CN109310014B - 刚性-柔性印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

刚性-柔性印刷电路板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种刚性‑柔性印刷电路板及其制造方法。根据本发明的一方面的刚性‑柔性印刷电路板包括：刚性部，包括柔性绝缘层及层叠于柔性绝缘层的刚性绝缘层；柔性部，柔性部与刚性部以连续交替的方式形成，并形成有暴露柔性绝缘层的开口部；以及内层导体图案层，形成于柔性绝缘层的一面，包括籽晶层及形成于籽晶层的电解镀覆层，籽晶层包括金属箔，籽晶层的一部分向开口部的内壁暴露，上表面与刚性绝缘层接触，籽晶层的一部分的厚度比内层导体图案层的厚度薄。

Description

刚性-柔性印刷电路板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种刚性-柔性印刷电路板及其制造方法。
背景技术
最近，随着平板电脑或智能手机等电子产品的需求增加，对于电子产品的小型化、薄型化及设计的重要性也在增加。因此，插入到电子产品的内部的印刷电路板的重要性越来越上升。
插入到需要挠性印刷电路板的电子产品的刚性-柔性(rigid flexible)印刷电路板是在柔性绝缘层选择性地形成刚性绝缘层的印刷电路板。
通常，在柔性绝缘层选择性地形成刚性绝缘层时，层叠流动性相对低的低流动(Low-flow)型(或不流动(No-flow)型)且预先形成有对应于柔性部的开口的预浸材料(prepreg)。
[现有技术文献]
[专利文献]
韩国公开专利第10-2005-0029042号(公开日：2006.10.13)
发明内容
本发明的目的在于提供一种提供利用普通预浸材料制造的刚性-柔性印刷电路板。
根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板包括：刚性部，包括柔性绝缘层及层叠于所述柔性绝缘层的刚性绝缘层；柔性部，以与所述刚性部连续交替的方式形成，并形成有暴露所述柔性绝缘层的开口部；以及内层导体图案层，形成于所述柔性绝缘层的一面，包括籽晶层及形成于所述籽晶层的电解镀覆层，所述籽晶层包括金属箔，所述籽晶层的一部分向所述开口部的内壁暴露，上表面与所述刚性绝缘层接触，所述籽晶层的所述一部分的厚度比所述内层导体图案层的厚度薄。
根据本发明的另一实施例的刚性-柔性印刷电路板包括柔性绝缘层及形成有开口部的刚性绝缘层，并划分为柔性部和刚性部，其中，所述刚性-柔性印刷电路板还包括在所述柔性绝缘层的一面依次形成的籽晶层及电解镀覆层，所述籽晶层包括金属箔，所述籽晶层被划分为：籽晶图案，与所述电解镀覆层对应；以及残留图案，一部分暴露于所述开口部的内壁，除了所述一部分之外的其余部分与所述刚性绝缘层接触。
根据本发明的另一实施例的刚性-柔性印刷电路板的制造方法包括如下步骤：在包括柔性部及刚性部的柔性绝缘层的一面形成包括籽晶层及电解镀覆层的内层导体图案层，其中，所述籽晶层包括以大于或等于所述柔性部的面积形成的阻挡图案；以覆盖所述内层导体图案层的方式在所述柔性部及所述刚性部形成刚性绝缘层；在所述刚性部形成外层导体图案层；以暴露阻挡图案的方式去除形成于所述柔性部的所述刚性绝缘层；以及去除暴露的所述阻挡图案。
根据本发明的刚性-柔性印刷电路板利用普通预浸材料制造。
并且，根据本发明的刚性-柔性印刷电路板通过内置摄像头模块而能够实现电子部件的薄型化。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的图。
图2是示出根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的图，并且是示出在腔室布置电子部件的形状的图。
图3至图15是依次示出用于说明根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的制造方法的制造工序的图。
符号说明
10：柔性覆铜板(FCCL) 20：第一掩膜
30：第二掩膜 100：柔性绝缘层
200：刚性绝缘层 300：内层导体图案层
310：籽晶层 311：残留图案
312：籽晶图案 313：阻挡图案
320：电解镀覆层 400：开口部
500：外层导体图案层 510：安置图案
520：引线键合焊盘 600：腔室
700：电子部件 800：阻焊层
810：开口 900：覆盖层
SL1：籽晶铜箔 SL2：无电解镀覆层
V1：内层过孔 VH1：内层通孔
V2：外层过孔 VH2：外层通孔
TV：贯通过孔 THV：贯通通孔
1000：印刷电路板
具体实施方式
本申请中使用的术语仅仅为了对特定实施例进行说明而使用，其目的不在于限制本发明。在文章中没有明确的不同含义的情况下，单数的表述包括复数的表述。本申请中，“包括”或“具有”等术语用于指定在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，且不排除一个或以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。并且，在说明书全文中，“位于……上”表示位于对向部分的上方或下方，不一定非得表示位于以重力方向为基准的上侧位置。
并且，“结合”以如下的含义使用，在各个构成要素之间的关系中，不仅包括各个构成要素之间直接物理接触的情形，还包括其他构成夹设于各个构成要素之间而使构成要素分别接触于其他构成的情形。
附图中示出的各构成的大小及厚度为了说明的便利而被任意地示出，本发明不必限于图示的内容。
以下，参照附图对根据本发明的刚性-柔性印刷电路板的实施例进行详细的说明，在参照附图进行说明时，给相同或对应的构成要素赋予相同的附图符号，并省略对此的重复的说明。
刚性-柔性印刷电路板
图1是示出根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的图，图2是示出根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的图，并且是示出在腔室布置电子部件的形状的图。
参照图1及图2，根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板1000包括刚性部R、柔性部F、内层导体图案层300。根据本实施例的刚性-柔性印刷电路板1000还可以包括腔室600、外层导体图案层500、阻焊层800及电子部件700。
刚性部R包括柔性绝缘层100及层叠于柔性绝缘层100的刚性绝缘层200。柔性部F与刚性部R以连续交替的方式(alternately)形成，并且形成有用于使柔性绝缘层100暴露的开口部400。
参考图1，柔性部F对应于没有形成刚性绝缘层200的区域，刚性部R对应于形成有刚性绝缘层200的区域。
在柔性部F形成有暴露柔性绝缘层100的开口部400。开口部400通过将形成于柔性部F的刚性绝缘层200去除而形成。
柔性绝缘层100可以由聚酰亚胺(polyimide、PI)薄膜形成，但不限于此。
如图1所示，柔性绝缘层100跨越柔性部F和刚性部R而以连续交替的方式形成。因此，本实施例的柔性部F和刚性部R借助柔性绝缘层100而以连续交替的方式形成。
刚性绝缘层200可以由包括环氧树脂等绝缘树脂的预浸材料(Prepreg，PPG)形成。或者，刚性绝缘层200可以由包括环氧树脂等绝缘树脂的ABF等增层薄膜形成。或者，刚性绝缘层200也可以是包括感光性电绝缘树脂的感光性绝缘层。
刚性绝缘层200可以包括被包含于电绝缘树脂的加固材料。加固材料可以是玻璃布(glass cloth)、玻璃纤维、无机填料及有机填料中的至少任意一个。加固材料可以加固刚性绝缘层200的刚性，并降低热膨胀系数。
无机填料可以使用从由二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、硫酸钡(BaSO4)、滑石、泥土、云母粉、氢氧化铝(AlOH3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、硼酸铝(AlBO3)、钛酸钡(BaTiO3)和锆酸钙(CaZrO3)构成的群中选择的至少一个。
不同于通常的情况，应用于本实施例的刚性绝缘层200可以利用普通预浸材料而形成，而非低流动(Low-flow)类型的预浸材料。与以往不同地，在本发明的情况下，刚性绝缘层200在将普通预浸材料形成于柔性部F及刚性部R后，通过后续工序而去除形成于柔性部F的刚性绝缘层200，从而仅形成于刚性部R。因此，对于本实施例而言，相比于以往，可以减少未对准引起的不良率。
内层导体图案层300包括，包括金属箔SL1的籽晶层310以及形成于籽晶层310的电解镀覆层320，并形成于柔性绝缘层100的一面。内层导体图案层300包括过孔焊盘(viapad)、信号图案、电源图案(power pattern)、接地图案及外部连接端子中的至少一个。
籽晶层310包括残留图案311，所述残留图案311的一部分向开口部400的内壁暴露，并且上表面与刚性绝缘层200接触。即，残留图案311的包括一侧面的一部分暴露于开口部400的内壁，而且残留图案311的除了上述一部分以外的其余部分被填埋于刚性部R的刚性绝缘层200。
对于残留图案311而言，与籽晶层310的其他部分(如籽晶图案312)不同地，在上部不形成电解镀覆层320。虽未图示，但是残留图案311的宽度以对应于柔性绝缘层100的宽度的方式形成。
残留图案311通过去除阻挡图案(图8的313)的被暴露的部分而形成。在下文中对此进行说明。
根据本实施例内层导体图案层300通过改良型半加成法(Modified SemiAdditive Process，MSAP)工艺形成。因此，籽晶层310包括籽晶金属箔SL1。并且，籽晶层310可以根据情况而包括无电解镀覆层SL2。籽晶金属箔SL1可以由铜形成，但不限于此。无电解镀覆层SL2可以是无电解镀铜层，但不限于此。
电解镀覆层320通过将籽晶层310作为供电层的电解镀覆而形成。电解镀覆层320形成于籽晶层310。具体地，电解镀覆层320以对应于籽晶图案312的方式形成，但不形成于残留图案311上。
电解镀覆层320可以由电学特性优良的铜(Cu)、银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)等形成。
腔室600贯通柔性绝缘层100及刚性绝缘层200。即，腔室600形成于刚性部R。腔室600是用于将摄像头模块等电子部件700布置在根据本实施例的刚性-柔性印刷电路板1000的构成。
以往的情况下，相机模块之类的电子部件贴装于刚性-柔性印刷电路板的表面，但是根据本发明，电子部件700布置于贯通柔性绝缘层100及刚性绝缘层200的腔室600。因此，根据本实施例的刚性-柔性印刷电路板1000可以将电子部件薄型化。
外层导体图案层500包括覆盖腔室600的一侧的安置图案510，且形成于刚性绝缘层200。外层导体图案层500还包括过孔焊盘、信号图案、电源图案、接地图案及外部连接端子中的至少一个。外层导体图案层500包括作为外部连接端子而用于将电子部件700引线键合的引线键合焊盘520。
外层导体图案层500可以通过半添加法(Semi additive)、消减法(Subtractive)或者MSAP中的一个而形成。在外层导体图案层500通过半添加法形成的情况下，外层导体图案层500可以形成为由籽晶层及电解镀覆层构成的两层结构。
外层导体图案层500可以由电学特性优良的铜(Cu)、银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)等形成。
安置图案510封闭腔室的一侧。布置于腔室600的电子部件700安置于安置图案510。
在引线键合焊盘520可以形成有表面处理层。表面处理层通过镀覆无电镀镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG)、无电镀镍/无电镀钯浸金(ElectrolessNi/Electroless Pd/Immersion Gold，ENEPIG)而形成，并且可以包括镍(Ni)、钯(Pd)及金(Au)中的至少一个。或者，表面处理层可以是有机可焊性保护(Organic SolderabilityPreservative)层。
阻焊层800以覆盖外层导体图案层500的方式形成于刚性绝缘层200，并形成有暴露外层导体图案层500的至少一部分的开口810。开口810可以暴露引线键合焊盘520。
阻焊层800可以包括感光性绝缘树脂，但不限于此。在阻焊层800包括感光性绝缘树脂的情况下，阻焊层800的开口810可以通过光刻工序而形成。与此不同地，在阻焊层800包括热固性绝缘树脂或热塑性绝缘树脂的情况下，开口810可以通过激光钻孔而形成。
根据本实施例的刚性-柔性印刷电路板1000可以包括内层过孔(via)V1，所述内层过孔V1贯通柔性绝缘层100而连接分别形成于柔性绝缘层100的两面的内层导体图案层300。在此情况下，籽晶层310不仅包括籽晶金属箔SL1，还包括无电解镀覆层SL2。
并且，根据本实施例的刚性-柔性印刷电路板1000可以包括贯通刚性绝缘层200而连接内层导体图案层300和外层导体图案层500的外层过孔V2。
并且，根据本实施例的刚性-柔性印刷电路板1000可以包括贯通过孔TV，所述贯通过孔TV贯通柔性绝缘层100及刚性绝缘层200而连接以图1为基准而形成于上部的外层导体图案层500和形成于下部的外层导体图案层500。
另外，图1及图2示出了刚性绝缘层200在柔性绝缘层100的两面分别形成有一层的情形，但这只是示例性的。根据设计上的需求，在柔性绝缘层100的两面分别形成的刚性绝缘层200可以形成为多个。
刚性-柔性印刷电路板的制造方法
图3至图15是依次示出用于说明根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的制造方法的制造工序的图。
参照图3至图15，根据本发明的一实施例的刚性-柔性印刷电路板的制造方法包括如下步骤：在包括柔性部及刚性部的柔性绝缘层的一面形成包括籽晶层及电解镀覆层的内层导体图案层，其中，籽晶层包括以大于或等于柔性部的面积形成的阻挡图案；以覆盖内层导体图案层的方式在柔性部及刚性部形成刚性绝缘层；在刚性部形成外层导体图案层；去除形成于柔性部的刚性绝缘层，以暴露阻挡图案；以及去除暴露的阻挡图案。
首先，参考图3至图8，在包括柔性部及刚性部的柔性绝缘层的一面形成包括籽晶层及电解镀覆层的内层导体图案层。在此，籽晶层包括以大于或等于柔性部的面积形成的阻挡图案。
参考图3，准备在柔性绝缘层100的两面形成有籽晶铜箔SL1的柔性覆铜板(Flexible Copper Clad Laminate，FCCL)10。
参考图4，在FCCL 10形成用于形成内层过孔的内层通孔(via hole)VH1。内层通孔VH1可以通过激光钻孔或者机械钻孔而形成。或者，可以通过蚀刻选择性地去除籽晶铜箔SL1而暴露柔性绝缘层100的一部分，然后对柔性绝缘层100执行激光钻孔或机械钻孔而形成内层通孔VH1。
参考图5，在包括内层通孔VH1的FCCL 10的表面形成无电解镀覆层SL2，然后选择性地通过电解镀覆而形成电解镀覆层320。此时，内层过孔V1可以一起形成。
无电解镀覆层SL2可以由无电解镀铜液形成而包括铜，但不限于此。
另外，虽然没有具体地示出，但是在形成电解镀覆层320时，可以利用仅暴露用于形成电解镀覆层320的区域的阻镀剂。阻镀剂可以在形成干膜(dry film)等感光性物料后执行光刻工序而形成。
参考图6，以覆盖柔性绝缘层100的柔性部F的方式形成第一掩膜20。第一掩膜20可以通过以下方式形成，在将干膜层叠于FCCL 10之后，通过光刻工序而仅使覆盖柔性部100的区域残留。
参考图7，将未被第一掩膜20覆盖的区域的无电解镀覆层SL2及籽晶铜箔SL1去除。在无电解镀覆层为无电解镀铜层的情况下，可以利用铜蚀刻液而将无电解镀覆层及籽晶铜箔一同去除。本步骤可以通过湿式蚀刻、闪光蚀刻或者快速蚀刻而进行。通过去除未被第一掩膜20覆盖的区域的无电解镀覆层SL2及籽晶铜箔SL1而形成上述阻挡图案313。
参考图8，去除第一掩膜20。
据此，可以形成包括以大于或等于柔性部100的面积形成的阻挡图案313的籽晶层310。阻挡图案313对柔性绝缘层100进行保护，以使柔性绝缘层100不在后述的刚性绝缘层200去除工序中被去除。
然后，参考图9，以覆盖内层导体图案层的方式在柔性部及刚性部形成刚性绝缘层。
与以往不同地，刚性绝缘层200形成于柔性部100及刚性部200整体。因此，与以往不同地，不发生在形成刚性绝缘层200时发生的对准(Alignment)不良。并且，与以往不同地，也不发生刚性绝缘层200的树脂流出到柔性部F的问题。
刚性绝缘层R可以利用低流动类型的预浸材料，但是也可以使用普通预浸材料。对于后者而言，可以相比于前者而减少生产成本。刚性绝缘层R可以包括热固性绝缘树脂或感光性绝缘树脂。
刚性绝缘层R可以通过将用于形成刚性绝缘层的绝缘薄膜层叠而形成。
然后，参考图10，在刚性绝缘层形成用于形成外层过孔的外层通孔，并在刚性绝缘层及柔性绝缘层形成用于形成贯通过孔的贯通通孔。
外层通孔VH2及贯通通孔TVH可以分别通过激光钻孔或机械钻孔而形成。在刚性绝缘层200包括感光性绝缘树脂的情况下，外层通孔VH2可以通过光刻工序而形成。
然后，参考图11，形成外层导体图案层。
外层导体图案层500可以通过如下方式形成，在包括外层通孔VH2及贯通通孔TVH的内壁的刚性绝缘层200的表面形成无电解镀覆层，然后将无电解镀覆层作为供电层而实施电解镀覆。此时，外层过孔V2及贯通过孔TV可以同时形成。
外层导体图案层500包括用于将通过后述的工序而形成的腔室600的一侧封闭的安置图案510。
然后，参考图12及图13，将形成于柔性部的刚性绝缘层去除以暴露阻挡图案。
参考图12，在除了腔室形成区域以及对应于柔性部的区域以外的刚性绝缘层200的一面形成第二掩膜30。第二掩膜30可以是干膜等有机材料，或者是金属箔等无机材料。在第二掩膜30形成有与腔室形成区域及柔性部对应的开口。
参考图13，通过第二掩膜30的开口去除刚性绝缘层200及柔性绝缘层100，从而形成腔室600。此时，安置图案510在形成腔室600时起到阻挡件(stopper)的作用。腔室600可以通过喷砂(sand blast)而形成，但不限于此。即，可以通过激光钻孔、机械钻孔或化学蚀刻而形成腔室600。
参考图13，在形成腔室600的同时或不同时间，形成于柔性部F的刚性绝缘层200可以被去除。在去除形成于柔性部F的刚性绝缘层200时，阻挡图案313起到阻挡件的功能。形成于柔性部F的刚性绝缘层200可以通过喷砂而形成。但不限于此。即，可以通过激光钻孔、机械钻孔或化学蚀刻而使形成于柔性部F的刚性绝缘层200被去除。
然后，参考图14，去除被暴露的阻挡图案313。即，去除阻挡图案313中的上表面没有被刚性绝缘层200或电解镀覆层320覆盖而暴露于外部的部分。阻挡图案313是籽晶层310的一部分，因此包括无电解镀覆层SL2和籽晶铜箔SL1。去除暴露的阻挡图案313可以通过湿式蚀刻、闪光蚀刻或者快速蚀刻而进行。
通过去除阻挡图案313的被暴露的部分而形成对应于电解镀覆层320的籽晶图案312和被刚性绝缘层200覆盖的残留图案311。
然后，参考图15，在刚性绝缘层形成阻焊层，并以覆盖形成于柔性部的内层导电图案层的方式在柔性部形成覆盖层。
阻焊层800及覆盖层900可以将用于形成阻焊层的薄膜以及用于形成覆盖层的薄膜分别层叠而形成。
虽未图示，但是可以通过此后的工序而在导体图案层500的引线键合焊盘520及安置图案510形成表面处理层。
以上，对本发明的一实施例进行了说明，但是在本技术领域具有基本知识的人可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想的范围内，通过构成要素的附加、变更或删除等而将本发明多样地修改及变更，这也应被认为包含于本发明的权利范围内。

Claims (10)

1.一种刚性-柔性印刷电路板，包括：
刚性部，包括柔性绝缘层及层叠于所述柔性绝缘层的刚性绝缘层；
柔性部，柔性部与所述刚性部以连续交替的方式形成，并形成有暴露所述柔性绝缘层的开口部；以及
内层导体图案层，形成于所述柔性绝缘层的一面，包括籽晶层及形成于所述籽晶层的电解镀覆层，所述籽晶层包括金属箔，
在所述刚性部和所述柔性部均形成有所述内层导体图案层，
对形成于所述刚性部的所述籽晶层的一部分而言，其一侧面向所述开口部的内壁暴露，并且从形成于所述柔性部的所述内层导体图案层隔开，其上表面与所述刚性绝缘层接触，
所述籽晶层的所述一部分的厚度比形成于所述柔性部的所述内层导体图案层的厚度薄。
2.如权利要求1所述的刚性-柔性印刷电路板，其中，包括：
腔室，形成于所述刚性部，贯通所述柔性绝缘层及所述刚性绝缘层；以及
外层导体图案层，包括覆盖所述腔室的一侧的安置图案，并形成于所述刚性绝缘层。
3.如权利要求1所述的刚性-柔性印刷电路板，其中，
所述籽晶层还包括无电解镀覆层。
4.如权利要求2所述的刚性-柔性印刷电路板，其中，还包括：
阻焊层，以覆盖所述外层导体图案层的方式形成于所述刚性绝缘层，并形成有暴露所述外层导体图案层的至少一部分的开口。
5.如权利要求2所述的刚性-柔性印刷电路板，其中，还包括：
电子部件，布置于所述腔室而被安置于所述安置图案。
6.一种刚性-柔性印刷电路板，包括柔性绝缘层及形成有开口部的刚性绝缘层，并划分为柔性部和刚性部，其中，
所述刚性-柔性印刷电路板还包括在所述柔性绝缘层的一面依次形成的籽晶层及电解镀覆层，
所述籽晶层包括金属箔，
所述籽晶层被划分为：
籽晶图案，与所述电解镀覆层对应；以及
残留图案，一侧面向所述开口部的内壁暴露，除了所述一侧面之外的其余表面与所述刚性绝缘层接触，
在所述刚性部和所述柔性部均形成有所述籽晶图案，
所述残留图案的向所述开口部的内壁暴露的所述一侧面从形成于所述柔性部的所述籽晶图案隔开。
7.如权利要求6所述的刚性-柔性印刷电路板，其中，还包括：
腔室，形成于所述刚性部，且贯通所述柔性绝缘层及所述刚性绝缘层；以及
外层导体图案层，以封闭所述腔室的一侧的方式形成于所述刚性绝缘层。
8.一种刚性-柔性印刷电路板的制造方法，包括如下步骤：
在包括柔性部及刚性部的柔性绝缘层的一面形成包括籽晶层及电解镀覆层的内层导体图案层，其中，所述籽晶层包括以大于所述柔性部的面积形成的阻挡图案；
以覆盖所述内层导体图案层的方式在所述柔性部及所述刚性部形成刚性绝缘层；
在所述刚性部形成外层导体图案层；
去除形成于所述柔性部的所述刚性绝缘层，以暴露阻挡图案；以及
局部地去除暴露于所述柔性部的所述阻挡图案，以形成残留图案和籽晶图案，所述残留图案的上表面与所述刚性绝缘层接触，所述残留图案的一侧面向去除所述柔性部中的所述刚性绝缘层而形成的开口部的内壁暴露，所述籽晶图案从所述残留图案的所述一侧面隔开且对应于所述电解镀覆层。
9.如权利要求8所述的刚性-柔性印刷电路板的制造方法，其中，
去除形成于所述柔性部的所述刚性绝缘层的步骤通过喷砂工序而执行。
10.如权利要求8所述的刚性-柔性印刷电路板的制造方法，其中，
去除形成于所述柔性部的所述刚性绝缘层的步骤包括如下步骤：
在所述刚性部形成贯通所述刚性绝缘层和所述柔性绝缘层的腔室，
其中，形成所述腔室的步骤通过喷砂工序而执行。
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