刚挠结合线路板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种刚挠结合线路板及其制备方法，属于印刷线路板【技术领域】。该制备方法包括挠性芯板制作、刚性芯板制作、刚挠子板制作、控深铣槽工序；其中：挠性芯板制作工序包括(1)钻孔：选用两面铜层厚度分别为H1和H2的挠性板材，其中，H1＜H2；以激光钻机在厚度为H1的铜面钻出盲孔；(2)镀孔；(3)线路；刚挠子板制作为将挠性芯板和刚性芯板以不流动型半固化片压合，即得；控深铣槽工序为进行控深铣槽，将挠性区域开窗露出。该方法降低了在挠性基材上开设盲孔的难度，为实现刚挠结合线路板的批量化生产奠定了基础。该方法制备得到的刚挠结合线路板，具有盲孔准确性高和尺寸稳定，面铜均匀性好，挠性区域韧性好的优点。
【专利说明】刚挠结合线路板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及印刷线路板【技术领域】，特别是涉及一种刚挠结合线路板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电子产品向小型化、便携化的方向发展，其所需要的印制线路板也向轻、薄、短、小的方向发展。其中，具有高密度布线、接点并且能够实现立体组装的高密度互联(HDI)刚挠结合印制线路板就是符合此发展方向的佼佼者。
[0003]近年来，HDI刚挠结合线路板的市场需求每年的增长率均超过了 20%，远大于其它类型的印制线路板。HDI刚挠结合线路板产品结构的需求也从最初的1阶盲埋孔结构向高多阶盲埋孔结构发展。电子产品布线/接点密度的进一步提高，HDI刚挠板提出了 Z轴任意层互联结构的需求。
[0004]目前，Z轴任意层互联结构刚挠结合印制线路板制作过程所涉及的材料种类繁多，流程极其复杂，主要难点如下:(1)在挠性基材上开设盲孔具有准确性差，且制作过程尺寸变化大等问题；(2)刚挠板电镀填孔面铜均匀性差；(3)刚性芯板较薄，其开窗区域容易破
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[0005]因此，亟需对刚挠结合线路板的制作方法进行优化，以实现该产品的批量化生产。
【发明内容】
[0006]基于此，本发明的目的在于克服现有技术中在挠性基材上开设盲孔难度大的缺陷，提供一种刚挠结合线路板的制备方法，采用该方法，能够降低在挠性基材上开设盲孔的难度，提高盲孔的准确性和尺寸稳定性。
[0007]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0008]一种刚挠结合线路板的制备方法，包括挠性芯板制作、刚性芯板制作、刚挠子板制作、控深铣槽工序；其中:
[0009]挠性芯板制作工序包括以下步骤:
[0010](1)钻孔:选用两面铜层厚度分别为Η1和Η2的挠性板材，其中，HI < Η2 ;以激光钻机在厚度为Η1的铜面钻出盲孔；
[0011](2)镀孔:以垂直电镀的方式对盲孔进行电镀填孔；
[0012](3)线路:通过图形转移和蚀刻手段在挠性板材上将预定线路制作出；
[0013]刚性芯板制作工序中，选用单面覆铜刚性板材制作刚性芯板；
[0014]刚挠子板制作工序中，将上述挠性芯板和刚性芯板以不流动型半固化片压合，得到刚挠子板；
[0015]控深铣槽工序中，在与挠性芯板的挠性区域对应位置进行控深铣槽，将挠性区域开窗露出。
[0016]本发明的刚挠结合线路板的制备方法中，挠性板材采用阴阳铜(即两面铜层厚度不同)的结构，在铜层较薄的一面进行激光钻盲孔，由于盲孔底面为较厚的铜层，不易在钻孔时被打穿，极大地降低了开设盲孔的难度。
[0017]在其中一个实施例中，挠性芯板制作工序的步骤⑴钻孔中，所述H1为8-10 μ m，H2为18-70 μ m，选用C02激光钻机，以18_25mj的能量钻出盲孔。采用上述条件，可以更准确的在挠性板材上制作出盲孔，不会产生盲孔深度不足或被打穿的问题。
[0018]在其中一个实施例中，挠性芯板制作工序的步骤(2)镀孔中，将挠性板材厚度为H2的铜面固定在刚性覆铜板上，再进行电镀填孔。将挠性板材固定在刚性覆铜板上，避免挠性芯板易产生折皱的特性对后续电镀产生不良影响。
[0019]在其中一个实施例中，挠性芯板制作工序的步骤(2)镀孔中，先在挠性板材厚度为H2的铜面贴覆干膜，再将其固定在刚性覆铜板上，进行电镀填孔。在电镀填孔完成后，按照常规手段对电镀面(铜层厚度为H1面)的铜层减薄铜至预定铜层厚度，再除去干膜。由于仅对盲孔电镀面进行电镀，从而避免了全板电镀并反复减薄铜造成的面铜均匀性差的问题。
[0020]在其中一个实施例中，挠性芯板制作工序的步骤(3)线路中，将线路制作出后，在挠性芯板的挠性区域黏贴覆盖膜。通过该覆盖膜，一方面遮蔽保护该挠性区域受到后续工序的影响，另一方面也给挠性区域增加韧性和保护，减少挠性区域破裂的可能性。
[0021]在其中一个实施例中，挠性芯板制作工序的步骤(3)线路中，所述覆盖膜为12.7-50.4 μ m的聚酰亚胺覆盖膜，通过涂覆15.0-75.0 μ m的环氧树脂胶层后快速压合将覆盖膜黏贴于挠性芯板的挠性区域，所述快速压合参数如下:压力为1000-1750PSI，温度为175-215°C，时间为2-10min。优选温度为180_195°C，优选时间为2_5min。采用上述方案，可以较好地将覆盖膜黏贴于挠性芯板上，并且不对芯板产生不良影响。
[0022]在其中一个实施例中，刚性芯板制作工序中，在刚性芯板面对挠性芯板的一面黏贴覆盖膜，所述覆盖膜的形状和位置与挠性芯板的挠性区域相对应。以覆盖膜提供遮蔽保护，避免后续的压合等工序对挠性区域造成不利影响。
[0023]在其中一个实施例中，刚性芯板制作工序中，采用UV激光在预定黏贴覆盖膜的区域烧蚀一条微痕轮廓线，以该轮廓线作为定位标识黏贴覆盖膜，所述覆盖膜为0.05-0.15mm厚的聚酰亚胺覆盖膜。以上述方案黏贴的覆盖膜，具有定位准确，黏贴可靠的优点。
[0024]在其中一个实施例中，刚挠子板制作工序中，所述压合参数为:压力为360-480PSI，温度为175-215°C，时间为60_90min。优选压力为400-200PSI，优选温度为180-215°C。以上述压合参数将挠性芯板和刚性芯板压合，具有较佳的压合效果。
[0025]本发明还公开了上述的刚挠结合线路板的制备方法制备得到的刚挠结合线路板。
[0026]采用了上述制备方法得到的刚挠结合线路板，具有盲孔准确性高和尺寸稳定，面铜均匀性好，挠性区域韧性好的优点。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0028]本发明的一种刚挠结合线路板的制备方法，通过挠性板材采用阴阳铜的结构，提高了在挠性板材上钻盲孔的成功率、准确性和尺寸稳定性，降低了在挠性基材上开设盲孔的难度，为实现刚挠结合线路板、特别是Z轴任意层互联结构的刚挠结合线路板的批量化生产奠定了基础。
[0029]并且，该制备方法还对各工序进行了优化，如对具体的盲孔钻孔条件进行了筛选，进一步提高了盲孔制作的成功率、准确性和尺寸稳定性。并通过刚性覆铜板和干膜应用，提高了电镀填孔的效果及提高了面铜均匀性。还通过在挠性区域黏贴覆盖膜解决了常规技术中开窗挠性区域容易破裂的问题。
[0030]本发明的刚挠结合线路板，具有盲孔准确性高和尺寸稳定，面铜均匀性好，挠性区域韧性好的优点，特别是与常规方法制备的Z轴任意层互联结构刚挠结合印制线路板相t匕，具有特别明显的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为实施例中的6层刚挠结合线路板结构示意图；
[0032]图2为实施例中阴阳铜结构的挠性板材示意图；
[0033]图3为实施例中挠性板材激光钻孔制作示意图；
[0034]图4为实施例中挠性板材盲孔填平制作示意图；
[0035]图5为实施例中挠性区域黏贴覆盖膜后结构示意图；
[0036]图6为实施例中单面覆铜刚性板材示意图；
[0037]图7为实施例中黏贴覆盖膜后刚性板材示意图；
[0038]图8为实施例中L2-5刚挠子板结构示意图；
[0039]图9为实施例中制作出线路的L2-5刚挠子板；
[0040]图10为实施例中压合后得到的6层母板。
[0041]其中:1.盲孔；2.覆盖膜；3.挠性区域；4.被开窗区域；5.L2-5刚挠子板；6.母板。
【具体实施方式】
[0042]以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明，但并不对本发明造成任何限制，以下实施例中除特别说明的步骤外，其余步骤均可利用常规技术完成。
[0043]实施例
[0044]—种刚挠结合线路板，共6层，其中3/4层为挠性层，其余层为刚性层，结构如图1所示。该线路板的制备方法如下所示:
[0045]一、挠性芯板制作。
[0046](I)钻孔:采用单面减薄铜的形式将挠性板材制作成两面铜层厚度不相同的阴阳铜的结构，如图2所示，两面铜层厚度分别为Hl和H2的挠性板材。其中，L3面铜厚度Hl为8-10ym,L4面铜厚度H2为18-70 μ m，可以理解的，Hl和H2的厚度可根据设计要求进行设定，仅需满足Hl小于H2即可。
[0047]在钻孔前，以刀径为3.175mm的钻刀在挠性板材四个角上钻出四个定位孔，供激光钻机定位。
[0048]棕化后采用CO2激光钻机由厚度为Hl的L3面制作出L3_4盲孔I，如图3所示。激光钻孔时，钻孔能量优选18-25mj，既能将8-10 μ m厚的L3面铜层钻穿，又不会破坏18-70 μ m厚的L4面铜层，具有较好的钻孔效果。
[0049](2)镀孔:将激光钻孔后的L3/4挠性芯板经等离子除胶后进行沉铜、板镀，实现盲孔金属化。然后在L3/4挠性芯板L4面贴覆干膜，将其固定在刚性覆铜板上，采用垂直电镀的方式在L3面进行电镀填孔将L3-4盲孔填平，如图4所示。然后顺电镀填孔后，将L3面的铜厚减薄到要求的铜厚，并除去L4面保护作用的干膜。
[0050]可以理解的，电镀时，也可不在L4面贴覆干膜及在刚性覆铜板上固定，也能实现刚挠结合线路板的制作，只是可能会由于挠性板材产生弯折或反复减薄铜对线路板的品质产生一定影响。
[0051](3)线路:通过图形转移和蚀刻手段在挠性板材上将预定线路制作出，并在挠性芯板的挠性区域3 (开窗区域)黏贴覆盖膜2。
[0052]所述覆盖膜为12.7-50.4 μ m的聚酰亚胺覆盖膜，通过涂覆15.0-75.Ομπι的环氧树脂胶层后快速压合将覆盖膜黏贴于挠性芯板的挠性区域，如图5所示。
[0053]所述快速压合参数如下:压力为1000-1750PSI，温度为175-215 °C，优选180-195°C，时间为 2-10min，优选 2_5min。
[0054]可以理解的，上述覆盖膜也可采用其它材质的覆盖膜，仅需根据具体覆盖膜的类型调整其厚度，黏贴方式等。同样，该压合参数也是根据覆盖膜的类型和黏贴方式进行筛选调整后得到的，可根据具体情况有多种选择。
[0055]二、刚性芯板制作。
[0056]选用单面覆铜刚性板材，如图6所示。然后在刚性板材面对挠性芯板的一面，即刚性板材的基材面，采用UV激光在1-3瓦特功率下，于预定黏贴覆盖膜的区域烧蚀一条微痕轮廓线，以该轮廓线作为定位标识黏贴覆盖膜2，所述覆盖膜的形状和位置与挠性芯板的挠性区域相对应，即在后续工艺中将被控深铣槽去除的被开窗区域4，如图7所示。所述覆盖膜为0.05-0.15mm厚的聚酰亚胺覆盖膜。
[0057]可以理解的，也可采用其它材质的覆盖膜，或其它方式进行定位标示黏贴覆盖膜，仅需达到将覆盖膜与挠性开窗区域吻合的贴覆在刚性板材上，并且不对后续工序造成影响即可。
[0058]三、刚挠子板制作。
[0059]将上述得到的L3/4挠性芯板和L2、L5刚性芯板按设计的叠层，以不流动型半固化片压合，得到L2-5刚挠子板5，如图8所示。
[0060]上述压合的参数优选:压力为360-480PSI，优选400-420PSI，温度为175_215°C，优选 180-195°C，时间为 60-90min。
[0061]然后，将上述L2-5刚挠子板的铜厚减薄到8-10 μ m,并棕化后采用C02激光钻机制作L2-5子板中L2-3、L4-5盲孔的激光钻孔，再进行沉铜、板镀将盲孔金属化后采用垂直电镀进行电镀填孔，在电镀填孔后，将L2、L5面的铜厚减薄到设计要求的铜厚，然后采用图形转移的方式将L2、L5面蚀刻出线路，如图9所示。
[0062]四、叠层制作。
[0063]在L2-5刚挠子板上采用流动型半固化片和铜箔压合成六层刚挠结合线路板的母板6，如图10所示。再将铜厚减薄到8-10 μ m,并棕化后采用C02激光钻机制作母板中L1-2、L5-6盲孔的激光钻孔，再进行沉铜、板镀，将盲孔金属化后采用垂直电镀进行电镀填孔，在电镀填孔后，将L1、L6面的铜厚减薄到设计要求的铜厚，并按照设计完成外层线路、阻焊工序。
[0064]可以理解的，该刚挠结合线路板刚性层的层数可根据具体需要灵活设置，在制作时重复叠层制作工序至设计所要求层数即可。
[0065]四、控深铣槽。
[0066]在与挠性芯板的挠性区域对应位置进行控深铣槽，将挠性区域开窗露出，即得具有挠性区域开窗的刚挠结合线路板，如图1所示。
[0067]五、后续制作。
[0068]根据具体情况，对得到的具有挠性区域开窗的刚挠结合线路板进行表面处理等后续制作。
[0069]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，包括挠性芯板制作、刚性芯板制作、刚挠子板制作、控深铣槽工序；其中: 挠性芯板制作工序包括以下步骤: (1)钻孔:选用两面铜层厚度分别为Hl和H2的挠性板材，其中，Hl< H2 ;以激光钻机在厚度为Hl的铜面钻出盲孔； (2)镀孔:以垂直电镀的方式对盲孔进行电镀填孔； (3)线路:通过图形转移和蚀刻手段在挠性板材上将预定线路制作出； 刚性芯板制作工序中，选用单面覆铜刚性板材制作刚性芯板； 刚挠子板制作工序中，将上述挠性芯板和刚性芯板以不流动型半固化片压合，得到刚挠子板； 控深铣槽工序中，在与挠性芯板的挠性区域对应位置进行控深铣槽，将挠性区域开窗露出。
2.根据权利要求1所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，挠性芯板制作工序的步骤(I)钻孔中，所述Hl为8-10 μ m, H2为18-70 μ m,选用CO2激光钻机，以18_25mj的能量钻出盲孔。
3.根据权利要求1-2任一项所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，挠性芯板制作工序的步骤(2)镀孔中，将挠性板材厚度为H2的铜面固定在刚性覆铜板上，再进行电镀填孔。
4.根据权利要求3所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，挠性芯板制作工序的步骤(2)镀孔中，先在挠性板材厚度为H2的铜面贴覆干膜，再将其固定在刚性覆铜板上，进行电镀填孔。
5.根据权利要求1所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，挠性芯板制作工序的步骤(3)线路中，将线路制作出后，在挠性芯板的挠性区域黏贴覆盖膜。
6.根据权利要求5所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，挠性芯板制作工序的步骤(3)线路中，所述覆盖膜为12.7-50.4μπι的聚酰亚胺覆盖膜，通过涂覆15.0-75.0 μ m的环氧树脂胶层后快速压合将覆盖膜黏贴于挠性芯板的挠性区域，所述快速压合参数如下:压力为1000-1750PSI，温度为175-215°C，时间为2-10min。
7.根据权利要求1所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，刚性芯板制作工序中，在刚性芯板面对挠性芯板的一面黏贴覆盖膜，所述覆盖膜的形状和位置与挠性芯板的挠性区域相对应。
8.根据权利要求7所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，刚性芯板制作工序中，采用UV激光在预定黏贴覆盖膜的区域烧蚀一条微痕轮廓线，以该轮廓线作为定位标识黏贴覆盖膜，所述覆盖膜为0.05-0.15mm厚的聚酰亚胺覆盖膜。
9.根据权利要求1所述的刚挠结合线路板的制备方法，其特征在于，刚挠子板制作工序中，所述压合参数为:压力为360-480PSI，温度为175-215°C，时间为60_90min。
10.权利要求1-9任一项所述的刚挠结合线路板的制备方法制备得到的刚挠结合线路板。
【文档编号】H05K3/36GK104394658SQ201410660280
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】林楚涛, 莫欣满, 陈蓓 申请人:广州兴森快捷电路科技有限公司, 宜兴硅谷电子科技有限公司, 深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司