CN110113862B - 一种耐挠曲疲劳带状传输线及其制程 - Google Patents

一种耐挠曲疲劳带状传输线及其制程 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐挠曲疲劳带状传输线，包括依次叠压的上保护膜、上接地层、上复合金属层、上绝缘介质层、中复合金属层、下绝缘介质层、下复合金属层、下接地层和下保护膜，中复合金属层上形成金属线路，金属线路包括接地层，上复合金属层和下复合金属层分别通过上绝缘介质层和下绝缘介质层上的导通孔与接地层电连接，上接地层与上复合金属层电连接，下接地层与下复合金属层电连接。相应地，本发明还公开了一种耐挠曲疲劳带状传输线制程。该带状传输线在现有柔性印刷线路板带状传输线同等厚度条件下，具有更高耐挠曲疲劳性能，适合以挠曲变形应对设备动态弯曲。

Description

一种耐挠曲疲劳带状传输线及其制程
技术领域
本发明涉及可弯折屏手机，尤其涉及一种耐挠曲疲劳带状传输线及其制程。
背景技术
现有柔性印刷线路板带状传输线随通讯设备做数十万次动态弯曲，其耐疲劳性能是极具挑战的。针对市场上新出现的可弯折屏手机所对应的带状传输线，需要提出新的印刷线路板型带状线叠层结构以及其制程，来应对可弯折屏幕几十万次弯曲次数需求。
发明内容
针对可弯折屏手机所对应的带状传输线存在的挠曲疲劳问题，本发明提出一种耐挠曲疲劳带状传输线及其制程。
本发明所采用的技术方案是：
一种耐挠曲疲劳带状传输线，包括依次叠压的上保护膜、上接地层、上复合金属层、上绝缘介质层、中复合金属层、下绝缘介质层、下复合金属层、下接地层和下保护膜，所述中复合金属层上形成金属线路，金属线路包括接地层，所述上复合金属层和所述下复合金属层分别通过所述上绝缘介质层和所述下绝缘介质层上的导通孔与所述接地层电连接，所述上接地层与所述上复合金属层电连接，所述下接地层与所述下复合金属层电连接。
较佳的，所述上复合金属层、中复合金属层和所述下复合金属层的截面结构是镍层和覆盖在所述镍层上面的铜层。
较佳的，所述上复合金属层的铜层厚度为3～7um，所述中复合金属层和所述下复合金属层的铜层厚度为5～9um，并且所述上复合金属层的铜层厚度要比所述中复合金属层和所述下复合金属层的铜层厚度薄。
较佳的，所述下绝缘介质层和所述中复合金属层之间增设一层粘结层。
较佳的，所述上接地层和所述上复合金属层之间增设一层上各向异性导电胶层，所述下接地层和所述下复合金属层之间增设一层下各向异性导电胶层。
较佳的，所述镍层由镍离子注入绝缘介质表面下制得，所述铜层在所述镍层基础上以电镀制得。
一种耐挠曲疲劳带状传输线制程，包括以下步骤：
S1.提供具有接地层、高频信号线、高速信号线和地线的中复合金属层；
S2.先用黏胶或低熔点PEEK膜将下绝缘介质层一侧和中复合金属层一侧热压连接成一体，上绝缘介质层一侧和中复合金属层另一侧热压连接成一体，中复合金属层被包覆其中；
S3.使用激光烧蚀上绝缘介质层和下绝缘介质层的设定位置，形成导通孔，并用等离子体清洗导通孔；
S4.上绝缘介质层另一侧先以镍离子注入法覆盖上镍层，再电镀上铜层，形成上复合金属层，在下绝缘介质层的另一侧以同样的方式形成下复合金属层，中复合金属层的接地层分别通过导通孔与上复合金属层和下复合金属层连接；
S5.将含有各向异性导电胶、薄铜箔和绝缘保护膜的复合材料经层压贴合在上复合金属层和下复合金属层上。
较佳的，所述S1包括以下步骤：先在75um或100um厚单层PEEK绝缘介质膜上以镍离子注入法单面制得一层十几纳米厚镍层，再在镍层上电镀5～9um厚铜，镍铜复合金属层经过常规曝光、显影、蚀刻等形成中复合金属层线路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本带状传输线叠层结构适用于软印刷线路板型带状传输线，耐挠曲疲劳，譬如用于使软印刷线路板型带状传输线随通讯设备承受弯曲半径3mm以上，运动速度175次/分钟以内，20万次以上动态挠曲，同时传输线有一定电信号传输能力，耐挠曲疲劳性能适合通过IPC TM-650 2.4.3e标准评估。该带状传输线在同等叠层厚度下，具有更高耐挠曲疲劳性能，适合以挠曲变形应对设备动态弯曲。
附图说明
图1为本发明一实施例的带状传输线的截面图；
图2为本发明一实施例的带状传输线的中复合金属层外观图，其中，图1为图2的A-A向视图，图2中L为动态弯曲区。
图中，1-上保护膜；2-上接地层；3-上复合金属层；4-上绝缘介质层；5-中复合金属层；6-下绝缘介质层；7-下复合金属层；8-下接地层；9-下保护膜；10-导通孔；11-上各向异性导电胶层；12-下各向异性导电胶层；13-粘结层；14-高频信号线；15-接地层；16-高速信号线；17-地线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。
实施例一
参考图1和图2，一种耐挠曲疲劳带状传输线，包括上保护膜1、上接地层2、上复合金属层3、上绝缘介质层4、中复合金属层5、下绝缘介质层6、下复合金属层7、下接地层8和下保护膜9，上保护膜1、上接地层2、上复合金属层3、上绝缘介质层4、中复合金属层5、下绝缘介质层6、下复合金属层7、下接地层8和下保护膜9依次按顺序叠压形成带状传输线。中复合金属层5上形成金属线路，金属线路包括高频信号线14、接地层15、高速信号线16和地线17。上绝缘介质层4和下绝缘介质层6具有导通孔10，导通孔10用以实现中复合金属层5上的接地层15与上复合金属层3电连接，以及中复合金属层5上的接地层15与下复合金属层7电连接，上复合金属层3与上接地层2电连接，下复合金属层7与下接地层8电连接。中复合金属层5本身具有地线17，又通过接地层15分别与上接地层2和下接地层8连接，起到双层连接保障作用。
作为一种实施例，上复合金属层3、中复合金属层5和下复合金属层7的截面结构是镍层和覆盖在镍层上面的铜层。优选的，镍层的厚度为十几纳米，铜层的厚度为3～9um。
作为一种实施例，镍层采用离子注入法由镍离子注入绝缘介质表面下制得，铜层在镍层基础上以电镀制得。以离子注入法制取的镍层和电镀铜所得复合金属层相对于常用的覆铜箔层压板，其铜组织更细密，表面粗糙度更低，耐弯曲疲劳性能更佳；相对于溅镀法的复合金属层，其与绝缘介质的结合力更佳，复合金属层少了铬层且针孔少而更利于蚀刻精细线路。
作为一种实施例，中复合金属层5线路制程为先在75um或100um厚单层PEEK绝缘介质膜上以镍离子注入法单面制得一层十几纳米厚镍层，再在镍层上电镀5～9um厚铜，镍铜复合金属层经过常规曝光、显影、蚀刻等形成中复合金属层5线路。
作为一种实施例，上复合金属层3的铜层厚度为3～7um，中复合金属层5和下复合金属层7的铜层厚度为5～9um，并且上复合金属层3的铜层厚度要比中复合金属层5和下复合金属层7的铜层厚度薄。上复合金属层3、中复合金属层5和下复合金属层7中铜层厚度依据所承担弯曲应力性质而不同。承受拉伸应力的复合金属层，其铜层厚度较薄，约为3～7um，而处在中性层和压缩应力状态的复合金属层的铜层厚度较厚，约为5～9um。
作为一种实施例，上复合金属层3、中复合金属层5和下复合金属层7之间的上绝缘介质层4和下绝缘介质层6是厚度为75～100um的单层绝缘介质层。单层绝缘介质层用于承担弯曲状态中的拉伸应力，材料表面应平整、粗糙度低、组织均匀，耐挠曲疲劳性能和高频介电性能优良，譬如聚醚醚酮薄膜(PEEK film，Polyetheretherketone)。
作为一种实施例，下绝缘介质层6和中复合金属层5之间增设一层粘结层13，粘结层13起到粘结作用。下绝缘介质层6和粘结层13构成的双层复合绝缘介质层用于承受弯曲状态中的中性或压应力，譬如双层复合绝缘介质层总厚度约为100um，可采用75um厚PEEK薄膜和25um,厚黏胶膜或软低熔点聚醚醚酮薄膜。
作为一种实施例，上接地层2和上复合金属层3之间增设一层上各向异性导电胶层11，下接地层8和下复合金属层7之间增设一层下各向异性导电胶层12。采用含有各向异性导电胶、接地层15(优选为薄铜箔)和绝缘保护膜的复合材料经层压贴合在上复合金属层3和下复合金属层7上，各向异性导电胶中导电银颗粒在被层压前处于非导通状态，经过层压贴合而导通，实现上接地层2和下接地层8与中复合金属层5连接。
作为一种实施例，可以增加复合金属层数量，复合金属层与其它复合金属层的连接关系与中复合金属层5和上复合金属层3的连接关系或者中复合金属层5和下复合金属层7的连接关系相同。
实施例二
参考图1和图2，一种耐挠曲疲劳带状传输线制程，包括以下步骤：
S1.提供具有接地层15、高频信号线14、高速信号线16和地线17的中复合金属层5；
S2.先用黏胶或低熔点PEEK膜将下绝缘介质层6一侧和中复合金属层5一侧热压连接成一体，上绝缘介质层4一侧和中复合金属层5另一侧热压连接成一体，中复合金属层5被包覆其中；
S3.选用激光烧蚀上绝缘介质层4和下绝缘介质层6的设定位置，形成导通孔10，并用等离子体清洗导通孔10；
S4.上绝缘介质层4另一侧先以镍离子注入法覆盖上镍层，再电镀上铜层，形成上复合金属层3，在下绝缘介质层6的另一侧以同样的方式形成下复合金属层7，中复合金属层5的接地层15分别通过导通孔10与上复合金属层3和下复合金属层7连接；
S5.将含有各向异性导电胶、薄铜箔和绝缘保护膜的复合材料经层压贴合在上复合金属层3和下复合金属层7上。
作为一种实施例，所述S1包括以下步骤：先在75um或100um厚单层PEEK绝缘介质膜上以镍离子注入法单面制得一层十几纳米厚镍层，再在镍层上电镀5～9um厚铜，镍铜复合金属层经过常规曝光、显影、蚀刻等形成中复合金属层5线路。
作为一种实施例，所述S3中，选用合适波长的激光，譬如红外激光。
作为一种实施例，增加复合金属层的数量，制程参考中复合金属层5和上复合金属层3的制程或者中复合金属层5和下复合金属层7的制程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种耐挠曲疲劳带状传输线，其特征在于，包括依次叠压的上保护膜、上接地层、上复合金属层、上绝缘介质层、中复合金属层、下绝缘介质层、下复合金属层、下接地层和下保护膜，所述中复合金属层上形成金属线路，金属线路包括接地层，所述上复合金属层和所述下复合金属层分别通过所述上绝缘介质层和所述下绝缘介质层上的导通孔与所述接地层电连接，所述上接地层与所述上复合金属层电连接，所述下接地层与所述下复合金属层电连接；
其中，所述中复合金属层线路制程为先在75um或100um厚单层PEEK绝缘介质膜上以镍离子注入法单面制得一层十几纳米厚镍层，再在镍层上电镀5～9um厚铜，镍铜复合金属层经过常规曝光、显影、蚀刻形成所述中复合金属层线路。
2.根据权利要求1所述的一种耐挠曲疲劳带状传输线，其特征在于，所述上复合金属层、中复合金属层和所述下复合金属层的截面结构是镍层和覆盖在所述镍层上面的铜层。
3.根据权利要求2所述的一种耐挠曲疲劳带状传输线，其特征在于，所述上复合金属层的铜层厚度为3～7um，所述中复合金属层和所述下复合金属层的铜层厚度为5～9um，并且所述上复合金属层的铜层厚度要比所述中复合金属层和所述下复合金属层的铜层厚度薄。
4.根据权利要求3所述的一种耐挠曲疲劳带状传输线，其特征在于，所述下绝缘介质层和所述中复合金属层之间增设一层粘结层。
5.根据权利要求1所述的一种耐挠曲疲劳带状传输线，其特征在于，所述上接地层和所述上复合金属层之间增设一层上各向异性导电胶层，所述下接地层和所述下复合金属层之间增设一层下各向异性导电胶层。
6.根据权利要求2所述的一种耐挠曲疲劳带状传输线，其特征在于，所述镍层由镍离子注入绝缘介质表面下制得，所述铜层在所述镍层基础上以电镀制得。
7.一种耐挠曲疲劳带状传输线制程，其特征在于，包括以下步骤：
S1.提供具有接地层、高频信号线、高速信号线和地线的中复合金属层；
S2.先用黏胶或低熔点PEEK膜将下绝缘介质层一侧和中复合金属层一侧热压连接成一体，上绝缘介质层一侧和中复合金属层另一侧热压连接成一体，中复合金属层被包覆其中；
S3.使用激光烧蚀上绝缘介质层和下绝缘介质层的设定位置，形成导通孔，并用等离子体清洗导通孔；
S4.上绝缘介质层另一侧先以镍离子注入法覆盖上镍层，再电镀上铜层，形成上复合金属层，在下绝缘介质层的另一侧以同样的方式形成下复合金属层，中复合金属层的接地层分别通过导通孔与上复合金属层和下复合金属层连接；
S5.将含有各向异性导电胶、薄铜箔和绝缘保护膜的复合材料经层压贴合在上复合金属层和下复合金属层上。
8.根据权利要求7所述的一种耐挠曲疲劳带状传输线制程，其特征在于，所述S1包括以下步骤：先在75um或100um厚单层PEEK绝缘介质膜上以镍离子注入法单面制得一层十几纳米厚镍层，再在镍层上电镀5～9um厚铜，镍铜复合金属层经过常规曝光、显影、蚀刻形成中复合金属层线路。
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