具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例一种FPC及其制备方法进行详细描述。
应当明确,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种FPC,如图1所示,包括:背面CVL1;所述背面CVL1上设置有可挠性层叠结构2;
所述可挠性层叠结构2,包括位于所述可挠性层叠结构2表层的接地焊盘200和与所述接地焊盘200接触的接地层20;在所述接地焊盘200表面设置有导电结构4;
在所述可挠性层叠结构表层2还设置有复合CVL3,所述复合CVL3,包括自下而上依次设置的粘结胶层30、下挠性介质材料层31、复合层32和上挠性介质材料层33;所述复合CVL3包裹所述导电结构4,且所述导电结构4穿过所述粘结胶层30和下挠性介质材料层31连接至所述复合层32。
通过在FPC的接地焊盘上形成导电结构,在可挠性层叠结构表层通过热压方式压合复合CVL,使复合CVL包裹所述导电结构,且在一定压力作用下使导电结构恰好刺穿复合CVL的粘结胶层和下挠性介质材料层,通过导电结构使可导电的复合层与可挠性层叠结构表面的接地焊盘连通,进行EMI屏蔽,可通过按设定的高度设置导电结构,使所述导电结构不露出于所述复合CVL的上表面,从而无需在FPC表面增加额外的屏蔽层,便可有效的实现对FPC的EMI的屏蔽,同时避免了导电结构的裸露所造成的电荷溢出和外界侵蚀,增强了FPC对EMI的屏蔽效果,延长了FPC的使用寿命。
所述接地层20为导电金属,可选的,所述接地层的材料为铜。
所述背面CVL1,包括:用于增加FPC可挠性的第一挠性介质材料层10和用于与其他层结构粘结的第一粘结胶层11。
在如图1所示的场景中,所述可挠性层叠结构2为双面可挠性覆铜板(Flexible Copper Clad Laminate,以下简称FCCL),但不限于此,可挠性层叠结构2还可为多个双面FCCL、多个单面FCCL层或至少一个双面FCCL和至少一个单面FCCL的组合的层叠结构;其中可包含多个接地层和多个可挠性介质材料层,所述多个接地层和所述多个可挠性介质材料层中间可通过粘结胶层粘结;为实现EMI屏蔽,如图1所示,所述可挠性层叠结构2至少包括一层接地层20、至少一层可挠性介质材料层21和与接地层20连接的接地焊盘200。
如图1所示的FPC的双面FCCL2a,包括:接地层20和用于增加所述接地层20的可挠性的第二挠性介质材料层21;在该接地层20上间隔设置有接地焊盘200和用于传输数据的信号走线201,其中所述接地焊盘200和所述信号走线201间存在间隙。
所述第一挠性介质材料层10、第二挠性介质材料层21、上挠性介质材料层33和下挠性介质材料层31的材料可以为聚酰亚胺(PolyImide,以下简称PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PolyEthylene Terephthalate,以下简称PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyEthylene Naphthalate,以下简称PEN)或聚四氟乙烯(Poly Tetra Fluoro Ethylene,以下简称PTFE)。
其中因PI拥有较好的耐热性和柔软性,并且成本相对较低,故优选的,所述第一挠性介质材料层10、第二挠性介质材料层21、上挠性介质材料层33和下挠性介质材料层31的材料为PI。
所述复合层的材料为可挠性材料与金属颗粒的复合材料,在保持了所述复合层可挠性的基础上,通过导电的金属颗粒使所述复合层具有导电特性;其中,所述复合层的材料,优选为PI和银的复合材料。
在所述背面CVL1和复合CVL3与可挠性层叠结构2热压后,为提高所述背面CVL1和复合CVL3与和可挠性层叠结构2粘结的热稳定性,可选的,所述粘结胶层为环氧树脂或丙烯酸酯。
在图1中,所述导电结构4可以呈圆台形。
所述导电结构通过印刷方式或喷印点涂(dispense,喷印点涂)方式形成;其中所述喷印点涂方式,具体为:喷印点涂机在目标结构上通过特征点进行定位,所述特征点为固定的图形,例如十字形,圆形或方形;根据特征点与需要喷印点涂的位置的关系,确定需要喷印点涂的位置;在需要喷印点涂的位置上,喷射目标材料。在本发明中,所述目标结构为可挠性层叠结构,所述目标材料为形成导电结构的导体材料。
为在热压复合CVL3的过程中,使所述导电结构4更易刺穿复合CVL3的粘结胶层30和下挠性介质材料层31,可选的,如图2所示,所述导电结构4可以呈尖锥形;其中如图2所示的场景中,所述可挠性层叠结构2为双面FCCL2a。所述导电结构4的形状还可以为其他形状,本发明对所述导电结构4的形状不作限定,只要通过所述导电结构可使导电的复合层与可挠性层叠结构表面的接地焊盘连通,形成EMI屏蔽即可,即能保证所述导电结构穿过所述复合覆盖膜的粘结胶层和下挠性介质材料层,与所述复合覆盖膜的复合层相连通,且不露出于所述复合覆盖膜的上表面即可。
其中,在背面CVL1和复合CVL3中,不限于本发明中所提到的膜结构,为实现其他功能,可以在背面CVL1和复合CVL3中设置其他材料的膜结构。无论为何种膜结构,在本发明中,通过设置于接地焊盘200表面的导电结构4刺穿其他膜结构以连接复合CVL3的复合层32,且不露出于复合CVL3的上表面,从而通过复合层32、导电结构4和接地焊盘200所形成的法拉第笼,有效实现FPC的EMI屏蔽,同时避免导电结构4的裸露所造成的电荷溢出和外界侵蚀,增强了FPC对EMI的屏蔽效果,延长了FPC的使用寿命。本发明对膜结构不作限定,本发明适用于需要设置导电结构4来实现EMI屏蔽且避免导电结构4裸露的各种场合及各种膜结构。
与上述一种FPC相对应,本发明还提供了一种所述FPC的制备方法,如图3所示,包括:
为使描述更加清楚,以下可挠性层叠结构2以如图1和图2所示的场景中的双面FCCL2a为例进行描述。
300、在可挠性层叠结构下表面热压背面CVL。
在FPC的生产线上,将背面CVL1和双面FCCL2a叠放于热压机的下加热板上;背面CVL1的第一粘结胶层11与双面FCCL2a的下表面贴合;热压机的上加热板和下加热板压合,并给予一定压力,例如120千克力;保持压力,并使上加热板和下加热板持续保持一定温度,该一定温度根据所选用的粘结胶的材料进行选取,可以为50度至150度之间(包括50度和150度)的某一温度,例如130度;因第一粘结胶层11为环氧树脂或丙烯酸酯,在升温至130度的情况下,环氧树脂或丙烯酸酯会先***;超过环氧树脂或丙烯酸酯的玻璃态转化点后,所述第一粘结胶层11固化,使双面FCCL2a和背面CVL1稳定粘结。
301、在所述可挠性层叠结构表层的接地焊盘表面,按设定的高度设置导电结构。
双面FCCL2a和背面CVL1粘结后,需要在接地焊盘200上按设定的高度形成导电结构4,该导电结构4的形成方式,一般通过印刷方式或喷印点涂方式。
当通过印刷方式制备导电结构4时,如图4所示,具体为:
400、将所述可挠性层叠结构放置于印刷机中,并将网版放置于所述可挠性层叠结构表面,其中所述接地焊盘与网版上的网孔相对应。
将与背面CVL1粘合后的双面FCCL2a取出,并放置于印刷机中;将如图5所示包含有网孔50的网版5放置于双面FCCL2a上,并通过在双面FCCL2a上进行光学定位将网孔50与双面FCCL2a上的接地焊盘200相对应。
401、在所述网版上倾倒形成所述导电结构的导体材料,通过刮刀将所述导体材料填满所述网孔。
印刷机在网版5上倾倒形成导电结构4的导体材料,并通过印刷机的刮刀将导体材料刮入网孔50中,使导体材料均匀地填满网孔50,从而也使网孔50中的导体材料可以与双面FCCL2a上的接地焊盘200充分接触;为使导体材料形成的导电结构4恰好刺穿粘结胶层30和下挠性介质材料层31,可根据复合CVL3的厚度调整导电结构4的高度;该导电结构4的高度与网版5的厚度相关,故通过调整所使用的网版5的厚度,便可形成高度适中的导电结构4,以使导电结构4可与复合CVL3中的复合层32连接。
402、向上提起网版,使所述导体材料呈尖锥形。
因通过刮刀使导体材料填满网孔50时,在网版5上网孔50的周围会有部分导体材料堆积,此时,印刷机向上提起网版5,使堆积的部分导体材料向网孔50中心移动,从而使导体材料在接地焊盘200上呈尖锥形。
为使所述导体材料的顶端尖锥形更加尖锐,在压合复合CVL3时,使导体材料固化后的导电结构4更容易刺穿粘结胶层30和下挠性介质材料层31,可选的,所述网版5的网孔50的截面呈梯形。
通过控制截面梯形的坡度,在向上提起网版5时,可使形成的尖锥形的导体材料的顶端更加尖锐,形成尖锥形。
在向上提起网版5时,可加快提起的速度,使所述导体结构4更加尖锐,形成尖锥形。
403、固化所述导体材料,形成导电结构,其中所述导电结构的高度通过所述网版的厚度控制。
对呈尖锥形的导体材料进行固化,因所述导体材料中混有环氧树脂或丙烯酸酯,故可通过紫外线光固化方式或加热方式使导体材料固化,该导体材料固化后,形成导电结构4。
所述设定的高度可以通过控制印刷机网版5的厚度来设定,即可通过设置印刷机网版的厚度来设定所述高度,所述网版5可通过电铸工艺形成;在该网版上设置有多个网孔50,网孔50与需要形成目标结构的位置相对应;所述网版5的厚度可根据复合CVL3的厚度确定。例如,在本发明的场景中,当复合CVL3的粘结胶层30为25微米,且下挠性介质材料层31、复合层32和上挠性介质材料层33的总厚度为25微米时,网版5的厚度可以设置为30-35微米。因为在向上提起网版5的过程中,会提高充满网孔50的导电材料的高度,使通过导电材料形成的导电结构4的高度略高于网版5的厚度。所以在网版5形成时,网版5的厚度可以略小于复合CVL3从粘结胶层30的下表面到复合层32的下表面或上表面的高度,以保证所形成的导电结构4的高度能穿过复合CVL3的粘结胶层30和下挠性介质材料层31,使可导电的复合层32与可挠性层叠结构2表面的接地焊盘200连通,且不露出复合CVL3的上表面。
当通过喷印点涂方式制备导电结构4时,如图6所示,具体为:
600、将所述可挠性层叠结构放置于喷印点涂机中。
将与背面CVL1粘合后的双面FCCL2a取出,并固定于喷印点涂机(或可称为dispense设备)中,以使喷印点涂机可对双面FCCL2a进行光学对位。
601、喷印点涂机对所述可挠性层叠结构表层的接地焊盘进行光学对位,并对应于所述接地焊盘喷印点涂形成所述导电结构的导体材料。
喷印点涂机在可挠性层叠结构上,通过光学对位查找双面FCCL2a上的特征点,并根据该特征点确定接地焊盘200的位置,其中所述特征点设置于双面FCCL2a上,且与双面FCCL2a上其他结构的形状不同,例如可为十字形,圆形或方形;喷印点涂机的喷口在对应接地焊盘200的位置上喷射导体材料。
602、在喷印点涂机喷射的作用下,在所述接地焊盘表面使导体材料呈尖锥形。
通过控制点涂机喷射导体材料时的压力和时间,调整喷口喷出的导体材料的高度和形态,以使导体材料固化形成的导电结构4与复合CVL3中的复合层32连接,一般的,喷印点涂机的喷射压强为0.7兆帕;在该压力的作用下,使滴落在接地焊盘200的导体材料形成尖锥形。
603、固化所述导体材料,形成所述导电结构,其中所述导电结构的高度通过设置喷印点涂机喷射导体材料的压力和时间控制。
对呈尖锥形的导体材料进行固化,因所述导体材料中混有环氧树脂或丙烯酸酯,故可通过紫外线光固化方式或加热方式使所述导体材料固化,该导体材料固化后,形成导电结构4。可以通过设置喷印点涂机喷射导体材料的压力和时间来设定所述导电结构的高度。
302、在所述可挠性层叠结构表层热压复合CVL,所述复合CVL包裹所述导电结构,所述导电结构穿过所述复合CVL的粘结胶层和下挠性介质材料层,与所述复合CVL的复合层相连通,所述设定的高度使所述导电结构不露出于所述复合CVL的上表面。
可选地,所述设定的高度可以通过设置印刷机的网版的厚度来设定所述高度。
可选地,所述设定的高度也可以通过设置喷印点涂机喷射导体材料的压力和时间来设定所述高度。
固化形成导电结构4后,将下端覆盖有背面CVL1,并在接地焊盘200上设置有导电结构4的双面FCCL2a与复合CVL3叠放,其中所述复合CVL3的粘结胶层30与双面FCCL2a相接触;叠放后,放置于热压机的下加热板;上加热板与下加热板压合,并保持一定的压力与温度,一般的,压力为120千克力,温度可以为50度至150度之间(包括50度和150度)的某一温度,例如130度;固化的梯形或尖锥形结构的导电结构4,在该压力的作用下,刺穿复合CVL3的粘结胶层30和下挠性介质材料层31与复合CVL3中的复合层32接触,所述设定的高度使所述导电结构4不露出于复合CVL3的上表面,从而形成法拉第笼,以使制备的FPC具有屏蔽EMI的效果。
本发明实施例提供的一种FPC及其制备方法,通过在FPC的接地焊盘上形成导电结构,在可挠性层叠结构表层通过热压方式压合复合CVL,使复合CVL包裹所述导电结构,且在一定压力作用下使导电结构恰好刺穿复合CVL的粘结胶层和下挠性介质材料层,通过所述导电结构使可导电的复合层与可挠性层叠结构表面的接地焊盘连通,进行EMI屏蔽,且通过按设定的高度设置导电结构,使所述导电结构不露出于所述复合CVL的上表面,从而无需在FPC表面增加额外的屏蔽层,便可有效的实现FPC的EMI的屏蔽,同时避免了导电结构的裸露所造成的电荷溢出和外界侵蚀,增强了FPC对EMI的屏蔽效果,延长了FPC的使用寿命。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。