专利名称：双面电路板和led灯带的制作方法
技术领域：
双面电路板和LED灯带技术领域[0001]本实用新型涉及印刷线路板的领域，具体涉及带元件的双面电路板，例如双面 柔性线路板(FPC)或者刚性线路板，以及其互连导通新方法，例如，直接将元件脚通过 SMT回流焊接将元件一焊脚在半孔位置同时焊接在底层内焊点上和顶层孔边焊点上而形 成的双面电路板构造。本实用新型还披露了无需采用钻孔和无需沉铜镀铜的非化学方式 形成导通孔，从而更加便利于制作连续整卷的双面灯带线路板。[0002]背景技术[0003]在传统的双面线路板的制造工艺中，一般均采用机械钻孔或者是激光钻孔的方 式在覆铜板上钻出线路过孔，然后通过化学镀铜工艺来使双面柔性印刷线路板上的通孔 内壁形成导电层，传统盲孔型线路板的生产工艺中，采用先激光钻孔形成盲孔，然后通 过黑孔化或化学镀后再电镀增加铜厚的通孔导电化处理工艺。此方法由于需要电镀和化 学镀，对环境造成严重污染。[0004]而传统的无需沉铜镀铜的双面印刷线路两面导通通常采用的碳油灌孔或银浆灌 孔形成导通方式，均有其明显的缺点，碳油灌孔成本低，但是由于碳油电阻大，导电效 果差；而银浆灌孔导电效果好，但银浆的价格非常的昂贵，不适合大量生产。[0005]同时，传统的制作工艺中机械钻孔机和激光钻孔机，造价昂贵，钻孔速度慢， 生产效率低。并且由于机械钻孔机是平面钻孔，其台面为635X762mm左右，因此能生 产的最大板为635 X 762mm左右，不能生产大于762mm的板，而随着现今LED行业的不 断发展，LED灯带越来越迫切需要大于762mm的超长线路板，甚至达到100米以上的长 度，因此传统的钻孔方式制作导通孔越来越无法满足科技发展的需要。而且机械钻孔时 还会消耗大量的酚醛树脂盖板和木质纤维底板，激光钻孔机在高温灼烧后将印刷线路板 的绝缘高分子树脂气化排到空气中，不利于环境保护。[0006]而在例如本申请人之前申请的中国专利申请200910224495.5中(该专利申请通 过引用而整体结合于本申请中)，元件脚直接穿透绝缘层与底层线路层通过锡膏SMT焊 接在一起，形成元件同底层线路导通互连的方式，前专利申请中所述的此种焊接方式由 于元件脚是与底层线路焊接一起，仅仅只是实现了同底层线路的电气连接。[0007]而本实用新型利用元件脚通过锡膏直接将顶层线路和底层线路在孔的位置上焊 接在一起实现三体连通。因此，其电气连通性能更好，更加适合电气密度更高的电路结 构。发明内容[0008]在详细描述本实用新型之前，本领域技术人员应当理解，“元件”在本申请中 应作最宽泛涵义上的理解，即包括所有类型的用于电路的电子元器件、电气元件或者其 它类型的元件，例如表面贴装6MT)型的元件，带焊脚或插脚的元件如各种SMT型元 件、支架(即带插脚的)型的元件、各种大功率器件等等，包括LED。因此，用语“元 件脚”涵括了元件的焊脚、插脚、支脚等各种用语和/或任何可用于实现导电连通的结构或者部分，因此有时候它们会互换地使用。[0009]此外，用语“线路板”和“电路板”在本申请可以互换地使用。[0010]尽管本实用新型结合SMT回流焊技术对本实用新型进行了描述，但是本领域技 术人员应当理解，本实用新型显然可以不限于回流焊的其它类型的焊接来实施，因此本 实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。[0011]根据本实用新型，涉及直接将元件脚通过SMT回流焊接在两面电路上的线路或 焊盘上，使双面电路板两面电路导通。由于此电路板同时将元件脚、顶层线路和底层线 路同时焊接在同一个点上，所以其导通性更好，电气性能更可靠。[0012]本实用新型的另一优点还在于，由于在连接(例如焊接)元件时，元件焊脚通过 焊接，例如锡焊接，而同时与顶层和底层这两层线路焊盘均相连接，从而实现了两层线 路层的互连导通，因此工艺步骤减少，工艺周期缩短，并且成本也相应地降低，且线路 板质量更加可靠。[0013]根据本实用新型，提供了把一个元件脚通过双面线路板上的一个半孔位置直接 焊接在顶层电路焊点和底层电路焊点上，实现元件脚、顶层电路和底层电路三者在一个 点焊接一起实现导通的双面线路板，包括提供形成有孔的双面线路板，其中，所述线 路板包括顶层线路层、底层线路层以及结合在所述顶层线路层与底层线路层之间的绝缘 层，所述孔穿过顶层线路层焊盘中心和绝缘层但不穿通底层线路层；将元件的一部分焊 接在顶层线路层的例如焊盘上，并且同时焊接在所述孔位置处的底层线路层上，从而实 现顶层线路层与底层线路层的互连导通。[0014]当然，根据本实用新型的一优选实施例，顶层线路层孔位置的焊盘中心或一侧 开一个镂空的孔，将底层线路铜裸露出来，同时顶层线路裸露的焊盘需要保留一定的宽 度。然后再进行元件焊接，锡膏经SMT回流焊后将元件的一个焊脚同时与顶层线路层优 选为一定形状的焊盘和底层裸露的铜箔焊接连接在一起，这样更可以保证焊接质量和导 通的可靠性。[0015]所述方法还包括，在进行焊接之前，在所述顶层线路层的焊盘上以及所述孔位 置处的底层线路层上施加锡膏；之后，直接将所述元件的元件脚对应地焊接在所述顶层 线路层的焊盘以及所述孔位置处的底层线路层上，从而在焊接好元件的同时通过元件脚 来实现顶层线路层与底层线路层的互连导通。[0016]根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是顶层线路层和底层线路 层均为铜线路层的双面覆铜板，所述的施加锡膏是通过例如钢网印刷方式施加的，所述 焊接是SMT回流焊。[0017]根据本实用新型的另一优选实施例，在所述孔的位置，通过对所述顶层线路层 开镂空窗口来去除所述顶层线路层及绝缘膜层，从而形成孔的凹槽形结构。但保留顶层 线路孔边的焊盘。[0018]根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是双面柔性线路板或者双 面刚性线路板。[0019]本实用新型提供了 一种把一个元件脚通过双面线路板上的一个半孔位置直接焊 接在顶层电路焊点和底层电路焊点上，实现元件脚、顶层电路和底层电路三者在一个点 焊接一起实现导通的双面线路板，包括顶部线路层；；绝缘膜层；底部线路层；和设置在所述双面线路板中的孔；其中，所述顶部线路层粘合在绝缘膜层的一面上，并且所 述底部线路层粘合在绝缘膜层相反的另一面上；所述孔穿过顶部线路层和绝缘膜层；并 且所述元件脚通过锡膏焊接在顶层线路层的焊盘的同时焊接固定在所述孔位置处的底层 线路层上，从而实现顶层线路层与底层线路层的互连导通。这样更可以保证焊接质量和 导通的可靠性。[0020]根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是双面柔性线路板或者刚 性线路板；在所述顶层线路层的焊盘上以及所述孔位置处的底层线路层上施加有锡膏； 并且，所述元件的元件脚通过回流焊对应地焊接在所述顶层线路层的焊盘以及所述孔位 置处的底层线路层上。[0021]根据本实用新型的另一优选实施例，所述元件是表面贴装6MT)型元件，所述 元件通过SMT的方式安装并通过SMT回流焊焊接在所述双面线路板上。[0022]本实用新型还披露了一种LED灯带，包括如上所述的带元件的双面线路板以及 安装于其上的元件。[0023]本实用新型还提供了一种用于双面线路板的通过元件来实现顶层线路层与底层 线路层互连导通的方法，包括提供形成有孔的双面线路板，其中，所述线路板包括顶 层线路层、底层线路层以及结合在所述顶层线路层与底层线路层之间的绝缘膜层，所述 的孔为半孔，此半孔穿过顶层线路层和绝缘膜层但不穿通底层线路层；将元件的一焊脚 在半孔位置，同时焊接在半孔位置底层内焊点(在本申请中有时也称为“焊盘”)和顶层 孔边的焊点上。[0024]根据本实用新型的一优选实施例，该方法还包括步骤提供在顶层需要导通的 孔边设有焊点，在焊点位置，通过锡膏将两面电路导通的同时，将元件的一个焊脚也焊 接导通在一起。[0025]根据本实用新型的另一优选实施例，所述方法还包括在进行焊接之前，在所 述顶层线路层的孔边焊点上以及所述半孔位置处的底层里的内焊点上施加锡膏；之后， 直接将所述元件的元件脚对应地焊接在所述顶层线路层的孔边焊点以及所述孔里的底层 线路层内焊点上，从而在焊接好元件的同时通过元件脚来实现顶层线路层与底层线路层 的互连导通，并和元件导通。[0026]本实用新型另外还提供了利用元件脚通过线路板上的半孔同时直接焊接在顶层 线路和底层线路上的双面线路板，包括顶部线路层；绝缘层；底部线路层；和设置在 所述双面线路板中的半孔；其中，所述顶部线路层经由结合在绝缘层的一面上，并且所 述底部线路层结合在绝缘层相反的另一面上；并且所述孔穿过顶部线路层、绝缘层；所 述元件的一部分通过焊接固定在顶层线路层焊点上，并且所述元件的一个焊脚通过半孔 同时焊接在顶层孔边焊点上和底层内焊点上。[0027]根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是双面柔性线路板或者刚 性线路板；并且所述孔边顶层线路层形成有焊点。[0028]更具体而言，根据本实用新型，通过采用直接将元件脚通过SMT回流焊接在另 一面电路上使双面电路板两面电路导通的电路板，不仅通过将SMT贴元件的步骤与焊接 步骤整合起来而节省了工艺步骤，而且这种工艺可使得元件的焊接质量可靠，且双面线 路的导通也具有很高的可靠性。[0029]本实用新型中使用的绝缘层可以是聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)、环氧玻纤布、 热固胶粘剂层等等中的一种或者是2种以上的组合，热固胶粘剂可以是丙烯酸胶粘剂， 或者环氧胶粘剂，也可以是流胶量小的玻纤半固化片(PP)。[0030]根据本实用新型的一方面，披露了一种先将单面覆铜板，无铜绝缘面覆上热固 胶粘剂层用模具冲孔后，热压覆合上另一层铜即形成凹槽形孔结构，凹槽底部为底层裸 露铜面；电路导通是通过SMT回流焊使元件脚直接和顶层线路层的焊盘、底层线路层底 铜焊接在一起形成电路导通。[0031]单面覆铜板可以是柔性电路覆铜板(FCCL)，也可以是刚性电路覆铜板(CCL)。[0032]凹槽形孔结构可以是圆形坑、方形坑或者矩形坑等任何形状的坑状。[0033]本实用新型还披露了用这种凹槽形结构的覆铜板通过常规线路板制作方式完成 电路板制作。[0034]根据本实用新型的一个重要特征，披露了在SMT元件脚的焊接是将元件脚直接 焊接在顶层线路层的焊盘上，同时与另一层的底层线路层线路焊接在一起，从而实现上 下两层线路的导通。[0035]根据本实用新型的一优选实施例，上述凹槽形孔是用单面覆铜板覆热固胶后用 模具冲孔，然后和另一层铜箔复合而成。[0036]根据本实用新型的一个优选实施例，上述热固胶是丙烯酸酯类的或者是环氧类 型的热固胶。[0037]根据本实用新型的一个优选实施例，上述的铜箔是具有延展性的纯铜箔或者是 合金铜，厚度为0.012-0.5mm厚。[0038]根据本实用新型的一个优选实施例，上述的凹槽形孔结构的双面印刷线路板， 其特征在于，所述通孔不经过钻孔成孔和沉铜、镀铜实现线路层导通。[0039]根据本实用新型的一个优选实施例，上述通孔是采用模具将通孔冲出。[0040]根据一种实施方式，在双面电路的顶层线路层的焊盘位置的铜箔需要和底层连 通的焊点位置镂空去除顶层铜及绝缘层使焊脚和裸露的顶层线路的焊盘及镂空裸露出的 底层电路铜直接接触，通过SMT印刷锡膏，回流焊接导通，实现底层电路通过元件脚和 顶层电路的互连。[0041]根据本实用新型的一个优选实施例，上述的凹槽形孔型双面印刷线路板，其特 征在于，所述通孔可以连续冲切来制作长度在1米以上的印刷线路板。[0042]根据本实用新型的一个优选实施例，上述凹槽形孔型双面印刷线路板为双面柔 性印刷线路板。[0043]根据本实用新型的另一优选实施例，上述线路层为铜箔。[0044]根据本实用新型的一种优选实施例，压合是采用粘合剂进行粘合。[0045]根据本实用新型的另一优选实施例，将元件一焊脚在半孔位置同时焊接在底层 内焊点上和顶层孔边焊点上，经回流焊后锡膏固化来实现导电连通。[0046]根据本实用新型的另一优选实施例，此种双面印刷线路板用于制作LED灯带。[0047]根据本实用新型的另一优选实施例，此种双面印刷线路板是连续整卷的长线路 板。[0048]根据本实用新型的另一优选实施例，用模具冲孔是通过连续冲孔方式或连续压6的方式进行的。[0049]根据本实用新型的另一优选实施例，所述的直接将元件脚通过SMT回流焊接在 另一面电路上使双面电路板两面电路导通，其特征在于所述的方法不再使用化学处理使 孔导通。[0050]根据本实用新型的另一优选实施例，用本实用新型的互连导通的新方法制作的 柔性线路板(FPC)适用于LED灯带中的元件来导通柔性线路板的双面电路。[0051]此方法尤其适用于LED灯带柔性电路板。此方法简单，成本低，制作过程无需 采用化学沉镀铜实现导通两面电路，故十分环保。[0052]在以下对附图和具体实施方式
的描述中，将阐述本实用新型的一个或多个实施 例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本实用新型的其它特征、目的 和优点。
[0053]图1是相关技术的双面印刷线路板的局部截面图，显示了已完成导电化化学镀 铜处理的传统线路板制作的通孔；[0054]图2显示了单面覆铜板的构造；[0055]图3显示了将热固性粘结胶贴附在单面覆铜板绝缘层后的构造；[0056]图4显示了通过模具冲孔的方式，将导通孔冲切出来的构造；[0057]图5显示了将纯铜箔通过压合与粘结层压合在一起而形成双面覆铜板的构造；[0058]图6显示了没有压覆阻焊膜的双面线路板的构造；[0059]图7显示了没有焊接元件时，并且已经压覆了阻焊膜时的双面板构造，其中可 见具有孔(在本申请中优选为“半孔”)的位置上，顶层线路具有中间开孔的焊盘(在本 申请中有时也称为“焊点”)，而孔穿过绝缘层裸露出底层的线路铜层。[0060]图8显示了经过SMT印刷锡膏后，经回流焊将元件焊接在相应的焊盘上，其 中，与元件脚相连接的锡同时也同顶层线路的焊盘和底层线路层的铜相焊接在一起，具 体而言，将元件的一焊脚在半孔位置同时焊接在半孔位置底层内焊点和顶层孔边的焊点 上，从而实现双面电路导通的构造。[0061]图9显示了经过SMT焊接后的成品效果图。
具体实施方式
[0062]下面将以双面柔性印刷线路板为具体实施例来对本实用新型进行更详细的描 述。本领域技术人员应当理解，这些实施方式仅仅列举了一些本实用新型的具体实施 例，对本实用新型及其保护范围无任何限制。例如，尽管以下结合铜箔来描述了实施 例，但是，线路层的材料不仅包含纯铜，而且还可以是其它的铜合金或者其它金属或合金。[0063]一、基板的制作[0064]将如图2所示的成卷的铜箔5厚度优选为12.5-35微米、粘结胶4厚度优选为 12.5-25微米、绝缘膜3厚度优选为12.5-25微米的单面柔性覆铜板，在hakut mach 630压 膜机上，以120-150°C，压力为5-8kg/cm2速度为0.8-1.0m/mte的速度，与热固胶膜2压覆在一起，从而形成如图3所示的结构。[0065]或者，也可采用涂敷烘干生产设备，将液态的热固型胶涂敷在单面覆铜板无铜 面绝缘层上。[0066]二、凹槽形孔的制作[0067]将图3所示结构的覆铜板材，经宁波欧泰CH1-25型25吨冲床上，用提前由工程 部根据客户线路设计资料制作的通孔模具，以铜面向上进行冲孔。得到如图4所示的穿 过顶层铜箔5、粘结胶4、绝缘膜3和热固胶膜2而形成通孔的构造。接着经BURKLEN LAMV多层真空压合机以120-160°C，压力为15_20kg/cm2，压合时间为80-120η ι，与 纯铜箔1压合在一起形成图5所示结构。[0068]三、线路板制作[0069]接着用常规的线路板制作方法，经压干膜，图形转移，曝光，显影，蚀刻(如 图6所示)，贴覆盖膜8、9，压合，文字，OSP，成型，即得到了未导通的成品线路板， 如图7所示的构造。如图7所示，尽管具体标示，图7中已经显示了顶铜线路层5的若 干焊盘，例如，如图7中构造的最上层的2-3个焊盘。此外，图7还显示了一个成形的 未导通的凹槽形孔及凹槽孔顶层线路处的优选为环形的焊盘，但是这种顶层线路的凹槽 形孔以及焊盘显然可以根据需要设置任意多个。[0070]由于以上步骤是印刷线路板的传统工艺，属于业内技术人员所熟知，在此就不 在细述。[0071]四、SMT将元件脚直接焊接在另一层线路上[0072]在SMT焊接元件时，采用传统的SMT焊接工艺，在图7所示的线路板的焊盘 位置(即，包括顶铜线路层5的若干焊盘、顶面线路层孔边的焊盘、底铜线路层1的焊 盘)，用印刷(例如钢网印刷)而印上锡膏6，然后经自动贴片机将元件7贴附在上述的 线路板上，经回流焊，5段275度固化后，焊盘(或称为焊点)位置的锡膏固化，得到如 图8所示的结构，其中孔(或者称为“半孔”)中已经有通过印刷方式填充并固化的锡膏 6。由此，将元件的两侧元件焊脚分别同这两层线路层焊接在一起，其中元件的一个焊脚 焊接在顶层线路层5上，并且将元件的另一焊脚不仅焊接在顶层线路层5的凹槽形孔位置 的焊盘环上而且还焊接在该孔位置的底层线路层上(即，具体而言，将元件的一焊脚在 该半孔位置同时焊接在该半孔位置底层线路层内焊点和顶层线路层孔边的焊点上)，从而 实现顶层线路层与底层线路层的电路互连导通，同时由于这种焊接的“双保险”特点， 降低了元件脚与焊盘脱离的可能性，因此大大提高了焊接的可靠性，改善了产品质量。[0073]当然，SMT元件的其它合适部分也可用于实现焊接导通，而不仅限于元件的焊 脚部分。[0074]由于上述的SMT工艺属于传统的元器件贴附工艺，属于业内技术人员所熟知， 在此就不再细述。[0075]本领域技术人员显然可以理解，本实用新型的双面电路导通方法及构造同样适 用于刚性电路板(或称为硬板)，在此就不再赘述。[0076]以上结合附图将以双面柔性印刷线路板为具体实施例对本实用新型进行了详细 的描述。但是，本领域技术人员应当理解，以上所述仅仅是举例说明和描述一些具体实 施方式，对本实用新型的范围，尤其是权利要求的范围，并不具有任何限制。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
权利要求1.一种双面线路板，其特征在于，在所述双面线路板中，把元件的一个元件脚通 过双面线路板上的一个半孔位置直接焊接在顶层电路焊点和底层电路焊点上，实现元件 脚、顶层电路和底层电路三者在一个点焊接一起实现导通，所述双面线路板包括顶部线路层；绝缘层；底部线路层；和设置在双面线路板中的半孔；其中，所述顶部线路层经由结合在绝缘层的一面上，并且所述底部线路层结合在绝 缘层相反的另一面上；并且所述半孔穿过顶部线路层、绝缘层；所述元件的一部分通过焊接固定在顶层线路层焊点上，并且所述元件的一个焊脚通 过所述半孔同时焊接在顶层孔边焊点上和底层内焊点上。
2.根据权利要求1所述的双面线路板，其特征在于，所述双面线路板是双面柔性线路 板或刚性线路板，并且所述半孔是非金属化孔。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的双面线路板，其特征在于，所述元件是表面贴装 SMT型元件，所述元件SMT安装并SMT回流焊焊接在所述双面线路板上。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的双面线路板，其特征在于，顶层需要导通的孔边 设有焊点，元件的一个焊脚在焊点位置通过锡膏将两面电路导通的同时也焊接在一起。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的双面线路板，其特征在于，所述双面线路板是顶 层线路层和底层线路层均为金属线路层的双面板。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的双面线路板，其特征在于，所述半孔是凹槽形孔 结构。
7.根据权利要求6所述的双面线路板，其特征在于，所述凹槽形孔结构是圆形坑、方 形坑或矩形坑的形状。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的双面线路板，其特征在于，在形成所述半孔的位 置，通过孔边保留焊点、孔底裸露的金属焊点的凹槽结构。
9.根据权利要求1-2中任一项所述的双面线路板，其特征在于，所述双面线路板是长 度在0.5米以上、优选在1米以上的双面柔性线路板。
10.—种LED灯带，其特征在于，所述LED灯带包括根据上述权利要求中任一项所 述的双面线路板，以及安装于其上的元件。
专利摘要本实用新型披露了双面电路板和LED灯带。这种双面线路板利用元件脚通过非金属化孔直接焊接在顶层线路和底层线路的焊点上，以实现元件脚、顶层电路和底层电路焊接在一起导通，该双面线路板包括顶部线路层；绝缘层；底部线路层；和设置在双面线路板中的半孔；其中，顶部线路层经由结合在绝缘层的一面上，并且底部线路层结合在绝缘层相反的另一面上；并且半孔穿过顶部线路层、绝缘层；元件的一焊脚通过半孔同时焊接在顶层孔边焊点上和底层内焊点上。这种带元件的双面电路板的结构及制造方法简单，成本低，并且由于直接将元件脚、顶层线路、底层线路在一个孔位置通过SMT锡连接在一点上，所以其可靠性更高。
文档编号F21Y101/02GK201813610SQ20102015098
公开日2011年4月27日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者张平, 王定锋 申请人:王定锋