CN109219259B - 柔性电路板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种柔性电路板，包括：一聚酰亚胺基材，开设有贯穿的至少一通孔，所述聚酰亚胺基材相对的两表面均形成有凹槽；一聚酰亚胺导电膜，形成于所述聚酰亚胺基材相对的两表面除所述凹槽之外的部分以及所述通孔的内壁上，所述聚酰亚胺导电膜包括位于所述通孔的内壁的第一聚酰亚胺导电层以及除所述第一聚酰亚胺导电层之外的一第二聚酰亚胺导电层；两导电线路层，形成于所述第二聚酰亚胺导电层远离所述聚酰亚胺基材的表面，每一导电线路层具有与所述凹槽位置对应的线路开口，其中，形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔中具有导电部以电性连接所述两导电线路层；两覆盖膜，形成于所述两导电线路层远离所述聚酰亚胺基材的表面，所述覆盖膜填充至所述凹槽。

Description

柔性电路板及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种柔性电路板及其制作方法。
背景技术
随着智能手机、平板电脑和可穿戴式设备等电子产品向小型化、多功能化方向发展，柔性电路板也需要满足高密度化的要求。改进型半加成法(MSAP)是一种较为常见的制作高密度柔性电路板的工艺。MSAP采用在聚酰亚胺(PI)基材表面压合超薄底铜，将底铜减薄到所需厚度，然后压合干膜，利用曝光显影技术在底铜上方形成电镀铜层，然后撕除干膜，再将位于电镀铜层之间的底铜蚀刻去除。
然而，在底铜的蚀刻过程中，电镀铜层的侧壁也可能会被蚀刻，造成线路线距增加而难以获得高密度的柔性电路板。而且，由于底铜一般为电解铜，本身材质比电镀铜致密，二者腐蚀速率的差异会导致铜线路底部产生侧蚀(undercut)现象，造成线路歪斜。再者，PI基材表面具有一定的粗糙度，而且PI基材表面通常通过溅射的方式形成种子层以克服底铜与PI基材的附着力不佳的问题，而该种子层在后续的蚀刻过程中较难去除，导致残留而引发短路风险。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种柔性电路板及其制作方法，能够解决以上问题。
本发明提供一种柔性电路板的制作方法，其包括：提供一绝缘的聚酰亚胺基材，所述聚酰亚胺基材中形成有至少一贯穿的通孔；在所述通孔的内壁以及所述聚酰亚胺基材的表面形成一聚酰亚胺导电膜，所述聚酰亚胺导电膜包括位于所述通孔的内壁的第一聚酰亚胺导电层以及除所述第一聚酰亚胺导电层之外的一第二聚酰亚胺导电层；在所述第二聚酰亚胺导电层远离所述聚酰亚胺基材的每一表面上覆盖一感光层；利用曝光显影技术在每一感光层中形成图形开口，所述图形开口用于暴露形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔以及部分所述第二聚酰亚胺导电层；在所述第二聚酰亚胺导电层所暴露的部分上镀铜以形成两导电线路层，并在形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔中镀铜以形成电性连接所述两导电线路层的导电部；移除每一感光层以暴露位于所述导电线路层的线路开口；蚀刻所述第二聚酰亚胺导电层与所述线路开口对应的部分以及所述聚酰亚胺基材的每一表面与所述线路开口对应的部分，蚀刻后的所述聚酰亚胺基材的表面形成与所述线路开口对应的凹槽；以及在每一导电线路层远离所述聚酰亚胺基材的表面覆盖一覆盖膜，然后压合所述覆盖膜以使其流动至所述凹槽，从而制得所述柔性电路板。
本发明还提供一种柔性电路板，包括：一聚酰亚胺基材，开设有贯穿的至少一通孔，所述聚酰亚胺基材相对的两表面均形成有凹槽；一聚酰亚胺导电膜，形成于所述聚酰亚胺基材相对的两表面除所述凹槽之外的部分以及所述通孔的内壁上，所述聚酰亚胺导电膜包括位于所述通孔的内壁的第一聚酰亚胺导电层以及除所述第一聚酰亚胺导电层之外的一第二聚酰亚胺导电层；两导电线路层，形成于所述第二聚酰亚胺导电层远离所述聚酰亚胺基材的表面，每一导电线路层具有与所述凹槽位置对应的线路开口，其中，形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔中具有导电部以电性连接所述两导电线路层；以及两覆盖膜，形成于所述两导电线路层远离所述聚酰亚胺基材的表面，所述覆盖膜填充至所述凹槽。
与现有技术相比，以上覆铜基板的制作过程为全加成法，通过在聚酰亚胺基材上形成聚酰亚胺导电膜以使所述聚酰亚胺基材的表面金属化，而在蚀刻位于所述导电线路层之间的聚酰亚胺导电膜的过程中，不会对导电线路层进行蚀刻，这在保证较小的线距的同时可避免侧蚀现象产生；再者，所述聚酰亚胺基材的每一表面与所述线路开口对应的部分也会被蚀刻而形成凹槽，从而确保导电线路层之间的聚酰亚胺导电膜被蚀刻去除，避免部分残留造成引发短路风险。
附图说明
图1是本发明一较佳实施方式提供的柔性电路板的制作方法的流程图。
图2为图1所示的制作方法所使用的聚酰亚胺基材的剖视图。
图3为在图2所示的聚酰亚胺基材中开设通孔后的剖视图。
图4为在图3所示的通孔内壁以及聚酰亚胺基材表面形成聚酰亚胺导电膜后的剖视图。
图5为在图4所示的聚酰亚胺导电膜的第二聚酰亚胺导电层上覆盖两感光层后的剖视图。
图6为对图5所示的感光层进行曝光处理后的剖视图。
图7为对图6所示的感光层进行显影处理以形成图形开口后的剖视图。
图8为在图7所示的聚酰亚胺导电膜的第二聚酰亚胺导电层所暴露的部分镀铜以形成导电线路层后的剖视图。
图9为将图8所示的感光层移除后的剖视图.
图10为蚀刻图9所示的第二聚酰亚胺导电层以及聚酰亚胺基材后的剖视图。
图11为在图10所示的导电线路层的表面覆盖覆盖膜后得到的柔性电路板的剖视图。
主要元件符号说明
聚酰亚胺基材 10
通孔 11
凹槽 12
聚酰亚胺导电膜 20
第一聚酰亚胺导电层 21
第二聚酰亚胺导电层 22
感光层 30
图形开口 31
导电线路层 40
导电部 41
线路开口 42
覆盖膜 50
柔性电路板 100
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施方式提供一种柔性电路板100的制作方法，其包括如下步骤：
步骤S1，请参阅图2，提供一绝缘的聚酰亚胺(polyimide，PI)基材10。
步骤S2，请参阅图3，在所述聚酰亚胺基材10中形成至少一贯穿的通孔11。
在本实施方式中，通过激光打孔的方式形成所述通孔11。
步骤S3，请参阅图4，在所述通孔11的内壁以及所述聚酰亚胺基材10的表面形成一聚酰亚胺导电膜20，以使所述聚酰亚胺基材10的表面金属化。所述聚酰亚胺导电膜20包括位于所述通孔11的内壁的第一聚酰亚胺导电层21以及除所述第一聚酰亚胺导电层21之外的一第二聚酰亚胺导电层22。
在本实施方式中，所述聚酰亚胺导电膜20中混合有金属或金属氧化物颗粒。所述聚酰亚胺导电膜20可采用原位分散法、原位沉积法、溶胶-凝胶法以及表面改性离子交换法中的其中一种形成。
所述原位分散法具体为：提供一具有较低粘度的聚酰胺酸溶液作为聚酰亚胺前驱体，将带有金属或金属氧化物颗粒的分散剂加入至所述聚酰胺酸溶液中以得到一混合物，然后将所述混合物流延成膜并在一定温度下热亚胺化，从而得到所述聚酰亚胺导电膜20。所述原位分散法还可具体为：提供一聚酰胺酸溶液，将金属或金属氧化物颗粒加入至所述聚酰亚胺溶液中以得到一混合物，然后在所述通孔11的内壁以及所述聚酰亚胺基材10的表面涂布该混合物并进行热处理，使得聚酰胺酸溶液中的溶剂挥发且聚酰胺酸发生酰亚胺环化反应生成聚酰亚胺，从而得到所述聚酰亚胺导电膜20。
所述原位沉积法具体为：提供一聚酰胺酸溶液作为聚酰亚胺前驱体，将金属盐加入至所述聚酰胺酸溶液中以制得一混合物，然后流延成膜并进行热处理，使得聚酰胺酸发生酰亚胺环化反应生成聚酰亚胺，同时金属盐原位分解形成金属或金属氧化物颗粒，从而得到所述聚酰亚胺导电膜20。
所述溶胶-凝胶法具体为：提供一具有较低粘度的聚酰胺酸溶液作为聚酰亚胺前驱体，将金属有机醇盐加入至所述聚丙烯酸溶液或聚酰亚胺溶液中以得到一混合物，然后流延成膜并进行热处理，使得聚酰胺酸发生酰亚胺环化反应生成聚酰亚胺，同时有机金属醇盐经过溶胶-凝胶过程水解形成金属氧化物，从而得到所述聚酰亚胺导电膜20。
所述表面改性离子交换法具体为：提供一聚酰胺酸的半干性薄膜作为聚酰亚胺前驱体，将所述半干性薄膜在一无机金属盐水溶液中进行离子交换，然后在张力作用下在空气中进行热处理，使得聚酰胺酸发生酰亚胺环化反应生成聚酰亚胺，同时金属离子被热诱导还原成金属并部分迁移聚集在所述半干性薄膜的两相对表面，从而形成双面高反射高导电的所述聚酰亚胺导电膜20。
其中，所述金属包括银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、铂(Pt)、金(Au)、钴(Co)、锂(Li)、锌(Zn)以及铝(Al)等中的至少一种。所述金属氧化物包括氧化银、氧化铜、氧化镍、氧化铅、氧化铂、氧化金、氧化钴、氧化锂、氧化锌以及氧化铝等中的至少一种。
步骤S4，请参阅图5，在所述第二聚酰亚胺导电层22远离所述聚酰亚胺基材10的每一表面上覆盖一感光层30。
在本实施方式中，所述感光层30为一干膜。
步骤S5，请参阅图6，对每一感光层30进行曝光处理。
具体地，先在每一感光层30上分别贴覆线路图案，然后对其进行紫外光照处理，从而使所述感光层30未被线路图案覆盖的区域因被紫外光线照射而固化(即被曝光)，而所述感光层30被线路图案覆盖的区域因未被紫外光线照射而没有被固化(即未被曝光)。
步骤S6，请参阅图7，对曝光后的每一感光层30进行显影处理，从而在每一感光层30中形成图形开口31，所述图形开口31用于暴露形成有所述第一聚酰亚胺导电层21的通孔11以及部分所述第二聚酰亚胺导电层22。
具体的，将覆盖有所述感光层30的产品浸泡于显影液中，每一感光层30未被曝光的区域因与显影液反应而被移除，从而形成所述图形开口31。所述显影液采用浓度为1％的NaCO3溶液。
步骤S7，请参阅图8，在所述第二聚酰亚胺导电层22所暴露的部分上镀铜以形成两导电线路层40，并在形成有所述第一聚酰亚胺导电层21的通孔11中镀铜以形成电性连接所述两导电线路层40的导电部41。
在本实施方式中，通过化学镀或电镀的方式形成所述导电线路层40。
步骤S8，请参阅图9，移除每一感光层30以暴露所述导电线路层40的线路开口42。
步骤S9，请参阅图10，蚀刻所述第二聚酰亚胺导电层22与所述线路开口42对应的部分以及所述聚酰亚胺基材10的每一表面与所述线路开口42对应的部分，蚀刻后的所述聚酰亚胺基材10的表面形成与所述线路开口42对应的凹槽12。
在本实施方式中，采用一碱性药水蚀刻所述第二聚酰亚胺导电层22和所述聚酰亚胺基材10。在蚀刻过程中，聚酰亚胺发生开环水解，而后被氧化剂氧化。更具体的，可通过控制氧化剂的含量、反应温度以及反应时间来控制所述聚酰亚胺基材10的蚀刻程度，即控制所述凹槽12的深度。
在另一实施方式中，采用激光蚀刻所述第二聚酰亚胺导电层22和所述聚酰亚胺基材10。所述激光可为二氧化碳激光或紫外激光。
步骤S10，请参阅图11，在每一导电线路层40远离所述聚酰亚胺基材10的表面覆盖一覆盖膜50，然后压合所述覆盖膜50以使其流动而填充至所述凹槽12，从而制得所述柔性电路板100。
以上覆铜基板100的制作过程为全加成法，通过在聚酰亚胺基材10上形成聚酰亚胺导电膜20以使所述聚酰亚胺基材10的表面金属化，从而提高所述聚酰亚胺基材10与所述导电线路层40之间的结合力，而在蚀刻位于所述导电线路层40之间的聚酰亚胺导电膜20的过程中(参以上步骤S9)，不会对导电线路层40进行蚀刻，这在保证较小的线距的同时可避免侧蚀现象产生。再者，所述聚酰亚胺基材10的每一表面与所述线路开口42对应的部分也会被蚀刻而形成凹槽12(参以上步骤S9)，从而确保导电线路层40之间的聚酰亚胺导电膜20被蚀刻去除，避免部分残留造成引发短路风险。
请参阅图11，本发明一较佳实施方式还提供一种柔性电路板100，其包括一聚酰亚胺基材10。所述聚酰亚胺基材10中开设有贯穿的至少一通孔11。所述聚酰亚胺基材10相对的两表面均形成有凹槽12。
所述聚酰亚胺基材10相对的两表面除所述凹槽12之外的部分以及所述通孔11的内壁上形成一聚酰亚胺导电膜20。所述聚酰亚胺导电膜20包括位于所述通孔11的内壁的第一聚酰亚胺导电层21以及除所述第一聚酰亚胺导电层21之外的一第二聚酰亚胺导电层22。
所述第二聚酰亚胺导电层22远离所述聚酰亚胺基材10的表面形成有两导电线路层40。每一导电线路层40具有与所述凹槽12位置对应的线路开口42。其中，形成有所述第一聚酰亚胺导电层21的通孔11中具有导电部41以电性连接所述两导电线路层40。
在每一导电线路层40远离所述聚酰亚胺基材10的表面覆盖有一覆盖膜50，所述覆盖膜50填充至所述凹槽12。
可以理解的是，以上实施例仅用来说明本发明，并非用作对本发明的限定。对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其它各种相应的改变与变形，都落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柔性电路板的制作方法，其包括：
提供一绝缘的聚酰亚胺基材，所述聚酰亚胺基材中形成有至少一贯穿的通孔；
在所述通孔的内壁以及所述聚酰亚胺基材的表面形成一聚酰亚胺导电膜，所述聚酰亚胺导电膜包括位于所述通孔的内壁的第一聚酰亚胺导电层以及除所述第一聚酰亚胺导电层之外的一第二聚酰亚胺导电层；
在所述第二聚酰亚胺导电层远离所述聚酰亚胺基材的每一表面上覆盖一感光层；
利用曝光显影技术在每一感光层中形成图形开口，所述图形开口用于暴露形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔以及部分所述第二聚酰亚胺导电层；
在所述第二聚酰亚胺导电层所暴露的部分上镀铜以形成两导电线路层，并在形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔中镀铜以形成电性连接所述两导电线路层的导电部；
移除每一感光层以暴露位于所述导电线路层的线路开口；
蚀刻所述第二聚酰亚胺导电层与所述线路开口对应的部分以及所述聚酰亚胺基材的每一表面与所述线路开口对应的部分，蚀刻后的所述聚酰亚胺基材的表面形成与所述线路开口对应的凹槽；以及
在每一导电线路层远离所述聚酰亚胺基材的表面覆盖一覆盖膜，然后压合所述覆盖膜以使其流动至所述凹槽，从而制得所述柔性电路板。
2.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，通过激光打孔的方式形成所述通孔。
3.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述聚酰亚胺导电膜中混合有金属或金属氧化物颗粒。
4.如权利要求3所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述聚酰亚胺导电膜采用原位分散法、原位沉积法、溶胶-凝胶法以及表面改性离子交换法中的其中一种形成。
5.如权利要求3所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，所述金属包括银、铜、镍、铅、铂、金、钴、锂、锌以及铝中的至少一种，所述金属氧化物包括氧化银、氧化铜、氧化镍、氧化铅、氧化铂、氧化金、氧化钴、氧化锂、氧化锌以及氧化铝中的至少一种。
6.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，通过化学镀或电镀的方式形成所述导电线路层。
7.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，采用碱性药水或激光技术蚀刻所述第二聚酰亚胺导电层和所述聚酰亚胺基材。
8.一种柔性电路板，包括：
一聚酰亚胺基材，开设有贯穿的至少一通孔，所述聚酰亚胺基材相对的两表面均形成有凹槽；
一聚酰亚胺导电膜，形成于所述聚酰亚胺基材相对的两表面除所述凹槽之外的部分以及所述通孔的内壁上，所述聚酰亚胺导电膜包括位于所述通孔的内壁的第一聚酰亚胺导电层以及除所述第一聚酰亚胺导电层之外的一第二聚酰亚胺导电层；
两导电线路层，形成于所述第二聚酰亚胺导电层远离所述聚酰亚胺基材的表面，每一导电线路层具有与所述凹槽位置对应的线路开口，其中，形成有所述第一聚酰亚胺导电层的通孔中具有导电部以电性连接所述两导电线路层；以及
两覆盖膜，形成于所述两导电线路层远离所述聚酰亚胺基材的表面，所述覆盖膜填充至所述凹槽。
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