CN108990260A - 透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法 - Google Patents

透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法，所述透光线路板结构包括：基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性；所述基板上的触合金属离子层；所述触合金属离子层上的石墨烯线路层，所述石墨烯线路层通过所述触合金属离子层与所述基板固定连接，所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。通过本发明，实现了线路板的全透光、高导电以及高导热性。

Description

透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法
技术领域
本发明涉及电路技术领域，更具体地，涉及一种透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法。
背景技术
一般常见的电路板均为铜箔铺设，并在铜箔与底部导热材料之间涂布绝缘涂料或氧化金属表面形成绝缘结构，电路板材有导热及非导热两大类，但均为不透明材料，目前半导体光电领域中电路板材均为不透明，为了实现电路板上、光电领域半导体器件的效果，需要在电路板的正反两面装配半导体器件，此种方式不但浪费电路板材料，还加倍浪费半导体器件。进一步，如果电路板要求高导热系数，电路板的整体生产成本又要上升，如何实现一种电路板可以实现导电、透光以及导热是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法，以实现线路板的全透光、高导电以及高导热性。
一种透光线路板结构，包括：
基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性；
所述基板上的触合金属离子层；
所述触合金属离子层上的石墨烯线路层，所述石墨烯线路层通过所述触合金属离子层与所述基板固定连接，所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
优选地，还包括：绝缘涂层，所述绝缘涂层位于所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。
优选地，所述绝缘涂层上设置有丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
优选地，所述石墨烯线路层上设置有丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
优选地，所述基板的材料为石英玻璃或蓝宝石。
一种电路板，所述电路板包括电器件以及本申请中所述的透光线路板结构，所述电器件焊接在所述透光线路板结构上。
一种透光线路板制造方法，所述方法包括：
提供基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性；
在所述基板上外延生长触合金属离子层；
在所述触合金属离子层上外延生长石墨烯线路层；
刻蚀所述石墨烯线路层以及所述触合金属离子层，以使所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
优选地，所述方法还包括：
在所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。
优选地，所述方法还包括：
在所述绝缘涂层上设置丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
优选地，通过MOCVD外延生长触合金属离子层以及石墨烯线路层。
与现有技术相比，本发明提供的透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法，至少实现了如下的有益效果：
1)通过采用透光材料的基板配合石墨烯形成一种全新的透光线路板结构，由于石墨烯本身优异的电子传导率及导热率，本发明提供的透光线路板结构具有全透光、高导电以及高导热性的特点。
2)在基板与石墨烯线路层之间设置触合金属离子层，从而使石墨烯线路层能更有效可靠地附着在透明基板上。
3)在石墨烯线路层上喷涂绝缘涂层，提高了透光线路板结构的导电绝缘性。
4)通过在绝缘涂层或石墨烯线路层上设置丝印标记，标记电器件的位置或/和电器件的极性，便于电器件在透光线路板结构上的焊接。
5)本发明提供的透光线路板结构与常规PCB板不同，本发明弃用传统金属铺设的电路，将传统导热及非导热的电路板底材更换成透明的材料，并将石墨烯制备于透明材料上，从而不仅可以给电子元件提供电路连接，还可以为晶片提供电路连接，从而实现晶片的360°在透光线路板上的全透光。
6)本发明提供的透光线路板制造方法制造工艺简单，易于实现。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术中电路板的一种结构示意图；
图2是本发明实施例透光线路板结构的一种结构示意图；
图3是本发明实施例透光线路板结构的另一种结构示意图；
图4是本发明实施例透光线路板结构的又一种结构示意图；
图5是本发明实施例透光线路板结构的又一种结构示意图；
图6是本发明实施例透光线路板结构的又一种结构示意图；
图7是本发明实施例电路板的一种结构示意图；
图8是本发明实施例透光线路板制造方法的一种流程图；
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示是现有技术中电路板的一种结构示意图，在图1中，铜箔基板1’上印刷有电路铜箔2’，晶片4’的晶片电极41’通过导电粘合剂3’焊接在所述电路铜箔2’上，一般地，由电路铜箔2’以及铜箔基板1’均为不透明材料，无法将晶片4’的光照射到铜箔基板1’的背面。
实施例一
针对上述问题，本发明提出了一种透光线路板结构，如图2所示本发明实施例透光线路板结构的一种结构示意图，所述透光线路板结构包括：基板1、触合金属离子层2以及石墨烯线路层3，所述基板1具有导电绝缘性以及透光性，所述触合金属离子层2位于所述基板上，石墨烯线路层3位于所述触合金属离子层2上，所述石墨烯线路层3通过所述触合金属离子层2与所述基板1固定连接，所述石墨烯线路层3与所述触合金属离子层2均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层3用于提供电器件的电路连接。
具体地，电器件可以是：电子元件或/和晶片，进一步，电子元件可以是可发光的电子元件。石墨烯线路层与电子元件或/和晶片可以焊接连接，从而为电子元件或/和晶片提供电路连接。
具体地，为了实现透明性，所述基板1的材料为石英玻璃或蓝宝石。
需要说明的是，本发明实施例中，石墨烯线路层3为纳米级，非常的薄，为了使石墨烯线路层3能更有效可靠地附着在透明基板1上，需要在基板1与石墨烯线路层3之间设置触合金属离子层2。
本申请提供透光线路板结构，由于石墨烯本身透光率达97％以上，加上透明的基板材料，所制做出来的透光线路板基本完全透明，再加上石墨烯本身优异的电子传导率及导热率，可将半导体材料因导电后所产生的热迅速向外部导出，如此，则形成一个全透光、高导电、高导热的新型电路板。
实施例二
当对透光效果不高(比如仅实现半透光)并且石墨烯线路层是由成熟的石墨烯薄膜实现时，所述触合金属离子层2可以由透明胶水代替或者无所述触合金属离子层2；具体地，本发明的实施二中所述透光线路板结构包括：基板1以及石墨烯线路层3，所述基板1具有导电绝缘性以及透光性，所述石墨烯线路层3位于所述基板上，所述石墨烯线路层3通过外延生长时的高温作用与所述基板1固定连接，所述石墨烯线路层3具有电路图形形状，所述石墨烯线路层3用于提供电器件的电路连接。
需要说明的是，本发明实施例中，石墨烯线路层3为通过微机械分离法得到的成熟的石墨烯薄膜，本实施二的实现工艺相对简单，但是透光性无实施例一的效果好。
实施例三
为了增加导电绝缘性，本发明的实施例三中，如图3所示，所述透光线路板结构还包括：绝缘涂层4，所述绝缘涂层4位于所述石墨烯线路层3未与所述电器件接触的表面，所述绝缘涂层4的材料为环氧树脂。
需要说明的是，本实施例中，绝缘涂层4的覆盖位置不限定于石墨烯线路层3未与电器件接触的表面，当石墨烯线路层的电路图形是为晶片提供时，绝缘涂层4可以位于石墨烯线路层3未与晶片接触的表面；当石墨烯线路层的电路图形是为电子元件提供时，绝缘涂层4可以位于石墨烯线路层3未与电子元件接触的表面。如图3所示本实施例中，在石墨烯线路层3以下依次为触合金属离子层2、基板1；当然，也可以不限定于图示情况，在石墨烯线路层3以下依次为透明胶水、基板1；或者，在石墨烯线路层3以下为基板1。
实施例四
为了便于标记电器件的极性或/位置，本发明的实施例四中，所述绝缘涂层4上设置有丝印标记5，所述丝印标记5用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
实施例五
进一步，为了更加便于标记电器件的极性，本发明的实施例五中，所述石墨烯线路层3上设置有丝印标记5，所述丝印标记5用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
需要说明的是，由于本申请中绝缘涂层为透明材料，因此无论石墨烯线路层上是否有绝缘涂层，均可以在石墨烯线路层上设置丝印标记5，以标示电器件的位置或极性。
实施例六
为了便于标记电器件的位置或极性，基板上还可以设置丝印标记，本发明的实施例六中，如图4、图5以及图6所示，所述基板1上设置有丝印标记5，所述丝印标记5用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。在图4-图6中，石墨烯线路层3位于所述基板1上，当然，不限于图4-图6所示，在石墨烯线路层3与基板1还可以有其他层。
需要说明的是，丝印标记5可以是图4、图5、图6所示的标记，也可以是电器件型号，比如“LCD”“D1”等。
实施例七
本发明还提供了一种电路板，该电路板包括电器件以及本发明中的透光线路板结构，所述电器件焊接在所述透光线路板结构上。具体地，电器件可以是：电子元件或/和晶片，进一步，电子元件可以是可发光的电子元件。本发明提供的任意一种电路板，具有其技术特征和相应的技术效果，此处不再赘述。
图7是本发明实施例电路板的一种结构示意图，可选地，该电路板包括晶片7以及本发明中的透光线路板结构，所述晶片6的晶片电极61通过焊锡等焊料焊接在所述透光线路板结构的石墨烯线路层3上。
实施例八
针对本发明提供的透光线路板结构，本发明还提供了一种透光线路板制造方法，如图8所示，本实施例提供的透光线路板制造方法包括以下步骤：
步骤100：开始。
步骤101：提供基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性。
步骤102：在所述基板上外延生长触合金属离子层。
具体地，可以通过MOCVD外延生长触合金属离子层。具体地，MOCVD(Metal-organicChemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)，以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。
步骤103：在所述触合金属离子层上外延生长石墨烯线路层。
具体地，可以通过MOCVD外延生长石墨烯线路层。进一步，石墨烯线路层可以是通过微机械分离法，直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来，然后再外延生长在触合金属离子层或基板上；石墨烯线路层可以是通过碳化硅表面外延生长法或氧化减薄石墨片法得到，然后再外延生长在触合金属离子层或基板上，具体地，碳化硅表面外延生长法是通过加热单晶碳化硅脱除硅，在单晶(0001)面上分解出石墨烯线路层。氧化减薄石墨片法中石墨烯线路层也可以通过加热氧化的办法一层一层地减薄石墨片，从而得到单、双层石墨烯线路层。
更进一步，如果当对透光效果不高(比如仅实现半透光)并且石墨烯线路层是通过微机械分离法得到时，由成熟的石墨烯薄膜实现时，所述触合金属离子层可以由透明胶水代替或者直接取消所述触合金属离子层的生长。
步骤104：刻蚀所述石墨烯线路层以及所述触合金属离子层，以使所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
步骤105：结束。
通过本发明实施例提供的透光线路板制造方法，可以得到一种全透光、高导电以及高导热性的线路板。
实施例九
为了增加透光线路板的导电绝缘性，本实施例提供了一种透光线路板制造方法，本实施例提供的透光线路板制造方法具体包括以下步骤：
步骤200：开始。
步骤201：提供基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性。
步骤202：在所述基板上外延生长触合金属离子层。
步骤203：在所述触合金属离子层上外延生长石墨烯线路层。
步骤204：刻蚀所述石墨烯线路层以及所述触合金属离子层，以使所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
步骤205：在所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。
步骤206：结束。
通过本发明实施例提供的透光线路板制造方法，在所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。可以得到一种全透光、高导电、高导热性以及绝缘性好的线路板。
实施例十
为了增加导电绝缘性，本实施例提供了一种透光线路板制造方法，本实施例提供的透光线路板制造方法具体包括以下步骤：
步骤300：开始。
步骤301：提供基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性。
步骤302：在所述基板上外延生长触合金属离子层。
步骤303：在所述触合金属离子层上外延生长石墨烯线路层。
步骤304：刻蚀所述石墨烯线路层以及所述触合金属离子层，以使所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
步骤305：在所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。
步骤306：在所述绝缘涂层上设置丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
步骤307：结束。
通过本发明实施例提供的透光线路板制造方法，在所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。不仅可以得到一种全透光、高导电、高导热性以及绝缘性好的线路板，并且通过丝印标记可以有效地标记晶片或电器件的位置或极性。
通过上述实施例可知，本发明提供的透光线路板结构、电路板及透光线路板制造方法，至少实现了如下的有益效果：
1)通过采用透光材料的基板配合石墨烯形成一种全新的透光线路板结构，由于石墨烯本身优异的电子传导率及导热率，本发明提供的透光线路板结构具有全透光、高导电以及高导热性的特点。
2)在基板与石墨烯线路层之间设置触合金属离子层，从而使石墨烯线路层能更有效可靠地附着在透明基板上。
3)在石墨烯线路层上喷涂绝缘涂层，提高了透光线路板结构的导电绝缘性。
4)通过在绝缘涂层或石墨烯线路层上设置丝印标记，标记电器件的位置或/和电器件的极性，便于电器件在透光线路板结构上的焊接。
5)本发明提供的透光线路板结构与常规PCB板不同，本发明弃用传统金属铺设的电路，将传统导热及非导热的电路板底材更换成透明的材料，并将石墨烯制备于透明材料上，从而不仅可以给电子元件提供电路连接，还可以为晶片提供电路连接，从而实现晶片的360°在透光线路板上的全透光。
6)本发明提供的透光线路板制造方法制造工艺简单，易于实现。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种透光线路板结构，其特征在于，包括：
基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性；
所述基板上的触合金属离子层；
所述触合金属离子层上的石墨烯线路层，所述石墨烯线路层通过所述触合金属离子层与所述基板固定连接，所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
2.根据权利要求1所述的透光线路板结构，其特征在于，还包括：绝缘涂层，所述绝缘涂层位于所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的透光线路板结构，其特征在于，所述绝缘涂层上设置有丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
4.根据权利要求1或2所述的透光线路板结构，其特征在于，所述石墨烯线路层上设置有丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
5.根据权利要求4所述的透光线路板结构，其特征在于，所述基板的材料为石英玻璃或蓝宝石。
6.一种电路板，其特征在于，所述电路板包括电器件以及如权利要求1-5任一项所述的透光线路板结构，所述电器件焊接在所述透光线路板结构上。
7.一种透光线路板制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供基板，所述基板具有导电绝缘性以及透光性；
在所述基板上外延生长触合金属离子层；
在所述触合金属离子层上外延生长石墨烯线路层；
刻蚀所述石墨烯线路层以及所述触合金属离子层，以使所述石墨烯线路层与所述触合金属离子层均具有电路图形形状，所述石墨烯线路层用于提供电器件的电路连接。
8.根据权利要求7所述的透光线路板制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述石墨烯线路层未与所述电器件接触的表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的材料为环氧树脂。
9.根据权利要求8所述的透光线路板制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述绝缘涂层上设置丝印标记，所述丝印标记用于标示所述电器件的位置或/和所述电器件的极性。
10.根据权利要求7-9任一项所述的透光线路板制造方法，其特征在于，通过MOCVD外延生长触合金属离子层以及石墨烯线路层。
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