专利名称：一种柔性印刷线路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性印刷线路板。
技术背景柔性印刷线路板由于具有配线密度高、重量轻的特点而广泛应用于各种 电子产品中。尤其是柔性印刷线路板具有能够弯曲的特点，因而，柔性印刷 线路板对于需要线路板弯曲的特定工作场合具有特别重要的意义。随着电子产品的不断发展，对柔性印刷线路板也提出了越来越高的要 求。例如，当前市场要求电子产品具有更好的可靠性和更长的使用寿命，因 而，要求在电子产品中使用的柔性印刷线路板能够在保证良好性能的前提下 具有更高的弯曲强度。由于柔性印刷线路板在弯曲时符合材料力学中关于纯弯曲的平面假设理论(参见《材料力学》第113至137页，机械工业出版社，聂毓琴、孟广 伟主编，2004年2月第1版)，因而，为了使柔性印刷线路板中的铜箔层在 弯曲时承受的应力最小，通常将印刷线路板总厚度方向的中心平面设置为与 铜箔层厚度方向的中心平面重合。在大批量生产之前，通常需要对柔性印刷线路板进行弯曲测试，以检测 柔性印刷线路板的弯曲强度。下面以图1中所示的传统柔性印刷线路板1受 到负弯矩作用时为例，对线路板l作受力分析。如图1所示， 一种柔性印刷线路板1包括基材层2、保护层3和位于所 述基材层2和保护层3之间的铜箔层4。基材层2用于支撑铜箔层4，通常 由绝缘材料制成，如聚酰亚胺，而保护层3对线路板1中的铜箔层2起到保 护作用，通常将绝缘材料(如聚酰亚胺)粘结在铜箔层上而形成。在该柔性印刷线路板1中，该线路板1总厚度方向的中心平面与铜箔层4的厚度方向 的中心平面重合，即为平面S。如图1所示，当柔性印刷线路板1受到负弯矩M(关于弯矩正负的确定， 参见《材料力学》第95至97页，机械工业出版社，聂毓琴、孟广伟主编， 2004年2月第1版)的作用时，线路板l发生弯曲，其中间部分有上凸的趋 势。由于平面S处于既不受拉伸也不受压縮的中性层上，因而铜箔层4位于 平面S的铜纤维既不会受到拉应力的作用，也不会受到压应力的作用。与此 同时，铜箔层4中位于平面S之上的铜纤维受到拉应力的作用，如图1中的 拉应力o,所示；而位于平面S之下的铜纤维受到压应力的作用，如图1中 的压应力02所示。而且最大的拉应力(MmM出现在铜箔层4的上表面处(即 铜箔层4上与保护层3交界的位置)，而最大的压应力o 2max出现在铜箔层4 的下表面处(即铜箔层4上与基材层2交界的位置)。由于铜箔层4的上表 面与平面S之间的距离等于铜箔层4的下表面与平面S之间的距离，因而，0 lmax= G 2maxo按照传统的柔性印刷线路板的设计，通过使线路板1的总厚度方向的中心平面与铜箔层4厚度方向的中心平面重合，弯曲时的中性层位于铜箔层4 的中心位置上，从而使铜箔层4中位于该中性层的铜纤维不会受到应力作用， 而且铜箔层4中位于中性层两侧的铜纤维分别对称地受到拉应力和压应力的 作用，从而实现铜箔层4具有较好的屈曲能力的效果，从而使制得的柔性印 刷线路板具有较高的弯曲强度，以提高其使用寿命。然而，就传统的柔性印刷线路板而言，在进行弯曲测试时，弯曲结果通 常为几十万次弯曲，难以满足目前对柔性印刷线路板具有数百万次弯曲的强 度要求。发明内容本发明的目的在于克服传统柔性印刷线路板难以进一步提高弯曲强度 的缺陷，而提供了一种新的具有较高弯曲强度的柔性印刷线路板。本发明提供了一种柔性印刷线路板，该柔性印刷线路板包括基材层、保 护层和位于所述基材层和保护层之间的铜箔层，其中，所述柔性印刷线路板 总厚度方向的中心平面偏移于所述铜箔层厚度方向的中心平面，从而当所述 柔性印刷线路板在弯曲时，所述铜箔层中承受压应力的铜箔厚度大于承受拉 应力的铜箔厚度。发明人通过大量的实验发现，柔性印刷线路板在弯曲测试中出现的最大 的问题是铜箔层中的铜箔在弯曲过程中由于受到弯曲应力的作用而出现裂 纹，进而导致电阻变大，降低了铜箔层的导电性能。而造成铜箔出现裂纹的 主要原因是铜箔在弯曲过程中受到的拉应力，而不是压应力。换句话说，在弯曲变形时，铜箔层中的拉应力和压应力对铜纤维的影响 是不同的拉应力会使铜箔的铜纤维出现断裂或裂缝，而导致铜箔导电性能 的下降；而压应力则不会使铜箔的铜纤维出现断裂或拉开的情况，而仅是使 铜纤维压紧，因而不会对铜箔的导电性能造成不利影响。因此，通过使所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面偏移于所述铜 箔层厚度方向的中心平面，能够使该线路板弯曲时的中性层不位于铜箔层厚 度方向的中心平面上，从而能够使铜箔层中的铜纤维较多地承受压应力，而 较少地承受拉应力，提高了铜箔层的弯曲强度，从而使柔性印刷线路板的弯 曲强度得以很大程度上的提高，满足具有数百万次弯曲次数的强度要求。因而，在本发明所提供的柔性印刷线路板中，不是像传统柔性印刷线路 板中将该线路板总厚度方向的中心平面设置为与铜箔层厚度方向的中心平 面相互重合，而是使上述两个中心平面间隔分开，从而起到减小铜箔层中的 拉应力的效果，能够从很大程度上提高了柔性印刷线路板的弯曲强度。
图1为传统的柔性印刷线路板受到负弯矩作用时的受力分析图； 图2为根据本发明一种实施方式的柔性印刷线路板受到负弯矩作用时的 受力分析图；图3为根据本发明另一实施方式的柔性印刷线路板受到负弯矩作用时的 受力分析图；图4为根据本发明再一实施方式的柔性印刷线路板受到正弯矩作用时的 受力分析图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的
具体实施方式
进行详细的描述。根据本发明的实施方式，提供了一种柔性印刷线路板，该柔性印刷线路 板包括基材层、保护层和位于所述基材层和保护层之间的铜箔层，其中，所 述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面偏移于所述铜箔层厚度方向的中 心平面，从而当所述柔性印刷线路板在弯曲时，所述铜箔层中承受压应力的 铜箔厚度大于承受拉应力的铜箔厚度。所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面是指在厚度方向上处于中 间位置的平面，也就是说，该中心平面距离所述柔性印刷线路板的上表面的 距离等于该中心平面距离所述柔性印刷线路板的下表面的距离。所述铜箔层厚度方向的中心平面是指在铜箔层的厚度方向上处于中间 位置的平面，也就是说，该中心平面距离所述柔性印刷线路板中的铜箔层的 上表面的距离等于该中心平面距离该铜箔层的下表面的距离。在本发明所提供的柔性印刷线路板中，由于当发生弯曲时候铜箔层中承 受拉应力的厚度小于承受压应力的厚度，因而，弯曲时在铜箔层中产生的拉 应力对铜箔纤维造成的断裂等缺陷的不利影响得以减小，使本发明的柔性印刷线路板具有更好的耐受性，从而使本发明的柔性印刷线路板具有较好的弯 曲强度。基材层通常由绝缘材料制成，如PI (聚酰亚胺)。铜箔层由铜制成。保 护层通常包括与铜箔层粘贴在一起的粘附层(通常由粘着剂形成)和覆盖在 粘附层之外的最外层(通常由绝缘材料制成，如聚酰亚胺)。众所周知，在弯曲时，柔性印刷线路板所受作用的弯矩具有正负之分-当弯矩使柔性印刷线路板的中间部分具有上凸的趋势，而两侧的端部具有下 弯的趋势时，该弯矩定位为负(如图1至图3中所示的弯矩M);当弯矩使 柔性印刷线路板的中间部分具有下凹的趋势，而两侧的端部具有上弯的趋势时，该弯矩定义为正(如图4中所示的弯矩M)(关于弯矩正负的确定，参 见《材料力学》第95至97页，机械工业出版社，聂毓琴、孟广伟主编，2004 年2月第1版)。下面参考图2和图3，以当柔性印刷线路板受到负弯矩M作用时的情形 为例，对本发明的实施方式进行详细地描述。如图2所示的实施方式中，柔性印刷线路板1包括基材层2、保护层3 和位于基材层2和保护层3之间的铜箔层4，其中，柔性印刷线路板1总厚 度方向的中心平面S2偏移于铜箔层厚度方向的中心平面S1，从而当柔性印 刷线路板1发生弯曲时，铜箔层4中承受压应力的铜箔厚度大于承受拉应力 的铜箔厚度。由图2可知，当柔性印刷线路板1受到负弯矩M的作用时，柔性印刷 线路板1总厚度方向的中心平面S2偏移于铜箔层厚度方向的中心平面Sl， 而是S2位于S1的上方。因而，在铜箔层4中位于中心平面S2的铜箔纤维 既不受拉应力的作用，也不受压应力的作用；铜箔层4中位于平面S2上方 的铜箔纤维受到拉应力o ,的作用；铜箔层4中位于平面S2下方的铜箔纤维受到压应力02的作用。由于柔性印刷线路板1总厚度方向的中心平面S2偏移于铜箔层厚度方 向的中心平面S1，而是S2位于S1的上方，与图1中铜箔层4中位于中性 层两侧的铜纤维分别对称地受到拉应力和压应力的作用不同，图2中中性层 S2两侧的铜纤维非对称地受到拉应力和压应力的作用。换句话说，铜箔层4 中位于平面S2与该铜箔层4的上表面之间的铜箔纤维受拉应力的作用，而 铜箔层4中位于平面S2与该铜箔层4下表面之间的铜箔纤维受压应力的作 用。显然，在铜箔层4中，承受拉应力01作用的厚度小于承受压应力02作 用的厚度。因而，在铜箔层4的上表面上产生的(Mm^小于在铜箔层4的下表面上产生的 0 2max, 艮P 0 1max〈 0在图1中所示的柔性印刷线路板与图2所示的柔性印刷线路板具有相同 的外部尺寸，对应的部件采用相同的材料，且承受相同的弯矩作用，不同之 处仅为柔性印刷线路板1总厚度方向的中心平面S2与铜箔层厚度方向的中 心平面Sl的相对位置不同的情况下，这两种情形下应力比较如下表1所示图1大小关系图2最大拉应力a lmax>a lmax大小关系II最大压应力a 2max<a 2max表1显然，如图2所示，根据本发明的柔性印刷线路板的铜箔层4中所承受 的最大拉应力得以减小，从而使弯曲强度增高。虽然，在图2所示的柔性印 刷线路板中最大压应力比图1中的最大压应力大，但是压应力的增高不会对 铜箔层4中铜箔的导电性能造成不利影响。优选地，所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面S2与所述铜箔层 4厚度方向的中心平面Sl之间的偏移距离为所述铜箔层厚度的1/8至3/4， 以使铜箔层4在整个柔性印刷线路板中处于合适的位置。为了进一步提高柔性印刷线路板l的弯曲强度，在优选情况下，根据本发明的另一实施方式，当柔性印刷线路板1受到负弯矩M的作用时，柔性 印刷线路板总厚度方向的中心平面S2位于铜箔层4厚度方向的中心平面Sl 的上方，且柔性印刷线路板1总厚度方向的中心平面S2与铜箔层4的上表 面重合，即柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面S2与所述铜箔层4厚度 方向的中心平面Sl之间的偏移距离为所述铜箔层厚度的1/2，如图3所示。由于铜箔层4的上表面与柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面S2重 合，因而，位于铜箔层4上表面的铜箔纤维既不受拉应力的作用，也不受压 应力的作用。在该情况下，铜箔层4中除上表面之外的铜箔纤维仅受压应力 02的作用，而不受拉应力的作用，如图3所示。因而能够进一步提高柔性 印刷线路板l的弯曲强度。当柔性印刷线路板1受到正弯矩M的作用时，其受力分析的原理与受 负弯矩时的原理相同。根据本发明的另一实施方式，当柔性印刷线路板l受 到正弯矩M的作用时，柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面S2位于所述 铜箔层4厚度方向的中心平面Sl的下方。从而使该柔性印刷线路板的铜箔 层4中承受压应力作用的厚度大于承受拉应力作用的厚度，使最大拉应力减 小，增大了柔性印刷线路板的弯曲强度。优选地，所述柔性印刷线路板总厚 度方向的中心平面S2与所述铜箔层4厚度方向的中心平面Sl之间的偏移距 离为所述铜箔层厚度的1/8至3/4,以使铜箔层4在整个柔性印刷线路板中 处于合适的位置。具体来说，如图4所示，铜箔层4中位于平面S2的铜箔纤维不受拉应 力或压应力的作用；位于平面S2与该铜箔层4上表面之间的铜箔纤维受到 压应力。，的作用；位于平面S2与该铜箔层4下表面之间的铜箔纤维受到拉 应力。2的作用。显然，拉应力对柔性印刷线路板l的作用受到了限制，从而 能够提高柔性印刷线路板的弯曲强度。根据本发明的再一实施方式，为了进一步提高柔性印刷线路板1承受正弯矩时的弯曲强度，在优选情况下，柔性印刷线路板l总厚度方向的中心平面S2与铜箔层4的下表面重合，即柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面 S2与所述铜箔层4厚度方向的中心平面Sl之间的偏移距离为所述铜箔层厚 度的1/2。其原理与上述情形类似，在此不再赘述。柔性印刷线路板1受到弯矩的正负，取决于该柔性印刷线路板的工作环 境。因而，可以在设计过程中，根据柔性印刷线路板未来的工作环境来确定 柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面S2和铜箔层4厚度方向的中心平面 Sl的相对位置关系，只要能够实现使该柔性印刷线路板的铜箔层中承受压 应力的铜箔厚度大于承受拉应力的铜箔厚度，以使拉应力对柔性印刷线路板 的不利影响得到抑制。另外，为了描述的简洁性，本说明书中并没有对所述柔性印刷线路板上 设置的电子元件、电路等情况加以说明，但本领域普通技术人员应该理解的 是，在不脱离本发明范围的情况下，柔性印刷线路板可以具有各种电子元件、 电路形式以及结构等。
权利要求
1.一种柔性印刷线路板，该柔性印刷线路板包括基材层(2)、保护层(3)和位于所述基材层(2)和保护层(3)之间的铜箔层(4)，其中，所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面(S2)偏移于所述铜箔层厚度方向的中心平面(S1)，从而当所述柔性印刷线路板在弯曲时，所述铜箔层(4)中承受压应力的铜箔厚度大于承受拉应力的铜箔厚度。
2. 根据权利要求1所述的柔性印刷线路板，其中，当所述柔性印刷线 路板受到负弯矩的作用时，所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面(S2) 位于所述铜箔层(4)厚度方向的中心平面(Sl)的上方。
3. 根据权利要求2所述的柔性印刷线路板，其中，所述柔性印刷线路 板总厚度方向的中心平面(S2)与所述铜箔层(4)厚度方向的中心平面(Sl) 之间的距离为所述铜箔层厚度的1/8至3/4。
4. 根据权利要求3所述的柔性印刷线路板，其中，所述柔性印刷线路 板总厚度方向的中心平面(S2)与所述铜箔层(4)的上表面重合。
5. 根据权利要求1所述的柔性印刷线路板，其中，当所述柔性印刷线 路板受到正弯矩的作用时，所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面(S2) 位于所述铜箔层(4)厚度方向的中心平面(Sl)的下方。
6. 根据权利要求5所述的柔性印刷线路板，其中，所述柔性印刷线路 板总厚度方向的中心平面(S2)与所述铜箔层(4)厚度方向的中心平面(Sl) 之间的距离为所述铜箔层厚度的1/8至3/4。
7. 根据权利要求6所述的柔性印刷线路板，其中，所述柔性印刷线路 板总厚度方向的中心平面(S2)与所述铜箔层(4)的下表面重合。
全文摘要
一种柔性印刷线路板，该柔性印刷线路板包括基材层(2)、保护层(3)和位于所述基材层(2)和保护层(3)之间的铜箔层(4)，其中，所述柔性印刷线路板总厚度方向的中心平面(S2)偏移于所述铜箔层厚度方向的中心平面(S1)，从而当所述柔性印刷线路板在弯曲时，所述铜箔层(4)中承受压应力的铜箔厚度大于承受拉应力的铜箔厚度，从而使柔性印刷线路板的弯曲强度得以提高，进而能够提高柔性印刷线路板的使用寿命。
文档编号H05K1/02GK101594731SQ20081010865
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者澄 丁, 颜文峰 申请人:比亚迪股份有限公司