CN103458605A - 软硬复合电路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软硬复合电路板，其结构包含一软性基板以及至少一硬性基板，所述软性基板嵌入在所述硬性基板的水平方向外缘中，一第一导通孔贯穿所述硬性基板上的一绝缘层并电性连接一导电图案层以及所述硬性基板，一第二导通孔贯穿所述绝缘层并电性连接所述导电图案层以及所述软性基材。

Description

软硬复合电路板及其制作方法

技术领域

本发明大体上关于一种软硬复合电路板结构及其制作方法，更具体言之，本发明是关于一种嵌入式软板(e-flex)设计的软硬复合电路板结构及其制作方法。

背景技术

在印刷电路板的领域中，若要连接两片硬性基板(简称硬板)，以往多是采用软性基板(简称软板)与连接器来作为两者间的连结结构。现今业界已开发出直接将软板制作在两片硬板之间的设计，亦即所谓的软硬复合电路板(Rigid-Flex)结构。此种结构不仅可提高硬板与软板间的连接可靠度，并可省去后续制作软硬板连结结构的工艺步骤及增加传输速度。在现实高科技终端产品对于尺寸的轻薄短小的强烈需求之下，软硬复合线路板先天上的优点让其应用范畴日趋宽广，例如多功能的高阶智能手机即为软硬复合线路板的一大应用市场，手机上的相机模块、显示器、记忆模块、折叠部位、按键薄膜开关等都会使用到软硬复合电路板，故其是为一相当具有潜力的印刷电路板技术。

嵌入式软硬复合电路板(e-flex)是为上述软硬复合电路板更进一步的印刷电路板技术，其差别处在于作为连结结构的软板是采用其部分的周缘区域嵌入硬板的方式来达成软硬板之间的连结，此种设计的好处在于可节省软板的用料，并提供较为稳定的阻抗及较佳的尺寸控制。

现在请参照图1A，其绘示出先前技术中一软性基板110与两硬性基板120完成预假接步骤后的截面示意图。如图1A所示，传统的软硬复合线路板在第一次压合步骤中，其软性基板110与硬性基板120的上、下两面会先分别覆盖上一层绝缘层(如一预浸材)140，之后绝缘层140上会再压上一层导电层(如一铜箔或镀铜层)142，使软硬两板压合在一起，此即所谓的第一次压合步骤(又简称为一压)。在完成一压步骤后，导电层142可经过一光刻步骤来形成导电图案，之后所述软硬复合板的软性基板110上与硬性基板120上预定的位置处会以激光钻孔以及镀孔/填孔方式形成导通孔144与导通孔146，如此，软性基板110与硬性基板120可依序经由导通孔144、导电层142、导通孔146的路径达成电性连接，此即所谓的预假接步骤。

然而，在某些客制化的e-flex设计中，特别是如图1A中所示软性基板110上额外设置有电磁屏蔽层150的结构设计，软性基板110会因为加入此额外的增层结构而使厚度增加。同时，如果所欲连接的硬性基板120是采用全层互连高密度连结(Every Layer Interconnection，ELIC)技术来制作，考虑到此技术所使用的工艺，其硬性基板120中央作为芯层的硬内核膜121的厚度不能太厚，否则后续导通孔124的填孔工艺会因为芯层厚度过大而使填孔不均，造成可靠度问题。故在此ELIC工艺中，硬性基板120的厚度必须缩小，如从图1A标准的100μm厚度缩减到图1B的60μm厚度，造成软性基板110与硬性基板120之间厚度的落差。

由此可知，若要以e-flex设计搭配ELIC工艺来制作软硬复合线路板，软性基板110与硬性基板120的厚度会相差过大，使得两者压合后无法获得平整的表面，形成如图1B所示具有表面落差的复合板结构。此不平整的表面将使得后续图案化导电图案层142的光刻工艺无法进行。

发明内容

有鉴于上述一般的嵌入式软硬复合线路板(eflex)设计无法适用于全层互连高密度连结板(ELIC)的硬板应用中，本发明特以提出了一种新颖的软硬复合线路板结构及其制作方法。有别于公知技术，软硬复合电路板结构中的硬板会先经过一压步骤压上一层绝缘层与一层导电图案层，使其厚度与所欲连结的软板厚度一致，之后在二压步骤中通过另一绝缘层将软硬两板压合在一起，并在二压步骤后将硬板经由导孔导通到软板上。

本发明的目的之一即在于提供一种软硬复合电路板，其结构包含一软性基板以及至少一硬性基板，所述硬性基板设在所述软性基板的水平方向两端的外缘。所述软性基板包含一软内核板、一第一导电图案层分别形成在所述软内核板的上下两面、以及一电磁屏蔽层覆盖在至少一所述第一导电图案层上。所述硬性基板包含一硬内核板、一第二导电图案层分别形成在所述硬内核板的上下两面、一第一绝缘层分别覆盖在所述第二导电图案层上、一第三导电图案层分别形成在所述第一绝缘层上、一第二绝缘层覆盖在所述硬性基板上下两面的第三导电图案层以及所述软性基板上下两面的部分外缘区域上，使得所述软性基板嵌入并连结硬性基板的水平外缘、以及一第四导电图案层形成在所述第二绝缘层上。一第一导孔贯穿所述第二绝缘层，以电性连接所述第四导电图案层以及所述硬性基材的第三导电图案层。一第二导孔贯穿所述第二绝缘层，以电性连接所述第四导电图案层以及所述软性基材的第一导电图案层。

本发明的另一目的在于提供一种软硬复合电路板的制作方法，其步骤包含提供一软性基板以及至少一硬性基板，并将所述硬性基板设在所述软性基材水平方向两端的外缘处，其中所述软性基板包含第一导电图案层以及覆盖在至少一所述第一导电图案层上的电磁屏蔽层，所述硬性基板包含一第二导电图案层、一覆盖在所述第二导电图案层上的第一绝缘层、以及一形成在所述第一绝缘层上的第三导电图案层、在所述软性基板以及所述硬性基板上压合一第二绝缘层以及一第四导电图案层、形成一第一导孔贯穿所述第二绝缘层并电性连接所述第四导电图案层以及所述硬性基板的第三导电图案层、形成一第二导孔贯穿所述第二绝缘层并电性连接所述第四导电图案层以及所述软性基材的第一导电图案层、在所述第四导电图案层上压合其它增层、进行一激光刻痕步骤在所述软性基板上的增层结构中刻出凹痕、以及，通过所述软性基板上的离型膜剥除所述软性基板上的所有增层结构。

无疑地，本发明的这类目的与其它目的在阅者读过下文以多种图示与绘图来描述的优选实施例细节说明后将变得更为显见。

附图说明

图1A绘示出现有技术中软性基板与硬性基板完成一压步骤以及预假接步骤后的横断面示意图；

图1B绘示出先前技术中软性基板与采用ELIC工艺的硬性基板完成一压步骤以及预假接步骤后的横断面示意图；

图2A绘示出根据本发明实施例中的一软性基板结构的横断面示意图；

图2B绘示出根据本发明另一实施例中的一软性基板结构的横断面示意图；

图3绘示出根据本发明实施例中的一硬性基板的横断面示意图；

图4绘示出根据本发明实施例中软性基板与硬性基板在二压步骤中的横断面示意图；

图5绘示出根据本发明实施例中软性基板与硬性基板完成二压步骤以及预假接步骤的横断面示意图；

图6绘示出根据本发明实施例中软硬复合电路板完成增层步骤的横断面示意图；

图7绘示出根据本发明实施例中软硬复合电路板完成激光刻槽步骤的横断面示意图；以及

图8绘示出根据本发明实施例中最终的软硬复合电路板结构的横断面示意图。

其中，附图标记说明如下：

100    软性基板        221    硬内核层

111    软内核层        222    导电层

120    硬性基板        224    导通孔

121    硬内核层        230    绝缘层

124    导通孔          232    导电层

140    绝缘层          234    导通孔

142    导电层          240    绝缘层

144    导通孔          242    导电层

146    导通孔                 导电层

                      242’

150    电磁屏蔽层      244    导通孔

154    离型膜          246    导通孔

200    软硬复合电路板  250    电磁屏蔽层

210    软性基板        252    绝缘层

211    软内核层        254    离型膜

212    导电层          256    凹槽

214    导通孔          260    增层结构

220    硬性基板

具体实施方式

在下文的细节描述中，元件符号会标示在随附的附图中成为其中的一部份，并且以可实行所述实施例的特例描述方式来表示。这类实施例会说明是够的细节，使所属领域中的一般技术人员得以具以实施。阅者须了解到本发明中亦可利用其它的实施例或是在不悖离所述实施例的前提下作出结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述将不欲被视为是一种限定，反之，其中所包含的实施例将由随附的权利要求来加以界定。

本发明通篇说明书与随附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定的组成元件。下文说明与权利要求中如有“第一”、“第二”...“第N”等先行词汇是用来赋予相同或类似的元件一可彼此区别的代表指称，其非意欲限定该些所指称的元件或是具备任何特殊专利特征上的意义。

现在下文中将提供多个实施例搭配随附图示来说明本发明的软硬复合电路板结构及其制作方法。首先，请参照图2A，其绘示出根据本发明实施例中的一软性基板210结构。本发明的软性基板主要是应用于嵌入式软硬复合电路板(e-flex)设计，其一般会设置成嵌入一硬性基板的周缘部位并通过导通孔或连接件与其电性连接的态样。如图2A所示，软性基板(或简称为软板)210是由多个层结构所组成，其中间具有一软内核层(如一聚酰亚胺膜片)211作为芯层，软内核层211的上下两面则分别形成有一导电层(如一铜箔或镀铜层)212，其通过一贯穿软内核层211的导通孔214电性连接。导电层212之后会进行光刻工艺来形成线路图案。导电层212上会覆盖有一绝缘保护层(cover layer)252来提供保护。上述绝缘保护层252可能包含黏合膜(AD膜)与聚酰亚胺膜(PI膜)等多层结构。在本发明中，软性基板210下方的绝缘保护层252中会形成有一电磁屏蔽层(如一银胶层)250来避免电磁干扰。在其它实施例中，如图2B所示，软性基板210的上下两面也可都形成有电磁屏蔽层250结构，端视设计需求而定。上述电磁屏蔽层的设计会增加软性基板210的整体厚度，此为现有技术中软硬复合电路板无法达到平整压合状态的原因之一。

接着请参照图3，其绘示出根据本发明实施例中的一硬性基板220的横断面示意图。本发明的硬性基板主要是采用全层互连高密度连结(Every LayerInterconnection，ELIC)工艺所制作出的基板，其各导电层之间都具有导通孔来连接。如图3所示，硬性基板220是由多个层结构所组成，其中间具有一硬内核层(如一环氧玻璃布层压板FR-4)221作为芯层，硬内核层221的上下两面则分别形成有一导电层(如一铜箔或镀铜层)222，其通过一贯穿硬内核层221的导通孔224电性连接，导电层222之后会进行光刻工艺形成线路图案。在本发明中，硬性基板220会先经过第一次压合步骤(简称为一压)来依序压上一绝缘层(如一预浸材)230与另一导电层232。上述导电层222与图案化后的导电层232则通过一贯穿绝缘层230的导通孔234电性连接。经此压合步骤后的硬性基板220的厚度会变得与所欲连结的软性基板210厚度较为一致，例如使两者的厚度差距小于40微米(μm)，进而使得后续软硬两板预假接的第二次压合步骤(简称为二压)能达到较平整的状态。在本发明实施例中，上述绝缘层230与导通孔234可依照一般ELIC工艺的增层与填孔方式来制作，如60μm的介层厚度与导通孔长度尺寸。

接着请参照图4，其绘示出根据本发明实施例中软性基板210与硬性基板220在二压步骤中的横断面示意图。如图4所示，在此二压步骤中，至少一硬性基板220会被设在软性基板210水平方向两端的外缘处并与其对齐，软性基板210与硬性基板220的上下两面会分别覆盖上一层绝缘层(如一预浸材)240，之后绝缘层240上会再压上一层导电层(如一铜箔或镀铜层)242，使软硬两板压合在一起。在本发明实施例中，由于硬性基板220已预先经过一压步骤使其整体厚度变得与软性基板210的厚度较为一致，故此二压步骤中软硬复合电路板的压合可达到一平整的状态，不会发生如同图1B中所示现有技术作法般因为软板与硬板压合后的高低落差过大，使得后续光刻工艺无法进行的问题。

接着请参照图5，其绘示出根据本发明实施例中软性基板210与硬性基板220完成二压步骤以及预假接步骤的横断面示意图。如图5所示，在完成二压步骤后，可先进行一光刻工艺来图案化软硬复合电路板200上下两面的导电层242中，以形成线路图案。由于本发明设计使得二压步骤后的软硬复合电路板200达到平整状态，故图形化导电层242’的光刻工艺在此得以顺利进行。接着于软性基板210与硬性基板220上进行一激光钻孔与填孔工艺，并图形化导电层242。如图5所示，导通孔244会贯穿绝缘层240并电性连接硬性基板220上的导电层232以及前述二压步骤中所形成的导电层242’。导通孔246贯穿绝缘层240并电性连接软性基板210上的导电层212以及前述二压步骤中所形成的导电层242’。如此，软硬复合电路板200中的软性基板210与硬性基板220得以经由导通孔244、导电层242’、以及导通孔246而电性连结，完成了软硬板预假接的步骤。

接着请参照图6，其绘示出根据本发明实施例中软硬复合电路板200完成增层步骤的横断面示意图。在完成前述软硬复合电路板200的二压步骤及预假接步骤后，整个软硬复合电路板上可以再进行其它增层结构260的制作，如制作出其它的导电图案层(铜箔或镀铜层)与绝缘层(如预浸材)的交替叠层结构、或是最外层的树脂涂布铜皮(resin coated copper，RCC)结构，以构成完整的软硬复合电路板线路结构。

接着请参照图7，其绘示出根据本发明实施例中软硬复合电路板完成激光刻槽步骤的横断面示意图。在完成所有增层结构260的制作后，接着进行一激光刻槽工艺在软性基板210上的预定位置处刻出凹槽256。此刻槽工艺的主要目的在于分离软性基板210上方不必要的线路层结构，如绝缘层240、导电层242’、以及增层结构260。在较佳的情况下，上述凹槽256会形成在软性基板210上的离型膜254区域范围内，得以后续顺利剥除上述不必要的层结构。

最后，请参照图8，其绘示出根据本发明实施例中最终的软硬复合线路板结构的横断面示意图。如图8所示，在凹槽256形成后，由于软性基板210上设有离型膜254，故其上不必要的线路层结构可轻易使用刮刀等工具来将其剥离。如此，软性基板210成为连接两个硬性基板220之间的中介结构，其中硬性基板220是设在软性基材210的水平两端外缘，是为一嵌入式软硬复合电路板(e-flex)的结构设计。

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。

Claims (18)

1.一种软硬复合电路板，其特征在于，包含：

一软性基板，其包含一软内核层以及一第一导电图案层分别形成在所述软内核层的上下两面；

至少一硬性基板，设在所述软性基板水平方向两端的外缘，所述硬性基板包含：

一硬内核层；

第二导电图案层，分别形成在所述硬内核层的上下两面；

第一绝缘层，分别覆盖在所述第二导电图案层上；

第三导电图案层，分别形成在所述第一绝缘层上；

第二绝缘层，覆盖在所述硬性基板上下两面的所述第三导电图案层上以及所述软性基板上下两面的部分外缘区域上；以及

第四导电图案层，形成在所述第二绝缘层上；

一第一导通孔，贯穿所述第二绝缘层以电性连接所述第四导电图案层以及所述硬性基板的第三导电图案层；以及

一第二导通孔，贯穿所述第二绝缘层以电性连接所述第四导电图案层以及所述软性基板的第一导电图案层。

2.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，所述第三导电图案层通过一贯穿所述第一绝缘层的第三导孔来与所述第二导电图案层电性连接。

3.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，上下两面的所述第一导电图案层通过一贯穿所述软内核层的第四导通孔来电性连接。

4.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，上下两面的所述第二导电图案层通过一贯穿所述硬内核层的第五导通孔来电性连接。

5.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，所述第四导电图案层上另设有其它增层结构。

6.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，另包含一离型膜设在所述软性基板最外层的上下两面。

7.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，所述软性基板的厚度与所述硬性基板的厚度差小于40微米。

8.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，所述第一导电图案层、所述第二导电图案层、所述第三导电图案层、以及所述第四导电图案层为铜箔或镀铜层。

9.根据权利要求1所述的软硬复合电路板，其特征在于，更包含一电磁屏蔽层，覆盖在至少一所述第一导电图案层上。

10.根据权利要求9所述的软硬复合电路板，其特征在于，所述第一导电图案层与所述电磁屏蔽层之间具有一绝缘保护层。

11.根据权利要求9所述的软硬复合电路板，其特征在于，所述电磁屏蔽层为银胶层。

12.一种软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，包含：

提供一软性基板以及至少一硬性基板，并将所述硬性基板设在所述软性基材水平方向两端的外缘处，其中所述软性基板包含第一导电图案层，所述硬性基板包含第二导电图案层、覆盖在所述第二导电图案层上的第一绝缘层、以及形成在所述第一绝缘层上的第三导电图案层；

在所述软性基板以及所述硬性基板上压合一第二绝缘层以及一第四导电图案层；

形成一第一导通孔贯穿所述第二绝缘层并电性连接所述第四导电图案层以及所述硬性基材的第三导电图案层；以及

形成一第二导通孔贯穿所述第二绝缘层并电性连接所述第四导电图案层以及所述软性基材的第一导电图案层。

13.根据权利要求12所述的软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，更包含形成一贯穿所述第一绝缘层的第三导孔来电性连接所述第三导电图案层与所述第二导电图案层。

14.根据权利要求12所述的软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，更包含形成一贯穿所述软内核层的第四导通孔来电性连接设在所述软内核层上下两面的第一导电图案层。

15.根据权利要求12所述的软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，更包含形成一贯穿所述硬内核层的第五导通孔来电性连接所述硬内核层上下两面的第二导电图案层。

16.根据权利要求12所述的软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，更包含形成一电磁屏蔽层覆盖在至少一所述第一导电图案层上。

17.根据权利要求12所述的软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，更包含在所述第四导电图案层上压合其它的增层结构。

18.根据权利要求17所述的软硬复合电路板的制作方法，其特征在于，更包含进行一激光刻痕步骤在所述增层结构中刻出凹痕，并通过一离型膜剥除所述软性基板上的所有增层结构。

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