CN1391429A

CN1391429A - 软性电路板的制造方法

Info

Publication number: CN1391429A
Application number: CN 01121413
Authority: CN
Inventors: 吕椬境; 陈志清; 彭明忠
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2003-01-15

Abstract

一种软性电路板的制造方法，包括以下步骤：提供一基材，其中该基材具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，其中该第一表面作为形成一导电线路用；以及利用一激光燃烧法，将该基材烧出多个孔洞以暴露出位于该第一表面的该导电线路。本发明藉由激光燃烧法(Laser－ablation)，来制造绝缘胶带上用以作为与电路接触的孔洞，具有环保、孔口解析度高且成品率极高等优点。

Description

软性电路板的制造方法

本发明涉及一种软性电路板(Flexible Circuit Board)的制造方法，特别是涉及一种利用激光燃烧(Laser-ablation)以制作软性电路板的方法。

使用于喷墨打印机内墨水匣(Cartridge)上的软性电路板(Flexible CircuitBoard)，其作用在于提供一介质，将打印机的驱动电流经由软性电路板导入负责喷墨的芯片(Chip)内，使墨水匣得以进行喷墨打印作业。

传统软性电路板所使用的基材，大多为聚亚硫胺(Polyimide，PI)。而软性电路板上的导电线路(Conductive traces)，如铜(Cu)或金(Au)等金属导电材质，则是经由TAB(Tape Automated Bonding)上的孔洞(Holes)与打印机线路上的金属凸点(Dimples)接触，以达到导通电流的目的。

一般业界典型的TAB工艺中，在绝缘胶带(Tape)上挖取孔洞的方法通常有二种：(1)以蚀刻(Etching)方法蚀刻绝缘胶带；以及(2)以冲击(Punch)方法直接冲挖绝缘胶带。此二种方法分述如下。

请先参照图1A～1J，其绘示传统利用蚀刻法挖取绝缘胶带上的孔洞的方法。首先，如图1A及1B所示，于基材102，例如是聚亚硫胺PI，上利用溅射(Sputtering)法溅射一层厚度约100的铜膜104。如图1C、1D及1E所示，再正反面上光致抗蚀剂(PR)106，双面曝光(Expose)、显影(Develop)以制造出孔洞图案以及与导电线路互补的图案。接着，请参照图1F，于具有裸露铜膜的一面电铸(Plating)厚度约数μm的铜板108。如图1G所示，再以一蚀刻液蚀刻基材102的未具有铜板108的一面，制作出孔洞110。接着，如图1H所示，再去除双而的光致抗蚀剂膜。然后，如图1I所示，再利用一次上光致抗蚀剂、曝光、显影、蚀刻等照相腐蚀工艺，将裸露无铜板覆盖的铜膜去除。最后，如图1J所示，再于具有铜板层一面上一层绝缘胶112，以做为绝缘保护。

然而此传统蚀刻工艺具有下述的缺点：制造时程长、工艺步骤多、基材蚀刻后具有黏稠状沉淀，且排放大量废水，另外，成本高及成品成品率不佳等问题。

请接着参照图2A～2I，其绘示传统利用冲型法制造绝缘胶带上的孔洞的方法。

首先，如图2A及2B所示，于基材202上涂附一层胶204(Adhesive)。接着，参考图2C及2D，利用冲型机器对附着胶的基材冲出孔洞206，再于其上贴一层铜板208。再如图2E至2H所示，于铜板208表面进行上光致抗蚀剂210、曝光、显影、蚀刻等照相腐蚀工艺，以形成铜板208的图案。最后，如图2I所示，去除光致抗蚀剂210，再于具有铜板层的一侧上一层绝缘胶212，以做为绝缘保护。

虽然此作法相对于前述蚀刻法具有工艺时间快、无废水污染问题且成本低的优点，但其所制造出的孔洞间距太大，亦即在有限面积内孔洞太少(孔口解析度不高)，造成打印机与TAB接触面积过少，而降低两者接触时的准确率；另一较严重问题为使用冲击方式容易造成孔洞间的基材断裂，大大地降低其成品的成品率，也因而相对地提高制造时所需的成本。

本发明的目的就是在于提供一种软性电路板的工艺，其工艺时程短、工艺简易、成本低、无废水污染等环保问题，且还具有孔口解析度高、成品率极高等等优点。

根据本发明的目的，提出一种软性电路板的制造方法，包括以下的步骤：提供一基材，其中此基材具有一第一表面以及与此第一表面相对的一第二表面，其中此第一表面作为形成一导电线路用；以及利用激光燃烧法，将此基材烧出数个孔洞以暴露出位于第一表面的导电线路。上述制造方法可以还包括以下步骤：于此基材的第一表面上溅射一铜膜，利用照相腐蚀工艺于铜膜上形成一具与此导电线路互补图案的光致抗蚀剂层，电铸一铜板于裸露铜膜，以作为导电线路，去除光致抗蚀剂层以及利用激光燃烧制作出数个孔洞；或者是可以还包括以下步骤：于基材的第一表面上涂附一胶层，利用激光燃烧制作出数个孔洞，于胶层上贴一铜板层，以及进行照相腐蚀工艺以形成此铜板层的图案作为导电线路。此基材的材质可以是聚亚硫胺、特氟隆、聚硫胺、聚甲基丙烯酸甲酯、碳酸酯、聚酯或聚亚硫胺聚乙烯对苯二甲酯共聚合物等聚合物或之中任二者的混合物。

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图作详细说明。附图中：

图1A～1J绘示传统利用蚀刻法挖取绝缘胶带上的孔洞的方法；

图2A～2I绘示传统利用冲型法制造绝缘胶带上的孔洞的方法；

图3绘示依照本发明一优选实施例的激光单孔照射系统；

图4绘示依照本发明一优选实施例的激光多孔照射系统；

图5A～5J绘示本发明的利用激光燃烧法开取绝缘胶带上的孔洞的方法；以及

图6A～6I绘示本发明另一种利用激光燃烧法开取绝缘胶带上的孔洞的方法。

附图标号说明：

102、202、502、602：基材

110、206、510、606：孔洞

104、504：铜膜

106、210、506、610：光致抗蚀剂

108、208、508、608：铜板

112、212、512、612：绝缘胶

204、604：胶

302：激光系统

304：传送系统

304a：卷轮

304b：卷取轮

306、306a、306b：绝缘胶带

308：链轮孔

402：光掩模

首先，请参阅图3，其绘示依照本发明一优选实施例的激光单孔照射系统，主要包括激光系统302(Laser System)及传送系统304。

其中，整个激光系统302(Laser system)中包含有一激光光束传输系统(Beam delivery optics)，一光学对准系统(Alignment optics)与一高准确度与高速度的光掩模闸门系统(Mask shuttle system)(图中未示)；另外，还包括有一透镜(Precision lens)用以聚焦，介于绝缘胶带与光掩模之间。

另外，传送系统304包括有一卷轮304a(Reel)及一卷取轮304b(Take-upreel)，而于绝缘胶带306a上具有链轮孔308(Sprocket holes)，以利卷轮304a与卷取轮304b带动绝缘胶带306前进，使激光得以进行下一区域的钻孔。绝缘胶带306b是将绝缘胶带306a进行激光烧孔后的结果。

应用于本发明的激光燃烧法(Laser-ablation)，可以是利用准分子激光(Excimer laser)或者是二氧化碳(CO₂)激光。准分子激光，可由氟(F₂)，氟化氩(ArF)，氯化氪(KrCl)，氟化氪(KrF)，或氯化氙(XeCl)等型式所产生的激光辐射(Laser radiation)来达到燃烧绝缘胶带以产生作为电路接触的孔洞的目的。

除了利用如图3所示的激光单孔照射，亦可利用如图4所示的激光多孔照射以完成软性电路板上电路接触用的孔洞。相比于图3所示的激光系统，图4所示的系统多加了光掩模402(Mask)。光掩模402上具有所需孔洞的图案，加于绝缘胶带与激光系统之间，因此单一照射即可于绝缘胶带上形成多个孔洞。光掩模402需选用对于激光波长具有高反射率的材质，在此高激光反射率的材质上还需包括多层的介电材料(Multilayer dielectric)或是铝(Aluminum)等金属材质。

于一般情况下，于进行激光燃烧的过程中容易产生灰烬(Soot)，且会四散弹射约1厘米左右的距离。因此，若光掩模402与绝缘胶带306c接触甚或相当接近时，灰烬将会弹至光掩模402上而产生燃烧变形的现象，如此所得到的尺寸精度将会变差。因此，必须选用适当型式的光掩模，例如投射式光掩模(Proiection mask)，且与绝缘胶带306的距离保持约为2厘米以上，以防止前述因灰烬而影响孔洞尺寸精度的现象发生。

以下结合一实施例，说明本发明的利用激光燃烧法以制造软性电路板上电路接触孔洞的工艺。

实施例一

请参照图5A～5J，其绘示本发明的利用激光燃烧法开取绝缘胶带上的孔洞的方法。首先，如图5A及5B所示，在基材，例如绝缘胶带502，优选的是聚亚硫胺PI，上利用溅射(Sputtering)法溅射一层厚度约100的铜膜504。如图5C、5D及5E所示，在铜膜504表面上覆以光致抗蚀剂(PR)506，经曝光(Expose)、显影(Develop)以制造出与导电线路互补的图案。

接着，请参照图5F，于具有裸露铜膜504的一面电铸(Plating)厚度约数μm的铜板508。如图5G及图5H所示，在去除光致抗蚀剂膜506之后，接着以本发明激光燃烧制作孔洞的方法于绝缘胶带502上烧出孔洞510，其中铜膜504及铜板508可以作为激光燃烧的终止层。之后再如图5I所示，利用一次上光致抗蚀剂、曝光、显影、蚀刻等照相腐蚀工艺，将裸露无铜板覆盖的铜膜去除。然后，如图5J所示，于具有铜板层508的一面上一层绝缘胶512，以做为绝缘保护。

利用于本实施例的绝缘胶带(Tape)，其材质除了可以是聚亚硫胺(Polyimide，PI)之外，亦可为其他聚合物薄膜(Polymer film)材质，例如是特氟隆(Teflon)，聚硫胺(Polyamide)，聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)，聚碳酸酯(Polycarbonate)，聚酯(Polyester)，或聚亚硫胺聚乙烯对苯二甲酯共聚合物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)或之中任二者的混合物。

虽然在本实施例中，激光烧孔的步骤是在铜板508电铸、光致抗蚀剂506去除之后，以及裸露铜膜504去除之前进行；然而本发明应不限定于此，激光烧孔的步骤，可以在其他适合的工艺间进行，例如溅射铜膜504之后，藉着控制激光功率可以成功烧开洞孔510，或者是在完成铜线线路508及其上的保护绝缘层512之后进行。

此外，应用于本实施例的激光烧孔工艺可以是准分子激光或者是二氧化碳激光，并且可以是单孔照射或者是利用光掩模的多孔照射，并不因此限定本发明的范围。

实施例二

请参照图6A～6I，其绘示本发明另一种利用激光燃烧法开取绝缘胶带上的孔洞的方法

首先，如图6A及6B所示，在基材，例如绝缘胶带602上涂附一层胶604(Adhesive)。接着，参考图6C及6D，利用本发明激光燃烧制作孔洞的方法于绝缘胶带602上制作出孔洞606，再于其上贴一层铜板608。再如图6E至6H所示，于铜板608表面进行上光致抗蚀剂610、曝光、显影、蚀刻等照相腐蚀工艺，以形成铜板608的图案。最后，如6I图所示，去除光致抗蚀剂610，再于具有铜板层的一侧上一层绝缘胶612，以做为绝缘保护。

利用于本实施例的绝缘胶带，其材质除了可以是聚亚硫胺之外，亦可为其他聚合物薄膜材质，例如是特氟隆，聚硫胺，聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚酯，或聚亚硫胺聚乙烯对苯二甲酯共聚合物或之中任二者的混合物。

此外，在本实施例的工艺中，利用激光燃烧制造孔洞的步骤不限定于贴上铜板608前进行。亦可等到绝缘胶带602上的铜板层608图案都形成之后，再进行激光燃烧制作孔洞于绝缘胶带602的未具有铜板层608的一面上制作出孔洞606；当激光燃烧穿透绝缘胶带602而到铜板层608时，因为激光照射至铜等金属会反射，无法穿透铜板，故铜板层608可以有效作为激光烧孔终止层，有助于形成孔洞606。

并且，应用于本实施例的激光烧孔工艺可以是准分子激光或者是二氧化碳激光，并且可以是单孔照射或者是利用光掩模的多孔照射，并不因此限定本发明的范围。

根据本发明所揭露的制造软性电路板的装置及其方法，是利用激光燃烧的方式来制造绝缘胶带上作为电路接触的孔洞，其具有以下的优点：

(1)工艺所需的时程短，且(2)工艺简易、(3)所需的成本低、(4)无废水污染等环保问题，且还具有(5)孔口解析度高、(6)成品率极高，约可达到99％的成品率等等。

虽然本发明已结合优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作一些更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种软性电路板的制造方法，包括以下步骤：

提供一基材，其中该基材具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，其中该第一表面作为形成一导电线路用；以及

利用一激光燃烧法，将该基材烧出多个孔洞以暴露出位于该第一表面的该导电线路。

2.如权利要求1所述的制造方法，其中该基材是一绝缘胶带。

3.如权利要求2所述的制造方法，其中该绝缘胶带其材质是一聚合物薄膜(Polymer film)。

4.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是聚亚硫胺(Polyimide，PI)。

5.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是特氟隆(Teflon)。

6.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是聚硫胺(Polyamide)。

7.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)。

8.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是聚碳酸酯(Polycarbonate)。

9.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是聚酯(Polyester)。

10.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜是聚亚硫胺聚乙烯对苯二甲酯共聚合物(Polyamide polyethylene-terephthalatecopolymer)。

11.如权利要求3所述的制造方法，其中该聚合物薄膜选自由聚亚硫胺，特氟隆，聚硫胺，聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚酯，和聚亚硫胺聚乙烯对苯二甲酯共聚合物构成的集合中的至少任二者的混合物。

12.如权利要求1所述的制造方法，其中还包括以下步骤：

于该基材的该第一表面上溅射一铜膜；

利用照相腐蚀工艺于该铜膜上形成一具与该导电线路互补图案的光致抗蚀剂层，其中该光致抗蚀剂层裸露出部分该铜膜；

电铸一铜板于该裸露铜膜，以作为该导电线路；

去除该光致抗蚀剂层；以及

利用该激光燃烧制作出该些孔洞。

13.如权利要求1所述的制造方法，其中还包括以下步骤：

在该基材的该第一表面上涂附一胶层；

利用该激光燃烧制作出该些孔洞；

在该胶层上贴一铜板层；以及

进行照相腐蚀工艺以形成该铜板层的图案作为该导电线路。

14.如权利要求1所述的制造方法，其中该激光燃烧法是准分子激光。

15.如权利要求13所述的制造方法，其中该准分子激光选自于氟(F2)、氟化氩(ArF)、氯化氪(KrCl)、氟化氪(KrF)与氯化氙(XeCl)型式中的任一者所产生的激光辐射。

16.如权利要求1所述的制造方法，其中该激光燃烧法采用二氧化碳激光。

17.如权利要求1所述的制造方法，其中该激光燃烧法采用单孔照射。

18.如权利要求1所述的制造方法，其中该激光燃烧法采用多孔照射。

19.如权利要求18所述的制造方法，其中该多孔照射是利用一投射式光掩模实现的。

20.如权利要求19所述的制造方法，其中该投射式光掩模是由一高激光反射率的材料以及包覆于外的多层介电材料所组成。

21.如权利要求19所述的制造方法，其中该投射式光掩模是由一高激光反射率的材料以及包覆于外的铝所组成。

22.一种软性电路板的制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一基材，其中该基材具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，其中该第一表面作为形成一导电线路用；

(b)在该基材的该第一表面上溅射一铜膜；

(c)用照相腐蚀工艺于该铜膜上形成一具与该导电线路互补图案的光致抗蚀剂层，其中该光致抗蚀剂层裸露出部分该铜膜；

(d)电铸一铜板于该裸露铜膜，以作为该导电线路；

(e)去除该光致抗蚀剂层；以及

(f)利用一激光燃烧法，将该基材烧出多个孔洞以暴露出位于该第一表面的该导电线路。

23.如权利要求22所述的制造方法，其中该激光燃烧步骤(f)可以移至该(b)步骤之后与该(c)步骤之间。

24.一种软性电路板的制造方法，包括以下步骤：

(b)于该基材的该第一表面上涂附一胶层；

(c)用一激光燃烧法，烧出多个孔洞，该些孔洞贯穿该基材；以及

(d)于该胶层上贴一铜板层；

(e)进行照相腐蚀工艺以形成该铜板层的图案作为该导电线路。

25.如权利要求24所述的制造方法，其中该激光燃烧步骤(c)可以移至该(d)步骤与该(e)步骤之间。