CN104168725B - 一种软性线路板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软性线路板的制作方法，至少包括以下步骤：S1：提供第一及第二待键合线路板，所述第一、第二待键合线路板均包括形成有若干通孔的聚酰亚胺基板及形成于基板一面上的铜线路，所述铜线路覆盖所述通孔处作为焊盘；S2：拉伸所述第一、第二待键合线路板上需要键合的焊盘，在所述焊盘的待键合面形成焊盘凸点；S3：将所述第一、第二待键合线路板叠放，使焊盘凸点相互接触，形成接合点；S4：在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压产生焊接电流，使所述接合点产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接。本发明通过脉冲电压点焊方式使得焊盘熔接，实现软性电路板孔贯通及孔连接，工艺简单有效，同时具备良好的经济效益及社会效益。

Description

一种软性线路板的制作方法

技术领域

本发明属于印刷电路领域，涉及一种软性线路板的制作方法。

背景技术

软性线路板(Printed Circuit Board，以下简称FPC)向多层发展的关键工序是“孔贯通”，基本流程为“在(聚酰亚胺板材的正反面均敷上铜箔的)基材上钻孔→化学方法或等离子工艺对“孔”内去除毛屑、残留胶渣→沉铜电镀(PTH)或黑孔→镀铜→压合感光膜→曝光→后续加工。

这十几年业界都在探讨：印制线路板孔金属化技术是印制板制造技术的关键之一，长期以来，人们一直使用化学沉铜(PTH)的方法，但PTH溶液中含有危害生态环境的各种化学物质如容易致癌的甲醛，废水处理复杂，成本高；另外，PTH溶液稳定性较差，溶液的分析、维护复杂；同时PTH镀铜层的机械性能比较差，工艺流程繁琐，因此业界一直在寻找新的孔金属化技术，后续推进的黑孔化直接电镀技术就是在这种背景下应运而生的。是将精细的石墨和炭黑粉通过物理作用在孔壁上形成一层导电膜，进行电镀代替化学沉铜工艺。黑孔化直接电镀工艺技术得到了巨大的进步，形成了成熟的产品和完善的工艺技术。

随着线路板制造业原材料价格的大幅上升，线路板企业的成本压力也进一步显现，利润空间愈加狭小，追求工艺技术创新、科学管理以降低成本，才能使企业在激烈的竞争中立于不败之地，简化孔贯通工艺无疑是线路板企业的最佳选择，具备良好的经济效益。

从环境角度分析：中国经过三十年的高速发展，经济取得了巨大的进步，但环境却遭到了巨大的破坏，政府对环保的政策也会更加严厉，减少工业污染，缓解排放压力，作为废水排放大户的线路板企业，寻找替代使用PTH或黑孔化工艺既降低了废水处理成本，也减少了对环境的污染，无疑也具有良好的社会效益。

从生产制程分析：在这个制程中关键点在于“钻孔→压合感光膜”过程中，FPC基材频繁受热使得材料产生了涨缩，导致曝光工序“基准底片”与“孔”相对位置产生了偏移，影响了工序的生产进度，并造成“孔偏移”报废。

因此，提供一种软性电路板的制作方法以简化孔贯通工艺、降低孔偏移问题并减少环境污染实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种软性线路板的制作方法，用于解决现有技术中制作软性线路板时孔贯通工艺复杂、对环境污染大，且基材频繁受热导致孔偏移的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种软性线路板的制作方法，至少包括以下步骤：

S1：提供第一待键合线路板及第二待键合线路板，所述第一、第二待键合线路板均包括形成有若干通孔的聚酰亚胺基板及形成于所述基板一面上的铜线路，所述铜线路覆盖所述通孔处作为焊盘；

S2：拉伸所述第一、第二待键合线路板上需要键合的焊盘，在所述焊盘的待键合面形成焊盘凸点；

S3：将所述第一、第二待键合线路板叠放，使焊盘凸点相互接触，形成接合点；

S4：在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压产生焊接电流，使所述接合点产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接。

可选地，于所述步骤S1中，所述第一待键合线路板及第二待键合线路板的制作方法为：预先在聚酰亚胺基板中形成若干通孔，然后在所述基板上形成铜箔覆盖层，再将所述铜箔覆盖层图形化形成铜线路。

可选地，于所述步骤S4中，在互相接合的焊盘两端施加的脉冲电压小于36V。

可选地，于所述步骤S4中，通过梅花电极施加脉冲电压，所述梅花电极顶端包括一个中心触点及环设于所述中心触点周围的至少五个外触点，所述中心触点与各外触点之间并联连接。

可选地，所述梅花电极为铜电极，其顶端具有铂金混合镀层。

可选地，同时对多处焊盘进行熔接操作。

可选地，对于每一对互相接合的焊盘，从所述第一待键合线路板与第二待键合线路板外侧分别通过一对梅花电极在焊盘两端施加脉冲电压，其中，位于所述第一待键合线路板外侧的多个梅花电极均固定在一承载件上，位于所述第二待键合线路板外侧的多个梅花电极均固定在另一承载件上，所述梅花电极在所述承载件上的位置根据所述第一、第二待键合线路板的CAD图进行定位从而与相应的焊盘对准。

可选地，于所述步骤S4中，通过脉冲电压发生器产生脉冲电压，所述脉冲电压发生器中内置脉冲电压波动补偿电路以稳定焊接电流。

可选地，所述脉冲电压大小不变，所述脉冲电压波动补偿电路根据焊接电流反馈信号改变脉冲电压频率来稳定焊接电流。

可选地，所述脉冲电压波动补偿电路在15％的焊接电流波动范围内进行电流补偿。

如上所述，本发明的软性线路板的制作方法，具有以下有益效果：1)本发明在软性线路板的制作过程中首先通过在焊盘的待键合面上拉伸形成焊盘凸点使得待键合的两焊盘之间能够预先接合，然后通过脉冲电压点焊方式使得接合点在大焊接电流下产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接，实现软性电路板孔贯通及孔连接，工艺简单有效；2)本发明制作软性线路板时采用脉冲电击法进行孔贯通及孔连接，无需采用电镀方法，从而减少了工业污染，降低了废水处理成本，可以大幅减少了线路板企业的成本压力，通过科学管理可以降低60-70％的成本，具备良好的经济效益及社会效益；3)脉冲电压是通过梅花电极施加在焊盘上的，梅花电极尖端形成有铂金混合镀层，可以避免电极与焊盘焊接住；4)梅花电极尖端的中心触点有利于精确定位，与焊盘对准，且各触点之间并联，形成多路电流，有利于焊盘接合点在自身电阻及大电流下产生瞬时高温熔融；4)本发明通过脉冲电压发生器产生脉冲电压，所述脉冲电压发生器中内置脉冲电压波动补偿电路，由于焊盘接合点熔融过程中电阻会发生变化，所诉脉冲电压波动补偿电路可以在脉冲电压大小不变的情况下通过改变脉冲频率来补偿电流，从而稳定焊接电流，防止电流过大使孔烧黑；5)本发明的待键合线路板是首先通过对聚酰亚胺基材进行钻孔，然后进行覆铜并图形化的，从而形成一个个小焊盘；6)本发明通过脉冲电击法生产制程避免了往复基材受热时材料产生涨缩，大幅降低了孔偏移报废，提升了产品良率。

附图说明

图1显示为本发明的软性线路板的制作方法的工艺流程图。

图2显示为本发明的软性线路板的制作方法中第一待键合线路板的俯视示意图。

图3显示为本发明的软性线路板的制作方法中第一待键合线路板的剖视图。

图4显示为本发明的软性线路板的制作方法中第二待键合线路板的剖视图。

图5显示为本发明的软性线路板的制作方法中拉伸第一待键合线路板焊盘的待键合面形成焊盘凸点的示意图。

图6显示为本发明的软性线路板的制作方法中拉伸第二待键合线路板焊盘的待键合面形成焊盘凸点的示意图。

图7显示为本发明的软性线路板的制作方法中将所述第一、第二待键合线路板叠放，使焊盘凸点相互接触，形成接合点的示意图。

图8显示为本发明的软性线路板的制作方法中通过梅花电极在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压使焊盘熔接的示意图。

图9显示为本发明的软性线路板的制作方法中将第二待键合线路板叠放在第一待键合线路板表面的俯视示意图。

图10显示为本发明的软性线路板的制作方法中将第二待键合线路板叠放在第一待键合线路板表面且施加脉冲电压时的俯视示意图。

图11显示为本发明的软性线路板的制作方法中梅花电极顶端的俯视图。

元件标号说明

S1～S4 步骤

1 基板

2 铜线路

3 焊盘

4 通孔

5 焊盘凸点

6 梅花电极

7 中心触点

8 外触点

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图10。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种软性线路板的制作方法，请参阅图1，显示为该方法的工艺流程图，至少包括以下步骤：

步骤S1：提供第一待键合线路板及第二待键合线路板，所述第一、第二待键合线路板均包括形成有若干通孔的聚酰亚胺基板及形成于所述基板一面上的铜线路，所述铜线路覆盖所述通孔处作为焊盘；

步骤S2：拉伸所述第一、第二待键合线路板上需要键合的焊盘，在所述焊盘的待键合面形成焊盘凸点；

步骤S3：将所述第一、第二待键合线路板叠放，使焊盘凸点相互接触，形成接合点；

步骤S4：在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压产生焊接电流，使所述接合点产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接。

首先请参阅图2至图4，执行步骤S1：提供第一待键合线路板及第二待键合线路板，其中，图2及图3分别显示为所述第一待键合线路板的俯视示意图及剖视图，图4显示为所述第二待键合线路板的剖视图。如图所示，所述第一、第二待键合线路板均包括形成有若干通孔4的聚酰亚胺基板1及形成于所述基板1一面上的铜线路2，所述铜线路2覆盖所述通孔4处作为焊盘3。

具体的，所述第一待键合线路板及第二待键合线路板的制作方法为：预先在聚酰亚胺基板1中形成若干通孔4，然后在所述基板1上形成铜箔覆盖层，再将所述铜箔覆盖层图形化形成铜线路2，其中，铜线路2覆盖所述通孔4处作为焊盘3。根据所述通孔4的规格，所述焊盘3可有不同的尺寸，如直径或宽度可为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm等。

需要指出的是，虽然所述基板1中已预先形成有通孔4，但是由于所述焊盘3将所述通孔4覆盖，此时所述第一待键合线路板及第二待键合线路板仍处于未贯通状态，贯通操作可在后续步骤中进行，而本步骤中，所述第一待键合线路板及第二待键合线路板上的覆铜层已图形化，即本发明采用的是先图形化线路后贯通孔的工艺。

此外，所述第一、第二待键合线路板上的焊盘数量可为几个、数十或上百个，可根据实际需求进行改变，图2中仅以两个焊盘为例，同时，所述铜线路2的图形也可根据不同的设计作相应改变，此处不应过分限制本发明的保护范围。

然后请参阅图5及图6，执行步骤S2：拉伸所述第一、第二待键合线路板上需要键合的焊盘3，在所述焊盘3的待键合面形成焊盘凸点5。

具体的，可通过真空吸附法或垫圈焊接法拉伸所述焊盘3形成所述焊盘凸点5，可同时对多个焊盘进行拉伸，通过设定拉伸距离控制所述焊盘凸点5的高度。图5显示为拉伸所述第一待键合线路板焊盘的待键合面形成焊盘凸点5的示意图，其是从所述焊盘正面进行拉伸；图6显示为拉伸所述第二待键合线路板焊盘的待键合面形成焊盘凸点5的示意图，其是从所述焊盘背面进行拉伸。

本步骤中形成焊盘凸点5的目的是使得所述第一、第二待键合线路板叠放时，待键合的一对焊盘之间能够预先接合。

再请参阅图7，执行步骤S3：将所述第一、第二待键合线路板叠放，使焊盘凸点5相互接触，形成接合点。

最后请参阅图8至图11，执行步骤S4：在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压产生焊接电流，使所述接合点产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接。

具体的，通过梅花电极6在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压使焊盘熔接。熔接原理为：由于铜层的自身的电阻因素，通过脉冲电压点焊方式可以使得接合点在大焊接电流下产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接，实现上下两层软性电路板的孔贯通及孔连接。

如图8所示，所述梅花电极6顶端为尖锐结构，便于在狭小空间内操作。图9显示为将所述第二待键合线路板叠放在所述第一待键合线路板表面的俯视示意图，需要指出的是，为了显示所述第二待键合线路板与第一待键合线路板的相对位置，所述第一待键合线路板仅图示了部分区域，其中虚线圆圈处为焊盘位置。图10显示为将第二待键合线路板叠放在第一待键合线路板表面且施加脉冲电压时的俯视示意图。

图11显示为所述梅花电极6顶端的俯视图，如图所示，所述梅花电极6顶端包括一个中心触点7及环设于所述中心触点7周围的至少五个外触点8，所述中心触点7与各外触点8之间并联连接。本实施例中，所述外触点8的数量优选为5个，从而与所述中心触点7一起形成6个电流注入点。所述梅花电极6尖端的中心触点7有利于精确定位，与焊盘对准，且各触点之间并联，形成多路电流，有利于焊盘接合点在自身电阻及大电流下产生瞬时高温熔融。

具体的，所述梅花电极6为铜电极，其顶端具有铂金混合镀层，所述铂金混合镀层可以避免电极在高压点焊时与所述焊盘3焊接住。

具体的，可同时对多处焊盘进行熔接操作，作为示例，如所述第一待键合线路板与第二待键合线路板需要对80处焊盘进行熔接，则该80处焊盘可同时进行熔接操作，从而提高生产效率。如图8及图10所示，对于每一对互相接合的焊盘，从所述第一待键合线路板与第二待键合线路板外侧分别通过一对梅花电极6在焊盘两端施加脉冲电压，其中，位于所述第一待键合线路板外侧的多个梅花电极6均固定在一承载件7(图10中未示出)上，位于所述第二待键合线路板外侧的多个梅花电极6均固定在另一承载件7上，所述梅花电极6在所述承载件7上的位置根据所述第一、第二待键合线路板的CAD图进行定位从而与相应的焊盘3对准。

对于上述步骤S2中的拉伸操作，也可将多个拉伸工具固定在所述承载件上进行同时操作，其中，本步骤中梅花电极6对焊盘施加脉冲电压时的推进距离与步骤S2中的拉伸距离相同。

具体的，在互相接合的焊盘两端施加的脉冲电压小于36V，优选为24V，电压太高会使得焊接电流过大导致贯通孔烧黑。脉冲电压的频率可根据焊盘的面积大小进行调整。

本步骤中，脉冲电压时通过脉冲电压发生器产生的，所述脉冲电压发生器中还内置有脉冲电压波动补偿电路以稳定焊接电流，原因是在点焊过程中，接合处的电阻会发生改变，通常电阻会变小，从而导致焊接电流变大，容易产生孔烧黑的现象。本发明中，电焊时所述脉冲电压大小不变，所述脉冲电压波动补偿电路根据焊接电流反馈信号改变脉冲电压频率来稳定焊接电流，例如，当监测到焊接电流增大时，可通过降低脉冲电压频率来降低焊接电流，达到电流补偿作用。所述脉冲电压波动补偿电路可在15％的焊接电流波动范围内进行电流补偿，即灵敏度较高，使焊接电流不致波动太大，有效防止孔烧黑的现象。其中，反馈电路已是电子领域的成熟技术，可采用公知的脉冲电压波动补偿电路，具体电路结构此处不再赘述。

本步骤中采用脉冲电击法进行孔贯通及孔连接，无需采用电镀方法，可以减少了工业污染，降低废水处理成本，大幅减少线路板企业的成本压力，通过科学管理可以降低60-70％的成本，具备良好的经济效益及社会效益；同时，通过脉冲电击法生产制程避免了往复基材受热时材料产生涨缩，大幅降低了孔偏移报废，提升了产品良率。

至此，通过本发明的方法完成了软性线路板的制作。需要指出的是，本发明不仅限于两层线路板的制作，对于多层软线线路板堆叠结构，可进一步重复上述各步骤，一步步完成相邻两层软性线路板的孔贯通及孔连接操作，形成多层堆叠的软性线路板。

综上所述，本发明的软性线路板的制作方法，具有以下有益效果：1)本发明在软性线路板的制作过程中首先通过在焊盘的待键合面上拉伸形成焊盘凸点使得待键合的两焊盘之间能够预先接合，然后通过脉冲电压点焊方式使得接合点在大焊接电流下产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接，实现软性电路板孔贯通及孔连接，工艺简单有效；2)本发明制作软性线路板时采用脉冲电击法进行孔贯通及孔连接，无需采用电镀方法，从而减少了工业污染，降低了废水处理成本，可以大幅减少了线路板企业的成本压力，通过科学管理可以降低60-70％的成本，具备良好的经济效益及社会效益；3)脉冲电压是通过梅花电极施加在焊盘上的，梅花电极尖端形成有铂金混合镀层，可以避免电极与焊盘焊接住；4)梅花电极尖端的中心触点有利于精确定位，与焊盘对准，且各触点之间并联，形成多路电流，有利于焊盘接合点在自身电阻及大电流下产生瞬时高温熔融；4)本发明通过脉冲电压发生器产生脉冲电压，所述脉冲电压发生器中内置脉冲电压波动补偿电路，由于焊盘接合点熔融过程中电阻会发生变化，所诉脉冲电压波动补偿电路可以在脉冲电压大小不变的情况下通过改变脉冲频率来补偿电流，从而稳定焊接电流，防止电流过大使孔烧黑；5)本发明的待键合线路板是首先通过对聚酰亚胺基材进行钻孔，然后进行覆铜并图形化的，从而形成一个个小焊盘；6)本发明通过脉冲电击法生产制程避免了往复基材受热时材料产生涨缩，大幅降低了孔偏移报废，提升了产品良率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种软性线路板的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

S1：提供第一待键合线路板及第二待键合线路板，所述第一、第二待键合线路板均包括形成有若干通孔的聚酰亚胺基板及形成于所述基板一面上的铜线路，所述铜线路覆盖所述通孔处作为焊盘；

S2：拉伸所述第一、第二待键合线路板上需要键合的焊盘，在所述焊盘的待键合面形成焊盘凸点；

S3：将所述第一、第二待键合线路板叠放，使焊盘凸点相互接触，形成接合点；

S4：通过梅花电极在互相接合的焊盘两端施加脉冲电压产生焊接电流，使所述接合点产生瞬间高温并处于熔融状态，从而使互相接合的焊盘熔接；所述梅花电极顶端包括一个中心触点及环设于所述中心触点周围的至少五个外触点，所述中心触点与各外触点之间并联连接。

2.根据权利要求1所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：于所述步骤S1中，所述第一待键合线路板及第二待键合线路板的制作方法为：预先在聚酰亚胺基板中形成若干通孔，然后在所述基板上形成铜箔覆盖层，再将所述铜箔覆盖层图形化形成铜线路。

3.根据权利要求1所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：于所述步骤S4中，在互相接合的焊盘两端施加的脉冲电压小于36V。

4.根据权利要求3所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：所述梅花电极为铜电极，其顶端具有铂金混合镀层。

5.根据权利要求3所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：同时对多处焊盘进行熔接操作。

6.根据权利要求5所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：对于每一对互相接合的焊盘，从所述第一待键合线路板与第二待键合线路板外侧分别通过一对梅花电极在焊盘两端施加脉冲电压，其中，位于所述第一待键合线路板外侧的多个梅花电极均固定在一承载件上，位于所述第二待键合线路板外侧的多个梅花电极均固定在另一承载件上，所述梅花电极在所述承载件上的位置根据所述第一、第二待键合线路板的CAD图进行定位从而与相应的焊盘对准。

7.根据权利要求1所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：于所述步骤S4中，通过脉冲电压发生器产生脉冲电压，所述脉冲电压发生器中内置脉冲电压波动补偿电路以稳定焊接电流。

8.根据权利要求7所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：所述脉冲电压大小不变，所述脉冲电压波动补偿电路根据焊接电流反馈信号改变脉冲电压频率来稳定焊接电流。

9.根据权利要求8所述的软性线路板的制作方法，其特征在于：所述脉冲电压波动补偿电路在15％的焊接电流波动范围内进行电流补偿。