CN112822844B - 一种电路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电路板及其制作方法，涉及电子电路制造技术领域；该电路板的制作方法，包括：选择一具有过孔的基材；选定该基材上待处理的过孔；驱使挤出式打印头伸入所述过孔内，保持与孔壁之间以设定间隙进行旋转，将电子浆料涂抹在孔壁上，完成所述过孔的金属化；所述设定间隙满足如下公式：0＜L≤T；其中，L为设定间隙，T为粘连在所述挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度。本发明实施例中的电路板的制作方法，通过打印设备实现电路板的过孔的金属化，无需额外配置刮涂装置，简化的制版系统及工序，可实现电路及过孔一体化制造平台；并且相对于过孔的刮涂工艺而言，本发明的过孔填充工艺更加省料，有利于成本的降低。

Description

一种电路板及其制作方法

技术领域

本发明属于电子电路制造技术领域，尤其涉及一种电路板及其制作方法。

背景技术

印制电路板{Printed circuit boards}，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。工业上的传统制作工艺是利用覆铜板通过蚀刻的方式形成电子线路，由于其技术成熟、成本低等优势，目前仍为行业内的主要制版工艺，但其也同时存在工序复杂、生产污染废料等缺陷，当前也出现了不少替代工艺，例如利用电子浆料进行打印成型的增材制造工艺，该技术具有效率高、无污染、满足用户个性化制作的优势。

虽然利用打印方式实现电子电路的增材制造具有上述优势，但其配套工艺目前还不成熟，针对于双面板的过孔填充工艺，仍然需要通过刮涂方式实现过孔的金属化，因此除打印机外需配备额外的金属化孔设备，无疑增加了制版系统的复杂度、成本高、不利于设备小型化、一体化的发展趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种电路板的制作方法,以解决现有技术中金属化孔需要配置额外设备、成本高、不利于设备小型化、一体化的发展趋势的问题。

在一些说明性实施例中，所述电路板的制作方法，包括：选择一具有过孔的基材；选定该基材上待处理的过孔；驱使挤出式打印头伸入所述过孔内，保持与孔壁之间以设定间隙进行旋转，将电子浆料涂抹在孔壁上，完成所述过孔的金属化；所述设定间隙满足如下公式：0＜L≤T；其中，L为设定间隙，T为粘连在所述挤出式打印头的端部的电子浆料横向截面的外沿距离针头外壁之间的距离。

在一些可选地实施例中，在保持与孔壁之间以设定间距进行旋转的过程中，驱使所述挤出式打印头逐步脱离所述过孔。

在一些可选地实施例中，所述驱使所述挤出式打印头逐步脱离所述过孔，包括：驱使所述挤出式打印头自下而上沿竖直方向逐步远离所述过孔；其自下而上的运动方式配合以设定间隙进行的旋转，实现以螺旋方式将所述电子浆料涂抹在孔壁上。

在一些可选地实施例中，所述驱使挤出式打印头伸入所述过孔内的深度不低于该过孔深度的1/3。

在一些可选地实施例中，在所述将电子浆料涂抹在孔壁上之后，还包括：自所述过孔伸入所述挤出式打印头的一侧施加风力，驱使所述过孔内的电子浆料沿孔壁向另一侧铺展。

在一些可选地实施例中，在所述选择一具有过孔的基材之前，还包括：在所述基材上形成所述过孔。

在一些可选地实施例中，在所述基材上形成所述过孔之前，还包括：在所述基材的表面覆盖用以防止电子浆料污染基材表面的临时保护膜。

在一些可选地实施例中，在所述基材上形成所述过孔，具体包括：贯穿所述临时保护膜和基材形成所述过孔。

在一些可选地实施例中，在所述完成所述过孔的金属化之后，还包括：去除所述临时保护膜；利用所述挤出式打印头在所述基材的表面打印与所述过孔连通的目标电路。

在一些可选地实施例中，所述目标电路包括：与所述过孔连通的连接环。

本发明的另一个目的在于提出一种电路板，以解决现有技术中存在的技术问题。

在一些说明性实施例中，所述电路板可通过上述任一项所述的电路板的制作方法获得。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明实施例中的电路板的制作方法，通过打印设备实现电路板的过孔的金属化，无需额外配置刮涂装置，简化的制版系统及工序，可实现电路及过孔一体化制造平台。并且相对于过孔的刮涂工艺而言，本发明的过孔填充工艺更加省料，有利于成本的降低。

附图说明

图1为本发明实施例中的电路板的制作方法的流程图；

图2为本发明实施例中电路板的制作方法的工艺示意图；

图3为本发明实施例中电路板的制作方法的工艺示意图；

图4为本发明实施例中挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度T的示意图；

图5为本发明实施例中电路板的制作方法的流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例中公开了一种电路板的制作方法，具体地，如图1-3所示，图1为本发明实施例中的电路板的制作方法的流程图；图2为本发明实施例中电路板的制作方法的工艺示意图；图3为本发明实施例中电路板的制作方法的工艺示意图。该电路板的制作方法，包括：

步骤S11、选择一具有过孔的基材1；

步骤S12、选定该基材上待处理的过孔2；

步骤S13、驱使挤出式打印头3伸入所述过孔2内，保持与孔壁之间以设定间隙进行旋转，将电子浆料4涂抹在孔壁上，完成所述过孔2的金属化；

所述设定间隙满足如下公式：0＜L≤T；其中，L为设定间隙，T为粘连在所述挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度。

本发明实施例中挤出式打印头采用注射器原理结构，其一端对墨管内的电子浆料施加压力，驱使电子浆料自针头出墨。本发明实施例中的步骤S13中控制挤出式打印头的针头伸入待处理的过孔内部，并沿着孔壁进行旋转将电子浆料涂抹在过孔的孔壁上，完成过孔的金属化处理。

在一般的打印要求下，会根据设定值对挤出式打印头施加挤出压力，使挤出式打印头的针头保持稳定且连续的出墨状态进行打印作业；在该状态下，针头挤出的电子浆料会基本保持与针头的端孔孔径一致的丝线出墨，由于通常针头的方向与基材方向垂直，因此挤出式打印头很难满足相对于出墨方向的横向处的孔壁的涂覆。

对此，发明人发现当施加较小的挤出压力时，电子浆料会在挤出式打印头的针头的端部以液滴的形态缓慢堆积，可形成直径超过针头的液滴，当该液滴的自身重力不足以克服与针头之间浸润力时，会保持在针头的端部，此时则可利用该超出针头孔径的电子浆料对横向处的过孔孔壁进行涂覆，并且当电子浆料接触到孔壁时，则又与孔壁之间形成浸润关系，此时即使将挤出压力恢复至正常范围内，所挤出的电子浆料亦会由于与孔壁之间的浸润关系导向孔壁，并且通过控制挤出式打印头以一定间隙贴着孔壁进行旋转即可完成对过孔孔壁的整体涂覆，同时旋转的过程中针头也会对电子浆料产生一定的挤压，使其与孔壁之间进一步的浸润接触。

如图4所示，该间隙(即上述设定间隙)原则上应满足可使针头上的电子浆料与孔壁之间的接触，以及避免针头与孔壁之间产生刚性接触；因此，所述设定间隙满足如下公式：0＜L≤T；其中，L为设定间隙，T为粘连在所述挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度。其中，所述挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度T是指针头处所堆积的电子浆料横向截面的外沿距离针头外壁之间的距离。

其中，挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度T可通过挤出压力和时间确定，亦可通过检测手段(例如光电检测)确定。设定间隙L基于挤出式打印头的端部的电子浆料的厚度T进行设定。优选地，针对于圆型过孔而言，可通过以过孔中心为圆心，可满足上述要求的半径在过孔内旋转实现，过孔内的涂覆工艺。

另一方面，上述现象中的液滴缓慢堆积阶段，电子浆料亦会由于与针头之间的浸润关系，逐步的向针头的外壁爬升，以此可加大电子浆料与孔壁之间的接触面积，提升利用挤出式打印头对过孔孔壁的涂覆效率。以及，在电子浆料与过孔孔壁接触后，由于产生接触挤压，使其会进一步的沿针头方向进行铺展，从而进一步的加大电子浆料与孔壁之间的接触面积，提升涂覆效率。

本发明实施例中的电路板的制作方法，通过打印设备实现电路板的过孔的金属化，无需额外配置刮涂装置，简化的制版系统及工序，可实现电路及过孔一体化制造平台。并且相对于过孔的刮涂工艺而言，本发明的过孔填充工艺更加省料，有利于成本的降低。

本发明实施例中的电路板的制作方法中的电子浆料可选用包含粘接剂和导电填料的复合电子浆料，该类电子浆料对基材表现良好的粘附效果，易于粘附在各类基材上，并且粘接后的结构稳定，不易脱落。其中，粘接剂不限于树脂等高分子材料；导电填料不限于银粉、铜粉、铝粉、银包铜粉等。

在另一些实施例中，电子浆料亦可选用液态金属，液态金属是指在适当的低温环境下呈现熔融状态的低熔点金属，其熔点不高于300℃，例如：镓、镓基合金、铋基合金、锡基合金等。

在一些实施例中，针对于基材的过孔内壁对于电子浆料表现不亲和的情况时，可在过孔内壁首先形成一层改性层，从而改善电子浆料对于孔壁的亲疏性。

在一些实施例中，步骤S13在保持与孔壁之间以设定间距进行旋转的过程中，驱使所述挤出式打印头逐步脱离所述过孔。通过该实施例可以进一步带动电子浆料对孔壁进行整体涂覆，保证过孔金属化的质量。

操作时，可通过使挤出式打印头的针头伸入过孔内，并且使针头的出墨端伸出过孔，在通过本申请中的步骤S13对孔壁进行涂覆。

在另一些实施例中，亦可无需利用挤出式打印头对孔壁进行全部涂覆，可通过对部分孔壁进行涂覆后，再利用风力驱使粘附在部分孔壁上的电子浆料沿风力方向在过孔内进行铺展，同时亦可去除多余的电子浆料。具体地，自所述过孔伸入所述挤出式打印头的一侧施加风力，驱使所述过孔内的电子浆料沿孔壁向另一侧铺展。

实测中，发明人发现驱使挤出式打印头伸入所述过孔内的深度不低于该过孔深度的1/3，在该控制范围内，将电子浆料涂覆过孔的1/3的孔壁，再利用风力使电子浆料沿孔壁向另一侧铺展，可基本满足过孔内壁的整体涂覆，实现过孔两侧的导通。

优选地，本发明实施例中驱使所述挤出式打印头逐步脱离所述过孔，包括：驱使所述挤出式打印头自下而上沿竖直方向逐步远离所述过孔；其自下而上的运动方式配合以设定间隙进行的旋转，实现以螺旋方式将所述电子浆料涂抹在孔壁上。

该实施例中基材呈水平放置，基材上的过孔为竖直中通结构，挤出式打印头位于基材的上方，与基材垂直且与过孔同向，该实施例的优势在于在涂覆的过程中，电子浆料会由于重力的影响自行的向下方流动，有利于电子浆料的在孔壁上的涂覆成型。

在一些可选地实施例中，在选择一具有过孔的基材之前，还包括：在所述基材上形成所述过孔。

优选地，在所述基材上形成所述过孔之前，还包括：在所述基材的表面覆盖用以防止电子浆料污染基材表面的临时保护膜。该临时保护膜用以防止非预期的电子浆料粘连在基材上，从而污染基材，造成基材报废的问题，在完成电子浆料对过孔孔壁的涂覆后，剥离该临时保护膜，露出基材。

其中，临时保护膜可选用水溶性膜或易撕膜，可通过简单的方式去除。

在一些实施例中，在所述基材上形成所述过孔，具体包括：贯穿所述临时保护膜和基材形成所述过孔。该实施例中首先在基材的表面形成临时保护膜，然后再进行钻孔，避免了临时保护膜的开孔和定位问题，简化了操作复杂度。

在一些实施例中，在所述完成所述过孔的金属化之后，还包括：去除所述临时保护膜；利用所述挤出式打印头在所述基材的表面打印与所述过孔连通的目标电路。该实施例中的目标电路和过孔金属化均可通过挤出式打印头完成，实现了电路和过孔的一体化制造平台。

进一步的，所述目标电路中包括：与所述过孔连通的连接环。该连接环位于过孔的端部外侧，用以进一步保证过孔与目标电路的充分接触。

进一步的，如图5所示，本发明实施例中的公开了一种电路板的制作方法，包括：

步骤S21、选择一基材；

步骤S22、在所述基材的两面分别形成临时保护膜；

步骤S23、在基材上形成过孔；

步骤S24、驱使挤出式打印头伸入所述过孔内，保持与孔壁之间以设定间隙进行旋转，将电子浆料涂抹在孔壁上，完成所述过孔的金属化；

步骤S25、去除临时保护膜；

步骤S26、利用所述挤出式打印头在所述基材的表面打印与所述过孔连通的目标电路。

本发明实施例中还公开了一种电路板，该电路板可通过上述电路板的制作方法获得。

领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种电路板的制作方法，其特征在于，包括：

选择一具有过孔的基材；

选定该基材上待处理的过孔；

驱使挤出式打印头伸入所述过孔内，保持与孔壁之间以设定间隙进行旋转，将电子浆料涂抹在孔壁上，完成所述过孔的金属化；

所述设定间隙满足如下公式：0＜L≤T；其中，L为设定间隙，T为粘连在所述挤出式打印头的端部的电子浆料横向截面的外沿距离针头外壁之间的距离。

2.根据权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，在保持与孔壁之间以设定间距进行旋转的过程中，驱使所述挤出式打印头逐步脱离所述过孔。

3.根据权利要求2所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述驱使所述挤出式打印头逐步脱离所述过孔，包括：

驱使所述挤出式打印头自下而上沿竖直方向逐步远离所述过孔；

其自下而上的运动方式配合以设定间隙进行的旋转，实现以螺旋方式将所述电子浆料涂抹在孔壁上。

4.根据权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述驱使挤出式打印头伸入所述过孔内的深度不低于该过孔深度的1/3。

5.根据权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述将电子浆料涂抹在孔壁上之后，还包括：

自所述过孔伸入所述挤出式打印头的一侧施加风力，驱使所述过孔内的电子浆料沿孔壁向另一侧铺展。

6.根据权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述选择一具有过孔的基材之前，还包括：

在所述基材上形成所述过孔。

7.根据权利要求6所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述基材上形成所述过孔之前，还包括：

在所述基材的表面覆盖用以防止电子浆料污染基材表面的临时保护膜；

在所述基材上形成所述过孔，具体包括：

贯穿所述临时保护膜和基材形成所述过孔。

8.根据权利要求7所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述完成所述过孔的金属化之后，还包括：

去除所述临时保护膜；

利用所述挤出式打印头在所述基材的表面打印与所述过孔连通的目标电路。

9.根据权利要求8所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述目标电路包括：与所述过孔连通的连接环。

10.一种电路板，其特征在于，通过如权利要求1-9中任一项所述的电路板的制作方法获得。

Images