CN107993833A - 一种高充电率fpc柔性无线充电传输线圈制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，包括以下步骤，S1：预备用于进行加工处理的纯铜箔；S2:采用激光蚀刻在步骤S1准备好的铜箔表面刻蚀槽体，槽体可以为盲槽或者是100％贯穿的通槽通孔；S3:蚀刻沟道；在步骤S2完成槽体加工处理后，即在铜箔加工面刻出沟道，沟道的宽度范围为10um‑100um，沟道的深度范围为被刻铜箔厚度的10％‑‑100％；S4：对步骤S3加工处理完成后的铜箔进行前处理；S5：在铜箔表面压合基材；首先在铜箔表面粘贴胶体，再在胶体正面压合线路板基材，本申请可以显著提高蚀刻时的纵横比，解决现有PCB/FPC/陶瓷线路板/金属线路板中由于铜层导体厚度必须小于线路间距的问题，同时取消干膜/曝光/显影等不环保工序。

Description

一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺
[技术领域]
本发明涉及柔性无线充电传输线圈制作工艺技术领域，尤其涉及一种可以有效提高线圈导体横截面积，减小阻值，提高充电功率的高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺。
[背景技术]
目前无线充电传输线圈模组主要分：WPC密绕线圈、FPC线圈和MEPQF扁平线圈三种，A:PCB/FPC方案更薄，尺寸较小，但功率较低，阻值较大(线圈主要采用PCB中黄光/曝光/显影/蚀刻等方式形成铜圈回路)，但缺点在于蚀刻的工艺不能对厚铜进行有效的蚀刻，造成只能选用薄型化的铜箔，同时线圈与线圈之间的“线距”无法做到细线路(50um以下)，导致压缩了整体导体的横截体积，阻值偏大，进而充电时的功率较低。牺牲充电效率。B:铜线产品尺寸有一定影响，但可以实现更高的功率，充电效率也更高。线圈厂商轻薄化产品较为成熟，采用更细的铜线，更多的圈数(相应都会增加内阻，也会增加电感值，也就意味着牺牲功率。
基于上述问题，怎样才能在铜箔的厚度较大的情况下，保证较小的线圈与线圈之间的线距，是本领域的技术人员经常考虑的问题，也进行了大量的实验和验证，并取得了较好的成绩。
[发明内容]
为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种可以有效提高线圈导体横截面积，减小阻值，提高充电功率的高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺。
本发明解决技术问题的方案是提供一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，包括以下步骤，
S1：预备用于进行加工处理的纯铜箔，并对铜箔加工面进行清洁处理；
S2:采用激光蚀刻在步骤S1准备好的铜箔表面刻蚀槽体，槽体可以为盲槽或者是100％贯穿的通槽通孔；
S3:蚀刻沟道；在步骤S2完成槽体加工处理后，即在铜箔加工面刻出沟道，沟道的宽度范围为10um-100um，沟道的深度范围为被刻铜箔厚度的10％--100％；
S4：对步骤S3加工处理完成后的铜箔进行前处理；前处理过程包括微蚀修整、水处理以及烘干三步处理流程；
S5：在铜箔表面压合基材；首先在铜箔表面粘贴胶体，再在胶体正面压合线路板基材；
S6：贴蚀刻干膜；采用干膜(Dry Film)、湿膜(液态光致抗蚀剂(LiquidPhotoresist)图形转移工艺，使得丙烯酸醋类单体或带双键的丙烯酸醋光敏树脂在光引发剂存在下，由光引发聚合反应产生交联结构而达到成像效果；
S7：针对步骤S7完成后的具有蚀刻干膜的铜箔采用LDI激光曝光(Laser directimging),自动调整涨缩度；
S8：显影；在显影机中对铜箔进行显影处理操作；
S9：步骤S8显影处理完毕后，接着进行蚀刻线圈线路加工处理；处理过程包括以下步骤，
A1：对铜箔进行镀层保护；采用电镀锡或化学镀锡工艺在铜箔表层形成铜箔Coating涂层；在铜箔上形成0.001微米-500微米厚度范围的蚀刻保护层；
A2：激光刻蚀线路；采用激光(激光蚀刻的激光为皮秒，纳秒，飞秒或准分子激光器，且激光光源为绿光，UV紫光或者CO2激光光源)在步骤A1中已经受Coating层保护的铜箔表面刻出线圈与线圈之间的距离(线距)，且刻蚀的宽度在5微米-100微米之间，刻蚀的深度为Coating+导体铜箔厚度的1％-110％之间；
A3：线路刻蚀完成后，对刻蚀沟道进行清理清洁；采用正常PCB工厂的等离子气体与超声波液体进行沟道内的激光残渣清洁，便于后续的线路成形；
A4：进行最后的清洗、烘干处理；
S10：步骤S9蚀刻处理完毕后，去掉剩余干膜；
S11：进行最后的清洗、烘干处理，得到无线充电传输线圈模组成品。
优选地，所述步骤S2中对铜箔进行激光蚀刻的激光为皮秒，纳秒，飞秒或准分子激光器，且激光光源为绿光，UV紫光或者CO2激光光源。
优选地，所述步骤S2中对铜箔进行激光蚀刻的部分包含铜箔上任何印刷、粘贴的高分子、有机物、无机物金属物质涂层与膜类保护层。
优选地，所述步骤S5中铜箔表面粘贴的胶体为聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂、酚醛－缩丁醛类胶粘剂，且压合的线路板基材为PI(聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm)、LCP、FR4、LCP液晶聚合物(Liquid CrystalPolymer)、氮化铝与氧化铝陶瓷或PTEF特富龙线路板基材。
优选地，所述步骤S1中采用的金属导体箔为挠性覆铜板用的导体材料，可以是铜箔(普通电解铜箔、高延展性电解铜箔、压延铜箔)、铝箔或铜－铍合金箔。
优选地，所述步骤S6中贴蚀刻干膜过程还可以是通过将感光性物质做成胶体，再以电泳法析出在电路板上。
优选地，所述步骤S5中完成压合线路板基材的处理之后，在压合线路板基材的反面，形成制作双面板时的铜箔导体层。
优选地，所述铜箔的厚度大于40微米，且线圈与线圈之间的线距小于40微米。
与现有技术相比，本发明一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺通过采用上述制作高充电率FPC柔性无线充电传输线圈模组的工艺流程，尤其是在线路刻蚀部分，从激光发生器的选择到最后的清理清洁过程，都具有特殊性，且可以带来较好的技术效果，本申请可以显著提高蚀刻时的纵横比，解决现有PCB/FPC/陶瓷线路板/金属线路板中由于铜层导体厚度必须小于线路间距的问题，同时取消干膜/曝光/显影等不环保工序。
[附图说明]
图1和图2是本发明一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺的流程示意图。
[具体实施方式]
为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。
请参阅图1和图2，本发明一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，包括以下步骤，
S1：预备用于进行加工处理的纯铜箔，并对铜箔加工面进行清洁处理；
S2:采用激光蚀刻在步骤S1准备好的铜箔表面刻蚀槽体，槽体可以为盲槽或者是100％贯穿的通槽通孔；
S3:蚀刻沟道；在步骤S2完成槽体加工处理后，即在铜箔加工面刻出沟道，沟道的宽度范围为10um-100um，沟道的深度范围为被刻铜箔厚度的10％--100％；
S4：对步骤S3加工处理完成后的铜箔进行前处理；前处理过程包括微蚀修整、水处理以及烘干三步处理流程；
S5：在铜箔表面压合基材；首先在铜箔表面粘贴胶体，再在胶体正面压合线路板基材；
S6：贴蚀刻干膜；采用干膜(Dry Film)、湿膜(液态光致抗蚀剂(LiquidPhotoresist)图形转移工艺，使得丙烯酸醋类单体或带双键的丙烯酸醋光敏树脂在光引发剂存在下，由光引发聚合反应产生交联结构而达到成像效果；
a.干膜(Dry Film)图形转移工艺：丙烯酸醋类单体或带双键的丙烯酸醋光敏树脂在光引发剂存在下，由光引发聚合反应产生交联结构而达到成像目的，多用于印刷线路板等的生产(主要成分为亚克力胶系(丙烯酸)。构造：聚酯膜(PET FILM)，聚乙烯膜(PE FILM)及干的感光树脂膜组成的三明治结构。
b.湿膜(液态光致抗蚀剂(Liquid Photoresist)图形转移工艺：有光分解型的正性膜和光聚合型的负性膜，以负性膜使用较广泛。
S7：针对步骤S7完成后的具有蚀刻干膜的铜箔采用LDI激光曝光(Laser directimging),自动调整涨缩度；
S8：显影；在显影机中对铜箔进行显影处理操作；
S9：步骤S8显影处理完毕后，接着进行蚀刻线圈线路加工处理；处理过程包括以下步骤，
A1：对铜箔进行镀层保护；采用电镀锡或化学镀锡工艺在铜箔表层形成铜箔Coating涂层；在铜箔上形成0.001微米-500微米厚度范围的蚀刻保护层；
A2：激光刻蚀线路；采用激光(激光蚀刻的激光为皮秒，纳秒，飞秒或准分子激光器，且激光光源为绿光，UV紫光或者CO2激光光源)在步骤A1中已经受Coating层保护的铜箔表面刻出线圈与线圈之间的距离(线距)，且刻蚀的宽度在5微米-100微米之间，刻蚀的深度为Coating+导体铜箔厚度的1％-110％之间；
A3：线路刻蚀完成后，对刻蚀沟道进行清理清洁；采用正常PCB工厂的等离子气体与超声波液体进行沟道内的激光残渣清洁，便于后续的线路成形；
A4：进行最后的清洗、烘干处理；
S10：步骤S9蚀刻处理完毕后，去掉剩余干膜；
S11：进行最后的清洗、烘干处理，得到无线充电传输线圈模组成品。
本申请通过采用上述制作高充电率FPC柔性无线充电传输线圈模组的工艺流程，尤其是在线路刻蚀部分，从激光发生器的选择到最后的清理清洁过程，都具有特殊性，且可以带来较好的技术效果，本申请可以显著提高蚀刻时的纵横比，解决现有PCB/FPC/陶瓷线路板/金属线路板中由于铜层导体厚度必须小于线路间距的问题，同时取消干膜/曝光/显影等不环保工序。
优选地，所述步骤S2中对铜箔进行激光蚀刻的激光为皮秒，纳秒，飞秒或准分子激光器，且激光光源为绿光，UV紫光或者CO2激光光源。
优选地，所述步骤S2中对铜箔进行激光蚀刻的部分包含铜箔上任何印刷、粘贴的高分子、有机物、无机物金属物质涂层与膜类保护层。
优选地，所述步骤S5中铜箔表面粘贴的胶体为聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂、酚醛－缩丁醛类胶粘剂，且压合的线路板基材为PI(聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm)、LCP、FR4、LCP液晶聚合物(Liquid CrystalPolymer)、氮化铝与氧化铝陶瓷或PTEF特富龙线路板基材。
优选地，所述步骤S1中采用的金属导体箔为挠性覆铜板用的导体材料，可以是铜箔(普通电解铜箔、高延展性电解铜箔、压延铜箔)、铝箔或铜－铍合金箔。
优选地，所述步骤S6中贴蚀刻干膜过程还可以是通过将感光性物质做成胶体，再以电泳法析出在电路板上。将感光性物质做成胶体，再以电泳法析出在电路板上，胶体特性可以为正性或负性，有较好的均匀覆盖性，对不平整或弯曲的表面有良好的覆盖性，主要用于细线路制程和通孔封孔制程。
优选地，所述步骤S5中完成压合线路板基材的处理之后，在压合线路板基材的反面，形成制作双面板时的铜箔导体层。
优选地，所述铜箔的厚度大于40微米，且线圈与线圈之间的线距小于40微米。
A：铜箔Coating层保护：采用电镀锡或者化学镀锡，以及电镀其它有机物与无机物，金属与高分子涂层，镀层，以及电泳与阳极氧化等工艺进行铜箔表层的保护。以及其它耐蚀刻酸碱的环氧树脂与丙烯酸等保护胶体，以及传统黄光制层用的“干膜/湿膜”与溶碱耐酸的各种油墨与胶水。在线圈制作的PCB/FPC/陶瓷基板/其它的金属基板上的铜箔上形成0.001微米---500um厚度的蚀刻保护层，
B:激光刻蚀线路：采用激光(包含，皮秒，纳秒，飞秒，准分子等激光器，光源的的选择可以用绿光，UV紫光，采用以及CO2等)在已经受Coating层保护的铜箔表面，刻出线圈与线圈之间的距离(线距)，刻蚀的宽度在5um---100um之间，刻蚀的深度为Coating+导体铜箔厚度的1％-110％之间。
C:刻蚀沟道清洁：采用正常PCB工厂的等离子气体与超声波等液体进行沟道内的激光残渣的清洁，以利于后面的线路成形。
D:蚀刻：将清洗烘干完的线路板放到蚀刻液里蚀刻,受到Coating保护层遮住的铜箔，不会被蚀刻掉，而激光刻蚀后的沟道，由于激光将保护层去除，沟道下的铜箔缺少了Coating的保护，而被蚀刻药液去除，露出底部的基材绝缘层，形成了线路此制层也适用于多层FPC与双面FPC，以及多层PCB与双面PCB后续流程与FPC/PCB制作流程一致。
本发明的有益效果如下：
A:可以提高蚀刻时的纵横比，解决现有PCB/FPC/陶瓷线路板/金属线路板中由于铜层导体厚度必须小于线路间距的问题，同时取消干膜/曝光/显影等不环保工序。
B:可以提高蚀刻时的加工速度。
C:工序简洁，在铜箔层下面的绝缘基材硬度较大，或者不被激光吸收的物质时，可实现不用蚀刻药液等不环保的作业方法而形成线路，同时取消干膜/曝光/显影等不环保工序。
与现有技术相比，本发明一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺通过采用上述制作高充电率FPC柔性无线充电传输线圈模组的工艺流程，尤其是在线路刻蚀部分，从激光发生器的选择到最后的清理清洁过程，都具有特殊性，且可以带来较好的技术效果，本申请可以显著提高蚀刻时的纵横比，解决现有PCB/FPC/陶瓷线路板/金属线路板中由于铜层导体厚度必须小于线路间距的问题，同时取消干膜/曝光/显影等不环保工序。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：包括以下步骤，
S1：预备用于进行加工处理的纯铜箔，并对铜箔加工面进行清洁处理；
S2:采用激光蚀刻在步骤S1准备好的铜箔表面刻蚀槽体，槽体可以为盲槽或者是100％贯穿的通槽通孔；
S3:蚀刻沟道；在步骤S2完成槽体加工处理后，即在铜箔加工面刻出沟道，沟道的宽度范围为10um-100um，沟道的深度范围为被刻铜箔厚度的10％--100％；
S4：对步骤S3加工处理完成后的铜箔进行前处理；前处理过程包括微蚀修整、水处理以及烘干三步处理流程；
S5：在铜箔表面压合基材；首先在铜箔表面粘贴胶体，再在胶体正面压合线路板基材；
S6：贴蚀刻干膜；采用干膜(Dry Film)、湿膜(液态光致抗蚀剂(Liquid Photoresist)图形转移工艺，使得丙烯酸醋类单体或带双键的丙烯酸醋光敏树脂在光引发剂存在下，由光引发聚合反应产生交联结构而达到成像效果；
S7：针对步骤S7完成后的具有蚀刻干膜的铜箔采用LDI激光曝光(Laser directimging),自动调整涨缩度；
S8：显影；在显影机中对铜箔进行显影处理操作；
S9：步骤S8显影处理完毕后，接着进行蚀刻线圈线路加工处理；处理过程包括以下步骤，
A1：对铜箔进行镀层保护；采用电镀锡或化学镀锡工艺在铜箔表层形成铜箔Coating涂层；在铜箔上形成0.001微米-500微米厚度范围的蚀刻保护层；
A2：激光刻蚀线路；采用激光(激光蚀刻的激光为皮秒，纳秒，飞秒或准分子激光器，且激光光源为绿光，UV紫光或者CO2激光光源)在步骤A1中已经受Coating层保护的铜箔表面刻出线圈与线圈之间的距离(线距)，且刻蚀的宽度在5微米-100微米之间，刻蚀的深度为Coating+导体铜箔厚度的1％-110％之间；
A3：线路刻蚀完成后，对刻蚀沟道进行清理清洁；采用正常PCB工厂的等离子气体与超声波液体进行沟道内的激光残渣清洁，便于后续的线路成形；
A4：进行最后的清洗、烘干处理；
S10：步骤S9蚀刻处理完毕后，去掉剩余干膜；
S11：进行最后的清洗、烘干处理，得到无线充电传输线圈模组成品。
2.如权利要求1所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述步骤S2中对铜箔进行激光蚀刻的激光为皮秒，纳秒，飞秒或准分子激光器，且激光光源为绿光，UV紫光或者CO2激光光源。
3.如权利要求1所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述步骤S2中对铜箔进行激光蚀刻的部分包含铜箔上任何印刷、粘贴的高分子、有机物、无机物金属物质涂层与膜类保护层。
4.如权利要求1所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述步骤S5中铜箔表面粘贴的胶体为聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂、酚醛－缩丁醛类胶粘剂，且压合的线路板基材为PI(聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm)、LCP、FR4、LCP液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer)、氮化铝与氧化铝陶瓷或PTEF特富龙线路板基材。
5.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述步骤S1中采用的金属导体箔为挠性覆铜板用的导体材料，可以是铜箔(普通电解铜箔、高延展性电解铜箔、压延铜箔)、铝箔或铜－铍合金箔。
6.如权利要求1所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述步骤S6中贴蚀刻干膜过程还可以是通过将感光性物质做成胶体，再以电泳法析出在电路板上。
7.如权利要求1所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述步骤S5中完成压合线路板基材的处理之后，在压合线路板基材的反面，形成制作双面板时的铜箔导体层。
8.如权利要求1所述的一种高充电率FPC柔性无线充电传输线圈制作工艺，其特征在于：所述铜箔的厚度大于40微米，且线圈与线圈之间的线距小于40微米。
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