多层柔性线路板的制造方法、多层柔性线路板及其应用与流程

1.本发明涉及印刷电路板技术，尤其涉及一种多层柔性线路板的制造方法、多层柔性线路板及其应用。


背景技术：

2.目前针对很多便携式疾病检测设备上的生物感应芯片(例如核酸检测设备用芯片，血糖检测用芯片等)大多采用柔性电路板(flexible printed circuit，fpc)。
3.传统的fpc可挠性较佳，但在对折时也会出现弯折区翘曲、线路与基板分离等不良。另外，便携式疾病检测设备上的生物感应芯片大多是一次性使用，用后直接丢弃，采用传统的fpc，制备工艺繁琐，成本非常高，对于病人来说无疑增加了经济负担，不利于此类生物感应芯片的广泛应用。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，为了解决上述至少之一的缺陷，有必要提出一种多层柔性线路板的制造方法。
5.另，本发明还提供了一种采用上述制造方法制造的多层柔性线路板。
6.另，本发明还提供了一种应用上述多层柔性线路板的检测芯片。
7.本发明提供一种多层柔性线路板的制造方法，该方法包括步骤：
8.提供一基板，包括相对设置的第一表面和第二表面。
9.于所述第一表面形成线路层，所述线路层包括第一线路区以及与所述第一线路区电性连接的第二线路区，所述基板于所述第一线路区与所述第二线路区之间的区域形成第一弯折区。
10.于所述第一弯折区上形成多个折线孔，多个所述折线孔形成弯折线。
11.以及，沿所述弯折线将所述第二线路区相对于所述第一线路区弯折，使所述第二线路区与所述第一线路区层叠设置，从而得到所述多层柔性线路板。
12.本技术实施方式中，所述线路层通过印刷导电浆料后固化得到。
13.本技术实施方式中，形成所述线路层之后，所述方法还包括：
14.于所述第二表面上设置功能件，所述功能件与所述第一线路区和所述第二线路区中的至少一者对应。
15.本技术实施方式中，所述折线孔的孔径为0.05～0.5mm。
16.本技术实施方式中，所述折线孔通过激光打孔的方式形成。
17.本技术实施方式中，所述第一线路区的数量为多个，多个所述第一线路区电性连接，相邻两个所述第一线路区之间设有第二弯折区。
18.本技术实施方式中，所述基板的材质为聚酰亚胺、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
19.本发明还提供一种多层柔性线路板，该多层柔性线路板包括：基板、线路层以及多
个折线孔。基板包括相对设置的第一表面和第二表面；线路层设于所述第一表面，所述线路层包括第一线路区和与所述第一线路区电性连接的第二线路区，所述基板于所述第一线路区与所述第二线路区之间的区域形成第一弯折区；多个折线孔设于所述第一弯折区，多个所述折线孔形成弯折线；载板包括相对设置的第三表面和第四表面，其中，所述第二线路区沿所述弯折线相对于所述第一线路区弯折并与所述第一线路区层叠设置。
20.本技术实施方式中，所述第二表面上设有功能件，所述功能件与所述第一线路区和所述第二线路区中的至少一者对应。
21.本技术实施方式中，所述折线孔的孔径为0.05～0.5mm。
22.本技术实施方式中，所述基板的材质为聚酰亚胺、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
23.本技术实施方式中，所述第一线路区的数量为多个，多个所述第一线路区电性连接，相邻两个所述第一线路区之间设有第二弯折区。
24.本发明还提供一种检测芯片，该检测芯片包括第一盖板、第二盖板、间隔层以及多层柔性线路板。所述间隔层相对的两表面分别与所述第一盖板和所述第二盖板邻接，所述第一盖板、所述间隔层以及所述第二盖板围设形成通道；多层柔性线路板，设于所述第一盖板和/或所述第二盖板远离所述通道的一侧，所述多层柔性线路板为如上所述的多层柔性线路板。
25.相较于现有技术，本发明通过将单面柔性线路板沿弯折线弯折形成多层柔性线路板，较传统的多层柔性线路板的制备方法简单，本技术成本低，广泛适用于一次性使用产品。
附图说明
26.图1为本发明一实施方式提供的基板的示意图。
27.图2为本发明一实施方式提供的单面柔性线路板的正面结构示意图。
28.图3为本发明一实施方式提供的单面柔性线路板的弯折区的剖面结构示意图。
29.图4为本发明一实施方式提供的单面柔性线路板的背面结构示意图。
30.图5与图6分别为本发明一实施方式提供的单面柔性线路板弯折状态的正面和背面结构示意图。
31.图7与图8分别为本发明一实施方式提供的多层柔性线路板的正面和背面结构示意图。
32.图9为本发明基于不同基板的单面柔性线路板以及传统fpc在不同线路厚度时的阻值变化曲线图。
33.图10a至图10d为本发明基于不同基板的单面柔性线路板针对不同线路厚度弯折前后的阻值对比图。
34.图11为本发明基于不同基板及不同线路厚度的单面柔性线路板在未打折线孔时弯折区的图片。
35.图12为本发明基于pet基板的单面柔性线路板针对同一线路厚度未弯折和弯折后的图片。
36.图13为本发明基于pet基板的单面柔性线路板打折线孔前后的阻值增加百分比对
naphthalate，pen)等树脂中的一种。
65.本实施方式中，所述基板1的材质优选为pi或pet。
66.步骤s12，请参阅图2，于所述第一表面11形成线路层2，所述线路层2包括第一线路区21以及与所述第一线路区21电性连接的第二线路区22，所述基板1于所述第一线路区21与所述第二线路区22之间的区域形成第一弯折区23。
67.本实施方式中，所述线路层2通过印刷导电浆料后固化得到。
68.本实施方式中，所述线路层2是采用银浆、铜浆、碳浆等导电浆料通过印刷的方式形成在基板1的第一表面11上。
69.本实施方式中，印刷方式可以是平面印刷(例如网版印刷、移印、喷墨)或3d打印方法印刷。
70.本实施方式中，所述线路层2的线路线宽为8～20μm，优选为8～10μm，或11～13μm。
71.本实施方式中，所述线路层2的线路厚度可以根据不同的需求通过印刷不同层数的导电浆料来设计所述线路层2的厚度。
72.本实施方式中，根据基板1和印刷导电浆料的材料特性通过烧结固化的方式将印刷的导电浆料进行固化。
73.本实施方式中，固化温度为70℃～250℃。
74.步骤s13，请参阅图3，结合参阅图2，于所述第一弯折区23上形成多个折线孔3，多个所述折线孔3形成弯折线4。
75.本实施方式中，通过激光打孔方式形成所述折线孔3。
76.本实施方式中，在形成折线孔3之前，可先对固化后的产品进行切割成型，将多余的部分切除，然后，通过激光打孔的方式在第一弯折区23打出多个折线孔3。其中折线孔3位于第一弯折区23(即非线路区)，所述折线孔3贯穿基板1。
77.本实施方式中，所述折线孔3可以是圆孔、矩形孔或其它形状的孔，本实施方式优选圆孔。
78.本实施方式中，所述折线孔3的孔径在0.05～0.5mm，折线孔3的孔径不能太大，孔径太大会影响最终形成的多层柔性线路板的整体强度，但孔径也不能太小，孔径太小则达不到易弯折的目的，影响第一弯折区23的弯折性。折线孔的设计，有利于线路板的弯折，形成多层柔性线路板，且不影响线路层的线路传输，能够减少弯折区翘曲、线路层2与基板1分离等不良。
79.步骤s14，请参阅图4，结合参阅图2，于所述第二表面12(即，基板1的非线路面)上设置功能件5，功能件5对应第一线路区21和第二线路区22中的至少一者，从而得到单面柔性线路板10。
80.通过在基板1的非线路面设置功能件5，不会占用线路层2的空间，也不影响线路层2的印刷，而且便于功能件5的安装，有利于实现线路板的多功能化。
81.单面柔性线路板单面柔性线路板本实施方式中，所述功能件5可以是导热铜箔和电磁屏蔽器件等。如所述功能件5是导热铜箔，则可以起到导热散热的作用，如所述功能件5是电磁屏蔽器件，则可以起到电磁屏蔽的作用。
82.步骤s15，请参阅图5至8，将所述单面柔性线路板10沿所述第一弯折区23进行弯折，使所述第二线路区22与所述第一线路区21层叠设置，从而得到所述多层柔性线路板
100。
83.即，本发明将上述制备的2d的单面柔性线路板10的第一线路区21和第二线路区22对折并贴合在一起，进而形成3d的多层柔性线路板100。本发明首先通过印刷方式在柔性的基板1上形成线路层2，以制备出单面柔性线路板10，在基板1的单面进行线路印刷，工艺简单，成型周期短，效率高，而且单面柔性线路板10的幅面不受限制，可以根据实际需要进行设计。
84.本实施方式中，所述第二线路区22可以是多个，将所述第一线路区21对应的第二表面12与第二线路区22对应的第二表面12贴合在一起，后将其他第二线路区22对应的第二表面12依次层叠贴合在前面一个第二线路区22的线路层2上，从而形成多层柔性线路板100。
85.本实施方式中，所述第一线路区21的数量也可以是多个，相邻两个所述第一线路区21之间设有第二弯折区24且电性连接，每个所述第一线路区21的四周均可以设置第二线路区22，也可以不设置第二线路区22，此时在层叠时，如果有第二线路区22，将每个所述第一线路区21以及相应的第二线路区22均层叠贴合，形成多层柔性线路板100。在后续应用过程中，可以将多个电性连接的第一线路区21(包括与第一线路区21叠设的第二线路区22)置于不同的应用平面上，不同的应用平面可以位于同一平面，也可以位于不同的平面，当位于不同的平面时，第二弯折区24可以处于弯折状态，以使多个第一线路区21可以处于不同的平面。利用本实施方式的多层柔性线路板100，可以减少同一应用设备使用线路板的数量，简化线路引出的复杂度。
86.本实施方式中，所述第一线路区21与所述第二线路区22在贴合时可以采用绝缘的干式或湿式胶体(例如pet双面胶、pi双面胶、uv胶或压敏胶等)，并进行固化(热固化、感压型固化、uv固化等)得到多层柔性线路板100。
87.请参阅图7与图8，结合参阅图2至图3，本发明还提供一种多层柔性线路板100，该多层柔性线路板100包括：基板1、线路层2以及多个折线孔3。所述基板1包括相对设置的第一表面11和第二表面12。所述线路层2设于所述第一表面11，所述线路层2包括第一线路区21和与所述第一线路区21电性连接的第二线路区22，所述基板1于所述第一线路区21与所述第二线路区22之间的区域形成第一弯折区23。多个折线孔3设于所述第一弯折区23，多个所述折线孔3形成弯折线4。所述第一线路区21相对于所述第一线路区弯折并与所述第二线路区22层叠设置。
88.本实施方式中，所述第二表面12上设有功能件5，所述功能件与所述第一线路区和所述第二线路区中的至少一者对应。
89.本实施方式中，所述折线孔3的孔径为0.05～0.5mm。
90.本实施方式中，所述基板1的材质为聚酰亚胺、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
91.本实施方式中，所述第一线路区21的数量为多个，多个所述第一线路区21电性连接，相邻两个所述第一线路区21之间设有第二弯折区24。
92.以下通过具体实施方式，进一步对本发明制备的单面柔性线路板10进行阻值分析。其中，实施例的基板1采用pet或pi，不同基板1的厚度相同，线路层2为银胶层，对比例为传统fpc(铜箔线路)。
93.请参阅图9所示，为采用本发明上述方法制备的基于不同基板的单面柔性线路板以及传统fpc在不同线路厚度时的阻值变化曲线图。从图9可以看出，对于同一基板(pet或pi)，随着线路厚度增加，阻值降低。针对不同基板(pet与pi)，同一线路厚度，其中pi基板的单面柔性线路板阻值要比pet基板的单面柔性线路板阻值小，说明基板的电性能对单面柔性线路板的阻值也有一定影响，其中pi的电性能优于pet，因此选择pi作为柔性线路板的基板，柔性线路板的电性能更优良。虽然采用本方案制作的单面柔性线路板的阻值要比传统fpc铜箔线路板的阻值略高，但完全能够满足单次使用的性能要求，综合性能也能够满足使用需求，而且相较于传统fpc制备工艺简单，成本低廉，成型周期短，非常适用于一次性可抛弃产品的应用。
94.请参阅图10a至图10d所示，为采用本发明的上述方法基于pet基板和pi基板制作的单面柔性线路板，针对不同线路厚度弯折前后的阻值对比图。具体提高的比例是，pet基板单层银胶线路折弯后阻值相较于没有折弯提高了12.09％，双层银胶线路折弯后阻值相较于没有折弯提高了16.53％；pi基板单层银胶线路折弯后阻值相较于没有折弯提高了1.11％，双层银胶线路折弯后阻值相较于没有折弯提高了3.95％。由此可以看出，对于同一基板同一线路厚度，有弯折线的单面柔性线路板的阻值要比没有弯折线的阻值稍微提高，但对单面柔性线路板的功能影响不大，尤其是采用pi基板单层银胶线路，弯折前后阻值相差不大。
95.请参阅图11所示，为采用本发明上述方法基于不同基板及不同线路厚度制作出的单面柔性线路板在未打折线孔时弯折区的图片。
96.请参阅图12所示，为采用本发明上述方法基于pet基板制造的单面柔性线路板同一线路厚度未弯折、弯折后的放大图片。
97.请结合参阅图10a至图12，可以看出，采用pet基板和pi基板制备单面柔性线路板，弯折区线路层都不会出现线路层与基板分离，线路龟裂等不良。不过，pet基板相对于pi基板在弯折区存在出现折痕的风险，pet基板制作的单面柔性线路板在弯折前后阻值的升高可能与pet基板弯折后自身出现的折痕有关。这也说明，基板本身的耐弯折性对阻值具有一定影响，采用pet作为基板时，则需要关注弯折区pet的弯折状况，产品良率可能会有所下降，而pi相较于pet作为基板，没有弯折区出现折痕的风险，产品良率会更高，而且电性能更优良。
98.请参阅图13所示，为采用本发明的上述方法基于pet基板制作的单面柔性线路板打折线孔前后的阻值增加百分比对比图。从图13可以看出，pet基板未打折线孔弯折后较弯折前阻值提供12.90％，一实施方式中pet基板打折线孔弯折后较弯折前阻值提供12.03％，另一实施方式中pet基板打折线孔弯折后较弯折前阻值提供14.02％。由此可看出，打弯折孔前后阻值变化不明显，说明打弯折孔对单面柔性线路板的阻值影响不大。
99.请参阅图14与图15，分别为采用本发明上述方法制备的基于pet和pi针对两种线路宽度的单面柔性线路板的阻值变化曲线图。其中，基板为pet和pi，第一版线宽为8～10μm，第二版线宽为11～13μm，由图16可以看出，线路宽度较宽时，阻值降低。本发明的线路层2的线宽可以做到8～20μm，可以根据实际使用需要，具体设置线路宽度。
100.请参阅图16与图17，本发明还提供一种检测芯片200，该检测芯片200用于核酸检测，该检测芯片200包括：第一盖板201、第二盖板202、间隔层203以及多层柔性线路板100。
所述间隔层203相对的两表面分别与所述第一盖板201和所述第二盖板202邻接设置，所述第一盖板201、所述间隔层203以及所述第二盖板202围设形成通道204。多层柔性线路板100设于所述第一盖板201和/或所述第二盖板202远离所述通道204的一侧，所述多层柔性线路板100为如上所述的多层柔性线路板100。
101.本实施方式中，所述多层柔性线路板100与所述第一盖板201和/或所述第二盖板202之间通过胶粘贴在一起。
102.请参阅图16与图17，结合参阅图2，本实施方式中，所述多层柔性线路板100包括两个第一线路区21，每个其中一个所述第一线路区21相邻设有两个第二线路区22，此第一线路区21和两个第二线路区22设于第一盖板201远离通道204的表面。另一个所述第一线路区21相邻设有一个第二线路区22，此第一线路区21和一个第二线路区22设于第二盖板202远离通道204的表面。本实施方式中，该多层柔性线路板100用于为所述通道204加热，因此在通道204相对的两侧设置加热线路，有利于通道204加热温度的均匀性。此时，通道204相对两侧设置的多层柔性线路板100，只需要在一侧的线路层2上设置输出线路便可，便于多层柔性线路板100的线路引出，同时也有能节省线路板的安装空间。
103.本实施方式中，可以采用双面胶(例如导热双面胶)将多层柔性线路板100粘贴在第一盖板201和/或第二盖板202的表面。
104.综上所述，本发明提供通过将单面柔性线路板沿弯折线弯折形成多层柔性线路板，较传统的多层柔性线路板的制备方法简单，本技术成本低，广泛适用于一次性使用产品。