CN103188868A - 电路板结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板结构，包含有：一基板；一硅胶层，其设置于该基板的一侧；一金属层，其设置于该硅胶层的另一侧。藉由硅胶层取代现有电路板由环氧树脂(Epoxy)或压克力树脂(Acrylic)等材质构成的接着层，利用硅胶不具有极性以及不亲水的特性，降低因水气而导致讯号传输不清晰以及压降的问题；另外，亦可藉由改质硅胶层去附着于硅胶层的两侧，使硅胶层易于结合在异质性的基板以及金属层之间，改善因相异材质而产生气泡、或是易于脱离的问题。

Description

电路板结构

技术领域

本发明涉及一种电路板结构，其应用于电子装置的线路布局以及电子组件的配置。

背景技术

软板(Flexible Printed Circuit；FPC)，即可挠性或软性印刷电路板的简称，是将可挠式铜箔基板，经蚀刻等加工制程，最后留下所需线路，以作为电子产品讯号传输的媒介。软性印刷电路板主要用以搭载电子零件，如集成电路芯片、电阻、电容、连接器等组件，以使电子产品能发挥既定功能。另一方面，相较于硬式电路板，软板材质特性为可挠性，且具有容易弯折、重量轻、厚度薄等优点，因此经常应用于需要轻薄设计或可动式机构设计的产品，如手机、笔记本电脑、显示器、消费性电子产品、薄膜电池、触控面板及IC构装等。

软性铜箔基板（Flexible Copper Clad Laminate；FCCL）为软板最重要的上游产品，其结构主要为将铜箔以接着剂黏合于绝缘的基板上来形成三层的结构，目前最常见的是以环氧树脂 (Epoxy)、聚酯树脂(Polyester)、压克力树脂(Acrylic)等材料作为接着剂来予以黏接。然而，因为环氧树脂等接着剂的主链过于刚硬，因此在高温处理下，容易因热缩性而产生翘曲的现象；为了改善此一问题，后续发展出无胶型态的双层软性铜箔基板(2L FCCL)。

而2LFCCL乃是将环氧树脂等接着剂予以省略，而直接以涂布（Casting）、金属溅镀（Sputtering）、或是层压（Laminate）等方式来直接将铜箔结合于软性的基板（譬如为聚亚酰胺(polyimide；PI）等），而改善接着层过于刚硬而容易于高温下弯曲、翘曲的问题。然而，因为材料先天的问题，不论三层或是双层的软性铜箔基板，都面临到相当严重的问题。

因主要的基板材料聚亚酰胺(polyimide；PI）以及作为接着剂的环氧树脂 (Epoxy)、压克力树脂(Acrylic)等材料，都具有极性且吸水性高，当运用于高电压且线路密集的状态时，譬如为液晶显示器（LCD）、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode；OLED)、电浆显示器等，如图1所示，以三层的软性铜箔基板为例，藉由基板40上的金属层形成有第一线路43以及第二线路44，而底下分别为接着层41、42，因第一线路43以及第二线路44之间的间距S相当小，在高电压状态下，因接着层41、42以及基板40皆具有极性且吸水性高，很容易产生离子迁移（ion migration）的现象（假设第一线路43与第二线路44分别传输正、负讯号），而造成讯号强度降低，更甚者会造成无法作动，使得显示器部份区域无法正常显示。另一方面，即便是双层的的软性铜箔基板，金属层直接设置于PI上，因PI也是具有极性且易于吸水，也会面临同样的问题。

有鉴于上述，本发明遂针对上述现有技术的缺失，提出一种新型态的电路板结构，以有效克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路板结构，以改善现有电路板容易弯曲或是翘曲的情况，同时可避免在高电压下形成电子解离的情况，而不会产生压降或是讯号强度减弱等窘境。

为达成上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种电路板结构，其特征在于，包含有：

一基板；

一硅胶层，所述基板设于该硅胶层的一侧；

一金属层，其设置于该硅胶层的另一侧。

该电路板结构还包含有一改质硅胶层，其设置于该基板以及该硅胶层之间。

该电路板结构还包含有一改质硅胶层，其设置于该金属层以及该硅胶层之间。

该改质硅胶层预先予以处理藉以调整其接口张力与材料极性。

该改质硅胶层由调整加成型硅胶与缩合型硅胶的组成比例来予以改质。

该改质硅胶层在硅胶内增添环氧树脂、压克力树脂或其组合。

采用上述结构后，本发明电路板结构包含基板、硅胶层以及金属层，硅胶层设置于基板上，并藉以将金属层黏着于基板上，因硅胶硬化后仍具有一定的形变能力，因此，高温烘烤后可以吸收金属层以及基板，因高温处理后所产生热缩性的变形，使得整体电路板结构不至于产生弯曲变形或是翘曲等状况。同时，硅胶不具有极性以及阻水性佳，可解决现有电路板利用环氧树脂 (Epoxy)、聚酯树脂(Polyester)、压克力树脂(Acrylic)等材料作为接着层，以及譬如为聚亚酰胺(polyimide)等基板材料易于吸水以及具有极性所衍生的问题，而可于高压运作下，不会因离子解离而导致压降或是讯号强度降低、甚至崩坏的问题。

另一方面，考虑硅胶材质不易与异质性材质良好接着，因此，可藉由改质硅胶层设置于硅胶层两侧上，藉以连接上基板以及下基板，改质硅胶层乃预先进行接口张力与材料极性的调整，因而可设置于异质性材料的上、下基板上，而大幅改善硅胶层对于一般基板的黏着力。    

附图说明

图1为现有电路板结构应用于高电压、高密度的状态示意图。

图2为本发明较佳实施例电路板结构的示意图。

图3为本发明电路板结构应用于高电压、高密的状态示意图。

图4为硅胶被覆的状态示意图。

图5为本发明较佳实施例电路板结构的另一实施例示意图。

图6为本发明较佳实施例电路板结构不同实施态样的示意图一。

图7为本发明较佳实施例电路板结构不同实施态样的示意图二。

具体实施方式

为清楚揭露本发明所揭露电路板结构的技术特征，以下将提出数个实施例以详细说明本发明的技术特征，更同时佐以附图使该些技术特征得以彰显。

硅胶（silicone）是一种化学合成的弹性体，触感类似橡胶的柔韧，可制成透明成品，亦可加入色料调制各种不同颜色的产品；其具有环保无毒，耐高低温，耐酸碱，防水，抗ＵＶ，电气特性佳等优点，因此经常作为各种电子产品、外围商品表面被覆的材料，提高产品外部的触感，同时亦增加产品表面的特性。同时，熔融状态的硅胶又具有一定的流动性以及接着力，硬化后仍保有部份的柔软度，且极性极低，阻水性佳，因此，适合来予以取代现有的压克力树脂(Epoxy)层作为黏着材料。

请参考图2所示，其为本发明较佳实施例电路板结构的示意图。如图2所示，该电路板包含基板11、硅胶层12以及金属层13。基板11可为聚亚酰胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、玻璃、玻璃纤维或液晶型高分子等各种软板、硬板的材料。而硅胶层12则夹设于金属层13以及基板11之间，作为其黏着之用的中间层，因硅胶在熔融状态具有一定的流动性，易于作为接着剂使用，举例来说，可利用涂布的方式涂抹于基板11上，再与金属层13一同进入烘烤干燥硬化。同时，硬化后，硅胶仍保有一定的柔软特性，作为缓冲的中间层，使得高温处理后，金属层以及基板之间热缩性的变形能予以吸收，而不会有弯曲或是翘曲的情况。完成后的电路板结构，其金属层13则可供后续蚀刻或加工为所需要的线路布局，当然，完成后亦可于其上再增加保护层、防焊层（solder mask）等；而金属层13为常见材料，可采用譬如为铜、铝、镍、金、银或锡等金属。

再者，硅胶不具有极性，且阻水性佳（换句话说，吸水性相当差），因此其应用于高压、高密度的电路时，譬如应用于液晶显示器（LCD）、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode；OLED)、电浆显示器等，请参阅图3，金属层13连同硅胶层12经过蚀刻后形成有第一线路131以及第二线路132，以及分别位于其底下的硅胶层121、122，不同于现有电路板结构，因为硅胶层121、122本身的材质极性极低，故阻水性佳、不易吸水，因此，即便底下的基板11（譬如为PI材质）具有极性且易吸水，也会因为硅胶层121、122的阻绝，而不会使第一线路131、第二线路132之间发生离子解离的现象；因此，不会有压降或是讯号降低等问题产生。

然而，硅胶对于大部分的基板的黏着力不佳，同时，一般硅胶会同时存在有缩合反应（Condensation reaction）以及加成反应（Addition reaction），缩合反应的结构比加成反应的结构对于基板的黏着力差，同时，缩合反应会产生副生成物—氢气（H2），使硅胶容易产生气泡。请参阅图4，硅胶层22被覆于异质性材质的基板21时，经过聚合反应后，气体会乱序移动，当遇到基板21阻碍，且基板21为致密基板时，譬如为金属、玻璃、高结晶分子的基板等，氢气无法由基板21一侧散失，因而容易在两者的接口之间累积而产生气泡23；一旦接口之间有气泡23产生时，结构容易剥离，使结构间的接着状态相当脆弱。

一般来说，硅胶广泛应用于填充，也就是说至少有一侧面是未封闭的开放面（如图4），若是缓步聚合时，所形成的气体可以被慢慢挤出，而不会存留于内；但是以本案上/下基板以及金属层夹置的态样，需要以热压制程或是加热聚合以加快熟化制程，此时，气体也随之大量产生，气体会乱序移动，当碰到基板与金属层的阻碍时，会破坏原本已经形成与基板的黏着接口，同时，气泡会相互整合形成较大尺寸的气泡，使得接口间的缺陷结构变大。

因此，请参阅图5，其为本发明电路板结构较佳实施例的另一实施例的示意图。本发明分别在硅胶层12的上、下两侧增设有第一改质硅胶层31、以及第二改质硅胶层31；换句话说，第一改质硅胶层31设置于硅胶层12以及基板11之间，而第二改质硅胶层32设置于硅胶层12以及金属层13之间。其中，第一改质硅胶层31以及第二改质硅胶层32是预先配合基板11以及金属层13的材质，进行接口张力与材料极性的调整，而可使第一改质硅胶层31与基板11之间、以及第二改质硅胶层32与金属层13之间的接着状况予以改善，大幅降低气泡的产生或是降低气泡尺寸。改质的方式可为在硅胶内增添压克力树脂(Epoxy)或是压克力树脂(Acrylic)来予以改质、或是调整硅胶中，加成型硅胶（addition type silicone）与缩合型硅胶（condensation type silicone）的组成比例来予以改质。

本发明的形成方式，是先于基板11以及金属层13上，分别单独形成第一改质硅胶层31以及第二改质硅胶层32，然后藉由缓慢熟化的方式来予以固化，由于不是上下夹置的开放表面，硅胶熟化过程中所产生的气体较容易予以排出，配合硅胶乃是经过改质以及缓慢熟化来进行，将会使得第一改质硅胶层31与上基板11之间、以及第二改质硅胶层32与金属层13之间的接着状况相当良好。然后再将硅胶层12夹置于其中来进行布胶固化；藉此一种接着方式，具有下列优点：第一、由于硅胶层12与上/下的第一改质硅胶层31以及第二改质硅胶层32因属同构型材质，故黏着力高，一旦产生气体也不容易破坏两者之间的黏着结构。第二，由于硅胶材质相对于致密性高的基板11、以及金属层13而言，微观的内部结构具有较大的孔洞，即便硅胶层12是夹置于第一改质硅胶层31以及第二改质硅胶层32之间，亦可由第一改质硅胶层31以及第二改质硅胶层32排出，而较不易堆积气体而形成气泡。第三，由于硅胶层12与改质硅胶层31、32内分子作用力相当，使气体于其中的流动状态均匀，不会如同硅胶层12与异质性基本11（尤其是致密基板，譬如为金属、玻璃、高结晶分子之基板等）以及金属层13般，由于分子作用力的明显差异，导致气体流动性不均匀，产生气泡整合变大使得缺陷变大的问题。故，藉由同构型的材质，使得熟化过程中，所产生的气体不易整合为较大尺寸的气泡。因此，硅胶层12与第一改质硅胶层31、第二改质硅胶层32，接口之间的结合状况改善许多，使得整体电路板的接着效果提高。

另一方面，亦可选择仅于其中一个接口间增设有改质硅胶层，譬如可仅于基板11以及硅胶层12之间增设第一改质硅胶层31（见图6）、或是仅于金属层13以及硅胶层12之间增设第二改质硅胶层32（见图7），仅针对气泡产生较为严重的接口予以增设，亦具有提接口之间接着性的效果。

综上所述可知，本发明的电路板结构，利用硅胶层取代现有以压克力树脂(Epoxy)层作为接着层使用，来大幅提高外封装结构的阻水效果。同时配合改质硅胶层于硅胶层两侧的设置，使得硅胶层得以设置于异质性材料的极层与金属层之间，而不易因产生气泡破坏接口的接着状态。因此，提高了结合的强度而不易脱离，同时，使得整体外观的完整性更高，生产良率亦提高。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (6)

1.一种电路板结构，其特征在于，包含有：

一基板；

一硅胶层，所述基板设于该硅胶层的一侧；

一金属层，其设置于该硅胶层的另一侧。

2.如权利要求1所述的电路板结构，其特征在于：还包含有一改质硅胶层，其设置于该基板以及该硅胶层之间。

3.如权利要求1所述的电路板结构，其特征在于:还包含有一改质硅胶层，其设置于该金属层以及该硅胶层之间。

4.如权利要求2或3所述的电路板结构，其特征在于：该改质硅胶层预先予以处理藉以调整其接口张力与材料极性。

5.如权利要求4所述的电路板结构，其特征在于：该改质硅胶层由调整加成型硅胶与缩合型硅胶的组成比例来予以改质。

6.如权利要求4所述的电路板结构，其特征在于：该改质硅胶层在硅胶内增添环氧树脂、压克力树脂或其组合。

Images