TW201240536A - Fabricating method of flexible circuit board - Google Patents

Description

201240536 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種車人性線路基板的製造方法，且特 別是有關於一種超細線路適用的軟性線路基板的製造方 法0 【先前技術】 傳統軟性線路基板的製作，主要是採用減去製程法-即在表面覆有銅層的軟性銅箔積層板上，先塗佈光阻層 (Photoresist, PR)，並經曝光、顯影作業後，將所需之線^ 圖案先行轉移至光阻層中。然後再以圖案化之光阻層為罩 幕(Mask)，對銅層進行濕式蝕刻，於軟性銅箔積層板上形 成具有所需形狀的線路。由於側蝕作用的緣故，濕式蝕刻 所开>成之線路的剖面輪廓(pr〇file)皆會呈上窄下寬之梯开； 狀，^隨著銅f|層厚度的增大或線路寬度的下降而更加‘ 化。嚴重時’還會呈現倒三角形，並造成後續元件的配置 困難、訊號傳遞不似n率下降的不良結果。因此， 為了因應電子產品細線化的發展趨勢，必須使用越來越薄 的銅i才能不斷降低線寬。但當銅層厚度過薄«8㈣時， 則又曰有銅層剛性不足、作業困難的缺點產生。 :載落鋼fg的問世即是經由剛性較強且在 ，俾改善薄鋼作業困難！ 落目前的i古八疋整的減去法製程。然而，市售附載落銅 ’ ’心離作業溫度只及300°C，在經聚醯亞胺 201240536 溫長喊>36GtM辦师料程後，會 出現載“法分離或是產生腫脹變形無法錢的問題。而 載箱無法再利用’也導致了附载嶋售 ==市％接受度低的市場現況。因此，針對細線化程 =兩的L_F(Chip 〇n Flex)應用，業界目前皆是 的濺鍍製程軟性銅_層板。此類採用錢 鍍衣耘所付的產品，由於必須經過昂貴的真空作 =不僅價格高、J_在產品性能方面·如抗撕強度偏低、熱 穩定性不佳等缺點’也會對軟性線路細線化的進一步發展 造成障礙，因此繼續的開發或改善仍有其必要性。 【發明内容】 、本發明提供一種軟性線路基板的製造方法，可以較低 成本完成超細線路適用的軟性線路基板。 本發明的一種軟性線路基板的製造方法包括下列步 驟。提供-金屬祕。金屬麟的表面具有—金屬氧化物 層，且金屬氧化物層是由金屬載箔氧化而成。在金屬氧化 ，層上電鍍形成一種子層。在種子層上經有機絕緣物或其 前驅物樹脂溶液（如聚醯亞胺）的塗佈、烘烤及硬化作業 形成一軟性有機絕緣材料層。再將金屬載箔從其與種子層 的接合界面處撕離後，便可獲得由種子層及絕緣材料層所 結合而成的軟性金屬積層板。在軟性金屬積層板上形成一 圖案化線路。 本發明的另一種軟性線路基板的製造方法包括下列 4 201240536 步驟。提供一金屬載箔。金屬載箔的表面具有一金屬氧化 物層，且金屬氧化物層是由金屬載箔氧化而成。在載箔金 屬氧化物層上電鍍形成一線路用金屬銅層。在線路用金屬 銅層上電錢形成一抗熱層。在抗熱層上經有機絕緣物或其 刖驅物樹脂溶液（如聚醯亞胺）的塗佈、烘烤及硬化作業 形成一軟性有機絕緣材料層。將金屬載箔從其與線路用金 屬銅層接合界面處撕離後，便可完成軟性銅箔積層板的製 作。圖案化線路用金屬銅層與抗熱層以形成一圖案化線路。 基於上述’在本發明的軟性線路基板的製造方法中， 金屬載箱的表面的金屬氧化物層使得金屬載箔可在軟性絕 緣基板1¾溫塗佈作業過程後輕易地撕離。因此，可用於生 產具高溫作業性(4〇〇χ：·2小時）的超薄(<8μιη)的金屬層而 獲得超細的軟性線路。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 圖1Α至圖^是本發明一實施例的軟性線路基板的 製造方法的流程剖面示意圖。請參照圖1Α，首先提供一金 屬載箱110。金屬載箔110的表面具有一金屬氧化物層 112’且金屬氧化物層U2是由金屬載箔110氧化而成。金 屬載箱110的材質以在空氣中具有自發性形成緻密表面氧 化物層、在硫酸溶液中形成鈍態膜且仍具導電性的金屬材 料為主’例如為不銹鋼、鈦、鋁、鉻、鎳或其合金。在不 201240536 錄鋼材質的金屬的部分，例如是含有鎳的2⑻及 300系列沃斯㈣不義以舰製程所得。金屬賴11〇 的厚度例如是10微米至細微米，金屬載羯110的表面粗 链度例如是小於等於1微米。 ，著請參照圖1B，在如圖1A提供金屬載箔之後，在 金屬氧化物層112上電鍍形成一種子層12〇。種子層12〇 的材質可為錄、鉻、銘、翻、鋅、鶴、銘、銅、其他適當 金屬或其合金，且種子層12〇可以是單一或是多層的結 構。種子層120的厚度例如小於2微米。當圖案化線路152 的材質為銅時，種子層12〇可發揮防止銅遷移的作用。必 要時’種子層120的表面可再進一步進行瘤化處理及增黏 處理。 接著印參照圖1C’在種子層12〇上形成一軟性絕緣 ，才130。絕緣材料層13〇的材質為熱固型材料如環氧 樹脂、聚醯亞胺等，或熱可塑型材料如熱可塑型聚醯亞胺 (Jhennal Plastic Polyimide ;簡稱 τρρι)、液晶塑膠聚對 苯二甲酸乙二g旨等。絕緣材料層13G是作為之後軟板線路 層的主要支㈣材，通常以錢絕賴或其前驅物樹脂溶 液的f佈、烘烤及硬化作業而得。絕緣材料層13〇的厚度 例如是20微米至60微米。以聚醯亞胺為材質的絕緣材^ 層130例如是經過丨小時365cC的高溫環化作業。接著， 將金屬載箔110從種子層120與金屬載箔i 1〇的連接界面 處撕離。金屬載箔110在撕離作業完成後，由於沒有载箔 需要配置分離層的問題，因此具有良好的可回收性而可大 6 201240536 幅降低成本。 纽參照® 1H ’在種子I 120上形成一圖案化 ，路152。由於圖案化線路152是在絕緣材料層13〇 巧’皿％化作業後才形成’因此可聽高溫環化作業造成用 =形成圖案化線路152的金屬層的晶粒粗大化，進而解決 =曰粒粗大化的金屬層在圖案化時容易發生斷_問題。其 ，子層120與圖案化線路152重疊且圖案相同，以^ 免線路之間錯誤地短路。 ^根據上述内容可知，在本實施例的軟性線路基板的製 $方法中’採用具有金屬氧化物層112的金屬賴ιι〇， =不需使时離層，金屬似UG也可时以降低 ，本。此外，在、絕緣材料層13〇完成高溫環化作業後才形 成圖案。線路152 ’可提高線路細化的可能性與良率。 接著，請參照圖1D，在如圖…形成絕緣材料層BO ^後’可選擇性地在絕緣材料層130上貼附具可撓性的一 =層140。背襯層14〇的材質可為聚對苯二甲酸乙二醋 $他適當材料。背襯層14G主要是在補強強度，以避免 離金屬賴11G時種子層12()與絕緣材料層⑽因為 又不足而破裂或過度捲曲。 接著’請參照圖1E，在種子層12〇上電鍍一金屬層 至屬層150的厚度例如是〇1微米至18微米，而金 人:150的材質例如是鋼或其他適當材質。本實施例中， ί中層曰 150是以種子層120為種子而電鏟形成。在一實驗 '疋先對種子層與絕緣材料層的表面進行適當的脫脂 201240536 清洗作業。接著將種子層與絕緣材料層放置在45°C的焦 磷酸銅鹼性鍍液（成分：焦磷酸銅40克/公升、焦磷酸鉀 290克/公升與12烷基磺酸鈉〇.〇5克/公升）中，並在陰極 通以電流密度為1安培/分米平方的電流’以形成1微米厚 的銅羯°然後再將種子層與絕緣材料層放置在5〇〇C的酸 性硫酸銅鍍液（成分：硫酸80克/公升、正二價鋼離子40 克/公升與負一價氯離子36 ppm)中，並在陰極通以電流 後度為4安培/分米平方的電流，以形成7微米厚的銅箔。 最終’所得銅箔總厚度為8微米。 接著，請參照圖1F，在金屬層150上貼附或塗佈一層 光阻160’並將光阻160圖案化而形成如圖1G所示的一圖 案化光阻162。接著，請參照圖1G，以圖案化光阻162為 罩幕，蝕刻如圖1F所示的金屬層15〇以形成圖案化線路 152 ’且蝕刻金屬層150時一併蝕刻種子層120。最後，請 參照圖1H，移除圖案化光阻162，即可完成所要的圖案化 線路152。以此方式，假設在圖1F的步驟中所形成的金屬 層150的厚度是8微米，則最終形成的圖案化線政152的 有效間距約可控制在22微米。 圖2A至圖21是本發明另一實施例的軟性線路基板的 製造方法的流程剖面示意圖。本實施例的軟性線路基板的 製造方法的前段步驟如圖2a至圖2D所示，而其細節與前 一貫施例以圖1A至圖1D所示的步驟相同，在此不再贅 述。請參照圖2E，在撕離金屬載箔110 (繪示於圖2D) 之後，在種子層120上貼附或塗佈一層光阻26〇，並將光 8 201240536 阻260圖案化而形成如圖2F所示的一圖案化光阻262。接 著請參照圖2G，在種子層120未被圖案化光阻262覆蓋的 刀上形成圖案化線路252。本貫施例的圖案化線路252 疋以種子層120為種子而電鍍形成。接著請參照圖2Η，移 除如圖2G所示的圖案化光阻262。最後，請參照圖21， 以圖案化線路252為罩幕而蝕刻種子層12〇，即可完成所 要的圖案化線路252。以此方式，假設在圖2F的步驟中所 形成的圖案化光阻262的厚度是8微米，則最終形成的圖 案化線路252的有效間距約可控制在1 〇微米。 圖3A至圖3H是本發明再一實施例的軟性線路基板 的製造方法的流程剖面示意圖。請參照圖3A，首先在金屬 載箔110的表面的金屬氧化物層112上電鍍形成一線路用 金屬層350。其中，金屬載箔11〇與金屬氧化物層112相 同於圖1A的金屬載箔110與金屬氧化物層112，在此不再 贅述。金屬層35〇的材質以及形成方式可參考圖1E的金 屬層150。 接著，請參照圖3B，在如圖3Λ形成金屬層35〇後， 在金屬層350上電錄形成一抗熱層32〇。抗熱層32〇的材 質可為鎳、鉻、鈷、鉬、鋅、鎢、鋁、銅、其他適當金屬 或其合金，且抗熱層320可以是單一或是多層的結構。抗 熱層320的厚度例如小於2微米。 接著，請參照圖3C ’在金屬層35〇上形成一絕緣材 料層330，其與圖ic的絕緣材料層13〇相似。 接著，請參照圖3E，將圖3c中的金屬載箔110從金 201240536 屬層350與金屬載箔11〇的接合界面處撕離。最後，請參 照圖3H，圖案化圖3E中的金屬層35〇與抗熱層32〇以形 成一圖案化線路352。 根據上述内容可知，在本實施例的軟性線路基板的製 造方法中’採用具有金屬氧化物層112的金屬載箔110， 因此不需使用分離層，金屬載箔n〇也可回收利用以降低 成本。 接著’請參照圖3D ’在如圖3C形成絕緣材料層330 之後’可選擇性地在絕緣材料層33〇上貼附一背襯層34〇, 其與圖1D的背襯層140相似。 接著’請參照圖3F’在金屬層350上貼附或塗佈一層 光阻360’並將光阻360圖案化而形成如圖3G所示的一圖 案化光阻362。接著，請參照圖3G，以圖案化光阻362為 罩幕，蝕刻如圖3F所示的金屬層35〇以形成圖案化線路 352 ’且蝕刻金屬層350時一併蝕刻抗熱層32〇。然後，移 除圖案化光阻362，即可完成如圖3H所示的圖案化線路 352。以此方式’假設在圖3A的步驟中所形成的金屬層35〇 的厚度是8微米，則最終形成的圖案化線路352的有效間 距約可控制在30微米。 在以下貫驗例中，是以圖3A至圖3H所示流程來製 造線路基板。在-實驗例中，金屬賴的材f為鈦，且在 撕離作業之前曾經過2小時響^的社作業，所得的撕 離強度可維持在17至50克重/公分。在另一實驗例中，金 屬載、名的材質為鋁，且在撕離作業之前曾經過2小時4⑻。c 201240536 的退火作業，所得的撕離強度約為75.5克重/公分。在 一實驗例中，金屬載箔的材質為代號是sus 30:的^ 鋼，在撕離作業之前曾經過2小時400。(：的退火作業， 經過對絕緣材料層進行的卜㈣祕％的高溫環化 ^ 的撕離強度仍可控制在丨㈣克重/公分。由此證明， 知例的軟性線路基板的製造方法確實可在完成超細線= 同日可，回收利用金屬載箔110而降低成本。 、 綜上所述，在本發明的軟性線路基板的製造方法 =載洎上不需配置分離層。因此，可在 支樓以完成超細的線路。並且，在完成t 2金屬载治也可輕易撕離並回收利用以降低成本。另外， 形，路的金屬層安排在絕緣材料層的高溫環化製 二二率有避免金屬晶粒粗大而可進-步提升線路 性線路二的製造方法應用在軟 本#發％已以實施·露如上，然其並相以限定 本i明之技術領域中具有通常知識者，在不脫離 發明之保圍内’當可作些許之更動與潤飾，故本 ’、護乾圍胃視後社_請專利範騎界定者為準。 【圖式簡單說明】 製造出是本發明—實關的紐線路基板的 的〜程剖面示意圖。 至圖21疋本發明另—實施例的軟性線路基板的 11 201240536 製造方法的流程剖面示意圖。 圖3A至圖3H是本發明再一實施例的軟性線路基板 的製造方法的流程剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 110 :金屬載箔 112 :金屬氧化物層 120 :種子層 130、330 :絕緣材料層 140、340 :背襯層 150、350 :線路用金屬層 152、252、352 :圖案化線路 160、260、360 :光阻 162、262、362 :圖案化光阻 320 :抗熱層 12

Claims (1)

1. 201240536 七、申請專利範園： 1.一種軟性線路基板的製造方法，包括· 金屬載I其中該金屬㈣的表面具有一金屬 乳化物層，且該金屬氧化物層以該麵賴氧赤屬 在該金屬氧化物層上電鍍形成一種子層； ， 在該種子層上經由有機絕緣物或其前曰 的塗佈、輯及硬化作業崎成—軟財触輯^液 ，該金屬麵從與種子層接連介面處撕離；以及I 在種子層上形成一圖案化線路。 方> 專利㈣第1項所述之軟性祕基板的製造 方法，其中形成該圖案化線路的方法包括： 坆 用金種子層為種子而在該絕緣材料層上韻一線路 在該線路用金屬層上形成—圖案化光阻； 乂棚案化光阻為罩幕，_該線路用金屬層與 子層以形成該圖案化線路；以及 喱 移除該圖案化光阻。 專利圍第1項所述之軟性線路絲的製造 方法，其中形成化線路的方法包括： 在該種子層上形成一圖案化光阻； 種子層未被該圖案化光阻覆蓋的部分上電錢形 成該圖案化線路； 移除該圖案化光阻；以及 以該圖案化線路為罩幕而酬移除該種子層。 201240536 方广:專利範圍第1項所述之軟性線路基板的製造 方法、、中該種子層的材質為鎳、鉻'鈷、鉬、辞、鎢、 鋁、銅或其合金，且厚度小於2微米。 • 5·如U利範圍第1項所述之軟性線路基板的製造 方Ϊ其巾在形成該絕緣材料層之後與將該金屬載羯撕離 之剛，更包括在該絕緣材料層上貼附一具可撓性背。 、6.如申請專利範圍第5項所述之軟性線路基板的製曰造 方法，其中該具可撓性的背襯層的材質為聚對苯二甲酸乙 二酯(polyethylene terephthalate，PET)。 7.如申請專利範圍第1項所述之軟性線路基板的製造 方法’其中該金屬載箔的材質為不銹鋼、鈦、鋁、鉻、鎳 或其合金。 8·如申請專利範圍第1項所述之軟性線路基板的製造 方法’其中該絕緣材料層的材質為聚醯亞胺(polyimide, PI) 或液晶塑膠(liquid crystal plastic)。 9.如申請專利範圍第1項所述之軟性線路基板的製造 方法’其中該金屬載箔的厚度為10微米至2〇〇微米，且該 金屬載箔的表面粗糙度小於丨微米。 10· —種軟性線路基板的製造方法，包括： 提供一金屬載箔，其中該金屬載箔的表面具有一金屬 氧化物層’且該金屬氧化物層是由該金屬載箱氧化而成； 在該金屬氧化物層上電鍍形成一線路用金屬層； 在該線路用金屬層上電锻形成一抗熱層； 在該抗熱層上經由有機絕緣物或其前驅物樹脂溶液 14 201240536 的塗佈、烘烤及硬化作業以形成一軟性有機絕緣材料層； 將該金屬載箱從與該線路用金屬層接合介面處撕 離；以及 圖案化S亥線路用金屬層與該抗熱層以形成一圖案化 線路。 11.如申請專利範圍第10項所述之軟性線路基板的製 造方法，其中形成該圖案化線路的方法包括： 在該線路用金屬層上形成一圖案化光阻； 以該圖案化光阻為罩幕，蝕刻該線路用金屬層與該抗 熱層以形成該圖案化線路；以及 移除該圖案化光阻。 12·如申凊專利範圍第10項所述之軟性線路基板的製 4方法’其中該抗熱層的材質為錄、絡、姑、銷、辞、鹤、 銘、銅或其合金，且厚度小於2微米。 13. 如申§青專利範圍第1〇項所述之軟性線路基板的製 造方法，其中在形成該絕緣材料層之後與將該金屬載箔撕 離之前，更包括在該絕緣材料層上貼附一具可撓性的背概 層。 14. 如申請專利範圍第13項所述之軟性線路基板的製 造方法，其中該具可撓性背襯層的材質為聚對苯二曱酸乙 二酯。 15. 如申請專利範圍第丨〇項所述之軟性線路基板的製 造方法，其中該金屬載箔的材質為不銹鋼、鈦、鋁、鉻、 鎳或其合金。 15 201240536 16. 如申請專利範圍第10項所述之軟性線路基板的製 造方法，其中該絕緣材料層的材質為聚醯亞胺或液晶塑膠。 17. 如申請專利範圍第10項所述之軟性線路基板的製 造方法，其中該金屬載箔的厚度為10微米至200微米，且 該金屬載箔的表面粗糖度小於1微米。 16