一种3D立体线路板制作方法与流程

一种3d立体线路板制作方法
技术领域
1.本发明涉及线路板技术领域，尤其涉及一种3d立体线路板制作方法。


背景技术：

2.为了将电子产品内部位于不同空间位置上的电子元器件导通，市面上出现了具有立体线路结构的3d立体线路板，通过将电子元器件贴装至立体线路板的相应位置或将电子元器件与立体线路的相应端子接通即可方便的将位于不同空间位置的电子元器件接通。
3.如图1所示，现有的3d立体线路板为了提高其导电性能并防止立体线路2氧化，通常会在立体线路2的表面镀一层金层，以确保3d立体线路板具有良好的接触性能。而通过smt设备向3d立体线路板上贴装电子元器件8时，由于融化后的锡膏在金层的表面具有良好的流动性，在贴装过程中熔化的锡膏会沿立体线路2流动并外溢产生爬锡现象，影响产品外观，如果立体线路2的相邻两条线路之间相隔距离较小还会使不应导通的线路连通造成短路。
4.请参照图2和图3，为了避免电子元器件8贴装过程中产生爬锡现象，现有技术中通常采用以下两种方案：第一种为在3d立体线路板的立体线路2上喷涂油墨覆盖立体线路2的部分区域形成油墨区域6以阻挡锡膏流动，由于3d立体线路板的三维结构导致这种方式成本高、效率低，且喷涂的工艺误差通常在
±
0.2mm，在线宽或线距为0.15mm及以下的立体线路2上喷涂油墨区域6时容易产生偏差；第二种为在3d立体线路板的立体线路2上贴附麦拉片7形成遮蔽区域阻挡锡膏流动，这种方案操作困难且贴附过程中麦拉片7的位置容易出现偏移，并且使麦拉片7贴附在3d立体线路板上的双面胶通常不耐高温，在电子元器件8贴装过程中加热锡膏使其熔化同时可能会使双面胶失效导致麦拉片7脱落，可靠性较差。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够有效避免在3d立体线路板上贴装器件时出现爬锡现象的3d立体线路板制作方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种3d立体线路板制作方法，包括以下步骤，获得塑胶支架；在所述塑胶支架上镭雕线路图形；在所述线路图形上依次化镀铜层、镍层和金层以在所述塑胶支架上成型立体线路，所述立体线路具有焊盘；镭雕所述立体线路以剥离部分靠近所述焊盘的金层使部分所述镍层外露，获得3d立体线路板。
7.本发明的有益效果在于：本发明提供的3d立体线路板制作方法通过将成型在塑料支架上的立体线路的部分金层剥去使立体线路内的镍层部分外露，且剥去的金层靠近立体线路的焊盘，由于熔融态的锡膏在镍层上的流动性不如在金层上的流动性，使电子元器件贴装到3d立体线路板上的过程中减缓熔化的锡膏沿立体线路流动，并通过剥去金层形成的空间容纳部分锡膏，避免出现爬锡现象影响产品外观的同时防止立体线路出现短路，确保电子元器件在3d立体线路板上的贴装质量，且立体线路外露部分的表面及焊盘的表面仍覆盖有金层，使3d立体线路板具有良好的接触性能和抗氧化性能。
附图说明
8.图1为现有技术中3d立体线路板的结构示意图；
9.图2为现有技术中防止3d立体线路板上出现爬锡现象的一种方案的示意图；
10.图3为现有技术中防止3d立体线路板上出现爬锡现象的另一种方案的示意图；
11.图4为本发明实施例一的3d立体线路板制作方法的步骤图；
12.图5为本发明提供的3d立体线路板的结构示意图。
13.标号说明：
14.1、塑胶支架；2、立体线路；3、焊盘；4、开窗；5、平面部；6、油墨区域；7、麦拉片；8、电子元器件。
具体实施方式
15.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
16.请参照图4和图5，一种3d立体线路板制作方法，包括以下步骤，获得塑胶支架1；在所述塑胶支架1上镭雕线路图形；在所述线路图形上依次化镀铜层、镍层和金层以在所述塑胶支架1上成型立体线路2，所述立体线路2具有焊盘3；镭雕所述立体线路2以剥离部分靠近所述焊盘3的金层使部分所述镍层外露，获得3d立体线路板。
17.本发明的工作原理简述如下：采用本发明提供的3d立体线路板制作方法首先获得塑胶支架1并在塑胶支架1上镭雕线路图形，然后在线路图形内依次化镀铜层、镍层和金层以在塑胶支架1上成型立体线路2，再通过镭雕去除立体线路2的部分金层使部分镍层外露，且去除的部分金层靠近立体线路2中的焊盘3，由于熔融态的锡膏在镍层上的流动性不如其在金层上的流动性，因此在电子元器件8贴装至立体线路2的过程中，熔融态的锡膏沿立体线路2流动时从焊盘3到达镍层处时流动会被大大减缓，同时去除部分金层形成的空间可将部分锡膏容纳在内，有效避免因锡膏流动或外溢出现的爬锡现象，防止立体线路2出现短路，且立体线路2外露的部分及焊盘3均具有金层，以使电子元器件8与3d立体线路板接触稳定，并防止立体线路2氧化。
18.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的3d立体线路板制作方法制得的3d立体线路板有效避免了电子元器件8贴装时出现爬锡现象影响产品外观，并防止立体线路2出现短路，提高了电子元器件8在3d立体线路板上的贴装质量，同时3d立体线路板具有良好的接触性能和抗氧化性能。
19.进一步的，在所述塑胶支架1上镭雕线路图形之后还包括以下步骤，清洁所述线路图形。
20.由上述描述可知，在塑胶支架1上镭雕线路图形后对形成的线路图形进行清理以将塑胶支架1上的残渣清除，确保化镀的金属层与塑胶支架1连接稳定。
21.进一步的，镭雕所述立体线路2过程中，对所述立体线路2进行镭雕处理的镭雕机的功率为6w，镭雕机产生的激光的频率为40khz，镭雕机产生的激光的速度为2500mm/s。
22.由上述描述可知，镭雕机的参数根据实际生产条件设定，以有效剥离立体线路2表面的部分金层，提高生产效率。
23.进一步的，所述金层的厚度大于0.5μm。
24.进一步的，所述铜层的厚度为5
‑
20μm。
25.进一步的，所述镍层的厚度为2
‑
6μm。
26.由上述描述可知，化镀在塑胶支架1上形成的铜层、镍层和金层的厚度按实际使用需求设定，以使立体线路2稳定导通。
27.进一步的，所述塑胶支架1还具有平面部5，所述焊盘3位于所述平面部5上，且被剥离的金层的部分区域位于所述平面部5上。
28.由上述描述可知，在塑胶支架1上设置平面部5供电子元器件8贴附，以使电子元器件8与3d立体线路板连接稳定。
29.进一步的，镭雕所述立体线路2之后还包括以下步骤，清洁所述3d立体线路板。
30.进一步的，清洁所述3d立体线路板之后包括以下步骤，在所述焊盘3上刷锡膏并贴装电子元器件8。
31.由上述描述可知，对立体线路2进行镭雕去除部分金层后对3d立体线路板进行清洁以去除3d立体线路板表面残留的杂物，避免其影响电子元器件8与3d立体线路板的贴装质量。
32.实施例一
33.请参照图4和图5，本发明的实施例一为：一种3d立体线路板制作方法，用于制备3d立体线路板。
34.所述3d立体线路板制作方法具体包括以下步骤，
35.s1、获得塑胶支架1。
36.在步骤s1中，采用注塑机将热塑性的塑料射出成型所述塑胶支架1，且该塑料内添加有金属粒子作为种子，获得预设形状的所述塑胶支架1后采用激光器对所述塑胶支架1的表面进行活化处理，使种子活化形成金属核以在所述塑胶支架1的表面形成粗糙的导体层。
37.s2、在所述塑胶支架1上镭雕线路图形。
38.在步骤s2中，通过激光去除所述塑胶支架1表面的导体层不需要的部分，使所述塑胶支架1表面保留下来的导体层形成所述线路图形。
39.步骤s2之后还包括步骤s21、清洁所述线路图形。通过激光镭雕在所述塑胶支架1上形成所述线路图形后对所述线路图形进行清洁以去除残留在塑胶支架1上的残渣，以确保后续步骤中在所述线路图形上化镀的金属层与线路图形结合紧密。具体的，步骤s21中可对所述塑胶支架1进行水洗，或者采用酸性或碱性的溶液对所述塑胶支架1进行清洁。
40.s3、在所述线路图形上依次化镀铜层、镍层和金层以在所述塑胶支架1上成型立体线路2，所述立体线路2具有焊盘3。
41.步骤s3中，对经过激光镭雕的所述塑胶支架1进行化镀，并依次在所述线路图形上化镀铜层、镍层和金层，由于活化后的所述线路图形的表面较为粗糙，以使所述铜层能够稳定附着在所述线路图形上，并在所述铜层上依次形成所述镍层及所述金层获得所述立体线路2，以确保所述立体线路2稳定导通，并通过附着在所述立体线路2最外层的金层使所述立体线路2具有良好的接触性能和抗氧化性能。且在所述线路图形上化镀形成的所述立体线路2具有供电子元器件8连接的所述焊盘3，以使电子元器件8能够方便的贴装在3d立体线路板上。
42.可选的，所述铜层的厚度为5
‑
20μm，所述镍层的厚度为2
‑
6μm，所述金层的厚度大
于0.05μm。所述铜层及所述镍层的厚度可根据实际使用条件选择，以确保所述立体线路2具有一定的结构强度。
43.s4、镭雕所述立体线路2以剥离部分靠近所述焊盘3的金层使部分所述镍层外露，获得3d立体线路板。
44.步骤s4之前还包括步骤s31、选取若干个同批次的形成有所述立体线路2的所述塑胶支架1，对若干个所述塑胶支架1上的所述立体线路2进行试切，并测量所述立体线路2中金层的厚度范围。
45.步骤s4中，通过镭雕机将所述立体线路2最外层的部分所述金层剥离使所述立体线路2内的所述镍层外露，操作简单、可行性好，且剥离的部分所述金层靠近所述焊盘3设置，以利用熔融态的锡膏在所述镍层上的流动性远不如其在所述金层上的流动性的特点减缓后续电子元器件8贴装过程中锡膏沿所述立体线路2的流动，并且通过剥离部分所述金层形成的空间容纳部分锡膏防止锡膏外溢，进而避免出现爬锡现象。具体的，步骤s4中镭雕机的功率设置可参照步骤s31中测得的金层厚度范围进行调整，以防止镭雕机功率设置过高导致金层内的镍层被破坏，或镭雕机功率设置过低导致金层未被完全剥离，以确保将所述立体线路2表面的部分金层一次性完全剥离，确保3d立体线路板的质量的同时提高生产效率。
46.可选的，在步骤s4中，镭雕机的功率可设置为6w，镭雕机产生的激光的频率为40khz且镭雕机产生的激光的速度为2500mm/s，以有效剥离所述立体线路2表面的所述金层以使所述镍层外露，加工效率高的同时加工精度高，使获得的所述3d立体线路板品质可靠。
47.步骤s4之后还包括步骤s41、清洁所述3d立体线路板。获得所述3d立体线路板后对所述3d立体线路板进行清洁以去除残留在所述3d立体线路板表面的杂质，防止电子元器件8贴装至所述3d立体线路板上时受到杂质的影响导致贴附不稳定。
48.步骤s41之后还包括步骤s42、在所述焊盘3上刷锡膏并贴装电子元器件8。该步骤可通过锡膏印刷机、贴片机等自动化设备完成，以将电子元器件8贴附到所述3d立体线路板上。
49.步骤s41中，使用的锡膏选用现有的锡膏，例如深圳市华茂翔电子有限公司生产的hx
‑
670系列锡膏，能够实现所述电子元器件8与所述3d立体线路板的连接即可。
50.实施例二
51.请参照图5，本发明的实施例二为：一种3d立体线路板，采用实施例一种的3d立体线路板制备方法制得。
52.如图5所示，所述3d立体线路板包括塑胶支架1，所述塑胶支架1上具有立体线路2，且所述立体线路2具有供电子元器件8连接的焊盘3，所述立体线路2具体包括层叠设置的第一线路层和第二线路层，所述第一线路层覆盖所述第二线层上且所述第一线路层外露于所述塑胶支架1，熔融态的锡膏在所述第一线路层上的流动性优于其在所述第二线路层上的流动性，且所述第一线路层上设有开窗4，所述开窗4靠近所述焊盘3设置且所述开窗4供部分所述第二线路层外露，所述立体线路2通过所述第二线路层导通。
53.具体的，在所述焊盘3上刷锡膏并加热锡膏使其熔化时，熔融态的锡膏沿所述第一线路层流动并进入所述开窗4围成的区域中，由于锡膏在所述第二线路层上的流动性远不如其在所述第一线路层上的流动性，使锡膏的流动被大大减缓，同时通过所述开窗4容纳部
分锡膏以防止锡膏溢出所述立体线路2，以避免出现爬锡现象导致产品外观不佳或所述立体线路2相邻两条线路被锡膏导通造成短路。
54.可选的，所述第一线路层的材质为金属金，所述第二线路层的材质为金属镍。将第一线路层设置为金属金层覆盖在所述第二线路层上可提高所述立体线路2与电子元器件8的接触性能，并防止所述立体线路2氧化，进而提高所述3d立体线路板的性能和使用寿命。其中所述第一线路层的厚度大于0.5μm，以便于在所述第一线路层上形成所述开窗4，且所述开窗4可采用镭雕机剥离部分所述第一线路层形成。
55.所述立体线路2还包括第三线路层，所述第二线路层覆盖在所述第三线路层上，且所述第三线路层的材质优选为金属铜，以提高所述立体线路2的导电性能。且所述第三线路层的厚度为5
‑
20μm，所述第二线路层的厚度为2
‑
6μm，以使所述立体线路2具有一定的结构强度。
56.请参照图5，为了便于电子元器件8贴装至所述3d立体线路板上，所述塑胶支架1上设有供电子元器件8放置的平面部5，所述焊盘3位于所述平面部5上且部分所述开窗4位于所述平面部5围成的区域内，使所述3d立体线路板的结构与锡膏印刷机、贴片机等自动化设备相适配，进而可通过自动化设备将电子元器件8贴装至所述3d立体线路板上，使所述3d立体线路板便于使用。
57.综上所述，本发明提供的3d立体线路板制作方法操作简单，通过去除立体线路表面的部分金层使立体线路内的镍层部分外露，以利用熔融态锡膏在镍层表面流动性不佳的特点减缓锡膏沿立体线路的流动，并通过剥离部分金层形成的空间容纳部分锡膏避免锡膏外溢，进而防止出现爬锡现象，使获得的3d立体线路板外观无瑕疵、工作可靠；3d立体线路板制作方法通过镭雕机对部分金层进行剥离，操作简单、可行性强，且镭雕机加工精度高，以使获得的3d立体线路板品质可靠性好，并且镭雕机的加工效率高，利于提升3d立体线路板的生产效率。
58.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。