CN105142349A - 一种可立体化装配电路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电路板领域，特别涉及一种可立体化装配的电路板制作方法。本发明对电路板基材进行加工，该电路板基材包括铜箔、导热绝缘层及金属基板，电路板基材的加工流程包括：S1、线路制作：在电路板基材的铜箔上设计线路图案并完成线路制作；S2、油墨印刷：将完成线路制作的铜箔和金属基板分别进行油墨印刷，具体是：在铜箔的线路上和金属基板上均覆盖一层油墨；S3、曝光：电路板基材的铜箔印刷油墨后进行不遮挡曝光，电路板基材的金属基板印刷油墨后盖菲林曝光，菲林设计图案至少具有在金属基板的折弯区的遮挡部；S4、显影：曝光后的电路板基材的铜箔和金属基板进行显影；S5、蚀刻：使用药水将电路板基材折弯区的金属基板完全腐蚀去除。

Description

一种可立体化装配电路板及其制作方法

技术领域

本发明属于电路板领域，特别涉及一种可立体化装配电路板及其制作方法。

背景技术

随着信息技术的不断的发展，手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机等电子产品已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。人们对电子产品性能要求在不断提高，电子产品随之消耗的功率亦随之加大，消耗功率加大随之产生的各种热量也跟着加大。电子产品的外形一直在变化，电子产品中电路板的装配空间也在不断变更，原有单一平面装配的电路板已经无法满足客户端的使用了，需要可立体化装配电路板。立体化装配的电路板比平面装配的电路板适用于更多的电子产品外形。

为了既满足电子产品的装配需求，又具有散热性能，需要可折弯的电路板，该电路板可实现立体化装配。行业内采用柔性线路板（FlexiblePrintedCircuitboard，简称FPC）制作电子产品中的可折弯电路板。柔性线路板加铝板压合制成可折弯电路板，在柔性线路板单独制作成型后，将柔性线路板用介质与铝板压合在一起。如图1所示，为现有折弯电路板的剖视图，现有折弯电路板包括FPC软板1、压合用胶2和铝板3。参阅图2和图3所示，分别为现有折弯电路板的正视图和后视图，折弯电路板上设有折弯区4，沿着折弯区4可将电路板由平面状改为立体状。采用柔性电路板加铝板的方法制作可折弯电路板存在如下缺点：

（1）导热性不足：FPC其主要材质为PI材料，在加工过程中，主要考虑材料的折弯性能，因此材料本身的散热性能将直接降低；另一方面铝板与FPC压合处的胶因需要考虑材料的折弯性，同样将牺牲胶本身的导热性能。

（２）产品制作工序繁琐：需要单独制作FPC，背面铝板同样需要单独制作，分别制作完成后再将两者进行压合在一起，工序复杂且繁琐，不利于大批量生产。

（３）制作精度因素：在进行FPC与铝板的组装过程中，采用的为手工对位的方式进行制作，手工贴合的方式制作，其组装上的精度无法保证。在无法保证精度的情况下，其局部的散热性能有可能无法达到散热要求。

（4）产品价格较高：A、由于FPC材料制作的特殊性，其本身原材料价格较高，因此FPC产品的采购成本较高，FPC与铝板压合用胶的价格也同样较高；B、FPC加工过程较多且较为繁琐，也造成其生产单价较高，铝板与FPC组装时，采用手工组装的方式，单工序加工成本较高。

发明内容

针对现有可折弯电路板采用FPC加铝板压合的方法制作存在的问题，本发明提出了一种可立体化装配电路板及其制作方法，利用电路板基材制作电路板的过程简单，且减少了生产中的各项成本。

本发明采用如下技术方案：

一种可立体化装配电路板的制作方法，对电路板基材进行加工，该电路板基材包括铜箔、导热绝缘层及金属基板，电路板基材的加工流程包括：

S1、线路制作：在电路板基材的铜箔上设计线路图案并完成线路制作；

S2：油墨印刷：将完成线路制作的铜箔和金属基板分别进行油墨印刷，具体是：在铜箔的线路上和金属基板上均覆盖一层油墨；

S3：曝光：电路板基材的铜箔印刷油墨后进行不遮挡曝光，电路板基材的金属基板印刷油墨后盖菲林曝光，菲林设计图案至少具有在金属基板的折弯区的遮挡部；

S4：显影：曝光后的电路板基材的铜箔和金属基板进行显影；

S5：蚀刻：使用药水将电路板基材折弯区的金属基板完全腐蚀去除。

进一步的，步骤S1中设计线路图案，弯折区的线路为圆弧型的线路，且弯折区内无平行位置阶梯型的线路。

进一步的，电路板基材的金属基板为铝基电路板，则步骤S5中所用药水为三氯化铁溶液。

进一步的，步骤S2中的油墨选择具有延展性的油墨。

一种如上所述方法加工的立体化装配电路板，电路板包括铜箔、导热绝缘层及金属基板，铜箔上制作有线路，金属基板具有折弯区，且折弯区的金属基板被完全蚀刻去除。

本发明采用的电路板基材包括铜箔、绝缘材料和金属基板，铜箔上线路制作方法与FPC的线路制作方法相同。FPC与单独制作的铝板压合在一起，本发明在铜箔完成线路制作后，对电路板基材的金属基板进行处理，通过油墨印刷、曝光、显影及蚀刻制作出金属基板上的折弯区。本发明所用的电路板基材的导热性能更好，简化了制作工序，降低了成本。

附图说明

图1是现有折弯电路板的正视图；

图2是现有折弯电路板的剖视图；

图3是现有折弯电路板的后视图；

图4是电路板基材的剖视图；

图5是线路的菲林设计图案；

图6是铝基板对应的菲林设计图案；

图7是铝基电路板平面化装配图；

图8是铝基电路板45°弧度角弯折装配图；

图9是铝基电路板90°弯折弧度角装配图；

图10是铝基电路板两侧不同弧度角弯折装配。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

电路板基材是一种金属线路板材料，由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成。电路板基材的结构分三层：线路层：相当于普通PCB的覆铜板，线路铜箔厚度为1oz至10oz；绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料，厚度为0.003至0.006英寸；基层：是金属基板，一般是铝或者铜。

电路板基材的导热性能比FPC更好，电路板基材的导热绝缘层兼具散热性和弯折性。金属基板无需进行另外的压合制作，仅需将折弯区域的金属基板去除即可完成多角度的折弯要求。

参阅图4至图5所示，本发明优选一实施例的可立体化装配电路板制作方法，该实施例的电路板基材为铝基电路板，铝基电路板包括铜箔5、导热绝缘层6和铝基板7，铝基电路板的加工流程包括：

S1、线路制作：在铝基电路板的铜箔5上设计线路图案并完成线路制作，线路制作过程包括依次将铝基电路板进行开料、钻孔、贴干膜、菲林对位、曝光、显影及蚀刻剥膜。

开料，即铝基电路板开料，对铝基电路板进行剪切。为了符合产品不同尺寸的要求，必须依不同产品尺寸规划设计最佳的利用率，而依规划结果将铝基电路板剪裁成需要的尺寸。

钻孔，采用钻孔技术对剪切后的铝基电路板进行孔加工，以获得通孔。据客户要求在铝基电路板的表面钻取所需孔径的孔，便于插件，线路导通、焊接或钻保护膜开口及定位孔。铝基电路板的通孔可以用数控钻孔。

贴干膜，将干膜贴到铜箔5表面。干膜贴膜时，先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在铜箔5上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜。贴干膜需要特别注意的是，铜箔5较软，应选用薄板贴膜机，保证干膜与铜箔5紧密贴合。

菲林对位，将菲林底版与铜箔5进行对位，菲林一般为负片。菲林底版是电路板生产的前导工序，菲林底版的质量直接影响到电路板生产质量。在生产某一种电路板时，必须有至少一套相应的菲林底版。通过光化学转移工艺，将各种图形转移到铝基电路板的铜箔上去。菲林底版在电路板生产中的用途如下：图形转移中的感光掩膜图形，包括线路图形和光致阻焊图形。网印工艺中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符。机加工（钻孔和外型铣）数控机床编程依据及钻孔参考。菲林底版的尺寸精度必须与电路板所要求的精度一致，并应考虑到生产工艺所造成的偏差而进行补偿。

需要说明的是，参阅图5所示，铝基电路板要实现弯折性能，其弯折区域4线路必须尽最大程度减少其弯折时产生的弯折应力，因此工程设计线路菲林时，弯折区4的线路做圆弧型过渡，即折弯区4的线路为圆弧型线路41，可以加强弯折及扯动时的卸力作用，以便更好的保护线路。因弯折过程中，有阶梯状的线路也将在弯折时无法协力，进而导致会产生断裂的风险，因此平行位置阶梯型的线路必须避开弯折区4。

曝光，用紫外光线（UltravioletRays，简称UR）对菲林垂直照射。使菲林底版上的线路通过干膜的作用转移到铜箔5上。

显影，把没有被曝光的干膜熔解掉。显影即是将已经曝过光的带干膜的铝基电路板，经过显影液(7.9g/L的碳酸钠溶液)的处理，将未受UR光照射的干膜洗去而保留受到UR光照射发生聚合反应的干膜使线路基本成型。

蚀刻剥膜，把没有用的铜熔解掉，去除余下的干膜。蚀刻是在一定的温度条件下蚀刻药水经过喷头均匀喷淋到铜箔5的表面，与没有蚀刻阻剂保护的铜发生氧化还原反应，而将不需要的铜反应掉，露出基材再经过剥膜处理后使线路成形。

以上线路制作过程和FPC的线路制作过程相同，该实施例的制作方法的不同之处在于无需压合铝板，而是直接对铝基板7进行处理。

S2：油墨印刷：将完成线路制作的铜箔5和铝基板7分别进行油墨印刷,具体是：在铜箔5的线路上和铝基板7上均覆盖一层油墨。

该实施例的电路板基材采用铝基电路板，一般的普通正面绝缘油墨的弯折性能较差，在弯折过程中，绝缘油墨极易产生断裂现象，进而影响产品使用性能，因此使用绝缘油墨时，选择具有一定延展性能的绝缘油墨，以保证产品的弯折性能。将分别对铝基电路板的铜箔5和铝基板7进行油墨印刷。

S3：曝光：铝基电路板的铜箔5印刷油墨后进行不遮挡曝光，铝基电路板的铝基板7印刷油墨后盖菲林曝光，菲林设计图案至少具有在金属基板的折弯区的遮挡部。

铝基电路板的铜箔5印刷油墨后进行不遮挡曝光，即空曝，铜箔5整版留住绝缘油墨，起到保护线路的作用，以免线路被药水蚀刻。铝基电路板的铝基板7印刷绝缘油墨后，盖菲林曝光，将需留下的铝基板7保护住。铝基板7对应的菲林设计图案，如图6所示。

需要说明的是，菲林设计图案至少具有在铝基板7的折弯区的遮挡部，本领域技术人员可知，若想在铝基板7上设置线路，菲林设计图案在折弯区以外的菲林上设计。

S4：显影：曝光后的铝基电路板的铜箔5和铝基板7进行显影。

铝基电路板的铜箔5由于是空曝，因此，显影后的铜箔5整版都被绝缘油墨覆盖着，绝缘油墨完全遮住铜箔5上的线路。铝基板7盖菲林设计图案曝光，显影后，将需要显露的地方露出来以便于蚀刻，即铝基板7的折弯区4显露出来。

S5：蚀刻：使用药水将铝基电路板折弯区的铝基板7完全腐蚀去除。

因蚀刻线路用的酸性药水或碱性药水无法去除铝基板7，故蚀刻铝基板7采用的药水为三氯化铁溶液，三氯化铁溶液与铝基板7进行化学反应。采用此方式可将弯折区域的铝基板7完全腐蚀去除，由于铝基电路板的铜箔5和铝基板7的其他区域有绝缘油墨保护，故三氯化铁溶液不会腐蚀除铝基板7的折弯区4以外的其他区域。

基于上述电路板制作方法制作的铝基电路板，铝基电路板包括铜箔、导热绝缘层及金属基板，铜箔上制作有线路，金属基板具有折弯区，且折弯区的金属基板被完全蚀刻去除。该铝基电路板可实现不同形状的立体化装配，即铝基板的弯折角度不限，可为任意角度。参阅图7所示，为铝基电路板平面化装配图；参阅图8所示，为铝基电路板45°弧度角弯折装配图；参阅图9所示，为铝基电路板90°弯折弧度角装配图；参阅图10所示，为铝基电路板两侧不同弧度角弯折装配。由于铝基电路板的装配能力适应性强，因此，应用范围广泛。

本发明制作的可立体化装配电路板应用广泛，具体可应用于灯具、蓄电池和手机。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可立体化装配电路板的制作方法，对电路板基材进行加工，该电路板基材包括铜箔、导热绝缘层及金属基板，其特征在于：电路板基材的加工流程包括：

S1、线路制作：在电路板基材的铜箔上设计线路图案并完成线路制作；

S2：油墨印刷：将完成线路制作的铜箔和金属基板分别进行油墨印刷，具体是：在铜箔的线路上和金属基板上均覆盖一层油墨；

S3：曝光：电路板基材的铜箔印刷油墨后进行不遮挡曝光，电路板基材的金属基板印刷油墨后盖菲林曝光，菲林设计图案至少具有在金属基板的折弯区的遮挡部；

S4：显影：曝光后的电路板基材的铜箔和金属基板进行显影；

S5：蚀刻：使用药水将电路板基材折弯区的金属基板完全腐蚀去除。

2.如权利要求1所述的可立体化装配电路板的制作方法，其特征在于：所述步骤S1中设计线路图案，弯折区的线路为圆弧型的线路，且弯折区内无平行位置阶梯型的线路。

3.如权利要求1所述的可立体化装配电路板的制作方法，其特征在于：所述电路板基材的金属基板为铝基电路板，则步骤S5中所用药水为三氯化铁溶液。

4.如权利要求1所述的可立体化装配电路板的制作方法，其特征在于：所述步骤S2中的油墨选择具有延展性的油墨。

5.一种如权利要求1-4任一项所述方法加工的立体化装配电路板，电路板包括铜箔、导热绝缘层及金属基板，铜箔上制作有线路，其特征在于：所述金属基板具有折弯区，且折弯区的金属基板被完全蚀刻去除。