一种软硬结合板制作方法以及装置与流程

本发明涉及印制线路板制作技术领域，特别是涉及一种软硬结合板制作方法以及装置。

背景技术：

在印制线路板出现以前，电子元器件之间的连接都是依靠电线直接连接实现的，而现在，印制线路板制作技术越趋于成熟，其成本低廉、可大规模化生产，越来越多的应用于消费电子、医疗、汽车、航天等领域。

印制线路板包括刚性印制线路板和柔性印制线路板，刚性印制线路板(也叫刚性线路板)耐久性较好，柔性印制线路板(也叫柔性线路板)柔软性较好，在此基础上出现了软硬结合板，所谓软硬结合板是指包括一个或多个刚性区以及一个或多个柔性区的印制线路板，其兼具刚性印制线路板的耐久性和柔性印制线路板的柔性，从而具有轻薄紧凑以及耐恶劣应用环境等特点，特别适合在便携式消费电子产品、医疗电子产品、军事设备等精密电子方面的应用。

然而，由于目前软硬结合板在制作过程中需要有开盖制程作业，通常的开盖制程采用激光切割的方式进行，激光开盖切割的方式软硬结合处不可避免存在碳化现象，碳化现象的存在导致产品存在一定的品质隐患；同时，参照图1示出的相关技术软硬结合板结构以及激光开盖切割的方式示意图，软硬结合板通常包括在中心的柔性线路板FPCB层1和分布在柔性线路板FPCB层1两侧的刚性线路板层2，刚性线路板层2通过粘合材料3与FPCB层1连接，其中FPCB层1又可以包括覆盖有单层或双层Cu面4的聚酰亚胺PI 5，在Cu面4覆盖的覆盖膜层6，刚性线路板层2可以包括覆盖有单层或双层Cu面的具有一定耐燃等级(例如FR-4 7等级)的芯板Core 8，粘合材料3可以是半固化片Prepreg，在激光9开盖切割的过程中，由于激光9在开盖过程中，盖子本身结构具有一定不均匀性，为了防止激光9切割的过程伤及内层的软板线路，则必须采用挡铜结构10设计，对于某些层数的软硬结合板，本来可以选用单层铜箔芯板Core，但因为挡铜结构10设计的存在，则必须选择双层铜箔芯板core，增加了原材料成本；而且，激光开盖切割的方式需要大量的激光切割设备，设备成本高。

技术实现要素：

本发明提供一种软硬结合板制作方法以及装置，以解决现有的软硬结合板制作过程中所存在的上述问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种软硬结合板制作方法，包括：

采用柔性线路板基材制作第一预设尺寸的柔性线路板；

制作第二预设尺寸的刚性线路板；

冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料；

依次将所述柔性线路板、具有开口区域的粘合材料以及所述刚性线路板叠合，并在压合机内压合成具有开盖区域的软硬结合板，其中，所述开盖区域与所述开口区域对应；

采用第一模具对所述开盖区域进行冲切，获得软硬结合板。

优选地，所述冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料的步骤包括：

采用第二模具冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料。

优选地，所述开盖区域包括第一开盖边缘和第二开盖边缘，所述采用第一模具对所述开盖区域进行冲切，获得软硬结合板的步骤包括：

采用第一模具对所述开盖区域第一开盖边缘进行完全冲切；

采用第一模具对所述开盖区域第二开盖边缘进行部分冲切，获得软硬结合板。

优选地，所述开盖区域为具有外层结构的矩形区域。

优选地，所述外层结构包括单层铜结构的芯板或双层铜结构的芯板。

优选地，所述部分冲切包括：冲切至所述开盖区域第二开盖边缘预设深度位置。

优选地，所述第一模具和/或第二模具包括蚀刻刀模，所述蚀刻刀模与带伺服马达的冲型机连用，使得所述冲型机控制所述蚀刻刀模进行冲切。

优选地，所述粘合材料为半固化片或环氧树脂纯胶。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种软硬结合板制作装置，包括：

第一制作模块，用于采用柔性线路板基材制作第一预设尺寸的柔性线路板；

第二制作模块，用于制作第二预设尺寸的刚性线路板；

粘合材料冲切模块，用于冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料；

软硬结合板压合模块，用于依次将所述柔性线路板、具有开口区域的粘合材料以及所述刚性线路板叠合，并在压合机内压合成具有开盖区域的软硬结合板，其中，所述开盖区域与所述开口区域对应；

开盖模块，用于采用第一模具对所述开盖区域进行冲切，获得软硬结合板。

优选地，所述粘合材料冲切模块包括：

第二模具冲切模块，用于采用第二模具冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料。

优选地，所述开盖区域包括第一开盖边缘和第二开盖边缘，所述开盖模块包括：

完全冲切模块，用于采用第一模具对所述开盖区域第一开盖边缘进行完全冲切；

部分冲切模块，用于采用第一模具对所述开盖区域第二开盖边缘进行部分冲切，获得软硬结合板。

优选地，所述开盖区域为具有外层结构的矩形区域。

优选地，所述外层结构包括单层铜结构的芯板或双层铜结构的芯板。

优选地，所述部分冲切包括：冲切至所述开盖区域第二开盖边缘预设深度位置。

优选地，所述第一模具和/或第二模具包括蚀刻刀模，所述蚀刻刀模与带伺服马达的冲型机连用，使得所述冲型机控制所述蚀刻刀模进行冲切。

优选地，所述粘合材料为半固化片或环氧树脂纯胶。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明实施例通过模具将软硬结合板的粘合材料在开盖区域预先开口，压合时可以直接利用具有开口区域的粘合材料，同时在软硬结合板压合后，通过模具冲切的方式将开盖区域的芯板Core部分移除，不需要使用激光开盖的方式，避免了激光开盖过程中碳化现象导致的产品品质隐患。

进一步的，由于不需要使用激光开盖，本发明实施例对于某些层数的软硬结合板，可以选用单层铜箔芯板Core材料，可以减小原材料成本。

进一步的，由于不需要使用激光开盖，而使用模具冲切开盖方式，可以节约大量的激光切割设备成本，模具开盖一次冲切即可完成整个软硬结合板的开盖，相比激光开盖效率更高。

附图说明

图1是相关技术软硬结合板结构以及激光开盖切割的方式示意图；

图2是本发明实施例一的一种软硬结合板的制作方法的步骤流程图；

图3是本发明实施例一的一种柔性线路板基材结构示意图；

图4是本发明实施例一的一种贴合覆盖膜示意图；

图5是本发明实施例一的一种芯板core结构示意图；

图6是本发明实施例一的一种第二模具冲切粘合材料示意图；

图7是本发明实施例一的一种压合后的待开盖的软硬结合板示意图；

图8是本发明实施例一的一种矩形开盖区域的俯视图；

图9是本发明实施例二的一种软硬结合板的制作装置200的结构框图；

图10是本发明实施例二的另一种软硬结合板的制作装置的结构框图；

图11是本发明实施例二的另一种软硬结合板的制作装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图2，示出了本发明实施例一的一种软硬结合板的制作方法的步骤流程图。

在本发明实施例中，首先需要制作待开盖的软硬结合板，具体的，待开盖的意思就是软硬结合板的某些位置需要开盖，所谓开盖，就是将软硬结合板的外层芯板core部分在开盖区域移除掉，以保证移除掉开盖区域的软硬结合板具有良好的弯折性能。

在本发明实施例中，制作待开盖的软硬结合板的步骤可以通过如下步骤101～104来实现，因此本发明实施例的软硬结合板的制作方法可以包括以下步骤：

步骤101，采用柔性线路板基材制作第一预设尺寸的柔性线路板；

在本发明实施例中，柔性线路板可以是通过柔性线路板基材来制作的，参照图3示出的本发明实施例一的一种柔性线路板基材结构示意图，柔性线路板基材通常可以是单面或者双面覆盖有Cu聚酰亚胺PI 5薄片，具体实现中，可以采用FPCB(Flexible Printed Circuit Board，柔性线路板)基材。

在本发明的一种优选实施例中，步骤101可以包括如下子步骤：

S11，冲裁柔性线路板基材得到第三预设尺寸的柔性线路板基材；

在本发明实施例中，可以通过冲裁专用设备冲裁从各FPCB基材厂家购买的整张柔性线路板基材，将整张的基材按照设计尺寸冲裁得到第三预设尺寸的柔性线路板基材，以便于后续利用。

S12，通过钻孔机在所述预设尺寸的柔性线路板基材钻取导通孔并镀铜；

在具体实现中，通常柔性线路板还包括导通孔，因此，在本发明实施例中，可以通过钻孔机在柔性线路板基材上钻取设计尺寸的的通孔，同时为了实现通孔的导电，可以通过化学沉铜或者电化学镀铜的方法在通孔内壁及通孔开口边缘位置形成一层微米级的铜膜。

在本发明的一种优选实施例中，该铜膜的厚度≥11μm。

S13，通过构图工艺在所述第三预设尺寸的柔性线路板基材表面制作线路；

在本发明实施例中，在柔性线路板基材钻孔并镀铜之后，可以通过构图工艺在柔性线路板基材表面制作所需要的线路。

在本发明实施例中，该步骤S13可以通过如下方式实现：

S131，在柔性线路板基材表面贴合专用的抗蚀刻干膜；

在本发明实施例中，可以使用专用的贴膜机在柔性线路板基材表面覆盖一层抗蚀刻干膜，该干膜具有如下性质：接收一定波长的光线照射后硬化，硬化后的干膜不与Cu蚀刻溶液反应以及弱碱性溶液反应，例如，碳酸钠溶液，但仍与强碱溶液反应，例如，氢氧化钠溶液；未接收一定波长的光线照射后的干膜可以与弱碱性溶液反应，因此，可以利用这一特性用来显示线路图形以及保护线路不被蚀刻溶液腐蚀。

S132，在贴合好的干膜表面覆盖预设的线路图形菲林；

在本发明实施例中，该线路图形菲林是用来选择干膜曝光区域的，包括透光区域和不透光区域，因此可以通过该透光区域和不透光区域来选择对应位置干膜是否被光线照射。

S133，采用一定波长的光线对所述覆盖菲林的干膜进行曝光；

在本发明实施例中，当干膜覆盖好菲林后，可以放入专用曝光机中，该专用曝光机提供一定波长，强度的光线对其进行曝光，光线透过菲林的透光区域，照射干膜使干膜硬化，光线未透过区域，干膜仍然保持初始状态。

S134，在柔性线路板基材表面形成与线路图形一致的干膜保护图案；

在本发明实施例中，当干膜曝光后，利用前述干膜曝光后的特性，可以将未曝光的干膜与弱碱性溶液反应，除去未被曝光的干膜，从而在柔性线路板基材表面形成与与线路图形一致的干膜保护图案，该干膜保护图案是用来保护Cu面不受蚀刻剂的腐蚀的。

S135，去除未被干膜保护图案保护的Cu；

在本发明实施例中，形成干膜保护图案后，为了将线路制作完成，对未被干膜保护图案的Cu需要去除，可以利用Cu蚀刻剂与Cu发生化学反应将之去除。

S136，去除干膜保护图案，形成线路图形。

在本发明实施例中，去除保护图案后，可以通过强碱溶液将保护图案去除，以现成完整的线路图形。

至此，完成了在所述第三预设尺寸的柔性线路板基材表面制作线路的过程。

需要说明的是，上述通过负片菲林曝光、显影、蚀刻、退膜的方法实现线路制作过程仅是一种示例，使用其他方法也是可行的，例如正片菲林曝光、显影、蚀刻、退膜；全加成法；半加成法，本发明实施例对此均不作限制。

S14，在所述线路表面覆盖一层覆盖膜，获得所述第一预设尺寸的柔性线路板；

在本发明实施例中，为了保护该形成的线路图形，参照图4示出的本发明实施例一的一种贴合覆盖膜示意图，通常还可以在图形表面贴合一层覆盖膜6，该覆盖膜通常是一层微米级的聚酰亚胺薄膜，贴合完覆盖膜后，该具有线路图形的柔性线路板基材已经较为完整，可以叫做柔性线路板1。

需要说明的是，上述过程实现的是单层或双层柔性线路板的制作过程，对于多层柔性线路板的制作过程，也可以参照上述方法制作，只不过多层柔性线路板的制作过程额外还需要将制作好的单层或双层柔性线路板通过压合来实现多层结构，具体的压合方法本发明实施例在此不作详述，可以参照本发明后续步骤104，也可以利用本领域常用的其他压合方法，本发明实施例对此均不作限制。

步骤102，制作第二预设尺寸的刚性线路板；

在本发明实施例中，刚性线路板可以通过芯板core来制作完成，芯板core是多层刚性线路板生产中的主要材料，参照图5示出的本发明实施例一的一种芯板core结构示意图，芯板core 8包括覆盖有一层或两层Cu的一定耐燃等级的复合材料，例如常用的单层Cu的耐燃等级FR-4的FR-4 7环氧树脂板，在具体实现中，可以选用松下、生益科技等各厂商提供的各种型号的芯板core材料。

在本发明实施例中，具体通过芯板core材料制作预设尺寸的刚性线路板的方法可以参照步骤101，本发明实施例在此不作赘述。

步骤103，冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料；

在本发明实施例中，粘合材料是用来连接步骤101和步骤102中预先制备好的柔性线路板和刚性线路板的，由于软硬结合板存在开盖区域，对应位置区域的粘合材料需要开口，以便于提高软硬结合板的弯折性能。

在本发明实施例中，粘合材料可以是半固化片Prepreg或者线路板用bonding sheet纯胶。

其中，半固化片Prepreg是多层刚性线路板生产中的主要材料之一，主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，而制作多层印制板所使用的半固化片大多是采用玻纤布做增强材料。经过处理的玻纤布，浸渍上树脂胶液，再经热处理(预烘)使树脂进入B阶段(半固化状态)而制成的薄片材料称为半固化片，通常在使用之前需要在冷库保存，在使用时经压机热压，半固化片在受热的条件下由于自身含有的挥发物(相当于稀释剂)的作用会逐渐软化直至完全变成液态，逐渐熔化的树脂会与其接触的环氧树脂、聚酰亚胺、Cu等材料产生很好的结合力，从而半固化片可以作为粘结材料使用。由于含有的固化剂的作用，在加热条件下，树脂会最终变为稳定的固态使半固化片所连接的材料牢固的结合在一起，bonding sheet纯胶可以是选用环氧树脂纯胶。

在本发明实施例的一种优选实施例中，为了使粘合材料冲切更规整，参照图6示出的本发明实施例一的一种第二模具冲切粘合材料示意图，可以使用第二模具11冲切该粘合材料，该第二模具11将粘合材料3预留开口处，也即开盖区域12(也叫冲切区域)对应位置完全切断，获得具有开口区域的粘合材料，便于后续使用。

同时，为了提高冲切精度，在本发明实施例的一种优选实施例中，可以选用蚀刻刀模作为第二模具，该蚀刻刀模的高度公差小于±0.5μm。

在本发明实施例的一种优选实施例中，还可以通过将带伺服马达的冲型机与该蚀刻刀模连用，带伺服马达的冲型机自动控制蚀刻刀模的冲切深度，以便于蚀刻刀模的自动冲切，提高生产效率。

步骤104，依次将所述柔性线路板、具有开口区域的粘合材料以及所述刚性线路板叠合，并在压合机内压合成具有开盖区域的软硬结合板，其中，所述开盖区域与所述开口区域对应；

在本发明实施例中，通过步骤101、步骤102、步骤103制作出的第一预设尺寸的柔性线路板、具有开口区域的粘合材料、第二预设尺寸的刚性线路板之后，还需要将这些材料依次叠合，并将叠合后的结构放入压合机内压合成具有开盖区域的软硬结合板。

作为一种示例，参照图7示出的本发明实施例二的一种具有开盖区域的软硬结合板示意图，将第一预设尺寸的柔性线路板、具有开口区域的粘合材料、第二预设尺寸的刚性线路板压合后的结构可以如图8所示，其中12为开盖区域。

在本发明的一种优选实施例中，为了使压合后的待开盖的软硬结合板更为紧密以及平整，可以使用压合性能较好的层压机层压压合。

步骤105，采用第一模具对所述开盖区域进行冲切，获得软硬结合板。

在本发明实施例中，可以采用第一模具对获得的待开盖的软硬结合板的开盖区域进行冲切，将不必要的部分去除，获得软硬结合板。

在本发明的一种优选实施例中，可以设置开盖区域包括第一开盖边缘和第二开盖边缘，第一开盖边缘和第二开盖边缘构成开盖区域，对不同的开盖边缘采取不同的冲切方式，以便于模具冲切，其中，第一开盖边缘对应的位置可以是对应软硬结合板的废料区域，第二开盖边缘可以是对应软硬结合板弯折区域软硬交接处，因此，步骤105可以通过如下方式实现：采用第一模具对所述开盖区域第一开盖边缘进行完全冲切，采用第一模具对所述开盖区域第二开盖边缘进行部分冲切，其中，完全冲切可以是指将整个软硬结合板的开盖区域第一开盖边缘完全切除，部分冲切可以是指冲切至该开盖区域第二开盖边缘预设深度位置。通过这样冲切之后，软硬结合板的开盖区域处于半连接状态，技术人员很容易将开盖区域的冲切下来的废料移除，获得软硬结合板。

在本发明的一种优选实施例中，为了开盖方便，可以设置如图8示出的本发明实施例一的一种矩形开盖区域的俯视图，其中，13是该矩形开盖区域的第一开盖边缘，14是该矩形开盖区域的第二开盖边缘，当利用上述方式进行冲切时，对该矩形开盖区域的第一开盖边缘完全冲切，对该矩形开盖区域的第二开盖边缘冲切至第二开盖边缘预设深度位置。

在本发明的一种优选实施例中，参照图7，由于开盖区域具有外层结构，即刚性线路板对应的芯板Core 8部分，该预设深度位置可以设置为外层结构厚度的1/2～2/3。

同时，为了提高冲切精度，在本发明实施例的一种优选实施例中，可以选用蚀刻刀模作为冲切模具，该蚀刻刀模的高度公差小于±0.5μm。

在本发明实施例的一种优选实施例中，还可以通过将带伺服马达的冲型机与该蚀刻刀模连用，带伺服马达的冲型机自动控制蚀刻刀模的冲切深度，以便于蚀刻刀模的自动冲切，提高生产效率。

需要说明的是，上述第一冲切模具可以与第二冲切模具相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际情况自行选择，只要能够实现上述步骤即可。

本发明实施例通过模具将软硬结合板的粘合材料在开盖区域预先开口，压合时可以直接利用具有开口区域的粘合材料，同时在软硬结合板压合后，通过模具冲切的方式将开盖区域的芯板Core部分移除，不需要使用激光开盖的方式，避免了激光开盖过程中碳化现象导致的产品品质隐患。

进一步的，由于不需要使用激光开盖，本发明实施例对于某些层数的软硬结合板，可以选用单层铜箔芯板Core材料，可以减小原材料成本。

进一步的，由于不需要使用激光开盖，而使用模具冲切开盖方式，可以节约大量的激光切割设备成本，模具开盖一次冲切即可完成整个软硬结合板的开盖，相比激光开盖效率更高。

实施例二

参照图9，示出了本发明实施例二的一种软硬结合板的制作装置200的结构框图。

所述制作装置200可以包括：

第一制作模块201，用于采用柔性线路板基材制作第一预设尺寸的柔性线路板；

第二制作模块202，用于制作第二预设尺寸的刚性线路板；

粘合材料冲切模块203，用于冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料；

软硬结合板压合模块204，用于依次将所述柔性线路板、具有开口区域的粘合材料以及所述刚性线路板叠合，并在压合机内压合成具有开盖区域的软硬结合板，其中所述开盖区域与所述开口区域对应；

开盖模块205，用于采用第一模具对所述开盖区域进行冲切，获得软硬结合板。

参照图10示出的本发明实施例二的另一种软硬结合板的制作装置的结构框图，在本发明的一种优选实施例中，所述粘合材料冲切模块203可以包括：

第二模具冲切模块2031，用于采用第二模具冲切预设的粘合材料，获得具有开口区域的粘合材料。

参照图11示出的本发明实施例二的另一种软硬结合板的制作装置的结构框图，在本发明的一种优选实施例中，所述开盖区域包括第一开盖边缘和第二开盖边缘，所述开盖模块205可以包括：

完全冲切模块2051，用于采用第一模具对所述开盖区域第一开盖边缘进行完全冲切；

部分冲切模块2052，用于采用第一模具对所述开盖区域第二开盖边缘进行部分冲切，获得软硬结合板。在本发明的一种优选实施例中，所述开盖区域可以为具有外层结构的矩形区域。

在本发明的一种优选实施例中，所述外层结构可以包括单层铜结构的芯板或双层铜结构的芯板。

在本发明的一种优选实施例中，所述部分冲切可以包括：冲切至所述开盖区域第二边缘预设深度位置。

在本发明的一种优选实施例中，所述第一模具和/或第二模具可以包括蚀刻刀模，所述蚀刻刀模与带伺服马达的冲型机连用，使得所述冲型机控制所述蚀刻刀模进行冲切。

在本发明的一种优选实施例中，所述粘合材料可以为半固化片或环氧树脂纯胶。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种软硬结合板制作方法以及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。