CN1937889A - 柔性电路板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柔性电路板的制作方法，其包括如下步骤：提供一待加工件，其具有一基材，该基材的至少一面具有铜膜；及在铜膜上形成多个铜孔，该铜孔的形成是采用微影制程，该微影制程包括涂布光阻层的步骤，该涂布的光阻为液态光阻。该微影制程在涂布光阻层之后进一步包括曝光、显影、蚀刻及剥膜的步骤。该曝光步骤使用的光罩为玻璃光罩。

Description

柔性电路板的制作方法
【技术领域】
本发明关于一种柔性电路板的制作方法，尤其是关于一种可提高链轮孔刚性、线路精细度高、良率稳定的柔性电路板的制作方法。
【背景技术】
随着科学技术的不断发展，超小型移动电话、便携式计算器及汽车用电子产品等都对产品的小型化、轻型化提出了更高的要求。为了适应这一需求，电子产品中的电路集成度不断提高，印刷电路的图型也日趋高密度化，电路的导体宽度、导体间隔、通孔尺寸等也随之日趋细小。因此，柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，简写FPC，也称软板、软性电路板或挠性电路板)以其轻薄、韧性及可挠性、线路可微细性等优良性能而逐渐替代刚性电路板或电路板模组，越来越多地应用于各类电子元件间电性连接。
在制作时，该柔性印刷电路板一般是由一至少一表面具有铜膜的基材经复杂的操作制作而成。最终形成的产品一般具有多个孔洞及位于表面的线路，该孔洞一般是由形成在铜膜的铜孔及形成在基材的膜孔构成。
传统的柔性电路板的制作方法是采用干膜蚀刻工艺制作而成。请参阅图1，是传统采用蚀刻工艺的印刷电路板的制作方法示意图，其中除(C)、(D)图为俯视图外，其余均为剖视图，具体步骤详述如下：
(1)如图1(A)所示，首先提供一基材110，该基材110具有一第一表面111和一相对的第二表面112，其材质为聚酰亚胺(Polyimide，PI)，也可为聚酯(Polyester，PET)等；
(2)如图1(B)所示，在该第一表面111形成一第一铜膜121，在该第二表面112形成一第二铜膜122，该第一铜膜121及该第二铜膜122采用溅射(Sputtering)法形成，得到物件101；
(3)分条，如图1(C)所示，将步骤(2)得到的物件101沿切割并行线102以切割(Cutting)或冲切(Punching)方式分成多个平行排列的加工件100，每一加工件100均包括一基材110及形成在其两表面的第一铜膜121、第二铜膜122；
(4)如图1(D)所示，在每一加工件100两侧冲设链轮孔(也称轨道孔)103；
(5)采用微影制程在该加工件100的第一铜膜121表面形成所需的铜孔130，该孔洞130如图1(H)中所示。该微影制程包括如下步骤：
首先，清洁该第一铜膜121表面；
然后，如图1(E)所示，在该第一铜膜121表面涂布一干膜(Dry Film)131，该干膜131为一感旋光性薄膜，为一抵抗蚀刻药液的介质，可为正光阻材料或负光阻材料；
曝光，如图1(F)所示，利用一具有与所需铜孔图案相反的光罩140进行曝光，将影像转移；由于光的化学作用，正光阻经紫外线曝光后发生断链反应而变为可溶解，负光阻则因聚合物的交联作用而变为不可溶解，该方案是采用正光阻，该光罩140的材质为塑料；
显影，如图1(G)所示，在曝光后利用显影液将干膜131的可溶性部份予以溶去，留下的部份在蚀刻时可保护铜面不被蚀刻液侵蚀，从而形成所需的图型132；
如图1(H)所示，利用铜蚀刻液对该图型132区域所对应的第一铜膜121进行蚀刻以形成多个铜孔130，从而裸露出该铜孔130所对应的基材110；
如图1(I)所示，去除剩余的干膜131，即剥膜；
(6)如图1(J)所示，采用化学蚀刻液蚀刻该铜孔130对应的基材110，以形成基材110上的膜孔150，该膜孔150与该铜孔130一一对应；
(7)在形成的膜孔150的孔壁镀铜；
(8)与步骤(5)相似，采用微影制程，在第一铜膜121上形成所需的线路，该制程包括如下步骤：清洁第一铜膜121表面、涂布干膜、曝光、显影、蚀刻裸露出的铜、剥膜；
(9)重复(5)至(8)的步骤，对第二铜膜122进行同样的操作；
(10)在形成所需孔洞及线路的基材110表面印刷一保护层(图未示)，并对该保护层进行曝光、显影，使该铜线路不与外界接触，避免铜氧化及线路污染。
(11)镀金；
(12)裁切；
(13)电气检查，以检测形成的柔性电路板，并标示不良位置。
上述方法制作过程存在如下缺陷：首先，该制作过程采用干膜蚀刻，需先整面涂布光阻，然后再曝光、显影，整面涂布的目的是保护不需要蚀刻部份不被蚀刻。然而，因干膜压合时会产生气泡，附着性差，在制作过程中链轮孔是通过链轮的带动实现连续操作，因此链轮孔周围的干膜因链轮的运动而易脱落、较难附着完好，在后续制作过程中，经曝光、显影、蚀刻，无干膜保护的链轮孔周围的铜以及基材也会被蚀刻掉，从而导致链轮孔易破裂。其次，链轮孔在孔洞及线路制作过程中起定位作用，经上述的蚀刻后，定位不准，使得线路及孔洞的良率不稳定。再次，采用干膜蚀刻技术，因干膜厚度较厚且附着性差，使形成线路的精细度较低。最后，该方法在曝光、显影时采用塑料光罩，塑料光罩受热易变形，影像转移时无法达到所需的线宽尺寸，造成良率降低。
有鉴于此，提供一种可提高链轮孔刚性、线路精细度高、良率稳定的柔性电路板的制作方法实为必需。
【发明内容】
以下，将以实施例说明一种可提高链轮孔刚性、线路精细度高、良率稳定的柔性电路板的制作方法。
该柔性电路板的制作方法包括如下步骤：提供一待加工件，其具有一基材，该基材的至少一面具有铜膜；及采用微影制程在铜膜上形成多个铜孔，该微影制程包括涂布光阻层的步骤，该涂布的光阻为液态光阻。
该微影制程在涂布光阻层之后进一步包括曝光、显影、蚀刻及剥膜的步骤。
该曝光步骤使用的光罩为玻璃光罩。
相比于现有技术固态干膜而言，该技术方案采用液态光阻，由于液态光阻的流动性佳、附着性好的特性，其可均匀涂布，包括链轮孔附近也可涂布液态光阻，因此，在后续曝光、显影、蚀刻过程中，在液态光阻的保护下，链轮孔附近的铜膜或基材不会被蚀刻掉，因而可提高链轮孔刚性；并且，因链轮孔在孔洞及线路制作过程中起定位作用，未被蚀刻的链轮孔也会提供精准对位，从而提升制作良率。
而且，液态光阻的流动性使得该液态光阻层的厚度低于固态干膜，而该薄层的光阻有利于制作精细度高的线路。
相比于现有技术采用塑料光罩而言，本技术方案在曝光、显影过程中采用玻璃光罩，因玻璃受热均匀、膨胀性弱，因而不易受热变形，且玻璃透光性好，因此可以保证孔洞及线路的制作良率稳定。
【附图说明】
图1是现有技术柔性电路板的制作方法示意图。
图2是本发明实施例柔性电路板的制作流程示意图。
图3是本发明实施例柔性电路板的制作方法示意图。
【具体实施方式】
本实施例柔性电路板是由一至少一表面具有铜膜的基材经复杂的操作制作而成，其具有多个孔洞及位于基材表面的线路，该孔洞一般是由形成在铜膜的铜孔及形成在基材的膜孔构成。其中该基材的材质可为聚酰亚胺、聚酯、铁氟龙、聚甲基丙烯酸甲酯或碳酸酯等。
请一起参阅图2与图3，是本实施例柔性电路板的制作流程与方法示意图。该实施例包括如下步骤：
(1)如图3(A)所示，首先提供一基材210，其具有一第一表面211及一相对的第二表面212，其材质为聚酰亚胺，也可为聚酯等；
(2)如图3(B)所示(为剖视图)，在该第一表面211形成一第一铜膜221，在该第二表面212形成一第二铜膜222，该第一铜膜221及该第二铜膜222采用溅射(Sputtering)法形成，得到物件201；
(3)分条，如图3(C)所示(为俯视图)，将步骤(2)得到的物件201沿切割并行线202以切割(Cutting)或冲切(Punching)方式分成多个平行排列的加工件200。每一加工件200均包括一基材210及形成在其两表面的第一铜膜221、第二铜膜222，如图3(B)所示；
(4)如图3(D)所示，在每一加工件200两侧冲设链轮孔(也称轨道孔)203；
(5)采用微影制程在该加工件200的第一铜膜221表面形成所需的铜孔230。该制程包括如下步骤：
首先，清洁该第一铜膜221表面；
然后，如图3(E)所示，在该第一铜膜221表面涂布一液态光阻层231。该液态光阻层231可为正光阻材料或负光阻材料，本实施例采用正光阻材料。
该液态光阻层231由树脂(Resin)、感光剂(Sensitizer)及溶剂三种材料组合而成。树脂对入射光线不产生反应，但提供光阻对底材的黏着性、供给光阻抗蚀刻的能力、决定光阻涂布后的厚度及热稳定性等材料性质，且可被碱性显影液分解。感光剂为液态光阻层231的主体，其对特殊光线具有灵敏性，所以又称感应剂；在与入射光线产生反应之前，感应剂可抑制显影剂对树脂的分解，所以又被称为抑制剂(Inhibitor)，但光阻一旦曝光后，产生光化学反应的感应剂将以数百至上千倍的速率与显影液发生反应。因此，由未曝光与经曝光区域的显影速率的巨大差异，使得图案得以定义完成。溶剂则让光阻保持为液态形式，使得光阻可利用旋转的方式涂布在底材上。
在涂布时，适当地控制旋转式涂布机的转速可得到厚度均匀的液态光阻层，其厚度约为光波长的数倍，即约为数百至上千奈米之间。
曝光，如图3(F)所示，利用一具有与所需铜孔图案相反的光罩240进行曝光，将影像转移，该光罩240的材质为玻璃；
显影，如图3(G)所示，在曝光后利用显影液将液态光阻层231的可溶性部份予以溶去，留下的部份在蚀刻时可保护铜面不被蚀刻液侵蚀，从而形成所需的图型232。相比于采用干膜光阻而言，本发明实施例因采用液态光阻形成的膜层较薄，更有利于直径较小的孔的图案及精细线路的形成。
如图3(H)所示，利用铜蚀刻液对该图型232区域所对应的第一铜膜221进行蚀刻以形成多个铜孔230，从而裸露出该铜孔230所对应的基材210；
如图3(I)所示，去除剩余的液态光阻层231，即剥膜；
(6)如图3(J)所示，采用化学蚀刻液蚀刻该铜孔230对应的基材210，以形成基材210上的膜孔250，该膜孔250与该铜孔230一一对应，此时因膜孔250的形成露出其对应的部份第二铜膜222；
(7)孔壁镀铜。可限定仅在膜孔250的孔壁，还可在形成的铜孔230与膜孔250的孔壁均镀铜。该步骤具体制作是先以整孔剂使孔壁带正电荷，然后使带负电微粒的碳粉附着在孔壁表面，再以微蚀将露出的第二铜膜222上的碳粉剥离，仅留孔壁绝缘位置上的一层碳粉，经镀铜而成。
(8)与步骤(5)相似，采用微影制程，在第一铜膜221上形成所需的线路，该制程包括如下步骤：清洁第一铜膜221表面、涂布液态光阻层、曝光、显影、蚀刻裸露出的铜、剥膜；
(9)若双面均需加工铜孔及线路，则重复(5)至(8)的步骤，对第二铜膜222进行同样的操作；
(10)在形成所需孔洞及线路的基材210表面印刷一保护层(图未示)，并对该保护层进行曝光、显影，使该铜线路不与外界接触，避免铜氧化及线路污染。
(11)镀金；
(12)裁切；
(13)电气检查，以检测形成的柔性电路板，并标示不良位置。
相比于现有技术固态干膜而言，本发明实施例采用液态光阻，由于液态光阻的流动性佳、附着性好的特性，其可均匀涂布，包括链轮孔附近也可涂布液态光阻，因此，在后续曝光、显影、蚀刻过程中，在液态光阻的保护下，链轮孔附近的铜膜或基材不会被蚀刻掉，因而可提高链轮孔刚性；并且，因链轮孔在孔洞及线路制作过程中起定位作用，未被蚀刻的链轮孔也会提供精准对位，从而提升制作良率。
另外，液态光阻的流动性使得该液态光阻层的厚度低于固态干膜，而该薄层的光阻有利于制作精细度高的线路。
相比于现有技术采用塑料光罩而言，本发明实施例在曝光、显影过程中采用玻璃光罩，因玻璃受热均匀、膨胀性弱，因而不易受热变形，且玻璃透光性好，因此可以保证孔洞及线路的制作良率稳定。

Claims (12)

1.一种柔性电路板的制作方法，其包括如下步骤：提供一加工件，其具有一基材，该基材的至少一面具有铜膜；及采用微影制程在铜膜上形成多个铜孔，该微影制程包括涂布光阻层的步骤，其特征在于：该涂布的光阻为液态光阻。
2.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，该涂布的光阻为正光阻或负光阻。
3.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，该微影制程在涂布光阻层之后进一步包括曝光、显影、蚀刻及剥膜的步骤。
4.如权利要求3所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，该曝光步骤使用的光罩为玻璃光罩。
5.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，在铜孔形成后，进一步包括一在基材上形成多个膜孔的步骤，且该膜孔与该铜孔一一对应。
6.如权利要求5所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，该膜孔的形成是以化学蚀刻液蚀刻铜孔对应的基材而成。
7.如权利要求6所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，该化学蚀刻液为乙醇胺的碱性溶液。
8.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，在膜孔形成后，进一步包括一在膜孔孔壁镀铜的步骤。
9.如权利要求8所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，在膜孔孔壁镀铜后，进一步包括一在该基材表面的铜膜上形成所需线路的步骤。
10.如权利要求9所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，该线路的形成是采用微影制程。
11.如权利要求10所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，进一步包括一在线路表面印刷保护层的步骤。
12.如权利要求1所述的柔性电路板的制作方法，其特征在于，在铜孔制作前包括一在待加工件两侧冲设多个链轮孔的步骤。
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