CN113438807A - 软板与硬板的连接结构及其制作方法 - Google Patents

软板与硬板的连接结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种软板与硬板的连接结构及其制作方法，包括FPC板和PCB板，PCB板有一焊接互连区域，PCB板的焊接互连区域内有若干PCB板焊盘，FPC板上有若干FPC板焊盘，FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与PCB板焊盘实现连接，PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且PCB板在焊接互连区域形成一局部凹陷，局部凹陷的底部未超出PCB板最底层的铜箔层的上表面；FPC板焊盘侧的FPC板嵌进局部凹陷中。本发明可以降低软板与硬板在采用hotbar工艺互连时的堆叠厚度。

Description

软板与硬板的连接结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及板间互连技术领域，尤指一种软板与硬板的连接结构及其制作方法。
背景技术
FPC(Flexible Printed Circuit)是一种柔性电路板，简称软板。PCB(PrintedCircuit Board,印刷电路板)是一种刚性线路板，简称硬板。
目前软板与硬板之间主要是通过连接器扣合实现板极互连，但是使用连接器进行连接会增加制造成本且占用单板布局空间，尤其是对现在追求电子产品高密小型化而言更会增加产品的尺度，例如对超薄移动终端而言会增加整机高度。
于是热压回流工艺(hotbar)出现了，它是FPC与PCB的一种板级互连工艺，先在PCB焊盘上预置焊锡，然后通过热压熔融焊锡使得FPC焊盘和PCB焊盘连接在一起。
如图10所示，FPC板100的焊盘(未示出)通过焊锡200与PCB板300的焊盘400实现互连。可以看出，通过hotbar工艺实现互连，增加了堆叠厚度，即增加了FPC板100的厚度和焊锡200的厚度。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种软板与硬板的连接结构及其制作方法，用于解决当前软板与硬板的连接方式增加了堆叠厚度的问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种软板与硬板的连接结构，包括：
包括FPC板和PCB板，所述PCB板有一焊接互连区域，所述PCB板的焊接互连区域内有若干PCB板焊盘，所述FPC板上有若干FPC板焊盘，所述FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与所述PCB板焊盘实现连接，其特征在于，包括：
所述PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且所述PCB板在所述焊接互连区域形成一局部凹陷，所述局部凹陷的底部未超出所述PCB板最底层的铜箔层的上表面；
所述FPC板焊盘侧的FPC板嵌进所述局部凹陷中。
可选地，所述PCB板的焊接互连区域的宽度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸加一预留宽度。
可选地，所述局部凹陷的深度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的厚度。
可选地，所述局部凹陷的深度打通至所述PCB板的最底层的铜箔层的上表面。
可选地，所述FPC板焊盘上设有开孔。
本发明还提供一种软板与硬板的连接结构的制作方法，包括：确定FPC板与PCB板的焊接互连区域；
制作设置有FPC板焊盘的FPC板；
制作设置有PCB板焊盘的PCB板，其中包括：形成用于设置若干PCB板焊盘的焊接互连区域，所述PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且所述PCB板在所述焊接互连区域形成一局部凹陷，所述局部凹陷的底部未超出所述PCB板最底层的铜箔层的上表面；
所述FPC板焊盘侧的FPC板嵌进所述局部凹陷中；
所述FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与所述PCB板焊盘实现连接。
可选地，所述PCB板的焊接互连区域的宽度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸加一预留宽度。
可选地，所述局部凹陷的深度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的厚度。
可选地，所述局部凹陷的深度打通至所述PCB板的最底层的铜箔层的上表面。
还包括：在所述FPC板焊盘上开设开孔。
通过本发明提供的一种软板与硬板的连接结构及其制作方法，至少能够带来以下有益效果：降低软板与硬板在采用hotbar工艺互连时的堆叠厚度，从而有利于在有限的空间下实现产品整机减薄，给其他器件让出空间。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种软板与硬板的连接结构及其制作方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的一种软板与硬板的连接结构的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中PCB板的一个实施例的截面结构示意图；
图3是本发明的一种软板与硬板的连接结构的制作方法的一个实施例的流程图；
图4是本发明一种具体应用场景实施例中FPC板与HDI板的结构示意图；
图5是本发明一种具体应用场景实施例中HDI板的结构示意图；
图6是本发明一种具体应用场景实施例中FPC板的结构示意图；
图7是本发明一种具体应用场景实施例中带无铅锡焊点的HDI板的结构示意图；
图8是本发明一种具体应用场景实施例中将FPC板放入HDI的槽中示意图；
图9是本发明一种具体应用场景实施例中FPC板与HDI板互连后的结构示意图；
图10是采用现有技术进行软板与硬板互连后的结构示意图。
附图标号说明：
100.FPC板，200.焊锡，300.PCB板，400.PCB板的焊盘，500.焊接互连区域，600.局部凹陷，310.铜箔层，320.绝缘层。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘制了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
本发明的一个实施例，如图1、图2所示，一种软板与硬板的连接结构，包括：
包括FPC板100和PCB板300，PCB板300有一焊接互连区域500，PCB板的焊接互连区域内有若干PCB板焊盘400，FPC板上有若干FPC板焊盘(未示出)，FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与PCB板焊盘实现连接。
其中，PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且PCB板在焊接互连区域形成一局部凹陷，局部凹陷的底部不超出PCB板最底层的铜箔层的上表面；FPC板焊盘侧的FPC板嵌进局部凹陷中。
如图2所示，PCB板300由多个绝缘层320和铜箔层310交叠构成，在PCB板的焊接互连区域500形成一局部凹陷600，该局部凹陷600的宽度d等于焊接互连区域的宽度，所以局部凹陷的宽度大于等于FPC板焊盘侧的FPC板的宽度，在软硬板互连时可将FPC板焊盘侧的FPC板嵌入局部凹陷600中，这样可以降低软板与硬板互连时的堆叠厚度。
该局部凹陷600的底部未超出PCB板最底层的铜箔层的上表面，可以保证FPC板焊盘与PCB板焊盘的可靠连接。
需要说明的是，图2所示的PCB板的层数仅是一个示例，可以为有更多层数结构的单板，其中局部凹陷的深度也只是一个示例，可以更浅。
可将PCB板的焊接互连区域的宽度设为FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸加一预留宽度。这样可以避免局部凹陷过宽，减小了PCB板的可用空间。
若FPC板的厚度小于PCB板的最顶层至最底层的铜箔层的上表面的厚度，则局部凹陷的深度可设为FPC板焊盘侧的FPC板的厚度。这样可以减少PCB板形成局部凹陷时的工作量。
若FPC板的厚度大于PCB板的最顶层至最底层的铜箔层的上表面的厚度，则局部凹陷的深度打通至PCB板的最底层的铜箔层的上表面。
可选的，在FPC板焊盘上设有开孔，这样可以避免在采用hotbar工艺焊接时焊锡热熔后溢出，在焊盘间形成连锡缺陷。
本实施例，通过将FPC板嵌入有局部凹陷结构的PCB板中，降低了FPC板与PCB板互连时的堆叠厚度，有利于在有限的空间下实现产品整机减薄，给其他器件让出空间。
本发明的一个实施例，如图3所示，一种软板与硬板的连接结构的制作方法，包括：
步骤S100确定FPC板与PCB板的焊接互连区域；
步骤S200制作设置有FPC板焊盘的FPC板；
步骤S300制作设置有PCB板焊盘的PCB板，其中包括：形成用于设置若干PCB板焊盘的焊接互连区域，该PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且该PCB板在焊接互连区域形成一局部凹陷，该局部凹陷的底部不超出该PCB板最底层的铜箔层的上表面；
步骤S400FPC板焊盘侧的FPC板嵌进局部凹陷中；
步骤S500FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与PCB板焊盘实现连接。
具体地，由于在PCB板的焊接互连区域形成一局部凹陷，该局部凹陷的宽度等于焊接互连区域的宽度，而焊接互连区域的宽度大于等于FPC板焊盘侧的FPC板的宽度，所以在软硬板互连时可将FPC板焊盘侧的FPC板嵌入PCB板的局部凹陷中，这样可以降低软板与硬板互连时的堆叠厚度。
该局部凹陷的底部未超出PCB板最底层的铜箔层的上表面，可以保证FPC板焊盘与PCB板焊盘的可靠连接。
可将PCB板的焊接互连区域的宽度设为FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸加一预留宽度。这样可以避免局部凹陷过宽，减小了PCB板的可用空间。
若FPC板的厚度小于PCB板的最顶层至最底层的铜箔层的上表面的厚度，则局部凹陷的深度可设为FPC板焊盘侧的FPC板的厚度。这样可以减少PCB板形成局部凹陷时的工作量。
若FPC板的厚度大于PCB板的最顶层至最底层的铜箔层的上表面的厚度，则局部凹陷的深度打通至PCB板的最底层的铜箔层的上表面。
可选的，在FPC板焊盘上设置开孔，这样可以避免在采用hotbar工艺焊接时焊锡热熔后溢出，在焊盘间形成连锡缺陷。
本实施例提供了一种制作方法，通过将FPC板嵌入有局部凹陷结构的PCB板中，降低了FPC板与PCB板互连时的堆叠厚度，有利于在有限的空间下实现产品整机减薄，给其他器件让出空间。
本发明还提供一种具体应用场景实施例，将前述的软板与硬板的连接结构的制作方法应用于一FPC板与HDI板互连的场景中，HDI板(High Density Interconnect，高密度互联板)是常用的一种硬板，具体步骤如下：
步骤S10确定FPC板与HDI板的焊接互连区域。
如图4所示，根据HDI板300a和FPC板100的layout设计图纸确定HDI板和FPC板的焊接互连区域500，HDI板300a的焊接互连区域500包含若干个焊盘400，FPC板100的对应区域也包含若干个FPC焊盘(未示出)。FPC板100可以为双面或更多层单板。
步骤S20制作有局部凹陷结构的HDI板。
采用HDI生产工艺、生产设备及现有的cavity(局部凹陷)技术，在焊接互连区域制作出有局部凹陷的多层结构的硬板。
如图5所示，HDI板由第一绝缘层321(比如45um厚度)、第二绝缘层322(比如35um厚度)、第三绝缘层323(比如35um厚度)、第一铜箔层311(比如16um厚度)、第二铜箔层312(比如16um厚度)和第三铜箔层313(比如22um厚度)构成，从第二绝缘层322至第三铜箔层313的总厚度为108um。在焊接互连区域形成图5所示的一个局部凹陷600，局部凹陷600的深度为108um。
步骤S30制作FPC板。
采用FPC多层板生产工艺，在焊接互连区域制作出“如图6所示”叠构的FPC板。
图6中示出了两个FPC焊盘110，每个FPC焊盘由第一电镀层115(比如10um厚度)、一个双面基材FCCL111(比如40um厚度)、一个单面基材FCCL112(比如22um厚度)和粘接层113(比如25um厚度)和第二电镀层116(比如10um厚度)构成。FPC焊盘的总厚度为107um。
其中双面基材FCCL111和单面基材FCCL112通过粘接层113(比如热固纯胶层)粘接在一起，双面基材FCCL由基材及基材上、下表面的铜箔构成，单面基材FCCL由基材及基材单面的铜箔构成。
每个FPC焊盘上设有开孔114，开孔的侧壁覆盖有电镀铜。
图6仅是示例，实际可以有更多需要互连的FPC焊盘。
步骤S40在HDI板上制作无铅锡焊点。
在HDI板完成丝印锡膏后和器件贴装前，在焊接互连区域的焊盘上放置无铅锡球，接着进行器件贴装和无铅回流焊工艺，从而完成了无铅锡焊点的制作。带无铅锡焊点的HDI板的结构如图7所示。
步骤S50将焊接互连区域的FPC放置在HDI的槽(即局部凹陷)中(如图8所示)。
步骤S60采用hotbar工艺实现FPC板与HDI板的互连。
在FPC上方施加一个脉冲电流的加热的金属探头，对HDI板上的无铅锡410进行加热熔融，完成FPC板焊盘与HDI板焊盘之间的焊接，实现FPC板和HDI板两者的互连导通。(焊接条件：温度270±10℃，焊接时间8±1秒)。互连后的堆叠结构示意图如图9所示。
FPC焊盘的总厚度为107um，局部凹陷600的深度为108um，FPC焊盘的总厚度小于局部凹陷600的深度，局部凹陷600的宽度足够容纳FPC板，所以通过将FPC板嵌入HDI的槽(即局部凹陷)中，可以降低FPC板与HDI板互连时的堆叠厚度。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种软板与硬板的连接结构，包括FPC板和PCB板，所述PCB板有一焊接互连区域，所述PCB板的焊接互连区域内有若干PCB板焊盘，所述FPC板上有若干FPC板焊盘，所述FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与所述PCB板焊盘实现连接，其特征在于，包括：
所述PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且所述PCB板在所述焊接互连区域形成一局部凹陷，所述局部凹陷的底部未超出所述PCB板最底层的铜箔层的上表面；
所述FPC板焊盘侧的FPC板嵌进所述局部凹陷中。
2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：
所述PCB板的焊接互连区域的宽度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸加一预留宽度。
3.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：
所述局部凹陷的深度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的厚度。
4.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：
所述局部凹陷的深度打通至所述PCB板的最底层的铜箔层的上表面。
5.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：
所述FPC板焊盘上设有开孔。
6.一种软板与硬板的连接结构的制作方法，其特征在于，包括：
确定FPC板与PCB板的焊接互连区域；
制作设置有FPC板焊盘的FPC板；
制作设置有PCB板焊盘的PCB板，其中包括：形成用于设置若干PCB板焊盘的焊接互连区域，所述PCB板的焊接互连区域的尺寸大于等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸，且所述PCB板在所述焊接互连区域形成一局部凹陷，所述局部凹陷的底部未超出所述PCB板最底层的铜箔层的上表面；
所述FPC板焊盘侧的FPC板嵌进所述局部凹陷中；
所述FPC板焊盘通过热压回流工艺hotbar与所述PCB板焊盘实现连接。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于：
所述PCB板的焊接互连区域的宽度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的外形尺寸加一预留宽度。
8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于：
所述局部凹陷的深度等于所述FPC板焊盘侧的FPC板的厚度。
9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于：
所述局部凹陷的深度打通至所述PCB板的最底层的铜箔层的上表面。
10.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在所述FPC板焊盘上开设开孔。
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