一种外层挠性刚挠结合电路板线路图形的制作工艺的制作方法

1.本发明涉及印制电路板领域，具体涉及一种外层挠性刚挠结合电路板线路图形的制作工艺，通过湿膜加干膜的工艺方法，解决外层基板因凹陷导致的干膜破裂问题，应用于刚挠结合电路板挠性基板在外层以及外层板面凹陷的所有类型电路板。。


背景技术：

2.随着电子器件的精密、小巧化，刚挠结合电路板以可多维安装、任意层互联的优越性在越来越多的领域被应用；目前，刚挠结合电路板的制作，均是将粘接半固化片挠性弯折区域镂空，再将挠性基板与刚性基板通过压合粘接的方式堆叠，最后通过控深的方式去掉挠性区域的刚性层，从而露出挠性基板形成刚挠结合电路板。然而，粘接半固化片镂空会形成空腔台阶，外层基板压合后会形成凹陷，在外层线路制作时，干膜压合过程会因为凹陷台阶无法与基板压实结合从而导致干膜破裂，在蚀刻过程，导线图形部份会因为无干膜保护而断裂、开路。
3.常规的“fr-4
–
fpc
–
fr-4”挠性基板在内层结构时，其空腔部份对应的外层是fr-4刚性层废料区域，该区域废料无导体且在后工序会通过控深的方式去除，因此，干膜破裂对整体的产品无影响。然而，当挠性基板在外层的“fpc
–
fr-4”结构时，该fpc弯折区域的导线图形需要保留，干膜破裂将会直接影响产品的性能。
4.目前，大多pcb板厂在加工此类产品时，均是在叠层压合前，在半固化镂空区域增加填充物，该填充物包括但不限于fr-4基板、耐高温胶带等。该填充物的厚度需要与半固化片叠层厚度一致，填充物太薄凹陷同样存在，填充物太厚则板面凸出影响加工。众所周知，半固化片是由环氧树脂和玻璃纤维组成，在通过层压高温压合时，环氧树脂熔化填充线路间隙并起到结合多层基板目的，相邻的导体残铜率的不同，压合后半固化片的流胶量也不一样，其半固化片压合前后的厚度也存在差异。因此，在填充材料的选择上较难匹配到同等厚度。再有，其填充材料的尺寸需要比半固化片镂空区域小，这就意味着压合过程的压力完全作用在填充材料上，其填充材料又与结构中的“fpc”相邻，从而导致挠性基板已完成的内层线路有压痕现象。甚者导致导体断裂开路。同时，该压痕因为没有直接断裂，在过程管控的电测导通测试中无法筛选出来，而客户在装配完pcba并多次使用弯折受力后，极易导致断裂开路；因此，填充法仅适合样品制作，批量制作除了良率低外，潜在的品质风险才是最为致命。


技术实现要素：

5.根据背景技术提出的问题，本发明提供一种外层挠性刚挠结合电路板线路图形的制作工艺，将通过湿膜加干膜的工艺方法，通过湿膜印刷解决干膜破裂问题，再通过干膜贴合方式进行图形曝光转移。因此，本发明属于印制电路板行业技术，准确的说，是一种解决刚挠结合电路板软板在外层结构时凹陷所引起的干膜贴合不良问题的工艺方法。接下来对本发明做进一步地阐述。
6.一种外层挠性刚挠结合电路板线路图形的制作工艺，包括以下步骤：
7.步骤1，油墨印刷，在挠性基板面弯折镂空区域局部印刷湿膜感光油墨；
8.步骤2，预固化，低温固化印刷后的湿膜感光油墨；
9.步骤3，一次曝光，对油墨印刷面单面曝光；步骤4，一次显影，通过药水显影已曝光的局部区域；步骤5，基板的双面整面贴干膜；步骤6，二次曝光，双面整面曝光，湿膜已曝光、显影区域不再重复曝光，便于显影去掉该区域的干膜；步骤7，二次显影，正常双面显影；步骤8，双面蚀刻，并最终完成线路图形。进一步地，步骤1前还包括有：前工序，为外层光成像之前所加工的工序，包括外层压合后的钻孔、沉铜、负片电镀；前处理，清洁板面氧化物并对铜面进行超粗化，便于干膜贴合并提高干膜附着力；冷却，清洗后的电路板放置l车，待完全冷却后2h内进行油墨印刷，防止板面氧化。进一步地，前处理步骤中，清洁板面氧化物选用微蚀药水，浓度和参数如下：盐酸洗浓度：10-15％；压力：1.5
±
0.5kg/cm2；铜面超粗化酸度：＞1.2n；cu2≤50g/l；微蚀速率：20-40uim；压力：2.0
±
0.5kg/cm2；烘干温度：75
±
5℃；确认烘干后段冷却吹风的风刀角度，保证板面无水剂残留；并且，当板厚孔径在8：1以下时，传送速度2.0m/min；当板厚孔径比大于8:1时，传送速度1.5m/min。进一步地，对于步骤1的油墨印刷，包括以下步骤：油墨调配，将感光油墨搅拌均匀后待用状态，油墨粘度控制在80-100s，调配好的油墨再次封闭；架网，网版的选择为“77t”，且需要使用档点网印刷，印刷区域面积比半固化片镂空区域单边大1.5mm；丝印，档点网制作完成后，架于丝印设备上，并调整好刮刀角度、压力，丝印参数管控如下：刮刀压力：6-8kg/cm2；角度：30-40度之间；调整好设备后，将已调配好的感光油墨倒于上网区域，进行丝印；丝印油墨时需印刷两次，第一次刮刀压力6-8kg/cm2，第二次刮刀压力9-11kg/cm2，油墨厚度管控在12μm-18μm之间。进一步地，对于步骤2的预固化，将步骤1获取得到的电路板架于猪笼架上，使用70℃烘烤10分钟，使油墨处于半固化状态，预固化完成后的电路板放置于待曝光区域。进一步地，对于步骤3的一次曝光，选择自动对位ldi曝光机对湿膜面进行曝光，曝光对位选择自动涨缩补偿，以匹配每pnl的系数；选择湿膜，曝光能量：4mj/cm2，曝光面次：湿膜单面；油墨印刷局部凹陷区域，曝光完单面后，将电路板静置15-20分钟。进一步地，对于步骤4的一次显影，选择湿膜线，显影参数控制如下：显影速度：2.8
±
0.5m/min，显影液浓度：1.0
±
0.2％，温度：30
±
2℃，显影后段将残留药水烘干。进一步地，对于步骤5的贴干膜，在电路板的双面整面贴干膜，干膜厚度选择40μm。干膜贴合参数：贴膜压力：0.5mpa；一次贴膜温度：110
±
10℃；一次贴膜速度：2.5m/min；二次贴膜温度：100
±
10℃；二次贴膜速度：2.0m/min；干膜贴合后传输到冷却段，并收纳到l车
上待后二次曝光工序。进一步地，对于步骤6的二次曝光，对两面干膜进行曝光，已完成湿膜曝光区域在此不再重复曝光，并且，干膜与湿膜曝光重合1.5mm；二次曝光参数如下：选择干膜曝光；曝光能量：6mj/cm2；曝光面次：双面曝光；曝光完成后，静置15分钟。进一步地，对于步骤7的二次显影，显影设备选择干膜，显影参数按干膜设置：显影速度：2.0
±
0.5m/min；显影液浓度：1.2
±
0.2％；温度：35
±
2℃；水洗压力：1.5
±
0.5kg/cm2。进一步地，对于步骤8的蚀刻，选择eds负片蚀刻线，蚀刻参数如下：蚀刻速度：4m-5m/min，蚀刻速度根据外层实际镀铜厚度进行微调；蚀刻压力：挠性基板湿膜加干膜面次：2.5
±
0.5kg/cm2，刚性基板面：2.0
±
0.5kg/cm2；蚀刻进板时干、湿膜面次朝下；hcl酸当量：2
±
0.5n；cu2：140
±
20g/l；水洗压力：挠性基板湿膜加干膜面次：2.0
±
0.5kg/cm2，刚性基板面：1.5
±
0.5kg/cm2。进一步地，本发明在蚀刻步骤后还包括：退膜，用氢氧化钠溶液去除图形上的干、湿膜，使线路导体铜裸露出来，形成线路导体层；aoi，退膜后的电路板，通过aoi全部确认，并对图形进行检验；其中，退膜工艺参数如下：退膜速度：1.5
±
0.5m/min；退膜浓度：5
±
1％；退膜后冲污水：挠性基板湿膜加干膜面次：3.5
±
1l/min，刚性基板面：2.5
±
1l/min；退膜压力：挠性基板湿膜加干膜面次：2.5
±
0.3kg/cm2，刚性基板面：2.0
±
0.3kg/cm2；水洗压力：挠性基板湿膜加干膜面次：1.5
±
0.3kg/cm2，刚性基板面：1.0
±
0.3kg/cm2；硫酸浓度：4
±
1％；硫酸洗压力：挠性基板湿膜加干膜面次：1.5
±
0.3kg/cm2，刚性基板面：1.0
±
0.3kg/cm2；烘干温度：85
±
5℃。有益效果：与现有技术相比，本发明通过湿膜加干膜的工艺方法，解决了因半固化片镂空而导致外层挠性基板凹陷从而造成干膜无法压实破裂现象；所述湿墨印刷工艺方法可完全涂满凹陷区域；曝光、显影出线路图形后再贴干膜二次曝光，同时曝光避开湿膜区域，达到干湿膜结合的工艺流程。本发明能有效解决现有工艺缺陷，并实现批量性制作，提高整体行业技术。
附图说明
图1：本发明外层挠性刚挠结合电路板线路图形制作工艺的流程图；图2：本发明工艺所涉及的一个电路板的结构示意图；图中：1-干膜；2-第一层导体；3-挠性基材；4-第二层导体；5-半固化片；6-第三层导体；7-fr-4刚性基材；8-第四层导体；9-干膜；10-干、湿膜相接1.5mm区域；11-湿膜印刷区域；12-半固化片镂空区域；13-刚性区域。
具体实施方式
接下来结合附图对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。参考附图1，一种外层挠性刚挠结合电路板线路图形的制作工艺，包括以下步骤：步骤1，油墨印刷，在挠性基板面弯折镂空区域局部印刷湿膜感光油墨；
步骤2，预固化，低温固化印刷后的湿膜感光油墨；步骤3，一次曝光，对油墨印刷面单面曝光；步骤4，一次显影，通过药水显影已曝光的局部区域；步骤5，基板的双面整面贴干膜；步骤6，二次曝光，双面整面曝光，湿膜已曝光、显影区域不再重复曝光，便于显影去掉该区域的干膜；步骤7，二次显影，正常双面显影；步骤8，双面蚀刻，并最终完成线路图形。步骤1前还包括有：前工序，为外层光成像之前所加工的工序，包括外层压合后的钻孔、沉铜、负片电镀等；前处理，清洁板面氧化物并对铜面进行超粗化，便于干膜贴合并提高干膜附着力；冷却，清洗后的电路板放置l车，待完全冷却后2h内进行油墨印刷，防止板面氧化。对于前工序步骤，是现有技术下的常规技术，本实施例不做详细说明；而对于前处理步骤，本发明需要一次湿膜后再干膜，因此微蚀药水浓度和参数需要进行调整管控，主要管控参数如下：盐酸洗浓度：10-15％；压力：1.5
±
0.5kg/cm2；铜面超粗化酸度：＞1.2n；cu2≤50g/l；微蚀速率：20-40uim；压力：2.0
±
0.5kg/cm2；烘干温度：75
±
5℃；传送速度：1.5m/min；并确认烘干后段冷却吹风的风刀角度，保证板面无水剂残留；需要注意的是，上述参数需根据不同的板厚孔径比进行调整，主要保证孔壁内药水的清洗及无药水残留。结合本发明所述项目试验分析结果，当板厚孔径在8：1以下时，传送速度2.0m/min；当板厚孔径比大于8:1时，传送速度1.5m/min。对于步骤1的油墨印刷，为本发明工艺的关键控制点，所述油墨为液态感光油墨，主要作用是将gerber图形转移到电路板的重要介质，在本发明中，主要印刷在半固化片镂空区域的外层挠性凹陷区域基板上，并通过曝光将此区域线路图形进行转移的过程。所述油墨印刷的具体步骤为：油墨调配
–
架网
–
丝印。油墨调配，将感光油墨搅拌均匀后待用状态，油墨粘度控制在80-100s；调配好的油墨需再次封闭，不可裸露在外。架网，网版的选择为“77t”，且需要使用档点网印刷，即印刷区域面积比半固化片镂空区域单边大1.5mm，用于后序干膜交接，防止导体线路的不连续；丝印，档点网制作完成后，架于丝印设备上，并调整好刮刀角度、压力；其丝印参数管控如下：刮刀压力：6-8kg/cm2；角度：30-40度之间；调整好设备后，将已调配好的感光油墨倒于上网区域，进行丝印。丝印油墨时，为保证凹陷台阶区域下油均匀，无聚积油墨现象，需印刷两次，第一次刮刀压力6-8kg/cm2，第二次刮刀压力9-11kg/cm2；不同类型的电路板，并可根据凹陷区域的落差微调丝印设备的参数；其油墨厚度管控在12μm-18μm之间。因外层挠性基板为外层一面，因此油墨印刷仅需单面即可，油墨丝印完成后。对于步骤2的预固化，将步骤1获取得到的电路板架于猪笼架上，并使用70℃烘烤10分钟；使油墨处于半固化状态；预固化完成后的电路板放置于待曝光区域，并进入下一流
程步骤。本实施例涉及干、湿膜先后两次的曝光、显影，而干、湿膜分别所对应的曝光、显影功能一致，但工艺参数及管控点所有差异变化，具体如下文阐述。对于步骤3的一次曝光，是光聚合反应作用，将gerber图形转移到湿膜的过程。在此步骤中，选择自动对位ldi曝光机对湿膜面进行曝光，曝光对位选择自动涨缩补偿，以便匹配每pnl的系数，同时，对后工序的二次干膜曝光相接区域对位精度提供保障。一次曝光选择湿膜，曝光能量：4mj/cm2，曝光面次：湿膜单面。一次曝光步骤中的油墨印刷为局部凹陷区域，因此未印刷油墨的裸铜区域光聚合将不发生反应，曝光完单面后，将电路板静置15-20分钟后，进行图形显影。对于步骤4的一次显影，所谓显影是将未通过曝光发生聚合反应部份的油墨通过显影药水冲洗掉；在此步骤中，选择湿膜线，显影参数控制如下：显影速度：2.8
±
0.5m/min，显影液浓度：1.0
±
0.2％，温度：30
±
2℃。显影后段需将残留药水烘干，并将已完成显影的电路板即刻转入无尘车间进行二次干膜的制作；对于步骤5的贴干膜，在电路板的双面整面贴干膜，干膜厚度选择40μm。需要说明的是，因干膜贴合前未再做前处理铜面超粗化，因此，干膜贴合其参数需要重点调整：贴膜压力：0.5mpa；一次贴膜温度：110
±
10℃；一次贴膜速度：2.5m/min；二次贴膜温度：100
±
10℃；二次贴膜速度：2.0m/min；干膜贴合后传输到冷却段，并收纳到l车上待后二次曝光工序。对于步骤6的二次曝光，对两面干膜进行曝光，其中，已完成湿膜曝光区域在此不再重复曝光，同时，干膜与湿膜曝光重合1.5mm，以此防止干、湿膜1.5mm重合区域的图形偏位现象。本步骤中，二次曝光参数如下：选择干膜曝光，曝光能量：6mj/cm2；曝光面次：双面曝光；湿膜区域已完成显影不再重复曝光；曝光完成后，静置15分钟后，进行图形二次显影。对于步骤7的二次显影，将未通过二次曝光发生聚合反应部份的干膜通过显影药水冲洗掉，因湿膜区域未被二次曝光，因此在此步骤中，显影区域内的干膜将被冲洗并露出一次显影得到的湿膜图形。二次显影所采用的显影设备选择干膜，显影参数按干膜设置，参数如下：显影速度：2.0
±
0.5m/min；显影液浓度：1.2
±
0.2％；温度：35
±
2℃；水洗压力：1.5
±
0.5kg/cm2；显影烘干后，将板放置l架并做图形蚀刻。对于步骤8的蚀刻，所谓蚀刻是利用蚀刻药水，把没有被曝光且显影掉的干、湿膜部份镀铜去掉，从而保留干、湿膜保护铜面的图形。在本步骤中，蚀刻选择eds负片蚀刻线，蚀刻参数如下：蚀刻速度：4m-5m/min，所述蚀刻速度需根据外层实际镀铜厚度进行微调，以保证导体的宽度公差；蚀刻压力：挠性基板湿膜加干膜面次：2.5
±
0.5kg/cm2，刚性基板面：2.0
±
0.5kg/cm2；并且，蚀刻进板时干、湿膜面次朝下；hcl酸当量：2
±
0.5n；cu2：140
±
20g/l；水洗压力：挠性基板湿膜加干膜面次：2.0
±
0.5kg/cm2，刚性基板面：1.5
±
0.5kg/cm2。本发明在蚀刻步骤后还包括依次的：退膜
–
aoi
–
后工序。对于退膜，用氢氧化钠溶液去除图形上的干、湿膜，使线路导体铜裸露出来，从而形成线路导体层；退膜需考量干、湿膜不同材料的适量；同时重点确认湿、干膜相交接1.5mm区域的退膜量，防止该区域有退膜不净的风险。退膜工艺参数如下：
退膜速度：1.5
±
0.5m/min；退膜浓度：5
±
1％；退膜后冲污水：挠性基板湿膜加干膜面次：3.5
±
1l/min，刚性基板面：2.5
±
1l/min退膜压力：挠性基板湿膜加干膜面次：2.5
±
0.3kg/cm2，刚性基板面：2.0
±
0.3kg/cm2；水洗压力：挠性基板湿膜加干膜面次：1.5
±
0.3kg/cm2，刚性基板面：1.0
±
0.3kg/cm2；硫酸浓度：4
±
1％；硫酸洗压力：挠性基板湿膜加干膜面次：1.5
±
0.3kg/cm2，刚性基板面：1.0
±
0.3kg/cm2；烘干温度：85
±
5℃；退膜首件确认退膜良率，无干、湿膜残留为合格产品，具体实施过程可通过微调上述参数保证品质；对于aoi，即自动光学检测(automaticopticinspection)，退膜后的电路板，通过aoi全部确认，并对图形进行检验。参考附图2，为采取本发明工艺所制造的一个电路板，其中，标记12的区域为半固化片镂空区域，该区域对应的挠性基板层两面需要制作导体线路；标记13的区域为刚性区域，该区域两面导体无敷铜，最终成型时通过控深铣的方式去除，从而露出第二层挠性基板导体形成刚挠结合电路板。总体上，半固化片镂空凹陷区域对应的外层挠性基板采用湿膜感光油墨，其它区域采用干膜曝光；因湿膜区域采用网版印刷，其凹陷部份的油墨均匀性可以通过调整刮刀角度及压力满足，而干膜区域则正常压膜曝光，且干、湿膜分步曝光、显影可解决因材料的差异而导致的参数匹配异常。技术效果：本发明通过湿膜加干膜的工艺方法，解决了因半固化片镂空而导致外层挠性基板凹陷从而造成干膜无法压实破裂现象；所述湿墨印刷工艺方法可完全涂满凹陷区域；曝光、显影出线路图形后再贴干膜二次曝光，同时曝光避开湿膜区域，达到干湿膜结合的工艺流程。本发明能有效解决现有工艺缺陷，并实现批量性制作，提高整体行业技术。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。