CN105813403A - 多层刚-柔性印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多层刚?柔性印刷电路板，所述多层刚?柔性印刷电路板具有刚性区域和柔性区域，所述多层刚?柔性印刷电路板包括：第一柔性膜，在一个或两个表面上具有第一内电路图案层；第二柔性膜，设置在所述第一柔性膜上，并且包括设置在所述第二柔性膜的所述刚性区域上的第二电路图案；金属图案，在所述第二柔性膜上设置为定位在所述刚性区域的一部分上，所述部分与所述柔性区域相邻；抗氧化保护层，设置在激光止挡件金属图案上并且包括用于防止所述金属图案的表面上的氧化的粘附材料；绝缘层，设置在所述第二柔性膜的所述刚性区域上，覆盖其上具有所述抗氧化保护层的所述金属图案并且具有另外的内电路图案。

Description

多层刚-柔性印刷电路板
本申请是申请日2013年2月22日、申请号为201310057575.2发明名称为“制造刚-柔性印刷电路板的方法”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年2月24日提交的韩国专利申请序列No.10-2012-0019149的权益，将其通过引证整体结合到本申请中。”
技术领域
本发明涉及一种制造刚-柔性印刷电路板(rigid-flexible printed circuitboard)的方法，并且更具体地，涉及一种包括提供抗氧化保护层的工艺的制造刚-柔性印刷电路板的方法。
背景技术
目前，随着半导体元件的集成度逐渐增大，因此设置在半导体元件上以将半导体元件连接至外部电路的衬垫(pad)的数量增加，并且安装密度也处于渐增趋势。例如，当由硅制成的半导体元件的最小处理尺寸约为0.2μm时，要求在尺寸为约10mm的半导体元件上设置约1000个衬垫。
此外，在其上安装有半导体元件的诸如半导体封装的半导体器件中，需要小型化和纤薄以改善安装密度，并且特别地，为了响应诸如笔记本个人电脑(PC)、PDA、以及移动电话的便携式信息设备，需要半导体封装的小型化和纤薄。
为了封装半导体元件，要求将半导体元件的衬垫连接至布线基板的衬垫以及将半导体元件安装在布线基板上。然而，当在尺寸约为10mm的半导体元件的周围设置约1000个衬垫时，它们以约为40μm的非常微小的间距(pitch)来设置。为了将以微小的间距设置的衬垫连接至设置在布线基板上的衬垫，由于在布线基板上布线或者在连接时定位要求非常高的精确性，因此很难应用传统的引线接合技术或带式自动接合(TAB)技术。
因此，目前，已经根据电子部件的小型化和集成开发了能将电子部件安装在其表面上的各种多层印刷电路板，并且特别地，对飞尾型(flying tailtype)刚-柔性印刷电路板的积极研究正在进行中，该飞尾型刚-柔性印刷电路板能使由印刷电路板占据的空间最小化并且能三维地且空间地转换。
响应于根据移动设备的强大功能而需求所安装的部件的高度集成以及微小间距，通过由于使用连接器而去除不必要的空间，由由于嵌入的绝缘层而具有机械强度的刚性区域(在下文中，R)和使刚性区域R彼此连接且具有弹性的柔性区域(在下文中，F)组成的该飞尾型刚-柔性印刷电路板主要用在要求高度集成的小型终端(诸如移动电话)中。
韩国专利特开公开No.10-2010-0081139(在下文中，现有技术文献)公开了关于一种制造刚-柔性印刷电路板的方法的发明，其能够使当加工窗口时出现的除胶渣(desmear)侵蚀最小化。
然而，当查看现有技术文献的权利要求时，与制造印刷电路板的传统典型工艺类似，刚-柔性印刷电路板最终通过以下步骤完成：提供被分为刚性区域R和柔性区域F的底部基板，在底部基板上层压多个电路层，以及去除柔性区域F中的电路层。在这种情况下，当去除柔性区域F中的电路层时，底部基板也可能被激光损坏。通常，当层压多个电路层时，在电路层的表面(即，其上形成有电路图案的金属层的表面)上执行氧化(例如，棕化或黑化)，以改善电路层之间的粘附。此时，金属层由于氧化溶液而暴露，并且褪色的金属层吸收用于去除柔性区域F中的电路层的激光。换句话说，氧化的金属层具有改善的粘附强度，但是由于由氧化导致的褪色而不能在激光处理过程中起到止挡件的作用。最后，在去除柔性区域F中的电路层的过程中，激光照射至底部基板(柔性膜)，因此造成基部基板的损坏。
这样，根据制造刚-柔性印刷电路板的传统方法，可能损坏柔性区域F中的底部基板，因此最终导致产品缺陷。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：韩国专利特开公开NO.10-2010-0081139
发明内容
已发明本发明以克服上述问题，并且因此，本发明的一个目的是提供一种制造刚-柔性印刷电路板的方法，所述方法能够在去除柔性区域F中的电路层时保护柔性膜。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供一种制造刚-柔性印刷电路板的方法，该方法包括以下步骤：提供在一个或两个表面上具有第一金属层的第一柔性膜；通过对第一金属层进行图案化形成电路图案；在第一柔性膜的一个或两个表面上形成第二柔性膜，该第二柔性膜在一个表面上具有第二金属层；通过对刚性区域R中的第二金属层进行图案化形成电路图案；在柔性区域F中的第二金属层上设置抗氧化保护层；在第二柔性膜上层压至少一个电路层；以及去除柔性区域F中的电路层。
此时，在去除柔性区域F中电路层的步骤中去除抗氧化保护层。
并且，在去除柔性区域F中的电路层的步骤中去除与柔性区域F对应的第二金属层。
此外，制造刚-柔性印刷电路板的方法还包括在第二金属层与抗氧化保护层之间附设粘结片(bonding sheet)的步骤。
此外，抗氧化保护层由包括聚酰亚胺的粘附材料制成。
此外，通过以下步骤执行在柔性区域F中的第二金属层上设置抗氧化保护层的步骤：在与柔性区域F对应的第二金属层上施加由包括聚酰亚胺的粘附材料制成的浆料；以及使浆料固化。
此外，制造刚-柔性印刷电路板的方法还包括在第一柔性膜与第二柔性膜之间设置粘结片的步骤。
此外，在第二柔性膜上层压至少一个电路层的步骤在使电路层下方的电路图案氧化之后层压电路层。
此外，通过以下步骤形成电路层：形成绝缘层，该绝缘层覆盖电路层下方的电路图案；在绝缘层上形成金属层；以及通过对金属层进行图案化形成电路图案。
此外，在通过对金属层进行图案形成电路图案的步骤中，去除柔性区域F中的金属层。
此外，通过CO2激光钻孔工艺或YAG激光钻孔工艺来执行去除柔性区域F中的电路层的步骤。
此外，在激光钻孔工艺之前，去除包含在最上方的电路层中的金属层的柔性区域F部分。
为了实现该目的，根据本发明的另一个方面，提供一种制造刚-柔性印刷电路板的方法，该方法包括以下步骤：提供在一个或两个表面上具有金属层的柔性膜；通过对金属层进行图案化形成电路图案；在柔性区域F中的金属层上形成止挡件(stopper)金属层；在止挡件金属层上设置抗氧化保护层；在柔性膜上层压至少一个电路层；以及去除柔性区域F中的电路层。
此时，制造刚-柔性印刷电路板的方法还包括在金属层与止挡件金属层之间附设释放膜的步骤。
并且，在去除柔性区域F中的电路层的步骤中去除抗氧化保护层。
此外，在去除柔性区域F中的电路层的步骤中去除止挡件金属层。
此外，制造刚-柔性印刷电路板的方法还包括在止挡件金属层与抗氧化保护层之间附设粘结片的步骤。
此外，抗氧化保护层由包括聚酰亚胺的粘附材料制成。
此外，通过以下步骤执行在第二金属层上设置抗氧化保护层的步骤：在止挡件金属层上施加由包括聚酰亚胺的粘附材料制成的浆料；以及使浆料固化。
此外，在柔性膜上层压至少一个电路层的步骤在使电路层下方的电路图案氧化之后层压电路层。
此外，通过以下步骤来形成电路层：形成绝缘层，该绝缘层覆盖电路层下方的电路图案；在绝缘层上形成金属层；以及通过对金属层进行图案化形成电路图案。
此外，在通过对金属层进行图案化形成电路图案的步骤中，去除柔性区域F中的金属层。
此外，通过CO2激光钻孔工艺或YAG激光钻孔工艺来执行去除柔性区域F中的电路层的步骤。
此外，在激光钻孔工艺之前，去除包含在最上方的电路层中的金属层的柔性区域F部分。
附图说明
从以下结合附图对实施方式的描述，本总发明构思的这些和/或其他方面以及优点将变得显而易见并且更易于理解，附图中：
图1至图15是示出了根据本发明的制造刚-柔性印刷电路板的方法的流程图；以及
图16至图24是示出了根据本发明的另一个实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法的流程图。
具体实施方式
通过参照下面结合附图详细描述的实施方式，本发明的优点和特征以及实现本发明的方法将显而易见。然而，本发明不限于下面公开的实施方式并且可以各种不同的形式实施。提供示例性实施方式仅用于完善本发明的公开，并且用于将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相似的参考标号指代相似的元件。
提供本文中所使用的术语以解释实施方式，而非限定本发明。在整个说明书中，除非上下文中另有清楚指明，否则单数形式包括复数形式。当在本文中使用术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”时，不排除除上述部件、步骤、操作和/或设备以外的其他部件、步骤、操作和/或设备的存在和增加。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的构造和操作效果。
图1至图15是示出了根据本发明的制造刚-柔性印刷电路板的方法的流程图。
首先，如图1中所示，根据本发明的制造刚-柔性印刷电路板的方法执行提供在一个或两个表面上具有第一金属层11的第一柔性膜10的步骤。
在此，第一柔性膜10是由柔软的柔性材料制成的并且主要由聚酰亚胺材料制成的膜。
通过无电镀、电镀、丝网印刷、溅射、蒸镀(evaporation)、喷墨、以及使用Cu、Ag、Sn、Au、Ni、以及Pd中的一种的滴涂(dispensing)中的一者或组合来形成第一金属层11。
然后，如图2中所示，执行通过对第一金属层11进行图案化形成电路图案的步骤。
可通过光刻、电子束光刻、聚焦离子束光刻、干法蚀刻、湿法蚀刻、以及纳米压印(通过诸如曝光、显影、以及在将具有预定图案的光敏膜附设在金属层上之后蚀刻等的工艺)中的一种来形成电路图案。
然后，执行在第一柔性膜10的一个或两个表面上形成第二柔性膜20的步骤，该第二柔性膜在一个表面上具有第二金属层21。由于形成第二金属层21的方法与形成第一金属层11的方法相同，因此将省略详细描述。
当在第一柔性膜10上形成第二柔性膜20时，如图3中所示，使第二柔性膜20的其中未形成第二金属层21的一个表面结合至第一柔性膜10。
此时，如图4中所示，可额外执行在第一柔性膜10与第二柔性膜20之间设置粘结片22的步骤。粘结片22可由环氧热固性树脂或预浸材料制成。
因此，通过将粘结片22临时附设于第二柔性膜20的其中未形成第二金属层21的一个表面并且在层压在第一柔性膜10上的状态中以一定压力挤压，能在第一柔性膜10上形成第二柔性膜20。
然后，执行通过对除柔性区域F以外的第二金属层21进行图案化形成电路图案的步骤。
同时，如图5中所示，在刚性区域R中加工穿透第一柔性膜10和第二柔性膜20的通孔23。例如，可通过计算机数字控制(CNC)钻孔机等加工通孔23。
并且，如图6中所示，在包括通孔23的内壁的第二金属层21上形成镀层24。可通过无电镀、电镀、丝网印刷、溅射、蒸镀、喷墨、以及使用Cu、Ag、Sn、Au、Ni、以及Pd中的一种的滴涂中的一者或组合来形成镀层24。
这样，当在包括通孔23的内壁的第二金属层21上形成镀层24时，如图7中所示，执行通过在除柔性区域F以外的刚性区域R中对镀层24进行图案化来形成电路图案的步骤。
电路图案可通过光刻、电子束光刻技术、聚焦离子束光刻、干法蚀刻、湿法蚀刻、以及纳米压印中的一种来实现。
在此，特别需要注意的一点是，未对柔性区域F中的镀层24进行图案化。这是为了在去除柔性区域F中的电路层30的后续步骤中使激光仅照射至图9中的直接定位在柔性区域F中的第二柔性膜20上的电路层30。即，柔性区域F中的第二金属层21(其未被图案化)起到激光止挡件的作用。
然后，如图8中所示，执行在柔性区域F中的第二金属层21上设置抗氧化保护层25的步骤。
通常，当层压多个电路层时，在电路层的表面上(即，其上形成有电路图案的金属层的表面)执行氧化(例如，棕化或黑化)，以改善层间粘附。然而，按照根据本发明的制造刚-柔性印刷电路板的方法，提供抗氧化保护层25，以使柔性区域F中的第二金属层21的表面未被氧化。因此，柔性区域F中的第二金属层21未由于氧化溶液而褪色。柔性区域F中的第二金属层21(其未褪色)通过在去除柔性区域F中的电路层30的后续步骤中反射激光(即，起到激光止挡件的作用)而防止激光照射至柔性区域F中的第二柔性膜20。
该抗氧化保护层25可由包括聚酰亚胺的粘附材料制成。
更具体地说，可通过以下步骤形成抗氧化保护层25：在与柔性区域F对应的第二金属层21上施加由包括聚酰亚胺的粘附材料制成的浆料，以及使浆料固化。
同时，为了固定第二金属层21和抗氧化保护层25，可额外执行在第二金属层21与抗氧化保护层25之间附设粘结片(未示出)的步骤。粘结片可由环氧热固性树脂或预浸材料制成。
然后，如图9中所示，执行在第二柔性膜上层压至少一个电路层30的步骤。此时，使第二金属层(具体地说，镀在第二金属层上的镀层24)的表面氧化以增加层间粘附。此时，柔性区域F中的第二金属层的表面由于抗氧化保护层25而未被氧化。
电路层30是包括电路图案的层并且可通过以下步骤形成：形成绝缘层31，该绝缘层覆盖电路层30下方的电路图案(即，形成在第二金属层21上的电路图案)，在绝缘层31上形成金属层32，以及通过对金属层32进行图案化形成电路图案。
在电路层30中形成电路图案的工艺与通过对第二金属层21进行图案化形成电路图案的步骤相似。即，如图10中所示，通过以下步骤形成电路图案：在刚性区域R中加工通孔34，在包括通孔34的内壁的金属层32上形成镀层33，以及对镀层33进行图案化。
此时，也去除柔性区域F中的金属层。这是为了在去除电路层30的后续步骤中使激光照射至直接定位在柔性区域F中的第二柔性膜20上的电路层30。
为此，通过在柔性区域F中的镀层33的表面上施加抗蚀剂并且相续执行曝光、显影、蚀刻、以及抗蚀剂剥离(resist stripping)工艺来形成使柔性区域F中的绝缘层31暴露的窗口35。
如图11中所示，该电路层30可以多个层30和40形成。此时，为了改善层间粘附，优选的是，在使上方的电路层下方的电路图案氧化之后层压电路层。
如图12中所示，通过对包含在每个电路层中的镀层进行图案化形成电路图案，甚至在形成多个电路层30时也是如此。即，通过以下步骤形成电路图案：在刚性区域R中加工通孔44，在包括通孔44的金属层42上形成镀层43，以及对镀层43进行图案化。
这样，如图13中所示，在其中形成有至少一个电路层的状态中，通过执行去除电路层30、40、以及50的与柔性区域F对应的部分的步骤来完成通过本发明的制造刚-柔性印刷电路板的方法制造的刚-柔性印刷电路板。
当具体查看去除电路层30、40、以及50的与柔性区域F对应的部分的步骤时，首先，如图13中所示，在最上方的电路层50中形成通孔的同时在柔性区域F中加工空腔54。
空腔54可通过CO2激光钻孔工艺或YAG激光钻孔工艺来加工，并且优选的是，在激光钻孔工艺之前，去除最上方的电路层50的金属层52。即，通过在金属层52的表面上施加抗蚀剂并且相继执行曝光、显影、蚀刻、、以及抗蚀剂剥离工艺来形成使柔性区域F中的绝缘层暴露的窗口。
当加工空腔54时，也去除抗氧化保护层25。如上所述，由于抗氧化保护层25由包括聚酰亚胺的粘附材料制成，因此其可通过CO2激光钻孔工艺或YAG激光钻孔工艺通过与柔性区域F中的电路层一起被照射而去除。
如图14中所示，当加工空腔54时，在包括形成在最上方的电路层50中的通孔的金属层52以及空腔54的内壁上形成镀层53。
并且，如图15中所示，通过在最上方的电路层50的镀层53上形成电路图案的同时去除柔性区域F中的第二金属层21和镀层24来制造成品刚-柔性印刷电路板。
这样，根据制造刚-柔性印刷电路板的方法，可通过包括提供抗氧化保护层25的步骤来防止金属层由于氧化过程而导致的褪色。因此，可通过在去除柔性区域F中的电路层时防止对柔性膜的损坏来改善产品的可靠性。
现在，将描述根据本发明的另一个实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法。在下文中，为了避免重复描述，将省略对与制造刚-柔性印刷电路板的上述方法的那些工艺类似的工艺的描述。
图16至图24是示出了根据本发明的另一个实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法的流程图。
首先，如图16中所示，根据本发明的另一个实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法执行提供在一个或两个表面上具有金属层110的柔性膜100的步骤。
然后，如图17中所示，执行通过对金属层110进行图案化形成电路图案的步骤。
然后，如图18中所示，执行在柔性区域F中的金属层110上形成止挡件金属层120的步骤。
止挡件金属层120允许在去除柔性区域F中的电路层的后续步骤中，激光仅照射至直接定位在金属层110上的电路层。即，止挡件金属层120在激光处理过程中起到止挡件的作用。
此时，可额外执行在金属层110与止挡件金属层120之间设置释放膜(未示出)的步骤。由树脂等制成的释放膜是这样的膜：在与释放膜接触且通常用在本发明所属技术领域中的材料之间插入例如锋利的刀片之后，在施加一些剪切时，容易剥离该膜。
然后，如图19中所示，执行在止挡件金属层120上设置抗氧化保护层130的步骤。
通常，当层压多个电路层时，在电路层的表面上(即，其上形成有电路图案的金属层的表面)执行氧化(例如，棕化或黑化)，以改善层间粘附。然而，按照根据本发明的另一个实施方式的制造刚-柔性印刷电路板的方法，提供抗氧化保护层130，以使柔性区域F中的金属层110未被氧化。因此，柔性区域F中的金属层110的表面未由于氧化溶液而褪色，并且通过在去除柔性区域F中的电路层的后续步骤中反射激光(即，起到激光止挡件的作用)来保护柔性膜100，以防止激光照射至柔性区域F中的金属层110。
此时，为了固定止挡件金属层120和抗氧化保护层130，可额外执行在止挡件金属层120与抗氧化保护层130之间附设粘结片(未示出)的步骤。
然后，如图20中所示，执行在柔性膜上层压至少一个电路层200的步骤。
电路层200是包括电路图案的层，并且如图21中所示，可通过以下步骤形成：形成绝缘层210，该绝缘层覆盖电路层200下方的电路图案，在绝缘层210上形成金属层220，以及通过对金属层220进行图案化形成电路图案。
此时，通孔230或过孔可与电路图案同时形成，并且在去除柔性区域F中的电路层的后续步骤中形成，以使激光照射至直接定位在柔性膜100上的电路层，形成窗口240以使柔性区域F中的绝缘层210暴露。
当该电路层200以多个层200、300、以及400形成时，如图22中所示，可通过执行去除柔性区域F中的电路层的步骤来制造成品刚-柔性印刷电路板。
可通过CO2激光钻孔工艺或YAG激光钻孔工艺来执行去除柔性区域F中的电路层的步骤，并且此时，也通过激光照射并去除抗氧化保护膜130。
当具体查看去除柔性区域F中的电路层的步骤时，首先，如图22中所示，通过CO2激光钻孔工艺或YAG激光钻孔工艺在柔性区域F中加工空腔440。然后，如图23中所示，在最上方的电路层400上镀覆镀层450，并且如图24中所示，当在最上方的电路层400上形成电路图案时，也去除止挡件金属层120。能通过分离设置在止挡件金属层120与金属层110之间的释放膜来去除该止挡件金属层120。
根据制造刚-柔性印刷电路板的方法，可通过包括提供抗氧化保护层的步骤来防止金属层由于氧化过程而导致的褪色。因此，可在去除柔性区域F中的电路层的步骤中通过防止柔性膜的损坏来改善产品的可靠性。
上面的描述说明了本发明。此外，前面的描述仅示出并解释了本发明的优选实施方式，而应当理解的是，本发明能够在各种其他组合、修改、以及环境中使用，并且能够与上面的教导和/或现有技术的技能或知识相称地在如本文中所表述的本发明构思的范围内进行改变和修改。在上文中所描述的实施方式还旨在解释已知的实践本发明的最佳模式，并且使本技术领域技术人员能够在这样的或其他的实施方式中使用本发明并且具有由本发明的特定应用或用途所要求的各种修改。因此，本描述并非旨在将本发明限于本文中所公开的形式。此外，旨在将所附权利要求解释为包括可替换的实施方式。

Claims (8)

1.一种多层刚-柔性印刷电路板，所述多层刚-柔性印刷电路板具有刚性区域和柔性区域，所述多层刚-柔性印刷电路板包括：
第一柔性膜，在一个或两个表面上具有第一内电路图案层；
第二柔性膜，设置在所述第一柔性膜上，并且包括设置在所述第二柔性膜的所述刚性区域上的第二电路图案；
金属图案，在所述第二柔性膜上设置为定位在所述刚性区域的一部分上，所述部分与所述柔性区域相邻；
抗氧化保护层，设置在激光止挡件金属图案上并且包括用于防止所述金属图案的表面上的氧化的粘附材料；
绝缘层，设置在所述第二柔性膜的所述刚性区域上，覆盖其上具有所述抗氧化保护层的所述金属图案并且具有另外的内电路图案。
2.根据权利要求1所述的多层刚-柔性印刷电路板，进一步包括设置在所述第一柔性膜与所述第二柔性膜之间的粘结片。
3.根据权利要求1所述的多层刚-柔性印刷电路板，进一步包括设置在所述第二柔性膜与所述抗氧化保护层之间的粘结片。
4.根据权利要求3所述的多层刚-柔性印刷电路板，其中，所述粘结片包括环氧热固性树脂或预浸材料中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的多层刚-柔性印刷电路板，其中，所述抗氧化保护层包括含聚酰亚胺的粘附材料。
6.根据权利要求1所述的多层刚-柔性印刷电路板，其中，所述第二柔性膜设置在所述第一柔性膜的整个区域上。
7.根据权利要求1所述的多层刚-柔性印刷电路板，其中，所述金属图案与所述第二电路图案分离。
8.根据权利要求1所述的多层刚-柔性印刷电路板，其中，所述金属图案与所述绝缘层接触。
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