CN106851999A - 柔性印刷电路板制造方法及其制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柔性印刷电路板制造装置及柔性印刷电路板制造方法，根据本发明的柔性印刷电路板制造装置及柔性印刷电路板制造方法的特征在于，可制造不受形成在基膜上的电路图案长度的限制的柔性印刷电路板。

Description

柔性印刷电路板制造方法及其制造装置
技术领域
本发明涉及柔性印刷电路板制造方法及其制造装置，更详细地，涉及可制造不受印刷长度限制的柔性印刷电路板的柔性印刷电路板制造方法及制造装置。
背景技术
通常，在汽车电气设备用电缆、LED照明、医疗用测定设备及各种产业领域，为了供给电源或传递信号，使用铜线形态的电线电缆。但是，这些铜线形态的电线电缆具有如下缺点：由于其厚度较厚且体积大，因此很难使三维电路的排线及设计自身变细。即，最近在汽车领域也在不断尝试用其他形态取代铜线形态的电气设备电缆，因为在诸如LED照明等长度较长的形态的照明中也很难采用所占体积较大且布线困难的铜线形态的电缆。此外，在医疗用测定设备领域中，对于人难以直接确认的危险部位或狭小处的拍摄，铜线形态的电缆具有局限性。
因此，最近对于这些技术要求，柔性扁平电缆(FFC，Flexible Flat Cable)正在浮现为其对策。相应地，最近正在开发利用柔性覆铜板(FCCL，Flexible Copper CladLaminate)的柔性印刷电路板形态的制造方式。即，在柔性印刷电路板上以长度方向形成较长的印刷线，以对相距较远处进行电连接，从而取代铜线形态的电缆。
为了制造用于取代这些柔性扁平电缆的柔性印刷电路板，一般利用平版印刷方式。为了用平版印刷方式制造长度很长的柔性印刷电路板，需要与柔性印刷电路板长度相应的掩模及曝光装置。
但是，这些曝光装置及掩模的制造单价非常昂贵，因此存在由此制造的用于取代FFC的柔性印刷电路板的制造单价较高的问题。
此外，无法配备具有无限长的长度的掩模或曝光装置，因此存在柔性印刷电路板的长度同样受限的问题。
另外，对于上述的用于取代柔性扁平电缆(FFC，Flexible Flat Cable)的印刷电路板的制造技术，在公开专利第10-2011-0080578号(公开于2011.07.13)中记载了通过层积一般的单面基板和双面基板而制造用于信号传送的电缆的方法。
但是，为了制造成利用一般的单面基板和双面基板的柔性印刷电路板的形态，同样存在如下缺点：因柔性印刷电路板制造的特性及设备的局限性，很难制造较长的电缆，且其制造工艺复杂。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)专利公开公告第10-2011-0080578号
发明内容
技术课题
因此，本发明的目的在于为了解决如上的现有问题，提供能够简易地且以较低廉的费用制造出不受印刷电路图案长度的限制的柔性印刷电路板的柔性印刷电路板制造装置及制造方法。
此外，本发明的目的还在于提供能够形成多种形状的印刷线的柔性印刷电路板制造装置及制造方法。
从结果来看，本发明的目的在于提供不受长度的限制且能够支持三维排线及薄化的用于取代柔性扁平电缆(FFC，Flexible Flat Cable)的柔性印刷电路板。
技术方案
根据本发明的柔性印刷电路板制造方法实现上述目的，其中，该柔性印刷电路板制造方法以卷对卷(roll-to-roll)方式在基膜上形成图案，且该柔性印刷电路板制造方法包括：准备基膜的基材准备步骤；准备印刷辊的印刷辊准备步骤，其中，相对于所述基膜的移动方向，在所述印刷辊的表面上以斜线方向形成有印刷辊图案；以及使所述基膜通过所述印刷辊的同时，借助所述印刷辊图案，以基膜的移动方向为基准而形成斜线方向的图案的图案形成步骤。
其中，可选地，在所述基材准备步骤中准备被涂有导电性物质的基膜，且所述图案形成步骤包括借助所述印刷辊而在所述基膜上形成感光性图案的感光图案形成步骤和对形成有所述感光性图案的基膜进行光照射的曝光步骤，以在所述基膜上形成斜线方向的图案。
此外，可选地，在所述基材准备步骤中准备被涂有导电性物质及感光性物质的基膜，且在所述印刷辊准备步骤中准备印刷辊和透光用夹具，其中，在所述印刷辊的内部形成有被配置有光源的中空部，且所述印刷辊具有能够选择性地阻断由所述光源所照射的光的阻光图案，而所述透光用夹具位于所述印刷辊和所述基膜之间且被划分为能够透光的透光区域和对光进行阻断的阻光区域，从而借助光而固化感光性图案，以在基膜形成图案。
在这种情况下，优选地，所述印刷辊包括透光性材质的本体，且所述阻光图案形成在所述本体的表面，从而能够选择性地透光，因为可有效地固化感光性图案。
此外，优选地，在所述印刷辊准备步骤中配置一双所述印刷辊，因为可在基膜的两面上同时形成图案。
另外，在所述印刷辊准备步骤中，所准备的所述印刷辊的相同相位上的所述印刷辊图案的间隔可彼此不同，或可配置有多个印刷辊图案，从而形成多种形态的图案。
此外，所述多个印刷辊图案可被配置成使得相邻的印刷辊图案之间的间隔彼此不同。在所述准备步骤中，所述印刷辊图案可被配置成在一个区域弯曲或断线。
根据本发明的柔性印刷电路板制造装置同样实现上述目的，该柔性印刷电路板制造装置具有用于在基膜上形成图案的印刷辊且以卷对卷(roll-to-roll)方式形成图案，其中，所述印刷辊包括相对于所述基膜的移动方向而以斜线方向配置的印刷辊图案，以形成所述图案。
其中，可选地，在所述基膜上涂有导电性物质，且所述印刷辊用于在所述基膜上涂感光性物质。可选地，在所述基膜上涂有导电性物质及感光性物质，在所述印刷辊的内部形成有被配置有光源的中空部，所述印刷辊包括能够选择性地阻断由所述光源所照射的光的阻光图案，且该柔性印刷电路板制造装置包括位于所述印刷辊和所述基膜之间且被划分为能够透光的透光区域和对光进行阻断的阻光区域的透光用夹具，以在所述基膜上形成图案。其中，可选地，所述印刷辊包括透光性材质的本体，且所述阻光图案形成在所述本体的表面，从而能够选择性地透光。
可选地，所述印刷辊图案被配置成从所述印刷辊的两端中的一端至另一端的线圈形态，或所述印刷辊的相同相位上的所述印刷辊图案的间隔彼此不同，或所述印刷辊图案可被配置成多个。此外，多个所述印刷辊图案可被配置成使得相邻印刷辊图案之间的间隔彼此不同。另外，所述印刷辊图案可被配置成在一个区域弯曲或断线。此外，所述印刷辊可被配置成一双，以同时印刷基膜的两面。
技术效果
根据本发明，提供能够简易地且以低廉的费用制造不受长度限制的柔性印刷电路板的柔性印刷电路板制造装置。
此外，提供能够形成多种形状地印刷线的柔性印刷电路板制造装置。
与此同时，提供由上述的柔性印刷电路板制造装置印刷而能够支持三维排线及薄化的用于取代柔性扁平电缆(FFC，Flexible Flat Cable)的柔性印刷电路板。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的柔性印刷电路板制造方法的顺序图。
图2是示出借助印刷辊而形成图案的图案形成步骤的示意图。
图3至图5是示出根据形成在印刷辊上的多种印刷辊图案所形成在基膜上的图案的示意图。
图6是示出根据本发明的第二实施例的柔性印刷电路板制造方法的流程图。
图7是示出根据本发明的第三实施例的柔性印刷电路板制造方法的流程图。
图8是示出根据本发明的第三实施例的印刷辊及透光用夹具部分的透视图。
图9是示出作为本发明的另一方面的柔性印刷电路板制造装置的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第一实施例的柔性印刷电路板制造方法进行详细地说明。
图1是示出根据本发明的第一实施例的柔性印刷电路板制造方法的顺序图，且图2是示出借助印刷辊而形成图案的图案形成步骤的示意图。
如图示出，根据本发明的柔性印刷电路板的制造方法包括：准备基膜的基材准备步骤S1、准备以斜线方向形成有印刷辊图案的印刷辊的印刷辊准备步骤S2、以基膜的移动方向为基准，形成斜线方向图案的图案形成步骤S3、从基膜分离形成有电路图案的区域的分离步骤S4。
首先，在基材准备步骤S1中安装基膜10。在本发明的第一实施例中，在基膜10上直接印刷图案，所以在基材准备步骤S1中对基膜10不做其他的处理。在本发明的第一实施例中，印刷在基膜10上的图案是导电性图案，但不限于此。
在印刷辊准备步骤S2中，将印刷辊40安装在装置上以准备印刷。如图2示出，为了在基膜10上形成图案11，相对于基膜10的移动方向，在印刷辊10的表面以斜线方向形成印刷辊图案41。印刷辊图案41被配置成具有与印刷的图案相同的形状且以斜线方向被卷绕在印刷辊40上。即，印刷辊图案41以从印刷辊40的一侧至印刷辊40的另一侧的线圈形态形成在印刷辊40的表面。因此，随着印刷辊40的旋转，以基膜10的长度方向为基准，在基膜10上以斜线方向形成较长的图案11。因这些印刷辊40的特征，可有效地形成很长的图案。
图3至图5是示出根据形成在印刷辊上的多种印刷辊图案所形成在基膜上的图案的示意图。如图3所示，可对待印刷图案的端部的弯曲部分进行圆滑的印刷处理，且如图4所示，对于具有曲折形状的待印刷图案，也可通过在印刷辊40上配置具有相同的形状的印刷辊图案41而进行印刷，并且如图5所示，也可自由地形成中间断开的待印刷图案。
另外，可通过调解印刷辊40的宽度或调解相同相位的印刷辊图案41之间的间隔而调解所形成在基膜10上的图案11长度。即，当所形成的印刷辊40较粗或形成在印刷辊40上的印刷辊图案41之间的间隔较密集时，可在基膜10上形成被印刷成较长的图案11较长，且当所配置的印刷辊40较细或印刷辊图案41之间的间隔较宽时，可形成被印刷成具有较短的长度的图案11。
因此，即使是具有非常复杂的形状的图案，当将具有与其相同的形状的印刷辊图案41卷绕在印刷辊40上以形成印刷辊40时，可在基膜10上非常有效地印刷图案。
在图案形成步骤S3，卷绕在卷筒30(参照图9)上的基膜10被退绕的同时，被投入到印刷辊40中。所投入的基膜10通过印刷辊40后，在基膜10上印刷图案11。在这种情况下，在印刷辊40上以斜线方向形成有印刷辊图案41，因此以基膜10的长度方向为基准，印刷在基膜10上的图案11以斜线方向形成。
其中，印刷的图案11的始点对应于印刷辊40的印刷辊图案41的始点，且印刷辊40旋转的同时将图案11印刷在基膜10上。
另外，在本发明的第一实施例中，印刷方式可采用在基膜上直接印刷的方式，诸如凹版印刷方式、柔性版印刷方式或旋转丝网印刷方式等。
首先，采用凹版印刷方式时，印刷辊40由金属材质制成，且可通过化学蚀刻而在印刷辊40上形成印刷辊图案41，也可通过激光加工而形成印刷辊图案41。
其次，采用柔性版印刷(Flexography)方式时，印刷辊40由塑料聚合物材质制成，且通过激光蚀刻而形成印刷辊图案41。
此外，采用旋转丝网印刷方式时，通过平板印刷方式在感光性材质的辊筛上形成印刷辊图案41，并安装在印刷辊40上。接着，可在印刷辊40的内部放置可供给导电性墨的墨供给部(未示出)，以形成电路图案。
在分离步骤S4中，印刷辊40进行旋转以完成印刷时，在基膜10上去除斜线方向图案11以外的部分，从而可获得形成有电路图案11的基膜10。
接着，通过后续工艺等，制造柔性印刷电路板。
另外，当准备一对上述的印刷辊40，并布置成对应于基膜10的双面时，也可同时印刷基膜10的双面。这时，显然可进一步形成通孔(未示出)以相互连接前后的图案。
其次，根据本发明的第二实施例，对柔性印刷电路板的制造方法进行详细地说明。图6是示出根据本发明的第二实施例的柔性印刷电路板制造方法的流程图。
如图示出，根据本发明的第二实施例的柔性印刷电路板制造方法可由将导电性物质15涂在基膜10上以准备基膜10的基材准备步骤S1、准备形成有印刷辊图案41的印刷辊40的印刷辊准备步骤S2、以基膜10的移动方向为基准，以斜线方向形成感光性图案16的图案形成步骤S3、对形成有感光性图案16的基膜10进行曝光的曝光步骤S35及分离步骤S4构成。
本发明的第二实施例，与在基膜10上直接印刷导电性图案11的第一实施例不同，将导电性物质15预先涂在基膜10上之后，利用印刷辊40在基膜10上形成感光性图案16。即，在基材准备步骤S1中，首先将导电性物质15涂在基膜10上以准备基膜10。其次，在印刷辊准备步骤S2中，准备形成有用于形成感光性图案16的印刷辊图案41的印刷辊40。印刷辊图案41与第一实施例相同，被配置成以线圈形状被卷绕在印刷辊40上。
因此，与上述的第一实施例相同，可形成多种形态的感光性图案16而不受长度限制。
接着，在图案形成步骤S3中，通过印刷辊40在涂有导电性物质15的基膜10上形成感光性图案16，并在曝光步骤S35，对形成在基膜10上的感光性图案15进行固化。接着，通过另外的蚀刻等后续工艺，在基膜10上形成图案。
其中，曝光步骤S35和分离步骤S4，根据工艺状况而调换其顺序也无妨。
其次，根据本发明的第三实施例，对柔性印刷电路板的制造方法进行说明。图7是示出根据本发明的第三实施例的柔性印刷电路板制造方法的流程图，且图8是示出根据本发明的第三实施例的印刷辊及透光用夹具部分的透视图。
如图示出，根据本发明的第三实施例的柔性印刷电路板制造方法的特征在于，将感光性物质17预先涂在基膜10上之后，根据待形成的图案，利用印刷辊40选择性地曝光感光性物质17。
首先，在基材准备步骤S1中，将导电性物质15及感光性物质17依次涂在基膜上。
接着，在印刷辊准备步骤S2中，所准备的印刷辊具有中空部45形成在内部且可透光的本体44，且在所述中空部45内具有能够进行光照射的光源46。
其中，本体44由石英等透光性材质制成，且紫外光(UV，Ultra Violet)或激光等被用作光源46，但不限于此。只要是可固化感光性物质的光源，均可采用。
另外，在本体44的表面上形成有可选择性地对光进行阻断的阻光图案47。阻光图案47根据阻光图案47的形状对由本体44内部的光源46所照射的光进行选择性的阻断，从而可使由光源46所照射的光选择性地透过印刷辊40以射向外部。由此，将基膜10上的感光性物质17固化成对应于欲形成的图案的形状。
在夹具准备步骤S25中，在印刷辊41和基膜10之间准备被划分为可透光的透光区域51和对光进行阻断的阻光区域52的透光用夹具50。在透光用夹具50上以横穿基膜10移动方向的方向形成有透光区域51，且其他部分被配置成对光进行阻断的阻光区域52。
在印刷辊50内部，光源46向印刷辊41外部进行光的照射时，由于在结构上以放射状进行光的照射，因此透光用夹具50被配置成使得光只能到达基膜10上的所选择的部分。
接着，在图案形成步骤S3中，借助印刷辊40和透光用夹具50，能够使得由印刷辊40通过阻光图案47以放射状所照射的光仅照射在基膜10的长度方向上所需的规定区域。在这种情况下，印刷辊40和基膜10不直接接触，所以也可使印刷辊40的旋转速度和基膜10的移动速度彼此同步。
接着，通过蚀刻等后续工艺及分离步骤S4，在基膜10上形成所需的图案。
另外，虽然在上述的第三实施例的说明中，本体44由透光性材质制成，且在本体44的表面形成有选择性地对光进行阻断的阻光图案47，但是，本体44也可由不透光的材质制成，且形成有能够使光通过的贯通图案(未示出)。
其次，作为本发明的另一方面，参照附图对柔性印刷电路板的制造装置进行说明。
图9是示出根据本发明的第一实施例的柔性印刷电路板制造装置的示意图。如图示出，根据本发明的第一实施例，柔性印刷电路板的制造装置以卷对卷(roll-to-roll)方式直接在基膜10上形成电路图案。
即，在两侧的卷筒20、30之间布置有印刷辊40，将基膜10从一侧的卷筒30退绕且移动到另一侧的卷筒20的过程中，借助印刷辊40而将电路图案印刷在基膜10上。
为了在基膜10上形成图案11，在印刷辊40表面包括相对于基膜10的移动方向以斜线方向形成的印刷辊图案41。印刷辊图案41以从印刷辊40的一侧至印刷辊40的另一侧的线圈形态形成在印刷辊40上。
因此，随着印刷辊40的旋转，以基膜10的长度方向为基准，在基膜10上以斜线方向形成较长的图案11。其中，对于印刷辊及直接印刷方法，已在之前的制造方法的说明中进行了叙述，因此省略其详细说明。
其次，对根据本发明的第二实施例的柔性印刷电路板的制造装置进行说明。
根据本发明的第二实施例的柔性印刷电路板制造装置，与第一实施例的其他构成相同，除了通过印刷辊40而将感光性图案16印刷在被涂有导电性物质15的基膜10上。
即，第一实施例通过印刷辊40而直接将图案11印刷在基膜10上，但是，第二实施例通过印刷辊40而印刷感光性图案16。以下，其他构成与第一实施例相同且在上述制造方法的第二实施例中已进行了说明，所以省略其详细说明。
其次，对根据本发明的第三实施例的柔性印刷电路板的制造装置进行说明。
如上述说明的图8示出，根据本发明的第三实施例的柔性印刷电路板制造装置的印刷辊具有在内部形成有中空部45且由可透光的材质制成的本体44，且在所述中空部45内配置可进行光照射的光源46。
此外，在本体44的表面形成有可选择性地对光进行阻断的阻光图案47。其中，阻光图案47与其他实施例相同，相对于印刷方向而以斜线方向形成。
由此，由内部的光源46所照射的光通过阻光图案47，被选择性地照射到外部。此外，在印刷辊40和基膜10之间配置被划分为可透光的透光区域51和对光进行阻断的阻光区域52的透光用夹具50。
透光用夹具50的透光区域51以横穿基膜10的移动方向的方向形成，阻光区域52的作用是阻断由印刷辊40以放射状所照射的光，虽然在本实施例中被配置成半圆形态，但不限于此。例如，可配置成围绕印刷辊40的圆筒形，以在下端部以长度方向形成较长的透光区域51。
因此，能够使得从印刷辊40通过阻光图案47以放射状所照射的光只照射在基膜10上的规定区域。由此，光通过在印刷辊40上所形成的阻光图案47和透光用夹具50而被选择性地照射在依次涂有导电性物质15和感光性物质17的基膜10上时，基膜10的感光性物质17选择性地被固化，并通过蚀刻等的后续过程，在基膜10上形成图案。
本发明的权利范围不受限于上述的实施例，且可在权利要求范围内实现多种形态的实施例。本领域普通技术人员在不脱离权利要求书中所请求保护的本发明主要内容的情况下可进行变更的多种范围也应被视为包含在本发明的权利要求书中所记载的范围内。
[符号说明]
10：基膜 11：图案 15：导电性物质
16：感光性图案 17：感光性物质 20、30：卷筒
40：印刷辊 41：印刷辊图案 44：本体
45：中空部 46：光源 47：阻光图案
50：透光用夹具 51：透光区域 52：阻光区域
S1：基材准备步骤 S2：印刷辊准备步骤 S25：夹具准备步骤
S3：图案形成步骤 S35：曝光步骤 S4：分离步骤

Claims (19)

1.一种柔性印刷电路板制造方法，其以卷对卷方式在基膜上形成图案，其中，所述柔性印刷电路板制造方法包括：
准备基膜的基材准备步骤；
准备印刷辊的印刷辊准备步骤，其中，相对于所述基膜的移动方向，在所述印刷辊的表面上以斜线方向形成有印刷辊图案；以及
使所述基膜通过所述印刷辊的同时，借助所述印刷辊图案，以基膜的移动方向为基准而形成斜线方向的图案的图案形成步骤。
2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，
在所述基材准备步骤中准备被涂有导电性物质的基膜，
且所述图案形成步骤包括借助所述印刷辊在所述基膜上形成感光性图案的感光图案形成步骤和对形成有所述感光性图案的基膜进行光照射的曝光步骤，以在所述基膜上形成斜线方向的图案。
3.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，
在所述基材准备步骤中准备被涂有导电性物质及感光性物质的基膜，
且在所述印刷辊准备步骤中准备印刷辊和透光用夹具，其中，在所述印刷辊的内部形成有被配置有光源的中空部，且所述印刷辊具有能够选择性地阻断由所述光源所照射的光的阻光图案，而所述透光用夹具位于所述印刷辊和所述基膜之间且被划分为能够透光的透光区域和对光进行阻断的阻光区域。
4.根据权利要求3所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，所述印刷辊包括透光性材质的本体，且所述阻光图案形成在所述本体的表面，从而能够选择性地透光。
5.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，在所述印刷辊准备步骤中配置一双所述印刷辊，且在所述图案形成步骤中，在所述基膜的两面上形成图案。
6.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，在所述印刷辊准备步骤中所准备的所述印刷辊的相同相位上的所述印刷辊图案的间隔彼此不同。
7.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，配置有多个所述印刷辊图案。
8.根据权利要求7所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，多个所述印刷辊图案被配置成使得相邻的印刷辊图案之间的间隔彼此不同。
9.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板制造方法，其中，在所述准备步骤，所述印刷辊图案被配置成在一个区域弯曲。
10.一种柔性印刷电路板制造装置，其具有用于在基膜上形成图案的印刷辊且以卷对卷方式形成图案，其中，所述印刷辊包括相对于所述基膜的移动方向而以斜线方向配置的印刷辊图案，以形成所述图案。
11.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，在所述基膜上涂有导电性物质，且所述印刷辊用于在所述基膜上涂感光性物质。
12.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，
在所述基膜上涂有导电性物质及感光性物质，在所述印刷辊的内部形成有被配置有光源的中空部，所述印刷辊包括能够选择性地阻断由所述光源所照射的光的阻光图案，且所述柔性印刷电路板制造装置包括位于所述印刷辊和所述基膜之间且被划分为能够透光的透光区域和对光进行阻断的阻光区域的透光用夹具，以在所述基膜上形成图案。
13.根据权利要求12所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，所述印刷辊包括透光性材质的本体，且所述阻光图案形成在所述本体的表面，从而能够选择性地透光。
14.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，所述印刷辊图案被配置成从所述印刷辊的两端中的一端至另一端的线圈形态。
15.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，所述印刷辊的相同相位上的所述印刷辊图案的间隔彼此不同。
16.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，配置有多个所述印刷辊图案。
17.根据权利要求16所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，多个所述印刷辊图案被配置成使得相邻印刷辊图案之间的间隔彼此不同。
18.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，所述印刷辊图案被配置成在一个区域弯曲。
19.根据权利要求10所述的柔性印刷电路板制造装置，其中，所述印刷辊被配置成一双，以印刷基膜的两面。
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