CN206118161U - 刚挠结合板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种刚挠结合板(1)，其包括依次层叠挠性芯板(10)的一部分、贴合层(30)和刚性芯板(20)而成的刚性区(A1)、以及由该挠性芯板(10)的剩余部分组成的挠性区(A2)，挠性芯板(10)和/或刚性芯板(20)在表面(104；204)上设有线路层(106；206)，该刚挠结合板(1)设有金属化孔(50)以用于导通不同的线路层(106；206)，其中，至少一个线路层(106；206)和/或金属化孔(50)包括离子注入层(108；208)，该离子注入层的外表面与挠性芯板的挠性基材(102)的表面、或者刚性芯板的刚性基材(202)的表面、或者金属化前的孔的壁面(504)相齐平。

Description

刚挠结合板

技术领域

本实用新型涉及印刷电路板领域，尤其涉及一种刚挠结合板，即，通过一个或多个挠性电路板来连接多个刚性电路板而制成的电路板。这种电路板可广泛地应用于各种电子产品中，以满足多功能、小型化、便携式的发展要求。

背景技术

随着电子产品不断地更新换代，特别是以智能手机为代表的电子设备朝着轻薄短小、立体化组装、多功能、高性能化的方向发展，对印刷电路板的微细化、高密度化的要求也日益提高，这可通过减少零部件或者将零部件结合成模块形式以缩小产品体积来实现。对此，用挠性电路板连接多个刚性电路板而制成的刚挠结合板(rigid-flex circuit board：R-F PCB)恰好能满足这些要求。刚性电路板是以绝缘基材如纸、布或玻璃纤维等作为填充材料或加强材料，以酚醛树脂或环氧树脂等作为有机粘合剂制成的覆金属箔板，在常温下具有一定的刚性，不容易变形。挠性电路板是使用具有可挠曲性的薄膜如聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酯等制成的薄膜作为绝缘基材，并在外面粘有一层铜箔而制成的，具有一定的柔韧性，可以挠曲、卷绕和折叠。刚挠结合板结合了刚性电路板和挠性电路板的特点，具有如下的优势：可以移动、弯曲、扭转而不会损坏导线，提高了电路设计和安装等的自由度，便于小体积、立体化的三维组装，符合高密度要求；减少了传统的硬板与软板内连所需的跳线插座等，提高整个系统的装配可靠性和工作稳定性，便于维修和管理；兼具刚性支撑作用和挠性连接作用，可通过挠性层连接不同结构和设计的多个刚性层，实现不同的功能区分布，降低生产成本。由于这些优点，刚挠结合板有着越来越广泛的应用前景，例如能够适用于信号传输量较大的数字化电子产品(如DV摄影机)、手机可动式与模块化功能设计、车用控制系统(如仪表板显示、音响等)乃至航天航空领域中。

面对精细线路需求，无论是刚性板还是挠性板，目前大多数采用传统的铜箔压合、减法蚀刻工艺来制作线路。这种工艺的制造成本低、线路剥离强度高，但需要减薄较厚的铜箔，铜厚均匀性难以控制，只能应对L/S>40/40μm的线路设计。此外，还需要额外地蚀刻铜芽部分，故而蚀刻量增大，需要较多的CAM线路补偿，最终影响线路制作能力。为了应对L/S≤40/40um的产品设计，还可以将低粗糙度的薄铜箔(Rz≤1μm)或化学沉铜作为底铜，经由增加线路剥离强度的Primer涂层或ABF树脂压合成基材，再采用PSAP或SAP半加成法来加工制作线路。这种工艺需要更贵的低粗糙度薄铜箔和Primer、ABF等材料，制造成本极高，而且由于底铜的Rz值太小而容易发生线路剥离和其它制程问题。

另外，在想要导通上、下两层电路板上的线路图案时，需要在刚性电路板或挠性电路板上进行钻孔并对该孔进行金属化，以实现电连接。在进行常见的激光钻孔时，需要先对铜箔上欲钻孔的部位进行蚀刻减薄。减薄过程中蚀刻位置一旦产生偏差，钻孔位置也会随之产生偏差。在进行孔金属化时，通常先要用化学沉铜(PTH)或黑孔、黑影等工艺在孔壁上形成导电籽晶层，再通过电镀在孔壁上形成金属导体层，以提升导电性能。可是，电镀导体层与孔壁之间的结合力较差而容易从孔壁剥离，导致金属化孔的导电性能变差。而且，上述工艺均需要使用较厚的成品铜箔以及进行多次蚀刻，难以满足精细线路需求，并且可能对环境造成严重的危害。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提供在线路层与基材之间具有较高结合力、或者带有导电性良好的金属化孔的刚挠结合板、以及它们的制造方法。

本实用新型的第一技术方案为一种刚挠结合板，其包括依次层叠挠性芯板的一部分、贴合层和刚性芯板而成的刚性区、以及由挠性芯板的剩余部分组成的挠性区，挠性芯板和/或刚性芯板在表面上设有线路层，刚挠结合板设有金属化孔以用于导通不同的线路层，其中，至少一个线路层和/或金属化孔包括离子注入层，该离子注入层的外表面与挠性芯板的挠性基材的表面、或者刚性芯板的刚性基材的表面、或者金属化之前的孔的壁面相齐平。

本实用新型的第二技术方案为，在上述第一方案中，离子注入层是由导电材料与挠性基材或刚性基材或贴合层形成的掺杂结构，其内表面位于挠性基材的表面、或者刚性基材的表面、或者金属化之前的孔的壁面的下方0-500nm深度处。

本实用新型的第三技术方案为，在上述第二方案中，在离子注入层的上方设有由导电材料组成的等离子体沉积层，该等离子体沉积层包括厚度为0-500nm的金属或金属氧化物沉积层、以及位于金属或金属氧化物沉积层上方且厚度为0-500nm的Cu沉积层。

本实用新型的第四技术方案为，在上述第二或第三方案中，导电材料是Ti、Cr、Ni、Cu、Ag、Al、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb以及它们之间的合金中的一种。

本实用新型的第五技术方案为，在上述第一方案中，挠性基材是包含聚酰亚胺、聚酯或者聚四氟乙烯的反复弯曲型基材或静态弯曲型基材，在弯曲半径1mm、弯曲180度时，反复弯曲型基材能够弯曲千次以上，静态弯曲型基材能够弯曲百次以上。

本实用新型的第六技术方案为，在上述第一方案中，挠性基材是包含FR-4、CEM-3环氧树脂或其它改性树脂的半弯曲型基材，半弯曲型基材在弯曲半径5mm、弯曲180度时能够弯曲十次以上。

本实用新型的第七技术方案为，在上述第一方案中，刚性基材包括树脂和玻纤布基半固化片，其中树脂是双马来酰亚胺三嗪树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚四氟乙烯以及它们的改性树脂中的一种。

本实用新型的第八技术方案为，在上述第一方案中，贴合层为纯胶片、不流动型半固化片或者低流动型半固化片。

本实用新型的第九技术方案为，在上述第一方案中，在挠性区中设有覆盖挠性芯板的覆盖膜，覆盖膜包括聚酰亚胺薄膜和粘合剂。

本实用新型的第十技术方案为，在上述第一方案中，刚挠结合板为挠性芯板在内侧的对称结构、或者挠性芯板在外侧的非对称结构，其中刚性芯板为30层以下，而挠性芯板为16层以下。

本实用新型的第十一技术方案为，在上述第一方案中，挠性芯板为无胶FCCL，其包括挠性基材、位于挠性基材的表面下方的离子注入层、以及位于离子注入层上方的铜层。

本实用新型的第十二技术方案为，在上述第一方案中，挠性芯板为有胶FCCL，其包括挠性基材、粘合剂、以及由粘合剂粘合到挠性基材的表面上的铜层。

本实用新型的第十三技术方案为，在上述第十一或第十二方案中，挠性芯板的整个表面由覆盖膜覆盖，覆盖膜包括聚酰亚胺薄膜和粘合剂。

在本实用新型的刚挠结合板中，离子注入层嵌入到基材的表面下方或者孔壁下方的一定深度处，而不是像传统的磁控溅射法那样使导电材料完全位于基材的表面或孔壁的上方。在注入的导电材料与基材的材料分子之间形成了掺杂结构，相当于在基材表面或孔壁的下方打入数量众多的基桩。因此，刚挠结合板中包括离子注入层的线路层或孔壁导体层与基材(或者基材和贴合层)之间的结合力较大，可以达到0.5N/mm以上(例如0.8-2.0N/mm)。此外，由于离子注入层中的导电材料通常具有纳米级的尺寸，注入时的粒子密度较为均匀、入射方向基本一致，因而所得线路层的表面均匀平整、不容易出现针孔现象。而且，在线路层由离子注入层和等离子体沉积层组成的情况下，通过调整离子注入和等离子体沉积过程中的各种参数，能够容易地调整相应各层的厚度，制得厚度极小的线路层，从而能够更好地满足精细线路要求。另外，在孔壁下方形成离子注入层而进行孔金属化的流程相当简单，有助于降低制造成本，并且可以减轻对环境造成的危害。

附图说明

在参照附图阅读以下的详细描述之后，本领域技术人员将更容易理解本实用新型的这些及其他的特征、方面和优点。为了清楚起见，附图不一定按比例绘制，而是其中有些部分可能被夸大以示出具体细节。在所有附图中，相同的参考标号表示相同或相似的部分，其中：

图1是表示用于制造刚挠结合板的方法的流程图；

图2(a)至2(g)是示出与图1所示方法的各个步骤相对应的产品的剖面示意图；

图3示意性地示出离子注入的工作原理图；

图4(a)至4(d)示出带有离子注入层的各种线路层的剖面；

图5(a)至5(d)示出带有离子注入层的各种金属化孔的剖面；

图6(a)至6(c)是示出根据本实用新型的带有离子注入层的刚挠结合板的若干实施例的剖面示意图；以及

图7(a)至7(c)是示出根据本实用新型的刚挠结合板的若干变型例的剖面示意图。

参考标号：

1 刚挠结合板

A1 刚性区

A2 挠性区

10 挠性芯板

10’ 无胶FCCL(无胶挠性覆铜板)

10’’ 有胶FCCL(有胶挠性覆铜板)

102 挠性基材

104 挠性基材的表面

106 线路层

108 离子注入层

110 等离子体沉积层

112 导体加厚层

112’ 铜层

114 粘合剂

20 刚性芯板

202 刚性基材

204 刚性基材的表面

206 线路层

208 离子注入层

210 等离子体沉积层

212 导体加厚层

212’ 铜层

30 贴合层

40 覆盖膜

402 粘合剂

404 聚酰亚胺薄膜

50 金属化孔

504 金属化前的孔的壁面

508 离子注入层

510 等离子体沉积层

512 导体加厚层

60 阻焊层。

具体实施方式

以下，将参照附图，详细地描述本实用新型的实施方式。本领域技术人员应当容易理解，这些描述仅仅列举了本实用新型的示例性实施例，而决不意图限制本实用新型的保护范围。例如，在本实用新型的某一个附图或实施例中描述的元素或特征可以与一个或更多其它附图或实施例中示出的其它元素或特征相结合。此外，为了便于描述各材料层之间的位置关系，在本文中使用了空间相对用语，例如“上方”和“下方”、以及“内”和“外”等，这些术语均是相对于基材的表面或者孔的孔壁而言的。例如，如果A层材料相对于B层材料位于朝向基材表面或孔壁的外侧的方向上，则认为A层材料位于B层材料的上方或者外部，反之亦然。

图1是表示用于制造根据本实用新型的刚挠结合板的方法的流程图，其中用S01至S08表示主要的步骤。具体而言，该方法典型地包括以下步骤：对挠性基材进行前处理(步骤S01)；在挠性基材的表面上制作线路层，以形成挠性芯板(步骤S02)；在刚挠结合板的挠性区粘贴、层压覆盖膜，覆盖挠性芯板的两侧(步骤S03)；对层压了覆盖膜的挠性芯板进行钻孔，然后进行孔金属化，以便形成金属化孔(步骤S04)；准备刚性芯板，然后依次层叠挠性芯板、贴合层和刚性芯板等(即，利用贴合层结合挠性芯板和刚性芯板)，并进行层压(步骤S05)；对层叠而成的板进行钻孔，然后进行孔金属化，以便形成金属化孔(步骤S06)；在刚性芯板的外侧制作外层电路，并进行外层AOI(即，自动光学检测)(步骤S07)；最后，进行丝印、阻焊、字符等后工序(步骤S08)。其中，覆盖膜和贴合层都经过下料、开窗之后才应用到刚挠结合板的制造工艺中，其准备程序可以包括下料、钻定位孔、铣外形、抽真空处理等步骤。刚性芯板的准备程序与挠性芯板类似，包括前处理、制作线路层和内层AOI等步骤，可以在步骤S05之前的任何时间点进行。

容易理解，上述方法仅仅是示例性的，而不是限制性的，其中的很多步骤可以省略或者改变顺序。例如，可以省略步骤S04，也就是说事先不在挠性芯板上形成金属化孔，而是在步骤S06中一次性地形成贯穿刚挠结合板的金属化孔。在刚性芯板的外层已包括所期望的线路图案的情况下，还可以省略上述的步骤S07，即，在孔金属化之后直接进行丝印、阻焊、字符等后工序。此外，在制作线路层时，可以仅在刚性基材或挠性基材的一个表面上形成线路层，也可以在这些基材的两个表面上都形成线路层。层叠可以以挠性芯板、贴合层、刚性芯板、贴合层、挠性芯板等交替地层叠的顺序进行，也可以以挠性芯板、贴合层、刚性芯板、贴合层、刚性芯板等的顺序进行，只要包括至少一个挠性芯板即可，通过该挠性芯板来连接多个刚性芯板。另外，在制作外层电路时，可以直接地在刚性芯板的外表面上制作线路，也可以事先在刚性芯板的外表面上层压贴合层，然后在该贴合层上进行钻孔、孔金属化及线路制作。

作为挠性基材的示例，可以使用包含聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)或者聚四氟乙烯(PTFE)的反复弯曲型基材或静态弯曲型基材。这种基材通常是厚度较小(例如小于1mm，如100μm、200μm、500μm等厚度)的基材膜。在弯曲半径为1mm、弯曲角度为180度的情况下，反复弯曲型基材能够弯曲千次以上，而静态弯曲型基材能够弯曲百次以上。此外，还可以使用包含FR-4、CEM-3环氧树脂或其它改性树脂的半弯曲型基材。半弯曲型基材通常是厚度小于1.5mm的薄基板，在弯曲半径为5mm、弯曲角度为180度的情况下能够弯曲循环十次以上。作为刚性基材的示例，可以使用包括树脂和玻纤布基半固化片的刚性基材。其中，树脂又可包括双马来酰亚胺三嗪树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚四氟乙烯以及它们的改性树脂中的一种或多种。贴合层可以是纯的胶片(Bonding sheet)、不流动型半固化片(noflow prepreg)或者低流动型半固化片(low flow prepreg)。优选地，选择流动度适当的半固化片，既保证填胶质量，又不能流动度太大以至于不方便控制流胶量，例如可以使用美国ARLON公司的38N半固化片作为低流动型半固化片。此外，覆盖膜可以是包括聚酰亚胺薄膜和粘合剂的薄膜，利用粘合剂而粘合到挠性芯板的表面上。

图2(a)至2(g)是示出与图1所示方法的各个步骤(除了前处理的步骤S01以外)相对应的产品的剖面示意图。在对挠性基材进行前处理时或者对覆盖膜、贴合层、刚性基材等进行前处理时，可以采用表面清洁处理、表面沉积处理或表面脱水处理等方式。表面清洁处理即为通过擦拭或超声波清洗等来去除基材的表面或孔壁上附着的脏污。表面沉积处理就是在基材的表面或孔壁上覆上一层沉积物，以填平表面上的微孔或改善表面的物理性质。表面脱水处理即为去除基材的表面或孔壁上的材料分子中存在的水分。这些前处理方式均有利于后续的孔金属化或制作线路等步骤的进行。

如图2(a)所示，在挠性基材102的表面104上形成了线路层106，从而制得挠性芯板10。线路层106的制作可采用传统的铜箔压合并进行减法蚀刻的工艺来完成，也可以采用后述的离子注入并进行等离子体沉积或电镀、然后图形蚀刻的工艺来完成。之后，如图2(b)所示，在刚挠结合板的挠性区A1上粘贴并层压覆盖膜40。接着，如图2(c)所示，对挠性芯板10的一部分区域进行钻孔并进行孔金属化，以便导通挠性芯板10的上、下两个表面上的线路层。此时，可以采用机械钻孔、冲孔、激光打孔、等离子体刻蚀和反应离子刻蚀等技术，形成孔径为2至1000微米的通孔，孔的横截面形状可以是圆形、矩形、三角形等各种各样的形状。在进行孔金属化时，可以采用传统的化学沉铜(PTH)或黑孔、黑影等工艺，也可以采用后述的先离子注入、随后等离子体沉积或电镀的工艺。

然后，如图2(d)所示，在刚挠结合板的刚性区A2，依次层叠挠性芯板10、贴合层30和事先准备好的刚性芯板20，该刚性芯板20包括刚性基材202和在刚性基材的表面204上形成的线路层206。尽管图2(d)中所示的刚性芯板20仅仅在与贴合层30接触的内表面上形成了线路层206，但是该线路层206还可以形成于刚性基材202的外表面上。随后，如图2(e)所示，对层叠而成的板进行钻孔，并进行孔金属化，形成了金属化孔50。在图2(e)中显示了贯穿整个板的左侧通孔、以及贯穿了上层刚性芯板20和上层贴合层30的右侧倒梯形盲孔。可是，右侧的倒梯形盲孔也可以仅仅贯穿刚性芯板20，以将在刚性基材的两个表面上形成的线路层206电连接。接着，如图2(f)所示，在刚性芯板20的外表面上制作电路，包括位于金属化孔50的开口周围的焊盘等。最后进行丝印、阻焊、字符等后工序，形成了如图2(g)所示地在最外侧带有阻焊层60的结构，制得最终的刚挠结合板。具体而言，常规的后工序可以包括金表、阻焊、二次成像、字符、通风整平、通断测试、外形、终测、包装等。

如前文所述，可以省略步骤S04，此时将不存在图2(c)所示的金属化孔50。在刚性芯板20的外层已包括期望线路图案的情况下，还可以省略上述步骤S07，此时不存在图2(f)，该图2(f)所示的最外侧的线路层将转移到图2(d)和2(e)所示的刚性芯板20上。可以采用传统的铜箔压合、减法蚀刻的工艺来在挠性基材或刚性基材上制作线路层，并且采用传统的化学沉铜(PTH)或黑孔、黑影等工艺来制作金属化孔。然而，本实用新型的特征在于，在制作线路层和制作金属化孔中的至少一个工序中引入离子注入技术，从而在挠性基材的表面或者刚性基材的表面或者孔的壁面下方形成离子注入层，这种离子注入层是由导电材料与挠性基材或刚性基材或贴合层形成的掺杂结构，有助于降低线路层的厚度、以及提高线路层与基材之间的结合强度。

离子注入可通过以下方法来进行：使用导电材料作为靶材，在真空环境下，通过电弧作用(例如采用真空阴极弧等离子体源)使靶材中的导电材料电离而产生大量离子，然后在电场下使该离子加速而获得1-1000keV的能量，例如5、10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900keV等。高能的导电材料离子接着以较高的速度直接撞击到基材的表面或者孔壁上，并且注入到该表面或孔壁下方的一定深度处。在所注入的导电材料离子与基材的材料分子之间形成较为稳定的化学键(例如离子键或共价键)，二者共同构成了掺杂结构。该掺杂结构(即，离子注入层)的外表面与基材的表面或者孔壁齐平，而其内表面则深入到基材的内部，即，位于基材的表面或者孔壁的下方。

在离子注入过程中，可以使用与刚性基材或挠性基材的结合力较高的金属或合金来进行离子注入，例如可采用Ti、Cr、Ni、Cu、Ag、Al、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb等金属以及它们之间的二元、三元或四元合金中的一种或多种作为靶材，其中，Ni、Cr、Ti是优选的注入材料。此外，通过控制各种参数(例如电压、电流、真空度、离子注入剂量等)，能够相当容易地调节离子注入的深度、以及基材与线路层或孔壁导体层之间的结合力。例如，离子的注入深度可被调节为0-500nm(例如10、50、100、200、300、400nm等)，而且基材与线路层或孔壁导体层之间的结合力可以被调节为0.5N/mm以上(例如0.8、1.0、1.5N/mm等)。

图3示意性地示出了离子注入的工作原理图。如图所示，用于执行离子注入的设备主要由等离子体形成区(触发系统)和离子束形成区(引出系统)这两部分组成。等离子体形成区包括阴极、阳极和触发电极，离子束形成区一般由一组多孔三电极构成。在触发电压的作用下，阴极和阳极之间形成高密度的等离子体并向引出区扩散。在引出电场的加速作用下，等离子体中的带电离子被引出并加速形成离子束，该离子束的种类和纯度由阴极靶材料决定。典型地，阴极触发电极和阳极为同轴结构。阴极为圆柱形并由所需离子的导电材料制成。阳极为圆柱筒形且套在阴极外面，中心开孔为等离子体通道。采用脉冲高压触发方式，例如将触发电极套在阴极外，之间用氮化硼绝缘，触发电压为10kV左右，触发脉宽为10ms左右。当触发电压施加在阴极和触发电极上时，由火花放电产生的等离子体使阴极和阳极电路接通而形成真空弧放电，在阴极表面形成只有微米级大小但电流密度高达10⁶A/cm²的阴极斑，致使阴极靶材料蒸发并高度电离成等离子体。等离子体以大约10⁴m/s的速度喷射，一部分通过阳极中心孔扩散到引出电极。然后，等离子体在引出电场的作用下被引出，形成高速的离子束。施加在阴、阳电极之间的弧压越高，弧电流就越大，所产生的等离子体密度也就越高，从而有可能引出更大的束流。引出束流大小还与离子源的工作参数、引出电压、引出结构和阴极材料等有关。例如，离子束形成区(引出系统)的引出电压越高，带电粒子的离子束就被加速到越高的速度，从而可以注入到基材的内部越深的部位。另外，真空弧放电在产生等离子体的同时也产生很多尺寸在0.1至10微米的不带电微粒。这些微粒的存在对所沉积薄膜的性能有极大的影响，造成薄膜表面粗糙，致密性差，光泽度和与基材的结合力下降等。为了去掉或减少阴极真空弧产生的大颗粒，可以采用磁过滤器，即，建立一个弯曲的磁场，过滤到不带电的大颗粒，仅将需要的带电等离子体沿着弯曲的磁场导向到基材的表面。

在形成了离子注入层之后，还可以采用等离子体沉积技术在其上方进一步形成等离子体沉积层。等离子体沉积可采用与离子注入相似的方式来进行，只不过在沉积期间施加较低的加速电压。即，同样使用导电材料作为靶材，在真空环境下，通过电弧作用使靶材中的导电材料电离而产生离子，然后在加速电场下驱使该离子加速而获得一定能量且沉积到基材的表面或孔壁上，从而构成等离子体沉积层。在此期间，可以通过调节加速电压而使导电材料的离子获得1-1000eV(例如5、10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900eV等)的能量，并且通过控制沉积时间而得到厚度为10-1000nm(例如50、100、200、300、400、500、600、700、800、900nm等)的等离子体沉积层。

离子注入和等离子体沉积过程所采用的靶材可以是彼此相同的，也可以是彼此不同的，而且均可以同时使用多个靶材。相应地，离子注入层可以包括一层或多层，等离子体沉积层也可以包括一层或多层。例如，等离子体沉积层可以包括厚度为0-500nm的金属或金属氧化物沉积层、和位于金属或金属氧化物沉积层上方且厚度为0-500nm的Cu沉积层，其中金属是Ti、Cr、Ni、Cu、Ag、Al、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb中的一种或多种，而金属氧化物则是这些金属与氧组成的化合物。

可选地，在形成了离子注入层或等离子体沉积层之后，还可以通过电镀、化学镀、真空蒸发镀、溅射等方法中的一种或多种处理方式，使用例如Al、Mn、Fe、Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb及它们之间的合金中的一种或多种，来形成导体加厚层作为线路层或孔壁导体层的一部分，以用于改善或调整其导电性能。Cu、Ag、Au和Al由于具有良好的导电性而被广泛地应用于线路层的制作中。电镀法的速度快、成本低，而且适用材料的范围非常广泛，是最常使用的形成导体加厚层的方法。

图4(a)至4(d)示出了带有离子注入层的各种线路层的剖面，图5(a)至5(d)示出了带有离子注入层的各种金属化孔的剖面。如图4(a)所示，在挠性基材102或刚性基材202的表面104或204上形成了线路层，该线路层包括离子注入层108、208和等离子体沉积层110、210。其中，离子注入层108、208的外表面与挠性基材的表面104或刚性基材的表面204相齐平，而内表面则位于后者的下方。图4(b)所示的线路层与图4(a)的区别在于，其中的等离子体沉积层110、210分为两层，即，直接位于离子注入层108、208的上方的金属沉积层或金属氧化物沉积层、以及位于金属沉积层或金属氧化物沉积层的铜沉积层。在图4(c)所示的线路层中，通过电镀、化学镀、真空蒸发镀、溅射等方法形成的导体加厚层112、212直接地形成于离子注入层108、208的上方。此外，图4(d)所示的线路层包括位于挠性基材的表面104或刚性基材的表面204下方的离子注入层108、208、直接位于该离子注入层108、208上方的等离子体沉积层110、210、以及位于该等离子体沉积层110、210上方的导体加厚层112、212。

图5(a)至图5(d)所示的金属化孔的剖面结构分别类似于图4(a)至图4(d)所示的线路层，只不过其中的金属化前的孔的壁面504代替了前文所述的基材表面104、204，该孔的壁面504可以设置在挠性基材102、刚性基材202或者贴合层30的任何一者中。

在如上制得的刚挠结合板中，离子注入层嵌入到基材的表面下方或者孔壁下方的一定深度处，而不是像传统的磁控溅射法那样使导电材料完全位于基材的表面或孔壁的上方。在注入的导电材料与基材的材料分子之间形成了掺杂结构，相当于在基材表面或孔壁的下方打入数量众多的基桩。因此，刚挠结合板中包括离子注入层的线路层或孔壁导体层与基材(或者基材和贴合层)之间的结合力较大，可以达到0.5N/mm以上(例如0.8-2.0N/mm)。此外，由于离子注入层中的导电材料通常具有纳米级的尺寸，注入时的粒子密度较为均匀、入射方向基本一致，因而所得线路层的表面均匀平整、不容易出现针孔现象。而且，在线路层由离子注入层和等离子体沉积层组成的情况下，通过调整离子注入和等离子体沉积过程中的各种参数，能够容易地调整相应各层的厚度，制得厚度极小的线路层，从而能够更好地满足精细线路要求。另外，在孔壁下方形成离子注入层而进行孔金属化的流程相当简单，有助于降低制造成本，并且可以减轻对环境造成的危害。

上文概括地描述了本实用新型的刚挠结合板及其制造方法。下面，将举例示出这种刚挠结合板的若干个实施例和变型例，以便增进对于本实用新型的了解。

(实施例1)

图6(a)示出了根据本实用新型的刚挠结合板的一个实施例，是四层刚性加二层无胶挠性的内层对称结构。

首先，采用包括挠性基材、位于挠性基材的表面下方的离子注入层108、以及位于离子注入层108上方的铜层112’(例如电镀铜层)的无胶FCCL(挠性覆铜板)10’，通过常规的减法蚀刻方式去掉其表面上多余的离子注入层和铜层，从而形成在表面上具有线路层的挠性芯板。接着，在至少等于或稍稍大于挠性区A1的区域中粘贴覆盖膜40。该覆盖膜40包括粘合剂402和聚酰亚胺薄膜404，并且经由粘合剂402而贴合到挠性芯板的表面上。然后，在刚性区A2中，按照刚性基材、贴合层、挠性芯板、贴合层、刚性基材的顺序进行层叠并压合。随后，在层叠而成的板上钻孔，并且在孔壁上形成离子注入层508。可选地，还可以对孔壁的离子注入层508进行等离子体沉积或电镀等，从而填实钻出的孔或者缩小孔径。接着，对刚性基材的外表面相继地进行离子注入、等离子体沉积(或电镀)和图形蚀刻，从而形成包括离子注入层208和加厚铜层212’的外层线路。最后，进行各种后工序，在外层线路的外侧形成阻焊层60，从而获得最终的刚挠结合板。

(实施例2)

图6(b)示出了根据本实用新型的刚挠结合板的另一个实施例，是四层刚性加二层有胶挠性的内层对称结构。与实施例1相比，本实施例采用有胶FCCL(挠性覆铜板)代替了无胶FCCL，而且有胶FCCL的整个表面均被覆盖膜覆盖。

首先，采用包括挠性基材、粘合剂114、以及由粘合剂114粘合到挠性基材上的铜层112’(例如铜箔等)的有胶FCCL 10’’，通过常规的图形蚀刻方法去掉其表面上多余的铜层，从而形成在表面上具有线路层的挠性芯板。接着，在挠性芯板的整个表面上粘贴覆盖膜40，该覆盖膜40包括粘合剂402和聚酰亚胺薄膜404，并且经由粘合剂402而贴合到挠性芯板的表面上。然后，在刚性区A2中，按照刚性基材、贴合层、挠性芯板、贴合层、刚性基材的顺序进行层叠并压合。随后，在层叠而成的板上钻孔，并且在孔壁上形成离子注入层508。可选地，还可以对孔壁的离子注入层508进行等离子体沉积或电镀等，从而填实钻出的孔或者缩小孔径。接着，对刚性基材的外表面相继地进行离子注入、电镀(或等离子体沉积)和图形蚀刻，从而形成包括离子注入层208和加厚铜层212’的外层线路。最后，进行各种后工序，在外层线路的外侧形成阻焊层60，从而获得最终的刚挠结合板。

(实施例3)

图6(b)示出了根据本实用新型的刚挠结合板的又一个实施例，是八层刚性加二层无胶挠性的内层对称结构。与实施例1相比，本实施例采用了事先制作好的刚性芯板、以及更多的贴合层。

首先，采用包括挠性基材、位于挠性基材的表面下方的离子注入层108、以及位于离子注入层108上方的铜层112’(例如电镀铜层)的无胶FCCL 10’，通过常规的减法蚀刻方式去掉其表面上多余的离子注入层和铜层，从而形成在表面上具有线路层的挠性芯板。与此并行地，在刚性基材的两个表面上相继地进行离子注入、等离子体沉积(或电镀)和图形蚀刻，形成包括离子注入层208和加厚铜层212’的线路层，制得刚性芯板20。接着，在挠性芯板的至少等于或稍稍大于挠性区A1的区域中粘贴覆盖膜40。该覆盖膜40包括粘合剂402和聚酰亚胺薄膜404，并且经由粘合剂402而贴合到挠性芯板的表面上。然后，在刚性区A2中，按照刚性芯板、贴合层、挠性芯板、贴合层、刚性芯板的顺序进行层叠并压合。随后，在层叠而成的板上钻孔并在孔壁上形成离子注入层，可选地还进行了电镀或等离子体沉积等，例如得到了图6(c)所示的左侧靠下方的金属化盲孔，该盲孔电连接刚性芯板20的上、下两个表面上的线路层。

接着，在刚性区A2中，按照贴合层30、先前层叠层、贴合层30的顺序进行层压，再进行钻孔、离子注入等，形成了金属化孔，例如图6(c)所示的左侧靠上方的金属化盲孔、以及右侧较长的通孔。在进行孔金属化时，还可以对孔壁的离子注入层508进行等离子体沉积或电镀等，从而填实钻出的孔或者缩小孔径。然后，对外侧贴合层的表面相继地进行离子注入、等离子体沉积(或电镀)和图形蚀刻，从而形成包括离子注入层和导体加厚层的外层线路。最后，进行各种后工序，在外层线路的外侧形成阻焊层60，从而获得最终的刚挠结合板。

(变型例1)

图7(a)示出了根据本实用新型的刚挠结合板的一个变型例，未示出最外侧的阻焊层。与图2(f)所示的结构相比较，本变型例的刚挠结合板1在不同的刚性区具有不同的剖面结构和高度，通过挠性区来连接各个高度不同的刚性区。例如，如图7(a)所示，右侧的刚性区包括依次层叠的刚性芯板20、贴合层30和挠性芯板10；左侧的刚性区在刚性芯板的外侧还包括额外的贴合层，在该贴合层的外表面上形成外层线路，与贯穿整个刚挠结合板的金属化通孔电连接。

(变型例2)

图7(b)示出了根据本实用新型的刚挠结合板的另一个变型例，未示出最外侧的阻焊层。与图2(f)所示的结构相比较，本变型例的刚挠结合板1在挠性芯板上没有形成线路层，即，挠性芯板仅仅起到连接各个刚性芯板的作用。例如，如图7(b)所示，刚性芯板20直接经由贴合层30而压合到未形成线路层的挠性芯板10(即，挠性基材)上。容易想到，也可以不在刚性芯板上形成线路层，使得刚性芯板仅仅起到增加电路板强度的作用。

(变型例3)

图7(c)示出了根据本实用新型的刚挠结合板的又一个变型例，未示出最外侧的阻焊层。与图2(f)所示的结构相比较，本变型例的刚挠结合板1是挠性芯板在外侧的非对称结构，而不是挠性芯板在内侧的轴对称结构。例如，如图7(c)所示，刚性芯板20和贴合层30仅仅存在于挠性芯板10的上侧。当然，也可以在挠性芯板10的两侧均设置刚性芯板20和贴合层30，但是两侧的层数和位置各不相同，这也是一种非对称的结构。

上文描述的内容仅仅提及了本实用新型的合适实施例。然而，本实用新型并不受限于文中所述的特定实施例。本领域技术人员将容易想到，在不脱离本实用新型的要旨的范围内，可以对这些实施例进行各种显而易见的修改、调整及替换，以使其适合于特定的情形。实际上，本实用新型的保护范围是由权利要求限定的，并且可包括本领域技术人员可预想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求的字面语言无差异的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言有非显著性差异的等同结构要素，那么它们将会落在权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种刚挠结合板，包括依次层叠挠性芯板的一部分、贴合层和刚性芯板而成的刚性区、以及由所述挠性芯板的剩余部分组成的挠性区，所述挠性芯板和/或所述刚性芯板在表面上设有线路层，所述刚挠结合板设有金属化孔以用于导通不同的线路层，其中，至少一个线路层和/或金属化孔包括离子注入层，该离子注入层的外表面与所述挠性芯板的挠性基材的表面、或者所述刚性芯板的刚性基材的表面、或者金属化之前的孔的壁面相齐平。

2.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述离子注入层是由导电材料与所述挠性基材或所述刚性基材或所述贴合层形成的掺杂结构，其内表面位于所述挠性基材的表面、或者所述刚性基材的表面、或者金属化之前的所述孔的壁面的下方0-500nm深度处。

3.根据权利要求2所述的刚挠结合板，其特征在于，在所述离子注入层的上方设有由导电材料组成的等离子体沉积层，该等离子体沉积层包括厚度为0-500nm的金属或金属氧化物沉积层、以及位于所述金属或金属氧化物沉积层上方且厚度为0-500nm的Cu沉积层。

4.根据权利要求2或3所述的刚挠结合板，其特征在于，所述导电材料是Ti、Cr、Ni、Cu、Ag、Al、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb以及它们之间的合金中的一种。

5.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述挠性基材是包含聚酰亚胺、聚酯或者聚四氟乙烯的反复弯曲型基材或静态弯曲型基材，在弯曲半径1mm、弯曲180度时，所述反复弯曲型基材能够弯曲千次以上，所述静态弯曲型基材能够弯曲百次以上。

6.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述挠性基材是包含FR-4、CEM-3环氧树脂或其它改性树脂的半弯曲型基材，所述半弯曲型基材在弯曲半径5mm、弯曲180度时能够弯曲十次以上。

7.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述刚性基材包括树脂和玻纤布基半固化片，其中所述树脂是双马来酰亚胺三嗪树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚四氟乙烯以及它们的改性树脂中的一种。

8.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述贴合层为纯胶片、不流动型半固化片或者低流动型半固化片。

9.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，在所述挠性区中设有覆盖所述挠性芯板的覆盖膜，所述覆盖膜包括聚酰亚胺薄膜和粘合剂。

10.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述刚挠结合板为挠性芯板在内侧的对称结构、或者挠性芯板在外侧的非对称结构，其中所述刚性芯板为30层以下，而所述挠性芯板为16层以下。

11.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述挠性芯板为无胶FCCL，其包括挠性基材、位于所述挠性基材的表面下方的离子注入层、以及位于所述离子注入层上方的铜层。

12.根据权利要求1所述的刚挠结合板，其特征在于，所述挠性芯板为有胶FCCL，其包括挠性基材、粘合剂、以及由所述粘合剂粘合到所述挠性基材的表面上的铜层。

13.根据权利要求11或12所述的刚挠结合板，其特征在于，所述挠性芯板的整个表面由覆盖膜覆盖，所述覆盖膜包括聚酰亚胺薄膜和粘合剂。