CN220528275U - 一种柔性覆金属板及柔性电路板 - Google Patents

一种柔性覆金属板及柔性电路板 Download PDF

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Abstract

本申请属于印刷电路技术领域。本申请公开了一种柔性覆金属板,该柔性覆金属板包括第一金属层、绝缘层和第二金属层;绝缘层设于第一金属层的一侧,绝缘层包括凹槽,凹槽设于绝缘层远离第一金属层的一侧,凹槽向靠近第一金属层的一侧凹陷,凹槽的深度为20‑1000nm;第二金属层部分嵌入至凹槽中。本申请还公开了一种柔性电路板。本申请公开的柔性覆金属板中第二金属层与绝缘层之间的附着力高,电阻低,保证柔性覆金属板电性能好,具有较高的可靠性。

Description

一种柔性覆金属板及柔性电路板
技术领域
本申请属于印刷电路技术领域,尤其涉及一种柔性覆金属板及柔性电路板。
背景技术
FPC(Flexible Printed Circuit,简称FPC,柔性电路板)平面线圈是无线充电技术中的重要元件之一,FPC主要由柔性覆铜板进行线路成型制得。
用于线圈载体的FPC,其结构设计主要以双面铜结构为主,通过绝缘层中间的导通孔连接绝缘层两面线路。双面铜结构的柔性覆铜板通常将铜箔与绝缘层压合形成,再通过刻蚀在绝缘层上形成金属线圈。
但本申请人在实现本申请实施例中申请技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:
刻蚀工艺复杂,刻蚀后的线圈与绝缘层的附着力较低,线圈易脱层,柔性覆铜板的可靠性较低。若通过胶黏剂提高线圈与绝缘层的附着力则会使柔性覆铜板的厚度增加,电性能下降。
实用新型内容
本申请实施例通过提供一种柔性覆金属板,解决柔性电路板中绝缘层与金属层无法同时兼顾高附着力和低电阻的问题,保证柔性覆金属板具有较好的电性能和可靠性。
本申请提供一种柔性覆金属板,该柔性覆金属板包括第一金属层、绝缘层和第二金属层。绝缘层设于第一金属层的一侧,绝缘层包括凹槽,凹槽设于绝缘层远离第一金属层的一侧,凹槽向靠近第一金属层的一侧凹陷,凹槽的深度为20-1000nm;第二金属层至少部分嵌入至凹槽中。
进一步地,凹槽的深度为20-360nm。
进一步地,第二金属层为图形化金属层。
进一步地,第一金属层的厚度为35-140μm,绝缘层的厚度25-100μm,第二金属层的厚度为15-35μm。
进一步地,第一金属层包括铜层、镍层、钯层、银层或铂层中的至少一种。
进一步地,绝缘层包括聚酰亚胺薄膜。
进一步地,第二金属层包括铜层、镍层、钯层、银层或铂层中的至少一种。
进一步地,定义垂直于第一金属层的第一方向,沿第一方向绝缘层在第一金属层上具有第一投影,凹槽在第一金属层上具有第二投影,第二投影与第一投影的面积之比为1:(3-5)。
进一步地,柔性覆金属板的体积电阻小于等于3×1013Ω·cm,第二金属层与绝缘层之间的剥离强度大于等于8.0N/cm。
本申请还提供一种柔性电路板,该柔性电路板包括上述任一一项柔性覆金属板。
本申请通过在绝缘层中设置凹槽,使第二金属层至少部分嵌入凹槽中,提高了第二金属层与绝缘层之间的附着力,并保证第二金属层与绝缘层之间的电阻较低。
附图说明
图1为本申请一种实施方式中柔性覆金属板的剖面结构示意图;
图2为本申请一种实施方式中柔性覆金属板的剖面结构爆炸图;
图3为本申请一种实施方式中柔性覆金属板的俯视图;
图4为本申请另一种实施方式中柔性覆金属板的剖面结构示意图;
图5为对比例3中柔性覆金属板的剖面结构示意图。
图中:柔性覆金属板100,第一金属层11,绝缘层12,凹槽121,第二金属层13;第一方向101。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例提供一种如图1所示的柔性覆金属板100。该柔性覆金属板100包括第一金属层11、绝缘层12和第二金属层13。第一金属层11设于绝缘层12的一侧,第二金属层13设于绝缘层12的另一侧。如图2所示,绝缘层12包括凹槽121,凹槽121设于绝缘层12远离第一金属层11的一侧,凹槽121向靠近第一金属层11的一侧凹陷。第二金属层13至少部分嵌入凹槽121中。第二金属层13嵌入凹槽121中可以提高绝缘层12与第二金属层13之间的附着性能,使柔性覆金属板100在长时间使用时,第二金属层13不易与绝缘层12分离,提高柔性覆金属板100的可靠性。柔性覆金属板100小部分嵌入凹槽121中,保证第二金属层13和绝缘层12之间的电阻较小,避免出现发热等情况。
作为一种可选的实施方式,凹槽121的深度为20-1000nm。凹槽121可通过物理或化学方法形成。当凹槽121的深度过浅时,绝缘层12与第二金属层13之间的附着性能不足,易脱层。当凹槽121的深度过深时,绝缘层12与第二金属层13之间的电阻较大,柔性覆金属板100易出现发热等问题。凹槽121的深度为凹槽121的深度为20-1000nm时,既能够使绝缘层12与第二金属层13不易分离,还能够保证绝缘层12与第二金属层13之间的电阻较低。优选地,凹槽121的深度为20-360nm,保证绝缘层12与第二金属层13之间具有较好的附着性能,并具有较小的电阻,使柔性覆金属板100具有极好的电性能。
作为一种可选的实施方式,第一金属层11的厚度为35-140μm,保证柔性覆金属板100具有较好的电性能及柔韧性。柔性覆金属板100中第一金属层11厚度过薄,会使柔性覆金属板100电阻增大,增加电信号传输时的电损耗。同时,过薄的第一金属层11机械强度过低,柔性覆金属板100使用或储存时铜箔易断裂,导致柔性覆金属板100断路,使柔性覆金属板100报废,降低其使用寿命。柔性覆金属板100中第一金属层11厚度过厚,会使柔性覆金属板100的柔韧性下降,对柔性覆金属板100的使用产生不利影响。第一金属层11过厚会使柔性覆金属板100厚度增加,无法满足电子产品的高密度和微型化发展要求。优选地,第一金属层11的厚度为60-80μm,保证柔性覆金属板100具有优良的电性能及柔韧性。
作为一种可选的实施方式,绝缘层12的厚度25-100μm。绝缘层12过薄则会使绝缘层12的绝缘性下降,且在柔性覆金属板100的使用过程中绝缘层12易发生破损,导致柔性覆金属板100损坏,降低柔性覆金属板100的使用寿命。绝缘层12过厚则降低柔性覆金属板100的柔韧性,且不满足柔性覆金属板100轻薄的使用要求。
作为一种可选的实施方式,第二金属层13的厚度为15-35μm,保证柔性覆金属板100具有较好的电性能及柔韧性。优选地,第二金属层13的厚度为15-21μm,保证柔性覆金属板100具有优良的电性能及柔韧性。实际使用时,可根据功能需求适当地调整第二金属层13的厚度。
作为一种可选的实施方式,第一金属层11包括铜层、镍层、钯层、银层或铂层中的至少一种,这些金属均具有良好的导电性,能够保证柔性覆金属板100具有较好的电性能。优选地,第一金属层11为铜层。铜层包括普通电解铜、高延展性电解铜及压延铜中的至少一种。铜层具有低表面氧气特性,可以附着与各种不同基材,且拥有较宽的温度使用范围,使柔性覆金属板100在较宽的温度范围内均能表现出良好的使用性能。铜层的导电性能优良,延展性优秀,能为柔性覆金属板100提供良好的电性能及柔韧性。
作为一种可选的实施方式,绝缘层12包括聚酰亚胺薄膜。聚酰亚胺薄膜作为绝缘层12的柔性覆金属板100具有薄、轻和可柔性的优点,该柔性覆金属板100还具有优良的电性能、热性能及耐热性。具体地,聚酰亚胺薄膜具有较低的介电常数,能够降低柔性覆金属板100的介电损耗,保证柔性覆金属板100能够快速传输电信号。此外,聚酰亚胺薄膜良好的热传递性能可使得柔性覆金属板100易于降温,聚酰亚胺薄膜较高的玻璃化温度可使得柔性覆金属板100能够在更高的温度下良好运行。同时,聚酰亚胺具有较小的弯曲模量,用于柔性覆金属板100能够增加其柔韧性,提升柔性覆金属板100适用范围,满足柔性覆金属板100可柔性的要求。
作为一种可选的实施方式,第二金属层13包括铜层、镍层、钯层、银层或铂层中的至少一种,这些金属均具有良好的导电性,能够保证柔性覆金属板100具有较好的电性能。优选地,第二金属层13为铜层。铜层具有低表面氧气特性,可以附着与各种不同基材,且拥有较宽的温度使用范围,使柔性覆金属板100在较宽的温度范围内均能表现出良好的使用性能。铜层的导电性能优良,延展性优秀,能为柔性覆金属板100提供良好的电性能及柔韧性。
作为一种可选的实施方式,如图3所示,第二金属层13为图形化金属层。图形化金属层可以采用如下方法制得,用碱液对绝缘层12进行处理使其能与金属盐离子进行离子交换,采用金属盐离子对绝缘层12进行进一步处理。通过遮罩和光照的方式,促进有光的区域的离子交换反应,形成具有预设图形的金属晶种层,以电镀的方式,对金属晶种层进行增厚,在预设图形基础上形成具有图形化的第二金属层13。通过凹槽121和电镀工艺中,可以使第二金属层13在无胶黏剂的情况下与绝缘层12保持较好的附着性能。因此,第二金属层13可以设计为任意图形。柔性覆金属板100应用于无线充电线圈时,第二金属层13可以设计为线圈状。实际使用时,可根据需求对的第二金属层13的形状进行图形化设计。
作为一种可选的实施方式,如图4所示,定义垂直于第一金属层11的第一方向101,沿第一方向101绝缘层12在第一金属层11上具有第一投影,凹槽121在所处第一金属层11上具有第二投影。第二投影与第一投影的面积之比为1:(3-5),保证第二金属层13与绝缘层12之间的附着性能较好,电阻较低。
作为一种可选的实施方式,第二金属层13与绝缘层12之间的剥离强度大于等于8.0N/cm。通过在绝缘层12的一侧设置凹槽121,使第二金属层13部分嵌入凹槽121中,大大提高了第二金属层13与绝缘层12之间的剥离强度。第二金属层13与绝缘层12之间的剥离强度大于等于8.0N/cm,保证柔性覆金属板100在长时间使用的过程中,第二金属层13与绝缘层12不会剥离,提高柔性覆金属板100的可靠性。第二金属层13仅小部分嵌入凹槽121中,柔性覆金属板的体积电阻小于等于3×1013Ω·cm,保证第二金属层13与绝缘层12在使用时不易发热。此处需要明确的是,由于绝缘层12的电阻远大于第一金属层11和第二金属层13的电阻,柔性覆金属板中电阻基本为绝缘层12的电阻,即本申请所述的柔性覆金属板的体积电阻也可以理解为绝缘层12的电阻。
本申请实施例提供一种柔性电路板,该柔性电路板包括上述任一柔性覆金属板100。上述柔性覆金属板100电阻较低,各层之间附着能力强,具有较高的可靠性。
下面结合实施例对本申请作进一步描述,但本申请的保护范围不仅局限于实施例。
实施例1
如图1所示,一种柔性覆金属板100。该柔性覆金属板100包括第一金属层11、绝缘层12和第二金属层13。第一金属层11设于绝缘层12的一侧,第二金属层13设于绝缘层12的另一侧。绝缘层12包括凹槽121,凹槽121设于绝缘层12远离第一金属层11的一侧,凹槽121向靠近第一金属层11的一侧凹陷。第二金属层13部分嵌入凹槽121中。
具体地,第一金属层11为铜层,第一金属层11的厚度为70μm。绝缘层12为聚酰亚胺薄膜,绝缘层12的厚度为50μm。第二金属层13为图形化铜层,第二金属层13的厚度为18μm。凹槽121的深度为180nm。定义垂直于第一金属层11的第一方向101,沿第一方向101绝缘层12在第一金属层11上具有第一投影,凹槽121在所处第一金属层11上具有第二投影。第二投影与第一投影的面积之比为1:4。
实施例2
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将凹槽121的深度调整为20nm。
实施例3
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将凹槽121的深度调整为360nm。
实施例4
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将凹槽121的深度调整为1000nm。
实施例5
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将凹槽121的深度调整为700nm。
实施例6
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将第一金属层11的厚度调整为140μm,绝缘层12的厚度调整为100μm,第二金属层13的厚度为35μm。
实施例7
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将第一金属层11的厚度调整为35μm,绝缘层12的厚度调整为25μm,第二金属层13的厚度为12μm。
实施例8
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将第二投影与第一投影的面积之比为1:5。
实施例9
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将第二投影与第一投影的面积之比为1:3。
对比例1
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将凹槽121的深度调整为10nm。
对比例2
除以下技术特征外,其他与实施例1相同。
将凹槽121的深度调整为1100nm。
对比例3
如图5所示,一种柔性覆金属板100。该柔性覆金属板100包括第一金属层11、绝缘层12和第二金属层13。第一金属层11设于绝缘层12一侧的表面,第二金属层13设于绝缘层12另一侧的表面。第一金属层11、绝缘层12和第二金属层13之间通过胶黏剂粘接。
具体地,第一金属层11为铜层,第一金属层11的厚度为70μm。绝缘层12为聚酰亚胺薄膜,绝缘层12的厚度为50μm。第二金属层13为图形化铜层,第二金属层13的厚度为18μm。定义垂直于第一金属层11的第一方向101,沿第一方向101绝缘层12在第一金属层11上具有第一投影,凹槽121在所处第一金属层11上具有第二投影。第二投影与第一投影的面积之比为1:4。
一、性能测试:
对上述实施例及对比例中的柔性覆金属板100进行性能测试。
剥离强度:测试第二金属层与绝缘层之间的剥离强度。测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。试样尺寸:200mm*15mm;拉伸速度:100mm/min。
体积电阻:制作体积电阻量测试片。首先将试样于23±2℃去离子水浸泡24小时。之后取出,置入60℃烘箱烘烤2小试去除水分。以高阻计(A Keithly model L-7megohmmeter)进行体积电阻量测。
二、性能测试结果:
上述实施例和对比例柔性覆金属板100性能测试结果如表1所示。
表1:测试结果
由表1中相关数据可知,由实施例1-5与对比例1对比可知,凹槽深度过浅时,会使第二金属层与绝缘层之间的剥离强度降低。由实施例1-5与对比例2对比可知,凹槽深度过深时,会使柔性覆金属板的体积电阻增大,导致柔性覆金属板的电性能下降。实施例1-9与对比例3对比可知,对比例3通过胶黏剂将柔性覆金属板各层粘结,虽然柔性覆金属板各层之间的剥离强度较高,但柔性覆金属板厚度较高,且体积电阻率相对较大,柔性覆金属板的电性能较低。实施例4与实施例5中,凹槽的深度较高,第二金属层与绝缘层之间的剥离强度较高,柔性覆金属板体积电阻也随之升高,但实施例4与实施例5中的柔性覆金属板的体积电阻仍小于3.0×1013Ω·cm。
实施例1-9中的柔性覆金属板,第二金属层与绝缘层之间的剥离强度均大于8.0N/cm,柔性覆金属板的可靠性较高。实施例1-9中的柔性覆金属板整体的体积电阻较低,体积电阻均小于3.0×1013Ω·cm,具有较佳的电性能。
应当理解的是,对于本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性覆金属板,其特征在于,包括:
第一金属层;
绝缘层,所述绝缘层设于所述第一金属层的一侧,所述绝缘层包括凹槽,所述凹槽设于所述绝缘层远离所述第一金属层的一侧,所述凹槽向靠近所述第一金属层的一侧凹陷,所述凹槽的深度为20-1000nm;
第二金属层,所述第二金属层至少部分嵌入至所述凹槽中。
2.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述凹槽的深度为20-360nm。
3.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述第二金属层为图形化金属层。
4.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述第一金属层的厚度为35-140μm,所述绝缘层的厚度25-100μm,所述第二金属层的厚度为15-35μm。
5.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述第一金属层包括铜层、镍层、钯层、银层或铂层中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述绝缘层包括聚酰亚胺薄膜。
7.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述第二金属层包括铜层、镍层、钯层、银层或铂层中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
定义垂直于所述第一金属层的第一方向,沿所述第一方向所述绝缘层在所述第一金属层上具有第一投影,所述凹槽在所述第一金属层上具有第二投影,所述第二投影与所述第一投影的面积之比为1:(3-5)。
9.根据权利要求1所述的柔性覆金属板,其特征在于:
所述柔性覆金属板的体积电阻小于等于3×1013Ω·cm,所述第二金属层与所述绝缘层之间的剥离强度大于等于8.0N/cm。
10.一种柔性电路板,其特征在于:
所述柔性电路板包括权利要求1-9任一一项所述柔性覆金属板。
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