CN109121283B - 一种用于电化学传感器的印制电路板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路板制作技术领域，具体为一种用于电化学传感器的印制电路板及其制备方法。本发明通过使用柔性线路板覆盖膜制作形成覆盖膜层，并由覆盖膜层上的穿孔与线路层上的焊盘构成用于盛装化学生物药液的槽孔，因在覆盖膜层上制作穿孔精度高、简单易行，相比传统方法用控深钻方式在多层电路板上钻槽孔/阶梯孔，可显著提高孔的精度。本发明的电路板由铜箔制作形成的线路层及覆盖膜层构成，电路板结构简单、轻薄，为化学生物检测提供一种全新的检测装置设计。另外，由柔性线路板覆盖膜构成覆盖膜层后再形成槽孔，提供了柔性线路板覆盖膜的一种新的用法用途。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制作技术领域，尤其涉及一种用于电化学传感器的印制电路板及其制作方法。
背景技术
电化学传感器是指能感应或响应生物、化学量，并按一定规律将其转换成电信号输出的器件或装置，是分析科学中一个非常活跃的研究前沿，其工作原理一般是通过微细加工和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析单元和系统，实现对无机离子、有机物质、蛋白质、核酸以及其它生化组分的准确、快速和大信息量的检测。由于电化学传感器对精度要求高，因此制备难度较大、生产效率较低、生产成本较高。
PCB行业中用到的柔性线路板覆盖膜(CVL)，其主要的作用与PCB的绿漆类似，用于保护铜箔不暴露在空气中,避免铜箔的氧化；或为后续的表面处理进行覆盖.如不需要镀金的区域用CVL覆盖起来；或在后续的SMT中,起阻焊作用。柔性线路板覆盖膜用于覆盖和保护柔性线路板，在受热(高温)、潮湿、污染物和腐蚀气体以及恶劣环境下起到“三防”的保护作用。柔性线路板覆盖膜是一种涂布有黏结剂的介质材料，由基材与胶组合而成，其基材分为聚酰亚胺(PI)和聚对苯二甲酸类塑料(PET)两种。
发明内容
本发明针对由于电化学传感器对精度要求高，因此制备难度较大、生产效率较低、生产成本较高，电化学传感器及其制备方法有待进一步改进的问题，提供一种结构简单、轻薄、分析单元孔精度高的用于电化学传感器的印制电路，以及直接采用铜箔与覆盖膜制作该种印制电路板的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种用于电化学传感器的印制电路板，包括贴合在一起的覆盖膜层和电路层；所述电路层上设有焊盘及与焊盘导通的线路；所述覆盖膜层上设有穿孔；所述穿孔与焊盘重叠构成槽孔；所述覆盖膜层由至少一层柔性线路板覆盖膜构成。
优选的，所述电路层上设有若干焊盘；所述覆盖膜层上设有与焊盘一一对应的若干穿孔；所述穿孔与焊盘一一对应重叠构成对应的若干槽孔。
优选的，所述覆盖膜层由至少两层柔性线路板覆盖膜构成，各层柔性线路板覆盖膜设有一一对应的膜穿孔；各层柔性线路板覆盖膜由外向靠近线路层方向按层叠顺序，第n层的柔性线路板覆盖膜称为第n覆盖膜；第n+1覆盖膜上的膜穿孔的孔径小于第n覆盖膜上对应的膜穿孔的孔径，且两膜穿孔同轴心。
优选的，所述覆盖膜层由四层柔性线路板覆盖膜构成。
优选的，所述焊盘的铜面上设有镍层，镍层上设有金层。
优选的，所述线路的铜面上设有镍层，镍层上设有金层。
以上所述用于电化学传感器的印制电路板的制备方法，包括以下步骤：
S1、在覆盖膜上制作穿孔，以制作形成具有穿孔的覆盖膜层。
优选的，当所述覆盖膜层由至少两层柔性线路板覆盖膜构成时，各层柔性线路板覆盖膜由外向靠近线路层方向按层叠顺序，第n层的柔性线路板覆盖膜称为第n覆盖膜；
所述步骤S1中，在第1覆盖膜上开膜穿孔；然后将第1覆盖膜与第2覆盖粘合在一起形成两层复合膜；接着以第1覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第2覆盖膜上开膜穿孔；再接着将第3覆盖膜与两层复合膜粘合在一起形成三层复合膜；以第2覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第3覆盖膜上开膜穿孔；以此方法在各层覆盖膜上开膜穿孔，制得具有穿孔的覆盖膜层。
优选的，第n+1覆盖膜上的膜穿孔的孔径小于第n覆盖膜上对应的膜穿孔的孔径。
S2、依次通过贴膜、曝光和显影工序在一铜箔的正面制作第一线路图形，使待制作形成焊盘的区域裸露出来，而该铜箔正面的其它区域以及该铜箔的背面被膜覆盖；然后在该铜箔正面的裸露区域电镀镍金，形成焊盘。
优选的，步骤S2中，在该铜箔正面的裸露区域电镀镍金后，还进行电厚金处理。
S3、将覆盖膜层压合在上述铜箔的正面，且使覆盖膜层上的穿孔与焊盘重叠，覆盖膜层与铜箔压合为一体后，穿孔与焊盘重叠构成槽孔。
S4、通过退膜工序除去铜箔背面的膜，然后在铜箔的背面制作与焊盘导通的线路，得到线路板。
优选的，还包括步骤S5，对线路进行沉镍金表面处理。
优选的，所述步骤S4中，通过负片工艺在铜箔的背面制作与焊盘导通的线路；步骤S5中，对线路板进行整板沉镍金表面处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过使用柔性线路板覆盖膜制作形成覆盖膜层，并由覆盖膜层上的穿孔与线路层上的焊盘构成用于盛装化学生物药液的槽孔，因在覆盖膜层上制作穿孔精度高、简单易行，相比传统方法用控深钻方式在多层电路板上钻槽孔/阶梯孔，可显著提高孔的精度。本发明的电路板由铜箔制作形成的线路层及覆盖膜层构成，电路板结构简单、轻薄，为化学生物检测提供一种全新的检测装置设计。另外，由柔性线路板覆盖膜构成覆盖膜层后再形成槽孔，提供了柔性线路板覆盖膜的一种新的用法用途。通过本发明方法制作用于电化学传感器的印刷线路板，不仅流程短、工艺简单，且线路板结构简单，线路板上的槽孔精度高。
附图说明
图1为实施例中所述用于电化学传感器的印制电路板的结构拆解示意图。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例
本实施例提供一种用于电化学传感器的印制电路板，以及该种用于电化学传感器的印制电路板的制作方法。
如图1所示，用于电化学传感器的印制电路板包括贴合在一起的覆盖膜层和电路层。电路层上设有两排焊盘，每排焊盘包括10个直径为1.8mm的焊盘，以及与焊盘导通的线路；焊盘的铜面上设有镍层，镍层上设有金层；线路的铜面上设有镍层，镍层上设有金层。
覆盖膜层由四层基材为PI的柔性线路板覆盖膜依次粘合构成，各层柔性线路板覆盖膜上均设有两排与线路层上焊盘一一对应的膜穿孔，每排膜穿孔包括两种孔径，为第一孔径和第二孔径。各层柔性线路板覆盖膜由外向靠近线路层方向按层叠顺序，第n层的柔性线路板覆盖膜称为第n覆盖膜，即包括第1覆盖膜、第2覆盖膜、第3覆盖膜和第4覆盖膜。各层柔性线路板覆盖膜上的孔径设置如下表所示。
第1覆盖膜、第2覆盖膜、第3覆盖膜和第4覆盖膜依次层叠粘合在一起，各层上的膜穿孔一一对应同轴心叠合，构成覆盖膜的穿孔，覆盖膜层上的穿孔为阶梯穿孔。
覆盖膜与线路层压合为一体，穿孔与焊盘一一对应重叠构成用于盛装生物化学药水的槽孔，槽孔为阶梯孔。
本实施例的用于电化学传感器的印制电路板的制备方法，包括以下步骤：
S1、在覆盖膜上制作穿孔，以制作形成具有穿孔的覆盖膜层。具体的：
用现有的激光开盖技术在第1覆盖膜上开两排如上表所述孔径的膜穿孔，第一孔径和第二孔径的膜穿孔分别5个(其它层上设置膜穿孔的方式相同)。
然后将第1覆盖膜与第2覆盖粘合在一起形成两层复合膜。
接着以第1覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第2覆盖膜上开如上表所述孔径的膜穿孔。
再接着将第3覆盖膜与两层复合膜粘合在一起形成三层复合膜。
以第2覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第3覆盖膜上开如上表所述孔径的膜穿孔。
接着将第4覆盖膜与三层复合膜粘合在一起形成四层复合膜。
以第3覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第4覆盖膜上开如上表所述孔径的膜穿孔，由此制作形成覆盖膜及覆盖膜上的穿孔。
S2、依次通过贴膜、曝光和显影工序在一铜箔的正面制作第一线路图形，使待制作形成焊盘的区域裸露出来，而该铜箔正面的其它区域以及该铜箔的背面被膜覆盖；然后在该铜箔正面的裸露区域电镀镍金，接着在金层上继续进行电厚金处理，以加厚金镀层，形成焊盘。
S3、通过热压将覆盖膜层压合在上述铜箔的正面，且使覆盖膜层上的穿孔与焊盘重叠，覆盖膜层与铜箔压合为一体后，穿孔与焊盘重叠构成槽孔，槽孔为阶梯孔。
S4、通过退膜工序除去铜箔背面的膜，然后通过负片工艺在铜箔的背面制作与焊盘导通的线路，即依次通过贴膜、曝光和显影工序在铜箔的背面制作第二线路图形，然后进行蚀刻以除去非线路区的铜，接着退膜使线路裸露出来，制得线路无保护层的线路板。
S5，对线路板进行整板沉镍金表面处理，在线路上沉上镍层和金层以保护线路，制得线路板。
经检测，通过本实施例方法制作的线路板，其上的槽孔的精度可达20μm。
对比例
本对比例提供一种用于电化学传感器的印制电路板的制备方法，所述用于电化学传感器的印制电路板的结构与上述实施例所述的电路板的结构相同。本对比例的制备方法包括步骤S1-S5，具体如下：
S1、用现有的激光开盖技术分别在四层柔性线路板覆盖膜上开两排如表中所述孔径的膜穿孔，各层柔性线路板覆盖膜上第一孔径和第二孔径的膜穿孔分别5个。
S2、与上述实施例中的步骤S2相同。
S3、将四层柔性线路板覆盖膜按第1覆盖膜、第2覆盖膜、第3覆盖膜和第4覆盖膜依次层叠，并与铜箔层叠构成预叠结构，通过热压将预叠结构压合为一体，形成多层结构。
步骤S4和S5与上述实施例中的步骤S4和S5相同。
经检测，通过本对比例方法制作的线路板，其上的槽孔的精度为80μm，槽孔的精度比上述实施例制备的线路板上的精度低，不能满足要求(≤±50μm)。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
Claims (4)
1.一种用于电化学传感器的印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在覆盖膜上制作穿孔，以制作形成具有穿孔的覆盖膜层；所述覆盖膜层由至少两层柔性线路板覆盖膜构成，各层柔性线路板覆盖膜由外向靠近线路层方向按层叠顺序，第n层的柔性线路板覆盖膜称为第n覆盖膜；在第1覆盖膜上开膜穿孔；然后将第1覆盖膜与第2覆盖膜粘合在一起形成两层复合膜；接着以第1覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第2覆盖膜上开膜穿孔；再接着将第3覆盖膜与两层复合膜粘合在一起形成三层复合膜；以第2覆盖膜上穿孔的孔心为中心在第3覆盖膜上开膜穿孔；以此方法在各层覆盖膜上开膜穿孔，制得具有穿孔的覆盖膜层；且第n+1覆盖膜上的膜穿孔的孔径小于第n覆盖膜上对应的膜穿孔的孔径；
S2、依次通过贴膜、曝光和显影工序在一铜箔的正面制作第一线路图形，使待制作形成焊盘的区域裸露出来，而该铜箔正面的其它区域以及该铜箔的背面被膜覆盖；然后在该铜箔正面的裸露区域电镀镍金，形成焊盘；
S3、将覆盖膜层压合在上述铜箔的正面，且使覆盖膜层上的穿孔与焊盘重叠，覆盖膜层与铜箔压合为一体后，穿孔与焊盘重叠构成槽孔；
S4、通过退膜工序除去铜箔背面的膜，然后在铜箔的背面制作与焊盘导通的线路，得到线路板。
2.根据权利要求1所述用于电化学传感器的印制电路板的制作方法，其特征在于，步骤S4后还包括步骤S5，对线路进行沉镍金表面处理。
3.根据权利要求2所述用于电化学传感器的印制电路板的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过负片工艺在铜箔的背面制作与焊盘导通的线路；步骤S5中，对线路板进行整板沉镍金表面处理。
4.根据权利要求1所述用于电化学传感器的印制电路板的制作方法，其特征在于，所述覆盖膜层由四层柔性线路板覆盖膜构成。
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