CN1658735A - 软性印刷电路板压焊结构与制造方法 - Google Patents

Abstract

一种软性印刷电路板(flexible printed circuit；FPC)的压焊结构与制造方法，此结构包含一层状结构，依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层；以及至少一贯通孔，用以贯通前述的第一导体层、第二绝缘层与第二导体层，其中此第一绝缘层具有一焊料容置区以露出第一导体层，并且此第三绝缘层具有一压焊区以露出第二导体层。藉此，热压头的热能于绝缘层材料的损耗减少，可以利用较少热能及较少时间以熔融焊料，并且压焊区材质(绝缘基板材料或粘着剂)不会因热能过高而劣化。

Description

软性印刷电路板压焊结构与制造方法

技术领域：

本发明是关于一种软性印刷电路板，特别是关于一种可改善压焊区烧焦现象与材质劣化的软性印刷电路板结构与制造方法。

背景技术：

随着人们生活水准逐步提高，各类消费性电子产品亦因应广大消费者需求而陆续问世，因此直接促进各类型产业景气上升，并且间接带动相关次产业的成长。为了更加贴近消费者对各类功能、可携度、操作便利度及视听观感的要求，以期增强其采购意愿与品牌忠诚度等消费趋向，各类消费性电子产品渐趋于薄型化及轻型化发展。以手机为例，随着具有照相及其他复合功能的彩色手机市占率快速成长，彩色面板与手机照相模组需求随之攀升，彩色面板产业又可区分为CSNT-LCD及TFT-LCD，而发光二极体及软性印刷电路板等关键零组件产业亦随着手机的微型化与折叠式设计于可挠折性、三度空间配线与质轻型薄的需求而趋于成长，估计每部彩色手机使用软性印刷电路板的数量可由3至4片增加为6至7片，并且软性印刷电路板设计亦朝向高阶细线路规格发展。

软性印刷电路板是以具可挠性质的绝缘基板材料及电路导体材料(通常系铜箔)为基础原料组合而成，其原料可以区分为树脂、铜箔、接着剂、表面护膜(Cover-lay)、软性铜箔基板等。其中，由于聚亚醯胺(polyimide；PI)(下文皆以PI代称之)在延展性及耐热能力等性质较优异，因此是较常应用的树脂材料，可作为软性铜箔基板制造过程的中间层和基材外，亦可用作覆盖膜。在此一提，由于PI制造厂可以由不同PI单体针对配方、制程、处理方法三大方面不同的技术，以制造出不同的PI膜产品，所以各厂用途与材料特性表现也不尽相同。另外，目前软性铜箔基板分为两大类：有粘着剂型三层结构与无粘着剂型二层结构，其具有不同的制造过程、方法与应用产品项目，因此其材料特性亦不同。在一般情形下，有粘着剂型三层结构系应用于目前较大宗的软性印刷电路板产品上，而无粘着剂型二层结构则应用在较高阶的软性印刷电路板制造上，例如软硬板及部分多层板等，未来相信可取代部分的有粘着剂型三层结构软性铜箔基板材料而应用于高解析度、尺寸安定性的软性印刷电路板等。

请参阅图1，其是依据习知一实施例的软性印刷电路板原料与成品相对关系示意图。在制备软性印刷电路板150时，可由绝缘基板材料100和电路导体材料110制成一无粘着剂型二层结构的软性铜箔基板130，再取用覆盖膜、补强板、防静电层等材料制作软性印刷电路板；另一方面，可由绝缘基板材料100、电路导体材料110及粘着剂120制成一有粘着剂型三层结构的软性铜箔基板140，进而制成软性印刷电路板150。目前软性印刷电路板系普遍应用于电子产品，尤其在手机和显示器的应用成长性最高。

请参阅图2，其是依据习知一实施例的软性印刷电路板成品俯视图及与热压头相对的剖面图。软性印刷电路板2是由一第一绝缘层200、粘着层210、一导体层220及一第二绝缘层240组成，其中该第一绝缘层200及该第二绝缘层240可使用相同材料，亦可使用不同材料，并且第一绝缘层200具有一焊料容置区270，而第二绝缘层240具有一压焊区250以供一热压头260直接接触压焊区250，以完成与另一软式印刷电路板的焊接。实务上，压焊区250通常位于与焊料容置区270大致平行之处，以供热能由压焊区250依序传导至粘着层210、导体层220及焊料容置处270以熔融焊料。然而，在压焊时，热压头260的温度往往需要提高以熔融焊料，但是高温却因而造成第一绝缘层200与相邻的粘着层210出现焦黑，亦即因此产生压焊品质与外观不佳，甚至造成压焊区材质劣化。举例来说，实务上可由压焊机台设定热压头温度，当压焊机台热机温度设定为330℃时，经过一段温度调升时间(例如3秒)后，压焊机台操作温度设定为470℃并压焊一段压焊时间(例如3.5秒)，焊料方可熔融以完成压焊。然而，第一绝缘层200与相邻的粘着层210的焦黑现象将随此470℃高温而出现，在无铅焊料的压焊尤其严重。原因在于无铅焊料的熔点高于含铅焊料，以Sn-Ag-Cu系列为例，其熔点为217℃；Sn-Cu-Ni系列则为227℃，相较于Sn-Pb系列焊料的熔点183℃，熔点差值分别达到34与44℃，因此在环保考量及国际标准要求下，相对于施加热能于含铅焊料，在无铅焊料压焊时，热压头260温度往往需要相对提高，因此所产生的压焊区250烧焦更趋明显可见。

藉此，发展一种软性印刷电路板压焊结构与制造方法以解决前述习知问题，使得压焊区烧焦情形得以改善，并且能够将热能快速传导至焊料，亦即以较低压焊温度与较少热能的提供以节省压焊时间与成本，实为亟需处理的研发课题之一，也是使用者殷切盼望，本发明人基于多年从事于光电领域零组配件相关技术研究与产品开发维护诸多实务经验，乃思及改良意念，藉以解决前述习知问题。

发明内容：

本发明的一主要目的，在于提供一种软性印刷电路板压焊结构，其中此软性印刷电路板压焊结构包含一层状结构，依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层；以及至少一贯通孔，用以贯通第一导体层、第二绝缘层以及第二导体层。其中，第一绝缘层具有一焊料容置区以露出第一导体层，并且第三绝缘层具有一压焊区以露出第二导体层。藉此，热压头可直接接触此压焊区，并且热能可经由贯通孔快速传导至焊料容置区，以熔融焊料。

本发明的另一主要目的，在于提供一种软性印刷电路板，包含一第一区，此第一区具有一层状结构，并且依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层；一第二区，连接于第一区，且具有一层状结构，依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层；以及一第三区，远离第一区并连接于第二区，其中此第三区包含一层状结构，依序包含有前述之第一绝缘层、第一导体层、第二绝缘层、第二导体层以及第三绝缘层；以及至少一贯通孔，用以贯通前述的第一导体层、第二绝缘层以及第二导体层。其中，位于第三区的第一绝缘层具有一焊料容置区，以露出第一导体层与焊料接触，并且第三绝缘层具有一压焊区，以露出部分的第二导体层而形成压焊区。藉此，热压头热能可经由贯通孔快速传导至焊料容置区，以减少压焊时间及热能提供成本。

本发明的再一主要目的，在于提供一种软性印刷电路板的制造方法，包含以下步骤：提供一层状结构，此层状结构可区分为一第一区、一第二区以及一第三区，第二区介于第一区与第三区之间，层状结构在第一区及第三区依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层，而在第二区是依序包含一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层，且分别于第一区以及第三区中形成至少一贯通孔以贯通第一导体层、第二绝缘层以及第二导体层；去除一部份的第三绝缘层，以露出第二导体层而形成一压焊区；去除第三区一部份的第一绝缘层，以露出第一导体层而形成一焊料容置区；以及去除第三区一部份的第三绝缘层，以露出第二导体层而形成一压焊区。

藉此，本发明的软性印刷电路板压焊结构与制造方法，至少具有下述特点：首先，因为热能于绝缘层材料的损耗减少，所以热压头可利用较少热能以完成焊料熔融效果，因此可减少压焊过程的成本。再者，因为本发明可藉由施加热压头于压焊区，并且藉由贯通孔以传导热能至焊料容置区而达成焊料熔融，因此可以控制热压头温度，进而改善热压头温度所造成的压焊区焦黑，使得焊接及材料品质与美观度获得提升。

附图说明：

图1是依据习知一实施例的软性印刷电路板原料与成品相对关系示意图；

图2是依据习知一实施例的软性印刷电路板成品俯视图及与热压头相对的剖面图；

图3是依据本发明一较佳实施例的软性印刷电路板压焊结构俯视图及相对应的剖面图；

图4是依据本发明一较佳实施例的软性印刷电路板俯视图及相对应的剖面图；

图5是依据本发明一较佳实施例的软性印刷电路板制造方法流程图。

其中，100绝缘基板材料、110电路导体材料粘着剂、130无粘着剂型二层结构的软性铜箔基板、140有粘着剂型三层结构的软性铜箔基板、150、2、4软性印刷电路板、200、310、411第一绝缘层、210、320粘着层导体层、240、340、413第二绝缘层、250、365、457压焊区、260、459热压头、270、390、456  焊料容置处软性印刷电路板压焊结构、330、412  第一导体层、350、414第二导体层、360、415  第三绝缘层、380、458贯通孔、410第一区、430第二区、450第三区。

具体实施方式：

兹为使审查员对本发明的技术特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨以较佳实施例及配合详细的说明如后：

请参阅图3，其是依据本发明一较佳实施例的软性印刷电路板压焊结构俯视图及相对应的剖面图。在此实施例中，软性印刷电路板压焊结构3包含一层状结构，依序包含有一第一绝缘层310、一粘着层320、一第一导体层330、粘着层320、一第二绝缘层340、粘着层320、一第二导体层350以及一第三绝缘层360，以及至少一贯通孔380，用以贯通第一导体层330至第二导体层350之间各层。其中，第一绝缘层310具有一焊料容置区390以露出第一导体层330，第三绝缘层360具有一压焊区365以露出第二导体层350，并且贯通孔380是形成于焊料容置区390及压焊区365的范围之外，亦即与焊料容置区390及压焊区365具有一相对距离，例如图3的软性印刷电路板压焊结构3相对应的剖面图所示，贯通孔380可形成于焊料容置区390及压焊区365范围之外。在此一提，在另一实施例中，因为各导体层可以与各绝缘层直接叠压，因此软性印刷电路板压结构3的层状结构可以仅有第一绝缘层310、一第一导体层330、一第二绝缘层340、一第二导体层350以及一第三绝缘层360。更进一步来看，本实施例的贯通孔380内壁尚可具有导电物质，第一导体层330与第二导体层350的材质可以包含铜箔，并且形成压焊区365的第二导体层350的表面尚可包含一金属层，以保护该第二导体层350。其中此金属层可以为例如金层、镍层、锡层或其他金属以及其这些金属的合金所形成之单层或多层的金属层。于本实施例中，我们可以于压焊区365的第二导体层350表面依序形成镍层以及金层，实际运用上，当然不以此为限。此外，贯通孔380的数目与尺寸可以对应于热能传导速度及时间等变数，因此本实施例仅为一用以说明贯通孔与压焊区相对位置的举例，并非限定贯通孔380的数目与尺寸与第三图所示完全相同。如此一来，以显影蚀刻等方式除去部分的第三绝缘层360，以形成一压焊区365，能够使得热能可以直接由第二导体层350快速传导至第一导体层330，进而熔融位于焊料容置处390的焊料，例如一锡膏。再举例来说，在与习知相同的设定条件下，当压焊机台热机温度同样设定为330℃时，经过一段温度调升时间(例如3秒)后，压焊机台操作温度设定为400℃并以热压头370压焊一段压焊时间(例如3.5秒)，焊料即可在此较低温度下熔融而完成压焊，因此可有效改善与避免压焊处365与第三绝缘层360的焦黑现象。

请参阅图4，其是依据本发明一较佳实施例的软性印刷电路板俯视图及相对应的剖面图。在此实施例中，软性印刷电路板4可区分为一第一区410、一第二区430(与前述的第一区410相连接)以及一第三区450，系远离第一区410并与第二区430相连接。软性印刷电路板4具有一层状结构，在第一区410(可视为发光二极体等元件的连接区)及第三区依序包含有一第一绝缘层411、一第一导体层412、一第二绝缘层413、一第二导体层414以及一第三绝缘层415；在第二区430依序包含有第一绝缘层431、一第一导体层432、一第二绝缘层433，可视为线路区；以及至少一贯通孔458以贯通第一导体层452、第二绝缘层453以及第二导体层454。其中，位于第三区450之第一绝缘层451具有一焊料容置区456以露出第一导体层452，且第三绝缘层455具有一压焊区457以露出第二导体层454，以供一热压头459接触，其中压焊区457露出的第二导体层454之表面可以包含一金属层，其可以为单层之金属层，例如金层，或是双层之金属层，例如镍层与金层；当然，实际运用上并不以此为限。在此一提，贯通孔458系形成于焊料容置区456及压焊区457的范围外，贯通孔458之内壁可以具有例如为镍的导电物质或是其他具有导热效果的物质。此外，第一导体层452与第二导体层454之材质可以包含铜箔，并且在各层之间尚可具有一粘着层。

请一并参阅图4与图5，其是依据本发明一较佳实施例的软性印刷电路板制造方法流程图。在此实施例中，软性印刷电路板4的制造方法包含以下步骤：于步骤S51(图式中只有四层)提供一层状结构，该层状结构区分为一第一区410、一第二区430以及一第三区450，第二区420介于第一区410与第三区450之间，并且依序包含有一第一绝缘层411、一第一导体层412、一第二绝缘层413、一第二导体层414以及一第三绝缘层415，并且分别于第一区410以及第三区450中形成至少一贯通孔458贯通第一导体层412、第二绝缘层413以及第二导体层414；于步骤S52去除第三区450部份的第一绝缘层411，以露出第一导体层412而形成一焊料容置区456；以及于步骤S53去除第三区450部份的第三绝缘层415，以露出该第二导体层414而形成一压焊区457。

在另一实施例中，本发明的软性印刷电路板制造方法尚可包含去除位于第二区430的第二导体层414以及第三绝缘层415，使得位于第一区410及第三区450此部份的层状结构依序包含有一第一绝缘层411、一第一导体层412、一第二绝缘层413、一第二导体层414以及一第三绝缘层415，而第二区430此部份的层状结构依序包含有第一绝缘层411、第一导体层412及第二绝缘层413；于形成至少一贯通孔458以贯通第一导体层412、第二绝缘层413及第二导体层414之后形成一导电物质于至少一贯通孔458内；以及于形成压焊区457之后形成一金属层于压焊区457表面。在此一提，该层状结构更包括至少一粘着层于第一绝缘层411、第一导体层412、第二绝缘层413、第二导体层414以及第三绝缘层415之间。

故本发明具有新颖性、创造性和实用性，应符合专利法的三性要求。

以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及原理的等变化与修饰，均应包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (17)

1、一种软性印刷电路板的压焊结构，包含：

一层状结构，依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层；至少一贯通孔，贯通该第一导体层、该第二绝缘层以及该第二导体层；

其中，该第一绝缘层具有一焊料容置区以露出该第一导体层，且该第三绝缘层具有一压焊区以露出该第二导体层。

2、如申请专利范围第1项所述的软性印刷电路板的压焊结构，其中该至少一贯通孔形成于该焊料容置区及该压焊区的范围外。

3、如申请专利范围第1项所述的软性印刷电路板的压焊结构，其中该至少一贯通孔的内壁具有导电物质。

4、如申请专利范围第1项所述的软性印刷电路板的压焊结构，其中该第一导体层与该第二导体层包含铜箔。

5、如申请专利范围第1项所述的软性印刷电路板的压焊结构，更包含至少一粘着层，位于该第一绝缘层、该第一导体层、该第二绝缘层、该第二导体层以及该第三绝缘层之间。

6、如申请专利范围第1项所述的软性印刷电路板的压焊结构，其中，该压焊区的该第二导体层表面更包含一金属层。

7、一种软性印刷电路板，包含：

一第一区，具有一层状结构，依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层；

一第二区，与该第一区相连接，该第二区具有一层状结构，依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层；

一第三区，远离该第一区并与该第二区相连接，该第三区包含：

一层状结构，依序包含有该第一绝缘层、该第一导体层、该第二绝缘层、该第二导体层以及该第三绝缘层；

至少一贯通孔，贯通该第一导体层、该第二绝缘层以及该第二导体层；

其中，位于该第三区的该第一绝缘层具有一焊料容置区以露出该第一导体层，且该第三绝缘层具有一压焊区以露出该第二导体层。

8、如申请专利范围第7项所述的软性印刷电路板，其中该至少一贯通孔系形成于该焊料容置区及该压焊区的范围外。

9、如申请专利范围第7项所述的软性印刷电路板，其中该至少一贯通孔的内壁具有导电物质。

10、如申请专利范围第7项所述的软性印刷电路板，其中该第一导体层与该第二导体层包含铜箔。

11、如申请专利范围第7项所述的软性印刷电路板，更包含至少一粘着层，位于该第一绝缘层、该第一导体层、该第二绝缘层、该第二导体层以及该第三绝缘层之间。

12、如申请专利范围第7项所述的软性印刷电路板之压焊结构，其中，该压焊区的该第二导体层表面更包含一金属层。

13、一种软性印刷电路板的制造方法，包含：

提供一层状结构，该层状结构区分为一第一区、一第二区以及一第三区，该第二区系介于第一区与第三区之间，该层状结构依序包含有一第一绝缘层、一第一导体层、一第二绝缘层、一第二导体层以及一第三绝缘层，且分别于该第一区以及该第三区中形成至少一贯通孔贯通该第一导体层、该第二绝缘层以及该第二导体层；

去除该第三区的部份该第一绝缘层，以露出该第一导体层而形成一焊料容置区；

去除该第三区的部份该第三绝缘层，以露出该第二导体层而形成一压焊区。

14、如申请专利范围第13项所述的软性印刷电路板的制造方法，更包括：

去除位于该第二区的该第二导体层以及该第三绝缘层。

15、如申请专利范围第13项所述的软性印刷电路板的制造方法，其中于形成该至少一贯通孔贯通该第一导体层、该第二绝缘层以及该第二导体层的步骤后更包括：

形成一导电物质于至少一贯通孔内。

16、如申请专利范围第13项所述的软性印刷电路板的制造方法，其中该层状结构更包括至少一粘着层于该第一绝缘层、该第一导体层、该第二绝缘层、该第二导体层以及该第三绝缘层之间。

17、如申请专利范围第13项所述的软性印刷电路板的制造方法，其中于形成该压焊区的步骤后更包括：

形成一金属层于该压焊区表面。

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