CN113905518A - 一种液晶天线面板及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种液晶天线面板及其制造工艺，其中液晶天线面板包括相对设置的第一复合基板和第二复合基板，第一复合基板与第二复合基板之间形成填充有液晶的液晶腔；其中所述第一复合基板包括第一柔性电路板和用于与第一柔性电路板贴合固定的第一刚性基板；所述第二复合基板包括第二柔性电路板和用于与第二柔性电路板贴合固定的第二刚性基板。本申请解决了传统液晶天线面板制程加工费用偏高、迭代生产周期长以及厚铜制程不稳定的问题，满足小批量生产或者迅速研发迭代的要求。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信的技术领域，尤其涉及一种液晶天线面板及其制造工艺。
背景技术
基于良好射频性能的液晶(LC)材料的液晶天线及其阵列相控阵天线，是近年来学术界和工程界的热点技术领域的新产品。液晶天线属于电子扫描(ESA)可调谐相控阵天线的一种重要分支，可广泛应用于毫米波及高频微波天线产品。
目前液晶天线面板现有主要技术方案是依托于传统液晶显示面板产线进行生产制造。但是液晶天线面板的工艺需要通过对传统液晶产线的设备升级改造才能完成对于液晶天线的兼容。
在产品成本方面的考虑，对于传统液晶产线的设备升级改造，需要花费大量的人力物力，且改造升级周期长，导致实现与液晶天线匹配的液晶天线面板产业化效率低下。另一方面液晶天线面板的基板电路主要通过传统面板前段制造的化学气相沉积、溅射镀膜或者电镀进行导通层和保护层的镀膜、光刻、干法和湿法刻蚀的流程，将具有一定图案的导电电路及相应保护层等加工在基板之上，其电路板制程厚铜工艺良率不稳定且成本较高，所以对于传统面板产线仅适用于大批量产品，对于定制产品或测试样件制造等需要频繁更新迭代的较为灵活的小批次产品其会产生高额的制版及产线费用，成本过高。
发明内容
本申请提供了一种液晶天线面板及其制造工艺，能够解决传统液晶天线面板制程加工费用偏高、迭代生产周期长以及厚铜制程不稳定的问题，满足小批量生产或者迅速研发迭代的要求。
为解决上述技术问题，本申请的第一方面提供了一种液晶天线面板，包括相对设置的第一复合基板和第二复合基板，第一复合基板与第二复合基板之间形成填充有液晶的液晶腔；其中所述第一复合基板包括第一柔性电路板和用于与第一柔性电路板贴合固定的第一刚性基板；所述第二复合基板包括第二柔性电路板和用于与第二柔性电路板贴合固定的第二刚性基板。
通过采用上述方案：通过相对设置的第一复合板和第二复合板，且复合板通过柔性电路板与刚性基板贴合而成，由于柔性电路板的灵活性以及生产的周期短且成本低，解决了传统液晶天线面板制程加工费用偏高、迭代生产周期长以及厚铜制程不稳定的问题，满足小批量生产或者迅速研发迭代的要求。
优选的是，所述第一柔性电路板包括覆铜柔性聚酰亚胺基材以及形成于该基材上带有图案的第一柔性电路板表层铜层；
所述第二柔性电路板包括覆铜柔性聚酰亚胺基材以及形成于该基材上带有图案的第二柔性电路板表层铜层。
通过采用上述方案，通过特定的工艺在柔性电路板上铜线路层，从而实现电路结构联通馈电系统。
优选的是，所述第一柔性电路板和第一刚性基板之间设置有第一贴合层，所述第一贴合层将第一柔性电路板和第一刚性基板贴合固定；所述第二柔性电路板和第二刚性基板之间设置有第二贴合层，所述第二贴合层将第二柔性电路板和第二刚性基板贴合固定。
通过采用上述方案，贴合层的设置，从而将柔性电路板和刚性基板贴合固定。
优选的是，所述第一柔性电路板和/或第二柔性电路板依次叠加形成多层结构。
通过采用上述方案，通过柔性电路板的多层结构设置，实现更加复杂的电路结构联通馈电系统。
优选的是，所述第一柔性电路板朝向第二柔性电路板的一侧、所述第二柔性电路板朝向第一柔性电路板的一侧均设置有绝缘保护层。
通过采用上述方案，绝缘层的设置，防止第一柔性电路板和/或第二柔性电路板发生导通造成短路，保护其表面铜层不被氧化，液晶腔体不会发生短路。
本申请的第二方面提供了一种液晶天线面板制造工艺，包括：柔性电路板制作；柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理，和液晶面板制盒；
其中所述柔性电路板制作包括：开料裁剪，对大面积卷料原材料覆铜膜进行开料，裁切至所需尺寸；钻孔，对柔性电路板进行钻孔，根据电路设计钻出定位孔、导通孔、测试孔；镀铜，对导通孔镀铜处理，使柔性电路板上下电路形成通路；铜图形化，在柔性电路板上贴干膜、曝光、显影后完成对干膜的图形化，通过图形化的干膜对底层铜进行处理，完成铜的图形化。
通过采用上述方案，实现对于柔性电路板的处理，从而便于将柔性电路板与刚性基板相配合，且柔性电路板通过上述工艺步骤的处理，可根据需求进行灵活设置且成本低，便于小规模生产迅速研发迭代。
优选的是，所述柔性电路板制作，还包括：在所述柔性电路板完成铜图形化的一侧形成绝缘保护层。
通过采用上述方案，通过绝缘层的设置，从而防止铜电路表面氧化。
优选的是，柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理，包括：打孔，在刚性基板及柔性电路板的非液晶区域进行对位打孔；涂胶，在刚性基板上形成胶层或半固态压敏胶膜；贴合，将柔性电路板与刚性基板对准后，将柔性电路板平整地贴覆在刚性基板上；排出气泡，贴合完毕后排出贴合中产生中空区域的气泡；研磨抛光，对贴合的柔性电路板和刚性基板形成的复合基板的表面进行研磨抛光。
通过采用上述方案，将柔性电路与刚性基板相贴合，通过刚性基板的支撑，从而便于将形成的复合基板进行制盒。
优选的是，研磨抛光包括：对复合基板及不含表面铜总厚度进行测量，并估算研磨所需各参数；根据测量结果设定研磨初始厚度和研磨深度进行研磨；研磨完成，取出样品并进行研磨后厚度测量，确认研磨效果。
通过采用上述方案，通过对复合板的研磨抛光，使柔性电路板表面铜层达到一个均一的厚度。通过精密研磨抛光，使上层铜厚达到满足设计的指定厚度且公差保持在+/-10％以内，保证液晶上下表面的距离均一性。
优选的是，液晶面板制盒，包括：取模，在绝缘保护层上形成具有定向沟槽且用于液晶取向的PI液晶取向膜；支撑，在第一复合基板和第二复合基板之间填充支撑球；液晶填充及封装，使用封框胶将第一复合基板和第二复合基板之间边缘区域封闭，且留有灌晶口；灌入液晶填充第一复合基板和第二复合基板之间区域后封闭灌晶口。
通过采用上述方案，通过将相对设置的第一复合板以及第二复合板配合封胶框使得第一复合基板和第二复合基板之间边缘区域封闭，通过支撑球的设置，从而将第一复合机板和第二复合基板之间稳固支撑起来，通过灌晶口便于将液晶灌入液晶腔内，通过以上步骤的配合，最终实现液晶面板的制造。
本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过将定制柔性电路板贴合的方式代替传统面板制程中镀膜刻蚀光刻的传统工艺，并通过将柔性电路板与刚性基板贴合处理形成复合板并将复合板进行表面化处理，使软硬贴合的复合板符合液晶天线面板的需求，而柔性电路板的灵活性以及生产的周期短且成本低，解决了传统液晶天线面板制程加工费用偏高、迭代生产周期长以及厚铜制程不稳定的问题，满足小批量生产或者迅速研发迭代的要求。
附图说明
图1是本申请一优选实施例液晶天线面板断层的结构示意图；
图2是本申请一优选实施例中第一刚性基板、第一柔性电路板和绝缘保护层之间的形成示意图；
图3是本申请一优选实施例中液晶天线面板面板制造大步工艺及其流程示意图。
附图标记：1、第一复合基板；11、第一刚性基板；12、第一柔性电路板；121、第一柔性电路板表层铜层；2、第二复合基板；21、第二刚性基板；22、第二柔性电路板；221、第二柔性电路板表层铜；3、柔性电路板表层保护层；4、绝缘保护层；5、支撑球。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。
实施例一：
如图1所示，一种液晶天线面板，包括相对设置的第一复合基板1和第二复合基板2，第一复合基板1与第二复合基板2之间通过封胶框将第一复合基板1和第二复合基板2之间边缘区域封闭，形成填充有液晶的液晶腔。
请继续参照图1所示，在一些实施例中，其中第一复合基板1包括第一柔性电路板12和用于与第一柔性电路板12贴合固定的第一刚性基板11；第二复合基板2包括第二柔性电路板22和用于与第二柔性电路板22贴合固定的第二刚性基板21。在一些实施例中，第一柔性电路板12包含覆铜柔性聚酰亚胺基材(旋涂法覆铜、胶合法覆铜、电镀铜)及通过光刻(丝网印刷、黄光光刻)刻蚀(湿法刻蚀、剥离)做出图案的第一柔性电路板表层铜层121。第二柔性电路板22包含覆铜柔性聚酰亚胺基材(旋涂法覆铜、胶合法覆铜、电镀铜)及通过光刻(丝网印刷、黄光光刻)刻蚀(湿法刻蚀、剥离)做出图案的第二柔性电路板表层铜层221。在第一柔性电路板表层铜层121和/或第二柔性电路板表层铜层221上还附有一层柔性电路板表层保护层3，用于进一步保护铜线路。第一柔性电路板12和/或第二柔性电路板22尺寸在10mm*10mm至2000mm*2000mm之间，其中第一柔性电路板12与第二柔性电路板22尺寸根据设计和具体运用可能有一定的区别。
在一些实施例中，第二柔性电路板22包括液晶驱动矩阵及导通连线，整个第二柔性电路板22可由多层或单层结构实现，通过柔性电路板多层结构特点实现更加复杂的电路结构联通馈电系统；第一柔性电路板12开有与第二柔性电路板22驱动矩阵位置相对应的耦合孔。通过矩阵控制液晶取向从而控制波束方向与发射。
在一些实施例中，第一刚性基板11和/或第二刚性基板21的使用材质包括但不限于玻璃材质平板、石英材质平板、陶瓷片、硅基晶圆片、PCB板材和其他高分子材料的板材例如PET、PI、LCP板等，从而保证具有高频性能良好且表面均一性好平整性高的特点，更好的支撑柔性电路板。
在一些实施例中，第一柔性电路板12和第一刚性基板11之间设置有第一贴合层，第一贴合层将第一柔性电路板12和第一刚性基板11贴合固定，第二柔性电路板22和第二刚性基板21之间设置有第二贴合层，所述第二贴合层将第二柔性电路板22和第二刚性基板21贴合固定。第一贴合层和/或第二贴合层可为液态材料贴合后进行贴合层固化或者均一度较好的半固态压敏胶膜(光学丙烯酸压敏胶、有机硅胶或光学亚克力胶等)直接贴合而成，贴合后胶层厚度公差需保持在+/-10％以内。
在一些实施例中，第一柔性电路板12朝向第二柔性电路板22的一侧以及第二柔性电路板22朝向第一柔性电路板12的一侧均设置有绝缘保护层4。绝缘保护层4的厚度在50nm-300nm之间。防止第一柔性电路板12和/或第二柔性电路板22发生导通造成短路，保护其表面铜层不被氧化，液晶腔体不会发生短路。并且其材料可以是通过低温CVD镀膜(SiO2、SiNx)覆上一层超薄固态绝缘层或者旋涂一层超薄有机高分子绝缘层达到保护效果。
在一些实施例中，第一柔性电路板12和/或第二柔性电路板22上还旋涂聚酰亚胺溶液(PAA)或者其他聚酰亚胺前驱体混合试剂并固化形成一个50nm-300nm之间的薄膜。之后对聚酰亚胺薄膜高速旋转滚轮摩擦，形成微沟槽，用于液晶分子按一定方式定向排列。
在一些实施例中，在液晶腔中设置有支撑球5，尺寸从2μm至120μm，其沿液晶腔的长度方向等距离设置，从而将第一复合基板1和第二复合基板2之间稳固支撑起来。
实施例二：
如图3所示，本申请还涉及一种液晶天线面板的制造工艺，包括如下步骤:
S101、柔性电路板制作；
S102、柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理；
S103、液晶面板制盒。
其中S101、柔性电路板制作包括：
步骤一、开料裁剪，对大面积卷料原材料覆铜膜进行开料，裁切至所需尺寸，此处用柔性电路板尺寸在50mm*50mm至2000mm*2000mm之间举例；
步骤二、钻孔，对柔性电路板进行钻孔，根据电路设计钻出定位孔、导通孔、测试孔。通过定位孔便于后续加工定位，第一柔性电路板和或第一柔性电路板上有对应的定位孔作为之后与对应的第一刚性基板和或第二刚性基板对齐点位的参照标记。第一复合板与第二复合板进行制盒时需要根据对齐点进行精密贴合。导通孔实现后续形成的电路导通，最后通过测试孔进行最终测试；
步骤三、镀铜，对导通孔镀铜处理，使柔性电路板上下电路形成通路，保证柔性电路板形成复杂电路结构；
步骤四、铜图形化，在柔性电路板上贴干膜、曝光、显影后完成对干膜的图形化，通过图形化的干膜对底层铜进行处理，用化学溶液通过图形化的干膜对底层铜进行刻蚀，完成铜的图形化，最后去除表面干膜并对电路板进行清洗。
其中对于第一柔性电路板和/或第二柔性电路板可通过进行对位后热压合，从而形成多层复杂的导通电路结构。
最后在柔性电路板完成铜图形化的一侧进行表面处理形成一层绝缘保护层，厚度在50nm-300nm之间，材料可以是通过低温CVD镀膜(SiO2、SiNx)覆上一层超薄固态绝缘层或者旋涂一层超薄有机高分子绝缘层皆可，从而防止铜电路表面氧化。
将完成上述制造工艺及步骤的良品第一柔性电路板和第二柔性电路板，投入柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理工艺。
其中S102、柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理包括如下步骤：
步骤一、打孔，在刚性基板及柔性电路板的非液晶区域进行对位打孔。
在贴合时可以使用设备或者人工将对位孔进行对位，再进行贴合，保证柔性电路板贴合在刚性基板的指定位置。
步骤二、涂胶，在刚性基板上形成胶层或半固态压敏胶膜；贴合层可为液态材料贴合后固化或者均一度较好的半固态压敏胶膜(光学丙烯酸压敏胶、有机硅胶或光学亚克力胶等)直接贴合而成，贴合后胶层厚度公差需保持在+/-10％以内，满足粘合层厚度高度一致。
步骤三、贴合，将柔性电路板与刚性基板对准后，使用自动软硬贴合设备或者人工贴合，将柔性电路板平整地贴覆在刚性基板上。
步骤四、排出气泡，贴合完毕后使用滚轮将贴合中产生中空区域的气泡排出使粘合更加紧密，并使用真空除泡机进一步排出中间空气，使柔性电路板与基板更加贴合。
步骤五、研磨抛光，对贴合的柔性电路板和刚性基板形成的复合基板的表面进行研磨抛光。
具体将贴合后的复合基板总厚度进行及不含表面铜总厚度进行测量，并估算研磨所需各参数。然后将贴合基板紧密贴合固定在精密研磨机的样品台上，必要时覆膜保证贴合性，根据测量结果设定研磨初始厚度和研磨深度，并启动研磨设备开始按照设定参数研磨。在研磨完成后，取出样品并进行研磨后厚度测量，确认研磨效果。
将完成上述制造工艺及步骤的良品第一复合板和第二复合板，投入液晶面板制盒工艺。
其中S103、液晶面板制盒包括：
步骤一、取模，在绝缘保护层上形成具有定向沟槽且用于液晶取向的PI液晶取向膜；
步骤二、支撑，在第一复合基板和第二复合基板之间填充支撑球，有利于盒内保持均匀的盒厚；
步骤三、液晶填充及封装，使用封框胶将第一复合基板和第二复合基板之间边缘区域封闭，且留有灌晶口，便于将液晶填充制盒中；
步骤四、灌入液晶填充第一复合基板和第二复合基板之间区域后封闭灌晶口，完成制盒工艺。
通过以上整个制作工序通过将定制柔性电路板贴合的方式代替传统面板制程中镀膜刻蚀光刻的传统工艺，并通过将柔性电路板与刚性基板贴合处理形成复合板并将复合板进行表面化处理，使软硬贴合的复合板符合液晶天线面板的需求，而柔性电路板的灵活性以及生产的周期短且成本低，解决了传统液晶天线面板制程加工费用偏高、迭代生产周期长以及厚铜制程不稳定的问题，满足小批量生产或者迅速研发迭代的要求。
应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种液晶天线面板，其特征在于:包括，
相对设置的第一复合基板(1)和第二复合基板(2)，第一复合基板(1)与第二复合基板(2)，之间形成填充有液晶的液晶腔；
其中所述第一复合基板(1)包括第一柔性电路板(12)和用于与第一柔性电路板(12)贴合固定的第一刚性基板(11)；
所述第二复合基板(2)包括第二柔性电路板(22)和用于与第二柔性电路板(22)贴合固定的第二刚性基板(21)；
其中所述第一柔性电路板(12)和第二柔性电路板(22)相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种液晶天线面板，其中，
所述第一柔性电路板(12)包括覆铜柔性聚酰亚胺基材以及形成于该基材上带有图案的第一柔性电路板表层铜层(121)；
所述第二柔性电路板(22)包括覆铜柔性聚酰亚胺基材以及形成于该基材上带有图案的第二柔性电路板表层铜层(221)。
3.根据权利要求1所述的一种液晶天线面板，其中，
所述第一柔性电路板(12)和第一刚性基板(11)之间设置有第一贴合层，所述第一贴合层将第一柔性电路板(12)和第一刚性基板(11)贴合固定；
所述第二柔性电路板(22)和第二刚性基板(21)之间设置有第二贴合层，所述第二贴合层将第二柔性电路板(22)和第二刚性基板(21)贴合固定。
4.根据权利要求1所述的一种液晶天线面板，其中，所述第一柔性电路板(12)和/或第二柔性电路板(22)依次叠加形成多层结构。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种液晶天线面板，其中，所述第一柔性电路板(12)朝向第二柔性电路板(22)的一侧、所述第二柔性电路板(22)朝向第一柔性电路板(12)的一侧均设置有绝缘保护层(4)。
6.一种液晶天线面板制造工艺，包括：
柔性电路板制作；
柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理，和
液晶面板制盒；
其中所述柔性电路板制作包括：
开料裁剪，对大面积卷料原材料覆铜膜进行开料，裁切至所需尺寸；
钻孔，对柔性电路板进行钻孔，根据电路设计钻出定位孔、导通孔、测试孔；
镀铜，对导通孔镀铜处理，使柔性电路板上下电路形成通路；
铜图形化，在柔性电路板上贴干膜、曝光、显影后完成对干膜的图形化，通过图形化的干膜对底层铜进行处理，完成铜的图形化。
7.根据权利要求6所述的制造工艺，其中，所述柔性电路板制作，还包括：在所述柔性电路板完成铜图形化的一侧形成绝缘保护层。
8.根据权利要求6所述的制造工艺，其中，柔性电路板与刚性基板软硬贴合、表面处理，包括：
打孔，在刚性基板及柔性电路板的非液晶区域进行对位打孔；
涂胶，在刚性基板上形成胶层或半固态压敏胶膜；
贴合，将柔性电路板与刚性基板对准后，将柔性电路板平整地贴覆在刚性基板上；
排出气泡，贴合完毕后排出贴合中产生中空区域的气泡；
研磨抛光，对贴合的柔性电路板和刚性基板形成的复合基板的表面进行研磨抛光。
9.根据权利要求8所述的制造工艺，其中，研磨抛光包括：
对复合基板及不含表面铜总厚度进行测量，并估算研磨所需各参数；
根据测量结果设定研磨初始厚度和研磨深度进行研磨；
研磨完成，取出样品并进行研磨后厚度测量，确认研磨效果。
10.根据权利要求6所述的制造工艺，其中，液晶面板制盒，包括：
取模，在绝缘保护层上形成具有定向沟槽且用于液晶取向的PI液晶取向膜；
支撑，在第一复合基板和第二复合基板之间填充支撑球；
液晶填充及封装，使用封框胶将第一复合基板和第二复合基板之间边缘区域封闭，且留有灌晶口；
灌入液晶填充第一复合基板和第二复合基板之间区域后封闭灌晶口。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202111059529.7A CN113905518A (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种液晶天线面板及其制造工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN113905518A true CN113905518A (zh) | 2022-01-07 |
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|---|---|---|---|
| CN202111059529.7A Pending CN113905518A (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种液晶天线面板及其制造工艺 |
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| CN (1) | CN113905518A (zh) |
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- 2021-09-10 CN CN202111059529.7A patent/CN113905518A/zh active Pending
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