CN113543526A - 盲孔加工方法及fpc多层板 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于柔性线路板技术领域，提出一种盲孔加工方法，包括：提供FPC多层板，其包括外层板体、内层板体和介质层，介质层包括覆盖在内层板体上的覆盖膜和设于覆盖膜上的胶层；FPC多层板具有预设盲孔区域；依据预设盲孔区域的直径，在预设盲孔区域的中部设定中心区域；用第一设定量的激光，对中心区域进行开窗，并使中心区域内的部分介质层发生碳化并汽化；用第二设定量的激光，对预设盲孔区域进行开窗；清除预设盲孔区域内的介质层，获得贯穿外层板体、胶层和覆盖膜的盲孔。本申请同时提出一种FPC多层板。上述盲孔加工方法及FPC多层板可解决因CVL热熔物导致产品不良的问题。

Description

盲孔加工方法及FPC多层板
技术领域
本发明涉及柔性电路板技术领域，特别涉及一种盲孔加工方法及FPC多层板。
背景技术
目前，在制作含有覆盖膜(CVL)的FPC多层板时，需要在FPC多层板上加工盲孔。常规的盲孔加工方法为先利用激光开铜，去除盲孔区域中的铜盖，然后再清除盲孔区域的胶层和覆盖膜。其中，在激光开铜的步骤中，激光切割路径下盲孔内部的部分材料汽化，在切割完成后，盲孔的铜盖被材料汽化形成的气体冲开而完成开铜。
然而，由于激光切割路径通常位于盲孔的周侧，盲孔中部的覆盖膜可能无法完全碳化，则在冲出的气体中会夹杂部分未有效碳化的CVL热熔物，CVL热熔物飞溅至孔口周边且紧密粘附在基材铜上。在FPC多层板进行镀铜后，孔口处的镀铜层与基材铜会被CVL热熔物隔离开，引起镀铜异常；镀铜层与基材铜之间的结合力不佳，后续容易造成器件脱落等功能性的品质不良；另在，在制作图形线路时，CVL热熔物会阻隔蚀刻药水，容易导致图形短路不良的风险。
发明内容
本申请提供了一种盲孔加工方法及FPC多层板，以解决盲孔制作过程中因存在CVL热熔物导致产品不良的问题。
本申请实施例提出一种盲孔加工方法，包括：
提供FPC多层板，所述FPC多层板包括外层板体、内层板体和设于所述外层板体和所述内层板体之间的介质层，所述介质层包括覆盖在所述内层板体上的覆盖膜和设于所述覆盖膜上的胶层；所述FPC多层板具有预设盲孔区域；
依据所述预设盲孔区域的直径，在所述预设盲孔区域的中部设定中心区域，所述中心区域的直径小于所述预设盲孔区域的直径；
用第一设定量的激光，对所述中心区域进行开窗，并使所述中心区域内的部分介质层发生碳化并汽化；
用第二设定量的激光，对所述预设盲孔区域进行开窗；
清除所述预设盲孔区域内的介质层，获得贯穿所述外层板体、所述胶层和所述覆盖膜的盲孔。
在一实施例中，所述中心区域的开窗孔径为所述预设盲孔区域的直径的50％-65％。
在一实施例中，在依据预设盲孔区域的直径，在所述预设盲孔区域的中部设定中心区域的步骤中，同时在所述预设盲孔区域中设定n个半成型小孔区域，n个半成型小孔区域的直径依次增大，n为大于等于1的整数；
在对中心区域进行开窗后，所述盲孔加工方法还包括：依次对n个半成型小孔区域进行开窗。
在一实施例中，以同心圆轨迹的激光加工方式对所述中心区域、所述半成型小孔区域和所述预设盲孔区域进行开窗；
多次开窗步骤中的激光路径同心且间隔设置。
在一实施例中，所述第一设定量的钻孔孔径等于所述中心区域的直径，钻孔功率为1.6-2.0W，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为15-18μm。
在一实施例中，所述第二设定量的钻孔孔径等于所述预设盲孔区域的直径，钻孔功率设定为2.2-2.6W，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为18-20μm。
在一实施例中，清除所述预设盲孔区域内的介质层，包括：
依据所述介质层的厚度，利用至少两次激光加工步骤来清除所述预设盲孔区域内的介质层。
在一实施例中，利用至少两次激光加工步骤，来清除所述预设盲孔区域内的介质层，包括：
用第三设定量的激光，以螺旋线轨迹的激光加工方式，清除所述预设盲孔区域内的部分介质层；
用第四设定量的激光，以螺旋线轨迹的激光加工方式，清除所述预设盲孔区域内的剩余介质层。
在一实施例中，所述第三设定量的清胶孔径等于所述预设盲孔区域的孔径，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为20-30μm，螺旋内径为12-16μm；所述第四设定量与所述第三设定量相同。
本申请还提出一种FPC多层板，包括采用如上任一项实施例所述的盲孔加工方法加工而成的盲孔。
上述盲孔加工方法中，先用第一设定量的激光，对所述中心区域进行开窗，并使所述中心区域内的部分介质层发生碳化并汽化；再用第二设定量的激光，对所述预设盲孔区域进行开窗，能够使盲孔内的介质层完全碳化，避免盲孔中间位置的介质材料因温度不够而未被完全碳化，防止CVL热熔物的出现所引起的孔口残胶异常，进而避免因CVL热熔物导致的功能性异常和图形短路等不良现象。
上述FPC多层板包括利用上述盲孔加工方法来加工的盲孔，可避免盲孔内介质层因无法完全碳化而形成CVL热熔物，进而功能性异常和图形短路等不良，具有较好的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的盲孔加工方法的流程图；
图2A至图2D是本发明一实施例提供的盲孔加工过程的示意图；
图3是本发明实施例提供的盲孔加工方法中激光路径的示意图；
图4A至图4C是本发明另一实施例提供的盲孔过程的示意图；
图5是本发明另一实施例提供的盲孔加工方法中激光路径的示意图；
图6A至图6C是本发明再一实施例提供的盲孔加工过程的示意图。
图中标记的含义为：
100、FPC多层板；11、外层基材；12、外层金属层；
10、外层板体；
20、内层板体；
30、介质层；31、覆盖膜；311、覆盖层；312、粘接层；32、胶层；
200、预设盲孔区域；
210、中心区域；
220、半成型小孔区域；
310、第一激光路径；
320、第二激光路径；
330、第三激光路径。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以是直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。
为了说明本发明所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。
请参照图1，本申请实施例提出一种盲孔加工方法，用于在FPC多层板中加工盲孔。盲孔加工方法包括以下步骤。
步骤S110：提供FPC多层板。
请参照图2A，FPC多层板100包括外层板体10、内层板体20和设于外层板体10和内层板体20之间的介质层30，介质层30包括覆盖在内层板体20上的覆盖膜31和设于覆盖膜31上的胶层32，胶层32用于粘结外层板体10与内层板体20。FPC多层板100具有预设盲孔区域200，预设盲孔区域200为需要加工盲孔的区域。
外层板体10、内层板体20可为单面板或双面板，本申请对此不作限制；覆盖膜31可为一层或多层，依据需要进行设置。
如图2A所示，外层板体10包括外层基材11和设于外层基材11上的外层金属层12；内层板体20包括内层基材和设于内层基材上的内层金属层；覆盖膜31包括覆盖层311和粘接层312，覆盖层311可为聚酰亚胺(Polyimide，PI)层，且粘接层312可为AD胶层，但不限于此。可以理解，FPC多层板100还包括位于内层板体20背离外层板体10一侧的一层或多层板体，由于盲孔无需贯穿内层板体20，在此省略示意。
在一实施例中，FPC多层板100的制作包括以下步骤。
(1)开料：整卷送料至内层图形；
(2)内层图形线路：在内层板体20上蚀刻出内层图形线路；
(3)内层冲孔：冲出内层板体20与覆盖膜31贴合时所用的定位孔；
(4)内层裁切：将卷料裁切成片料；
(5)内层AOI：扫描确认内层板体20板的品质；
(6)内层贴覆盖膜31：将内层板体20与覆盖膜31进行贴合；
(7)压合：将内层板体20与覆盖膜31进行压合；
(8)冲孔：在内层板体20上冲出与外层板体10叠板时所用的定位孔；
(9)叠板压合：使用冲出的定位孔进行定位，将内层板体20与外层板体10进行叠板和压合；
(10)X-Ray钻靶涨缩分类：对叠板压合后的产品进行涨缩分类。
可以理解，FPC多层板100的制作方法可依据叠构的情况进行调整，不限于此。
步骤S120：依据预设盲孔区域的直径，在预设盲孔区域的中部设定中心区域210，中心区域210的直径小于预设盲孔区域200的直径。
在一实施例中，中心区域210与预设盲孔区域200为同心圆，中心区域210设于预设盲孔区域200的中部。
可选地，中心区域210的开窗孔径为预设盲孔区域200的直径的50％-65％。如此，中心区域210所占的面积较大，第一次开窗步骤可使预设盲孔区域200中部的介质层30的材料完全碳化。
步骤S130：用第一设定量的激光，对中心区域210进行开窗，并使中心区域210内的部分介质层30发生碳化并汽化。
第一次开窗步骤可对中心区域210进行开窗，去除中心区域210外层板体10上的外层金属层12，开铜路径上的部分介质材料在高温作用下碳化并汽化。
在一实施例中，外层基材11为厚度为25um的PI基材，外层金属层12为厚度为7um的铜层；胶层32为厚度为25um的AD胶；覆盖膜31包括厚度为12.5um的PI层和厚度为15um的粘接层，预设盲孔区域200的直径为100um；第一设定量的钻孔孔径等于中心区域210的直径，钻孔功率为1.6-2.0W，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为15-18μm。可选地，设定Z轴补偿0-2mm，激光重复1-3次。通过采用上述第一设定量的激光，能够使开窗区域内的介质层30有效碳化并汽化。
步骤S140：用第二设定量的激光，对预设盲孔区域200进行开窗。
请参照图2B，第二次开窗步骤可对预设盲孔区域200进行开窗，去除中心区域210外围的外层金属层12，开铜路径上的部分介质材料同样在高温作用下碳化并汽化，避免盲孔中间位置的介质材料因温度不够不容易被完全碳化，防止CVL热熔物的出现后引起的孔口残胶异常。
在一实施例中，第二设定量的钻孔孔径等于预设盲孔区域200的直径，钻孔功率设定为2.2-2.6W，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为18-20μm。可选地，设定Z轴补偿0-2mm，激光重复1-3次。
可以理解，第一设定量、第二设定量可依据FPC多层板的材质和厚度进行调整。
在一实施例中，以同心圆轨迹的激光加工方式对中心区域210和预设盲孔区域200进行开窗；开窗步骤中的激光路径同心且间隔设置。请同时参照图3，利用第一激光路径310对中心区域210进行开窗，利用第二激光路径320对预设盲孔区域200进行开窗。
步骤S150：清除预设盲孔区域200内的介质层30，获得贯穿外层板体10、胶层32和覆盖膜31的盲孔。
请参照图2C和图2D，通过清除预设盲孔区域200内的介质层30，可露出内层板体20，获得贯穿外层板体10、胶层32和覆盖膜31的盲孔。
上述盲孔加工方法中，先用第一设定量的激光，对中心区域210进行开窗，并使中心区域210内的部分介质层30发生碳化并汽化；再用第二设定量的激光，对预设盲孔区域200进行开窗，能够使盲孔内的介质层30完全碳化，避免盲孔中间位置的介质材料因温度不够而未被完全碳化，防止CVL热熔物的出现所引起的孔口残胶异常，进而避免因CVL热熔物导致的功能性异常和图形短路等不良现象。
请再次参照图2C和图2D，在一实施例中，步骤S150清除预设盲孔区域200内的介质层30，包括：依据介质层30的厚度，利用至少两次激光加工步骤来清除预设盲孔区域200内的介质层30。本实施例增加了激光清胶的步骤，相较于一次清胶的步骤，可降低激光的能量，从而可减少加工过程中孔壁胶的内凹量，防止孔壁内凹量过大导致的镀铜异常，保证产品功能性。若孔壁内凹过大，会引起孔壁铜断裂、孔壁铜薄，会引起产品层间无法有效连接、层间阻值过大，导致传输信号弱、信号中断等问题，通过多次清胶，可以解决上述问题。
进一步的，步骤S150包括以下步骤。
首先，如图2C所示，用第三设定量的激光，以螺旋线轨迹的激光加工方式，清除预设盲孔区域200内的部分介质层30。其中，激光加工的区域等于预设盲孔区域200的孔径。
然后，如图2D所示，用第四设定量的激光，以螺旋线轨迹的激光加工方式，清除预设盲孔区域200内的剩余介质层30。同样的，激光加工的区域也等于预设盲孔区域200的孔径。
第三设定量、第四设定量可相同，也可依据需要调整为不同。较佳地，第三设定量和第四设定量均采用小能量的激光，可选地，激光功率小于2.0w，在一实施例中，激光功率为1.5～1.8w。
在一实施例中，第三设定量的清胶孔径等于预设盲孔区域200的孔径，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为20-30μm，螺旋内径为12-16μm；第四设定量与第三设定量相同。如此，第三设定量、第四设定量均采用小能量的激光，两次清胶步骤可清除孔内的覆盖膜31，又可避免孔内壁内凹量过大。
表1为一实施例中激光的设定量。可以理解，依据各层材质及厚度，激光的设定量可作出适应性变更。
表1激光的设定量
Figure BDA0003110265420000091
上述方法通过至少两次激光清胶的步骤，可减少加工过程中孔壁胶的内凹量，防止孔壁内凹量过大引起镀铜后孔铜断裂不良的产生。可以理解，若介质层30的厚度较大，可相应增加清胶次数，不限于两次清胶。
在一实施例中，在步骤S120依据预设盲孔区域200的直径，在预设盲孔区域200的中部设定中心区域210的步骤中，同时在预设盲孔区域200中设定n个半成型小孔区域，n个半成型小孔区域的直径依次增大，n为大于等于1的整数。可以理解，开窗的步骤可依据预设盲孔区域的直径大小变化而变化，预设盲孔区域的直径越大，半成型小孔区域的数量越大。
在对中心区域210进行开窗后，盲孔加工方法还包括：依次对n个半成型小孔区域进行开窗。
通过采用上述技术方案，可依据预设盲孔区域200的直径，进行多次开窗，从而使预设盲孔区域200中部的介质层30有效碳化，避免产生CVL热熔物。
请参照4A至图4C，当预设盲孔区域200的直径较大时，为避免盲孔中部的介质层30不能有效碳化，可在预设盲孔区域200中设定n个半成型小孔区域。在一实施例中，由内到外依次设置有中心区域210、1个半成型小孔区域220和预设盲孔区域200。在步骤S130后，对半成型小孔区域220进行开窗；然后进入步骤S140，对预设盲孔区域200进行开窗。
可选地，请参照图4A、图4B、图4C、图5，以同心圆轨迹的激光加工方式对中心区域210、半成型小孔区域220和预设盲孔区域200进行开窗；多次开窗步骤中的激光路径同心且间隔设置。如此，同心圆轨迹的激光能够切割开窗区域的周侧，开窗区域内部的介质层汽化，使开窗区域的外层金属层12被材料汽化形成的气体冲开而完成开铜；通过将多次开窗步骤中的激光路径同心设置，能够实现均匀地开窗。
如图5所示，每次开窗均采用同心圆轨迹的激光加工方式，步骤S120中，利用第一激光路径310对中心区域210进行开窗，利用第二激光路径320对半成型小孔区域220进行加工，以及利用第三激光路径330对预设盲孔区域200进行开窗，第一激光路径310、第二激光路径320、第三激光路径330为同心圆环且间隔设置。
在一实施例中，采用第一设定量对半成型小孔区域220进行开窗，可以理解，也可依据需要选择其他激光参数。
以下以具体实施例说明书上述盲孔加工方法。
实施例一
请参照图2A至图2D，提供FPC多层板100，包括外层板体10、内层板体20和设于外层板体10和内层板体20之间的介质层30，介质层30包括覆盖在内层板体20上的覆盖膜31和设于覆盖膜31上的胶层32；FPC多层板100具有预设盲孔区域200。
外层板体10包括外层基材11和设于外层基材11上的外层金属层12；内层板体20包括内层基材21和设于内层基材21上的内层金属层22；覆盖膜31包括PI层和粘接层。
在本实施例中，外层基材11为厚度为25um的PI基材，外层金属层12为厚度为7um的铜层；胶层32为厚度为25um的AD胶；覆盖膜31包括厚度为12.5um的PI层和厚度为15um的粘接层，预设盲孔区域200的直径为100um。
先用第一设定量的激光，对中心区域210进行开窗，开窗孔径为50-65um；再用第二设定量的激光，对预设盲孔区域200进行开窗，开窗孔径为100um。
接着，先用第三设定量的激光，进行第一次清胶；再用第四设定量的激光，进行第二次清胶，完成了盲孔的加工。
其中，第一设定量、第二设定量、第三设定量及第四设定量请参考表1。
实施例二
请参照图2A至图2D，实施例二与实施例一中的FPC多层板100相似，不同之处在于，预设盲孔区域200的直径为200um。
先用第一设定量的激光，对中心区域210进行开窗，开窗孔径为100um；再用第二设定量的激光，对预设盲孔区域200进行开窗，开窗孔径为200um。
接着，先用第三设定量的激光，进行第一次清胶；再用第四设定量的激光，进行第二次清胶，完成了盲孔的加工。
其中，第一设定量、第二设定量、第三设定量及第四设定量请参考表1。
实施例三
实施例三与实施例一中的FPC多层板100相似，不同之处在于，预设盲孔区域200的直径为300um。
请参照图4A至图4C，先用第一设定量的激光，对中心区域210进行开窗，开窗孔径为100um；再用第一设定量的激光，对半成型小孔区域220进行开窗，开窗孔径为200um；然后用第二设定量的激光，对预设盲孔区域200进行开窗，开窗孔径为300um。
接着，先用第三设定量的激光，进行第一次清胶；再用第四设定量的激光，进行第二次清胶，完成了盲孔的加工。
其中，第一设定量、第二设定量、第三设定量及第四设定量请参考表1。
实施例四
请参照图6A至图6C，实施例四与实施例二中的FPC多层板100相似，不同之处在于，介质层30包括叠设的两层覆盖膜31，每层覆盖膜31均包括厚度为12.5um的PI层与厚度为15um的粘接层。
先用第一设定量的激光，对中心区域进行开窗，开窗孔径为100um；再用第二设定量的激光，对预设盲孔区域200进行开窗，开窗孔径为200um。
接着，如图6A所示，先用第三设定量的激光，进行第一次清胶；如图6B所示，再用第三设定量的激光，进行第二次清胶；如图6C所示，再用第四设定量的激光，进行第三次清胶，完成了盲孔的加工。
其中，第一设定量、第二设定量、第三设定量及第四设定量请参考表1。
本申请还提出一种FPC多层板100，包括采用如上任一项实施例的盲孔加工方法加工而成的盲孔。
本申请提出的FPC多层板100，利用上述盲孔加工方法来加工盲孔，可避免盲孔内介质层30因无法完全碳化而形成CVL热熔物，进而避免贴件不良、制作外层图形时的短路不良等缺陷，具有较好的品质。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盲孔加工方法，其特征在于，包括：
提供FPC多层板，所述FPC多层板包括外层板体、内层板体和设于所述外层板体和所述内层板体之间的介质层，所述介质层包括覆盖在所述内层板体上的覆盖膜和设于所述覆盖膜上的胶层；所述FPC多层板具有预设盲孔区域；
依据所述预设盲孔区域的直径，在所述预设盲孔区域的中部设定中心区域，所述中心区域的直径小于所述预设盲孔区域的直径；
用第一设定量的激光，对所述中心区域进行开窗，并使所述中心区域内的部分介质层发生碳化并汽化；
用第二设定量的激光，对所述预设盲孔区域进行开窗；
清除所述预设盲孔区域内的介质层，获得贯穿所述外层板体、所述胶层和所述覆盖膜的盲孔。
2.如权利要求1所述的盲孔加工方法，其特征在于：所述中心区域的开窗孔径为所述预设盲孔区域的直径的50％-65％。
3.如权利要求1所述的盲孔加工方法，其特征在于：在依据预设盲孔区域的直径，在所述预设盲孔区域的中部设定中心区域的步骤中，同时在所述预设盲孔区域中设定n个半成型小孔区域，n个半成型小孔区域的直径依次增大，n为大于等于1的整数；
在对中心区域进行开窗后，所述盲孔加工方法还包括：依次对n个半成型小孔区域进行开窗。
4.如权利要求3所述的盲孔加工方法，其特征在于：以同心圆轨迹的激光加工方式对所述中心区域、所述半成型小孔区域和所述预设盲孔区域进行开窗；
多次开窗步骤中的激光路径同心且间隔设置。
5.如权利要求1所述的盲孔加工方法，其特征在于：所述第一设定量的钻孔孔径等于所述中心区域的直径，钻孔功率为1.6-2.0W，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为15-18μm。
6.如权利要求1所述的盲孔加工方法，其特征在于：所述第二设定量的钻孔孔径等于所述预设盲孔区域的直径，钻孔功率设定为2.2-2.6W，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为18-20μm。
7.如权利要求1-6中任一项所述的盲孔加工方法，其特征在于：清除所述预设盲孔区域内的介质层，包括：
依据所述介质层的厚度，利用至少两次激光加工步骤来清除所述预设盲孔区域内的介质层。
8.如权利要求7所述的盲孔加工方法，其特征在于：利用至少两次激光加工步骤，来清除所述预设盲孔区域内的介质层，包括：
用第三设定量的激光，以螺旋线轨迹的激光加工方式，清除所述预设盲孔区域内的部分介质层；
用第四设定量的激光，以螺旋线轨迹的激光加工方式，清除所述预设盲孔区域内的剩余介质层。
9.如权利要求8所述的盲孔加工方法，其特征在于：所述第三设定量的清胶孔径等于所述预设盲孔区域的孔径，频率为40-60kHz，速度为300-380mm/s，光斑大小为20-30μm，螺旋内径为12-16μm；所述第四设定量与所述第三设定量相同。
10.一种FPC多层板，其特征在于，包括采用如权利要求1-9中任一项所述的盲孔加工方法加工而成的盲孔。
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