CN103124472B - 一种刚挠结合印制电路板制作方法及刚挠结合印制电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种刚挠结合印制电路板的制作方法,其包含:制作包含挠性开窗区的刚性板;将至少一个小单元挠性板埋入所述刚性板上的挠性开窗区;在所述包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层;将所述增层中,覆盖所述小单元挠性板挠性区的部分去除,形成所述刚挠结合印制电路板。本发明显著降低了刚挠结合印制电路板的制作成本,提高了印制电路板的产品良率和可靠性。

Description

一种刚挠结合印制电路板制作方法及刚挠结合印制电路板
技术领域
本发明属于印制电路板技术领域,具体涉及一种刚挠结合印制电路板的制作方法以及采用该制作方法制成的刚挠结合印制电路板。
背景技术
随着生产技术的不断演进,电子产品无不趋向轻薄、短小的方向发展,各种移动电话、数码摄像机等微型手提式电子产品都是高密度互连(HighDensityInterconnect:简称HDI)技术发展下的产物。高密度互连即通过微孔道的形成,电路板层与层之间能互相连接,是目前最新的电路板制程技术。而这种高密度互连制程,再配合增层法技术的采用,从而使电路板朝薄和小的方向发展。所谓增层法,是以双面或四面电路板为基础,采用逐次压合(SequentialLamination)的观念,于其板外逐次增加电路层,并以盲孔做为增层间的互连,而在部分层次间连通的盲孔(BlindHole)与埋孔(BuriedHole),可省下通孔在板面上的占用空间,有限的外层面积尽量用以布线和焊接零件;不断重复增层法即可得到所需层数的多层印刷电路板。
目前,印制电路板按所使用的绝缘材料强度不同,可分为刚性印制电路板、挠性印制电路板(FlexiblePrintedCircuitboard:简称FPC)和刚挠结合印制电路板。刚挠结合印制电路板是在一块印制电路板上包含有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区的印制电路板,其作为一种挠性板和刚性板的结合体,兼具刚性板与挠性板的优点。基于挠性印制电路板可以自由弯曲、卷绕、折叠的特点,使得由刚挠结合印制电路板制成的产品易于组装,并且能够折叠起来形成非常好的紧密封装形式,省去电线电缆的连接安装,减少或不用接插件与端点焊接,缩小空间与重量,减少或避免电气干扰而提高电性能,完全满足了电子设备(或产品)向轻薄、短小且多功能化方向发展的需要。尤其是综合采用高密度互连技术与刚挠结合印制电路板,作为一种同时具有薄、轻、可挠曲、易于满足三维组装需求以及埋盲孔、精细线宽线距、多层板技术等特点而得到了广泛的应用,使电路板轻薄、短小的特点得到极致的体现。
目前,刚挠结合印制电路板的加工材料包括刚性板材和挠性板材。在加工时,一般是分别对刚性板材和挠性板材分别进行加工,然后在叠板后利用半固化片将二者层压结合在一起。发明人发现,在这种制作方式下,刚挠结合印制电路板中的挠性区的所在层全层都是采用挠性板材制成,造成刚挠结合印制电路板中刚性区和废料区(裁割区)等不必要使用挠性板材的区域却使用了挠性板材,降低了挠性板材特别是无粘结剂型挠性覆铜板(FlexibleCopperCladLaminate,简称:FCCL)(又称为:柔性覆铜板、软性覆铜板,是挠性印制电路板的加工材料)的使用率,造成了挠性板材的浪费,而挠性覆铜板的制作成本较高,这无形中增加了使用该电路板的电子设备(或产品)的制作成本;同时,为了减小刚性区与挠性区重叠区域(即刚挠结合区)的流胶,目前刚挠结合印制电路板的制作一般采用低流胶半固化片,而低流胶半固化片价格高于普通半固化片,这也直接增加了电子设备(或产品)的成本。经估算,目前一块刚挠结合印制电路板的制作成本是标准的FR-4刚性板的5-7倍,高昂的成本限制了刚挠结合印制电路板的进一步应用和发展,而要控制刚挠结合印制电路板的成本首要的就是降低挠性板的成本。
可见,目前刚挠结合印制电路板的制作方法中,由于涉及多种材料的混合使用和多层板的加工制作,制作成本高,而且制作难度大,一般仅适用于制作10层以下的刚挠结合印制电路板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中刚挠结合印制电路板制作成本高、制作难度大的不足,提供一种制作成本低的刚挠结合印制电路板制作方法以及采用该制作方法制成的刚挠结合印制电路板。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该刚挠结合印制电路板制作方法,包含:
制作包含挠性开窗区的刚性板;
将至少一个小单元挠性板埋入所述刚性板上的挠性开窗区;
在所述包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层;
将所述增层中,覆盖所述小单元挠性板挠性区的部分去除,形成所述刚挠结合印制电路板。
优选的是,所述刚性板包括成形区,所述成形区包括刚性区和所述挠性开窗区;所述制作包含挠性开窗区的刚性板具体包括:
对刚性板材的所述刚性区进行图形加工;以及
对刚性板材进行开窗加工,开窗位置形成所述刚性板上的挠性开窗区。
进一步优选的是,所述对刚性板材进行开窗加工时,所述挠性开窗区的大小与所述埋入在对应位置的所述小单元挠性板的大小一致。
优选的是,所述在包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层具体为:在包含小单元挠性板的刚性板一侧或两侧压合半固化片和铜箔,然后对刚性板进行钻孔、电镀、图形转移,从而形成所述包含小单元挠性板的刚性板上的第一增层;或者继续按照工艺顺序,形成第二增层,直至形成所述多个增层。
优选的是,所述将增层中,覆盖所述小单元挠性板挠性区的部分去除具体为,在所述增层上沿与小单元挠性板上的挠性区对应的区域边缘进行控深切割,然后将所述增层上与所述挠性区对应的部分去除。
进一步优选的是,在压合所述半固化片之前,对所述半固化片进行开窗,开窗区域对应所述小单元挠性板的挠性区,开窗区域的边缘位置对应所述挠性区与刚挠结合区的接壤区;
所述半固化片为低流胶半固化片或不流胶半固化片。
优选的是,所述半固化片的开窗区域的长度为所述刚挠结合区的长度,宽度为0-500um。
优选的是,在所述将至少一个小单元挠性板埋入所述刚性板上的挠性开窗区之前,进一步包括:制作至少一个小单元挠性板,具体包括:
步骤S21:对挠性板材进行图形加工;
步骤S23:将可剥离保护膜贴合在所述图形加工后的挠性板材上,所述可剥离保护膜的贴合位置与小单元挠性板上的挠性区对应。
优选的是,所述步骤23进一步包括:
对可剥离保护膜进行开窗加工,其开窗位置与小单元挠性板上的刚挠结合区对应,使所述开窗加工后的可剥离保护膜贴合在所述覆盖膜上为,所述可剥离保护膜贴合在覆盖膜上与小单元挠性板上的挠性区对应的位置。
优选的是,在所述步骤S21与步骤S23之间进一步包括步骤S22:将覆盖膜覆盖在所述挠性板材上;所述步骤S23中,可剥离保护膜贴合在所述图形加工后的挠性板材上具体为,所述可剥离保护膜通过贴附在所述覆盖膜上,来贴合在所述图形加工后的挠性板材上。
进一步优选的是,在步骤S22中,覆盖膜的厚度范围为20-150um;
在步骤S23中,可剥离保护膜的厚度范围为20-150um;
对可剥离保护膜进行开窗加工的方法采用激光切割法或模具冲切法或机械铣法。
一种刚挠结合印制电路板,该刚挠结合印制电路板采用上述的制作方法制成。
本发明制作方法通过将小单元挠性板埋入到刚性板中,并使挠性板上的线路图形与刚性板所在层线路图形连通,使得在制作刚挠结合印制电路板时只需在刚性板中设置挠性开窗区并在所述挠性开窗区中相应设置小单元挠性板即可,而不需要使刚挠结合印制电路板中挠性区的所在层全层都采用挠性板材,因而大大降低了挠性板材的浪费程度,相应降低了刚挠结合印制电路板的制作成本;同时,利用这种方法制作出来的刚挠结合印制电路板,由于挠性板和刚性板的重叠面积较小,使得挠性板中挠性板材的涨缩变化与刚性板中刚性板材的涨缩变化基本保持一致,在进行层压压合时,不会因为涨缩变化量不一致而导致图形对位不齐、错位等不良现象发生。在进行钻孔、孔清洗、孔金属化处理时,由于刚性区完全是刚性板材,因此可以完全按照刚性板的加工工艺和加工参数进行加工,省去了试验调试;而对于挠性区,则在制作精细图形时,可以采用小尺寸加工,由于小单元挠性板涨缩变化小,而且不易破损,同时可有效减少开路、短路等不良现象的发生,从而降低了刚挠结合印制电路板的制作难度,且有效提高了刚挠结合印制电路板的质量。
综上所述,本发明的有益效果是:显著降低了刚挠结合印制电路板的制作成本,提高了印制电路板的产品良率和可靠性,尤其是提高了印制电路板的连接可靠性;且降低了刚挠结合印制电路板的制作难度,特别适合制作4层及4层以上的刚挠结合印制电路板。
附图说明
图1为本发明刚挠结合印制电路板的制作方法的流程图;
图2为本发明实施例1中一阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板的制作分解图(半固化片不开窗);
图3为本发明实施例2中二阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板的制作分解图(半固化片不开窗);
图4为本发明实施例3中一阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板的制作分解图(半固化片开窗);
图5为本发明实施例4中二阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板的制作分解图(半固化片开窗);
图6为本发明实施例1中刚性板材的开窗示意图;
图7为本发明实施例1中小单元挠性板的加工示意图;
图8为本发明实施例1中将小单元挠性板埋入刚性板的挠性开窗区中的加工示意图;
图9为本发明实施例3中半固化片开窗及叠合的加工示意图。
图中:1-小单元挠性板;2-刚性板材;3-外形区;4-成形区;5-挠性开窗区;6-半固化片;7-铜箔;8-控深切割处;9-增层;10-半固化片开窗区域;11-挠性板材;111-挠性板材导体层;112-挠性板材介质层;12-覆盖膜;13-可剥离保护膜;21-刚性板材导体层;22-刚性板材介质层;23-刚挠结合区;24-挠性区。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明提供一种刚挠结合印制电路板的制作方法的实施方式,包括如下步骤:制作包含挠性开窗区的刚性板;
将至少一个小单元挠性板埋入所述刚性板上的挠性开窗区;
在所述包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层;
将所述增层中,覆盖所述小单元挠性板挠性区的部分去除,形成所述刚挠结合印制电路板。
其中,挠性区为外露在刚挠结合板表面的可弯折软板,刚挠结合区为埋入刚挠结合板内部,层压在刚性板中的软板部分,即小单元挠性板埋入到刚性板内以后,该小单元挠性板与刚性板发生重叠的部分。下面分具体实施例对上述实施方式做阐释。
实施例1:
本实施例中所制作的电路板为一阶高密度互连刚挠结合印制电路板,图2所示为该一阶高密度互连刚挠结合印制电路板的制作分解图。如图1所示,该制作方法具体包括如下步骤:
步骤S01:准备挠性板材。在本实施例中,挠性板材11包括挠性板材介质层112和分别设置于挠性板材介质层112两侧的挠性板材导体层111。
步骤S02:对挠性板材进行加工,以形成小单元挠性板。所述小单元挠性板分为刚挠结合区和挠性区。
对挠性板材加工的步骤具体包括:
步骤S21:对挠性板材进行图形加工。即通过构图工艺将挠性板中需要布设的线路图形分别转移到挠性板材介质层112两侧的挠性板材导体层111上。根据客户需求,也可选择单侧具有导体层的挠性板材介质层,或者仅在挠性板材介质层的单侧导体层上进行线路图形的转移。
步骤S22:准备覆盖膜,将覆盖膜覆盖在挠性板材上。其中,覆盖膜12可根据实际加工需要先开窗或不开窗,然后将之压合在挠性板材导体层111上。覆盖膜12的厚度范围为20-150um,如果需要先开窗,开窗加工的方法采用激光切割法或模具冲切法或机械铣法。覆盖膜是为保护挠性板材上加工成形的金属线路,起到防止金属线路氧化、外界磨损、污染等作用,同时增加刚挠结合板的使用寿命和使用安全性。所以一般在小单元挠性板加工时,都会加入此较优步骤。
步骤S23:将可剥离保护膜贴合在所述图形加工后的挠性板材上,所述可剥离保护膜的贴合位置与小单元挠性板上的挠性区对应。对可剥离保护膜进行开窗加工,其开窗位置与小单元挠性板上的刚挠结合区对应,使所述开窗加工后的可剥离保护膜贴合在覆盖膜上为,所述可剥离保护膜贴合在覆盖膜上与小单元挠性板的挠性区对应的位置。如图7所示,通过对可剥离保护膜13进行开窗加工,再将可剥离保护膜13贴附在覆盖膜上,来贴合在所述图形加工后的挠性板材上时,露出覆盖膜12所覆盖的刚挠结合区23,使得可剥离保护膜13仅仅设置在覆盖膜上与小单元挠性板上的挠性区24对应的位置,使得可剥离保护膜13、覆盖膜12以及挠性板材紧密结合在一起。
此时,该挠性板材包括挠性板材介质层112、分别设置于挠性板材介质层112两侧的挠性板材导体层111、覆盖膜12、以及可剥离保护膜13。
所述可剥离保护膜进行开窗加工的方法采用激光切割法或模具冲切法或机械铣法。
在本实施例中,可剥离保护膜13的厚度范围优选为20um-150um,其包括上下两层,上层为聚合物材料,可与半固化片、附有树脂层铜箔的树脂等进行有效粘合;下层为可剥离胶层,可与挠性板材上的覆盖膜、铜箔层或挠性板材等粘合,在步骤S23中即是可剥离保护膜13中的可剥离胶层与覆盖膜12粘合。
步骤S24:对步骤23中的挠性板材进行分割,以形成多个小单元挠性板。将挠性板材进行上述加工后,对其进行切割,以形成多个小单元挠性板1。切割时使所形成的小单元挠性板1的外形和尺寸与刚性板上的挠性开窗区5的外形和尺寸相适。在实际生产过程中,多数情况下是包含这个步骤的。出于高效率批量化生产目的,一块挠性板可切割为多个小单元挠性板1,各个小单元挠性板的尺寸可以是正好埋入到一块刚性板上的多个挠性开窗区5内,也可以是埋入多个刚性板的同一挠性开窗区5内,总之切割出的多个小单元挠性板的尺寸与刚性板上的各挠性开窗区的尺寸相适配。所述对挠性板切割的方法采用激光切割法或模具冲切法或机械铣方法。
步骤S25:对所形成的小单元挠性板进行表面处理。对所述小打援挠性板进行表面处理(主要是指上表面和下表面),目的在于增加小单元挠性板的表面粗糙度,增强其与半固化片等的粘结力,所述处理方法包括棕化法、高锰酸钾腐蚀法。
步骤S03:准备刚性板材。所述刚性板材包括刚性板材导体层21和刚性板材介质层22。
需要说明的是,步骤S03和步骤04,与上述步骤01和步骤02之间,不存在特定的先后顺序。在一些情况下,刚挠结合板的生产厂商并不自己制作小单元挠性板,而是向其他厂商定制相应规格的经步骤S02加工后的小单元挠性板。
步骤S04:制作包含挠性开窗区的刚性板。其步骤具体包括:
步骤S41:通过构图工艺对刚性板材2进行图形加工。在本实施例中,所述刚性板材2包括成形区4和外形区3,刚性板材的成形区又分为刚性区和挠性开窗区5,进行图形加工的为刚性区。
步骤S42:对刚性板材进行开窗加工,开窗位置形成刚性板上的挠性开窗区。对刚性板材进行开窗加工时,所述挠性开窗区5的形状和尺寸与埋入在对应位置的小单元挠性板1的形状和尺寸一致,使得小单元挠性板刚好可以放置在挠性开窗区内,如图6所示。所述刚性板材开窗加工的方法采用激光切割法或模具冲切法或机械铣法。步骤S41与S42之间的顺序也可互换,即先形成挠性开窗区,再对刚性区进行图形加工。
步骤S05:将小单元挠性板埋入刚性板的挠性开窗区内。其中,刚性板材的厚度与小单元挠性板的厚度相同或相差50um以内。
步骤S06:在包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层,得到含挠性板的刚性板。即,在包含小单元挠性板的刚性板一侧或两侧压合半固化片和铜箔,然后对刚性板进行钻孔、电镀、图形转移,从而形成所述包含小单元挠性板的刚性板上的第一增层;或者继续按照工艺顺序,形成第二增层,直至形成所述多个增层。具体包括如下步骤:
步骤S61:叠板。首先放置铜箔7,把半固化片6放置在铜箔7上,然后再将包含小单元挠性板的刚性板材放置在半固化片6上,再在包含小单元挠性板的刚性板材上依次放置半固化片6和铜箔7。通过上述叠板步骤,即可得到含挠性板的刚性板。图8所示为小单元挠性板埋入刚性板材上的挠性开窗区的加工示意图。
步骤S62:层压。将含挠性板的刚性板进行第一次层压,使得含挠性板的刚性板中的刚性板、挠性板、半固化片6和铜箔7各层紧密结合在一起,并使其力学强度增强;然后进行钻孔、电镀(孔金属化)、外层图形转移等工艺,形成第一次层压的增层。其中,通过钻孔、电镀可以实现刚性板与小单元挠性板的电连接。
步骤S07:将所述增层中,覆盖小单元挠性板挠性区的部分去除,形成所述刚挠结合印制电路板。在一阶高密度互连刚挠结合印制电路板中,增层9仅包括紧贴挠性板的一层刚性板材、半固化片及铜箔。
在增层上沿与小单元挠性板的挠性区对应的区域边缘,即图2中控深切割处8进行控深切割。其中,切割深度设为恰好能使小单元挠性板上的可剥离保护膜露出或者与可剥离保护膜之间的距离较近,使得增层9上与小单元挠性板的挠性区对应的部分易于剥离。在实际操作中,控制切割深度为切割底端与可剥离保护膜的距离为30-100um较佳,即应保证不能切割到可剥离保护膜尤其是可剥离保护膜下的挠性板材,此处,覆盖膜亦能保护到不当切割可剥离保护膜时,不会直接切割到挠性板上,造成废品。所述控深切割方法采用机械控深铣法或激光控深切割法或V型切割法。
在完成控深切割之后,再去除挠性区上方的增层。在该步骤中,通过将可剥离保护膜13从小单元挠性板上剥离下来,从而可将挠性区上方的增层与可剥离保护膜一起去除,即将小单元挠性板的挠性区上方对应的部分去除。
步骤S08:去除刚性板上的外形区。一般采用铣加工去除外形区,从而制作出刚挠结合印制电路板。
本实施例中的制作方法适用于制作一阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板。采用本方法制作完毕的刚挠结合印制电路板,其刚性区及刚挠结合区用于搭载电子元件,挠性区主要用于弯曲而与电路连接,当然,根据需要,挠性区也可搭载电子元件或不搭载电子元件。
实施例2:
本实施例中所制作的电路板为高阶(二阶及二阶以上)高密度互连刚挠结合印制电路板。图3所示为该电路板的制作分解图。在本实施例中,所述高阶高密度互连刚挠结合印制电路板为N(N≥2)阶高密度互连刚挠结合印制电路板。如图3所示,其具体的制作步骤如下:
制作内层板:同实施例1的步骤S01-步骤S06,所得含有小单元挠性板的刚性板,即本实施例中的内层板。
增加所需层数的刚性板,在上述步骤S62之后,具体包括:
步骤S63:叠板。首先放置铜箔7,再把半固化片6放置在铜箔7上,然后把得到的内层板放置在半固化片6上,再在内层板上依次放置半固化片6和铜箔7。通过该叠板步骤,可使得该内层板的层数增加一层。
步骤S64:将内层板进行再一次层压,使得内层板、半固化片6和铜箔7各层紧密结合在一起,并使其力学强度增强;然后钻孔、电镀(孔金属化)、外层图形转移。通过钻孔和电镀,使得该层与其内层板(包括挠性板所在层的内层板,以及第一增层)之间实现电连接。
如果对于N阶高密度互连刚挠结合印制电路板,则需要重复N-1次步骤S63-步骤S64(叠板、层压、钻孔、电镀以及外层图形转移),直到得到所需层数的含有小单元挠性板的N阶刚性板材,N的值由刚性板所需的层数来决定。
其中,前一工序制作完毕的外层图形作为后一工序印制电路板中的内层板,即N阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板会经过N次层压、钻孔、电镀、图形转移步骤分别形成外层图形,直到加工出最外层图形。在高阶高密度互连刚挠结合印制电路板中,增层9包括紧贴挠性板以上的多层刚性板材、半固化片及铜箔。
步骤S07:将所述增层中,覆盖小单元挠性板挠性区的部分去除,形成所述刚挠结合印制电路板。即在上述N次增层上沿与小单元挠性板的挠性区对应的区域边缘进行控深切割。其中,切割深度设为恰好能使小单元挠性板上的可剥离保护膜露出或者与可剥离保护膜之间的距离较近,在实际操作中,控制切割深度为保证切割底端与可剥离保护膜的距离为30-100um为宜,即应保证不能切割到可剥离保护膜尤其是可剥离保护膜下的挠性板材。所述控深切割方法采用机械控深铣法或激光控深切割法或V型切割法。
在完成控深切割之后,再去除挠性区上方的增层。在该步骤中,可将挠性区上方的增层与可剥离保护膜一起去除。
步骤S08:去除刚性板上的外形区。一般采用铣加工去除外形区,从而制作出该刚挠结合印制电路板。
当使用本实施例所述刚挠结合印制电路板的制作方法制作二阶及其二阶以上高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板时,以实施例1中所制作的一阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板为基础,在其外逐次增加各增层,并以层压、钻孔、孔金属化实现各层之间的电连接,最后进行切割去除刚性板上的外形区。所制作形成的刚挠结合印制电路板,其刚性区及刚挠结合区用于搭载电子元件,挠性区主要用于弯曲而与电路连接。
实施例3:
本实施例中所制作的电路板是一阶高密度互连刚挠结合印制电路板。如图4所示,本实施例与实施例1的区别如下:
1)对应于实施例1的步骤S06,本实施例在叠板之前,先对所述半固化片6进行开窗加工。其中,半固化片开窗区域10对应小单元挠性板的挠性区,该开窗区域的边缘位置对应小单元挠性板的挠性区与刚挠结合区的接壤处,所述对半固化片进行开窗加工的尺寸长度等于刚挠结合区长度,其长度范围为0.5-3mm,所述开窗区域的宽度为0-500um,开窗加工的方法采用机械铣法或激光切割法或模具冲切法。图9所示为半固化片开窗及叠合加工示意图。在半固化片开窗加工完成后,本实施例步骤S06中的其他工序与实施例1中的步骤S06中的其他工序相同。
2)对应于实施例1中的步骤S07,本实施例无需进行控深切割,由于此时挠性区上的半固化片6已进行了开窗处理,因而只要直接将可剥离保护膜和增层从小单元挠性板上剥离即可。
本实施例中的其他步骤都与实施例1相同,这里不再赘述。
在本实施例中,由于在叠板前对半固化片做了开窗处理,因此,可以省略控深切割加工,一定程度上降低了加工成本;但是,正由于进行了开窗处理,在层压过程中半固化片中的树脂成分受热容易流到挠性区,而造成挠性板表面树脂流胶过多,使得利用该方法制作的刚挠结合印制电路板残胶严重。所以,为了防止流胶过大,在本实施例中半固化片一般采用成本相对较高的低流胶半固化片(LowFlowPrepreg)或不流胶半固化片(NoFlowPrepreg)。但只对挠性区与刚挠结合区接壤处进行0-500um宽度的开窗,使得多层板在层压时各点的受力较均匀,比为防止流胶而将对应着全部挠性板区域的半固化片开窗去除时,层压的效果更好,更不会引起板翘或褶皱等问题。
实施例4:
本实施例中所制作的电路板为高阶(二阶及二阶以上)高密度互连刚挠结合印制电路板。如图5所示,本实施例与实施例2的区别在于:
1)对应于实施例2的步骤S06,本实施例在设置增层之前,先对所述半固化片6进行开窗加工。开窗加工时,开窗区域对应小单元挠性板的挠性区,该开窗区域的边缘位置对应小单元挠性板上的挠性区与刚挠结合区的接壤区,所述对半固化片进行开窗加工的尺寸长度等于刚挠结合区长度,其长度范围为0.5-3mm,所述开窗区域的宽度为0-500um,开窗加工的方法采用机械铣法或激光切割法或模具冲切法。图9所示为半固化片开窗及叠合加工示意图。在半固化片开窗加工完成后,本实施例步骤S06中的其他工序与实施例2中的步骤S06中的其他工序相同。
2)对应于实施例2中的步骤S07,在增层上沿与小单元挠性板的挠性区对应的区域边缘进行控深切割。控深切割的深度是达到半固化片开窗区的位置。
本实施例中的其他步骤都与实施例2相同,这里不再赘述。
通过本实施例制作形成的刚挠结合印制电路板,其刚性区及刚挠结合区用于搭载电子元件,挠性区主要用于弯曲而与电路连接。
当使用本实施例所述刚挠结合印制电路板的制作方法制作二阶及其二阶以上高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板时,是在所制成的一阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板的基础上,通过在其外逐次增加各刚性板材,并以层压、钻孔、孔金属化实现各刚性板材的电连接,最后切割去除外形区。
在本实施例中,由于在叠板前对半固化片做了开窗处理,在层压过程中半固化片中的树脂受热容易流到挠性区,而造成挠性板表面树脂流胶过大,使得利用该方法制作的刚挠结合印制电路板残胶严重。所以,为了防止流胶过大,在本实施例中推荐采用低流胶半固化片(LowFlowPrepreg)或不流胶半固化片(NoFlowPrepreg)。
因刚挠结合印制电路板中刚性板材和挠性板材涨缩特性不一致(一般的,挠性板材的涨缩变化大于刚性板材的涨缩变化,而且随着电路板尺寸的增加,挠性板材的涨缩变化量会加大),所以如果使用面积相同的刚性印制电路板和挠性印制电路板在进行叠板、层压时,由于两种材料涨缩变化的不一致,在制作时一些细微的差别就会导致电路图形对位不齐,发生错位等不良现象,最终影响电路板的质量。而使用上述方法,则可避免由于材质涨缩特性不一致带来的图形错位问题。
另外,由于刚性板材与挠性板材本身特性各异,如果使用面积相同的刚性印制电路板和挠性印制电路板进行叠板、层压来制作刚挠结合板,会使得进行钻孔、孔清洗、孔金属化的过程中,需要采取特殊工艺进行特别控制,包括:钻孔时尤其是激光钻孔时使用合适的脉冲宽度和脉冲频率;孔清洗时由于孔中同时具有刚性板材和挠性板材,即孔壁包含有FR-4(环氧玻璃纤维板)、PI(聚酰亚胺)和粘结剂层三种材料,而PI不耐强碱,粘结剂层不耐强酸强碱,在目前孔清洗过程中所使用的碱性高锰酸钾清洗液容易造成过蚀刻,形成孔壁凹陷,以致在后续蚀刻或电镀步骤中藏住药液或无法镀铜,目前也有使用等离子去钻污的,但是由于等离子清洗设备昂贵,加工能力有限,所以并没有得到广泛的应用,也有采用超声波清洗方式运用于高锰酸钾去钻污溶液中,通过物理作用和化学作用相结合来达到孔清洗的效果,但是这种清洗方式依然无法避免对孔壁造成的过蚀刻;孔金属化时根据药液和工艺参数的不同,为获得一种较佳的实施方式以使各个工艺条件之间能够相互配合要做正交试验,以确定最佳参数和工艺。上述这些特殊工艺措施无疑增加了刚挠结合印制电路板的制作难度,而采用本发明提供的实施例则可避免这些问题的出现。另外在挠性板尤其是在大面积挠性板上制作精细图形时,由于挠性板容易变形及破损,很容易产生开路或短路等不良问题,而本发明提供的制作小单元挠性板,则能避免该问题的出现。
本发明实施例还提供一种采用实施例1-实施例4任一种制作方法制成的刚挠结合印制电路板。其中,一阶高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板可由实施例1或实施例3所述刚挠结合印制电路板的制作方法制作得到;二阶及二阶以上高密度互连(HDI)刚挠结合印制电路板可由实施例2或实施例4制作得到。用上述方法制作得到的刚挠结合板,在挠性板与刚性板的结合区域不会出现残留的铜,也就无需通过蚀刻再来清除留铜(也难以除净);所以亦不会有沉金时在结合区域出现沉金,更能符合客户的清洁要求。
如果采用不开窗半固化片,在叠板的时候选用普通半固化片即可,例如普通环氧树脂玻璃布板材即可,能在很大程度上节约成本,但是在去除挠性区上方的刚性板材时,有可能出现将刚挠结合区刚性板材连带起来,从而导致电路板发生分层不良;采用开窗半固化片,在去除挠性区上方的刚性板材时,不会将刚挠结合区刚性板材连带起来,这是由层压的过程中半固化片流胶太多而造成的,为了避免这种情况,开窗半固化片一般选用低流胶半固化片(LowFlowPrepreg)或无流胶半固化片(NoFlowPrepreg),能有效避免流胶过大,但是制作成本相对使用普通半固化片的成本高。
上述这些实施例中的刚挠结合印制电路板的制作方法,通过将小单元挠性板埋入到刚性板中,使得除了刚挠结合区与挠性区中含有挠性板材之外,电路板中其他部分均是采用刚性板材,大大减少了挠性板材的使用,降低了制作成本;同时,使得其刚性区的加工流程可以完全按照现有技术中成熟的高密度互连等刚性板生产技术进行加工,可直接使用现有的刚性板生产设备,降低了设备生产线采购成本。而且,这种方法只是在刚性板上需设置挠性区的位置埋入挠性板,而一般情况下挠性板的尺寸小于刚性板的尺寸,使得挠性板与刚性板的直接结合面积大大减小,尤其是其中的挠性板采用的是小尺寸挠性板,其制作精细图形(线宽/线距小于75um/75um),避免了刚性板和挠性板涨缩变化的差异,同时钻孔工艺基本集中在刚性区,因此不仅易于加工而且极大地提高了层压、钻孔等的加工精度;并且,本发明中,小单元挠性板是单独制作,在挠性板材的两侧上粘贴有可剥离保护膜,能有效地保护挠性区,避免了印制电路板整体连接不良的发生。
采用本发明刚挠结合印制电路板的制作方法与现有技术中刚挠结合印制电路板的制作方法对比分析详见表1:
表1
从表格中各项对比可见,本发明的有益效果是,采用本发明所述刚挠结合印制电路板制作方法,可以显著降低制作刚挠结合印制电路板的成本及制作难度,提高产品良率,提高产品可靠性,尤其是提高了产品的连接可靠性;而且,可制作的刚挠结合板的层数以刚性板的层数为准,特别适合于制作高阶印制电路板,尤其是4层及4层以上刚挠结合印制电路板。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,包含:
制作包含挠性开窗区的刚性板;
将至少一个小单元挠性板埋入所述刚性板上的挠性开窗区;其中,所述挠性开窗区的形状和尺寸与埋入在对应位置的小单元挠性板的形状和尺寸一致,使得所述小单元挠性板刚好能够放置在所述挠性开窗区内;
在所述包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层;
将所述增层中,覆盖所述小单元挠性板挠性区的部分去除,形成所述刚挠结合印制电路板。
2.根据权利要求1所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,所述刚性板包括成形区,所述成形区包括刚性区和所述挠性开窗区;
所述制作包含挠性开窗区的刚性板具体包括:
对刚性板材的所述刚性区进行图形加工;以及
对刚性板材进行开窗加工,开窗位置形成所述刚性板上的挠性开窗区。
3.根据权利要求1所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,
所述在包含小单元挠性板的刚性板的一侧或两侧形成至少一个增层具体为:在包含小单元挠性板的刚性板一侧或两侧压合半固化片和铜箔,然后对刚性板进行钻孔、电镀、图形转移,从而形成所述包含小单元挠性板的刚性板上的第一增层;或者继续形成第二增层,直至形成多个增层。
4.根据权利要求3中所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,所述增层中,覆盖所述小单元挠性板挠性区的部分去除具体为,在所述增层上沿与小单元挠性板上的挠性区对应的区域边缘进行控深切割,然后将所述增层上与所述挠性区对应的部分去除。
5.根据权利要求3所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,
在压合所述半固化片之前,对所述半固化片进行开窗,开窗区域对应所述小单元挠性板的挠性区,开窗区域的边缘位置对应所述挠性区与刚挠结合区的接壤区;
所述半固化片为低流胶半固化片或不流胶半固化片。
6.根据权利要求5所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,所述半固化片的开窗区域的长度为所述刚挠结合区的长度,宽度为大于0,小于等于500μm。
7.根据权利要求1-6所述的任一刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,在所述将至少一个小单元挠性板埋入所述刚性板上的挠性开窗区之前,进一步包括:制作至少一个小单元挠性板,具体包括:
步骤S21:对挠性板材进行图形加工;
步骤S23:将可剥离保护膜贴合在所述图形加工后的挠性板材上,所述可剥离保护膜的贴合位置与小单元挠性板上的挠性区对应。
8.根据权利要求7所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,所述步骤23进一步包括:
对可剥离保护膜进行开窗加工,其开窗位置与小单元挠性板上的刚挠结合区对应,使所述开窗加工后的可剥离保护膜贴合在覆盖于挠性板材上的覆盖膜上,并使所述可剥离保护膜贴合在覆盖膜上与小单元挠性板上的挠性区对应的位置。
9.根据权利要求8所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,
在所述步骤S21与步骤S23之间进一步包括步骤S22:将覆盖膜覆盖在所述挠性板材上;所述步骤S23中,可剥离保护膜贴合在所述图形加工后的挠性板材上具体为,所述可剥离保护膜通过贴附在所述覆盖膜上,来贴合在所述图形加工后的挠性板材上。
10.根据权利要求9所述的刚挠结合印制电路板制作方法,其特征在于,
在步骤S22中,覆盖膜的厚度范围为20-150μm;
在步骤S23中,可剥离保护膜的厚度范围为20-150μm;
对可剥离保护膜进行开窗加工的方法采用激光切割法或模具冲切法或机械铣法。
11.一种刚挠结合印制电路板,其特征在于,该刚挠结合印制电路板采用权利要求1-10中任一所述的制作方法制成。
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