CN111867273A - 电路板连接构造及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种电路板连接构造的制作方法包括：提供一第一电路板，第一电路板包括第一基层、形成于第一基层表面的第一导电线路以及覆盖第一导电线路的第一防焊层，其中，第一导电线路包括连接区，连接区暴露于第一防焊层，连接区上包括至少一导电凸块；提供一第二电路板，第二电路板包括第二基层、形成于第二基层上的第二导电线路以及覆盖第二导电线路的第二防焊层，第二电路板包括对接区，对接区暴露于第二防焊层，对接区上包括至少一导电凹槽；将第一电路板叠设于第二电路板一侧以使导电凸块插入导电凹槽中，使得导电凸块与导电凹槽相抵接；及通过激光照射导电凸块与导电凹槽，使得导电凸块与导电凹槽熔融后相互连接。本发明还提供一种电路板连接构造。

Description

电路板连接构造及其制作方法
技术领域
本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种电路板连接构造及其制作方法。
背景技术
目前，利用热压熔锡焊接(Hot bar)的方法连接电路板软板(FPC)和硬板(PCB)是常用的制程技术之一，一般是先在空板上印刷预上锡后，再以热压熔锡焊接完成FPC与PCB之间的连接。
在实际制作过程中，整个流程长且需要准备锡膏、钢网、助焊剂等；热压熔锡焊接制程对基材的耐热性有较高要求；此外，印刷锡膏对空板表面处理的润湿性要求较高，锡膏量不易控制，锡膏印刷不均匀，容易引起连锡，从而导致短路；以及热压头尺寸具有物理极限下压安全距离的要求。基于以上缺点，很难保证对未来产品高密度、轻薄化设计的发展。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种流程短、对电路板材质要求不高及符合高密度发展的电路板连接构造的制作方法。
另外，还有必要提供一种上述制作方法得到的电路板连接构造。
一种电路板连接构造的制作方法，包括以下步骤：
提供一第一电路板，所述第一电路板包括第一基层、形成于所述第一基层表面的第一导电线路以及覆盖所述第一导电线路的第一防焊层，其中，所述第一导电线路包括连接区，所述连接区暴露于所述第一防焊层，所述连接区上包括至少一导电凸块；
提供一第二电路板，所述第二电路板包括第二基层、形成于所述第二基层上的第二导电线路以及覆盖所述第二导电线路的第二防焊层，所述第二电路板包括对接区，所述对接区暴露于所述第二防焊层，所述对接区上包括至少一导电凹槽；
将所述第一电路板叠设于所述第二电路板一侧以使所述导电凸块插入所述导电凹槽中，使得所述导电凸块与所述导电凹槽相抵接；及
通过激光照射所述导电凸块与所述导电凹槽，使得所述导电凸块与所述导电凹槽熔融后相互连接。
进一步地，于所述第一导电线路上覆盖形成所述第一防焊层步骤后，通过化学镀的方式在所述连接区以及所述导电凸块的外表面镀金以形成一第一镀金层；
于所述第二导电线路上覆盖形成所述第二防焊层步骤后，所述对接区及所述导电凹槽的内壁还形成有一第二镀金层；
所述激光照射步骤还用于熔融所述第一镀金层以及所述第二镀金层以使其相互导通。
进一步地，蚀刻形成所述第一导电线路之前，先于第一铜层区上镀铜，位于所述连接区上的第一镀铜层于蚀刻所述第一导电线路之后形成。
进一步地，形成所述导电凸块的步骤包括：
提供一覆铜基板，所述覆铜基板包括第一基层以及形成于所述第一基层上的第一铜层，所述第一铜层包括第一铜层区以及除所述第一铜层区之外的连接区；及
于所述第一铜层上镀铜以形成第一镀铜层，其中，位于所述连接区上的所述第一镀铜层形成所述导电凸块。
进一步地，所述导电凸块的宽度为20μm-50μm，所述导电凸块的高度为10μm-100μm。
进一步地，所述导电凹槽的宽度为50μm-150μm，所述导电凹槽的深度小于或等于所述导电凸块的高度。
一种电路板连接构造，所述电路板连接构造包括：
一第一电路板，所述第一电路板包括第一基层、形成于所述第一基层表面的第一导电线路以及覆盖所述第一导电线路的第一防焊层，其中，所述第一导电线路包括连接区，所述连接区暴露于所述第一防焊层，所述连接区上包括至少一导电凸块；
一第二电路板，所述第二电路板包括第二基层、形成于所述第二基层上的第二导电线路以及覆盖所述第二导电线路的第二防焊层，所述第二电路板包括对接区，所述对接区暴露于所述第二防焊层，所述对接区上包括至少一导电凹槽；
其中，所述导电凸块容置于所述导电凹槽内，且所述导电凸块与所述导电凹槽连接且电导通。
进一步地，所述连接区以及所述导电凸块的外表面形成有一第一镀金层，所述导电凹槽的内壁还形成有一第二镀金层，所述第一镀金层以及所述第二镀金层之间连接且电导通。
进一步地，所述导电凸块的宽度为20μm-50μm，所述导电凸块的高度为10μm-100μm；所述导电凹槽的宽度为50μm-150μm，所述导电凹槽的深度小于或等于所述导电凸块的高度。
进一步地，所述电路板连接构造还包括一导电过渡层，所述导电过渡层为熔融金属混合层，所述导电过渡层包含所述导电凸块与所述导电凹槽所用金属材料，所述导电凸块与所述导电凹槽向彼此方向熔融延伸并交融。
本发明提供的电路板连接构造的制作方法，通过在第一电路板上设置导电凸块及在第二电路板上设置导电凹槽，然后将所述导电凸块与导电凹槽通过激光焊接的方式将所述第一电路板与所述第二电路板连接以形成电路板连接构造，所述制作方法无需锡膏等其他物料，缩短制备流程，同时采用激光焊接对第一电路板及第二电路板的耐热性和表面润湿性要求不高，且省去热压熔锡焊接工艺需提供的安全距离，符合高密度和轻薄化设计发展。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种覆铜基板的剖视图。
图2为在图1所示的覆铜基板的表面进行镀铜之后的剖视图。
图3为对图2所示的镀铜后的覆铜基板进行刻蚀得到第一导电线路之后的剖视图。
图4为在图3所示的第一导电线路上覆盖第一防焊层后的剖视图。
图5为图4所示的第一电路板进行化学镀金处理后得到的第一电路板的剖视图。
图6为本发明实施例提供的第二电路板示意图。
图7为本发明实施例提供的第一电路板与第二电路板连接后制成的电路板连接构造的示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0002038919980000041
Figure BDA0002038919980000051
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
在本发明的各实施例中，为了便于描述而非限制本发明，本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参阅图1至图7，本发明提供一种电路板连接构造300的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1：请参阅图1，提供一覆铜基板11，所述覆铜基板11包括第一基层12以及形成于所述第一基层12上的第一铜层13，所述第一铜层13包括第一铜层区132以及除所述第一铜层区132之外的连接区134。
其中，所述第一铜层13形成于所述第一基层12的相背的两侧。
所述第一基层12的材质为聚酰亚胺(PI)、玻璃纤维环氧树脂(FR4)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(PE)等材料中的一种。
本实施例中，所述第一基层12为硬质电路板常用材料玻璃纤维环氧树脂(FR4)。
步骤S2：请参阅图2及图3，于所述第一铜层13上镀铜以形成第一镀铜层14，其中，位于所述连接区134上的所述第一镀铜层14至少形成一导电凸块17。蚀刻所述第一铜层区132以及位于所述第一铜层区132上的所述第一镀铜层14以形成第一导电线路15。
在本实施方式中，通过电镀的方式在所述第一铜层13上形成所述第一镀铜层14。
进一步地，在形成所述第一镀铜层14之前，所述制作方法还包括：于所述覆铜基板11上开设至少一盲孔136，所述盲孔136贯穿其中一所述第一铜层13以及所述第一基层12；其中，所述第一镀铜层14还进一步形成于所述盲孔136的内壁以形成至少一导电孔138。所述导电孔138用于电连接第一基层12两侧的第一导电线路15。
在本实施方式中，当所述导电凸块17与所述第一导电线路15之间的高度差较大时，可于所述第一导电线路15形成之后再电镀形成所述导电凸块17。即，蚀刻形成所述第一导电线路15之前，先于所述第一铜层区132上镀铜，位于所述连接区134上的所述第一镀铜层14于蚀刻所述第一导电线路15之后形成。具体地，在所述第一铜层13上覆盖一图案化的光阻层(图未示)以暴露所述第一铜层区132，在所述光阻层所暴露的开口中镀铜，并通过所述第一铜层区132上的第一镀铜层14对所述第一铜层区132进行蚀刻以形成所述第一导电线路15。然后，在所述第一铜层13上覆盖另一图案化的光阻层(图未示)以暴露所述连接区134，并在所述光阻层所暴露的开口中镀铜。
在另一实施例中，当所述导电凸块17与所述第一导电线路15之间的高度相当时，位于所述第一铜层区132上的所述第一镀铜层14以及位于所述连接区134上的所述导电凸块17也可以于同一电镀步骤中同时形成。
进一步地，所述导电凸块17的宽度为20μm-50μm，所述导电凸块17的高度为10μm-100μm。
步骤S3：请参阅图4，于所述第一导电线路15上覆盖第一防焊层16以得到一第一电路板100，所述连接区134以及所述导电凸块17暴露于所述第一防焊层16。
本实施例中，所述第一电路板100为硬质电路板。
具体地，所述第一防焊层16的材质为防焊油墨。
进一步地，如图5所示，于所述第一导电线路15上覆盖第一防焊层16之后，还包括通过化学镀的方式在所述连接区134以及所述导电凸块17的外表面镀金以形成一第一镀金层18。所述第一镀金层18有利于提高所述电路板连接构造300的抗氧化性能以及导电性能。
步骤S4：请参阅图6，提供一第二电路板200，所述第二电路板200包括第二基层22、形成于所述第二基层22上的第二导电线路25以及覆盖所述第二导电线路25的第二防焊层26，所述第二电路板200开设有至少一电连接所述第二导电线路25的导电凹槽238，所述导电凹槽238暴露于所述第二防焊层26。
具体地，所述第二导电线路25包括形成于所述第二基层22上的第二铜层23以及形成于第二铜层23上的第二镀铜层24，所述第二铜层23包括第二铜层区232以及除所述第二铜层区232之外的对接区234。在对接区234开设有至少一凹槽236，所述凹槽236贯穿对接区234及第二基层22，所述第二导电线路25还形成于所述凹槽236的内壁以形成所述导电凹槽238，所述导电凹槽238与所述导电凸块17相匹配。所述导电凹槽238用于电连接所述第二导电线路25，同时用于容置所述导电凸块17，以使所述第一电路板100与所述第二电路板200电连接。
所述第二防焊层26覆盖于位于第二铜层区232的第二导电线路25上，所述对接区234暴露于所述第二防焊层26。
进一步地，所述对接区234以及所述导电凹槽238的内壁还通过化学镀的方式形成有一第二镀金层28。
所述导电凹槽238的宽度为50μm-150μm，所述导电凹槽238的深度小于或等于所述导电凸块17的高度，所述导电凹槽238的宽度大于所述导电凸块17的宽度。
进一步地，所述导电凹槽238的深度小于所述导电凸块17的高度，以确保所述导电凹槽238与所述导电凸块17的相抵接。
所述第二基层22的材质为聚酰亚胺(PI)、玻璃纤维环氧树脂(FR4)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(PE)等材料中的一种。
本实施例中，本实施例用，所述第二电路板200为柔性电路板。所述第二基层22为柔性电路板常用材料聚酰亚胺(PI)。
步骤S5：请参阅图7，将所述第一电路板100叠设于所述第二电路板200一侧以使所述导电凸块17插入所述导电凹槽238中。
步骤S6：通过激光照射所述导电凸块17与所述导电凹槽238，使得所述导电凸块17与所述导电凹槽238熔融后相互导通。
具体地，所述导电凸块17容置于所述导电凹槽238后，通过激光照射的方式照射导电凸块17及导电凹槽238所在区域，通过激光照射的能量，控制导电凸块17内的第一镀铜层14及导电凹槽238内的及第二镀铜层24在激光的作用下部分熔化；然后停止激光照射，熔化的第一镀铜层14及第二镀铜层24流动并熔融在一起，形成一导电过渡层29，从而实现第一电路板100与第二电路板200的紧密连接。
进一步地，若所述第一电路板100镀有第一镀金层18及所述第二电路板200镀有第二镀金层28，由于金属金的熔点低于金属铜的熔点，则所述第一镀金层18及所述第二镀金层28在激光的作用下，也会熔融在一起以使所述第一镀金层18及所述第二镀金层28电导通。
请参阅图7，本发明还提供一种电路板连接构造300，所述电路板连接构造300包括一第一电路板100及一第二电路板200，所述第一电路板100及所述第二电路板200电连接。
具体地，请一并参阅图4，所述第一电路板100包括第一基层12、形成于所述第一基层12相对两表面的第一铜层13、形成于所述第一铜层13上的第一导电线路15以及覆盖所述第一导电线路15的第一防焊层16，其中，所述第一铜层13包括第一铜层区132以及除所述第一铜层区132之外的连接区134，所述第一导电线路15形成于所述第一铜层区132，所述连接区134暴露于所述第一防焊层16，所述连接区134上包括至少一导电凸块17。
所述第二电路板200包括第二基层22、形成于所述第二基层22上的第二导电线路25以及覆盖所述第二导电线路25的第二防焊层26，所述第二电路板200开设有至少一电连接所述第二导电线路25的导电凹槽238，所述导电凹槽238暴露于所述第二防焊层26。
所述导电凸块17容置于所述导电凹槽238内且与所述导电凹槽238电导通。进一步地，所述连接区134以及所述导电凸块17的外表面形成有一第一镀金层18，所述导电凹槽238的内壁还形成有一第二镀金层28，所述第一镀金层18以及所述第二镀金层28之间电导通。
进一步地，所述导电凸块17与所述导电凹槽238向彼此方向熔融延伸并交融形成一导电过渡层29，所述导电过渡层29为熔融金属混合层，至少包含导电凸块17与所述导电凹槽238所用金属材料，还可包含第一镀金层18与第二镀金层28所用金属材料。
进一步地，所述导电凸块17的宽度为20μm-50μm，所述导电凸块17的高度为10μm-100μm。
进一步地，所述导电凹槽238的宽度为50μm-150μm，所述导电凹槽238的深度小于或等于所述导电凸块17的高度，所述导电凹槽238的宽度大于所述导电凸块17的宽度。
本发明提供的电路板连接构造300的制作方法，通过在第一电路板100上设置导电凸块17及在第二电路板200上设置导电凹槽238，然后将所述导电凸块17与导电凹槽238通过激光焊接的方式将所述第一电路板100与所述第二电路板200连接以形成电路板连接构造300，所述制作方法无需锡膏等其他物料，缩短制备流程，同时采用激光焊接对第一电路板100及第二电路板200的耐热性和表面润湿性要求不高，且省去热压熔锡焊接工艺需提供的安全距离，符合高密度和轻薄化设计发展。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电路板连接构造的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一第一电路板，所述第一电路板包括第一基层、形成于所述第一基层表面的第一导电线路以及覆盖所述第一导电线路的第一防焊层，其中，所述第一导电线路包括连接区，所述连接区暴露于所述第一防焊层，所述连接区上包括至少一导电凸块；
提供一第二电路板，所述第二电路板包括第二基层、形成于所述第二基层上的第二导电线路以及覆盖所述第二导电线路的第二防焊层，所述第二电路板包括对接区，所述对接区暴露于所述第二防焊层，所述对接区上包括至少一导电凹槽；
将所述第一电路板叠设于所述第二电路板一侧以使所述导电凸块插入所述导电凹槽中，使得所述导电凸块与所述导电凹槽相抵接；及
通过激光照射所述导电凸块与所述导电凹槽，使得所述导电凸块与所述导电凹槽熔融后相互连接。
2.根据权利要求1所述的电路板连接构造的制作方法，其特征在于：
于所述第一导电线路上覆盖形成所述第一防焊层步骤后，通过化学镀的方式在所述连接区以及所述导电凸块的外表面镀金以形成一第一镀金层；及
于所述第二导电线路上覆盖形成所述第二防焊层步骤后，所述对接区及所述导电凹槽的内壁还形成有一第二镀金层；
所述激光照射步骤还用于熔融所述第一镀金层以及所述第二镀金层以使其相互导通。
3.根据权利要求1所述的电路板连接构造的制作方法，其特征在于，蚀刻形成所述第一导电线路之前，先于第一铜层区上镀铜，位于所述连接区上的第一镀铜层于蚀刻所述第一导电线路之后形成。
4.根据权利要求1所述的电路板连接构造的制作方法，其特征在于，形成所述导电凸块的步骤包括：
提供一覆铜基板，所述覆铜基板包括第一基层以及形成于所述第一基层上的第一铜层，所述第一铜层包括第一铜层区以及除所述第一铜层区之外的连接区；
于所述第一铜层上镀铜以形成第一镀铜层，其中，位于所述连接区上的所述第一镀铜层形成所述导电凸块。
5.根据权利要求1所述的电路板连接构造的制作方法，其特征在于，所述导电凸块的宽度为20μm-50μm，所述导电凸块的高度为10μm-100μm。
6.根据权利要求5所述的电路板连接构造的制作方法，其特征在于，所述导电凹槽的宽度为50μm-150μm，所述导电凹槽的深度小于或等于所述导电凸块的高度。
7.一种电路板连接构造，其特征在于，所述电路板连接构造包括：
一第一电路板，所述第一电路板包括第一基层、形成于所述第一基层表面的第一导电线路以及覆盖所述第一导电线路的第一防焊层，其中，所述第一导电线路包括连接区，所述连接区暴露于所述第一防焊层，所述连接区上包括至少一导电凸块；
一第二电路板，所述第二电路板包括第二基层、形成于所述第二基层上的第二导电线路以及覆盖所述第二导电线路的第二防焊层，所述第二电路板包括对接区，所述对接区暴露于所述第二防焊层，所述对接区上包括至少一导电凹槽；
其中，所述导电凸块容置于所述导电凹槽内，且所述导电凸块与所述导电凹槽连接且电导通。
8.根据权利要求7所述的电路板连接构造，其特征在于，所述连接区以及所述导电凸块的外表面形成有一第一镀金层，所述导电凹槽的内壁还形成有一第二镀金层，所述第一镀金层以及所述第二镀金层之间连接且电导通。
9.根据权利要求8所述的电路板连接构造，其特征在于，所述导电凸块的宽度为20μm-50μm，所述导电凸块的高度为10μm-100μm；所述导电凹槽的宽度为50μm-150μm，所述导电凹槽的深度小于或等于所述导电凸块的高度。
10.根据权利要求8所述的电路板连接构造，其特征在于，所述电路板连接构造还包括一导电过渡层，所述导电过渡层为熔融金属混合层，所述导电过渡层包含所述导电凸块与所述导电凹槽所用金属材料，所述导电凸块与所述导电凹槽向彼此方向熔融延伸并交融。
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