CN113453390A

CN113453390A - 具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法

Info

Publication number: CN113453390A
Application number: CN202110090436.4A
Authority: CN
Inventors: 宫本雅郎; 青山隼辅
Original assignee: Japan Metron Corp
Current assignee: Japan Metron Corp; Nippon Mektron KK
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2021-09-28
Also published as: JP7437993B2; DE102021201659A1; TW202137812A; JP2021157940A; US20210307118A1

Abstract

本发明提供具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法。所述加热器由柔性印刷布线板构成，所述柔性印刷布线板由基膜、第一金属箔和第二金属箔构成，所述第一金属箔将通过通电发热的加热器电路部形成在所述基膜的第一面上，并且，所述第二金属箔将保持非通电状态的热传导箔部形成在所述基膜的第二面上。

Description

具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法

相关申请的交叉参考

本申请基于2020年03月26日向日本特许厅提交的日本专利申请2020-056364号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法。

背景技术

以往，为了加热汽车的前挡风玻璃等，使用薄膜状加热器。近年来，正在开发高级驾驶辅助系统(ADAS)。并且，为了检测用照相机的镜头或者前挡风玻璃防雾，采用薄膜状加热器的必要性增加了。以下，参照图7以及图8对通常的薄膜状加热器及其制造方法进行说明。图7以及图8是通常的薄膜状加热器的制造工序图。

首先，使用通过通电发热的材料，形成加热线510(参照图7A)。作为加热线510所采用的材料的例子，可以例举镍-铬合金、SUS、铝、铂、铁以及镍的合金以及纯金属。接着，在加热线510的两个面上分别设置第一绝缘薄膜521、第二绝缘薄膜522。夹着加热线510的第一绝缘薄膜521以及第二绝缘薄膜522通过设置在这些薄膜之间的粘着剂层523粘合(参照图7B)。然后，通过粘着剂层532将用于均匀化加热温度分布的均热板531粘贴在第二绝缘薄膜522的表面上(图7C参照)。此外，图7A是加热线510的俯视图。图7B、图7C是制造加热器的过程中的中间制品的示意断面图。

接着，在第一绝缘薄膜521的表面安装电子元件530，使其与加热线510电连接(参照图8A)。图示的例子表示只安装一个电子元件530的绝缘薄膜。但是，也可以安装多个电子元件。此外，作为电子元件530的一个例子，能够例举温度保险丝。然后，通过铆接法或者焊接等各种方法，导线线束540与加热线510电连接(参照图8B)。并且，连接器550经由压接销(未图示)电连接到导线线束540的端部上。该连接器550连接到具备用于对加热线510进行通电的电源、或者用于进行温度控制的控制装置的装置上。通过以上的制造工序，得到加热器500。此外，图8A以及图B是制造加热器的过程中的中间制品的俯视图。图8C是成品加热器500的俯视图。

以上的用于得到加热器500的制造工序需要粘贴均热板531的工序和安装导线线束540的工序。因此，包含许多制造工序。此外，粘着剂层523、第二绝缘薄膜522以及粘着剂层532介于加热线510和均热板531之间。因此，热传导性低。并且，还担心均热板531对第二绝缘薄膜522的粘贴情况缺乏可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供能够削减制造工序数的具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法。

在本发明的实施方式中，为了解决上述问题，采用了以下方法。

即，本发明的加热器由柔性印刷布线板构成，所述柔性印刷布线板由基膜、第一金属箔和第二金属箔构成，所述第一金属箔将通过通电发热的加热器电路部形成在所述基膜的第一面上，并且，所述第二金属箔将保持非通电状态的热传导箔部形成在所述基膜的第二面上。

按照本实施方式，由第二金属箔形成热传导箔部。因此，不需要另外安装均热板等用于热传导的部件的工序。另外，在加热器电路部和热传导箔部之间只存在有基膜。因此，能够提高从加热器电路部到热传导箔部的热传导性。

所述热传导箔部可以覆盖隔着所述基膜与所述第一面中设置有所述加热器电路部的整个区域相对应的所述第二面的区域。

另外，所述加热器电路部由具有一定的线宽且蜿蜒的加热线构成，所述加热线可以等间隔地配置。

另外，第一金属箔可以形成用于对所述加热器电路部通电的通电部。

由此，也不需要安装导线线束的工序。

并且，所述加热器具备：第一覆盖膜以及第二覆盖膜，分别覆盖第一金属箔的表面以及第二金属箔的表面；至少一个电子元件，配置在第一覆盖膜的正面，且设置为能够与第一金属箔电连接的状态；以及连接器，设置为能够与所述通电部电连接的状态。

本发明的具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法，依次包括蚀刻工序和层叠工序，所述蚀刻工序包含：蚀刻基膜，所述基膜的第一面上具备第一金属箔，且第二面上具备第二金属箔；利用第一金属箔的一部分形成通过通电发热的加热器电路部；以及利用第二金属箔的一部分形成保持非通电的状态的热传导箔部，所述层叠工序包含：设置覆盖第一金属箔的表面的第一覆盖膜和覆盖第二金属箔的表面的第二覆盖膜。

按照本实施方式，通过蚀刻工序形成加热器电路部和热传导箔部。因此，能够减少制造工序数量。

所述热传导箔部分可以覆盖隔着所述基膜与所述第一面中设置有所述加热器电路部的整个区域相对应的所述第二面的区域。

在所述蚀刻工序中，第一金属箔的一部分可以形成对所述加热器电路部通电的通电部。

由此，通过蚀刻工序还形成通电部。因此，能够进一步减少制造工序数量。

本发明的具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法还包含接着所述层叠工序的回流焊工序，所述回流焊工序可以通过回流焊设置配置在所述第一覆盖膜的表面且与第一金属箔电连接的至少一个电子元件以及与所述通电部电连接的连接器。

由此，在回流焊工序中，能够进行电子元件和连接器的安装。因此，能够进一步削减制造工序数量。

此外，能够尽可能地组合使用上述各构成。

如上所述，按照本实施方式，能够削减制造工序数量。

附图说明

图1A以及1B是本发明实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的制造工序图。

图2A～2C是本发明实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的制造工序图。

图3A～3C是本发明实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的制造工序图。

图4A～4C是本发明实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的制造工序图。

图5A～5C是本发明实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的制造工序图。

图6A以及6B是表示加热器电路部的变形例的俯视图。

图7A～7C是通常的薄膜状加热器的制造工序图。

图8A～8C是通常的薄膜状加热器的制造工序图。

具体实施方式

在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。

以下参照附图，例示性地详细说明本实施方式。但是，只要没有特殊的记载，该实施方式中记载的组成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等并不限定本实施方式的范围。

(实施方式)

参照图1A～图5C，对本实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法进行说明。图1A～图5C是本实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的制造工序图。此外，本实施方式的加热器10能够适用于加热检测用照相机的镜头或者前挡风玻璃。另外，本实施方式的加热器10不仅可以加热构成汽车的各种部件，也能够适用于汽车以外的各种装置。本实施方式的加热器10具有柔性。因此，可以使加热器10向各个方向弯曲。由此，即使对于弯曲的部分，加热器10也能够沿着其弯曲面粘贴、使用。

(加热器)

尤其是，参照图5A～图5C，对本实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器的构成进行说明。图5A～图5C表示成品加热器10。此外，图5A是加热器10的俯视图。图5B是加热器10的示意断面图(相当于图5A中的EE断面图)。图5C是加热器10的仰视图。

本实施方式的加热器10大致由用于对加热对象部进行加热的加热部250、电布线部260、设置在加热部250中的电子元件310以及设置在电布线部260的端部的连接器320构成。图示的例子只表示了一个电子元件310。但是，也可以根据加热器10的用途，设置多个电子元件。作为电子元件310的具体例子，能够例举用于进行温度控制的热敏阻、PTC元件等芯片部件以及温度保险丝等。另外，为了与具备用于对加热器电路部121进行通电的电源、或者用于进行温度控制的控制装置的装置(未图示)相连接，设置有连接器320。

下面，对加热器10中的加热部250以及电布线部260的内部结构进行说明。本实施方式的加热器10具备基膜110、设置在基膜110的第一面上的加热器电路部121和通电部122、123(参照图2A～图2C)，以及设置在基膜110的第二面上的作为热传导箔部的均热板部131。加热器电路部121通过通电部122、123从与连接器320相连接的装置(未图示)通电。由此进行发热，构成加热器电路部121。另外，均热板部131保持非通电状态。该均热板部131以夹着基膜110、覆盖对应整个所述第一面中的设置加热器电路部121的区域的、所述第二面的区域的方式设置。由此，加热器电路部121发热，并经由基膜110，加热均热板部131。并且，设置均热板部131的区域(相当于设置加热器电路部121的区域)整体被均匀地加热。此外，所述加热部250相当于设置这些加热器电路部121以及均热板部131的区域部分。另外，所述电布线部260相当于设置通电部122、123的区域部分。

并且，加热器10还具备覆盖加热器电路部121以及通电部122、123的表面的第一覆盖膜211。该第一覆盖膜211通过第一粘着剂层212粘贴在基膜110上，以使加热器电路部121以及通电部122、123夹在中间。该第一覆盖膜211上设置有开口部211a、211b，用于露出加热器电路部121的一部分，以及通电部122、123的一部分。并且，设置在第一覆盖膜211的表面上的电子元件310与加热器电路部121电连接。该电子元件310与通过开口部211a露出的加热器电路部121相连接。另外，上述的连接器320也与通电部122、123电连接。该连接器320也与通过开口部211b露出的通电部122、123相连接。

另外，加热器10也具备覆盖均热板部131表面的第二覆盖膜221。该第二覆盖膜221通过第二粘着剂层222粘贴在基膜110上，以使均热板部131夹在中间。

(具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法)

按制造工序的顺序，对具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法进行说明。

[原材料]

图1A和图1B表示为了制造本实施方式的加热器10使用的原材料100。图1A是表示原材料100的一部分的俯视图。图1B是原材料100的示意断面图(图1A中的AA断面图)。

该原材料100是市售的、通常称为双面覆铜箔层压板。该原材料100在基膜110的两个面上分别具备第一金属箔120和第二金属箔130。基膜110由具有绝缘性和柔性的树脂材料(例如，聚酰亚胺(PI)或者聚萘二甲酸乙二醇酯)构成。另外，第一金属箔120和第二金属箔130由铜箔构成。具有这种构成的原材料100具有柔性。因此，能够使原材料100向各方向弯曲。

[蚀刻工序]

使用光刻技术等方法，分别在原材料100的两个面上，形成用于形成加热器电路部121以及通电部122、123的抗蚀剂图案(成为掩膜的部分)，和用于形成热传导箔部(均热板部131)的抗蚀剂图案。然后，进行蚀刻。由此，去除不需要的铜箔。这样，形成加热器电路部121、通电部122、123以及均热板部131。即，通过第一金属箔120的一部分，形成加热器电路部121以及通电部122、123。并且，通过第二金属箔130的一部分形成均热板部131。此外，这些加热器电路部121、通电部122、123以及均热板部131通过蚀刻法大致同时形成。图2A～图2C表示进行蚀刻工序后的第一中间制品100X。图2A是第一中间制品100X的俯视图。图2B是第一中间制品100X的断面图(图2A中的BB断面图)。图2C是第一中间制品100X的仰视图。

在本实施方式中，加热器电路部121中的加热线以其线宽一定的方式设置。另外，加热器电路部121以至少设置1列由等间隔配置的加热线蜿蜒而成的区域(蜿蜒区域121X)的方式构成(参照图2A)。此外，在本实施方式中，设置有4列蜿蜒区域121X。但是，不用说，加热器电路部121的图案不限定于图示的例子。此外，作为用于形成抗蚀剂图案的方法，不限定于光刻技术，能够采用各种公知技术。

[层叠工序]

蚀刻工序后，设置覆盖第一金属箔120(相当于加热器电路部121以及通电部122、123)的表面的第一覆盖膜211，以及覆盖第二金属箔130(相当于均热板部131)的表面的第二覆盖膜221。第一覆盖膜211通过第一粘着剂层212粘贴到基膜110上，以使加热器电路部121以及通电部122、123夹在中间。另外，第二覆盖膜221通过第二粘着剂层222粘贴在基膜110上，以使均热板部131夹在中间。第一覆盖膜211以及第二覆盖膜221也与基膜110相同，由具有绝缘性以及柔性的树脂材料构成。此外，第一覆盖膜211如上所述，设置有开口部211a、211b。

图3A～图3C表示层叠工序后的第二中间制品200。图3A是第二中间制品200的俯视图，图3B是第二中间制品200的断面图(图3A中的CC断面图)，图3C是第二中间制品200的仰视图。能够采用各种公知技术，作为用于设置第一覆盖膜211以及第二覆盖膜221的层叠方法。因此，省略其说明。此外，第二中间制品200相当于柔性印刷布线板。

[回流焊工序(安装工序)]

在层叠工序后，对第二中间制品200即柔性印刷布线板安装电子元件310以及连接器320。首先，经由开口部211a、211b，对第一金属箔120(相当于加热器电路部121以及通电部122、123)露出的部分，进行镀金处理或者水溶性预焊剂处理等表面处理。然后，在回流焊炉内进行焊接。由此，安装各种部件。即，在本实施方式中，利用回流焊接，电子元件310经由开口部211a与加热器电路部121相连接。并且，连接器320经由开口部211b与通电部122、123相连接。因此，在一个工序中能够大致同时进行电子元件310的安装和连接器320的安装。图4A是该中间制品的俯视图。图4B是该中间制品的断面图(图4A中的DD断面图)。图4C是该中间制品的仰视图。

[切割工序]

在回流焊工序后，切割该中间制品，以使从第二中间制品200得出加热器10的外形。由此，得到如上述图5A～图5C所示的成品加热器10。此外，能够从一个原材料100制造多个加热器10。

(本实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器及其制造方法的优点)

按照本实施方式的具有柔性印刷布线板的加热器10及其制造方法，能够通过第二金属箔130形成作为热传导箔部的均热板部131。因此，不需要另外安装均热板等用于热传导的部件的工序。即，能够通过蚀刻工序，大致同时地形成加热器电路部121和均热板部131。其结果，能够减少制造工序数量。另外，在加热器电路部121和均热板部131之间只有基膜110。因此，能够提高从加热器电路部121到均热板部131的热传导性。并且，均热板部131由作为原材料100的部件预先粘贴到基膜110上的第二金属箔130形成。因此，也减少了均热板部131从基膜110上剥离的可能性。

另外，用于对加热器电路部121通电的通电部122、123由第一金属箔120形成。即，通过蚀刻工序，大致同时地形成加热器电路部121、通电部122、123。因此，不需要像以往那样安装导线线束的工序。由此，能够减少零件数量，并且减少制造工序数量。

并且，在本实施方式中，能够在回流焊工序中，安装电子元件310和连接器320。因此，能够进一步削减制造工序数量。此外，在本实施方式的加热器10中，柔性印刷布线板上不设置通孔。由此，不需要用于设置通孔的工序。不仅如此，一般来说，若形成通孔电镀，则导体部分的膜厚容易产生偏差。其结果，有可能对温度分布的均匀化产生影响。但是，在本实施方式中，由于不设置通孔，所以也不会产生这种可能。

(其他)

加热器电路部121的图案不限定于所述图2A中表示的例子。能够采用各种图案。参照图6A～图6B对其中的一个例子进行说明。此外，为了说明方便起见，图6A～图6B中表示了第一中间制品(蚀刻工序后的制品)。

例如，如图6A所示，能够采用如下构成：在基膜110的设置加热器电路部121的面侧设置能够保持非通电的状态的多个热传导箔部125。如果采用这样的构成，则能够使加热部250中温度分布更进一步均匀化。并且，即使在相同的通电量下，与图2A所示的图案相比，也能够提高加热温度。

另外，如图6B所示，在加热器电路部121的蜿蜒区域121X中，也能够采用在多处设置将相邻的加热线短路的连结部126的构成。由此，在加热器电路部121中设置有因通电而发热量高的部分、和因通电而发热量低的部分，即，发挥低传热功能的热传导箔部121Y。此外，在热传导箔部121Y中，尽管流过一点点电流，但是通过通电几乎不发热。另外，从加热器电路部121去除多个热传导箔部121Y的部分相当于上述的发热部分。如果采用这样的构成，则与其他区域相比，能够在设置多个热传导箔部121Y的附近均匀地降低加热温度。因此，在根据使用环境所要求的加热温度因场所而不同的情况下，能够优选采用这样的结构。

在上述实施方式中，例示了为了使加热部250整体温度均匀化，由均热板部131构成热传导箔部的情况。但是，根据加热器的用途，有时期望只对加热部的一部分均匀地升高温度，对于其他部分设定为较低的温度。因此，也能够采用只在加热部250(设置加热器电路部121的区域)中的一部分上设置有热传导箔部的结构。例如，也可以采用只在设置有加热器电路部121的区域中的一半区域设置热传导箔部的结构。或者，可以采用沿着设置有加热器电路部121的矩形区域的4边设置热传导箔部而在中央不设置的结构。

出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。

Claims

1.一种加热器，其特征在于，

由柔性印刷布线板构成，

所述柔性印刷布线板由基膜、第一金属箔以及第二金属箔构成，

所述第一金属箔将通过通电发热的加热器电路部形成于所述基膜的第一面上，并且，

所述第二金属箔将保持非通电状态的热传导箔部形成于所述基膜的第二面上。

2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，

所述热传导箔部覆盖隔着所述基膜与所述第一面中设置有所述加热器电路部的整个区域相对应的所述第二面的区域。

3.根据权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，

所述加热器电路部由具有一定的线宽且蜿蜒的加热线构成，

所述加热线等间隔地配置。

4.根据权利要求1、2或3所述的加热器，其特征在于，

第一金属箔还形成用于对所述加热器电路部通电的通电部，

5.根据权利要求4所述的加热器，其特征在于，包括：

第一覆盖膜，覆盖第一金属箔；

第二覆盖膜，覆盖第二金属箔；

至少一个电子元件，配置在第一覆盖膜的表面上，并且与第一金属箔电连接；以及

连接器，电连接到所述通电部上。

6.一种具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法，其特征在于，

依次包括蚀刻工序和层叠工序，

所述蚀刻工序包含：

蚀刻基膜，所述基膜的第一面上具备第一金属箔，且第二面上具备第二金属箔；

利用第一金属箔的一部分形成通过通电发热的加热器电路部；以及

利用第二金属箔的一部分形成保持非通电的状态的热传导箔部，

所述层叠工序包含：

设置覆盖第一金属箔的表面的第一覆盖膜和覆盖第二金属箔的表面的第二覆盖膜。

7.根据权利要求6所述的具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法，其特征在于，

8.根据权利要求6或7所述的具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法，其特征在于，

在所述蚀刻工序中，第一金属箔的一部分形成对所述加热器电路部通电的通电部。

9.根据权利要求8所述的具有柔性印刷布线板的加热器的制造方法，其特征在于，

还包含接着所述层叠工序的回流焊工序，

所述回流焊工序包含：

通过回流焊设置配置在所述第一覆盖膜的表面且与第一金属箔电连接的至少一个电子元件以及与所述通电部电连接的连接器。