CN2483937Y - 软性电路板 - Google Patents

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陈志清
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Abstract

一种软性电路板,包括形成于绝缘胶带上的导电线路,以及填充于导电线路之间的显像型高分子材料层。此显像型高分子材料层具有多个孔洞暴露出部分导电线路,该些孔洞是作为与打印机金属凸点接触用。此绝缘胶带的材质是一种聚合物;而显像型高分子材料层是由防焊油墨或聚亚硫胺组成。本实用新型还涉及软性电路板的制造方法。

Description

软性电路板
本实用新型涉及一种软性电路板(Flexible Circuit Board)。
使用于喷墨打印机内墨水匣(Cartridge)上的软性电路板，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，以驱动墨水匣，使墨水匣得以进行喷墨列印作业。
为了解传统软性电路板与打印机金属凸点的接触情形，请先参照图1。传统软性电路板所使用的基材104，大多为聚亚硫胺(Polyimide，PI)。而软性电路板上的导电线路106(Conductive traces)，如铜(Cu)或金(Au)等金属导电材质，则是经由TAB(Tape Automated Bonding)上的孔洞108(Holes)与打印机线路上的金属凸点110(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。此二种方法兹分述如后：
请先参照图2A-2J，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2A及2B所示，于基材202，例如是聚亚硫胺PI，上利用溅镀(Sputtering)法溅镀一层厚度约100A的铜膜204。如图2C、2D及2E所示，在正反面上光致抗蚀剂(PR)206，双面曝光(Expose)、显影(Develop)以制造出孔洞与导电线路的图案。接着，请参照图2F，于具有裸露铜膜的一面电铸(Plating)厚度约数μm的铜板208。如图2G所示，再以一蚀刻液蚀刻基材202制作出孔洞210。接着，如图2H所示，再去除双面的光致抗蚀剂膜。然后，如图2I所示，再利用一次上光致抗蚀剂、曝光、显影、蚀刻等光刻腐蚀工艺，将裸露无铜板覆盖的铜膜去除。最后，如图2J所示，再于具有铜板层一面上一层绝缘胶212，以做为绝缘保护。
然此传统蚀刻工艺具有下述的缺点：制造时程长、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3A～3I，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3A及3B所示，于基材302上涂附一层胶304(Adhesive)。接着，参考图3C及3D，利用冲型机器对附着胶的基材冲出孔洞306，再于其上贴一层铜板308。再如图3E至3H所示，于铜板308表面进行上光致抗蚀剂310、曝光、显影、蚀刻等光刻腐蚀工艺，以形成铜板308的图案，然后再将光致抗蚀剂310去除。最后，如图3I所示，再于具有铜板层的一侧上一层绝缘胶312，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，也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。
有监于此，本实用新型的目的就是在提供一种软性电路板及其工艺，不会有显像液造成环境污染的问题，并且工艺时程短、成本低、孔口解析度佳、成品率极高，适合用以作为大量生产
为实现上述目的，本实用新型提出一种软性电路板的结构，包括形成于绝缘胶带上的导电线路，以及填充于导电线路之间的显像型高分子材料层。此显像型高分子材料层具有数个孔洞暴露出部分导电线路，该些孔洞是作为与打印机金属凸点接触用。
本实用新型中使用显像型防焊油墨于绝缘胶带上形成打印机金属凸点的孔洞，具有以下的优点：
(1)显像型防焊油墨对于导电线路间的密着性及被覆性，远比干膜(DryFilm)方式优异；
(2)因显像液(Developer)中使用弱碱性水溶液，其药剂及设备成本较低，且不造成环境污染等问题；以及
(3)因为与芯片正面同侧黏贴，故减少断线的问题。
此外，因为本实用新型的工艺不需于绝缘胶带上挖出孔洞，更具有以下的优点：
(1)工艺时程短、(2)成本较低、(3)孔口解析度佳，且具有(4)成品率极高的特点，约可达到99％以上的成品率。因此，相当适合用以作为大量生产使用。
为使本实用新型的上述目的、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1显示传统软性电路板与打印机金属凸点的接触情形；
图2A-2J绘示传统利用蚀刻法挖取绝缘胶带上的孔洞的方法；
图3A～3I绘示传统利用冲型法制造绝缘胶带上的孔洞的方法；
图4A-4J绘示依照本实用新型一优选实施例的软性电路板部分工艺；
图5显示依照本实用新型一优选实施例的显像型高分子材料的涂布、曝光、显影、烘烤等工艺；
图6绘示依照本实用新型一优选实施例的软性电路板与打印机金属凸点的接触情形；
图7绘示传统软性电路板与芯片粘着的局部分放大图；以及
图8绘示依照本实用新型一优选实施例的软性电路板与芯片粘着的局部分放大图。
附图标号说明：
104、202、302：基材
106：导电线路
108、210、306、420：孔洞
110、610：金属凸点
204：铜膜
206、310、408：光致抗蚀剂
208、308：铜板
212、312：绝缘胶
304、404：胶
402：绝缘胶带
406：导电层
410：显像型高分子材料层
502：涂布步骤
504：曝光步骤
506：显影步骤
508：烘烤步骤
504：曝光步骤
702、802：芯片
图4A～4J，绘示依照本实用新型一优选实施例的软性电路板部分工艺。首先，如图4A及4B所示，在绝缘胶带402(Tape)，例如是聚亚硫胺(Polyimide，PI)，先涂布一层胶404，再于其上形成导电层406，导电层406的材质可以例如是铜或金等金属，作为导电线路。而形成导电层406的方法是将整卷的铜箔或金箔黏贴于绝缘胶带402上，铜箔或金箔的厚度优选地约在10μm～50μm的范围。
接着，如图4C至图4G所示，先形成光致抗蚀剂层408于导电层406上，再曝光、显影、蚀刻导电层406，以形成所预定的图案，再去除光致抗蚀剂层408，此时，于绝缘胶带402上即具有预定图案的导电线路。
接着，如图4H所示，再涂布一层显像型高分子材料410于先前已制作好具有导电线路406的绝缘胶带402上。其中，显像型高分子材料410的优选涂布方式是利用网版印刷(Screen Printing)的方式，其他如喷涂(Spraycoating)方式、帘涂(Curtain coating)方式或滚轮涂布(Roller coating)的方式也可达到相同的结果。另外，显像型高分子材料410的优选材质为防焊油墨(Solder mask)，此种材质遇光之后会产生链结(Cross Linking)，使遇光的结构加强而不溶于显影剂中，如同于负光致抗蚀剂(NegativePhotoresist)。另外，如聚亚硫胺(Polyimide，PI)等光致抗蚀剂材质也可达到相同的结果。
如图4I以及图4J所示，再将显像型高分子材料410作显影动作，并藉由曝光将显像型高分子材料410去除，以形成预定图案而能达到保护导电层406的目的，最后，再作烘烤，以硬化显像型高分子材料410。
图5显示依照本实用新型一优选实施例的显像型高分子材料的涂布、曝光、显影、烘烤等工艺。应用于本实用新型的显像型高分子材料410优选的是台湾太阳油墨公司(Taiwan Taiyo Ink Corp.)生产的PSR9000 SeriesA01 Type显像型防焊油墨，此油墨中主剂与硬化剂(Hardener)的优选混合比为7∶3。在完成涂布，步骤502之后，进行曝光，如步骤504，到达板面的优选曝光量约为280～420mJ/cm2；在步骤506进行显影时，于温度约30℃下，利用重量百分比约1％的碳酸钠溶液(Na2CO3)做显影，时间约需60～90秒；于其后步骤508之后烘烤(Post Cure)，则需置于温度150°C的热风循环烤箱(Hot air convention oven)中，约50分钟。
利用于本实用新型的绝缘胶带(Tape)，其材质除了可以是聚亚硫胺(Polyimide，PI)之外，也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)。
因此，藉由根据本实用新型一优选实施例的工艺制造出的软性电路板结构如下：
在绝缘胶带402的一表面上具有导电线路406，在同一表面上还具有显像型高分子材料410填充于导电线路406之间。显像型高分子材料410对导电线路406有保护作用，然未完全将导电线路406掩盖，而是形成暴露出导电线路406的孔洞420。
图6绘示依照本实用新型一优选实施例的软性电路板与打印机金属凸点610的接触情形。参照图1绘示的传统软性电路板可清楚得知。传统上，打印机线路上的金属凸点110是穿过开于绝缘胶带104上的孔洞108与位于绝缘胶带104另一面的软性电路板导电层106接触。而本实用新型的软性电路板的导电层406是位于绝缘胶带402上接近打印机金属凸点610的前方。
此外，请比较图7与图8，因为本实用新型软性电路板的特殊设计使得其与芯片702粘着时，导电层406的弯曲程度远小于传统软性电路板与芯片802粘着时，铜板208的弯曲程度。这是因为，根据本实用新型一优选实施例的软性电路板与芯片702粘着时，绝缘胶带402与芯片702位于导电层406的同一侧，即本实用新型的软性电路板是正面黏贴；相反地，传统的软性电路板与芯片802粘着时，绝缘胶带202与芯片802位于铜板208的相反侧，即传统的软性电路板是反面黏贴。由此明显可知，本实用新型的软性电路板线路导电线路，自然会因为较小的弯曲角度而减低断线的可能。
本实用新型中使用显像型防焊油墨于绝缘胶带上形成打印机金属凸点的孔洞，具有以下的优点：
(1)显像型防焊油墨对于导电线路间的密着性及被覆性，远比干膜(DryFilm)方式优异；
(2)因显像液(Developer)中使用弱碱性水溶液，其药剂及设备成本较低，且不造成环境污染等问题；以及
(3)因为与芯片正面同侧黏贴，故减少断线的问题。
此外，因为本实用新型的工艺不需于绝缘胶带上挖出孔洞，更具有以下的优点：
(1)工艺时程短、(2)成本较低、(3)孔口解析度佳，且具有(4)成品率极高的特点，约可达到99％以上的成品率。因此，相当适合用以作为大量生产使用。
虽然本实用新型以前述的优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本实用新型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作出一些更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当视后附的 的范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种喷墨用软性电路板，其特征在于，该电路板包括：
一绝缘胶带为基材，
一导电线路形成于该绝缘胶带上；以及
一显像型高分子材料层，至少填充于该导电线路之间，并且具有多个孔洞暴露出部分该导电线路，其中该些孔洞作为与打印机金属凸点接触。
2.如权利要求1所述的软性电路板，其特征在于该绝缘胶带是一聚合物薄膜。
3.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是聚亚硫胺。
4.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是特氟隆。
5.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是聚硫胺。
6.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是聚甲基丙烯酸甲酯。
7.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是聚碳酸酯。
8.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是聚酯。
9.如权利要求2所述的软性电路板，其特征在于该聚合物薄膜的材质是聚亚硫胺聚乙烯对苯二甲酯共聚合物。
10.如权利要求1所述的软性电路板，其特征在于，该显像型高分子材料层是由一防焊油墨组成。
11.如权利要求1所述的软性电路板，其特征在于，该显像型高分子材料层是由聚亚硫胺组成。
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