CN112825599A - 柔性线路板及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柔性线路板，包括基材，以及依次层叠于所述基材上的导电银层、粘结层以及保护层。所述基材和所述保护层均采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶制备，所述粘结层用于粘结所述基材与所述保护层。所述柔性线路板包括第一区域和第二区域，以及连接于二者之间的连接区。所述导电银层完全覆盖于所述第一区域和所述第二区域，且所述导电银层还以镂空的网格状覆盖所述连接区。所述连接区内的所述导电银层呈网格状，可以在自身出现裂纹时有效控制裂纹的扩散，进而提升所述柔性线路板的弯折寿命。本申请还涉及采用所述柔性线路板的电子设备。

Description

柔性线路板及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种弯折寿命较高的柔性线路板，以及采用该柔性线路板的电子设备。

背景技术

可弯折电子设备已经逐渐成为消费电子的流行趋势。在弯折电子设备中通常需要可弯折的线路来进行数据传输。弯折线路常用FPC柔性线路板来实现。现有的柔性线路板通常是在PI基材上镀Cu，然后用蚀刻工艺做成线路板，再附上绝缘膜。但由于材料和工艺的限制，现有柔性线路板的弯折半径通常不小于1mm，且弯折1万次后线路会出现断裂，PI基材及覆盖膜也会出现明显的折痕。

发明内容

本申请提出一种弯折寿命较高的柔性线路板，具体包括如下技术方案：

一种柔性线路板，包括基材，以及依次层叠于所述基材上的导电银层、粘结层以及保护层，所述基材和所述保护层均采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶制备，所述粘结层用于粘结所述基材与所述保护层，所述柔性线路板包括第一区域和第二区域，以及连接于所述第一区域和所述第二区域之间的连接区，所述导电银层完全覆盖于所述第一区域和所述第二区域，且所述导电银层还以镂空的网格状覆盖所述连接区。

本申请所述柔性线路板，通过层叠于所述基材上的导电银层进行导电，并通过所述保护层对所述导电银层进行保护。通过所述粘结层贴合所述基材与所述保护层。同时，因为在所述第一区域和所述第二区域之间设有连接区，所述导电银层在覆盖所述连接区时，采用镂空的网格状对所述连接区进行覆盖。对应到所述连接区因为反复弯折容易因为应力集中产生裂纹的缺陷，镂空的网格状有利于控制裂纹的扩散，保持导电银层对第一区域和第二区域之间的导通连接状态。由此提高了本申请柔性线路板的弯折寿命。

其中，覆盖于所述连接区内的导电银层设有多个镂空区，所述多个镂空区大小相同且阵列排列，以使得所述导电银层以镂空的网格状覆盖于所述连接区内。所述镂空区大小相同且阵列排列，有利于调整控制整个所述连接区的电阻。

其中，所述第一区域和所述第二区域沿第一方向排列，所述镂空区为正方形，正方形的所述镂空区的一条对角线平行于所述第一方向，以使得所述镂空区呈菱形排列。菱形排列的所述镂空区在垂直于所述第一方向的所述第二方向上距离较短，可以更有效的控制沿所述第二方向延伸的裂纹。

其中，正方形的所述镂空区的边长为1-2mm。

其中，相邻两个所述镂空区之间的最小距离为0.5-1mm。所述镂空区的边长和相邻两个所述镂空区的距离都用于配置所述连接区的电阻。

其中，所述连接区的所述导电银层在第二方向上包括相对的第一侧边和第二侧边，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述第一侧边和所述第二侧边的宽度尺寸大于或等于0.5mm。所述第一侧边和所述第二侧边用于避免所述导电银层在所述连接区的边缘形成尖角，导致所述导电银层易于出现裂纹。

其中，所述导电银层采用网版印刷制作于所述基材上，所述导电银层的厚度大于或等于10μm。所述导电银层通过印刷可以更好的附着于所述基材上。

其中，所述保护层的厚度为H，且满足30μm≤H≤60μm。所述保护层用于保护所述导电银层。

其中，所述粘结层为无基材双面胶。

其中，所述基材包括相对的第一面和第二面，所述导电银层、所述粘结层以及所述保护层分别对称设置于第一面和所述第二面上。本申请所述柔性线路板可为正反双面柔性线路板。

本申请还涉及一种电子设备，所述电子设备包括弯折段以及上述的柔性线路板，所述柔性线路板的所述连接区对应所述弯折段的位置设置。可以理解的，因为电子设备的弯折段对应设置了本申请柔性线路板，可以提升所述电子设备的使用寿命。

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描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的柔性线路板的示意图；

图2是本申请实施例提供的柔性线路板一种使用状态下的平面示意图；

图3是本申请实施例提供的柔性线路板另一种使用状态下的示意图；

图4是本申请实施例提供的柔性线路板另一种使用状态下的示意图；

图5是本申请实施例提供的柔性线路板中导电银层的示意图；

图6是本申请实施例提供的柔性线路板的局部放大示意图；

图7是本申请另一实施例提供的柔性线路板的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参看图1所示的本申请柔性线路板100，包括基材10、导电银层20、粘结层30以及保护层40。其中导电银层20层叠于基材10上，粘结层30层叠于导电银层20上，保护层40层叠于粘结层30上。导电银层20通过印刷工艺附着于基材10上，粘结层30用于粘结保护层40和基材10。当然，在基材10上设有导电银层20的位置，粘结层30还用于粘结导电银层20和保护层40。基材10和保护层40均采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)制备，粘结层30可选用现有技术中任意无基材的粘结材料实现，例如无基材双面胶。粘结层30还需要具备绝缘效果。基材10和保护层40均为导电银层20提供保护和绝缘，以保证导电银层20内的电性通路。

请一并参见图2，柔性线路板100在第一方向001上还包括第一区域101和第二区域102，以及连接于第一区域101和第二区域102之间的连接区103。对于本申请柔性线路板100而言，第一区域101和第二区域102分别为平面结构，属于非弯折区域。而连接区103则属于可活动弯折的区域，第一区域101和第二区域102通过连接区103的弯折，可以实现相互平行展开(图2所示)，或相互重叠闭合(图3所示)的动作。在图4的实施例中，本申请柔性线路板100还可能作为可折叠的键盘输入工具，其折叠的部位对应到第二区域102，可用于支撑平板电脑进行输入等。

设置有可弯折的连接区103的柔性线路板100，其连接区103出于弯折的使用需求，需要连接区103的抗弯折能力更强，且弯折半径更小。对于传统的柔性线路板而言，其基材多采用聚酰亚胺薄膜(PI)基材，导电层也多采用铜材料。但因为PI基材和铜的抗弯折能力都较差，当弯折半径为1mm时，传统柔性线路板经历约1万次弯折之后线路会断裂，PI基材上也会留下较为明显的弯折痕迹。弯折痕迹会影响到柔性线路板的电阻，因此传统的柔性线路板满足不了现今提出的弯折半径0.5mm，弯折次数5万以上的使用需求。即使将铜材料制成弯折特性更好的延展铜，在弯折4万次之后PI基材也会出现折痕，表面出现明显翘曲变形，依然无法满足使用需求。

而在本申请柔性线路板100中，分别采用了TPU基材替换PI基材，并采用银来代替弯折性能较差的铜。TPU基材是介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料，具有硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油、透明、弹性好等特点。相较于PI基材的弯折性能更高。同时，银作为导电介质，其导电性能和机械抗弯能力也比铜材料更强。银材料在TPU基材上的附着能力也较强，这些因素都成为支撑本申请柔性线路板100具备更高的弯折性能的基础。

请看回图2，为了实现导电银层20的导电通路，需要将导电银层20布置为完全覆盖于第一区域101和第二区域102，且尽量覆盖连接区103。对于不需要弯折的第一区域101和102，本申请柔性线路板100均设置导电银层20完全覆盖第一区域101和第二区域102，即导电银层20对第一区域101和第二区域102的覆盖方式不含有任何镂空区域。因为第一区域101和第二区域102的结构相对固定，因此导电银层20完全覆盖第一区域101和第二区域102不需要考虑变形的问题，且完全覆盖第一区域101和第二区域102的导电银层20相对电阻更小，有利于提高导电银层20的电性导通能力。而对于导电银层20对连接区103的覆盖，则采用了如图2所示的镂空网格状的覆盖结构。

在图5的实施例中，为了便于描述，定义导电银层20覆盖第一区域101的部分为第一导电区201，定义导电银层20覆盖第二区域102的部分为第二导电区202，定义导电银层20覆盖连接区103的部分为第三导电区203。因此，在第一方向001上，导电银层20形成了两端分别为完全填充结构的第一导电区201和第二导电区202，以及连接于第一导电区201和第二导电区202之间的网格状的第三导电区203。

第三导电区203的镂空状设计，可以有效的避免第三导电区203因为长期反复弯折之后因为应力集中而出现裂纹时，裂纹沿第三导电区203的连续扩散现象。对应到传统的柔性线路板，其弯折段的铜结构通常为整面的完全填充结构。因此当铜结构中因为长期反复弯折出现裂纹之后，以为其完全填充的特性，使得裂纹会沿铜结构不断延生，最后沿垂直于第一方向001的第二方向002完全贯穿整面的铜结构，造成传统柔性线路板的导电通路断裂缺陷。

而参见图6所示的本申请柔性线路板100，因为在对应连接区103的位置将导电银层20设置为镂空网格状，在第二水平方向001上，第三导电区203呈网格导电线21与镂空区40交替排列的形状。即使第三导电区203内的网格导电线21出现了裂纹，该裂纹在延伸至镂空区40之后也会自然终止，应力得到释放，并不会继续沿第二方向002延伸。而因为网格导电线21与镂空区40呈交替排列的结构，因此个别网格导电线21的断裂，并不会造成整个第三导电区203的导电通路的断开。虽然导电银层20的电阻会相应升高，但依然可以保证导电银层20的电性导通能力。

由此，本申请柔性线路板100在采用抗弯能力更强的材料制备基材10和保护层40之外，还采用了导电性能和抗弯能力都更强的材料来进行导电。进一步的，针对连接区103的弯折特性，还设置了可以延阻反复弯折形成的裂纹扩大延伸的网格状第三导电区203。这一系列设置共同作用于本申请柔性线路板100，使得本申请柔性线路板100弯折能力更强，达到满足或超过弯折半径0.5mm，且弯折寿命超过5万次的使用需求。

请继续参见图6，覆盖于连接区103内的导电银层20设有多个镂空区40，即第三导电区203内设有多个镂空区40。且多个镂空区40的大小相同，并以阵列的方式排列于连接区103内。由此，多个镂空区40以使得导电银层20以镂空的网格状覆盖于连接区103内。可以理解的，镂空区40的阵列排列，可以沿第一方向001和第二方向002展开。由此形成的网格状的第三导电区203形状相对规则，有利于通过统一调整镂空区40的大小，以及控制镂空区40的间距，来调整控制整个连接区103内的导电银层20的电阻，即调整第三导电区203的电阻，使之与柔性线路板100的整体电阻相匹配，保证整体导电银层20的通电性能满足使用需求。

一种实施例，镂空区40被设置为正方形，且正方形的镂空区40相对置的两个直角401沿第一方向001设置，或描述为正方形的镂空区40一条对角线平行于第一方向001，以使得正方形的镂空区40呈菱形排列于导电银层20中。菱形排列的镂空区40能够提供第三导电区203足够的镂空面积，以控制裂纹产生后的延伸距离。另一方面，在垂直于第一方向001的第二方向002上，菱形的镂空区40另一对相对置的两个直角401也沿第二方向002排列。因此对于相邻的两个镂空区40，在第二方向002上的最短距离为两个直角401之间的距离。可以理解的，对于正方形的镂空区40而言，两个直角401之间的距离相对较短，一旦出现沿第二方向002延伸的裂纹，可以使得裂纹在更短的距离内抵达到裂纹两端的镂空区40处，应力得到释放。

需要提出的是，因为连接区103沿第一方向001连接于第一区域101和第二区域102之间，因此柔性线路板100在弯折时，是绕第二方向002的轴线弯折的。由此所产生的裂纹，也多为沿第二方向002延伸的裂纹。因为沿第一方向001延伸的裂纹并不会造成导电银层20的导电通路的断开，因此本申请柔性线路板100更多关注于消除沿第二方向002延伸的裂纹现象。因此，虽然如图6所示，如果产生与第二方向002呈45度倾斜的裂纹，并沿45度的角度在第三导电区203中延伸，可能造成该裂纹沿网格导电线21不断延伸并贯穿第三导电区203的情况。但出于裂纹产生原理的考虑，柔性线路板100中并不容易产生与第二方向002呈45度倾斜的裂纹。因此镂空区40的菱形设置，以及阵列状的排列方式，都可以相对有效的防止裂纹沿第二方向002延伸，并保证整个导电银层20的导通性能。

在一种实施例中，正方形的镂空区40的边长控制在1-2mm之间，包括端点。镂空区40的边长过长容易造成网格导电线21的长度过长，可能降低网格导电线21的结构强度，造成裂纹频繁出现。

一种实施例，相邻两个镂空区40之间的最小距离为0.5-1mm。该距离可以解释为沿第二方向002上相邻的两个镂空区40的相对两直角401之间的距离，也可以解释为相邻两个镂空区40之间平行侧边之间的垂直距离，或描述为相邻两个镂空区40之间形成的网格导电线21之间的宽度距离。控制沿第二方向002上相邻的两个镂空区40的相对两直角401之间的距离，可以避免因为直角形状过于靠近而造成的应力集中的叠加而造成的裂纹现象。控制网格导电线21之间的宽度距离，有利于控制网格导电线21的长宽比，进而提升网格导电线21的结构强度，同样可以避免裂纹频繁出现的情况。

如图2、图6所示，在垂直于第一方向001的第二方向002上，连接区103内的导电银层20包括相对的第一侧边211和第二侧边212。第一侧边211和第二侧边212均为第三导电区203沿第一方向001延伸的侧边边界。为了避免在第三导电区203的侧边边界处出现应力集中的情况，还需要设置第一侧边211和第二侧边212的宽度尺寸d大于或等于0.5mm。保持第一侧边211和第二侧边212的宽度尺寸d，有利于避免导电银层20在连接区103的边缘形成尖角，导致导电银层20易于在侧边边界处出现裂纹。

在图2的实施例中，导电银层20沿第二方向002被分隔为三段沿第一方向001延伸的导电面积，因此第三导电区203处会出现三对相对置的第一侧边211和第二侧边212。可以理解的，对于每一对第一侧边211和第二侧边212，都需要设置其宽度尺寸d大于或等于0.5mm，以避免裂纹的产生。

一种实施例，导电银层20采用网版印刷的方式制作于基材10上，可以使得导电银层20与基材10之间形成更好的附着力。同时基于网版印刷的工艺特性，设置导电银层20的厚度大于或等于10μm，可以保证导电银层20的印刷质量。

一种实施例，控制保护层40的厚度H满足30μm≤H≤60μm。保护层40的厚度控制有利于对导电银层20提供更好的保护功能。

请参见图7的实施例，基材10包括相对的第一面11和第二面12，在第一面11上依次层叠有导电银层20、粘结层30以及保护层40之外，第二面12上也依次层叠了导电银层20、粘结层30以及保护层40。也即导电银层20、粘结层30以及保护层40分别对称设置于第一面11和第二面12上。由此，本申请柔性线路板100的正反两面都设置了导电结构，可以实现更多电信号的传输功能。

本申请还涉及一种电子设备(图中未示)，电子设备为可弯折电子设备。电子设备包括弯折段(图中未示)以及上述的柔性线路板100。其中柔性线路板100的连接区103对应电子设备的弯折段设置，连接区103的弯折位置和弯折方向都与电子设备的弯折段位置和弯折方向相同。可以理解的，本申请电子设备在弯折时，其弯折段因为对应到本申请柔性线路板100的连接区103，而获得了更好的弯折特性，以及更长的弯折寿命。电子设备的使用寿命也随之得到增长。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种柔性线路板，其特征在于，包括基材，以及依次层叠于所述基材上的导电银层、粘结层以及保护层，所述基材和所述保护层均采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶制备，所述粘结层用于粘结所述基材与所述保护层，所述柔性线路板包括第一区域和第二区域，以及连接于所述第一区域和所述第二区域之间的连接区，所述导电银层完全覆盖于所述第一区域和所述第二区域，且所述导电银层还以镂空的网格状覆盖于所述连接区。

2.根据权利要求1所述的柔性线路板，其特征在于，覆盖于所述连接区内的导电银层设有多个镂空区，所述多个镂空区大小相同且阵列排列，以使得所述导电银层以镂空的网格状覆盖于所述连接区内。

3.根据权利要求2所述的柔性线路板，其特征在于，所述镂空区为正方形，所述第一区域和所述第二区域沿第一方向布置，正方形的所述镂空区的一条对角线与所述第一方向平行设置，以使得所述镂空区呈菱形排列。

4.根据权利要求3所述的柔性线路板，其特征在于，正方形的所述镂空区的边长为1-2mm。

5.根据权利要求3所述的柔性线路板，其特征在于，相邻两个所述镂空区之间的最小距离为0.5-1mm。

6.根据权利要求3所述的柔性线路板，其特征在于，所述连接区的所述导电银层在第二方向上包括相对的第一侧边和第二侧边，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述第一侧边和所述第二侧边的宽度尺寸大于或等于0.5mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的柔性线路板，其特征在于，所述导电银层采用网版印刷制作于所述基材上，所述导电银层的厚度大于或等于10μm。

8.根据权利要求1-6任一项所述的柔性线路板，其特征在于，所述保护层的厚度为H，且满足30μm≤H≤60μm。

9.根据根据权利要求1-6任一项所述的柔性线路板，其特征在于，所述粘结层为无基材双面胶。

10.根据权利要求1-6任一项所述的柔性线路板，其特征在于，所述基材包括相对的第一面和第二面，所述导电银层、所述粘结层以及所述保护层分别对称设置于第一面和所述第二面上。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括弯折段以及权利要求1～10任一项所述的柔性线路板，所述柔性线路板的所述连接区对应所述弯折段的位置设置。

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