CN109360729B - 一种平面螺旋线圈的制作方法及结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面螺旋线圈的制作方法及结构，具体步骤包括：a.提供一金属板件，在所述金属板件的一侧设置一绝缘层；b.在所述绝缘层上设置一电镀种子层；c.在所述电镀种子层上电镀设置一导电层，作为引线；d.在所述绝缘层两侧电镀若干个具有一定厚度的开口线圈，所述引线的一端设置在所述开口线圈的内层，所述引线的另一端设置在所述开口线圈的外层；e.在所述金属板件的另一侧曝光显影，并在所述开口线圈的正上方刻蚀平面螺旋的底层线圈，所述底层线圈与所述开口线圈电性连接。

Description

一种平面螺旋线圈的制作方法及结构
技术领域
本方案涉及无线通信或充电领域，尤其涉及一种平面螺旋线圈的制作方法及结构
背景技术
随着电力成为人们日常使用产品的主要能量来源，无线充电的技术也因为其使用方便的优点而被广泛应用在各种领域中。利用近场感应原理在两个感应线圈间传递电力的方式是目前相当流行的一种无线充电的技术。然而，相较于其他传统的有线电力传输方式，无线充电的充电效率偏低，因此在扩充至各种应用领域时常遭遇困难。
无线充电线圈的品质因素(Q factor)是影响充电效率的关键因素。品质因素越高表示电力损耗的比例越低，亦即充电效率较高。无线充电线圈的品质因素会与无线充电线圈的阻抗及电抗有关。然而，为了降低无线充电线圈的电阻，并提升无线充电线圈的电抗，需要改进线圈的生产工艺，让制作的过程变得更为复杂，增加制作成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种平面螺旋线圈的制作方法及结构，具体包括以下步骤：
a.提供一金属板件，在所述金属板件的一侧设置一绝缘层；
b.在所述绝缘层上设置一电镀种子层；
c.在所述电镀种子层上电镀设置一导电层，作为引线；
d.在所述绝缘层两侧电镀若干个具有一定厚度的开口线圈，所述引线的一端设置在所述开口线圈的内层，所述引线的另一端设置在所述开口线圈的外层；
e.在所述金属板件的另一侧曝光显影，并在所述开口线圈的正上方刻蚀平面螺旋的底层线圈，所述底层线圈与所述开口线圈电性连接；
上述各步骤顺序可互换。
在一些具体实施例中，在步骤a中，所述绝缘层为阻焊油墨或绝缘涂层。
在一些具体实施例中，所述电镀种子层为石墨和/或碳粉，在所述电镀种子层上直接电镀设置导电层。
在一些具体实施例中，所述步骤d具体包括：在所述金属板件上贴覆设置一干膜，在所述干膜上按所述开口线圈图案进行曝光、显影以及电镀生成开口线圈。
在一些具体实施例中，所述开口线圈的厚度不低于所述引线厚度。
在一些具体实施例中，所述步骤c与所述步骤d具体包括：
S1.在所述绝缘层上设置一电镀种子层后，在所述金属板件上贴覆设置一干膜，在所述干膜上按所述开口线圈图案进行曝光、显影；
S2.在所述电镀种子层及其两侧整版电镀金属层，采用蚀刻工艺生成开口线圈以及引线。
在一些具体实施例中，所述引线两侧与所述开口线圈彼此分离。
在一些具体实施例中，所述步骤d具体包括以下步骤：
S1.在所述金属板件的一侧设置一绝缘层后，在所述金属板件上贴覆设置一干膜，在所述干膜上按所述开口线圈图案进行曝光、显影以及电镀生成与所述绝缘层厚度相同的开口线圈；
S2.在所述绝缘层上设置一电镀种子层，在所述电镀种子层上电镀设置一导电层，作为引线；
S3.在步骤S1中的开口线圈的基础上继续电镀，增加开口线圈的厚度。
在一些具体实施例中，所述开口线圈的厚度不低于所述引线厚度。
在一些具体实施例中，所述平面螺旋线圈的一面和/或两面设置有保护膜。
本发明还提供了一种平面螺旋线圈结构，包括：
平面螺旋的线圈，所述线圈的一侧设置有一条形凹槽，所述凹槽连通所述线圈的内层至外层，所述凹槽内设置有绝缘层；
黑孔工艺制成的引线，所述引线包括电镀介质层以及金属导电层，所述电镀介质层设置在所述绝缘层表面；
所述引线的一端与所述线圈内端连接，通过所述凹槽将所述线圈的内端引出至所述线圈的外层。
通过采用上述方案，使其与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明采用在绝缘层上设置碳粉作为电镀种子层，使其可以直接进行电镀，简化了金属化孔的工艺，节省工时，减少材料消耗，并有效地控制了废水的排放量，降低了印制板的生产成本。碳粉具有良好的稳定性，在完成对覆铜板的吸附过程中无氢气析出，这对保障印制板的层间互连质量是一个不可忽视的重要因素。碳粉在吸附过程中呈物理性，不发生化学反应，因此也就不存在因化学反应而消耗其它成分的现象。无需分析及调整溶液，完全可以根据实际生产的减损来补加新碳粉，即可保证其工作性能。使用及维护具有简单可靠，实用价值高的优点。
附图说明
图1为本发明的平面螺旋线圈结构图；
图2为本发明的铜箔局部印热固型阻焊油墨后示意图；
图3为本发明的线路层线圈以及引线图案示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种平面螺旋线圈的制作方法及结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
一种平面螺旋线圈的制作方法，具体步骤包括：a.提供一金属板件，在所述金属板件的一侧设置一绝缘层；b.在所述绝缘层上设置一电镀种子层；c.在所述电镀种子层上电镀设置一导电层，作为引线；d.在所述绝缘层两侧电镀若干个具有一定厚度的开口线圈，所述引线的一端设置在所述开口线圈的内层，所述引线的另一端设置在所述开口线圈的外层；e.在所述金属板件的另一侧曝光显影，并在所述开口线圈的正上方刻蚀平面螺旋的底层线圈，所述底层线圈与所述开口线圈电性连接。
上述各步骤顺序可互换。
实施例1
如图1至图3所示，本专利所提制程从一金属板件开始，本实施例中金属板件采用铜箔裁板，在铜箔上钻定位孔，在铜箔一侧表面局部丝印热固性阻焊油墨并固化，阻焊图案位于下层线圈1的引线图案，阻焊层表面涂纳米级的可化镀介质层；整版化学镀纳米级厚度的低应力镍和铜作为电镀种子层，在阻焊层一侧化铜表面贴抗电镀干膜4，按外层线圈图形曝光，显影，图形电镀，闪蚀依次生成中层线圈2和下层线圈1，下层线圈表面热压聚酰亚胺箔箔薄膜作为线圈反面保护膜，在铜箔另一侧贴抗蚀干膜，按上层线圈图形曝光、显影、蚀刻出上层线圈和其他金属线路譬如NFC线圈、上层线圈3表面热压聚酰亚胺膜作线圈正面保护膜5、保护膜的连接盘处开有窗口，连接盘上化学镀镍金、按需要贴双面胶，补强板，焊接连接器或电子器件等、最后冲切线圈外形。
制程将中层线圈和下层线圈在依次图形电镀过程中制出，大大提高了两者位置精度，同时制程过程少了整版电镀铜，但减少了制程时间和镀铜材料。
本实施例中可化镀介质层还可采用碳粉，使其可以直接进行电镀，简化了金属化孔的工艺，节省工时，减少材料消耗，并有效地控制了废水的排放量，降低了印制板的生产成本。碳粉具有良好的稳定性，在完成对覆铜板的吸附过程中无氢气析出，这对保障印制板的层间互连质量是一个不可忽视的重要因素。碳粉在吸附过程中呈物理性，不发生化学反应，因此也就不存在因化学反应而消耗其它成分的现象。
实施例2
与实施例1相比，本实施例在铜箔一侧表面局部丝印热固性阻焊油墨并固化后，在阻焊层侧将铜箔整版电镀，增加厚度至与阻焊层厚度相同，之后在阻焊层表面涂可化镀介质层，整版化学镀纳米级厚度的低应力镍和铜作为电镀种子层，在阻焊层一侧化铜表面贴抗电镀干膜，按外层线圈图形曝光，显影，图形电镀，闪蚀依次生成中层线圈和下层线圈，下层线圈表面热压聚酰亚胺箔箔薄膜作为线圈反面保护膜6，在铜箔另一侧贴抗蚀干膜，按上层线圈图形曝光、显影、蚀刻出上层线圈和其他金属线路譬如NFC线圈、上层线圈表面热压聚酰亚胺膜作线圈正面保护膜5、保护膜的连接盘处开有窗口，连接盘上化学镀镍金、按需要贴双面胶，补强板，焊接连接器或电子器件等、最后冲切线圈外形。
本制程相对现有制程采用一次曝光显影蚀刻过程制出上层线圈和中层线圈，大大提高了两线圈相对位置精度，采用整版电镀铜替代中层线圈图形电镀利于减少线圈内外圈镀层厚度差，采用局部的热固阻焊油墨替代原来液态感光阻焊油墨，即节约主辅料还省掉曝光显影过程。
实施例3
本实施例在铜箔一侧表面局部丝印热固性阻焊油墨并固化，阻焊图案位于下层线圈的引线图案，阻焊层表面涂纳米级的可化镀介质层，整版电镀铜到线圈铜总厚度，该过程同时增加线圈以及引线表面的导电层，在铜箔两面贴抗蚀干膜，正面侧干膜整版曝光，反面侧干膜按外层线圈图形曝光，显影和蚀刻，蚀刻深度略超过下层线圈铜厚度生成下层线圈、退除两侧干膜后下层线圈表面热压聚酰亚胺箔箔薄膜作线圈反面保护膜、在铜箔另一侧贴抗蚀干膜，按上层线圈图形曝光、显影、蚀刻出上层线圈和其他金属线路譬如NFC线圈、上层线圈表面热压聚酰亚胺膜作线圈正面保护膜、保护膜的连接盘处开有窗口，连接盘上化学镀镍金、按需要贴双面胶，补强板，焊接连接器或电子器件等、最后冲切线圈外形。
本变化例用蚀刻替代图形电镀，可获得较高相对位置精度的中下层线圈，线圈铜镀层厚度差更小。
上述各实施例中的方法和步骤并非彼此独立，步骤顺序也不必完全按实施例中的工序进行；行业中其他金属化技术也可以采用，譬如PVD溅射、印可电镀银浆、黑孔处理后直接电镀铜，本发明在线圈中引入黑孔工艺，可以直接进行电镀，简化了金属化孔的工艺，节省工时，减少材料消耗，并有效地控制了废水的排放量，降低了印制板的生产成本。碳粉具有良好的稳定性，在完成对覆铜板的吸附过程中无氢气析出，这对保障印制板的层间互连质量是一个不可忽视的重要因素。碳粉在吸附过程中呈物理性，不发生化学反应，因此也就不存在因化学反应而消耗其它成分的现象。无需分析及调整溶液，完全可以根据实际生产的减损来补加新碳粉，即可保证其工作性能。使用及维护具有简单可靠，实用价值高的优点。
实施例4
本发明还包括一种平面螺旋线圈结构，具体包括：平面螺旋的线圈以及黑孔工艺制成的引线，线圈的一侧设置有一条形凹槽，所述凹槽连通线圈的内层至外层，所述凹槽内设置有绝缘层；引线包括电镀介质层以及金属导电层，所述电镀介质层设置在所述绝缘层表面；所述引线的一端与所述线圈内端连接，通过所述凹槽将所述线圈的内端引出至所述线圈的外层。该线圈采用黑孔工艺制成，可减少银浆等高价格原料的使用，可有效改善DCR与ACR值，有效提高线圈的电性能。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种平面螺旋线圈的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.提供一金属板件，在所述金属板件的一侧表面局部设置一绝缘层；
b.在所述绝缘层上设置一电镀种子层；
c.在所述电镀种子层上电镀设置一导电层，作为引线，在所述绝缘层两侧电镀若干个具有一定厚度的开口线圈，所述引线的一端设置在所述开口线圈的内层，所述引线的另一端设置在所述开口线圈的外层；
d.在所述金属板件的另一侧曝光显影，并在所述开口线圈的正上方刻蚀平面螺旋的底层线圈，所述底层线圈与所述开口线圈电性连接；
所述步骤c具体包括：
S1.在所述绝缘层上设置一电镀种子层后，在所述金属板件上贴覆设置一干膜，在所述干膜上按所述开口线圈图案进行曝光、显影；
S2.在所述电镀种子层及其两侧整版电镀金属层，采用蚀刻工艺生成开口线圈以及引线；或者
所述步骤c具体包括以下步骤：
A1.在所述金属板件的一侧设置一绝缘层后，在所述金属板件上贴覆设置一干膜，在所述干膜上按所述开口线圈图案进行曝光、显影以及电镀生成与所述绝缘层厚度相同的开口线圈；
A2.在所述绝缘层上设置一电镀种子层，在所述电镀种子层上电镀设置一导电层，作为引线；
A3.在步骤A1中的开口线圈的基础上继续电镀，增加开口线圈的厚度。
2.根据权利要求1所述的一种平面螺旋线圈的制作方法，其特征在于，在步骤a中，所述绝缘层为阻焊油墨。
3.根据权利要求1所述的一种平面螺旋线圈的制作方法，其特征在于，所述电镀种子层为石墨和/或碳粉，在所述电镀种子层上直接电镀设置导电层。
4.根据权利要求1所述的一种平面螺旋线圈的制作方法，其特征在于，所述开口线圈的厚度不低于所述引线厚度。
5.根据权利要求1所述的一种平面螺旋线圈的制作方法，其特征在于，所述引线两侧与所述开口线圈彼此分离。
6.根据权利要求1所述的一种平面螺旋线圈的制作方法，其特征在于，所述平面螺旋线圈的一面和/或两面设置有保护膜。
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