CN116941333A - 柔性印刷电路基板及柔性印刷电路基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

柔性印刷电路基板具备基膜和第一布线。基膜具有第一面。第一布线直接或间接地配置在第一面上。第一布线具有第一层和第二层。第一层配置在第一面上。第二层覆盖第一层。在第一面上，在俯视观察时第一层的旁边形成有第一槽。位于第一层的侧面上的第二层位于第一槽的底面上及侧面上。

Description

柔性印刷电路基板及柔性印刷电路基板的制造方法

技术领域

本公开涉及柔性印刷电路基板及柔性印刷电路基板的制造方法。本申请要求以2021年7月2日提交的日本专利申请特愿2021-110599号为基础的优先权。该日本专利申请中记载的全部记载内容通过参照援引至本说明书。

背景技术

日本特开2016-9854号公报(专利文献1)中记载的柔性印刷电路基板具有基膜和配置在基膜的表面上的布线。布线具有配置在基膜的表面上的第一层和覆盖第一层的第二层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-9854号公报

发明内容

本公开的柔性印刷电路基板具备：基膜，具有第一面；以及第一布线，直接或间接地配置在第一面上。第一布线具有配置在第一面上的第一层和覆盖第一层的第二层。在第一面上，在俯视观察时第一层的旁边形成有第一槽。第二层包括与第一层的侧面以及第一槽的底面和侧面接触的面。

附图说明

图1是柔性印刷电路基板100的俯视图。

图2是图1的II-II处的剖视图。

图3是柔性印刷电路基板100的制造方法的工序图。

图4是用于说明晶种层形成工序S21的剖视图。

图5是用于说明抗蚀剂层形成工序S22a的剖视图。

图6是用于说明镀敷工序S22b的剖视图。

图7是用于说明除去工序S22c的剖视图。

图8是用于说明槽形成工序S23的剖视图。

图9是柔性印刷电路基板200的剖视图。

图10是柔性印刷电路基板100A的剖视图。

图11是柔性印刷电路基板100B的剖视图。

具体实施方式

[本公开要解决的技术问题]

在专利文献1所记载的柔性印刷电路基板中，由于布线通过第一层及第二层形成，因而与仅由第一层形成布线的情况相比，能够降低布线的电阻值。

然而，在专利文献1所记载的柔性印刷电路基板中，布线的高度变大。为此，在想要将专利文献1所记载的柔性印刷电路基板应用于要求厚度小的用途的情况下，不得不使用薄的基膜。当柔性印刷电路基板使用薄的基膜时，柔性印刷电路基板的输送性降低。在此，柔性印刷电路基板的输送性意指输送时不易产生褶皱、弯折。

本公开是鉴于上述这样的现有技术的问题点而完成的。更具体而言，本公开提供能够兼顾布线的低电阻化和输送性的维持的柔性印刷电路基板。

[本公开的效果]

根据本公开的柔性印刷电路基板，能够兼顾布线的低电阻化及输送性的维持。

[本公开的实施方式的说明]

首先，列出本公开的实施方式进行说明。

(1)一实施方式所涉及的柔性印刷电路基板具备：基膜，具有第一面；以及第一布线，直接或间接地配置在第一面上。第一布线具有配置在第一面上的第一层和覆盖第一层的第二层。在第一面上，在俯视观察时第一层的旁边形成有第一槽。第二层包括与第一层的侧面以及第一槽的底面和侧面接触的面。

根据上述(1)的柔性印刷电路基板，能够兼顾布线的低电阻化及输送性的维持。

(2)在上述(1)的柔性印刷电路基板中，槽的深度除以基膜的厚度所得到的值也可以为0.0005以上。

(3)在上述(1)或(2)的柔性印刷电路基板中，柔性印刷电路基板的厚度也可以为200μm以下。

(4)在上述(1)至(3)的柔性印刷电路基板中，构成第一层的材料及构成第二层的材料也可以相同。

(5)在上述(1)至(4)的柔性印刷电路基板中，第一布线也可以还具有晶种层。第一层也可以隔着晶种层配置在第一面上。

(6)上述(1)的柔性印刷电路基板也可以还具备第二布线。基膜也可以具有作为第一面的相对面的第二面。第二布线也可以配置在第二面上。第二布线也可以具有配置在第二面上的第三层和覆盖第三层的第四层。也可以在第二面上，在俯视观察时第三层的旁边形成有第二槽。第四层也可以包括与第三层的侧面以及第二槽的底面和侧面接触的面。

(7)一实施方式所涉及的柔性印刷电路基板的制造方法具备：准备具有第一面的基膜的工序；以及在第一面上形成布线的工序。形成布线的工序包括：在第一面上形成第一层的工序；通过将第一层作为掩模来对俯视观察时位于第一层的旁边的第一面进行蚀刻而形成槽的工序；以及以覆盖第一层的方式形成第二层的工序。第二层包括与第一层的侧面以及槽的底面和侧面接触的面。

根据上述(7)的柔性印刷电路基板的制造方法，能够得到兼顾布线的低电阻化及输送性的维持的柔性印刷电路基板。

(8)在上述(7)的柔性印刷电路基板的制造方法中，形成第一层的工序也可以具有：在第一面上形成晶种层的工序；在晶种层上形成抗蚀剂层的工序；对抗蚀剂层进行图案化的工序；在从图案化后的抗蚀剂层露出的晶种层上镀敷第一层的工序；以及除去图案化后的抗蚀剂层及位于图案化后的抗蚀剂层之下的晶种层的工序。

[本公开的实施方式的详情]

接着，参照附图对本公开的实施方式的详情进行说明。在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

(实施方式所涉及的柔性印刷电路基板的构成)

以下，对实施方式所涉及的柔性印刷电路基板(设为“柔性印刷电路基板100”)的构成进行说明。

图1是柔性印刷电路基板100的俯视图。图2是图1的II-II处的剖视图。如图1及图2所示，柔性印刷电路基板100具有基膜10和布线20。设柔性印刷电路基板100的厚度为厚度T。厚度T是后述的高度H1及厚度T1的合计。厚度T例如为30μm以上且200μm以下。厚度T优选为45μm以上且160μm以下。

基膜10由电绝缘性的且具有挠性的树脂材料形成。作为构成基膜10的材料的具体例，可列举聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯及氟树脂。基膜10具有第一面10a和第二面10b。第一面10a及第二面10b是厚度方向上的基膜10的端面。

设基膜10的厚度为厚度T1。厚度T1是第一面10a与第二面10b之间的距离。需要说明的是，厚度T1在未形成有后述的槽11的第一面10a的部分处测定。厚度T1例如为5μm以上且100μm以下。厚度T1优选为45μm以上且80μm以下。厚度T1优选为75μm以下。

布线20配置在第一面10a上。设布线20的高度为高度H1。高度H1例如为25μm以上且100μm以下。高度H1优选为35μm以上且80μm以下。高度H1进一步优选为40μm以上且75μm以下。布线20具有晶种层21、第一层22和第二层23。

晶种层21配置在第一面10a上。晶种层21例如由镍(Ni)-铬(Cr)合金形成。晶种层21例如是溅射层(通过溅射形成的层)。需要说明的是，晶种层21也可以包括通过溅射形成在镍-铬合金层之上的铜(Cu)层。

第一层22以晶种层21介于中间的方式配置在第一面10a上。第一层22例如由铜形成。第一层22具有侧面22a和上表面22b。设晶种层21的高度及第一层22的高度的合计为高度H2。高度H2例如为24μm以上且80μm以下。高度H2优选为33μm以上且70μm以下。高度H2进一步优选为36.5μm以上且65μm以下。第一层22例如是电解镀敷层(通过电解镀敷形成的层)。

在第一面10a上形成有槽11。第一面10a在槽11处向第二面10b侧凹陷。在俯视观察时，槽11沿着布线20延伸。槽11形成在俯视观察时位于晶种层21及第一层22的旁边的第一面10a上。优选在俯视观察时，一对槽11以夹着晶种层21及第一层22的方式而形成。在剖视观察时，槽11例如具有矩形形状。不过，槽11的截面形状并不限于此。在剖视观察时，槽11的底面与槽11的侧面所成的角度也可以是钝角或锐角。在剖视观察时，槽11的底面及侧面可以由曲线构成，也可以由直线构成。

设槽11的深度为深度D1。深度D1是未形成有槽11的第一面10a的部分与槽11的底面之间的距离。深度D1例如为50nm以上且1μm以下。深度D1优选为100nm以上且500nm以下。深度D1进一步优选为150nm以上且400nm。深度D1除以厚度T1所得到的值(D1÷T1)例如为0.0005以上。深度D1除以厚度T1所得到的值优选为0.0013以上。深度D1除以厚度T1所得到的值进一步优选为0.0020以上。

第二层23覆盖晶种层21及第一层22。第二层23例如由铜形成。即，优选构成第一层22的材料及构成第二层23的材料相同。“构成第一层22的材料及构成第二层23的材料相同”包括构成第一层22的材料的主要成分(在质量比中占90％以上的比率的材料)与构成第二层23的材料的主要成分相同的情况。第二层23例如是电解镀敷层。

第二层23包括与侧面22a以及槽11的底面和侧面接触的面。设位于侧面22a上的第二层23的厚度为厚度T2，设位于上表面22b上的第二层23的厚度为厚度T3。优选厚度T2大于厚度T3。厚度T2为1.0μm以上且20μm以下。厚度T2优选为2.0μm以上且15μm以下。厚度T2进一步优选为3.5μm以上且10μm以下。厚度T3例如为1μm以上且200μ以下。

(实施方式所涉及的柔性印刷电路基板的制造方法)

以下，对柔性印刷电路基板100的制造方法进行说明。

图3是柔性印刷电路基板100的制造方法的工序图。如图3所示，柔性印刷电路基板100的制造方法具有准备工序S1和布线形成工序S2。布线形成工序S2在准备工序S1之后进行。在准备工序S1中，准备基膜10。布线形成工序S2具有晶种层形成工序S21、第一层形成工序S22、槽形成工序S23及第二层形成工序S24。第一层形成工序S22在晶种层形成工序S21之后进行。槽形成工序S23在第一层形成工序S22之后进行。第二层形成工序S24在槽形成工序S23之后进行。

图4是用于说明晶种层形成工序S21的剖视图。如图4所示，在晶种层形成工序S21中，进行晶种层21的形成。晶种层21的形成通过在第一面10a上使构成晶种层21的材料成膜来进行。该成膜例如通过溅射进行。

在第一层形成工序S22中，进行第一层22的形成。更具体而言，第一层形成工序S22具有抗蚀剂层形成工序S22a、镀敷工序S22b以及除去工序S22c。换个角度来说，第一层形成工序S22例如通过半加成法进行。不过，第一层形成工序S22也可以通过减成法进行。镀敷工序S22b在抗蚀剂层形成工序S22a之后进行。除去工序S22c在镀敷工序S22b之后进行。

图5是用于说明抗蚀剂层形成工序S22a的剖视图。如图5所示，在抗蚀剂层形成工序S22a中，进行抗蚀剂层24的形成。在抗蚀剂层24的形成中，第一，使构成抗蚀剂层24的感光性的有机材料在晶种层21上成膜。第二，通过对成膜后的构成抗蚀剂层24的材料进行曝光及显影，将成膜后的构成抗蚀剂层24的材料图案化。由此，形成抗蚀剂层24。

图6是用于说明镀敷工序S22b的剖视图。如图6所示，在镀敷工序S22b中，进行第一层22的形成。第一层22的形成例如通过电解镀敷进行。

在镀敷工序S22b中，将柔性印刷电路基板100浸渍在含有构成第一层22的材料的镀液中，并且对晶种层21通电。由此，将构成第一层22的材料电解镀敷于从抗蚀剂层24露出的晶种层21上，形成第一层22。

图7是用于说明除去工序S22c的剖视图。如图7所示，在除去工序S22c中，除去抗蚀剂层24及位于抗蚀剂层24之下的晶种层21。更具体而言，在剥离抗蚀剂层24之后，通过蚀刻除去晶种层21。

图8是用于说明槽形成工序S23的剖视图。如图8所示，在槽形成工序S23中，进行槽11的形成。槽11的形成通过将晶种层21及第一层22作为掩模来对第一面10a进行蚀刻而进行。该蚀刻是湿蚀刻(湿式除胶渣)或干蚀刻(干式除胶渣)。

在第二层形成工序S24中，进行第二层23的形成。第二层23的形成例如通过电解镀敷进行。即，将柔性印刷电路基板100浸渍在含有构成第二层23的材料的镀液中，并且对晶种层21及第一层22通电。由此，以覆盖晶种层21及第一层22的方式电解镀敷构成第二层23的材料，形成第二层23。按照以上那样，形成图1及图2所示的结构的柔性印刷电路基板100。

(实施方式所涉及的柔性印刷电路基板的效果)

以下，与比较例所涉及的柔性印刷电路基板(设为“柔性印刷电路基板200”)进行对比来说明柔性印刷电路基板100的效果。

图9是柔性印刷电路基板200的剖视图。如图9所示，柔性印刷电路基板200除了未在第一面10a上形成槽11这一点以外，与柔性印刷电路基板100是同样的构成。

在柔性印刷电路基板100及柔性印刷电路基板200中，由于布线20除了晶种层21及第一层22之外还具有第二层23，因而布线20的截面积变大，与布线20仅具有晶种层21及第一层22的情况相比，使布线20低电阻化。

在柔性印刷电路基板100中，与柔性印刷电路基板200不同，由于在第一面10a上形成有槽11，因而第二层23以不仅覆盖侧面22a，而且还覆盖槽11的侧面及底面的方式而形成。为此，在形成了相同量的第二层23的情况下，柔性印刷电路基板100中的高度H1比柔性印刷电路基板200中的高度H1小。换个角度来说，在柔性印刷电路基板200中，为了减小厚度T，不得不减小厚度T1，输送性降低。

另外，在柔性印刷电路基板100中，虽然在形成有槽11的部分中基膜10的厚度变小，但是在未形成有槽11的部分处维持基膜10的厚度，因而输送性得以维持。这样，根据柔性印刷电路基板100，兼顾布线20的低电阻化及输送性的维持。

(实施例)

对柔性印刷电路基板100中的深度D1和厚度T以及输送性的关系进行了评价。样品1至样品10作为柔性印刷电路基板100的样品供于此次评价。

在样品1至样品10中，布线20的截面积、布线20的宽度及厚度T2分别设为1375μm²、25μm及4μm。在样品1至样品10中，厚度T1设为0.1mm。在样品2至样品10中，深度D1如表1所示变化。在样品2至样品10中，对厚度T进行了测定。厚度T是在对各样品进行截面研磨后使用显微镜获取截面图像并基于该截面图像而测定的。各样品的输送性通过目视确认是否产生褶皱、弯折来进行评价。需要说明的是，厚度T的评价及输送性的评价分A、B、C及D四个等级来进行评价。在厚度T的评价及输送性的评价中，A为最高，D为最低。厚度T越小，厚度T的评价越高，产生越少的褶皱、弯折，输送性的评价越高。

[表1]

如表1所示，在样品1及样品2中，深度D1除以厚度T1所得到的值小于0.0005。其结果，在样品1及样品2中，厚度T为0.15499mm以上，厚度T的评价为C以下。另外，在样品1及样品2中，由于厚度T大而不得不使用厚度T1小的基膜，因而输送性的评价为C以下。不过，在样品2中形成有槽11，而在样品1中未形成有槽11，因而样品2的厚度T及输送性的评价比样品1高。

在样品3至样品10中，深度D1除以厚度T1所得到的值为0.0005以上。其结果，在样品3至样品10中，厚度T为0.15498mm以下，厚度T的评价为B以上。另外，在样品3至样品10中，输送性的评价为B以上。

根据该比较，从改善柔性印刷电路基板100的输送性的角度出发，特别优选深度D1除以厚度T1所得到的值为0.0005以上，这在实验上已明确。

(变形例1)

以下，对变形例1所涉及的柔性印刷电路基板100(设为“柔性印刷电路基板100A”)进行说明。在此，对与柔性印刷电路基板100的不同点进行说明，而省略重复的说明。

图10是柔性印刷电路基板100A的剖视图。如图10所示，柔性印刷电路基板100A具有基膜10和布线20。关于这一点，柔性印刷电路基板100A的构成与柔性印刷电路基板100的构成是共通的。

将成为电力线的布线20设为布线20a。将成为信号线的布线20设为布线20b。在柔性印刷电路基板100A中，布线20包括布线20a及布线20b两者。在柔性印刷电路基板100A中，相对于布线20a具有晶种层21、第一层22及第二层23，布线20b仅具有晶种层21及第一层22。即，在柔性印刷电路基板100A中，布线20b不具有第二层23。

另外，在柔性印刷电路基板100A中，相对于在位于布线20a的第一层22的旁边的第一面10a上形成有槽11，在位于布线20b的第一层22的旁边的第一面10a上未形成有槽11。关于这些点，柔性印刷电路基板100A的构成与柔性印刷电路基板100的构成不同。

有时作为电力线的布线20要求低电阻，而作为信号线的布线20不要求低电阻。在柔性印刷电路基板100A中，通过布线20a具有第二层23，能够应对低电阻化。另外，在柔性印刷电路基板100A中，由于在位于布线20b的晶种层21及第一层22的旁边的第一面10a上未形成槽11而减少槽11的形成量，因而能够进一步提高柔性印刷电路基板100A的输送性。

(变形例2)

以下，对变形例2所涉及的柔性印刷电路基板100(设为“柔性印刷电路基板100B”)进行说明。在此，对与柔性印刷电路基板100的不同点进行说明，而省略重复的说明。

图11是柔性印刷电路基板100B的剖视图。如图11所示，柔性印刷电路基板100B具有基膜10和布线20。关于这一点，柔性印刷电路基板100B的构成与柔性印刷电路基板100的构成是共通的。

柔性印刷电路基板100B还具有布线30。在柔性印刷电路基板100B中，在基膜10上形成有槽12。关于这些点，柔性印刷电路基板100B的构成与柔性印刷电路基板100的构成不同。

布线30配置在第二面10b上。设布线30的高度为高度H3。高度H3例如为25μm以上且100μm以下。高度H3优选为35μm以上且80μm以下。高度H3进一步优选为40μm以上且75μm以下。高度H3例如与高度H2相等。布线30具有晶种层31、第三层32和第四层33。

晶种层31配置在第二面10b上。晶种层31例如由镍-铬合金形成。晶种层21例如是溅射层。需要说明的是，晶种层21也可以包括通过溅射形成在镍-铬合金层之上的铜层。

第三层32以晶种层31介于中间的方式配置在第二面10b上。第三层32例如由铜形成。第三层32具有侧面32a和上表面32b。设晶种层31的高度及第三层32的高度的合计为高度H4。高度H4例如为24μm以上且80μm以下。高度H4优选为33μm以上且70μm以下。高度H4进一步优选为36.5μm以上且65μm以下。第三层32例如是电解镀敷层。

槽12形成在第二面10b上。第二面10b在槽12处向第一面10a侧凹陷。在俯视观察时，槽12沿着布线30延伸。槽12形成在俯视观察时位于晶种层31及第三层32的旁边的第二面10b上。优选在俯视观察时，一对槽12以夹着晶种层31及第三层32的方式而形成。在剖视观察时，槽12例如具有矩形形状。不过，槽12的截面形状并不限于此。在剖视观察时，槽12的底面与槽12的侧面所成的角度也可以是钝角或锐角。在剖视观察时，槽12的底面及侧面可以由曲线构成，也可以由直线构成。

设槽12的深度为深度D2。深度D2是未形成有槽12的第二面10b的部分与槽12的底面之间的距离。深度D2例如为50nm以上且1μm以下。深度D2优选为100nm以上且500nm以下。深度D2进一步优选为150nm以上且400nm以下。深度D2除以厚度T1所得到的值(D2÷T1)例如为0.0005以上。深度D2除以厚度T1所得到的值优选为0.0013以上。深度D2除以厚度T1所得到的值进一步优选为0.0020以上。

第四层33覆盖晶种层31及第三层32。第四层33例如由铜形成。即，优选构成第三层32的材料及构成第四层33的材料相同。“构成第三层32的材料及构成第四层33的材料相同”包括构成第三层32的材料的主要成分(在质量比中占90％以上的比率的材料)与构成第四层33的材料的主要成分相同的情况。第四层33例如是电解镀敷层。

第四层33包括与侧面32a以及槽12的底面和侧面接触的面。设位于侧面32a上的第四层33的厚度为厚度T4，设位于上表面32b上的第四层33的厚度为厚度T5。优选厚度T4比厚度T5大。厚度T4为1.0μm以上且20μm以下。厚度T4优选为2.0μm以上且15μm以下。厚度T4进一步优选为3.5μm以上且10μm以下。厚度T5例如为1μm以上且200μm以下。

设柔性印刷电路基板100B的厚度为厚度T6。厚度T6是高度H1、高度H3及厚度T1的合计。厚度T6例如为55μm以上且300μm以下。厚度T6优选为80μm以上且240μm以下。厚度T6优选为93μm以上且225μm以下。

应该被认为的是，本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的，而非限制性的。本发明的范围并非由上述实施方式而是由权利要求示出，旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有变更。

附图标记说明

10：基膜；10a：第一面；10b：第二面；11、12：槽；20、20a、20b：布线；21：晶种层；22：第一层；22a：侧面；22b：上表面；23：第二层；24：抗蚀剂层；30：布线；31：晶种层；32：第三层；32a：侧面；32b：上表面；33：第四层；100、100A、200：柔性印刷电路基板；D1、D2：深度；H1、H2、H3、H4：高度；S1：准备工序；S2：布线形成工序；S21：晶种层形成工序；S22：第一层形成工序；S22a：抗蚀剂层形成工序；S22b：镀敷工序；S22c：除去工序；S23：槽形成工序；S24：第二层形成工序；T、T1、T2、T3、T4、T5、T6：厚度。

Claims (8)

1.一种柔性印刷电路基板，具备：

基膜，具有第一面；以及

第一布线，配置在所述第一面上，

所述第一布线具有直接或间接地配置在所述第一面上的第一层和覆盖所述第一层的第二层，

在所述第一面上，在俯视观察时所述第一层的旁边形成有第一槽，

所述第二层包括与所述第一层的侧面以及所述第一槽的底面和侧面接触的面。

2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路基板，其中，

所述第一槽的深度除以所述基膜的厚度所得到的值为0.0005以上。

3.根据权利要求1或2所述的柔性印刷电路基板，其中，

所述柔性印刷电路基板的厚度为200μm以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性印刷电路基板，其中，

构成所述第一层的材料及构成所述第二层的材料相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的柔性印刷电路基板，其中，

所述第一布线还具有晶种层，

所述第一层隔着所述晶种层配置在所述第一面上。

6.根据权利要求1所述的柔性印刷电路基板，其中，

所述柔性印刷电路基板还具备第二布线，

所述基膜具有作为所述第一面的相对面的第二面，

所述第二布线配置在所述第二面上，

所述第二布线具有配置在所述第二面上的第三层和覆盖所述第三层的第四层，

在所述第二面上，在俯视观察时所述第三层的旁边形成有第二槽，

所述第四层包括与所述第三层的侧面以及所述第二槽的底面和侧面接触的面。

7.一种柔性印刷电路基板的制造方法，具备：

准备具有第一面的基膜的工序；以及

在所述第一面上形成布线的工序，

所述形成布线的工序具有：

在所述第一面上形成第一层的工序；

通过将所述第一层作为掩模来对俯视观察时位于所述第一层的旁边的所述第一面进行蚀刻而形成槽的工序；以及

以覆盖所述第一层的方式形成第二层的工序，

所述第二层包括与所述第一层的侧面以及所述槽的底面和侧面接触的面。

8.根据权利要求7所述的柔性印刷电路基板的制造方法，其中，

所述形成第一层的工序具有：

在所述第一面上形成晶种层的工序；

在所述晶种层上形成抗蚀剂层的工序；

对所述抗蚀剂层进行图案化的工序；

在从图案化后的所述抗蚀剂层露出的所述晶种层上镀敷所述第一层的工序；以及

除去图案化后的所述抗蚀剂层及位于图案化后的所述抗蚀剂层之下的所述晶种层的工序。