TW201247050A - Improvements for electrical circuits - Google Patents

Description

201247050 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電路之改良，具體而言，本發明係有關使用 於電子裝置的電路板。 【先前技術】 電路板(或稱印刷電路板，PCBs)是實質用於所有電子裝 置’以支撐其電子構件與電子裝置間的電傳導路徑。路徑（通常 叫做軌跡’’ tracks”或跡線，’ traces”）自貼在非導體平板支 撐（例如玻璃纖維片）上的銅片钱刻。每一層是建立在其他層的 上面且每一層的路徑間的電連接提供電子構件間所需電路。 印刷電路板因為玻璃纖維支撐層的剛性及強度提供電子構 件及銅路徑的機械支持，且因此成為支援全世界大部分電子裝 置的電路及電子構件的較佳選擇。然而印刷電路板固有的剛性 因而缺乏彈性，使其在與某些產A整合時帶來困難而成為缺點。 因此已經有提出以彈性材料提供電路板以代替印刷電路板 剛性玻璃_支禮層例如板材可以肖在需要電路板可在三維 空f中扭曲的中，這對標準印刷電路板而言是不可能的。^， 目刖的製造方法及製造的板材有效能及可靠性問題。 【發明内容】 本發明之第一觀點係提供一種電傳導 働，其中，每-路徑區= ; b)第二延長部；⑽—彈性可撓部，於-端連接至第一 d) /之第二端且於其相對端連接至第二延長部之第-端.以;5 «第二彈性可撓部’於_端連接至第二延長部於= 201247050 對端連接至相鄰路徑區段之第—延長部之第一端。 電傳第二觀點係提供—種包含第—觀點之電傳導路徑之 電路板 J 月之第三觀點係提供一種包含第二觀點之電傳導構件之 下列提供-麵奴料構叙方法，包含 層及該基板層的，至以鄰接""基板層；提高該導電材料 -者電：=r基板層之溫度維持 基=電材顧不要的區域，喊供至少—電料路徑連接至該 出。本發$之各種觀點的其他特徵於所附之巾請專纖圍中提 【實施方式】 此說明書用到各種術語，除另有說明外，定義如下： 在以密ΐ」是量測單位钱併獅電料路徑的數目。 Γ單位長度是25毫米，所關式是顯示寬度 11 長又25毫米的電傳導路徑的數目。 分比。伸長百刀比」疋當電傳導路徑在施加張力下的總伸長百 地二測正交於長㈣方向’通常是&直向 地，之電傳導路徑的厚度（深度）。 Π 4 201247050 「路徑寬度」是量測正交於長度的方向，通常是 地，之電傳導路徑的厚度（深度）。 個膏^請ίί圖丨 4 ’這些®是本發明電傳導路徑的四 、實施例。為說明目的’圖1至圖4各顯示電傳導路徑的一部

Li:3傳導路徑可為所需的任何長度。在各實施例，電 專導徨=3複數個路徑區段以端點對端點方式連接。圖i至 4包含表不每個路徑區段起點跟終點的虛線。 的俨5引:如圖1至圖4所示實施例的特徵已給予相同 ，號，另外加上-個、兩個或三個撇號（‘）。請 段3大致為線性的第一延長部11及大致為線性的第 -k長4 2。帛-延長部u及第二延長部12是以第—彈性可挽 部13彼此相連’且路徑區段包含第二彈性可撓部14連接第二延 長部12 _對端且連接至相鄰路麵段之第 (見圖1的11a)。 κ |<弟鲕 如此一來，可以從圖丨至圖4 了解路徑區段1〇是由複數 個以端點對端點方錢接的路麵段所構成。在這些實施例中， 路徑區段彼此是烟的，但應了解在不f離本發明範_，相 路徑區段間可有不同變化。 如圖1至圖4所示實施例，第一彈性可撓部13及第二彈性 可撓部14是作為偏向構件，或是作為允許第—延長部n及第二 延長部12在電傳導路徑10受到張力下可相對彼此移動或轉動的 彈簧°圖1至圖4顯示第-彈性可撓部13及第二彈性可挽部14 的四種變化’且應了解其他職或設置射在不脫於本發明範圍 的狀況下被使用。在圖1、2及圖3的實施例，彈性可撓部是v形、 U形或W形，在圖4的實施例則是部分圓形13”，、14”，。這四個實 施例的第-彈性可撓部13及第二彈性可撓部14允許第一延長部 201247050

Uf二延長部12在電傳導路徑1〇受到張力下可相對彼此轉動 1曰伸長）電傳導路徑10的長度，但不包含因電傳導路徑1〇 觉到張力而造成的損壞。 當然’如說明書中所指出的，電傳導路徑10有可伸長的安 全限制而沒械牲電料路徑Π)的整雜。換言之，熟悉此技藝 之人應了解本發明電傳導路#丨。可容許的伸長量Μ損壞電傳導 路徑無法自一端導電至另一端的情況。 如圖5至圖8所示本發明之電傳導路徑1Q的形態是對應 圖1至圖4的具體實施例’相對習知方式，具有可緊密相鄰（併 排)設置的優點。® 5至圖8顯示將圖i至圖4的實施例「堆 疊」的狀況。電傳導路徑10可以如此堆叠（定位）極為有利， 因為相鄰電傳導路徑1G上的對應點的側向距離沿著整個電傳 導路徑1G也是固定的。例如’在圖6中F點和G點間的側向 距離與Η點和I點間的側向距離是相同的。這在電傳導路徑 10併入電路板時’因為改善訊號完整性、達成控制阻抗匹配 且因為改善在任何距離上的電傳導路徑密度，而改善表現。 如圖5至圖8所示的每個例子，須注意到相鄰 徑1〇的第-延長部η及第二延長部12之間定義4間:= 傳導路徑10的第一彈性可撓部13及第二彈性可撓部丨心這將使 電傳導路徑10可彼此緊鄰設置，所以在一需求寬度中可以增 加更多電傳導路徑10的數目，亦即，增加電傳導路徑1〇的^ 度。 如圖所示，每一路徑區段的第一延長部u及第二延長部12 是傾斜於電傳導路徑10的延長軸且傾斜於一角度0。如所附圖 式中所示，Θ較佳介於15度至75度之間《尤其第一延長部丨丨及 第二延長部12之間的角度較佳是介於30度至60度之間f最佳係 201247050 介於40度至50度之間，特別是45度。第一延長部丨丨及第二 長部12之間的角度選擇在特定使用中所需的路徑密度（即: 傳導路徑10須彼此相鄰設置），及所需伸長百分比或所 ^ 導路徑之伸長能力。這些因素(物理特性）皆須一併考慮。 除了第一延長部11及第二延長部12的夾角會影響 及電傳導路徑密度，第一延長部n及第二延長部12 撓部13與第二彈性可撓部14的形態也會影響伸 及電傳導路徑密度。 此刀 請^第9圖’第9 _示電傳導路㈣的第—延長部^ =二卩12的長度與電料路徑1G在破猶可伸長百分比 的，糸圖。此圖以使用35微米厚之銅f|且第一延長部u 12之間的角度為45度的實驗數據表示。每一電傳導路i ;寬度是G.1G毫米(mm)且相鄰路麵段的最小空間為Q ; =毫當第—延長部11及第二延長部12的長度增^ 宅木以上時，不會改善電傳導路徑的伸長百分比。 及第圖’第1G ®顯示1傳導雜1G的第—延長部11 米厚之的長度與路徑密度的關係圖。此圖以使用35微 第1長部11及第二延長部12之_度為奶度 路徑區徑10的寬度是〇·10毫米且相鄰 由減确個參朗的祕，且齡較大的雜密度可以 其=的=。然而’這只是電傳導路徑型態/形狀的 徑整體性時，電傳導素要—併考慮，例如當維持電傳導路 ’ 1：傳導路控長度的伸長百分比。 均對SΓ寬度改為0·15毫米以外，圖11及圖12 及圖10。從圖11可知，當第一延長部u及第二延長 201247050 二2，長度超過7/8毫来’伸長百分比有小幅改 寸，第一延長部11及第二延長= 吨時每25亳米的路徑密度會較高。 第—延長部及第二延長部的㈣Θ與每25毫米路 ίίϊ關係圖。此實施例以使用0.1毫米寬，35微米厚且第- 此圖說明當角I超之傳導路徑。 跡μ Λ 麟路密度不會尬改善°此圖顯示 乂二?3G度及6Q度之間時會提供最高的路徑密度，但正如 在其他圖式所說明的，伸長百分比也需要納入考慮。 如 傳導長部及第二延長_夾角0增加確實造成電 及第二二部二增加。也就是說，此圖說明當第一延長部11 分比有i 之間的角度超過5G麟，轉導路徑的伸長百 L 此圖說明當第一延長部及第二延長部的夾角大 此實施存r、l提供好的伸長能力，在路徑密度也提供滿意的表現。 長絲寬，35微米厚且第—延長部11及第二延 長。Ρ12之間的長度是3毫米的電傳導路徑。 路徑法’製造可絲作為包含本發明電傳導 維的銅相印概路補造方法開始的。 法，具有财好的效果以㈣。因此申請人料訂列方 以類似現有印刷電路㈣造綠的 斜 ^例如0.15毫米。鋼笛層可為任 12微米至79微米間的範圍。基板層是實質上度 201247050 材料，且申請人發現聚氨酯（polyurethane)因其物理特性，是較 佳=選擇，討論如下。較佳地，聚氨酯使用厚度在25微米至5〇 微米之間，但任何所需厚度皆可使用。須說明的是，增加厚度會 減少所製造的電傳導構件的伸長能力，厚度太薄的基板層則會容 易損壞。 製程的第一步必須連接銅箔層到聚氨酯基板層。雖然在一實 =例中，可以用黏著方式連接，但申請人出乎意料的發現使用申 =人發明的方法，聚氨酯基板層和銅箔層可以不用任何額外的黏 著就接在一起。以下方法使用壓力和溫度來熱接合聚氨酯基板層 和銅箔層。 銅箔層係置於聚氨酯基板層的上方（反之亦可），然後各層被 定位在-對實質上平坦可加熱平板之間。組件（即鋪層、聚氨醋 基板層、平板)被放在層合壓製機内（任何加熱裝置亦可），其係具 有施壓平板強迫使銅、治層及聚氨g旨基板層靠向彼此的手段的。平 板的溫度逐漸增加到-預定溫度，此實施例中是攝氏12()度(增減 8度之間），且在該預定溫度維持一預定時間，此實施例中大約是 1小時。可採用較短的時間，但須說明的是申請人發現各層之間要 達到好的連接較佳最少需50分鐘。若組件在層合壓製機中停留超 過70分鐘，基板層有可能會失去彈性。 加壓到平板在150PSI至170PSI之間（較佳在155PSI)，且逐 漸加壓一直到達預定的壓力值。加壓較加分為兩階段，第一階段 加到50PSI後維持15分鐘’第二階段加到預定的壓力值(如丨55 後維持剩下所需時間。 立接著冷卻組件’直到平板達到預定的溫度，例如攝氏4〇度（這 =味組件可輕綠由_個人來拿取）。—壓力值(如哪⑴維持於 千板直到達到冷卻的溫度。移除平板以露出合成的銅騎與聚氨 201247050 酯基板層（已彼此熱接合）。 另一層銅箔層可在各層放在平板之間前定位於基板層的相反 面上。換§之’兩個銅箔層可夾住基板層。在此實施例，每個銅 箔層熱接合至基板層的相對側。 現在銅箔層已與基板層接合，接著必須在銅箔層中產生本發 明的電傳導路徑。廣義而言，是以蝕刻劑移除不要的銅箔層達成 (即沒有形成所需電傳導路徑數目的部分）。首先，在銅箔層表面 上疋義要形成電傳導路徑處的區域。這是藉由在銅箔層表面覆蓋 感光層來達成，接著絲層會赫。就賴著贿罩(有定義形 成電傳導路徑之區域的開口）覆蓋，如銀#化物1著感光層的曝 露區域曝於紫外光下，使曝露區_化。組件接著在賴中顯影， 以移除感光層未固化的部分。接著組件被放輯舰烤至大約攝 氏120度’維持約3個小時。可以用較低的溫度，但會增加 。烘烤的溫度較佳不應超過125度，因為那可能會破壞基 欲便組忏嗥鉻於蝕刻劑中（如氣化銅），以移除 成電傳導路徑的銅騎）。接著組件曝露於另—飯刻齊 導路徑連接其上的的聚氨酯基板層⑽^如此留下有複數㈣ 若電傳導路徑的自由端作為焊接塾（已知技術 組件以統鑛職可⑽—冑 4 對應的焊接墊。 ⑽先樹4，然後留下電傳導路徑及其 201247050 傳導浸入含有銀的液體中而使得銅製的電 電基傳==== 黯基板層之“有複數被爽在兩個聚氮 傳導铺層於上述方法，然後_移除未形成電 人電傳二也可包含—個可選的製造電傳導路徑然後點 。電傳導心縣板層上的轉，鎌可省去侧步驟。 人用於說明書與申請專利範圍的術語「&含(c〇mprises)」及 iLC(Zlslng)」及錢化意摘定雜、倾體。這些術 不應排除其他特徵、步驟或構件的存在。 在前述說明書中，或接下來申請專利範圍中，或所附圖 =揭露的概，以狀形式或妹現縣之魏、方法或過 手段表達達賴露的結果，可適當地时開或以任何方式级人、★ 些特徵來實現本發明的不同形式。 ^ 11 · 201247050 【圖式簡單說明】 本發明的實施例僅以所附圖式對應的例子來描述。 圖1為本發明部分電傳導路徑的第一實施例平面圖； 圖2為本發明部分電傳導路徑的第二實施例平面圖； 圖3為本發明部分電傳導路徑的第三實施例平面圖’； 圖4為本發明部分電傳導路徑的第四實施例平面圖； 圖5為複數個圖丨之電傳導路徑之堆疊平面圖 圖6為複數個圖2之電傳導路徑之堆疊平面圖 圖7為複數個圖3之電傳導路徑之堆疊平面圖 圖8為複數個圖4之電傳導路徑之堆疊平面圖； 圖9為本發明電傳導路徑之伸長百分比與電傳轉徑 二ί長部之長度的關細，此圖係描述自35微米厚、 的電及第W峨45度之_成 之關Γ圖W為路徑密度與電傳轉徑之第—延長部及第二延長部 圖11為本發明電料路徑之伸長百分 之長侧鋼，此瞻 製成的電^做心45度之_ 之關係圖

圖13為路徑密度魏傳轉徑 之角度的義圖； 丨㈣-延長部 圖14為伸長百分比對本發明電 二延長部之角度的關係圖。 守彳义弟（長縣第 延長部及第二延長部 12 201247050 【主要元件符號說明】 10, 10’，10”，10”，電傳導路徑 11，11’，11”，1Γ”第一延長部 11a第一延長部 12, 12’，12”，12’”第二延長部 13, 13’，13”，13’”第一彈性可撓部 14, 14’，14”，14”’第二彈性可撓部 Θ夾角 13

Claims (1)

1. 201247050 七、申睛專利範圍： 端點方式連 種電傳導路控，包含複數個路徑區段以端點對 接，其中，每一該路徑區段包含： a) —第一延長部； b) —第二延長部； c) -第-彈性可撓部，於1連接至該第—延長部之 於其相對魏接至該第三延長部之__第—端；以及 — d) -第二彈性可撓部，於一端連接⑽第二延長部之—第 於其相對端連接至-相_徑區段之該第—延長部之—第一端。 2.如申請專利範圍第！項所述之電傳導路徑，其中該 實質彼此相同。 U 3·如申請專利範圍第i項所述之電料路徑，其中該路徑區段之 該第一延長部及該第二延長部實質上是線性的。 4·如申請專利範圍第丨項所述之電傳導路徑，其中該路徑區段之 該第一延長部及該第二延長部傾斜於該路徑區段之一延長軸。 5·如申請專利範圍帛！項所述之電傳導路徑，其中該路徑區段之 該第一延長部及該第二延長部係以-角度傾斜於該路徑區段之 一延長轴。 6. 如申請專利範圍第5項所述之電傳導路徑，其中該角度之範圍 在15度及75度之間。 7. 如申請專利範圍第5項所述之電傳導路徑，其中該角度之範圍 201247050 在30度及60度之間。 8·如申請專利範圍第5項所述之電傳導路徑，其中該角度之範圍 在40度及50度之間。 9.如申請專利範圍第5項所述之電傳導路徑，其中該角度實質上 為45度。 10·如申請專利範圍第1項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部包含複數個彼此連接且可彈性地相對移動的部分 11. 如申請專利範圍第1項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部的至少一部分實質上是線性的。 12. 如申請專利範圍第1項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部的至少一部分傾斜於該路徑區段之一延長軸。 13. 如申請專利顧第丨項所述之電傳導路徑，其巾每一彈性 可撓部的所有部份皆傾斜於該路徑區段之一延長轴。 14. 如申請專利範圍第1項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部相鄰的部分彼此傾斜且夾有一角度。 瓜如申請專利範圍第u項所述之電傳導路捏，其中該 範圍在15度及75度之間。 又 16. 範 17. 範 如申請專利範圍第14項所述之電傳導路徑，其中該角度之 圍在30度及60度之間。 & 如申請專利範圍第14項所述之電傳導路徑，其巾 圍在40度及50度之間。 ' 18·如申請專利範圍第U項所述之電傳導路徑，其+該角度實 15 201247050 質為45度。 19.如申身專利範圍第丨項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部之至少-部分是非線性的。 肌如申請專利範圍第19項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部之至少—部分是彎曲的。 21.如申。月專利範圍第i項所述之電傳導路徑，其中每一彈性 可撓部之各部分歧少—部分的平面岐V形、_或界形。 10%至 30%之間 22_如申請專利範圍第1項所述之電傳導路徑，其中在垂直於 該路控區段之延長軸的方向進行量測時，該第一彈性可挽部及 s第彈f·生可撓。p的寬度各介於該路徑區段整體寬度的 23.如申睛專利範圍第1項所述之電傳導路徑，其中在垂直於 該路仏區&之延長軸的方向進行量測時，該第一彈性可挽部及 該第二彈性可撓部的整體寬度各介於該路徑區段整體寬度的 15%至25%之間，較佳為2〇%。 如申《月專利範圍第1項所述之電傳導雜，其中該第一延 長部及該第二延長部之間定義一空間以容納一相鄰路徑之一第 一彈性可撓部或—第二彈性可撓部。 25. 如申睛專利範圍第24項所述之電傳導路徑，其中定義在該 第延長部及該第二延長部之間之該空間實質上是梯形。 26. -種電傳導構件，包含如前述任一項所述之電傳導路徑。 27. 如申請專利範圍第26項所述之電傳導構件，包含兩個相鄰 201247050 的電傳導路徑。 28·如申請專利範圍第27項所述之電傳導構件，其中一個路和 區段之該些第-彈性可撓部位於定義在該相鄰路徑區段之該第二 延長部及該第一延長部之間的空間。 29·如申請專利範圍第27項所述之電傳導構件，其中該兩個電 傳導路徑相鄰設置，使得一個路徑區段之一延長轴延伸過相鄰 路徑區段之該第-縣部⑽第二延長部。 4鄰 3〇.如申請專利範圍第27項所述之電傳導構件，其中師 區f沿該電傳導構件之整體長度上對應兩點_-橫向距離; 質是固定的。 31·如申請專利範圍第27項所述之電傳導構件，其中當 導構件處_卜拉力下時，_路㈣段沿麵^上對應 兩點間的一橫向距離是實質固定的。 一 32·如申請專利範圍第26項所述之電傳導構件 更包含-基板續該電料路徑。 件 33. 如申請專利範圍第32項所述之電傳導構件，其中 路徑連接到該基板之一表面。 34. 如申請專利範圍第32項所述之電傳導構件，其中 路徑與該基板之該表面黏合或接合。 X 35. 如申請專利範圍第32項所述之電傳導構件，其中春 導構件包含至少二道路辦，該電料路徑其中之胃一連 到該基板的相對表面的各個。 17 201247050 36. 如申請專利範圍第32項所述之電傳導構件，其中複數個電 傳道路徑連接到該基板的相對表面。 37. 如申請專利範圍第32項所述之電傳導 路徑被夹在相魏'齡錢合_健板之間。#電傳導 38. 如申請專利範圍第32項所述之電傳導構件，其中該基板是 聚合物。 39. 40. 如申請專利範圍帛38項所述之電傳導構件，其中該聚合物 是聚氨酉旨。 -種電路板’包含如中請專利範圍第26項所述之電傳導構 件 41· 一種製造電傳導構件之方法，包含下列步驟： 放置一導電材料層以鄰接一基板層； 提高該導電材料層及該基板層的溫度至一預定溫度； 施壓至該導電材料層及該基板層，使兩者互相靠近； 將該導電材料層及該基板層之溫度維持一預定時間； 冷卻該導電材料層及該基板層至一預定溫度；以及 至該 移除導電材料層不要的區域’以提供至少—電傳導路經連接 基板層。 42. 如申請專利範圍第41項所述之製造方法，包含下列步驟· 放置該導電材料層及該基板層於一對熱傳導構件間。 43. 如申請專利範圍第41項或第42項所述之製造方法，其中 該基板層與該導電材料層以熱接合相互粘合。 201247050 44. 如 卢㈣:：範圍第41項或第42項所述之製造方法’宜中 ==材料層及該基板層至該預 壓二 導電材料層及該基板層。 45.如申請專利範圍第41項或第42項所述 包 下列步驟： 巴含 在相鄰該基板層之—補側放置—第二導電層。 46.如申請專利範圍第41項或第42項所述之製造方法，其中 該移除導電材料層不要的區域，以提供至少一電傳導路經連接 至該基板層之步驟是將料電層不要的區域暴露純刻劑中而 3S 〇 灶如申請專職圍第41項絲42項所述之製造方法，包含 下列步驟： 當該電傳導路㈣祕，於相_導電層之—相對嫩置一另一 基板層。 48. 如申請專利範圍第47項所述之製造方法，其中該另一基板 層連接該電傳導路徑及另一個基板層。 49. 如申請專利範圍第48項所述之製造方法，其中該另一基板 層與該電傳導路徑及另一個基板層是以熱接合。