CN111491452B - Lcp柔性电路板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LCP柔性电路板及其制作方法，方法包括：将连续铝箔的一端固定于层压机的第一底盘上，于连续铝箔上设置第一绝缘钢板；于连续铝箔远离第一绝缘钢板的一侧面上层叠设置第一高温缓冲结构；于连续铝箔远离第一高温缓冲结构的一侧面上设置待压合LCP结构；于连续铝箔远离待压合LCP结构的一侧面上设置第二绝缘钢板；于连续铝箔远离第二绝缘钢板的一侧面上设置第二高温缓冲结构；将连续铝箔的另一端固定于层压机的第二底盘上；对连续铝箔的两端进行通电加热，然后进行真空高温层压，得到所述LCP柔性电路板。制作得到的LCP柔性电路板的尺寸稳定性好，剥离强度高，耐焊性好；可以大大增加压合层数，提高压合效率，降低生产成本。

Description

LCP柔性电路板及其制作方法
技术领域
本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种LCP柔性电路板及其制作方法。
背景技术
5G代指5th-Generation，第5代移动通信网络，其突出特点为理论峰值传输速度可达每秒数十Gb，比4G网络的传输速度快数百倍。5G信号传输的载体是天线，天线就如同公路一样，提供的是信息交互的通道。想要达到高效的传输速度，对于载体天线的信号收发能力势必要提出高的要求。目前主流的4G LTE技术属于特高频和超高频的范畴，即频率0.3～30GHz。5G的频率最高，分为6GHz以下和24GHz以上两种。现在正在进行的5G技术试验主要在28GHz进行。由于电磁波具有频率越高，波长越短，越容易在传播介质中衰减的特点，频率越高，要求天线材料的损耗越小。
随着天线技术的升级，天线材料变得越来越多样。最早的天线由铜和合金等金属制成，后来随着FPC工艺的出现，4G时代的天线制造材料开始采用PI膜(聚酰亚胺)FCCL。但PI在10GHz以上损耗明显，无法满足5G终端的需求，凭借介质损耗与导体损耗更小，具备灵活性、密封性等特性，LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物)高性能柔性覆铜板FCCL逐渐得到应用。
LCP薄膜是一种新型热塑性有机材料，可在保证较高可靠性的前提下实现高频高速传输。LCP薄膜具有优异的性能特征：(1)在高达110GHz的全部射频范围几乎均能保持恒定的介电常数，稳定性好；(2)损耗正切Df值非常小，10GHz时仅为0.002，即使在110GHz时也仅增加到0.0045，非常适合毫米波应用；(3)低吸湿性(吸湿率约为0.01～0.02％，只有一般PI基材的1/10)而使其具有良好的基板高可靠性，可作为理想的高频FCCL材料。
LCP软板替代天线传输线可减小65％厚度，进一步提高空间利用率。传统设计使用天线传输线(同轴电缆)将信号从天线传输到主板，随着多模多频技术的发展，在狭小空间内放置多根天线传输线的需求愈发迫切。LCP软板拥有与天线传输线同等优秀的传输损耗，可在仅0.2毫米的3层结构中携带若干根传输线，并将多个射频线一并引出，从而取代肥厚的天线传输线和同轴连接器，并减小65％的厚度，具有高的空间效率。
目前LCP柔性电路板的压合的最大缺点就是压合温度高，压合温度高达300±20℃，尺寸涨缩大，且为热塑性材料，不像热固性材料压合温度达到固化温度就会固化而不会再流动。LCP为热塑性材料，压合温度低于流变温度，则不会流变，导致不能压合；压合温度高于熔融温度，则会有大量溢胶，导致涨缩偏大，会增加后道钻孔钻破孔环的风险。所以理想的压合温度介于流变温度与熔融温度之间。但是，用于FPC多层板压合的LCP材料的流变温度与熔融温度之间仅相差10℃左右。
传统的层压机，温度均匀性较好的油压机，是通过高温油加热每层开口的上下热盘，达到均匀传热的目的，但是每层开口的层与层的温度是通过上下热盘的温度传递至每层压合钢板，此压合钢板的温度再传递至压合材料，因为热量有散失，导致热盘温度传递到压合钢板与压合材料的温度会有所降低。理想状态下，高温油压机的每层压合材料的温度均匀性为±2℃，层与层的温度均匀性为±2～3℃。但是，LCP压合辅材叠层多，倘若压合FPC叠层较多，导致压合设置温度为300±20℃，外层温度可达300±20℃，但中间层(每层的压合最低温度)达不到压合的流变温度(300±20℃)，导致压合失效，剥离强度低，增加爆板的风险。所以，采用传统的即使温度均匀性较好的油压机，但用于压合LCP柔性电路板多层板时，也只能通过减少压合层数，一般为4～6层来确保可靠的压合温度。这样不仅会大大地降低压合设备的产能，还会导致压合成本增加，因为每层层压开口的上、下端都需要一层高温缓冲垫，此高温缓冲垫价格比较贵，最终导致LCP柔性电路板成品的价格昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种LCP柔性电路板及其制作方法，制作时受热均匀，得到的产品的剥离强度高。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种LCP柔性电路板的制作方法，包括：将连续铝箔的一端固定于层压机的第一底盘上，于所述连续铝箔上设置第一绝缘钢板，弯折所述连接铝箔使连续铝箔贴合所述第一绝缘钢板远离第一底盘的一侧面；于所述连续铝箔远离第一绝缘钢板的一侧面上层叠设置第一高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第一高温缓冲结构远离第一绝缘钢板的一侧面；于所述连续铝箔远离第一高温缓冲结构的一侧面上设置待压合LCP结构，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述待压合LCP结构远离第一高温缓冲结构的一侧面；于所述连续铝箔远离待压合LCP结构的一侧面上设置第二绝缘钢板，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第二绝缘钢板远离待压合LCP结构的一侧面；于所述连续铝箔远离第二绝缘钢板的一侧面上设置第二高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第二高温缓冲结构远离第二绝缘钢板的一侧面；将连续铝箔的另一端固定于层压机的第二底盘上；对连续铝箔的两端进行通电加热，然后进行真空高温层压，得到所述LCP柔性电路板。
本发明采用的另一技术方案为：
一种LCP柔性电路板，根据所述的LCP柔性电路板的制作方法制作而成。
本发明的有益效果在于：本发明利用通电的连续铝箔对待压合LCP结构进行加热，其加热均匀性好；可以根据需要重复设置多个待压合LCP结构，当同时进行多个待压合LCP结构的层压时，层与层之间的温度均匀性好，压合后的LCP柔性电路板的尺寸稳定性好，剥离强度高，耐焊性好；由于可在每个待压合LCP结构表面设置连续铝箔进行加热，可以大大增加压合层数，提高压合效率，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例一的LCP柔性电路板的制作过程的层叠结构示意图。
标号说明：
1、连续铝箔；2、第一底盘；3、第一绝缘钢板；4、第一高温缓冲垫；5、第三绝缘钢板；6、第一PE膜；7、第一铝箔；8、第一离型膜；9、第二离型膜；10、第二铝箔；11、第二PE膜；12、单面LCP扰性覆铜板；13、LCP薄膜；14、双面LCP扰性覆铜板；15、第二绝缘钢板；16、第二高温缓冲垫；17、第四绝缘钢板；18、第二底盘。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：利用通电的连续铝箔对待压合LCP结构进行加热，其加热均匀性好，压合后的LCP柔性电路板的尺寸稳定性好，剥离强度高，耐焊性好。
请参照图1，一种LCP柔性电路板的制作方法，包括：将连续铝箔1的一端固定于层压机的第一底盘2上，于所述连续铝箔1上设置第一绝缘钢板3，弯折所述连接铝箔使连续铝箔1贴合所述第一绝缘钢板3远离第一底盘2的一侧面；于所述连续铝箔1远离第一绝缘钢板3的一侧面上层叠设置第一高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述第一高温缓冲结构远离第一绝缘钢板3的一侧面；于所述连续铝箔1远离第一高温缓冲结构的一侧面上设置待压合LCP结构，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述待压合LCP结构远离第一高温缓冲结构的一侧面；于所述连续铝箔1远离待压合LCP结构的一侧面上设置第二绝缘钢板15，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述第二绝缘钢板15远离待压合LCP结构的一侧面；于所述连续铝箔1远离第二绝缘钢板15的一侧面上设置第二高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述第二高温缓冲结构远离第二绝缘钢板15的一侧面；将连续铝箔1的另一端固定于层压机的第二底盘18上；对连续铝箔1的两端进行通电加热，然后进行真空高温层压，得到所述LCP柔性电路板。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：利用通电的连续铝箔对待压合LCP结构进行加热，其加热均匀性好，连续铝箔的厚度可以根据需要进行设置；可以根据需要重复设置多个待压合LCP结构，当同时进行多个待压合LCP结构的层压时，层与层之间的温度均匀性好，压合后的LCP柔性电路板的尺寸稳定性好，剥离强度高，耐焊性好；由于可在每个待压合LCP结构表面设置连续铝箔1进行加热，可以大大增加压合层数，提高压合效率，降低生产成本。
进一步的，所述第一高温缓冲结构包括层叠设置的第一高温缓冲垫4和第三绝缘钢板5；所述第二高温缓冲结构包括层叠设置的第二高温缓冲垫16和第四绝缘钢板17。
由上述描述可知，设置高温缓冲结构可以对待压合LCP结构进行均匀加热。
进一步的，所述待压合LCP结构包括依次层叠设置的第一离型结构、LCP结构和第二离型结构。
由上述描述可知，在LCP结构的两侧设置离型结构可以对LCP结构进行保护。
进一步的，所述第一离型结构包括依次层叠设置的第一PE膜6、第一铝箔7和第一离型膜8，所述第二离型结构包括依次层叠设置的第二离型膜9、第二铝箔10和第二PE膜11。
由上述描述可知，PE膜和离型膜均采用耐高温膜，第一铝箔和第二铝箔起到热传导的作用。
进一步的，所述LCP结构包括依次层叠设置的单面LCP扰性覆铜板12、LCP薄膜13和双面LCP扰性覆铜板14。
进一步的，所述真空高温层压包括依次进行的预真空处理、预压处理、层压处理、固化处理和冷却处理。
进一步的，所述预真空处理的温度为70～170℃，时间为150～210min，压合压力为0～1MPa；所述预压处理的温度为70～170℃，时间为10～30min，压合压力为3～7MPa；所述层压处理的温度为300～350℃，时间为30～90min，压合压力为1～5MPa；所述固化处理的温度为260～340℃，时间为60～120min，压合压力为1～5MPa；所述冷却处理的压合压力为1～5MPa。
本发明涉及的另一技术方案为：
一种LCP柔性电路板，根据所述的LCP柔性电路板的制作方法制作而成。
实施例一
请参照图1，本发明的实施例一为一种LCP柔性电路板的制作方法，包括如下步骤：
S1、将连续铝箔1的一端固定于层压机的第一底盘2上，于所述连续铝箔1上设置第一绝缘钢板3，弯折所述连接铝箔使连续铝箔1贴合所述第一绝缘钢板3远离第一底盘2的一侧面。
连续铝箔1和第一绝缘钢板3的厚度可以根据需要进行设置。
S2、于所述连续铝箔1远离第一绝缘钢板3的一侧面上层叠设置第一高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述第一高温缓冲结构远离第一绝缘钢板3的一侧面。
本实施例中，所述第一高温缓冲结构包括层叠设置的第一高温缓冲垫4和第三绝缘钢板5。
S3、于所述连续铝箔1远离第一高温缓冲结构的一侧面上设置待压合LCP结构，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述待压合LCP结构远离第一高温缓冲结构的一侧面。
本实施例中，所述待压合LCP结构包括依次层叠设置的第一离型结构、LCP结构和第二离型结构。所述第一离型结构包括依次层叠设置的第一PE膜6、第一铝箔7和第一离型膜8，所述第二离型结构包括依次层叠设置的第二离型膜9、第二铝箔10和第二PE膜11。所述LCP结构包括依次层叠设置的单面LCP扰性覆铜板12、LCP薄膜13和双面LCP扰性覆铜板14。单面LCP扰性覆铜板12即在LCP基材层的一面设有铜箔，双面LCP扰性覆铜板14即在LCP基材层的两面设有铜箔，单面LCP扰性覆铜板12和双面LCP扰性覆铜板14可以为预制好的。
S4、于所述连续铝箔1远离待压合LCP结构的一侧面上设置第二绝缘钢板15，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述第二绝缘钢板15远离待压合LCP结构的一侧面。
S5、于所述连续铝箔1远离第二绝缘钢板15的一侧面上设置第二高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔1使连续铝箔1贴合所述第二高温缓冲结构远离第二绝缘钢板15的一侧面。
本实施例中，所述第二高温缓冲结构包括层叠设置的第二高温缓冲垫16和第四绝缘钢板17。
S6、将连续铝箔1的另一端固定于层压机的第二底盘18上。
S7、对连续铝箔1的两端进行通电加热，然后进行真空高温层压，得到所述LCP柔性电路板。
通电后，连续铝箔发热，可对待压合LCP结构。所述真空高温层压包括依次进行的预真空处理、预压处理、层压处理、固化处理和冷却处理。所述预真空处理的温度为70～170℃，时间为150～210min，压合压力为0～1MPa；所述预压处理的温度为70～170℃，时间为10～30min，压合压力为3～7MPa；所述层压处理的温度为300～350℃，时间为30～90min，压合压力为1～5MPa；所述固化处理的温度为260～340℃，时间为60～120min，压合压力为1～5MPa；所述冷却处理的压合压力为1～5MPa，冷却处理可自然冷却至室温。
本实施例中，可以重复步骤S3～S4以增加待压合LCP结构的层数，最多可增加至50层，由于层压机可以叠合四个开口，每个开口最多可叠合50个待压合LCP结构，因此，一次层压可最多压合得到200个LCP柔性电路板，大大提高制作效率。由于每一层的待压合LCP结构均可通过连续铝箔进行加热，因此，加热均匀性好，与预设温度的差值在±2℃之内，层与层之间的温度相差不大(在±2℃之内)，得到的产品的尺寸稳定性好。
实施例二
本发明的实施例二为一种LCP柔性电路板的制作方法，与实施例一的不同之处在于：
步骤S7中，所述预真空处理的温度为120℃，时间为180min，压合压力为0.5MPa；所述预压处理的温度为120℃，时间为20min，压合压力为5MPa；所述层压处理的温度为320℃，时间为60min，压合压力为3MPa；所述固化处理的温度为300℃，时间为90min，压合压力为3MPa；所述冷却处理的压合压力为3MPa。
实施例三
本发明的实施例三为一种LCP柔性电路板的制作方法，与实施例一的不同之处在于：
步骤S7中，所述预真空处理的温度为170℃，时间为150min，压合压力为0MPa；所述预压处理的温度为170℃，时间为10min，压合压力为3MPa；所述层压处理的温度为300℃，时间为90min，压合压力为5MPa；所述固化处理的温度为260℃，时间为60min，压合压力为5MPa；所述冷却处理的压合压力为5MPa。
实施例四
本发明的实施例四为一种LCP柔性电路板的制作方法，与实施例一的不同之处在于：
步骤S7中，所述预真空处理的温度为70℃，时间为210min，压合压力为1MPa；所述预压处理的温度为70℃，时间为30min，压合压力为7MPa；所述层压处理的温度为350℃，时间为30min，压合压力为1MPa；所述固化处理的温度为340℃，时间为120min，压合压力为1MPa；所述冷却处理的压合压力为1MPa。
对实施例二至实施例四制备得到的LCP柔性电路板分别进行了尺寸稳定性(按照IPC-TM-650 2.2.4测试方法进行测试)、剥离强度(按照IPC-TM-650 2.4.9测试方法进行测试)和耐焊性能测试(按照IPC-TM-650 2.4.13.1测试方法进行测试)，其测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
Figure BDA0002470605120000081
表1中的对照组为通过传统压合工艺制作得到的LCP柔性电路板(为第3层的成品，共压合5层)，即通过热盘进行加热。实施例二至实施例四均以层压机第二开口的第25层的成品进行测试(每个开口均压合50层)。
从表1可知，实施例二至实施例四制备得到的LCP柔性电路板的尺寸稳定性更好，剥离强度更高，耐焊性好，且能提高压合的产能，降低压合成本，这是因为是采用连续铝箔在两端通电流，因其电阻使铝箔产生高温，对待压合LCP结构进行加热，能确保待压合LCP结构每层的温度为设定值±2℃，并能够确保待压合LCP结构的层与层之间的温度差值在±2℃内。
综上所述，本发明提供的一种LCP柔性电路板及其制作方法，制作得到的LCP柔性电路板的尺寸稳定性好，剥离强度高，耐焊性好；可以大大增加压合层数，提高压合效率，降低生产成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种LCP柔性电路板的制作方法，其特征在于，包括：将连续铝箔的一端固定于层压机的第一底盘上，于所述连续铝箔上设置第一绝缘钢板，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第一绝缘钢板远离第一底盘的一侧面；于所述连续铝箔远离第一绝缘钢板的一侧面上层叠设置第一高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第一高温缓冲结构远离第一绝缘钢板的一侧面；于所述连续铝箔远离第一高温缓冲结构的一侧面上设置待压合LCP结构，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述待压合LCP结构远离第一高温缓冲结构的一侧面；于所述连续铝箔远离待压合LCP结构的一侧面上设置第二绝缘钢板，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第二绝缘钢板远离待压合LCP结构的一侧面；于所述连续铝箔远离第二绝缘钢板的一侧面上设置第二高温缓冲结构，弯折所述连续铝箔使连续铝箔贴合所述第二高温缓冲结构远离第二绝缘钢板的一侧面；将连续铝箔的另一端固定于层压机的第二底盘上；对连续铝箔的两端进行通电加热，然后进行真空高温层压，得到所述LCP柔性电路板；
所述待压合LCP结构包括依次层叠设置的第一离型结构、LCP结构和第二离型结构。
2.根据权利要求1所述的LCP柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述第一高温缓冲结构包括层叠设置的第一高温缓冲垫和第三绝缘钢板；所述第二高温缓冲结构包括层叠设置的第二高温缓冲垫和第四绝缘钢板。
3.根据权利要求1所述的LCP柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述第一离型结构包括依次层叠设置的第一PE膜、第一铝箔和第一离型膜，所述第二离型结构包括依次层叠设置的第二离型膜、第二铝箔和第二PE膜。
4.根据权利要求1所述的LCP柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述LCP结构包括依次层叠设置的单面LCP扰性覆铜板、LCP薄膜和双面LCP扰性覆铜板。
5.根据权利要求1所述的LCP柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述真空高温层压包括依次进行的预真空处理、预压处理、层压处理、固化处理和冷却处理。
6.根据权利要求5所述的LCP柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述预真空处理的温度为70～170℃，时间为150～210min，压合压力为0～1MPa；所述预压处理的温度为70～170℃，时间为10～30min，压合压力为3～7MPa；所述层压处理的温度为300～350℃，时间为30～90min，压合压力为1～5MPa；所述固化处理的温度为260～340℃，时间为60～120min，压合压力为1～5MPa；所述冷却处理的压合压力为1～5MPa。
7.一种LCP柔性电路板，其特征在于，根据权利要求1-6任意一项所述的LCP柔性电路板的制作方法制作而成。
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