专利名称：一种双层金属的柔性印刷电路板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种双层金属的柔性印刷电路板及其制造方法，尤其涉及一种低成本的双层金属柔性印刷电路板及其制造方法。
背景技术：
电子产品轻、薄、短、小的需求潮流，促使柔性印刷电路板(FPC)得到了越来越广泛的应用。近年来涌现出来的几乎所有的高科技电子产品都大量采用了FPC。日本学者召仓研史在《高密度柔性印制电路板》一书说几乎所有的电气产品内部都使用了柔性印制板。例如录像机、摄像机、CD唱机、照相机、传真机、个人电脑、复印机、移动电话、汽车、电子测距仪等。而具有双层金属的FPC(2ML FPC)由于在布线，表面贴装(SMT)方面的优势，在高端市场上逐渐占据主导地位。
业内通行的2ML FPC制造工艺是使用热压或电镀的方法在一层聚合物薄膜的两侧生成导线层(即金属层，通常是铜)，再用金属化的通孔连接上下两层。一种典型的半加成法2ML FPC制造工艺流程如图1所示，包括如下步骤步骤1、首先形成聚酰亚胺层；步骤2、对聚酰亚胺(此后称作PI)层进行金属化(在聚酰亚胺膜两面形成导线层)；步骤3、在其双面形成了导线层的聚酰亚胺层上制作通孔；步骤4、对上述制作了通孔的聚酰亚胺层进行涂胶，光刻，显影；步骤5、对上述光刻后的带图形的聚酰亚胺层进行图形电镀；
步骤6、图形电镀之后，剥离光刻胶，暴露出要蚀刻的部分；步骤7、蚀刻；步骤8、在步骤6制得的电路板上涂保护层。
通过上述步骤即可制成2ML柔性电路板。在现行工艺中，通常使用激光打孔、冲压或化学腐蚀的方法来制作通孔，然后用溅射或无电镀的方法金属化通孔表面，再电镀成整个盲孔连接PI两侧的金属线路。但是，这种先在通孔表面沉积金属然后电镀连接的额外步骤(PTH，Plate To Hole)导致采用上述方法制造的柔性电路板生产成本高，制造时间长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双层金属的柔性印刷电路板及其制造方法，该方法无需复杂的金属化通孔步骤，能大大降低2ML FPC的生产成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种双层金属的柔性印刷电路板，包括介电层；设置在介电层两侧的第一导线层和第二导线层；贯穿介电层的通孔，所述的通孔在第一导线层端封闭，在第二导线层端开放，所述通孔内壁涂敷有焊接材料层，该焊接材料层连接第一导线层和第二导线层。
进一步地，本发明还提供一种制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其包括如下步骤首先，采用化学腐蚀的方法制作通孔；然后，将焊球置于通孔中；最后，再回流焊熔化焊球使其浸润通孔两端的导线层，从而连接第一导线层和第二导线层。
由于本发明的工艺使用廉价的焊球替代PTH步骤，因而该工艺能以低于典型方法的成本来制作2ML FPC。
图1是典型的半加法2ML柔性电路板的工艺流程图。
图2是本发明的柔性电路板的结构示意图。
图3是本发明的柔性电路板的制造方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合图2-图3说明本发明的一个具体实施例。
本发明的双层金属的柔性印刷电路板的一个实施例的横截面结构如图2所示包括介电层1(在本具体实施例中所述介电层为聚酰亚胺层，当然，该介电层还可以采用其他合适的介电质材料)；生长在聚酰亚胺层两侧的第一导线层2和第二导线层3(在本具体实施例中所述的导线层为铜层，当然，该导线层还可以采用其他合适的传导材料)；贯穿聚酰亚胺层的通孔4，所述的通孔在第一导线层2端封闭，在第二导线层3端开放，且开放端的直径大于所述封闭端的直径；在通孔4内壁涂敷有焊接材料层，该焊接材料层连接第一导线层2和第二导线层3。其中，聚酰亚胺层的厚度为T2，第一导线层的宽度(或直径)和厚度分别为D1和T1，第二导线层的宽度(或直径)和厚度分别为D4和T3，通孔在第二导线层表面处的宽度(或直径)为D3，通孔在聚酰亚胺层的上表面处(也就是，与第一导线层接触的表面处)的宽度(或直径)为D2。所述D1＞＝220um，所述D2＞＝100um，所述D3＞＝180um，所述D4＞＝220um，所述T1＝6～20um，T2＝20～80um，T3＝6～20um，优选地，D1＝450um，D2＝200um，D3＝300um，D4＝400um，T1＝18um，T2＝50um，T3＝12um。
进一步地，本发明还提供一种制造上述双层金属柔性印刷电路板的方法，其包括如下步骤首先，用半加法制作柔性电路板(与图1所示的步骤1-步骤4相似)，通孔采用化学腐蚀的方法制作，所述的化学腐蚀方法为现有技术，此时第一导线层2和第二导线层3之间的通孔没有金属连接，上下两层导线层不导通(如图3的步骤11所示)；然后，通过手工地或者通过SMT(表面贴装)技术(见专利号为5585162，5376558的美国专利)将焊球5置于通孔中(如图3的步骤12所示)，所述焊球直径小于或等于通孔开放端的直径，直径为大约50～大约800um，在本具体实施例中，所述的焊球采用无铅焊锡球(Sn3.0Ag3.0Bi)，其直径为大约200um；最后，再回流焊熔化焊球使其浸润通孔两端的导线层，从而连接第一导线层2和第二导线层3(如图3的步骤13所示)，优选地是，在223℃条件下，进行10秒的回流焊熔化焊球以连接两层金属导线层。从而形成具有完备功能的两层金属柔性线路板。
另外，所述锡球所采用的材料还可以是Sn37Pb，此时的回流焊温度应该为183℃；所述锡球所采用的材料还可以是Sn3.5Ag，此时的回流焊温度应该为223℃；所述锡球所采用的材料还可以是Sn3.8Ag2.7Cu，此时的回流焊温度应该为217℃。
本发明并不限于该实施例所述的尺寸和通孔形状，而是可以作出不偏离本发明精神和范围的各种变化和修改。
权利要求
1.一种双层金属的柔性印刷电路板，包括介电层(1)；设置在介电层两侧的第一导线层(2)和第二导线层(3)；贯穿介电层的通孔(4)，所述的通孔在第一导线层(2)端封闭，在第二导线层(3)端开放，其特征在于，所述通孔(4)内壁涂敷有焊接材料层，该焊接材料层连接第一导线层(2)和第二导线层(3)。
2.根据权利要求1所述的双层金属的柔性印刷电路板，其特征在于，所述的通孔在第一导线层的一侧封闭，在第二导线层的一侧开放，且开放端的直径大于所述封闭端的直径。
3.根据权利要求1所述的双层金属的柔性印刷电路板，其特征在于，所述的介电层为聚酰亚胺层。
4.根据权利要求3所述的双层金属的柔性印刷电路板，其特征在于，所述第一导线层的宽度D1＞＝220um，所述通孔在聚酰亚胺层的上表面处的宽度D2＞＝100um，所述通孔在第二导线层表面处的宽度D3＞＝180um，所述第二导线层的宽度D4＞＝220um，所述第一导线层的厚度T1＝6～20um，所述聚酰亚胺层的厚度T2＝20～80um，所述第二导线层的厚度T3＝6～20um。
5.根据权利要求4所述的双层金属的柔性印刷电路板，其特征在于，所述的聚酰亚胺层的厚度为50um，所述第一导线层的宽度为450um，所述第一导线层的厚度为18um，所述第二导线层的宽度为400um，所述第二导线层的厚度为12um，所述通孔在第二导线层表面处的宽度为300um，通孔在聚酰亚胺层的上表面处的宽度为200um。
6.一种制造权利要求1所述的双层金属的柔性印刷电路板的方法，其包括如下步骤首先，采用化学腐蚀的方法制作通孔；然后，将焊球置于通孔中；最后，再回流焊熔化焊球使其浸润通孔两端的导线层，从而连接第一导线层和第二导线层。
7.根据权利要求6所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述的放置焊球的方法为通过手工或者通过表面贴装技术。
8.根据权利要求7所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述焊球直径为50～800um。
9.根据权利要求8所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述的焊球的直径为200um；
10.根据权利要求6所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述的焊球采用的材料为Sn3.0Ag3.0Bi，所述的回流焊是在223℃的条件下进行的，所述回流焊的时间为10秒。
11.根据权利要求6所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述锡球所采用的材料为Sn37Pb，此时的回流焊温度为183℃。
12.根据权利要求6所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述锡球所采用的材料是Sn3.5Ag，此时的回流焊温度为223℃。
13.根据权利要求6所述的制造双层金属的柔性印刷电路板的方法，其特征在于，所述锡球所采用的材料是Sn3.8Ag2.7Cu，此时的回流焊温度为217℃。
全文摘要
本发明提供一种双层金属柔性印刷电路板及其制作方法，该电路板包括介电层；设置在介电层两侧的第一导线层和第二导线层；贯穿介电层的通孔，所述的通孔在第一导线层端封闭，在第二导线层端开放，所述通孔内壁涂敷有焊接材料层，该焊接材料层连接第一导线层和第二导线层。所述的制造方法包括如下步骤首先，采用化学腐蚀的方法制作通孔；然后，将焊球置于通孔中；最后，再回流焊熔化焊球使其浸润通孔两端的导线层，从而连接第导线层和第二导线层。由于本发明的工艺使用廉价的焊球替代PTH步骤，因而该工艺能以低于典型方法的成本来制作2ML FPC。
文档编号H05K3/34GK1832658SQ200510054358
公开日2006年9月13日 申请日期2005年3月10日 优先权日2005年3月10日
发明者周天 申请人:3M创新有限公司