TW201545618A - 利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，包括：在聚亞醯胺基材的上、下表面上形成上部、下部銅箔層；上部、下部銅箔層經銅蝕刻處理而形成第一、第二電氣線路；貼附第一、第二聚亞醯胺覆蓋膜至上部、下部銅箔層上而相互密合；對聚亞醯胺基材進行聚亞醯胺蝕刻處理，形成至少一開口，曝露下部銅箔層；以及對開口進行表面處理，形成電氣連接至下部銅箔層的電氣線路的焊接層，用以後續焊接電子元件，完成具有雙面線路及單面組裝的線路板。本發明捨棄曝光型油墨的製程，因而能簡化處理程序，並改善線路板的精確度。

Description

利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法

本發明係有關於一種線路板製作方法，尤其是直接對聚亞醯胺基材進行蝕刻處理以形成適當開口而曝露銅箔電氣線路，因而製作具有電氣線路及用以安置電氣元件之開口的線路板。

印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)是常用的重要電氣組件，不僅提供電路可插設各種電子零件，同時改善整體電氣操作的穩定性，防止電子元件脫落或接觸不良。然而，印刷電路板主要是將電氣線路設置在硬質的基板上，比如環氧樹脂，無法應用於需要具有可彎曲或可撓性之電路結構的產品上，尤其是體積相當有限的可攜式電子裝置，比如手機、數位相機、攝影機。因此，業者開發出具有可撓性且輕薄短小、延展伸縮佳、配線高密度的軟性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，並已廣泛使用於各種領域。

一般而言，軟性電路板(FPC)的製作流程包含：裁切，對塑膠基板，比如用聚亞醯胺、聚硫亞氨、聚醚醯亞銨或聚對苯二甲酸二丁酯形成，利用自動裁切機裁切出具適當尺寸的軟性基材；機械鑽孔，對軟性基材藉鑽孔機鑽出貫穿各層的通孔，以利後續製程的定位及插設零件所需；黑孔，在鑽孔的孔壁沉積上碳膜(carbon particle)導電層；電鍍銅，在孔壁及表面上形成導電銅層；電路轉印處理，藉轉印方式，對導電銅層進行曝光顯影蝕刻處理而形成預設的電氣線路；貼附覆蓋層，將電氣絕緣的覆蓋層(Coverlayer)，藉高溫高壓方式，緊密貼合至電氣線路上，以提供保護，避免污染；連接墊開口形成處理，主要是先在覆蓋層利用機械加工方式製作出開 口，再貼合於線路上以形成連接墊開口，並曝露出底下的電氣線路，然後利用曝光型油墨，藉曝光顯影處理，在油墨中形成連接墊開口，曝露底下的電氣線路；以及表面處理，對連接墊開口進行金鎳層、鎳鈀層製作或抗氧化處理，供後續焊接或封裝電子零件，因而完成線路板。

參考第一圖，習用技術單面線路板的示意圖，其中單面線路板1是依據上述習用技術所製作，主要包括軟性基材10、電氣線路20、覆蓋層30、連接墊開口40及鎳金層50，其中電氣線路20位於軟性基材10上，而覆蓋層30覆蓋並緊密貼合電氣線路20，且連接墊開口40穿過覆蓋層30或油墨70而位於電氣線路20上，並由鎳金層50覆蓋。

習用技術單面線路板1的缺點是需要使用機械加工方式以製作覆蓋層的開口，而一般的人工對準，或即使是使用特殊治具，都無法大幅改善精確度，而即使是使用曝光型的油墨製作開口，不僅使得處理程序更加複雜，而且油墨的可撓性比覆蓋層還差。

另外參考第二圖，習用技術單面線路板及零件組裝的示意圖，其中單面線路板2係類似於第一圖，也包括軟性基材10、電氣線路20、覆蓋層30、連接墊開口40、鎳金層50及油墨70，不過為實際組裝零件的需要，單面線路板2必須彎折180度，如第二圖的彎折區A所示，部分的連接墊開口40是朝向下方，如第二圖的背面元件連接區B所示。

上述單面線路板2的缺點在於組裝時，必須彎折180度，導致零件的對準精度降低，而且必須將部分零件正面做翻轉動作，更增加工序的複雜度，影響量產的良率。

此外，第三圖為習用技術的雙面線路板，其中雙面線路板3包括軟性基材10、第一電氣線路21、第二電氣線路22、第一覆蓋層31、第二覆蓋層32、連接墊開口40、鎳金層50、導通孔(Plated Through Hole，PTH)60及油墨70，其中第一電氣線路21、第二電氣線路22分別位於軟性基材10的上表面及下表面，並分別具有電氣線路，而第一覆蓋層31與油墨70、第二覆蓋層32分別覆蓋第一電氣線路21、第二電氣線路22，且連接墊開口40穿過第一覆蓋層31或油墨70而位於第一電氣線路21上，並由鎳金層50 覆蓋。尤其是，導通孔60貫穿軟性基材10而連接第一電氣線路21及第二電氣線路22。其缺點是需要使用曝光型油墨以製作開口，因此如上述第一圖的線路板，線路板會有處理程序複雜及可撓性比覆蓋層還差的缺點。

因此，非常需要一種創新的線路板製作方法，直接對聚亞醯胺基材進行蝕刻處理而形成適當開口，並曝露相對應的銅箔層，用以後續安置所需電氣元件，可完全取代曝光型油墨的製程，藉以製作包含單面或雙面的軟性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)的線路板，不僅簡化整體處理程序，同時還能改善線路板的精確度，甚至能節省基材的材料，藉以解決上述習用技術的所有問題。

本發明之主要目的在於提供一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，用以製作單面的線路板，包括以下處理步驟：在聚亞醯胺(PI)基材上利用電鍍銅處理或壓延處理而形成銅箔層，其中PI基材的下部係具有上部銅箔；對銅箔層進行銅蝕刻處理，而形成電氣線路；將包含膠層(Adhesive)及絕緣膜的聚亞醯胺覆蓋膜(PI Coverlay)貼附在電氣線路上，並利用高溫高壓使聚亞醯胺覆蓋膜及電氣線路相互密合；利用光學對準方式的聚亞醯胺蝕刻處理移除部分的聚亞醯胺基材而形成至少一開口，並曝露出電氣線路的相對應部分；以及對聚亞醯胺基材開口上的銅箔進行表面處理，形成電氣線路的焊接層，進而完成軟性電路板的單面線路板。

上述單面線路板中的焊接層可供電子元件在後續的應用中，藉焊接或封裝而電氣連接至電氣線路，尤其是不使用油墨製程，因而簡化整體製作流程，並能大幅改善精確度。

此外，本發明之另一目的在於提供一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，用以製作另一單面的線路板，包括以下處理步驟： 在聚亞醯胺基材上利用電鍍銅處理而形成上部銅箔層；對銅箔層進行銅蝕刻處理，而形成電氣線路；將包含膠層及絕緣膜的聚亞醯胺覆蓋膜，先製作出大開口，再貼附在電氣線路上，並利用高溫高壓使聚亞醯胺覆蓋膜及電氣線路相互密合；對聚亞醯胺覆蓋膜的大開口塗佈曝光型的油墨，並以曝光方式在油墨上形成至少一第一開口；利用聚亞醯胺蝕刻處理移除部分的聚亞醯胺基材而形成至少一第二開口，並曝露出電氣線路的相對應部分；以及進行表面處理，而在曝光型的油墨的第一開口及聚亞醯胺基材的第二開口上形成電氣連接至銅箔層的電氣線路的焊接層，進而完成軟性電路板的單面線路板。

在上述單面線路板中，第一開口上的焊接層以及第二開口上的焊接層，可分別供電子元件在後續的應用中藉焊接或封裝而電氣連接至電氣線路，亦即電子元件可配置於聚亞醯胺基材的上部及下部，實現具雙面組裝功能的單面線路板，可解決所有電子元件須焊接到同一表面而必須將線路板彎折180度所導致的問題。

再者，本發明之又一目的在於提供一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，用以製作雙面的線路板，包括以下處理步驟：在聚亞醯胺基材的上表面及下表面上分別形成上部銅箔層及下部銅箔層；對上部及下部銅箔層，進行銅蝕刻處理，分別形成第一電氣線路及第二電氣線路；對第一聚亞醯胺覆蓋膜製作出大開口，並貼附在具有第一電氣線路上，同時對第二聚亞醯胺覆蓋膜製作出大開口，並貼附在第二電氣線路上，並利用高溫高壓使第一及第二聚亞醯胺覆蓋膜分別與第一電氣 線路及第二電氣線路相互密合；對第一電氣線路上第一聚亞醯胺覆蓋膜的大開口，進行聚亞醯胺基材蝕刻處理，以移除部分相對應的聚亞醯胺基材，進而形成至少一開口，並曝露出第二電氣線路的相對應部分；以及對第二電氣線路上的開口進行表面處理，而在開口上形成電氣連接至第二電氣線路的焊接層，進而完成軟性電路板的雙面的線路板。

上述雙面線路板中的焊接層可做於一面或二面均做出，供電子元件在後續的應用中，藉焊接或封裝而電氣連接至銅箔層的電氣線路，因而提供具有雙面線路及單面或雙面組裝的雙面線路板。

由於本發明不使用曝光型油墨製程，因此可簡化整體的製作處理程序，並大幅改善無曝光型油墨之線路板的精確度。

1‧‧‧單面線路板

2‧‧‧單面線路板

3‧‧‧雙面線路板

10‧‧‧軟性基材

20‧‧‧電氣線路

30‧‧‧覆蓋層

40‧‧‧連接墊開口

50‧‧‧鎳金層

70‧‧‧油墨

71‧‧‧油墨

100‧‧‧線路板

110‧‧‧軟性基材

120‧‧‧電氣線路

130‧‧‧覆蓋層

140‧‧‧連接墊開口(開口)

141‧‧‧第一開口

142‧‧‧第二開口

143‧‧‧開口

150‧‧‧鎳金層(焊接層)

151‧‧‧第一焊接層

152‧‧‧第二焊接層

153‧‧‧焊接層

160‧‧‧導通孔

200‧‧‧線路板

300‧‧‧線路板

A‧‧‧彎折區

B‧‧‧背面元件連接區

S10~S30‧‧‧步驟

S35‧‧‧步驟

S51‧‧‧步驟

S61‧‧‧步驟

P‧‧‧大開口

W‧‧‧大開口

Y‧‧‧油墨

第一圖顯示習用技術單面線路板的示意圖。

第二圖顯示習用技術單面線路板及零件組裝的示意圖。

第三圖顯示習用技術雙面線路板的示意圖。

第四圖顯示依據本發明第一實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的操作流程圖。

第五圖顯示依據本發明第一實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的示意圖。

第六圖顯示依據本發明第二實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的操作流程圖。

第七圖顯示依據本發明第二實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的示意圖。

第八圖顯示依據本發明第三實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的操作流程圖。

第九圖顯示依據本發明第三實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的示意圖。

以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第四圖及第五圖，分別為依據本發明第一實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的操作流程圖及示意圖。如第四圖所示，本發明第一實施例的利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法包括以下依序進行的步驟S10、S20、S30、S40及S50，用以製作線路板100。首先，配合第五圖，主要是從步驟S10開始，在聚亞醯胺(PI)基材110的一表面(在第五圖中是朝向下方)上利用電鍍銅處理或壓延處理而形成下部銅箔層，並接著在步驟S20中，對步驟S10所形成的下部銅箔層進行銅蝕刻處理，而形成電氣線路120。

之後，進行步驟S30，將聚亞醯胺覆蓋膜(PI Coverlay)130貼附在電氣線路120上，且聚亞醯胺覆蓋膜130包含膠層(Adhesive)及絕緣膜，並利用高溫高壓使聚亞醯胺覆蓋膜130及電氣線路120相互緊密貼合，其中膠層可包括壓克力或環氧樹脂。進行步驟S40，利用光學對準的方式對聚亞醯胺基材110進行蝕刻處理，移除部分的聚亞醯胺基材110而形成至少一開口140，並曝露出電氣線路120的相對應部分。

最後，在步驟S50中進行表面處理，而在聚亞醯胺基材110的開口140上形成電氣連接至銅箔層的電氣線路120的焊接層150，進而完成線路板100。較佳的，焊接層150可為鎳金層、鎳鈀層或抗氧化層，用以焊接電子件或電子零件。

本實施例的主要特點在於保持聚亞醯胺覆蓋膜130的完整性，而對聚亞醯胺基材110進行聚亞醯胺蝕刻處理，以形成開口，尤其是聚亞醯胺蝕刻處理是利用光學對準的方式而實現，可大幅提高線路板100的精確度。再者，完全省略感光型油墨的製程，簡化整體製程工序，而提高產品良率。

進一步參閱第六圖及第七圖，分別為依據本發明第二實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的操作流程圖及示意圖。如第六圖所示，本發明第二實施例的利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法包括以下依 序進行的步驟S10、S20、S30、S35、S51及S61，用以製作線路板200。要注意的是，第二實施例是類似於第一實施例，其間的主要差異點在於步驟S35、S51及S61。

具體而言，第二實施例的步驟S10、S20、S30如同第一實施例，因此不再贅述。接著在步驟S35中，先以機械加工方式在聚亞醯胺覆蓋膜130上形成至少一大開口W，並塗佈曝光型的油墨Y以覆蓋聚亞醯胺覆蓋膜130及至少一大開口W，再對至少一大開口W的油墨Y進行曝光處理，以移除部分的油墨Y，因而形成至少一第一開口141。再執行步驟S51，利用聚亞醯胺蝕刻處理以移除部分的聚亞醯胺基材110而形成至少一第二開口142，並曝露出電氣線路120的相對應部分。因此，第一開口141及第二開口142是分別位於電氣線路120的二相對面上。

最後，進入步驟S61以進行表面處理，主要是對第一開口141及聚亞醯胺基材110的第二開口142進行表面處理，而在聚亞醯胺覆蓋膜130的第一開口141及聚亞醯胺基材110的第二開口142上形成電氣連接至銅箔層的電氣線路120的第一焊接層151及第二焊接層152，進而完成線路板200。較佳的，第一焊接層151及第二焊接層152可為鎳金層、鎳鈀層或抗氧化層。

上述線路板200的特點在於，第一焊接層151以及第二焊接層152，可分別供電子元件或電子零件在後續的應用中藉焊接或封裝而電氣連接至電氣線路120，亦即電子元件或電子零件可配置於聚亞醯胺基材110的上部及下部，實現具雙面組裝功能的線路板200，可解決習知技術中，必須將所有電子元件焊接到同一表面而將線路板彎折180度以進行焊接所導致的問題。

參閱第八圖及第九圖，分別為依據本發明第三實施例利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法的操作流程圖及示意圖。如第八圖所示，本發明第三實施例的利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法包括以下依序進行的步驟S11、S21、S31、S52及S62，用以製作線路板300。

首先，第三實施例的線路板製作方法是由步驟S11開始，在聚亞醯胺基材110的上表面及下表面上，分別形成上部銅箔層及下部銅箔 層，接著在步驟S21中，對上部銅箔層進行銅蝕刻處理，形成第一電氣線路121，並對下部銅箔層進行銅蝕刻處理，以形成第二電氣線路122。之後，進入步驟S31，對第一聚亞醯胺覆蓋膜131做出大開口P，並貼附在第一電氣線路122上，同時將第二聚亞醯胺覆蓋膜132貼附在第二電氣線路122上，並利用高溫高壓使第一聚亞醯胺覆蓋膜131及第二聚亞醯胺覆蓋膜132分別與第一電氣線路121及第二電氣線路122相互緊密貼合。

接著，在步驟S52中，對第一電氣線路121上第一聚亞醯胺覆蓋膜131的大開口P之區域，進行聚亞醯胺基材的蝕刻處理，以移除部分的相對應聚亞醯胺基材110，進而形成至少一開口143，並曝露出第二電氣線路122的相對應部分。

最後，進入步驟S62，對開口143進行表面處理，而在開口143上形成電氣連接至第二電氣線路122的焊接層153，進而完成線路板300。較佳的，焊接層153可為鎳金層、鎳鈀層或抗氧化層。

上述線路板300的特點在於焊接層做於一面或二面均做出並可供電子元件或電子零件在後續的應用中，藉焊接或封裝而電氣連接至第一電氣線路121及第二電氣線路122，因而提供具有雙面線路及單面或雙面組裝的線路板，可省略習知技術中的感光油墨，簡化整體製程工序，並提高產品精度。

由於本發明的技術內並未見於已公開的刊物、期刊、雜誌、媒體、展覽場，因而具有新穎性，且能突破目前的技術瓶頸而具體實施，確實具有進步性。此外，本發明能解決習用技術的問題，改善整體使用效率，而能達到具產業利用性的價值。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

S10~S30‧‧‧步驟

S35‧‧‧步驟

S51‧‧‧步驟

S61‧‧‧步驟

Claims (6)

1. 一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，係用以製作一單面線路板，包括以下步驟：在一聚亞醯胺(PI)基材上，利用一電鍍銅處理而形成一銅箔層；對該銅箔層進行一銅蝕刻處理，而形成一電氣線路；將一聚亞醯胺覆蓋膜(PI Coverlay)貼附在該電氣線路上，並利用高溫高壓使該聚亞醯胺覆蓋膜及該電氣線路相互密合；利用一聚亞醯胺蝕刻處理以移除部分的該聚亞醯胺基材，而形成至少一開口，並曝露出該電氣線路的相對應部分；以及對該聚亞醯胺基材進行一表面處理，而在該聚亞醯胺基材的開口上形成電氣連接至該銅箔層的電氣線路的一焊接層，進而完成該單面線路板，而該焊接層係用以供至少一電子元件電氣連接至該電氣線路。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之線路板製作方法，其中該聚亞醯胺覆蓋膜包含一膠層及一絕緣膜，且該焊接層為一鎳金層、一鎳鈀層或一抗氧化層。
3. 一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，係用以製作一單面線路板，包括以下步驟：在一聚亞醯胺基材上，利用一電鍍銅處理而形成一銅箔層；對該銅箔層進行一銅蝕刻處理，而形成一電氣線路；將一聚亞醯胺覆蓋膜貼附在該電氣線路上，並利用高溫高壓使該聚亞醯胺覆蓋膜及該電氣線路相互密合；先以機械加工方式在該聚亞醯胺覆蓋膜上形成至少一大開口，並塗佈曝光 型的油墨以覆蓋該聚亞醯胺覆蓋膜及該至少一大開口，再對該至少一大開口的油墨進行一曝光處理，以移除部分的該油墨，形成至少一第一開口；利用該聚亞醯胺蝕刻處理，以移除部分的聚亞醯胺基材而形成至少一第二開口，並曝露出該電氣線路的相對應部分；以及對油墨的第一開口及該聚亞醯胺基材的第二開口上形成電氣連接至該銅箔層的電氣線路的一焊接層，進而完成該單面線路板，而該焊接層係位於線路層的不同側，用以供至少一電子元件電氣連接至該電氣線路。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之線路板製作方法，其中該聚亞醯胺覆蓋膜包含一膠層及一絕緣膜，且該焊接層為一鎳金層、一鎳鈀層或一抗氧化層。
5. 一種利用聚亞醯胺蝕刻的線路板製作方法，係用以製作一雙面線路板，包括以下步驟：在一聚亞醯胺基材的一上表面及一下表面上分別形成一上部銅箔層及一下部銅箔層；對該上部及該下部銅箔層進行一銅蝕刻處理，藉以分別形成一第一電氣線路及一第二電氣線路；對一第一聚亞醯胺覆蓋膜做出一大開口，並將該第一聚亞醯胺覆蓋膜貼附在該第一電氣線路上，同時將該第二聚亞醯胺覆蓋膜貼附在該第二電氣線路上，並利用高溫高壓使該第一聚亞醯胺覆蓋膜及該第二聚亞醯胺覆蓋膜分別與該第一電氣線路及該第二電氣線路相互密合；對該第一聚亞醯胺覆蓋膜的大開口之區域進行聚亞醯胺基材的蝕刻處理，以移除部分的相對應之該聚亞醯胺基材，進而形成至少一開口，並曝 露出該第二電氣線路的相對應部分；以及對該第二電氣線路上的開口進行一表面處理，而在該開口上形成電氣連接至該第二電氣線路的電氣線路的一焊接層，進而完成該雙面的線路板，而該焊接層係用以供至少一電子元件電氣連接至該下部銅箔層的電氣線路。
6. 依據申請專利範圍第3項所述之線路板製作方法，其中該第一及該第二聚亞醯胺覆蓋膜包含一膠層及一絕緣膜，且該焊接層為一鎳金層、一鎳鈀層或一抗氧化層。