刚挠结合板制造技术

本实用新型专利技术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。

Rigid-Flex PCB

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【技术实现步骤摘要】

本技术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。
技术介绍
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-flexcircuitboard：R-FPCB)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。
技术实现思路
本技术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。本技术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。本技术的第二技术方案为，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。本技术的第三技术方案为，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。本技术的第四技术方案为，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。本技术的第五技术方案为，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。本技术的第六技术方案为，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。本技术的第七技术方案为，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。本技术的第八技术方案为，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。本技术的第九技术方案为，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。本技术的第十技术方案为，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。本技术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。本技术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。本技术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。在本技术的刚挠结合板中，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，从而能够更好地本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，王志建，吴香兰，杨志刚，
申请(专利权)人：武汉光谷创元电子有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42