CN110099522A - 卷对卷柔性线路板及其快速加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种卷对卷柔性线路板及其快速加工方法，本发明的快速加工方法首先提供一基板层，接着形成一布线层于基板层上，然后对布线层进行表面金属处理，经表面金属处理的所述第一布线层通过焊接以提供一第一金属化合物层，最后利用涂布方式形成一增层绝缘层于经表面金属处理的布线层上，以使增层绝缘层填满经表面金属处理的布线层的镂空处。借此，能突破现有的制造方法的限制。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性线路板及其制造方法，特别是涉及一种卷对卷柔性线路板及其快速加工方法。
背景技术
近年来，随着各种电子产品的设计趋向轻薄短小，电子产品内部所使用的印刷电路板(printed circuit board，PCB)与电子零件相对也要小型化和轻量化。为了增加印刷电路板内部的线路布设空间，目前已经有许多制造方法是将复数布线层堆栈而构成多层式线路结构，并在其中设置导电结构用以导通各层的线路，此即所谓的增层法(build-upmethod)。
更进一步来说，现有的增层法多以半固化胶片(prepreg)来形成上、下层线路之间的绝缘介质，也就是先将半固化胶片压合于一布线层上，并使其固化形成绝缘介质层，再于绝缘介质层上制作另一布线层。然而，由于每一次的线路增层所使用的半固化胶片通常是从整卷胶片上裁出预定的形状和尺寸，故所形成的绝缘介质层的厚度都是固定不变的，以致于无法满足不同层内线路的电气性能的需要。除此之外，半固化胶片即便是在压合时，其间隙填充能力仍然不佳，而不利于填满线路之间的间隙，故所形成的绝缘介质层内会出现气泡缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种提高制程能力的卷对卷柔性线路板及其快速加工方法。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是：一种卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其包括：提供一基板层；形成一第一布线层于所述基板层上；对所述第一布线层进行表面金属处理，经表面金属处理的所述第一布线层通过焊接以提供一第一金属化合物层；以及利用涂布方式形成一第一增层绝缘层于经表面金属处理的所述第一布线层上，以使所述第一增层绝缘层填满经表面金属处理的所述第一布线层的一镂空处。
在本发明的一实施例中，所述卷对卷柔性线路板的快速加工方法还包括：形成一第二布线层于所述第一增层绝缘层上；对所述第二布线层进行表面金属处理，经表面金属处理的所述第二布线层通过焊接以提供一第二金属化合物层；以及利用涂布方式形成一第二增层绝缘层于经表面金属处理的所述第二布线层上，以使所述第二增层绝缘层填满经表面金属处理的所述第二布线层的一镂空处。
在本发明的一实施例中，在对所述第一布线层进行表面金属处理的步骤中，所述第一布线层的表面上形成有一第一表面金属层。在对所述第二布线层进行表面金属处理的步骤中，所述第二布线层的表面上形成有一第二表面金属层。所述第一表面金属层与所述第二表面金属层的材质为镍或锡。
在本发明的一实施例中，所述第一表面金属层与所述第二表面金属层的厚度介于2微米至10微米之间。
在本发明的一实施例中，所述第一表面金属层覆盖所述第一布线层的一部分。所述第二表面金属层覆盖所述第二布线层的一部分。
在本发明的一实施例中，所述第一布线层具有一第一焊接部，且所述第一表面金属层覆盖所述第一焊接部。所述第二布线层具有一第二焊接部，且所述第二表面金属层覆盖所述第二焊接部。
在本发明的一实施例中，在形成所述第二增层绝缘层的步骤中，通过涂布以使所述第二增层绝缘层的厚度不同于所述第一增层绝缘层的厚度。
在本发明的一实施例中，所述第一增层绝缘层与所述第二增层绝缘层的材质为聚酰亚胺或液晶聚合物。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是：一种卷对卷柔性线路板，其包括一基板层、一第一布线层、一第一表面金属层以及一第一增层绝缘层。所述第一布线层形成于所述基板层上；所述第一表面金属层形成于所述第一布线层上，其中所述第一表面金属层的表面上通过焊接而形成一第一金属化合物层；所述第一增层绝缘层形成于所述第一表面金属层上，且填满所述第一布线层的一镂空处。
在本发明的一实施例中，所述卷对卷柔性线路板还包括一第二布线层、一第二表面金属层以及一第二增层绝缘层。所述第二布线层形成于所述第一增层绝缘层上；所述第二表面金属层形成于所述第二布线层上，其中所述第二表面金属层的表面上通过焊接而形成一第二金属化合物层；所述第二增层绝缘层形成于所述第二表面金属层上，且填满所述第二布线层的一镂空处。
在本发明的一实施例中，所述第一表面金属层与所述第二表面金属层的材质为镍或锡。
在本发明的一实施例中，所述第一表面金属层与所述第二表面金属层的厚度介于2微米至10微米之间。
在本发明的一实施例中，所述第一表面金属层覆盖所述第一布线层的一部分。所述第二表面金属层覆盖所述第二布线层的一部分。
在本发明的一实施例中，所述第一布线层具有一第一焊接部，且所述第一表面金属层覆盖所述第一焊接部。所述第二布线层具有一第二焊接部，且所述第二表面金属层覆盖所述第二焊接部。
在本发明的一实施例中，所述第二增层绝缘层的厚度不同于所述第一增层绝缘层的厚度。
在本发明的一实施例中，所述第一增层绝缘层与所述第二增层绝缘层的材质为聚酰亚胺或液晶聚合物。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其能通过“对布线层进行表面金属处理，使其能于焊接时在表面上形成良性的IMC层”以及“利用涂布方式形成增层绝缘层，以使其填满布线层的镂空处”的技术方案，以提高柔性线路板的信赖性，并使柔性线路板更具实用性。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤流程图；
图2为第一次执行本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤S102的制造过程示意图；
图3为第一次执行本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤S104的制造过程示意图；
图4为第一次执行本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤S106的制造过程示意图；
图5显示根据步骤S104形成的布线层，其表面上通过焊接而形成金属化合物层；
图6为第二次执行本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤S102的制造过程示意图；
图7为第二次执行本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤S104的制造过程示意图；
图8为第二次执行本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤S106的制造过程示意图；
图9为根据本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法所得到的一种卷对卷柔性线路板的结构示意图；
图10为根据本发明的卷对卷柔性线路板的快速加工方法所得到的另一种卷对卷柔性线路板的结构示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“卷对卷柔性线路板及其快速加工方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
请参阅图1至图8，图1为本发明一实施例的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的步骤流程图，图2至图8为本发明一实施例的卷对卷柔性线路板的快速加工方法的制造过程示意图。关于本实施例的卷对卷柔性线路板的快速加工方法(或称“多层线路板的卷制造方法”)，其至少包括下列几个步骤：步骤S100，提供一基板层；步骤S102，形成一布线层于基板层上；步骤S104，对布线层进行表面金属处理；以及步骤S106，利用涂布方式形成一增层绝缘层于经表面金属处理的布线层上。
在步骤S100中，如图2所示，基板层1可为单层结构，基板层1的材质可为聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)、液晶高分子(liquid crystal polyester，LCP)或聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)等，但并不限定于此。
在步骤S104中，如图2所示，可利用半加成法(semi-additive process，SAP)于基板层1的一面上形成一第一布线层2，用以构成内层线路与导电结构(如：导电接触垫)，但并不限定于此。更进一步来说，形成第一布线层2的方法可包括：先利用电镀(electroplating)工艺形成一金属镀层(图中未显示)，其中金属镀层全面覆盖基板层1，然后再依照设定的线路图案，利用微影(lithography)及蚀刻(etch)工艺将金属镀层图案化，但并不限定于此。
在其他实施例中，形成第一布线层2的方法可包括：先利用无电镀(electrolessplating)或溅镀(sputtering)工艺形成一界面层(或称种子层或触媒层，图中未显示)，其中界面层全面覆盖基板层1，并使金属镀层以界面层为媒介而形成于基板层1上，然后再利用微影(lithography)及蚀刻(etch)工艺将金属镀层图案化。或者，可依照设定的线路图案，利用喷涂(spraying)或印刷(printing)工艺形成一图案化的界面层，并使金属材料直接沉积于图案化的界面层上而完成线路的制作。界面层的材质可为钯-镍(Pd-Ni)或钯-聚合物(Pd-polymer)，但并不限定于此。
在步骤S104中，如图3所示，第一布线层2的表面上形成有一第一表面金属层3。第一表面金属层3可利用电镀或无电镀工艺而形成，第一表面金属层3的材质可为镍或锡，且厚度介于2微米至10微米之间。在步骤S106中，如图4所示，第一增层绝缘层4形成于第一表面金属层3上，且填满第一布线层2的镂空处。第一增层绝缘层4可由热固化绝缘材料所形成，而考虑到材料的物化特性(如：耐热性、机械特性、电气特性等)，本实施例采用聚酰亚胺或液晶高分子来形成第一增层绝缘层4，但并不限定于此。
值得说明的是，由于第一增层绝缘层4是先将其原料(如：绝缘材料组成物)涂布于第一表面金属层3上以形成湿膜，且于涂布过程中湿膜能将第一布线层2的镂空处填充并充实，然后再对湿膜进行热处理以使其形成干膜。因此，第一增层绝缘层4内不会有气泡产生，且第一增层绝缘层4的厚度可通过控制湿膜的厚度与干膜的厚度损耗来达到精准的控制，以及第一增层绝缘层4可根据实际需要而具有不同的厚度。
再者，如图5所示，第一表面金属层3能于焊接时，在焊接所需的热处理温度(如：100℃至260℃)下与焊料产生交互作用，而形成一良性的金属化合物(inter metalliccompound,IMC)层A，以增加第一布线层2与焊料S(如：锡球)之间的接合力。较佳地，第一表面金属层3的厚度介于2微米至10微米之间，金属化合物层A的材质可为铜-锡合金、镍-锡合金或铜-镍-锡合金，但并不限定于此。附带说明一点，于焊接时须在第一增层绝缘层4上形成一开口(图中未标号)，以使第一布线层2的一部分裸露。
值得说明的是，若第一表面金属层3的厚度低于2微米，则容易形成不良的IMC层，而不良的IMC层会损及焊料的机械强度与抗疲劳性(fatigue strength)，若第一表面金属层3的厚度高于10微米，则会造成焊料对第一布线层2的附着力降低。
本实施例中，如图4所示，第一表面金属层3是覆盖第一布线层2的全表面，但并不限定于此。在其他实施例中，第一表面金属层3可以只覆盖第一布线层2的部分表面，例如，如图5所示，第一布线层2具有一用于进行焊接的焊接部21，且第一表面金属层3只覆盖焊接部21。
在步骤S106结束之后，即完成第一次的线路增层。其中，第一布线层2形成于基板层1上；第一表面金属层3形成于第一布线层2上，其中第一布线层2能于焊接时，通过第一表面金属层3以在其表面上形成一金属化合物层A；第一增层绝缘层4形成于第一表面金属层3上，且填满第一布线层2的镂空处。
请参阅图6至图8，本实施例的卷对卷柔性线路板的快速加工方法在完成上述步骤之后，可再依照所需层数重复步骤S102至步骤S106数次，以制成柔性线路板Z1(即多层线路板)。例如，一般手机用电路板层数约为8至14层。更进一步来说，先形成一第二布线层5于第一增层绝缘层4上，再对第二布线层5进行表面金属处理，以在第二布线层5的表面上形成一第二表面金属层6，然后利用涂布方式形成一第二增层绝缘层7于第二表面金属层6上并填满第二布线层5的镂空处，如此即完成另一次的线路增层，依此类推。关于第二布线层5、第二表面金属层6与第二增层绝缘层7的具体实施方式与技术细节，和第一布线层2、第一表面金属层3与第一增层绝缘层4大致相同，故于此不再赘述。
虽然在本实施例的柔性线路板Z1中，如图7及图8所示，第二表面金属层6是覆盖第二布线层5的全表面，但是在其他实施例中，第二表面金属层6可以只覆盖第二布线层5的部分表面，例如，第二布线层5具有一用于进行焊接的焊接部(图中未显示)，且第二表面金属层6只覆盖焊接部。如此一来，第二表面金属层6也能于焊接时，在焊接所需的热处理温度下与焊料产生交互作用，而形成一良性的金属化合物层(图中未显示)，以增加第二布线层5与焊料(如：锡球)之间的接合力，从而提高柔性线路板Z1的信赖性。
依上所述，即完成第二次的线路增层。其中，第二布线层5形成于第一增层绝缘层4上；第二表面金属层6形成于第二布线层5上，其中第二布线层5能于焊接时，通过第二表面金属层6以在其表面上形成一金属化合物层；第二增层绝缘层7形成于第二表面金属层6上，且填满第二布线层5的镂空处。
再者，如图8所示，由于第二增层绝缘层7是利用涂布而形成，因此其能将第二布线层5的镂空处填充并充实，且通过控制湿膜的厚度与干膜的厚度损耗来达到精准的控制，能克服现有的制造方法“使用固定厚度的胶片来进行增层”的限制，使第二增层绝缘层7的厚度D1与第一增层绝缘层4的厚度D1不同，以满足电路不同的电气性能的要求。
请参阅图9，在其他实施例中柔性线路板Z2所包括的基板层1也可为多层结构，例如，基板层1可由一核心层11与一导电层12堆栈而成，其中导电层12形成于核心层11的上表面或下表面上。以软性铜箔基板(flexible copper clad laminate，FCCL)作为基板层1而言，核心层11为一聚酰亚胺层，且导电层12为一铜箔层，但并不限定于此。
请参阅图10，本实施例的柔性线路板的快速加工方法还能用于制作双面的柔性线路板Z3，也就是说，其能分别或同时于基板层1的上、下表面进行线路增层。例如，在步骤S102中，可以在基板层1的上、下表面上分别形成一第一布线层2；或者，在两个第一增层绝缘层4上分别形成一第二布线层5。在步骤S104中，可以对两个第一布线层2进行表面金属处理，以在两个第一布线层2的表面上分别形成一第一表面金属层3；或者，可以对两个第二布线层5进行表面金属处理，以在两个第二布线层5的表面上分别形成一第二表面金属层6。在步骤S106中，可以在两个第一表面金属层3上分别形成一第一增层绝缘层4，并使其填满第一布线层2的镂空处；或者，可以在两个第二表面金属层6上分别形成一第二增层绝缘层7，并使其填满第二布线层5的镂空处。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其能通过“对布线层进行表面金属处理，使其能于焊接时在表面上形成良性的IMC层”以及“利用涂布方式形成增层绝缘层，以使其填满布线层的镂空处”的技术特征，以提高柔性线路板的信赖性，并使柔性线路板更具实用性。
更进一步来说，由于增层绝缘层是利用涂布而形成，因此增层绝缘层能将布线层的镂空处填充并充实，以避免气泡产生。再者，增层绝缘层的厚度可通过控制湿膜的厚度与干膜的厚度损耗来达到精准的控制，且上、下层的增层绝缘层可具有不同的厚度，以满足不同层内线路的电气性能的需要。并且，涂布后的增层绝缘层可通过CCD和IR来检控外观及厚度。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (10)
1.一种卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，所述卷对卷柔性线路板的快速加工方法包括：
提供一基板层；
形成一第一布线层于所述基板层上；
对所述第一布线层进行表面金属处理，经表面金属处理的所述第一布线层通过焊接以提供一第一金属化合物层；以及
利用涂布方式形成一第一增层绝缘层于经表面金属处理的所述第一布线层上，以使所述第一增层绝缘层填满经表面金属处理的所述第一布线层的一镂空处。
2.根据权利要求1所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，所述卷对卷柔性线路板的快速加工方法还包括：
形成一第二布线层于所述第一增层绝缘层上；
对所述第二布线层进行表面金属处理，经表面金属处理的所述第二布线层通过焊接以提供一第二金属化合物层；以及
利用涂布方式形成一第二增层绝缘层于经表面金属处理的所述第二布线层上，以使所述第二增层绝缘层填满经表面金属处理的所述第二布线层的一镂空处。
3.根据权利要求2所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，在对所述第一布线层进行表面金属处理的步骤中，所述第一布线层的表面上形成有一第一表面金属层，其中，在对所述第二布线层进行表面金属处理的步骤中，所述第二布线层的表面上形成有一第二表面金属层，其中，所述第一表面金属层与所述第二表面金属层的材质为镍或锡。
4.根据权利要求3所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，所述第一表面金属层与所述第二表面金属层的厚度介于2微米至10微米之间。
5.根据权利要求4所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，所述第一表面金属层覆盖所述第一布线层的一部分，所述第二表面金属层覆盖所述第二布线层的一部分。
6.根据权利要求5所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，所述第一布线层具有一第一焊接部，且所述第一表面金属层覆盖所述第一焊接部，其中，所述第二布线层具有一第二焊接部，且所述第二表面金属层覆盖所述第二焊接部。
7.根据权利要求2所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，在形成所述第二增层绝缘层的步骤中，通过涂布以使所述第二增层绝缘层的厚度不同于所述第一增层绝缘层的厚度。
8.根据权利要求7所述的卷对卷柔性线路板的快速加工方法，其特征在于，所述第一增层绝缘层与所述第二增层绝缘层的材质为聚酰亚胺或液晶聚合物。
9.一种卷对卷柔性线路板，其特征在于，所述卷对卷柔性线路板包括：
一基板层；
一第一布线层，所述第一布线层形成于所述基板层上；
一第一表面金属层，所述第一表面金属层形成于所述第一布线层上，其中所述第一表面金属层的表面上通过焊接而形成一第一金属化合物层；以及
一第一增层绝缘层，所述第一增层绝缘层形成于所述第一表面金属层上，且填满所述第一布线层的一镂空处。
10.根据权利要求9所述的卷对卷柔性线路板，其特征在于，所述卷对卷柔性线路板还包括：
一第二布线层，所述第二布线层形成于所述第一增层绝缘层上；
一第二表面金属层，所述第二表面金属层形成于所述第二布线层上，其中所述第二表面金属层的表面上通过焊接而形成一第二金属化合物层；以及
一第二增层绝缘层，所述第二增层绝缘层形成于所述第二表面金属层上，且填满所述第二布线层的一镂空处。
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