CN114885521A - 一种软硬结合电路板制备方法及制备的电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软硬结合电路板制备方法及制备的电路板。本发明的方法包括：（1）根据电路板设计的硬性区域分布和软性区域分布，在金属箔片表面分别喷墨打印硬性墨水和软性墨水；（2）喷墨打印硬性墨水经固化后形成硬性覆金属板区域，喷墨打印软性墨水经固化后形成软性覆金属板区域，从而形成软硬结合覆金属板；（3）基于化学蚀刻或激光雕刻工艺，去除不需要的金属区域，剩余金属部分形成电路图形，完成单层软硬结合电路板的制备。与传统电路板制造工艺结合还可以制造多层软硬结合电路板。本发明技术方案能够灵活设计电路板硬性部分和软性部分，硬性部分可用于元器件的贴合区域，软性部分可用于弯折、拉伸等功能。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制备技术领域，具体涉及一种软硬结合电路板制备方法及制备的电路板。
背景技术
随着健康检测各类医疗装备及各种医疗检测传感器的快速发展，可以实时检测到身体的健康状态，从过去的发病后检测，逐渐形成过程实时检测。在这一检测过程中，诸多的检测传感器需要与患者的皮肤直接接触，或需要患者长期穿戴。接触或穿戴的舒适性、使用体验成为医疗电子装备或检测传感器的迫切需求。如何开发出类似皮肤、并与皮肤友好兼容的软性电子电路成为学术界和工业界共同的研发热点。
皮肤具有柔软性、拉伸性的特点，仿生皮肤材料制备电子电路，当前主要是基于一些柔性可拉伸基材，诸如PDMS、硅胶及TPU等材料，制备的柔软性可拉伸电子电路。这个基板的机械性能是完全一致的、统一的柔性和可拉伸性能参数，包括弯曲半径、拉伸比等。但是对于元器件的贴片位置，在贴片焊接过程、或受到持续的弯曲或拉伸形变、以及环境的热胀冷缩等，比如在拉伸状态下，元器件正下方的软性基板同样发生拉伸形变，这对元器件的贴合的稳定性及元器件使用功能的完整性形成极大的挑战。如何控制元器件贴合部位的形变及使用的稳定性，同时又能够保证软性电路的使用舒适和体验性成为医疗健康领域柔性电子电路的迫切技术需求。
针对上述技术问题，本发明的发明人开发了一种软硬结合电路板制备方法。
发明内容
本发明开发了一种软硬结合电路板制备方法，通过选择性的控制基板的材质，元器件贴合区域或对形变敏感区域为硬性基板，其余部分为软性基板，既保护了元器件的稳定性，又实现了弯曲或拉伸的功能。
本发明技术方案能够灵活设计电路板硬性部分和软性部分，硬性部分用于元器件的贴合区域，软性部分用于弯曲、拉伸等功能，既可以制备单层软硬结合电路板也可以制备多层软硬结合电路板，在柔性电子、可穿戴电子、健康医疗电子、皮肤电子、生物电子等领域具有广泛的应用价值。
一种软硬结合电路板制备方法，包括如下步骤：（1）根据电路板设计的硬性区域分布和软性区域分布，在金属箔片表面分别喷墨打印硬性墨水和软性墨水；（2）喷墨打印硬性的墨水经固化后形成硬性覆金属板区域，喷墨打印的软性墨水经固化后形成软性覆金属板区域，从而形成软硬结合覆金属板；（3）基于化学蚀刻或激光雕刻工艺，去除不需要的金属区域，剩余金属部分形成电路图形，完成单层软硬结合电路板的制备；本发明技术方案能够灵活设计电路板硬性部分和软性部分，硬性部分可用于元器件的贴合区域，软性部分可用于弯折、拉伸等功能。
步骤（1）中两种墨水的打印顺序不分先后，可以先打印硬性墨水再打印软性墨水，也可以先打印软性墨水再打印硬性墨水，打印的先后顺序对本发明的结果没有影响。
步骤（1）所述的硬性区域为元器件贴合固定区域，软性区域为线路传导区域，软性特征指具有可弯折或可拉伸特点，优选可拉伸特点。
步骤（1）所述的金属箔片是铜箔、铝箔、镍箔或金箔中的一种。
步骤（1）所述的硬性墨水与软性墨水打印于金属箔片的同一侧。
步骤（2）所述的固化指光固化或热固化。硬性墨水经光固化或热固化的方式处理后形成不易形变的硬性材质基板；软性墨水经光固化或热固化的方式处理后形成可弯折或可拉伸的软性材质基板。
步骤（2）所述软硬结合覆金属板由金属箔片、硬性墨水固化形成的硬性材质基板以及软性墨水固化形成的软性材质基板构成。
步骤（3）所述的化学蚀刻工艺指在金属箔片的另外一侧形成蚀刻掩膜，用于保护线路区域，通过化学蚀刻去除非电路区域，继而通过剥离蚀刻掩膜，形成单层软硬结合电路板；激光雕刻指激光光斑直接雕刻去除非电路区域，形成单层软硬结合电路板。
步骤（1）-（3）之后，还包括步骤（4）：基于上述单层软硬结合电路板制备方案，再结合传统电路板钻孔、镀孔、多层自下而上压合工艺能够实现多层软硬结合电路板的制备。
根据上述方法制备的软硬结合电路板。
上述的软硬结合电路板，可用于柔性电子、可穿戴电子、健康医疗电子、皮肤电子、生物电子等领域。
有益效果：由于本发明采用喷墨打印实现硬性基板和软性基板的有机结合，能够灵活设计电路板硬性部分和软性部分，硬性基板区域保证了贴合元器件的安装及使用的稳定性，软性基板区域保证了电路板的可弯曲、可拉伸性能， 解决了现有软性可拉伸基板在拉伸过程中对贴合元器件位置因为拉伸导致基板形变的弊端。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例1的一种软硬结合电路板制备方法的示意图；
图2是本发明实施例1的软硬结合电路板的构成部分放大图；
附图标识：1.铜箔 2. 硬性材质基板 3.软性材质基板 4.电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种软硬结合电路板制备方法，能够灵活设计电路板硬性部分和软性部分，硬性基板区域保证了贴合元器件的安装及使用的稳定性，软性基板区域保证了电路板的可弯曲、可拉伸性能，解决了现有软性可拉伸基板在拉伸过程中对贴合元器件位置因为拉伸导致基板形变的弊端。以下进行详细说明。
实施例1
一种单层软硬结合电路板制备方法，图1是本发明实施例1的一种软硬结合电路板制备方法的示意图，包括如下步骤：
（1）根据电路板设计的硬性区域分布图案，在铜箔1表面喷墨打印硬性墨水并使用395nm紫外灯固化；根据电路板设计的软性区域分布图案，在铜箔1表面喷墨打印软性墨水并热固化；所述的硬性墨水与软性墨水打印于铜箔1的同一侧。
（2）喷墨打印硬性的墨水经固化后形成硬性覆金属板区域，硬性区域为元器件贴合固定区域；硬性墨水经光固化后形成的硬性材质基板2不易形变；喷墨打印的软性墨水经固化后形成软性覆金属板区域，软性区域为线路传导区域，软性墨水经热固化后形成的软性材质基板3可弯折或可拉伸，从而形成软硬结合覆金属板。
（3）基于化学蚀刻工艺去除不需要的金属铜区域，剩余金属铜部分形成图案化的电路4，完成单层软硬结合电路板的制备；化学蚀刻工艺指在金属箔片的另外一侧形成蚀刻掩膜，用于保护线路区域，通过化学蚀刻去除非电路区域，继而通过剥离蚀刻掩膜，形成单层软硬结合电路板；图2是本发明实施例1的软硬结合电路板的构成部分放大图。
根据上述方法制备的软硬结合电路板可用于柔性电子、可穿戴电子、健康医疗电子、皮肤电子、生物电子等领域。
在另一种实施方式中，步骤（1）中也可以先打印软性墨水，再打印硬性墨水，这两种墨水打印的先后顺序对本实施例的结果没有影响。
实施例2
一种多层软硬结合电路板制备方法，包括如下步骤：
制作3层电路板，每层电路的图案各不相同，组合起来为一个完整的多层电路板。
（1）根据预先设计的第一层电路板的硬性区域分布图案，在铝箔表面喷墨打印硬性墨水并使用365nm紫外灯固化；根据第一层电路板设计的软性区域分布图案，在铝箔表面喷墨打印软性墨水并热固化；所述的硬性墨水与软性墨水打印于铝箔的同一侧。
（2）喷墨打印硬性的墨水经固化后形成硬性覆金属板区域，硬性区域为元器件贴合固定区域；硬性墨水经光固化后形成的硬性材质基板不易形变；喷墨打印的软性墨水经固化后形成软性覆金属板区域，软性区域为线路传导区域，软性墨水经热固化后形成的软性材质基板可弯折或可拉伸，从而形成软硬结合覆金属板。
（3）基于激光雕刻工艺去除不需要的金属铝区域，剩余金属铝部分形成图案化的电路，完成单层软硬结合电路板的制备；激光雕刻指激光光斑直接雕刻去除非电路区域，形成第一层单层软硬结合电路板。
将第一层电路板的图案分别替换为第二层电路板和第三层电路板的图案，重复步骤（1）-（3），共制得3张不同电路图案的单层软硬结合电路板。
步骤（4）：将制得的3张不同软硬结合电路板，结合传统电路板钻孔、镀孔、多层自下而上压合工艺能够实现三层软硬结合电路板的制备。
根据上述方法制备的软硬结合电路板可用于柔性电子、可穿戴电子、健康医疗电子、皮肤电子、生物电子等领域。
在另一种实施方式中，步骤（1）中也可以先打印软性墨水，再打印硬性墨水，这两种墨水打印的先后顺序对本实施例的结果没有影响。
以上对本发明实施例所提供的一种软硬结合电路板制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本实施例内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种软硬结合电路板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）根据电路板设计的硬性区域分布和软性区域分布，在金属箔片表面分别喷墨打印硬性墨水和软性墨水；（2）喷墨打印硬性墨水经固化后形成硬性覆金属板区域，喷墨打印软性墨水经固化后形成软性覆金属板区域，从而形成软硬结合覆金属板；（3）基于化学蚀刻或激光雕刻工艺，去除不需要的金属区域，剩余金属部分形成电路图形，完成单层软硬结合电路板的制备。
2.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的硬性区域为元器件贴合固定区域，软性区域为线路传导区域，软性特征指具有可弯折或可拉伸特点。
3.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的金属箔片是铜箔、铝箔、镍箔或金箔中的一种。
4.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的硬性墨水与软性墨水打印于金属箔片的同一侧。
5.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的固化指光固化或热固化；硬性墨水经光固化或热固化的方式处理后形成不易形变的硬性材质基板；软性墨水经光固化或热固化的方式处理后形成可弯折或可拉伸的软性材质基板。
6.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：步骤（2）所述软硬结合覆金属板由金属箔片、硬性墨水固化形成的硬性材质基板以及软性墨水固化形成的软性材质基板构成。
7.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的化学蚀刻工艺指在金属箔片的另外一侧形成蚀刻掩膜，用于保护线路区域，通过化学蚀刻去除非电路区域，继而通过剥离蚀刻掩膜，形成单层软硬结合电路板；激光雕刻指激光光斑直接雕刻去除非电路区域，形成单层软硬结合电路板。
8.根据权利要求1所述的软硬结合电路板制备方法，其特征在于：还包括步骤（4）：基于上述单层软硬结合电路板制备方案，再结合传统电路板钻孔、镀孔、多层自下而上压合工艺能够实现多层软硬结合电路板的制备。
9.根据权利要求1-8任一项所述方法制备的软硬结合电路板。
10.根据权利要求9所述的软硬结合电路板的应用，其特征在于：可用于柔性电子、可穿戴电子、健康医疗电子、皮肤电子、生物电子领域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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