CN112738987A

CN112738987A - 印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备

Info

Publication number: CN112738987A
Application number: CN202110358745.5A
Authority: CN
Inventors: 王琎; 张喆
Original assignee: Chengdu Qitan Technology Ltd
Current assignee: Chengdu Qitan Technology Ltd
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2041-04-02
Also published as: CN112738987B

Abstract

本申请实施例的印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备，印制电路板包括：基板；阻焊层，位于基板上，阻焊层具有第一开口；导线层，位于基板上及第一开口之中；电极层，位于导线层背离基板的一侧；绝缘层，位于电极层和阻焊层背离基板的一侧，绝缘层具有第二开口，以暴露电极层背离基板的第一表面。本申请实施例通过在电极层和阻焊层上设置绝缘层，该绝缘层可将裸露的导线层的金属密封，使得导线层的金属无法接触到电解质溶液，从而防止了电极与导线层的金属形成原电池，进而消除了裸露的导线层的金属对电极性能的影响，使得电极保持良好的电化学特性，延长了电极的寿命。

Description

印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备

技术领域

本申请属于印制电路板技术领域，尤其涉及一种印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备。

背景技术

印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）是一种重要的电子部件，它是一些芯片的重要组成部分，同时也是电子元器件的支撑体，用以实现电子元器件的电气连接。

随着科技的发展，印制电路板的应用越来越广泛，例如印制电路板和包含印制电路板的芯片可以应用在生物领域，用于检测基因序列。然而，经本申请的发明人研究发现，当印制电路板上的金属电极处于液体环境（例如电解质溶液）时，金属电极会与印制电路板上的导线层的其他材料的金属形成原电池，致使金属电极的电化学特性变差、耐久性和寿命降低。

发明内容

本申请实施例提供了一种印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备，能够防止金属电极与导线层的其他材料的金属形成原电池，进而解决金属电极的电化学特性变差、耐久性和寿命降低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种印制电路板的制备方法，该制备方法包括：

提供基板；

在基板上形成导线层；

在导线层背离基板的一侧形成电极层；

在基板上形成阻焊层，其中，导线层和电极层位于阻焊层上的第一开口之中；

在电极层和阻焊层背离基板的一侧形成绝缘层，并在绝缘层上形成第二开口，以暴露电极层背离基板的第一表面。

在一些实施例中，在导线层背离基板的一侧形成电极层之前，该制备方法还可以包括：

在导线层背离基板的一侧形成金属镀层；

在导线层背离基板的一侧形成电极层，具体可以包括：

在金属镀层背离基板的一侧形成电极层。

第二方面，本申请实施例提供一种印制电路板，印制电路板包括：

基板；

阻焊层，位于基板上，阻焊层具有第一开口；

导线层，位于基板上及第一开口之中；

电极层，位于导线层背离基板的一侧；

绝缘层，位于电极层和阻焊层背离基板的一侧，绝缘层具有第二开口，以暴露电极层背离基板的第一表面。

在一些实施例中，印制电路板还可以包括：金属镀层，金属镀层位于导线层与电极层之间。

在一些实施例中，绝缘层可以为图形化绝缘层。

在一些实施例中，图形化绝缘层可以包括光敏油墨或干膜。

在一些实施例中，第二开口的数量为多个，多个第二开口在绝缘层上均匀排列。

在一些实施例中，印制电路板还可以包括：

多个金属触点，位于基板背离绝缘层的一侧；

第一线路，设置于基板的内部，第一线路的一端与导线层电连接，第一线路的另一端与金属触点电连接。

第三方面，本申请实施例提供了一种芯片，芯片包括如第二方面提供的印制电路板。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括如第二方面提供的印制电路板或如第三方面提供的芯片。

本申请实施例的印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备，印制电路板包括：基板；阻焊层，位于基板上，阻焊层具有第一开口，以暴露基板；导线层，位于基板上及第一开口之中；电极层，位于导线层背离基板的一侧；绝缘层，位于电极层和阻焊层背离基板的一侧，绝缘层具有第二开口，以暴露电极层背离基板的第一表面。本申请实施例通过在电极层和阻焊层上设置绝缘层，该绝缘层可将裸露的导线层的金属密封，使得导线层的金属无法接触到电解质溶液，从而防止了电极与导线层的金属形成原电池，进而消除了裸露的导线层的金属对电极性能的影响，使得电极保持良好的电化学特性，延长了电极的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为印制电路板的剖面示意图；

图2为本申请一实施例提供的印制电路板的剖面示意图；

图3为本申请另一实施例提供的印制电路板的剖面示意图；

图4为本申请实施例提供的印制电路板的俯视示意图；

图5为本申请又一实施例提供的印制电路板的剖面示意图；

图6为本申请实施例提供的芯片的剖面示意图；

图7是本申请实施例提供的印制电路板的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指的是直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

在阐述本申请实施例所提供的技术方案之前，为了便于对本申请实施例理解，首先结合图1对现有技术中存在的问题进行具体说明：

如图1所示，印制电路板包括：基板101；阻焊层102，阻焊层102具有第一开口10；导线层103，位于基板101上及第一开口10之中；电极层104，位于导线层103背离基板101的一侧，即位于导线层103上。因工作环境的影响，印制电路板处于电解质溶液体200的环境下，电极层104与电解质溶液体200接触。

经本申请的发明人研究发现，由于受制备工艺的影响，例如在电镀电极层104时，电镀液无法完全达到基板101，致使电极层104无法完全覆盖导线层103，会在导线层103的边缘a处有裸露的导线层103。由于导线层103与电极层104的材料不同，因此，不同材料的金属会在电解质溶液体200的环境下形成原电池，加速电极层104的腐蚀，致使电极层104的电化学特性变差、耐久性和寿命降低。

鉴于上述研究发现，本申请实施例提供了一种印制电路板及其制备方法、芯片及电子设备，以解决上述技术问题。

本申请实施例的技术构思在于：在电极层和阻焊层上设置绝缘层，该绝缘层可将裸露的导线层的金属密封，使得导线层的金属无法接触到电解质溶液，从而防止了电极与导线层的金属形成原电池，进而消除了裸露的导线层的金属对电极性能的影响，使得电极保持良好的电化学特性，延长了电极的寿命。

下面对于本申请实施例所提供的印制电路板进行介绍。

图2为本申请实施例提供的印制电路板的剖面示意图。如图2所示，印制电路板100包括：

基板101；阻焊层102，阻焊层102具有第一开口10；导线层103，位于基板101上及第一开口10之中；电极层104，位于导线层103背离基板101的一侧，即位于导线层103上；绝缘层105，位于电极层104和阻焊层102背离基板101的一侧，绝缘层105具有第二开口20，以暴露电极层104背离基板101的第一表面b。

如图2所示，本申请实施例通过在电极层104和阻焊层102上设置绝缘层105，该绝缘层105可将位于导线层103的边缘a处裸露的导线层103的金属密封，使得导线层103的金属无法接触到电解质溶液，从而防止了电极层104与导线层103的金属形成原电池，进而消除了裸露的导线层103的金属对电极层104性能的影响，使得电极保持良好的电化学特性，延长了电极的寿命。

在本申请实施例中，基板101可以是纸基板、玻璃布基板或合成纤维板。基板101的材料可以包括纸质酚醛树脂、复合环氧树脂、聚亚酰胺树脂、玻璃纤维或其他核心板材料，本申请不限于此。

阻焊层102可以为绿漆，例如紫外线型绿漆或热硬化型绿漆等。导线层103可以是铜箔，也可以是其他金属或合金形成的层或线。电极层104的材料可以是金、银等材料。

在本申请实施例中，绝缘层105可以为图形化绝缘层。图形化绝缘层可以理解为可以被图形化工艺处理的绝缘层。绝缘层105的材料可以是光敏油墨、干膜或其他可被图形化工艺处理的材料。在一示例中，绝缘层105选用为光敏油墨，与其他材料相比，光敏油墨成本低，从而可以降低印制电路板的生产成本。

如图3所示，印制电路板100还可以包括：金属镀层107，金属镀层107位于导线层103与电极层104之间。金属镀层107所使用的材料例如包括镍或者其他化学稳定性强于导线层103所用材料的金属。以金属镀层107为镍镀层为例，镍镀层的形成方法可分电镀镍和化学镀镍。以电极层104的材料为金为例，通过在导线层103与电极层104之间增设金属镀层107，一方面，金属镀层107所用材料比金对铜的结合力更好，可以提高电极层104与印制电路板100之间的结合力；另一方面，金属镀层107的表面会比铜表面更平滑，利于电极层104平整；又一方面，受金属活泼性的影响，金很容易发生迁移到铜内，通过增设金属镀层107可以减缓电极层104的氧化，提高电路板的稳定性。

在一些实施例中，当印制电路板100应用于生物领域，例如用于构成生物芯片以检测生物的基因序列时，如图4所示，第二开口20的数量可以为多个，多个第二开口20在绝缘层105上均匀排列，从而形成多个均匀排列的电极。

与多个电极相对应的，如图5所示，印制电路板100还可以包括：

金属触点108，金属触点108的数量可以为多个，位于基板101背离绝缘层105的一侧。容易理解的是，电极位于印制电路板100的正面，金属触点108位于印制电路板100的背面。

如图5所示，印制电路板100还可以包括：第一线路c，第一线路c设置于基板101的内部，第一线路c的一端与导线层103电连接，第一线路c的另一端与金属触点108电连接。金属触点108可与电源连接，为电极层104上的电极供电。

需要说明的是，电极层104与金属触点108之间的基板101可以是单层，也可以是多层，即本申请实施例中的PCB基板可以是多层PCB基板，例如4层板或6层板。具体地，基板101可以包括多个线路层，线路层彼此之间设置有过孔，通过过孔连接多个线路层，从而形成第一线路c，以将电极层104与金属触点108电连接。

基于上述实施例提供的印制电路板，相应地，本申请还提供一种芯片的具体实现方式。请参见以下实施例。

如图6所示，本申请实施例提供的芯片600包括印制电路板100。

此外，在一些实施例中，芯片600还可以包括：结构层201，位于绝缘层105背离基板101的一侧，结构层201具有开口；磷脂双分子层隔膜203，位于结构层201上的开口上；外壳202，外壳202与结构层201之间形成电解质溶液腔室，电解质溶液腔室用于存放电解质溶液200；公共电极204，设置在外壳202上。

为了便于理解，下面结合图6简单介绍一下芯片600的工作原理。

磷脂双分子层隔膜203上嵌有具有纳米孔结构的蛋白，电解质溶液200中有DNA检测样品。当金属触点108和公共电极204接通电源，即电极层104上的电极与公共电极接通电源后，电解质溶液中的DNA检测样品在电流作用下运动，DNA检测样品会依次穿过磷脂双分子层隔膜203上的纳米孔。通过记录DNA的不同碱基通过纳米孔时的电流变化，可以分析出DNA的基因序列。

基于上述实施例提供的印制电路板，相应地，本申请还提供了一种印制电路板的制备方法的具体实现方式。

如图7所示，本申请实施例提供的印制电路板的制备方法包括步骤S101至S105。

S101、提供基板。

S102、在基板上形成导线层。在实际应用中，可以选用带有基板和金属层的覆铜板。通过曝光、显影和蚀刻等图形化工艺，将基板上的部分的金属层去除，以形成导线层，即金属线路。

S103、在导线层背离基板的一侧形成电极层。例如，可以通过电镀工艺在导线层上形成电极层。

S104、在基板上形成阻焊层，其中，导线层和电极层位于阻焊层上的第一开口之中。阻焊层的形成方法可为涂布工艺或干膜压合工艺，且可以借由曝光与显影工艺在阻焊层上形成第一开口。

S105、在电极层和阻焊层背离基板的一侧形成绝缘层，并在绝缘层上形成第二开口，以暴露电极层背离基板的第一表面。绝缘层的形成方法可以与阻焊层的形成方法相同，绝缘层的材料也可以与阻焊层的材料相同，即可均为绿漆。

本申请实施例的印制电路板的制备方法制备的印制电路板，在电极层和阻焊层上设置绝缘层，该绝缘层可将裸露的导线层的金属密封，使得导线层的金属无法接触到电解质溶液，从而防止了电极与导线层的金属形成原电池，进而消除了裸露的导线层的金属对电极性能的影响，使得电极保持良好的电化学特性，延长了电极的寿命。

在一些实施例中，在S103之前，本申请实施例提供的印制电路板的制备方法还可以包括：

在导线层背离基板的一侧形成金属镀层。以金属镀层107为镍镀层为例，镍镀层的形成方法可分电镀镍和化学镀镍。

相应地，S103具体可以包括：在金属镀层背离基板的一侧形成电极层。例如，可以通过电镀工艺在金属镀层上形成电极层。

基于上述实施例提供的印制电路板和芯片，相应地，本申请还提供了电子设备的具体实现方式。本申请实施例提供的电子设备包括上述的印制电路板100或上述的芯片600。电子设备例如可以是用于检测生物基因序列的检测仪。

依照本发明如上文所述的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种印制电路板的制备方法，其特征在于，包括：

提供基板；

在所述基板上形成导线层；

在所述导线层背离所述基板的一侧形成电极层；

在所述基板上形成阻焊层，其中，所述导线层和所述电极层位于所述阻焊层上的第一开口之中；

在所述电极层和所述阻焊层背离所述基板的一侧形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成第二开口，以暴露所述电极层背离所述基板的第一表面。

2.根据权利要求1所述的印制电路板的制备方法，其特征在于，所述在所述导线层背离所述基板的一侧形成电极层之前，还包括：

在所述导线层背离所述基板的一侧形成金属镀层；

在所述导线层背离所述基板的一侧形成电极层，具体包括：

在所述金属镀层背离所述基板的一侧形成电极层。

3.一种印制电路板，其特征在于，包括：

基板；

阻焊层，位于所述基板上，所述阻焊层具有第一开口；

导线层，位于所述基板上及所述第一开口之中；

电极层，位于所述导线层背离所述基板的一侧；

绝缘层，位于所述电极层和所述阻焊层背离所述基板的一侧，所述绝缘层具有第二开口，以暴露所述电极层背离所述基板的第一表面。

4.根据权利要求3所述的印制电路板，其特征在于，所述印制电路板还包括：

金属镀层，所述金属镀层位于所述导线层与所述电极层之间。

5.根据权利要求3所述的印制电路板，其特征在于，所述绝缘层为图形化绝缘层。

6.根据权利要求5所述的印制电路板，其特征在于，所述图形化绝缘层包括光敏油墨、光刻胶或干膜光刻胶。

7.根据权利要求3所述的印制电路板，其特征在于，所述第二开口的数量为多个，多个所述第二开口在所述绝缘层上均匀排列。

8.根据权利要求3所述的印制电路板，其特征在于，所述印制电路板还包括：

多个金属触点，位于所述基板背离所述绝缘层的一侧；

第一线路，设置于所述基板的内部，所述第一线路的一端与所述导线层电连接，所述第一线路的另一端与所述金属触点电连接。

9.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求3-8中任一项所述的印制电路板。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求3-8中任一项所述的印制电路板或权利要求9所述的芯片。