CN106376170A - 柔性电路板及其制作方法、电子装置 - Google Patents

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Hongqisheng Precision Electronics Qinhuangdao Co Ltd
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Abstract

一种柔性电路板，其包括一可挠性的基层及形成于该基层两相对表面上的第一导电线路层及第二导电线路层，该柔性电路板沿第一导电线路层、基层及第二导电线路层的层叠方向开设有至少一容置孔，该容置孔至少贯穿该第一导电线路层及基层，该容置孔包括至少一个开口端，该容置孔内填满有介电材料，在该介电材料对应每一开口端的表面形成有一与该第一导电线路层或第二导电线路层电连接的导电层，与第一导电线路层电连接的一导电层对应该介电材料的区域形成第一电极，位于该介电材料远离该第一电极的导电层或第二导电线路层上对应该介电材料的区域形成第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成一电容器。

Description

柔性电路板及其制作方法、电子装置
技术领域
本发明涉及一种柔性电路板及其制作方法，以及具有该电路板的电子装置。
背景技术
过去，印刷电路板(Printed Circuit Board，即PCB)的电子元件(如电感、电容器或电阻等)通常直接形成于PCB的表面。在电子产品轻薄短小、高频化、多功能化的趋势下，目前PCB的制造过程中通常将该类电子元件埋设于PCB内。PCB内埋电子元件的技术因在电子产品小型化、薄型化且在提升信号传输性能上存在优势，必将在电子产品中得到越来越广泛的应用。
然而，传统PCB内埋技术是将电子元件直接埋设于PCB内，PCB的整体厚度还是受限于被埋设的电子元件的厚度，难以真正达到电子产品轻薄短小的目的。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可有效降低柔性电路板厚度的柔性电路板的制作方法。
另外，提供一种上述方法制备的柔性电路板及应用该柔性电路板的电子装置。
一种柔性电路板的制作方法，包括如下步骤：提供一基板，该基板包括一可挠性的基层及分别形成于该基层两相对表面上的第一铜层与第二铜层；在基板上沿第一铜层、基层、第二铜层的层叠方向开设至少一容置孔，该容置孔至少贯穿第一铜层及基层，该容置孔包括至少一个开口端；将一介电材料填满于该容置孔中；蚀刻该第一铜层及第二铜层以分别形成第一导电线路层及第二导电线路层；以及在该介电材料对应每一开口端的表面形成一与该第一导电线路层或第二导电线路层电连接的导电层，与第一导电线路层电连接的一导电层对应该介电材料的区域形成第一电极，位于该介电材料远离该第一电极的导电层或第二导电线路层上对应该介电材料的区域形成第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成一电容器。
一种柔性电路板，其包括一可挠性的基层及形成于该基层两相对表面上的第一导电线路层及第二导电线路层，该柔性电路板沿第一导电线路层、基层及第二导电线路层的层叠方向开设有至少一容置孔，该容置孔至少贯穿该第一导电线路层及基层，该容置孔包括至少一个开口端，该容置孔内填满有介电材料，在该介电材料对应每一开口端的表面形成有一与该第一导电线路层或第二导电线路层电连接的导电层，与第一导电线路层电连接的一导电层对应该介电材料的区域形成第一电极，位于该介电材料远离该第一电极的导电层或第二导电线路层上对应该介电材料的区域形成第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成一电容器。
一种电子装置，该电子装置包括至少一如上所述的柔性电路板。
本发明在制备该柔性电路板的过程中直接在柔性电路板的内部制作所需的电容器，而非将已有的电容器埋设于其中，避免了因埋设的电容器体积过大而导致柔性电路板厚度增加的情形，从而降低了柔性电路板的厚度。
附图说明
图1为制作本发明第一实施例的柔性电路板所使用的基板的剖视示意图。
图2为在图1所示的基板上形成通孔及容置孔的剖视示意图。
图3为在图2所示的容置孔填充介电材料的剖视示意图。
图4为在图3所示的通孔的孔壁上形成电镀层的剖视示意图。
图5为在图4所示的第一铜层及第二铜层分别形成第一导电线路层及第二导电线路层的剖视示意图。
图6为在图5所示的介电材料靠近第一导电线路层的表面上形成导电油墨层的剖视示意图。
图7为在图6所示的导电油墨层上形成金属层的剖视示意图。
图8为在图7所示的第一导电线路层及第二导电线路层的表面包覆保护层后所得到柔性电路板的剖视示意图。
图9为本发明第二实施例的柔性电路板的剖视示意图。
图10为本发明第三实施例的柔性电路板的剖视示意图。
图11为图8所示的柔性电路板另一角度的局部剖视示意图。
图12为本发明实施方式的电子装置的示意图。
主要元件符号说明
柔性电路板 100
基板 10
基层 11
表面 11a、11b
第一铜层 13
第二铜层 15
通孔 16
电镀层 17
容置孔 18
开口端 181
介电材料 20
导电孔 30
第一导电线路层 130
第二导电线路层 150
导电层 40
导电油墨层 41
金属层 42
第一电极 131
第二电极 151
电容器 50
保护层 60
绝缘层 61
防护层 63
电子装置 200
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明第一实施例的柔性电路板100的制作方法包括以下步骤：
步骤S1、请参阅图1，提供一基板10。该基板10包括一可挠性的基层11及分别形成于该基层11两相对表面11a、11b上的第一铜层13与第二铜层15。该基层11的材料为聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)由介电材料形成。
步骤S2、请参阅图2，在基板10上沿第一铜层13、基层11及第二铜层15的层叠方向开设至少一通孔16及至少一容置孔18。所述通孔16贯穿该第一铜层13、该基层11及该第二铜层15。所述容置孔18为一盲孔，其贯穿该第一铜层13及该基层11。容置孔18包括一个开口端181。
步骤S3、请参阅图3，提供一介电材料20，并将其填充于该容置孔18中且与第一铜层13的外表面大致齐平。优选的，该介电材料20为介电常数较高的材料，例如陶瓷粉体。
步骤S4、请参阅图4，通过电镀方式在所述通孔16的孔壁上形成一电镀层17，从而得到一用于电连接该第一铜层13及第二铜层15的导电孔30。本实施例中，该电镀层17的材料为铜。可以理解，该电镀层17的材料还可以选自其他导电材料。
步骤S5、请参阅图5，蚀刻该第一铜层13以形成第一导电线路层130，蚀刻该第二铜层15以形成第二导电线路层150。
步骤S6、请参阅图6及图7，在介电材料20靠近第一导电线路层130的表面上形成一与第一导电线路层130电连接的导电层40。该导电层40对应该介电材料20的区域、以及该第二导电线路层150对应该介电材料20的区域分别形成一第一电极131以及一第二电极151，该第一电极131、介电材料20及第二电极151配合以形成一电容器50。
其中，该导电层40完全覆盖介电材料20。较佳的，该导电层40的覆盖面积大于该介电材料20靠近第一导电线路层130的表面的面积，从而可避免因该导电层40定位偏差而导致不能完全覆盖该介电材料20的情况，提高了产品的良率。更具体的，该导电层40的边缘至该容置孔18的中心的距离与同一方向上开口端181至该容置孔18的中心的距离的差值小于50μm，当该导电层40的边缘至该容置孔18的中心的距离与同一方向上开口端181至该容置孔18的中心的距离的差值大于50μm时容易导致电容器50的电容量降低。本实施例中，该导电层40包括一导电油墨层41以及一金属层42。该导电油墨层41可通过涂布的方式直接形成于该介电材料20上。该金属层42可通过溅镀或电镀等方法形成于该导电油墨层41上，且包覆该导电油墨层41。
步骤S7、请参阅图8，在该第一导电线路层130、第二导电线路层150及导电层40的表面包覆保护层60，且该保护层60填充于该导电孔30、以及该第一导电线路层130和第二导电线路层150与基层11之间的间隙，从而得到柔性电路板100。在本实施例中，该保护层60包括一绝缘层61及一防护层63。该绝缘层60覆盖于该第一导电线路层130、第二导电线路层150及导电层40的表面，且填充于该导电孔30、以及第一导电线路层130和电容器第二导电线路层150与基层11之间的间隙。该绝缘层61的材料选自具有可挠性的绝缘材料。优选的，该绝缘材料为树脂，例如环氧树脂。具体的，该绝缘层61为通过将半固化(不流动，可轻易形变)的树脂涂布于第一导电线路层130及第二导电线路层150远离该基层11的表面上，并对该第一导电线路层130及第二导电线路层150上的半固化树脂进行压合，使得该半固化树脂流动从而填充于该导电孔30、以及第一导电线路层130和第二导电线路层150与基层11之间的间隙而形成的。该防护层63分别形成于该绝缘层61远离基板10的表面上。该防护层63可为一业界常用的阻焊层(soldermask)或一覆盖膜(cover layer，即CVL)。
可以理解的，在形成防护层63之前，还可以在绝缘层61相对的两表面通过增层法形成多个导电线路层(图未示)分别与第一导电线路层130或第二导电线路层150电连接，从而制得包括多层导电线路层的柔性电路板100。其中，通过增层法形成多层导电线路层为现有技术，此不赘述。
在第二实施例中，请参阅图9，与第一实施例不同的是，在步骤S2中形成的容置孔18为一通孔，其贯穿该第一铜层13、该基层11及该第二铜层15。容置孔18包括两个相对的开口端181。此时，在步骤S6中还包括：在介电材料20靠近该第二导电线路层150的表面上形成一与第二导电线路层150电连接的一导电层40。该与第一导电线路层130电连接的导电层40对应该介电材料20的区域、以及该与第二导电线路层150电连接的导电层40对应介电材料20的区域分别形成一第一电极131以及一第二电极153，该第一电极131、介电材料20及第二电极153配合以形成一电容器50。其中，该与第二导电线路层150电连接的导电层40覆盖该介电材料20靠近第二导电线路层150的表面。
在第三实施例中，请参阅图10，与第一实施例及第二实施例不同的是，在步骤S6中导电层40通过印刷的方式形成，该导电层40的材质可选自导电银浆、导电碳浆、导电锡膏及导电铜膏等中的一种或几种。
由上述第一实施例和第三实施例的制作方法制作的柔性电路板100，其应用于电子装置200(请参阅图12)中。该电子装置200可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、多媒体播放器等。请参阅图8和图10，该柔性电路板100包括一可挠性的基层11及形成于该基层11两相对表面11a、11b上的第一导电线路层130及第二导电线路层150。该柔性电路板100沿第一导电线路层130、基层11及第二导电线路层150的层叠方向开设有至少一容置孔18，即该容置孔18依次贯穿该第一导电线路层130及基层11。该容置孔18内填满有介电材料20。在介电材料20靠近第一导电线路层130的表面上形成一与第一导电线路层130电连接的导电层40。其中，该容置孔18包括一开口端181，该与第一导电线路层130电连接的导电层40覆盖该开口端181，且该导电层40的截面宽度大于该容置孔18的孔径。更具体的，导电层40的截面宽度与该容置孔18的孔径的差值小于50μm。该与第一导电线路层130电连接的导电层40对应该介电材料20的区域、以及该第二导电线路层150对应该介电材料20的区域分别形成一第一电极131以及一第二电极151。该第一电极131、介电材料20及第二电极151配合以形成一电容器50。
该柔性电路板100还包括至少一电连接该第一导电线路层130与第二导电线路层150的至少一导电孔30。每一导电孔30包括在基板10上形成的通孔16以及在该通孔16的孔壁上形成的一电镀层17。其中，每一通孔16贯穿该第一铜层13、该基层11及该第二铜层15。
该柔性电路板100还包括一保护层60，该保护层60包覆于该第一导电线路层130、第二导电线路层150及导电层40的表面，且该保护层60填充第一导电线路层130、电容器50、基层11及第二导电线路层150之间的间隙。该保护层60包括一绝缘层61及一防护层63。该绝缘层60包覆于该第一导电线路层130及第二导电线路层150远离该基层11的表面，且该填充于该导电孔30、以及第一导电线路层130和电容器第二导电线路层150与基层11之间的间隙。该防护层63形成于该绝缘层61远离第一导电线路层130及第二导电线路层150的表面上。
请参阅图9，与第一、第三实施例不同的是，由上述第二实施例的制备方法制得的柔性电路板100中，该容置孔18同样为一通孔，即该容置孔18依次贯穿该第一导电线路层130、基层11及该第二导电线路层150，且包括两个开口端181。此时，在介电材料20靠近第二导电线路层150的表面上还形成一与第二导电线路层150电连接的导电层40。该与第二导电线路层150电连接的导电层40覆盖该介电材料20靠近第二导电线路层150的表面。该与第一导电线路层130电连接的导电层40对应该介电材料20的区域、以及该与第二导电线路层150电连接的导电层40对应介电材料20的区域分别形成第一电极131以及第二电极153，该第一电极131、介电材料20及第二电极153配合以形成电容器50。
请参阅图11，所述电容器50的电容值C可根据如下公式计算：C＝Dk·E0·A/S。其中，Dk为介电材料20的介电常数；E0为真空介电常数，其近似为8.85x 10-12F/m；S为第一电极131与第二电极151之间的垂直距离(即基层11的高度)；A为第一电极131或第二电极151的面积，A＝H*L(L为电容器50的第一电极131或第二电极151的长度，H为电容器50的第一电极131或第二电极151的宽度)。可以理解，可根据实际需要改变电容器50的第一电极131或第二电极151的长度L、第一电极131或第二电极151的宽度H或第一电极131与第二电极151之间的垂直距离S，从而改变电容器50的电容值C。
本发明在制备该柔性电路板100的过程中直接在柔性电路板100的内部制作所需的电容器50，而非将已有的电容器埋设于其中，避免了因埋设的电容器体积过大而导致柔性电路板100厚度增加的情形，从而降低了柔性电路板100的厚度。另外，所述电容器50的电容值C可通过调整第一电极131或第二电极151的面积A、第一电极131与第二电极151之间的垂直距离S及选择不同的介电材料20而相应调整。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (19)

1.一种柔性电路板的制作方法，包括如下步骤：
提供一基板，该基板包括一可挠性的基层及分别形成于该基层两相对表面上的第一铜层与第二铜层；
在基板上沿第一铜层、基层、第二铜层的层叠方向开设至少一容置孔，该容置孔至少贯穿第一铜层及基层，该容置孔包括至少一个开口端；
将一介电材料填满于该容置孔中；
蚀刻该第一铜层及第二铜层以分别形成第一导电线路层及第二导电线路层；以及
在该介电材料对应每一开口端的表面形成一与该第一导电线路层或第二导电线路层电连接的导电层，与第一导电线路层电连接的一导电层对应该介电材料的区域形成第一电极，位于该介电材料远离该第一电极的导电层或第二导电线路层上对应该介电材料的区域形成第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成一电容器。
2.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：该导电层完全覆盖该介电材料，该导电层的覆盖面积大于该介电材料靠近第一导电线路层的表面的面积，且该导电层的边缘至该容置孔的中心的距离与同一方向上开口端至该容置孔的中心的距离的差值小于50μm。
3.如权利要求2所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：该导电层包括一导电油墨层，该导电油墨层通过涂布的方式形成于该介电材料对应每一开口端的表面上。
4.如权利要求3所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：该导电层还包括一金属层，该金属层通过溅镀或电镀的方法形成于该导电油墨层上并包覆该导电油墨层。
5.如权利要求2所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：该导电层通过印刷的方式形成，其材质选自导电银浆、导电碳浆、导电锡膏及导电铜膏中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：该容置孔为一含有一个开口端的盲孔，其仅贯穿该第一导电线路层及基层，所述导电 层形成于介电材料靠近第一导电线路层的表面上且与第一导电线路层电连接，该与第一导电线路层电连接的导电层对应该介电材料的区域、以及该第二导电线路层对应该介电材料的区域分别形成一第一电极以及一第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成所述电容器。
7.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：该容置孔为一含有两个开口端的通孔，其依次贯穿该第一导电线路层、基层及第二导电线路层，所述导电层分别形成于介电材料靠近第一导电线路层的表面上及介电材料靠近第二导电线路层的表面上，且分别与第一导电线路层以及该第二导电线路层电连接，该与第一导电线路层电连接的导电层对应该介电材料的区域、以及该与第二导电线路层电连接的导电层对应介电材料的区域分别形成一第一电极以及一第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成所述电容器。
8.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：在步骤“蚀刻该第一铜层及第二铜层以分别形成第一导电线路层及第二导电线路层”前还包括：
在基板上开设至少一贯穿该第一导电线路层、基层及第二导电线路层的通孔；以及
对该通孔进行电镀使其孔壁上形成一电镀层，从而得到一电连接该第一导电线路层与第二导电线路层的导电孔。
9.如权利要求8所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于：在步骤“在该介电材料对应每一开口端的表面形成一与该第一导电线路层或第二导电线路层电连接的导电层”后还包括：
在该第一导电线路层、第二导电线路层及导电层的表面包覆一保护层，且该保护层填充于该导电孔、以及该第一导电线路层和第二导电线路层与基层之间的间隙，其中该保护层包括一绝缘层及一防护层，该绝缘层包覆第一导电线路层及第二导电线路层且填充于该导电孔、以及该第一导电线路层和第二导电线路层与基层之间的间隙，该防护层形成于该绝缘层远离第一导电线路层及第二导电线路层的表面上。
10.一种柔性电路板，其包括一可挠性的基层及形成于该基层两相对表面上的第一导电线路层及第二导电线路层，其特征在于：该柔性电路板沿第 一导电线路层、基层及第二导电线路层的层叠方向开设有至少一容置孔，该容置孔至少贯穿该第一导电线路层及基层，该容置孔包括至少一个开口端，该容置孔内填满有介电材料，在该介电材料对应每一开口端的表面形成有一与该第一导电线路层或第二导电线路层电连接的导电层，与第一导电线路层电连接的一导电层对应该介电材料的区域形成第一电极，位于该介电材料远离该第一电极的导电层或第二导电线路层上对应该介电材料的区域形成第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成一电容器。
11.如权利要求10所述的柔性电路板，其特征在于：该导电层完全覆盖该介电材料，该导电层的覆盖面积大于该介电材料靠近第一导电线路层的表面的面积，且该导电层的边缘至该容置孔的中心的距离与同一方向上开口端至该容置孔的中心的距离的差值小于50μm。
12.如权利要求11所述的柔性电路板，其特征在于：该导电层包括一导电油墨层，该导电油墨层形成于该介电材料对应每一开口端的表面上。
13.如权利要求12所述的柔性电路板，其特征在于：该导电层还包括一金属层，该金属层形成于该导电油墨层上并包覆该导电油墨层。
14.如权利要求11所述的柔性电路板，其特征在于：该导电层由的材质选自导电银浆、导电碳浆、导电锡膏及导电铜膏中的一种或几种。
15.如权利要求10所述的柔性电路板，其特征在于：该容置孔为一含有一个开口端的盲孔，其仅贯穿该第一导电线路层及基层，所述导电层形成于介电材料靠近第一导电线路层的表面上且与第一导电线路层电连接，该与第一导电线路层电连接的导电层对应该介电材料的区域、以及该第二导电线路层对应该介电材料的区域分别形成一第一电极以及一第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成所述电容器。
16.如权利要求10所述的柔性电路板，其特征在于：该容置孔为一含有两个开口端的通孔，其依次贯穿该第一导电线路层、基层及第二导电线路层，所述导电层分别形成于介电材料靠近第一导电线路层的表面上及介电材料靠近第二导电线路层的表面上，且分别与第一导电线路层以及该第二导电线路层电连接，该与第一导电线路层电连接的导电层对应该介电材料的区域、以及该与第二导电线路层电连接的导电层对应介电材料的区域分别形成一第一电极以及一第二电极，该第一电极、介电材料及第二电极形成所述电容 器。
17.如权利要求10所述的柔性电路板，其特征在于：该柔性电路板还包括有至少一电连接该第一导电线路层与第二导电线路层的导电孔。
18.如权利要求17所述的柔性电路板，其特征在于：该柔性电路板还包括一保护层，该保护层填充于该导电孔、以及该第一导电线路层和第二导电线路层与基层之间的间隙，其中该保护层包括一绝缘层及一防护层，该绝缘层包覆第一导电线路层及第二导电线路层且填充于该导电孔、以及该第一导电线路层和第二导电线路层与基层之间的间隙，该防护层形成于该绝缘层远离第一导电线路层及第二导电线路层的表面上。
19.一种电子装置，其特征在于：该电子装置包括至少一如权利要求10-18所述的柔性电路板。
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