电路板组件及其制造方法与流程

1.本技术涉及电路板领域，尤其涉及一种电路板组件及其制造方法。


背景技术：

2.目前，当两电路板进行电连接时，通常是通过两电路板上的连接器进行插接或者是将两电路板通过焊料进行焊接实现。然而，上述方式相对复杂繁琐，且需引入焊料或者连接器等其他材料或元件。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种结构简单且电连接效果好的电路板组件。
4.还有必要提供一种工艺简单且电连接效果好的电路板组件的制造方法。
5.作为本技术的一种方案，一种电路板组件的制造方法，其包括以下步骤：
6.提供一第一电路板，包括第一电路板本体以及第一连接部；其中，所述第一电路板本体包括至少一第一石墨烯导电线路层，所述第一连接部包括一自所述第一石墨烯导电线路层延伸的第一氧化石墨烯连接层；
7.提供一第二电路板，包括第二电路板本体以及第二连接部；其中，所述第二电路板本体包括至少一第二石墨烯导电线路层，所述第二连接部包括一自所述第二石墨烯导电线路层延伸的第二氧化石墨烯连接层；
8.将所述第一氧化石墨烯连接层与所述第二氧化石墨烯连接层层叠贴合，并通过放电等离子体烧结或者原位电热技术处理焊接层叠贴合的所述第一氧化石墨烯连接层与所述第二氧化石墨烯连接层形成连接区；以及
9.通过激光光致加热的方式对所述连接区图案化形成石墨烯导电连接线路电连接所述第一电路板本体与所述第二电路板本体。
10.作为本技术的一种方案，所述电路板组件的制造方法还包括：
11.形成包覆图案化后的所述连接区的绝缘胶层。
12.作为本技术的一种方案，所述第一电路板本体还包括与所述第一石墨烯导电线路层层叠的第一介电层，所述第一连接部还包括自所述第一介电层延伸并与所述第一氧化石墨烯连接层层叠的第一绝缘层；
13.在通过所述激光光致加热的方式形成所述石墨烯导电连接线路的步骤之前，还包括：
14.将位于所述连接区的所述第一绝缘层去除。
15.作为本技术的一种方案，所述第一电路板本体还包括与所述第二石墨烯导电线路层层叠的第二介电层，所述第一连接部还包括自所述第二介电层延伸并与所述第二氧化石墨烯连接层层叠的第二绝缘层；
16.在通过所述激光光致加热的方式形成所述石墨烯导电连接线路的步骤之前，还包括：
17.将位于所述连接区的所述第二绝缘层去除。
18.作为本技术的一种方案，所述第一电路板本体还包括至少一第一氧化石墨烯图形层，每一所述第一石墨烯导电线路层与一所述第一氧化石墨烯图形层相互嵌合；所述第二电路板本体还包括至少一第二氧化石墨烯图形层，每一所述第二石墨烯导电线路层与一所述第二氧化石墨烯图形层相互嵌合。
19.作为本技术的一种方案，所述第一电路板的制备包括以下步骤：
20.提供一双面氧化石墨烯基板，包括沿厚度方向依次层叠的第一氧化石墨烯层、第一介质层以及第二氧化石墨烯层；其中，所述第一氧化石墨烯层包括主体部和自所述主体部延伸的第一氧化石墨烯连接层，所述第一介质层包括第一介电层以及自所述第一介电层延伸的第一绝缘层；在所述厚度方向上，所述第一介电层、所述主体部以及所述第二氧化石墨烯层重叠，所述第一绝缘层与所述第一氧化石墨烯连接层重叠构成第一连接部；
21.通过激光光致加热的方式对所述主体部以及所述第二氧化石墨烯层进行图案化，将所述主体部的部分以及所述第二氧化石墨烯层的部分还原分别形成第一石墨烯导电线路层，所述主体部未还原的部分以及所述第二氧化石墨烯层未还原的部分分别形成第一氧化石墨烯图形层，所述第一石墨烯导电线路层与所述第一氧化石墨烯图形层相互嵌合，从而获得第一中间结构；
22.在所述第一中间结构对应所述第一介电层的区域沿所述厚度方向间隔的两侧分别压合单面氧化石墨烯基板，每一所述单面氧化石墨烯基板包括沿所述厚度方向层叠的第一介电层以及第三氧化石墨烯层，且所述第一介电层背离所述第三氧化石墨烯层的一侧与所述第一中间结构结合；
23.通过激光光致加热的方式对每一所述第三氧化石墨烯层进行图案化，将每一所述第三氧化石墨烯层的部分还原形成第一石墨烯导电线路层，每一所述第三氧化石墨烯层未还原的部分形成第一氧化石墨烯图形层，从而获得第二中间结构；
24.在所述第二中间结构上开设若干个连接孔，每一所述连接孔连通至少两所述第一石墨烯导电线路层，并在每一所述连接孔内设置导电材料以对应形成导电孔，从而制得所述第一电路板，所述第一电路板与所述第一介电层对应的区域为第一电路板本体。
25.作为本技术的一种方案，一种电路板组件，包括第一电路板本体、第二电路板本体以及连接区，所述第一电路板本体包括至少一第一石墨烯导电线路层，所述第二电路板本体包括至少一第二石墨烯导电线路层，所述连接区包括沿厚度方向层叠并键合焊接的第一氧化石墨烯层与第二氧化石墨烯层，所述第一氧化石墨烯层自所述第一石墨烯导电线路层延伸而成，所述第二氧化石墨烯层自所述第二石墨烯导电线路层延伸而成；所述连接区还包括嵌设于所述第一氧化石墨烯层与所述第二氧化石墨烯层中的石墨烯导电连接线路，所述石墨烯导电连接线路电连接所述第一石墨烯导电线路层与所述第二石墨烯导电线路层。
26.作为本技术的一种方案，所述连接区还包括绝缘胶层，所述绝缘胶层包覆所述第一氧化石墨烯层、所述第二氧化石墨烯层以及所述石墨烯导电连接线路。
27.作为本技术的一种方案，所述第一电路板本体还包括至少一第一氧化石墨烯图形层，每一所述第一石墨烯导电线路层与一所述第一氧化石墨烯图形层相互嵌合；所述第二电路板本体还包括至少一第二氧化石墨烯图形层，每一所述第二石墨烯导电线路层与一所述第二氧化石墨烯图形层相互嵌合。
28.作为本技术的一种方案，相互嵌合的所述第一石墨烯导电线路层的厚度与所述第一氧化石墨烯图形层的厚度一致，相互嵌合的所述第二石墨烯导电线路层的厚度与所述第二氧化石墨烯图形层的厚度一致。
29.本技术的电路板组件及其制造方法，通过经放电等离子体烧结或者原位电热技术处理键合焊接的第一氧化石墨烯层(第一氧化石墨烯连接层)与第二氧化石墨烯层(第二氧化石墨烯连接层)，以及经激光光致加热的方式形成的石墨烯导电连接线路，并通过所述石墨烯导电连接线路电连接所述第一电路板本体与所述第二电路板本体，从而无需引入连接器或者无需其他焊料便能实现所述第一电路板与所述第二电路板的电连接。再者，激光光致加热的方式形成石墨烯导电连接线路，使得线路设计能够更加灵活，有利于提升布线密度。并且，石墨烯导电连接线路的材质有利于提升整个电路板组件的电气性能、散热性能以及机械性能。
30.进一步地，上述第一电路板中，通过激光光致加热的方式形成所述第一石墨烯导电线路层，且相互嵌合的所述第一石墨烯导电线路层与所述第一氧化石墨烯图形层有利于所述第一电路板中所述第一电路板本体整体结构的平整性。另外，激光光致加热的方式形成所述第一石墨烯导电线路层，使得线路设计能够更加灵活，有利于提升所述第一电路板的布线密度。并且，所述第一石墨烯导电线路层和第二石墨烯导电线路层的材质有利于提升整个电路板组件的电气性能、散热性能以及机械性能。
31.进一步地，相互嵌合的所述第二石墨烯导电线路层与所述第二氧化石墨烯图形层有利于所述第一电路板中所述第二电路板本体整体结构的平整性。
附图说明
32.图1为本技术提供的一实施方式的包含第一氧化石墨烯连接层的第一电路板的剖面示意图。
33.图2为本技术提供的一实施方式的包含第二氧化石墨烯连接层的第二电路板的剖面示意图。
34.图3为将图1所示的第一氧化石墨烯连接层与图2所示的第二氧化石墨烯连接层焊接形成连接区的剖面示意图。
35.图4为将图3中位于所述连接区的第一绝缘层及第二绝缘层去除后的剖面示意图。
36.图5为在图4所示的连接区中形成石墨烯导电连接线路的剖面示意图。
37.图6为在图5所示的连接区上包覆绝缘胶层的剖面示意图。
38.图7为本技术提供的一实施方式的双面氧化石墨烯基板的剖面示意图。
39.图8为本技术提供的一实施方式的第一中间结构的剖面示意图。
40.图9为在图8所示的第一中间结构的两侧压合单面氧化石墨烯基板的剖面示意图。
41.图10为本技术提供的一实施方式的第二中间结构的剖面示意图。
42.图11为在图10所示的第二中间结构上形成连接孔的剖面示意图。
43.图12将图11所示的连接孔对应形成导电孔的剖面示意图。
44.图13为本技术提供的一实施方式的电路板组件的剖面示意图。
45.主要元件符号说明
46.[0047][0048]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
[0049]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0050]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
[0051]
下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]
请参阅图1至图6，本技术一实施方式提供的一种电路板组件的制造方法，其包括以下步骤：
[0053]
步骤s1，请参阅图1，提供一第一电路板100。所述第一电路板100包括第一电路板本体100a以及第一连接部100b。其中，所述第一电路板本体100a包括至少一第一石墨烯导电线路层11，所述第一连接部100b自所述第一电路板本体100a的边缘延伸出，且所述第一连接部100b包括一自所述第一石墨烯导电线路层11延伸而成的第一氧化石墨烯连接层31。
[0054]
所述第一电路板本体100a可为单层线路板、双层线路板或者多层线路板。其中，在双层或多层电路板中，所述第一电路板本体100a中包含的各导电线路层可全部为石墨烯材质，也可以包含其他材质的导电线路层，例如但不仅限于铜导电线路层。各所述各导电线路层之间还可通过导电孔实现电连接。
[0055]
在本实施方式中，以所述第一电路板本体100a为四层线路板为例进行说明。具体的，所述第一电路板本体100a包括四层沿厚度方向层叠间隔的第一石墨烯导电线路层11以及位于相邻两所述第一石墨烯导电线路层11之间的第一介电层13。所述第一电路板本体100a还可包括四层沿厚度方向层叠间隔的第一氧化石墨烯图形层15，其中，每一所述第一石墨烯导电线路层11嵌入一所述第一氧化石墨烯图形层15中。优选的，相互嵌合的所述第一石墨烯导电线路层11的厚度与所述第一氧化石墨烯图形层15的厚度一致。
[0056]
所述第一连接部100b还可包括与所述第一氧化石墨烯连接层31沿所述厚度方向层叠的第一绝缘层32，所述第一绝缘层32自所述第一介电层13延伸而成。
[0057]
步骤s2，请参阅图2，提供一第二电路板200。所述第二电路板200包括第二电路板本体200a以及第二连接部200b。其中，所述第二电路板本体200a包括至少一第二石墨烯导电线路层21，所述第二连接部200b自所述第二电路板本体200a的边缘延伸出，且所述第二连接部200b包括一自所述第二石墨烯导电线路层21延伸而成的第二氧化石墨烯连接层35。
[0058]
所述第二电路板本体200a可为单层线路板、双层线路板或者多层线路板。其中，在双层或多层线路板中，所述第二电路板本体200a中包含的各导电线路层可全部为石墨烯材质，也可以包含其他材质的导电线路层，例如但不仅限于铜导电线路层。各导电线路层之间还可通过导电孔实现电连接。
[0059]
在本实施方式中，以所述第二电路板本体200a为双层线路板为例进行说明。具体的，所述第二电路板本体200a包括两层沿厚度方向层叠间隔的第二石墨烯导电线路层21以及位于两所述第二石墨烯导电线路层21之间的第二介电层23。所述第二电路板本体200a还可包括两层沿厚度方向层叠间隔的第二氧化石墨烯图形层25，其中，每一所述第二石墨烯导电线路层21嵌入一所述第二氧化石墨烯图形层25中。优选的，相互嵌合的所述第二石墨烯导电线路层21的厚度与所述第二氧化石墨烯图形层25的厚度一致。
[0060]
所述第二连接部200b还可包括与所述第二氧化石墨烯连接层35沿所述厚度方向层叠的第二绝缘层36，所述第二绝缘层36自所述第二介电层23延伸而成。
[0061]
步骤s3，请参阅图3及图4，将所述第一电路板100中的所述第一氧化石墨烯连接层31与所述第二电路板200中的所述第二氧化石墨烯连接层35层叠贴合，并通过放电等离子体烧结或者原位电热技术处理焊接层叠贴合的所述第一氧化石墨烯连接层31与所述第二氧化石墨烯连接层35以形成连接区30。具体的，通过放电等离子体烧结或者原位电热技术处理后所述第一氧化石墨烯连接层31与所述第二氧化石墨烯连接层35键合。
[0062]
在本实施方式中，具体的，可将所述第一氧化石墨烯连接层31背离所述第一绝缘层32的表面与所述第二氧化石墨烯连接层35背离所述第二绝缘层36的表面贴合，通过放电等离子体烧结或者原位电热技术处理焊接层叠贴合的所述第一氧化石墨烯连接层31与所述第二氧化石墨烯连接层35以形成连接区30，而后将所述第一绝缘层32及所述第二绝缘层36去除。
[0063]
所述第一绝缘层32及所述第二绝缘层36可通过但不仅限于蚀刻、机械切割等方式去除。
[0064]
步骤s4，请参阅图4和图5，通过激光光致加热的方式对焊接后的所述连接区30图案化形成石墨烯导电连接线路38，以电连接所述第一电路板本体100a与所述第二电路板本体200a，从而无需引入连接器或者无需其他焊料便能实现所述第一电路板100与所述第二电路板200的电连接。再者，激光光致加热的方式形成石墨烯导电连接线路38，使得线路设计能够更加灵活，有利于提升布线密度。并且，石墨烯导电连接线路38的材质有利于提升整个电路板组件的电气性能、散热性能以及机械性能。
[0065]
在一些实施方式中，所述电路板组件的制造方法还可包括步骤s5。
[0066]
步骤s5，请参阅图6，形成包覆具有所述石墨烯导电连接线路38的所述连接区30的绝缘胶层39，以使所述连接区30与外界实现电绝缘，同时保护所述连接区30并增强该区域的强度。
[0067]
所述绝缘胶层39可通过但不仅限于点胶、喷涂、印刷等方式形成。
[0068]
本实施方式中的所述第一电路板100可通过但不仅限于以下方法制得，所述方法包括以下步骤：
[0069]
步骤s11，请参阅图7，提供一双面氧化石墨烯基板10，包括沿厚度方向依次层叠的第一氧化石墨烯层10a、第一介质层10b以及第二氧化石墨烯层10c。其中，所述第一氧化石墨烯层10a包括主体部10a1和自所述主体部10a1延伸的第一氧化石墨烯连接层31。所述第一介质层10b包括第一介电层13以及自所述第一介电层13延伸的第一绝缘层32。在所述厚度方向上，所述第一介电层13、所述主体部10a1以及所述第二氧化石墨烯层10c重叠，所述第一绝缘层32与所述第一氧化石墨烯连接层31重叠构成第一连接部100b。
[0070]
步骤s12，请参阅图8，通过激光光致加热的方式对所述主体部10a1以及所述第二氧化石墨烯层10c进行图案化，将所述主体部10a1的部分以及所述第二氧化石墨烯层10c的部分还原分别形成第一石墨烯导电线路层11，所述主体部10a1未还原的部分以及所述第二氧化石墨烯层10c未还原的部分分别形成第一氧化石墨烯图形层15，所述第一石墨烯导电线路层11与所述第一氧化石墨烯图形层15相互嵌合，从而获得第一中间结构41。
[0071]
步骤s13，请参阅图9，在所述第一中间结构41对应所述第一介电层13的区域沿所述厚度方向间隔的两侧分别压合单面氧化石墨烯基板12，每一所述单面氧化石墨烯基板12包括沿所述厚度方向层叠的第一介电层13以及第三氧化石墨烯层12a，且所述第一介电层
13背离所述第三氧化石墨烯层12a的一侧与所述第一中间结构41结合。
[0072]
步骤s14，请参阅图10，通过激光光致加热的方式对每一所述第三氧化石墨烯层12a进行图案化，将每一所述第三氧化石墨烯层12a的部分还原形成第一石墨烯导电线路层11，每一所述第三氧化石墨烯层12a未还原的部分形成第一氧化石墨烯图形层15，从而获得第二中间结构43。
[0073]
步骤s15，请参阅图11以及图12，在所述第二中间结构43上开设若干个连接孔430，每一所述连接孔430连通至少两所述第一石墨烯导电线路层11，并在每一所述连接孔430内设置导电材料以对应形成导电孔433。
[0074]
每一所述连接孔430可通过但不仅限于激光切割的方式的形成。所述导电孔433可通过但不仅限于往所述连接孔430内塞导电膏(例如铜膏)的方式形成。
[0075]
在一些实施方式中，制得所述第一电路板100的方法还可包括步骤s16，请参阅图1，在形成所述导电孔433的所述第二中间结构43对应所述第一介电层13的区域沿所述厚度方向间隔的两侧分别压合覆盖膜60。其中，所述第一电路板100与所述第一介电层13对应的区域为第一电路板本体100a。
[0076]
上述第一电路板100中，通过激光光致加热的方式形成所述第一石墨烯导电线路层11，且相互嵌合的所述第一石墨烯导电线路层11与所述第一氧化石墨烯图形层15有利于所述第一电路板100中所述第一电路板本体100a整体结构的平整性。另外，激光光致加热的方式形成所述第一石墨烯导电线路层11，使得线路设计能够更加灵活，有利于提升所述第一电路板100的布线密度。并且，所述第一石墨烯导电线路层11的材质有利于提升整个电路板组件的电气性能、散热性能以及机械性能。
[0077]
请参阅图13，本技术的一实施方式的电路板组件400。所述电路板组件400包括第一电路板本体100a、第二电路板本体200a以及连接区30a。所述第一电路板本体100a包括至少一第一石墨烯导电线路层11，所述第二电路板本体200a包括至少一第二石墨烯导电线路层21，所述连接区30a包括沿厚度方向层叠并键合焊接的第一氧化石墨烯层301与第二氧化石墨烯层303，所述第一氧化石墨烯层301自所述第一石墨烯导电线路层11延伸而成，所述第二氧化石墨烯层303自所述第二石墨烯导电线路层21延伸而成。所述连接区30a还包括嵌设于所述第一氧化石墨烯层301与所述第二氧化石墨烯层303中的石墨烯导电连接线路38。所述石墨烯导电连接线路38电连接所述第一石墨烯导电线路层11与所述第二石墨烯导电线路层21。
[0078]
所述连接区30a还可包括绝缘胶层39，所述绝缘胶层39包覆所述第一氧化石墨烯层301、所述第二氧化石墨烯层303以及所述石墨烯导电连接线路38。
[0079]
所述第一电路板本体100a可为单层线路板、双层线路板或者多层线路板。其中，在双层或多层电路板中，所述第一电路板本体100a中包含的各导电线路层可全部为石墨烯材质，也可以包含其他材质的导电线路层，例如但不仅限于铜导电线路层。各所述各导电线路层之间还可通过导电孔实现电连接。
[0080]
在本实施方式中，以所述第一电路板本体100a为四层线路板为例进行说明。具体的，所述第一电路板本体100a包括四层沿厚度方向层叠间隔的第一石墨烯导电线路层11以及位于相邻两所述第一石墨烯导电线路层11之间的第一介电层13。所述第一电路板本体100a还可包括四层沿厚度方向层叠间隔的第一氧化石墨烯图形层15，其中，每一所述第一
石墨烯导电线路层11嵌入一所述第一氧化石墨烯图形层15中。优选的，相互嵌合的所述第一石墨烯导电线路层11的厚度与所述第一氧化石墨烯图形层15的厚度一致。
[0081]
所述第二电路板本体200a可为单层线路板、双层线路板或者多层线路板。其中，在双层或多层线路板中，所述第二电路板本体200a中包含的各导电线路层可全部为石墨烯材质，也可以包含其他材质的导电线路层，例如但不仅限于铜导电线路层。各导电线路层之间还可通过导电孔实现电连接。
[0082]
在本实施方式中，以所述第二电路板本体200a为双层线路板为例进行说明。具体的，所述第二电路板本体200a包括两层沿厚度方向层叠间隔的第二石墨烯导电线路层21以及位于两所述第二石墨烯导电线路层21之间的第二介电层23。所述第二电路板本体200a还可包括两层沿厚度方向层叠间隔的第二氧化石墨烯图形层25，其中，每一所述第二石墨烯导电线路层21嵌入一所述第二氧化石墨烯图形层25中。优选的，相互嵌合的所述第二石墨烯导电线路层21的厚度与所述第二氧化石墨烯图形层25的厚度一致。
[0083]
本技术的电路板组件及其制造方法，通过经放电等离子体烧结或者原位电热技术处理键合焊接的第一氧化石墨烯层301(第一氧化石墨烯连接层31)与第二氧化石墨烯层303(第二氧化石墨烯连接层35)，以及经激光光致加热的方式形成的石墨烯导电连接线路38，并通过所述石墨烯导电连接线路38电连接所述第一电路板本体100a与所述第二电路板本体200a，从而无需引入连接器或者无需其他焊料便能实现所述第一电路板100与所述第二电路板200的电连接。再者，激光光致加热的方式形成石墨烯导电连接线路38，使得线路设计能够更加灵活，有利于提升布线密度。并且，石墨烯导电连接线路38的材质有利于提升整个电路板组件的电气性能、散热性能以及机械性能。
[0084]
以上所述，仅是本技术的较佳实施方式而已，并非对本技术任何形式上的限制，虽然本技术已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。