CN204425779U - 一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，包括刚性区域和挠性区域，所述挠性区域包括挠性芯板，且所述挠性芯板包括压合区域和裸露区域；压合区域作为内芯板贯穿于所述刚性区域中；裸露区域外表面粘贴有覆盖膜；印制电路板还包括一层或多层电容材料层；电容材料层通过压合方式内埋在所述刚性区域中；刚性区域的上表面和下表面分别覆盖有铜箔。本实用新型提供的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板改变传统印制电路板的形状构造，提高电容材料在印制电路板上的集成度。

Description

一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板

技术领域

本实用新型涉及印制电路板技术领域，尤其涉及一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板。

背景技术

近年来随着智能手机、便携式电子产品的普及，不断推动电子产品朝着轻薄、多功能、三维安装的方向发展，使得挠性印制电路板、刚性印制电路板、刚挠结合印制电路板等相关技术得到蓬勃发展。同时，新需求也意味着通过表面贴装技术(Surface Mount Technology，简称SMT)装配到印制电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)表面的无源元件(Passive Component)与有源元件(Active Component)数量比例也大幅增加，而这与电子产品发展的需求方向是相互矛盾的。为解决这个问题，业界也逐步发展出埋入(嵌入)无源器件技术来满足需求；将埋入(嵌入)无源器件技术应用到刚性印制电路板已属于全球热门话题并已进入产品实际应用阶段。

刚性印制电路板简称刚性板；挠性印制电路板简称挠性板；其中，挠性板又称为柔性板、FPC(Flexible Printed Circuit)或软板。

为了有效结合刚性板与挠性板的优点，现有技术提出了分别制作出刚性印制电路板、挠性印制电路板，然后在刚性板上通过SMT技术将分立式的电容、电阻元器件焊接到印制板表面的焊盘上；再使用连接器将挠性板与刚性板连接在一起。如图1所示，是现有技术提出的一种刚挠结合印制电路板的正面结构图；参看图2，是图1提供的刚挠结合印制电路板的俯视图。其中，刚性板10和刚性板20通过挠性板30进行连接，且挠性板30上设有连接器40将挠性板30固定在刚性板10与刚性板20之间；分立式的电阻11和电容12通过表面贴装技术焊接在刚性板10表面。刚性板10或刚性板20的材料层数一般大于等于3，且一般使用FR4环氧玻璃布层压板板材或PTFE(聚四氟乙烯)板材来制作刚性板的各层材料；挠性板30的材料层数一般大于等于1，挠性板区域一般使用PI(聚酰亚胺)板材进行制作。刚性与挠性材料通过压合粘结为一体；电路板成品后再在刚性板上贴装电容、电阻，如电阻11和电容12。

由于以上现有技术中的电路板构造是通过SMT方式在刚性板表面焊接电容、电阻等元器件，因此其具有多个固有的缺陷，包括：1)大量的电容、电阻等无源器件占据了约50％以上的印制电路板表面积，导致无法贴装更多的有源器件来实现更多功能；2)集成度低，设备体积大；3)大量通过SMT方式焊接的无源器件会存在大量的焊点，电路板可靠性低；4)电路板工作时，不同器件之间容易互相干扰，导致系统稳定性差。此外，刚性板与挠性板通过连接器的方式进行联通，既增加了电路板的成本也影响了刚性板与挠性板的通信可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，改变传统印制电路板的形状构造，提高电容材料和电阻材料在印制电路板上的集成度。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，包括：刚性区域和挠性区域，所述挠性区域包括挠性芯板，且所述挠性芯板包括压合区域和裸露区域；所述压合区域作为内芯板贯穿于所述刚性区域中；所述裸露区域外表面粘贴有覆盖膜；所述印制电路板还包括一层或多层电容材料层，以及一层或多层电阻材料层；所述电容材料层和电阻材料层通过压合方式内埋在所述刚性区域中；所述刚性区域的上表面和下表面分别覆盖有铜箔。

优选地，每一层所述电容材料层分别内埋在所述挠性芯板的压合区域的任意一侧；每一层所述电阻材料层分别内埋在所述挠性芯板的压合区域的任意一侧；

各层所述电容材料层、电阻材料层与所述挠性芯板的压合区域之间通过金属化钻孔进行电气连接。

进一步地，所述电容材料层蚀刻有复合线路。

进一步地，所述挠性芯板和所述铜箔分别蚀刻有电子线路。

优选地，所述铜箔上设有多个焊盘且涂敷有焊盘镀层；所述焊盘之间通过所述电容材料层进行电气连接。

优选地，所述印制电路板包括多个刚性区域和至少一个所述挠性区域；各个所述刚性区域之间通过所述挠性区域进行电气连接。

进一步地，任意一个所述刚性区域中还内埋有FR4材料层或聚四氟乙烯材料层；所述刚性区域的各种材料层通过金属化钻孔进行电气连接。

本实用新型实施例提供的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，具有以下有益效果：

在刚挠结合印制电路板的刚性区域埋入电容材料和挠性板部分区域，将电容、电阻和挠性芯板的压合区域印制至刚性区域的内层，各层芯板之间通过粘贴材料进行压合，并通过钻孔并对孔进行金属化后实现各层芯板的电性联通，从而通过内埋的方式将电容材料、电阻材料通过埋入印制板内部，实现传统的表贴电容元件功能的目的，节省印制电路板的表面空间，提高电路板的集成度，并消除了系统工作时电路板上各种器件之间互相干扰的问题；并且，由于将电容和电阻埋入印制电路板内层，可有效减少印制电路板所需的焊接点，从而提高电子器件的互连可靠性。此外，通过将挠性材料部分区域直接压合到印制电路板内层实现了不同刚性板区域之间的联通，替代了传统线缆方式和连接器的方式，有效提高了印制电路板的可靠性。

附图说明

图1是现有技术提出的一种刚挠结合印制电路板的正面结构图。

图2是图1提供的刚挠结合印制电路板的俯视图。

图3是本实用新型提供的刚挠结合印制电路板的一个实施例的结构剖视图。

图4是本实用新型提供的刚挠结合印制电路板的又一个实施例的结构剖视图。

图5是本实用新型图4实施例提供的刚挠结合印制电路板的一种立体结构示意图。

图6是本实用新型提供的刚挠结合印制电路板的刚性区域的一种内部叠层结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图3，是本实用新型提供的刚挠结合印制电路板的一个实施例的结构剖视图。

在本实施例中，埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板包括刚性区域和挠性区域。优选地，所述印制电路板包括多个刚性区域和至少一个所述挠性区域；各个所述刚性区域之间通过所述挠性区域进行电气连接。如图3所示，作为一个实施例，该刚挠结合印制电路板包括两个刚性区域和一个挠性区域，分别为第一刚性区域100、第二刚性区域200和用于连接两个刚性区域的挠性区域300。具体实施时，第一刚性区域100与第二刚性区域200的构造可以相同或不同，具体可根据实际应用场合进行设计。

其中，所述挠性区域300包括挠性芯板，且所述挠性芯板包括压合区域和裸露区域。所述压合区域作为内芯板贯穿于所述刚性区域中；所述裸露区域外表面粘贴有覆盖膜(图3中未示出)；具体地，当印制电路板中设有多个刚性区域时，则所述挠性芯板包括多个压合区域，如图3所示，压合在第一刚性区域100上的部分挠性芯板为压合区域301，压合在第二刚性区域200上的部分挠性芯板为压合区域302；未被压合在任意一个刚性区域内的挠性芯板上的部分区域组成所述裸露区域303，并且，裸露区域303的外表面粘贴有覆盖膜，防止挠性芯板上的线路裸露。

具体实施时，所述印制电路板还包括一层或多层电容材料层，以及一层或多层电阻材料层；各层所述电容材料层和电阻材料层通过压合方式内埋在(任意一个)所述刚性区域中；所述刚性区域的上表面和下表面分别覆盖有铜箔。如图3所示，第一刚性区域100自上而下的各层构件布局依次为上表面铜箔101、第一粘贴材料层102、第一电容材料层103、第二粘贴材料层104、挠性芯板压合区域301、第三粘贴材料层105、第二电容材料层106(也可以根据实际场合调整为电阻材料层)、第四粘贴材料层107以及下表面铜箔108。

具体地，每一层电容材料层分别内埋在所述挠性芯板的压合区域的任意一侧；每一层所述电阻材料层分别内埋在所述挠性芯板的压合区域的任意一侧。各层电容材料层、电阻材料层与所述挠性芯板的压合区域之间通过金属化钻孔进行电气连接。

如图3所示，第一电容材料层103和第二电容材料层106可以分别处于压合区域301的上下两侧，也可以同时处于压合区域301的同一侧，并且，第一刚性区域100中所内置的电容材料层的层数可以根据实际需要进行调整，第一刚性区域100中内置的电容材料层的构造布局与第二刚性区域200中内置的电容材料层的构造布局可以相同或不同；同理，芯板103和芯板106可以根据实际需要分别调整为电阻材料层，或者，第二刚性区域200的内部芯板的组合与第一刚性区域100的内部芯板组合不同。譬如，第二刚性区域200中内置有第一内层芯板201和第二内层芯板202，并且，第一内层芯板201可以为与第一刚性区域100中的任一电容材料层相同，第二内层芯板202可以为与第一刚性区域100中的任一电容材料层不相同的其他材料层，例如FR4(玻璃纤维环氧树脂)板材或PTFE(聚四氟乙烯)板材、电阻材料层等，以实现在刚挠结合印制电路板上集成更多的电子线路与元器件，从而获得功能更加丰富的电子电路系统。

需要说明的是，压合在任意一个刚性区域上的各层芯板的芯板类型、叠层顺序、各种芯板数量均可根据实际需要进行设定。挠性芯板的压合区域两侧可以同时埋入电容材料、电阻材料或其中任意一种，挠性芯板、电容材料层、电阻材料层的数量可以是一层或多层。

参看图4，是本实用新型提供的刚挠结合印制电路板的又一个实施例的结构剖视图。

具体地，刚性区域400在上表面铜箔401和下表面铜箔412之间内埋有多层材料层402～411以及挠性芯板的压合区域601，相似地，刚性区域500在上表面铜箔501和下表面铜箔512之间内埋有多层材料层502～511以及挠性区域600的压合区域602，其中，刚性区域400内部的材料层403、材料层405、材料层410所采用的材料各不相同，以构建不同的电子元器件或电子线路，各层芯板之间为粘贴材料层，如粘贴材料层404、406、407、409和411等。在图4中，刚性区域500的内部结构与刚性区域400的内部结构不同，刚性区域500与刚性区域400通过挠性区域的裸露区域603进行连接，以实现更多的功能和提高电路板的集成度。在本实施例中，任意一个所述刚性区域中还内埋有FR4(玻璃纤维环氧树脂)材料层或聚四氟乙烯材料层，例如材料层403、材料层405、材料层410均可采用FR4材料或聚四氟乙烯材料，以实现不同的电子元件功能。具体实施时，所述刚性区域的各种材料层通过金属化钻孔进行电气连接。

参看图5，是本实用新型图4实施例提供的刚挠结合印制电路板的一种立体结构示意图。

挠性区域(挠性芯板)600作为内芯板贯穿整个产品(即刚挠结合印制电路板)，电容材料、电阻材料等只在刚性区域400和刚性区域500的内层存在；在挠性区域，除挠性芯板600外其它材料均可去除。由于挠性材料具有独特的可移动、弯曲、扭转的特点，因此，本实施例提供的刚挠结合印制电路板在两端刚性区域之间可实现可弯折性能，并且具有优良的电性能、介电性能及耐热性能。

在本实施例中，具体对刚挠结合印制电路板进行加工制造时，进一步地，各层所述电容材料层与所述挠性芯板的压合区域之间通过金属化钻孔进行电气连接。

如图6所示，其是本实用新型实施例提供的刚挠结合印制电路板的刚性区域的一种内部叠层结构示意图。图6中示意性画出了刚性区域的内部的三层芯板的构造，包括第一芯板61、第二芯板62和第三芯板63，各层芯板可以为电阻材料层、挠性芯板、电容材料层中的任意一种。具体地，每一层芯板上均可设置焊盘，其中，第一芯板61处于某一刚性区域的上表面，因此第一芯板61上设置有一个或多个焊盘。具体地，第一芯板61为上表面铜箔，并且，铜箔上设有多个焊盘且涂敷有焊盘镀层；并且，各层芯板上的焊盘中间分别钻孔进行通信连接，在焊盘64中进行钻孔并进行金属化处理，形成金属化钻孔65，该孔65穿过刚性区域内部的各层芯板。在一种可实现方式中，所述焊盘之间通过所述电阻材料层进行电气连接，例如，第二芯板62中的两个焊盘之间填充有板内电阻66(即电阻材料层)。在又一种可实现方式中，所述焊盘之间通过所述电容材料层进行电气连接，例如，第三芯板63中的两个焊盘之间填充有板内电容67(即电容材料层)。

具体实施时，可以进一步对各层芯板进行电子电路设计，以实现各种功能的电路板。优选地，所述电容材料层(板内电容66)蚀刻有复合线路。并且，挠性芯板600和铜箔61分别蚀刻有电子线路。

在制造本实施例提供的刚挠结合印制电路板时，可以采用以下流程方法对电路板上的不同的材料层进行加工制作，包括：

1)电容芯板制作流程：开料；对电容芯板进行曝光(图形转移)，在电容芯板上蚀刻线路，然后进行黑化或棕化，以提升多层线路板在压合时铜箔和环氧树脂之间的接合力，完成电容芯板的制作后待压合。

2)电阻芯板制作流程：开料；对电阻芯板进行曝光(图形转移)，在电阻芯板上蚀刻复合线路(电阻+线路的复合图形)；进一步蚀刻电阻膜(去除不需要的电阻合金层)；对电阻芯板进行再次曝光(图形转移)；蚀刻电阻(将电阻蚀刻出来)；化学清洗电阻芯板板面；完成电阻芯板的制作后待压合；应用在埋入印制电路板内的电阻材料主要通过合金层的方式实现，通过溅镀(Sputtering)方式在铜箔的毛面形成均匀、致密的合金层，不同厚度合金层对应不同的电阻材料的单位阻值，此种带薄膜电阻的铜箔称之为电阻铜箔，可以直接用于制作多层刚性印制电路板；也可以将铜箔与环氧树脂、聚四氟乙烯等电路板基板材料压合在一起制作成电阻基板后再用于制作刚性印制电路板。此外，通过印制电路板的图形成像方式实现不同尺寸的电阻并据此得到不同阻值的电阻，可作为射频(Radio Frequency，简称RF)电路中的隔离、吸收电阻，也可以作为数字电路中的匹配、上/下拉电阻。

3)挠性芯板制作流程：开料；对挠性芯板进行曝光(图形转移)；在挠性芯板上蚀刻线路；对挠性芯板进行化学清洗；在挠性芯板表面粘贴覆盖膜(并非最后层压区域贴覆盖膜)；进行快压和黑化或棕化；完成挠性芯板的制作后待压合。

4)整体流程：根据实际应用对不同的材料层或芯板进行层压；在刚性区域上钻孔，对孔进行金属化；蚀刻上下表面铜箔的外层线路；对线路防焊和进行焊盘镀层涂敷，在电路板上印上相关标记字符，对电路板进行测试以及外形加工，测试通过后获得成品。

需要说明的是，以上电容芯板、电阻芯板和挠性芯板的制作没有必然的顺序要求，可以根据需要先加工电容芯板或电阻芯板，再加工挠性芯板，或者先加工挠性芯板再加工电容芯板或电阻芯板等，也可以根据实际需要加工除了以上所列的三种芯板以外的材料层以及调整相应的加工顺序。

本实用新型由于在电路板的刚性区域内层埋入电阻材料、挠性材料和/电容材料，通过金属化孔互连方式将其整体连接起来实现电性能的联通，在印制电路板内实现印制电路板传统工艺中贴装到板面的电容、电阻等无源器件的功能；并通过挠性材料将两块或更多块埋电容和/或埋电阻刚性印制电路板连接起来，使得本实施例提供的印制电路板成为功能多、集成度高、可立体安装的刚挠印制电路板。

具体实施时，使用电容和/或电阻基板材料，并在电容和/或电阻基板材料上制作出要求尺寸的图形来实现不同功能需求的电容和/或电阻，再通过金属孔互连技术实现电容和/或电阻与电路间的网络互连，从而取代了表面焊接的电容和/或电阻元器件；同时在印制电路板内部埋入挠性印制电路板，取替传统通过连接器焊接的挠性板，实现电路板的高度集成。

本实施例提供的高度集成的刚挠结合印制电路板在相同表面积的条件下，可以在更多的空余表面积上安装其它有源器件，以实现更多的功能；或者，在实现相同的功能条件下，本实施例中的刚挠结合印制电路板可获得更小的表面积，降低整体安装尺寸，实现更小型化，同时减少了焊点，提高了系统的可靠性。

本实用新型实施例提供的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，在刚挠结合印制电路板的刚性区域使用了电容材料和挠性材料，将电容和挠性芯板的压合区域印制至刚性区域的内层，电容材料层与挠性芯板的压合区域之间通过粘贴材料进行压合，并通过钻孔后并对孔进行金属化后实现电容材料层与挠性芯板的电性联通，从而将电容材料通过埋入印制板内部，通过内埋的方式实现传统的表贴电容元件功能的目的，节省印制电路板的表面空间，提高电路板的集成度，并消除了系统工作时电路板上各种器件之间互相干扰的问题；并且，由于将电容埋入印制电路板内层，可有效减少印制电路板所需的焊接点，从而提高电子器件的互连可靠性。此外，通过将挠性材料部分区域直接压合到印制电路板内层实现了不同刚性板区域之间的联通，替代了传统线缆方式和连接器的方式，有效提高了印制电路板的可靠性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，包括刚性区域和挠性区域，其特征在于，所述挠性区域包括挠性芯板，且所述挠性芯板包括压合区域和裸露区域；

所述压合区域作为内芯板贯穿于所述刚性区域中；所述裸露区域外表面粘贴有覆盖膜；

所述印制电路板还包括一层或多层电容材料层，以及一层或多层电阻材料层；

所述电容材料层和电阻材料层通过压合方式内埋在所述刚性区域中；所述刚性区域的上表面和下表面分别覆盖有铜箔。

2.如权利要求1所述的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，其特征在于，每一层所述电容材料层分别内埋在所述挠性芯板的压合区域的任意一侧；每一层所述电阻材料层分别内埋在所述挠性芯板的压合区域的任意一侧；

各层电容材料层、电阻材料层与所述挠性芯板的压合区域之间通过金属化钻孔进行电气连接。

3.如权利要求1所述的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，其特征在于，所述电容材料层蚀刻有复合线路。

4.如权利要求1所述的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，其特征在于，所述挠性芯板和所述铜箔分别蚀刻有电子线路。

5.如权利要求4所述的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，其特征在于，所述铜箔上设有多个焊盘且涂敷有焊盘镀层；所述焊盘之间通过所述电容材料层进行电气连接。

6.如权利要求1～5任一项所述的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，其特征在于，所述印制电路板包括多个刚性区域和至少一个所述挠性区域；各个所述刚性区域之间通过所述挠性区域进行电气连接。

7.如权利要求6所述的埋电容埋电阻刚挠结合印制电路板，其特征在于，任意一个所述刚性区域中还内埋有FR4材料层或聚四氟乙烯材料层；所述刚性区域的各种材料层通过金属化钻孔进行电气连接。