TW456162B - Rigid/flex printed circuit board and manufacturing method therefor - Google Patents

Description

45 616 2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（i ) 本發明係被關於印刷電路板之領域，特別是具有剛性 及可撓性區域，以便可裝設在非平坦空間之剛性/撓性印 刷電路板的製造。 印刷電路板技術已展開，諸如，現今已可能製造所謂” 剛性/撓性”電路板，其具有剛性及撓性電路之良好特性。 剛性/撓性板之相對剛性區域是用來裝設電路元件，經由 連接器裝上外部電纜，並提供在該元件及連接器之間電路 互相連接。剛性/撓性板之相對撓性區域習慣於運載電互 相連接，並使該板能夠被彎折或塑造成為該板所在系統之 物理特性之必須形狀〇例如，已知用一剛性/撓性板，其 具有被一撓性區域所連接，並可摺疊成一”u”型之兩剛性 區域以達到比起用兩分開的剛性電路板及傳統互相連接技 術可被完成之較高的容積元件密度。 剛性/撓性電路板具有變化的結構，並可以變化的方 法做成。一些剛性/撓性電路板經形成連續在一起，依所 需交替絕緣層及導電層，之可撓層的薄板而製成》—形成 可撓區之技術，包含外薄板層之選擇性移除的部分，外層 被移除之處，該板相對地薄，並因此比起在該外薄板層未 被移除之周圍面積較具可撓性。 一製造剛性/撓性板之方法，用一可撓之絕緣核心其 兩邊是被電鍍銅，該銅層被選擇性蝕刻以形成電路軌跡。 然而一絕緣層和其他導電層被作成薄片至每一邊，結果， 一剛性/撓性板具有四個或更多的導電層，製成薄片之前， 該剛性/撓性電路板之可撓性面積所處之開口提供該外絕 ----------¾-- (#先閲讀背面之注意事項再V#本頁) 訂， • i

線| .J 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 5 61 6 2 A7 ______B7 五、發明説明（2) 緣層’該開口可被挖掘形成，該外導電層由薄的、導電的 金屬箔’如銅箔，所形成。因其易脆性，在製成薄片之前’ 蝕刻或製作該外導電層，通常是不可行的，當然，為了機 械的穩定性，該箔片是最先被壓薄到該電路板，然後，該 被壓薄之箔片部分用適當的方法，如化學蝕刻，將其除去。 一出現在上述方法中之潛在問題，即在相鄰該核心的 該内層上的銅軌跡暴露在該區域中，在此，開口已在愿成 薄片之外絕緣層中形成，在蝕刻外薄箔片之前，必須採取 保護該暴露執跡的步驟，所以該钮刻劑不侵害該暴露之金 屬軌跡。依照一般理由，於該預先製成之絕緣外層所製成 的薄片之前，習知技術已用一或多個額外的製程步驟，為 了在該可撓性電路上，放置一不動物質之遮蔽物，該遮蔽 物質被放入或被壓進於該外絕緣層内，形成開口之的面 積。其後’該遮蔽物圖案的邊緣’用一些方法，被封至周 圍的外層，如將該遮蔽物質”壓”在一隨後的薄片層之下， 於該外導電層的錄刻期間，該遮蔽物質保護在可撓性電路 上的電路姓刻。 用此遮蓋技術有缺點。從可靠度觀點看來，在該遮蔽 物質和在窗口區域周圍之隨後用的外絕緣層之間，要得到 良好密封是困難的’如此，有可能蚀刻劑或其他污染物被 引入該電路結構，導致該電路板的損害及壽命的短縮。從 成本觀點看來，在钱刻該外導電層之前，需要用一分開的 遮蔽步驟是討厭的，因為在製造時的每—額外的步驟會增 加成本、及整個製程和導致剛性/撓性板之複雜性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) -裝- 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 4561 62 A7 ______B7 五、發明説明（Μ 當維持或提升所製電路板的可靠度時，改進剛性/撓 性電路板的製造’以降低成本及複雜性是所樂見的。 一剛性/撓性電路板及製造方法被揭露，其避免該複 雜及昂貴、為银刻一在一剛性外電路結構上之銅箔而準備 遮蔽一撓性内電路的步驟。結果，該剛性/撓性電路板的 成本效力被改善。 在所揭露的方法中，電氣軌跡的圊案是經蝕刻形成在 一可撓多層電路結構外表面上之導電層所形成。然後，所 蝕刻的轨跡被所放置一抵抗隨後所用銅蝕刻溶液之保護的 障礙物質所保護’此一物質的例子包括錫及錫和氧化物之 組合物’其是抵抗氨.基鋼蝕刻溶液，用一，，無電的”方法， 如該可捷電路板沉浸在含有離子錫的水溶液，放置該保護 的障礙物質’該保護的障礙物質為了隨後的處理而黏至該 銅軌跡，以將其封進内部》 外電路結構然後被製成薄板至該可撓電路結構。在一 實施例中’該外結構包括一飽和環氧基玻璃光纖之聯結薄 膜（“預浸潰”結和膜）和一銅箔層，該有一在被製成薄板 至該可撓結構之前藉由挖掘或一等效方法除去之窗口區， 該窗口區定義出一該剛性/撓性電路板之挽性區，其相對 地可撓’使該剛性/撓性電路板能夠被彎折、扭轉或是可 依為一所給予之境内或裝設輪廓所需而被塑造之其他方 法。 在該外層蝕刻過程中，用一化學蝕刻劑到該先前用的 保護的障礙物質，其為免疫的，然後，該預浸潰結和膜之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公楚） (請先閲讀背面之注意事項νφ填寫本頁) '裝. 一丁 -tl 6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 !456162 A7 --~~-__B7 五、發明説明（4 ) 該窗口區之上的外銅箔部分被除去。在該銅箔被蝕刻之 後’在該可撓電路之撓性區的保護障礙物質被剝除，然後， 一可撓密封外層被應用到該電路板，該密封外層覆蓋鄰近 該撓性區之該外薄片電路結構的邊緣，以密封該電路結構 預防濕氣和其他污染物。 該揭露的製造方法具有好幾個好處。於蝕刻該剛性電 路結構時，在該可撓電路的銅執跡之上的保護障礙物質充 當一在撓性區的蝕刻阻礙，以保護該執跡》在該内層上， 不需完成一分開的焊錫罩或覆蓋表面方法，該外表層密封 鄰近該可撓區之該外電路結構的邊緣，並做為一相對遍及 該電路板各處之一致厚度的連讀外層，亦不需要一除去由 延伸至該可撓電路之撓性區的銅箔所形成之該“囊”的機 械方法》 本發明的其他觀點、特徵及優點，揭露在以下之詳細 說明。 第一圖係根據本發明製造一可撓内電路結構之方法的 流程圖β 第二圖係為第一圖之方法所導致的可撓内電路結構 之邊緣示意圖。 第二圖係為第二圖之可挽内電路結構及添加的外電路 層被壓至該可撓内電路結構以產生一中間工作 構件。 第四圖係為依據第三圖之薄片及其後除去外銅箔一 部分以露出該可撓内電路結構之一可撓區所導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS》Α4規格（2]〇Χ297公逢） (請先閲讀背面之注意事項H寫本頁) .裝_ -1Τ 7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 456162 A7 _______B7 五、發明説明（5) 致的一工作構件之邊緣示意圖》 第五圖係為第四圖之該工作構件在具有一自該可撓 内電路結構之該可撓區被除去的陷入錫層之後 的邊緣示意圖。 第六圖係為第四圖之該工作構件在具有一密封外層 放在其上之後的邊緣示意圖。 美國臨時專利申請案號60/088, 282於西元1998年6月5 曰提出申請名稱為”剛性/撓性印刷電路板”之揭露，藉此 被用來參考。 第一圖顯示一製造一用於剛性/撓性電路板之可撓内 電路結構或“内層”的方法。在步驟10中，壓型孔穿進一 鍍銅之可撓基底’如一般所知之”薄核心FR4”的經玻璃強 化還氧化物或聚亞胺類“預浸潰’，物質，該可撓基底亦可是 一黏性為主或是更無黏性之聚亞胺類膜，於步驟12中，光 阻物質被用至在該基底兩邊的鍍銅，這些圖案於步驟14中 以紫外光曝光’並於步驟16中顯影，於步驟18中，該未被 曝光的光阻所覆蓋之銅於步驟20中該光阻物被剝除，然後 該鋼内部‘連接轨跡之結果，在步驟22被檢查該結果，在步 驟24’該銅軌跡以一保護的障礙物質覆蓋，為其後如以下 所述之該可撓基底到一剛性/撓性電路板的步搶做準備。 於所述之實施例中，該障礙物質是錫，並且其是經由使該 電路結構浸沒於一含有離子錫之溶液來放置。 由第一圖的方法所導致之一該内層的邊緣圖，顯示在 第二圖中。該内層30由該FR4核心32、銅信號層34，36及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ox297公釐） ,hl^-- , ... (請先閲讀背面之注意事項一$填寫本頁) -訂 4 5 61 6 2 A7 B7 五、發明説明（6) 浸沒錫層38，40，該層34，36，38，40以堅硬及平滑的顯 現在第二圖之示意圖中；然而，由於在該銅信號層34，36 定義個別的電路軌跡的選擇性蝕刻，事實上這些層展示輪 廓，再者於該層38及40中之浸沒錫黏至、並封住於層34及 36中之銅區域，留下暴露在自該層34及36的銅被蝕刻掉之 處的該核心之區域。 在選擇的實施例中，該保護的障礙物層38及40可用與 錫不同的物質，例如金。該保護的障礙物質應適當地封住 於該層34及36中之該銅執跡，並且其應抵抗一用於如以下 所述之其後的處理步驟之化學鋼蝕刻劑，再者，如以下所 述，該物質應提供至能夠適當地結合一其後所用的結合 膜。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第三圖是一說明於該剛性/撓性製造方法中之下一步 驟的分解圖。預浸潰結合膜層50及52被壓薄至該内層30之 外表面上，並且銅箔層54及56適用至該結合膜層50及52之 外表面。雖然一般該結合膜50及52和銅箔層54及56均為可 撓，但值得注意地，產生壓薄這些額外層之該整個結構比 該單一内層30較為剛性。在被壓薄至該内層30之前，該預 浸潰結合膜層50及52具有分別的經挖掘或一等效方法所除 去之窗口區域58及60。如以下較詳細所述，該窗口區域58 及60定出一具有相對較大可撓性之該所產生剛性/撓性電 路板的一區域，因此這區域被認為當作是該剛性/撓性電 路板之該撓性區。在該結合膜層50及52以及銅層54及56壓 成薄片後，圍繞著該窗口區58及60形成各別的囊，這些囊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐> 9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 456162 A7 _______B7 五、發明説明（7) 接著被除去，如以下所述。 在選擇的實施例中，該結合臈層50及52可以不同的物 資形成。例如，可用一用一 Ι-mil之聚亞胺類層和1-mi 1丙 烯類之外層的結合膜，此類之結合膜可自DuPont公司取 得，並因該商品名稱KAPTON LF0 111所熟悉。 於此方法中之下一個步驟是於一相似於為該内銅層34 及36(第二圖）在第一圖所示之方式的該外銅層54及56之選 擇性蝕刻》然而。該位於該外銅層54及56之電路圖案，使 得鄰近該窗α區域58及60(第三圖）之整個區域被移除，形 成一該剛性/撓性板之撓性區域7〇，如第四圖所示。該銅 箱是用一化學蝕刻劑’例如一氨基蝕刻劑，至該内層3〇之 沉浸的預浸潰錫而被移除。為了在該層54及56之銅的移除 而沒有影響於該層34及36(第二圖）中的軌跡完整性，允許 此一姓刻劑的使用〇 如第五圖所示’該下一步驟是於該撓性區7〇内之該預 改潰錫層3 8，40部分的移除，用已知方法可以完成该預浸 潰錫的剝除，例如一被許多印刷電路製造業者所用之2_部 分錫/鉛剝除方法，亦可用部分剝除方法β 第六圖說明該下一步驟為放置可撓烊錫遮蔽物層8〇及 82至該剛性/撓性電路板上，該層8〇及82均勻、連讀地蓋 在該電路板上遍及該撓性區7〇及該剛性電路區。特別地， 該鄰近該可撓區域70之邊緣區域84及86被密封覆蓋以防止 濕氣或其他污染物傳入該壓薄的結構。在—技術中，為該 層80及82所用之物質是一為該商品名所知之 (CNS ) Α4規格（21〇>< 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項^:填寫本買.) -裝· 訂 10 456162 Α7 Β7 五、發明説明（8) 環氧基物質，其被喷沫至該剛性/撓性電路板之外表面。 在另一技術中，用一為DuPont商品名稱PICTM所熟知之可 光成像覆蓋物" 雖然在該說明之實施例中，該保護的障礙物層38及40 為相同的錫層，在選擇的實施例中，這些層可包括一保護 物質，例如在該撓性區域70或另一物質中的锡或於該剛性 區域之物質。例如，於該剛性區域中用一氧化物物質如一 錫氧化物是適合的。 一剛性/撓性電路板及其製造方法已被揭露β對於熟 悉此技藝者’上述方法及裝置之修飾及變更並不離開在此 所揭露之發明觀念是顯而易見的。因此，本發明將被視為 僅受限於該所附加之申請專利範圍的範疇及精神。 元件標號對照表 10 ’ 12，14 ’ 16 ’ 84，86......邊緣區域 18，20，22，24......步驟 30......内層 32……FR4核心 34，36......銅信號層 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 38，40......浸沒錫層 50，52....預浸潰結合膜層 54，56......銅箔層 58，60......窗口區域 70……撓性區域 80，82......焊錫遮蔽物層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 11

Claims (1)

1. A8B8C8D8 六、申請專利範圍 456162 第88109302號發明專利申請案申請專利範圍修正本 修正曰期：90年7月 1_一種製造一剛性/撓性印刷電路板的方法，其包含下 列之步驟： 放置一保護的障礙物質於出現在一可撓第一電 路結構表面上的銅軌跡之上，該保護的障礙物質係 可抵抗一用於該製造方法之隨後步驟的銅姓刻劑溶 液； 於該保護的障礙物質被放置後，將一第二電路 結構層合至該第一電路結構的表面，該第二電路結 構包括一具有一窗口區閉口及其一部分覆蓋該窗口 區閉口之外銅箔的絕緣層； 用銅钱刻劑溶液，蝕刻該外銅箔，該蝕刻有效 的除去覆蓋該絕緣層之窗口區閉口的外銅落之部 分，並因此暴露出該第一電路結構之撓性區； 自因該蝕刻步騸所暴露出之第一電路結構之該 撓性區内的銅電路軌跡’剝除該保護的障礙物質； 並 放置一密封表層到經先前的步驟所形成的薄片 結構，如此該第一電路結構及該第二電路結構之相 鄰邊緣得以被密封而預防溼氣和其他污染物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） (諸先閲讀背面之ii意事項再填寫本頁) .---7 訂.---- 線； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A修正· A 5 6Λ δ §8 Β8 CS D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2. 如申請專利範園第i項之方法，其中該放置—保護 障礙物質的步驟包括將該第一電路結構沉浸在一含 有離子形態之該保護障礙物質的水溶液中之步驟。 3. 如申請專利範園第丨項之方法，其中該保護的障礙 物質為錫。 4·如申請專利範園第丨項之方法，其中該第二電路結 構包括一經玻璃強化的結合臈當作該絕緣層。 5_如f請專利範園第丨項之方法，其中該銅蝕刻劑溶 液是一氨敍刻溶液。 6.如申請專利範圍第1項之方法，其中該放置步驟包 括喷塗一環氧基物質至該剛性/撓性板。 7_ —種剛性/撓性印刷電路板，其包括有： 線： 經濟部智慧財產肩員工消費合作社印製 一可撓内層’其具有一絕緣層及一包括有導電 電路執跡之導電層，該内層延伸橫過該.印刷電路板 之一相對撓性部及一相對可撓部，於該印刷霍路板 之該剛性部的該導電電路軌跡係被一保護障礙物質 所覆盍’並且於邊印刷電路板之該可捷部的該導電 電路執跡則沒有該保護的障礙物質； 一外層被層合至該印刷電路板之該剛性部的該 内層’該外層包括一黏至在該外層上之被覆蓋的電 路軌跡之絕緣層’以及一黏至該絕緣層的導電層.； 及 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 六 、申請專利範圍 B8 C8 D8 —密封表層，其被放置遍及該剛性及可撓部’ 該密封表層有效的密封於該印刷電路板之該剛性及 可撓部之間的範圍以防止溼氣及污染物。 8_如申請專利範圍第7項之印刷電路板，其中該保護 障礙物質為錫β 9. 如申請專利範園第7項之印刷電路板，其中該外層 包括一經玻璃強化的結合膜作為該絕緣層。 10. 如申請專利範園第7項之印刷電路板，其中該表層 包括一環氧基物質。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本K) 經濟部智慧財產局員Μ消費合作社印製 本紙張尺度適用中画國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛）