、90钻孔并冲切掉挠性区域190；覆盖膜40、50分别钻孔；将内层柔性线路板通过粘结内层柔性线路板的第一半固化片10组合成一体并层压固化，在内层柔性线路板的铜箔面上做表面处理并制作线路，贴上覆盖膜40、50并层压固化，通过粘结内层柔性覆铜板与刚性基材80、90的第二半固化片60、70、粘结刚性基材80、90与外层柔性覆铜板的第三100、110半固化片将内层柔性线路板、刚性基材80、90、填充板160、170及外层柔性覆铜板组合成整体并层压固化，再进行后续钻孔、等离子处理、表面处理、沉镀铜、线路制作、阻抗层制作、表面处理、表面涂覆、丝印字符、电测、激光切割外层柔性覆铜板的挠性区域、冲切成型、去填充板等常规工序制作，即完成该软硬结合线路板的制作。
由于本发明的软硬结合线路板是采用刚性基材、半固化片与外层柔性覆铜板的结合当作外层刚性板用，当外层柔性覆铜板的挠性区域上铜蚀刻后，其留下的PI基材层将继续保护刚性基材与填充板之间的缝隙，使药水无法渗入到挠性区域而杜绝药水对内层柔性线路板的影响，通过激光切割法可以方便地将挠性区域的PI基材层去除，填充板通过半固化片与外层柔性线路板固定，无需与内层柔性线路板粘结，方便填充板的取出而不影响挠性区域的柔性线路板。该软硬结合线路板结构简单、制作方便、提高产品的制作良率。
Claims (3)
1.一种软硬结合线路板的制作方法，其具体步骤如下：
步骤（1）下料：将所用材料按制作所需的规格尺寸进行裁切；
步骤（2）柔性覆铜板钻孔：第一柔性覆铜板、第二柔性覆铜板分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
半固化片钻孔：半固化片分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
填充板钻铣：填充板通过钻铣或冲切方式制作；
刚性基材钻孔：刚性基材分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
覆盖膜钻孔：覆盖膜分别钻对应的对位孔及其它辅助孔；
步骤（3）刚性基材冲切：将步骤（2）得到的刚性基材进行冲切，冲切掉挠性区域窗口；
半固化片冲切：将步骤（2）得到的半固化片进行冲切，冲切掉挠性区域窗口；
步骤（4）层压固化内层：将步骤（3）得到的半固化片贴于步骤（2）得到的第一柔性覆铜板之间组装，并进行层压固化成一体；
步骤（5）表面处理：对步骤（4）得到的第一柔性覆铜板的表面进行清除处理；
步骤（6）线路制作内层：将步骤（5）得到的第一柔性覆铜板制作出所需的内层线路；
步骤（7）层压固化内层覆盖膜：将步骤（3）得到覆盖膜贴于步骤（6）得到的第一柔性覆铜板的线路面并层压固化；
步骤（8）层压固化整体：将步骤（2）得到的半固化片贴于步骤（2）得到第二柔性覆铜板的PI面并过塑，将步骤（3）得到的半固化片分别贴于步骤（3）得到的刚性基材的一面并过塑，将贴有半固化片的刚性基材与步骤（7）得到的第一柔性覆铜板组装过塑，将步骤（2）得到的填充板填充在软硬结合线路板的挠性区域，再与贴有半固化片的第二柔性覆铜板组装，并进行层压固化成一体；
步骤（9）钻孔：将步骤（8）中得到的软硬结合线路板钻孔，钻出产品电性要求的导通孔；
步骤（10）等离子处理：等离子处理方法去除导通孔内的残余物；
步骤（11）表面处理：将步骤（10）得到的软硬结合线路板的表面进行清除处理；
步骤（12）沉镀铜：在步骤（10）中得到的导通孔的孔壁上一层沉镀铜；
步骤（13）线路制作外层：在经上述步骤得到的软硬结合线路板第二覆铜板上制作出所需的外层线路；
步骤（14）阻焊层制作：在经上述步骤得到的软硬结合线路板外层上制作出所需的阻焊层；
步骤（15）表面处理：将步骤（14）得到的软硬结合线路板表面进行清除处理；
步骤（16）表面涂覆：在步骤（15）中得到的裸露铜导体表面涂覆上贵金属；
步骤（17）电测：电检测试出良品；
步骤（18）激光切割：在刚性区域与挠性区域的分界处，切割此处的PI基材层及半固化片，填充板保护内层柔性线路板使其不受激光切割的影响；
步骤（19）外形加工：制作出所需的产品外形；
步骤（20）去填充板：去除填充板，最后得到的软硬结合线路板结构。
2.如权利要求1所述的一种软硬结合线路板的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）进一步进行覆盖膜冲切：将步骤（2）得到的覆盖膜进行冲切，冲切掉覆盖膜在挠性区域的焊盘开口。
3.如权利要求1或2所述的一种软硬结合线路板的制作方法，其特征在于：所述步骤（17）之前增加丝印字符工序：即在产品上印上所需的字符标识。
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