TWI298991B - Method of fabricating rigid-flexible printed circuit board - Google Patents

Description

1298991 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 大體而言’本發明係關於一種製作一剛性·彈性印刷電 路板（剛性-彈性PCB)的方法，而且更特別地，係指一勢迭一 機尾型剛性-彈性PCB的方法，其取消一防護膜(γ_ 10 的使用’改以在製作-外部電路圖案時，對—彈性區域上 方形成的基底銅箔，進行窗蝕刻’取代防護膜的使用.其 中，防護膜的作用為，預防作為一外部焊墊以及一組裝焊 墊（mounting pad)的一焊墊部分，暴露於外在環境中。、 【先前技術】 近來，當積體電路裝置的等級逐漸提高，經由半導體 裝置，提供作為連接半導體裝置與外部電路的焊墊數目增 加，同時組裝岔度亦隨之增加。例如，當由矽所構成的半 15導體裝置，其一最小的製程尺寸為約〇.2μιη時，一半導體 裝置大約需提供1〇〇〇個，具有一尺寸為10xl0mm的焊 I 因此，一半導體機構中，例如半導體封裝，在半導體 上方進行組裝時，此機構的尺寸以及厚度必須減少以增加 組裝密度。更特別地，可攜式通訊裝置，例如筆記型電腦、 20 個人數位行動助理（pda)、行動電話等，需要更輕、薄、短、 小的半導體封裝。 為了封裝此類半導體裝置，當半導體裝置組裝於一線 路基板上時，半導體裝置的焊墊必須與線路基板的焊墊相 連接。然而，如果尺寸大約l〇x 10mm的半導體裝置，提供 5 1298991 、、、勺1000個焊墊，该處將會有大約的細間距產生。因 此，半導體的細間距焊墊與線路基板的焊塾之間的連接瞎 準，^即線路基板的打線或對位連接，需要非常高的準確 生最後將十分困難運用引線接合技術或捲帶自動（TAB) 5 技術。 為了解決此問題，不使用任何連接器，改由一剛性基 板與一彈性基板，以結構組合方式，完成剛性與彈性區域 相互連結的一剛性-彈性PCB，成為越來越頻繁的訴求。更 瞟特別地，剛性《彈性PCB主要運用於小型終端產品，例如行 1〇動電話，依照細間距以及相稱於行動裝置高功能的高整合 烊接部份，除去連接器所不需使用的空間達到高度整合。 雖然剛性-彈性基板較常使用的製造方式為剛性_彈性_ 剛性形式或剛性-彈性形式，本發明直接使用僅包含剛向_ 彈性區域的一機尾形式。 15 製造一機尾型剛性-彈性PCB的一傳統步驟相繼地顯 示於參考圖1A至1G。 • 一聚亞醯胺銅箔金屬層1 〇，包含一聚亞醯胺層11以及 一鋼箔12,銅箔12經由微影製程，完成一具有預設形狀的 内部電路圖案（請參考圖1A)。 20 然後，為了隔絕外在環境，由聚亞醯胺銅箔金屬層10 所完成並對應於一彈性區域的内部電路圖案，以一聚亞醯 胺薄膜20對應於彈性區域做加工處理。 對應於彈性區域的内部電路圖案，其上所貼附的聚亞 酿胺薄膜20，處理方式為使用一接著劑，然後將聚亞醯胺 6 1298991 薄膜20以人工焊接方式暫時黏著，由此完成一覆蓋膜的製 程（清參考圖1B)。 對應於彈性區域，使用聚亞醯胺薄膜20完成覆蓋膜的 製程後，一防護膜30在彈性區域的另一部份形成（請參考 5 1C)。 防護膜30的功能為，預防做為一外部焊墊以及一組裝 焊墊的内部電路圖案，暴露於外在環境中，而且防護膜舉 例可包含，耐熱膠帶或可剝油墨。此外，防護膜30在完成 ® 基板後將會移除，此與聚亞醯胺薄膜2〇不同。 1〇 隨後，為了確認與一剛性區域的機械強度以及附著強 度’將聚亞醯胺銅箔金屬層1 〇、膠片40以及基底銅板50， 壓合於面對基板的上下表面。 膠片40以及基底銅板50被壓合後，經由一壓力壓縮， 形成兩側的一剛性區域，在該處電路圖案被插入膠片中， 15 同時’一彈性區域該處的電路包覆一覆蓋膜（請參考圖1D)。 然後，内外層電力導通所需的一導通孔60形成。當基 Φ 底銅板50與導通孔60，經電鍍銅形成一電鍍銅層7〇，完 成一具有預設形狀的外部電路圖案（請參考圖1E)。 外部電路圖案經由一預設的微影製程而得，而彈性區 20 域的電鍍層以蝕刻方式去除。 具有一預設形狀的外部電路圖案完成後，移除防護膜 30 〇 ' 由可剝油墨所形成的防護膜，可以容易的移除，其方 式為’在已完成的可剝油墨上方，再塗佈可剝油墨，形成 1298991 一預設厚度的油墨層，然後剝除此油墨層（請參考圖1F)。 之後，此組合基板塗佈PSR油墨（感光型防焊油墨）， 然後進行表面處理，最後完成一機尾型剛性-彈性PCB，該 處彈性區域以覆蓋膜覆蓋，包括聚亞醯胺薄膜以及防護膜 5 (請參考圖1G)。 無論如何，機尾型剛性-彈性PCB以此方式製作，耐熱 膠帶與可剝油墨以製程方式完成的防護膜，可避免彈性區 域外部焊墊以及組裝焊墊的内部暴露，然後在需求時移 •除’但是此舉造成不想要的繁複製程以及製造成本提高等 10 問題。 進一步地，移除耐熱膠帶或可剝油墨，可能因為剩餘 物殘留產生污染，因此，不良率上升，導致可信賴度嚴重 地下降。 15 【發明内容】 因此，本發明謹記相關領域所產生的上述問題，所以 # 本發明之一主要目的，係提供一種機尾型剛性-彈性的 製造方法，因為具有不使用一防護膜的優點，而且在一外 部電路圖案完成後，以窗餘刻一彈性區域的一基底銅箱， 20經此方式減少製造過程的次數、製造成本以及避免污染產 生，因此降低不良率，獲得最大的可信賴度。 為了完成上述目的，本發明係提供一種不需要一防護 膜的機尾型剛性-彈性PCB製造方法，其包括：(a)提供一基 板，其包含至少一表面具有内部電路圖案的一聚亞酿胺薄 8 1298991 膜；（B)形成一覆蓋膜（coverlay)以保護該基板上彈性區域中 的内部電路圖案，但彈性區域的焊墊部分除外；（C)置放膠 片在對應於剛性區域的基板上下表面，置放基底銅板&胃 應於剛性區域與彈性區域的膠片上方，然後置放的膠# _ 5 基底銅板共同地壓合，形成一剛性區域與彈性區域； 成與剛性區域互相電力連接的外部電路圖案，同時保護對 應於彈性區域的基底銅板；以及（E)移除對應於彈性區域的 基底銅板。 10 【實施方式】 在下文中，依本發明所述 方法，參考隨附的圖表，將做詳盡之說明 圖2A至21為本發明所述之一剛性_彈性pCB的一連續 製程剖面顯示圖表。 、 15 20 如圖2A所表示，一聚亞醯胺銅箔金屬層ιι〇包含一聚 亞醯胺層111以及一銅箔112。 聚亞醯胺為一聚合物材料，因其良好的耐磨性、耐埶 7自我潤滑能力、抗蠕變性、電氣絕緣特性以及一直空 心4離子特性’所以適用於高溫及高壓條件下作業。 如圖2B所表示，為完成一肉立 阻劑圓案12。，置於銅二上V。電路圖案所需的，刻 荦，刻阻劑圖案12°’印刷於-底片的電路圖 二ΓΠ 雖然轉移製程可以有各種型態的 傳…，其主要的實施方式，為 9 1298991 片上的電路圖案’轉移至使用的—感光型乾膜上。 以此方式，乾膜具有轉移的電路圖案，可以作為—银 刻阻劑。此情形下，使用乾膜做為—㈣阻劑，完成一餘 刻製程，沒有敍刻阻劑圖案12G遮蓋的區域，該區域下方 的銅箱112,將被飯刻移除，完成具有—預設圖案的一内部 電路圖案，如圖2C所表示。 具有一預設形狀的内部電路圖案完成後，移除仍然位

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於未敍刻銅荡112上方㈣刻阻劑圖案12〇,經此完成如圖 2D所表示之一基板。 然後’為了避免基板上，對應於彈性區域的内部電路 圖案’受到外在環境影響’該内部電路圖案上方覆蓋一声 符合彈性區域範圍的-覆蓋膜13G，其中，作為—外部焊ς 與一組裝焊墊的焊墊部分，不在覆蓋膜範圍内。 對應於内部電路圖案，❺了作為焊塾部分外的彈性區 域’使用黏著劑’以人卫焊接方式，貼上—聚亞醯胺薄膜， 使聚亞醯胺薄膜暫時黏著於基板上，形成覆蓋膜13〇，如圖 2Ε所表示。 彈性區域中，作為一外部蟬墊與一組裝焊墊的焊墊部 分’暴露在外，不覆蓋此覆蓋膜13〇。 完成覆蓋膜130後，對應於一剛性區域，在基板的上 下表面置放膝片140 ’之後對應於剛性區域與彈性區域，在 膠片140上方置放基底銅板15〇。 每一片膠片對應於彈性區域，開設一窗口，如此膠片 140僅壓合在剛性區域上方。就其本身而論，膠片14〇為一 20 1298991 半固化態的一熱固性樹脂，滲入玻璃纖維所製成，其功能 為提供剛性區域足夠的機械強度以及在隨後的壓縮製程 中，可以作為基板與基底銅板150之間的黏著劑。 位於膠片140上方的基底銅板150,不需開設一窗口， 5 以此作為剛性區域的外部電路圖案，同時隔絕彈性區域的 焊墊部分，避免與蝕刻液接觸。 之後’基底銅板150、膠片140、基板、膠片14〇、基 底銅板150,依序，在預先設定的溫度與壓力下，進行壓合， II 經此完成兩側為剛性區域，該處内部電路圖案112插入膠 10片14〇中，具有内部電路圖案112的彈性區域，部分區域 覆蓋一覆蓋膜130，其他區域暴露作為焊墊部分，如圖2g 所表示。 在剛性區域的預設位置使用CNC鑽孔機完成導通孔 160，使一電鍍導通孔貫穿基板。 15 之後^通孔MO與基底銅板15〇經電鍍銅，完成一 電鍍銅層170，如圖2H所表示。 • 導通孔160的孔壁上，所形成的電鑛銅層170,實現内 外層之間的電力連接，而基底鋼板15〇與其上方的電鍵銅 層170，組成-電㈣18〇，以此電鍵層18〇形成外部電路 電鑛銅層170完成後，使用—乾膜’在電鑛層180上 方’以 '一彳毁影製程完成—^ -V ΛΙ Λ. 70成所需之外部電路圖案，如圖21所 表不。就其本身而論，外料_案僅在囉區域形成， 所以對應於彈性區域的基底銅板m與電鑛層⑽，其功能 11 1298991 為避免作為一外部焊墊與組裝焊墊的焊墊部分暴露在外。 亦即，當外部電路圖案製造時，彈性區域必須經由基底銅 板150與電鍍層18〇保護，如此可以避免暴露的焊墊部分， 因蝕刻製程遭受損害。 5 此外，為了輕易移除對應於彈性區域的基底銅板150 與電鍍層180，對應於彈性區域的基底銅板15()與電鍍層 180，所形成的尺寸應比彈性區域加大約〇 〇5至。另 外，對應於彈性區域與剛性區域之間分界線的基底銅板丄5〇 • 與電鑛層180，使用CNC鑽孔機或刀模，即可在隨後的製 10 程將基底銅板150與電鍍層18〇，輕易移除。 然後，作為保護一外部焊墊與組裝焊墊的暴露焊墊部 分，對應於彈性區域的基底銅板丨5〇與電鍍層丨8〇，經由人 工或使用一自動化機器可完整地移除。進一步地，為了避 免在一焊錫製程中，外部電路圖案之間產生一錫橋現象， 15所以為了保護外部電路圖案，在組合基板上方塗布PSR油 墨，然後才做表面處理。因此，如圖3所表示，最後獲得 • 一不需要防護膜的機尾型剛性-彈性PCB。 如上所述，本發明係提供一製造一機尾型剛性_彈性 PCB的方法。依本發明所述之方法，外部電路圖案完成後， 20彈性區域的基底銅箔以窗蝕刻方式，保護暴露的焊墊部 分，取代使用耐熱性膠帶或可剝油墨所形成的一傳統型防 護膜。因此，製程簡化以及價格競爭力提升視為本發明之 優點。 此外，當本發明不使用耐熱性膠帶或可剝油墨，傳統 12 1298991 問題，即殘餘物的存在，對於電路圖案所造成的污 害，可以避免，因而大大地提升可信賴度。 ^、貝 雖然揭露本發明中，較佳的具體實例作為說明的目 的’熟=本技術領域者，應當領會各種修飾、延伸與替代 方式’皆不違反隨付申請專利範圍π，所肖露之 範圍及精神。 乃的

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【圖式簡單說明】 其一傳統連 囷Α至1G係一機尾型剛性-彈性peg 續製程的剖面顯示圖表。 尾型剛性-彈性PCB，其一 ，所製造之一機尾型剛性_ 圖2 A至21係本發明中一機 連續製程的剖面顯示圖表。 圖3係依本發明所述之方法 彈性PCB的結構剖面顯示圖表。 【主要元件符號說明】 11聚亞醯胺層 3〇防護膜 60導通孔 12銅箔 40膠片 70電鍍鋼層 20聚亞醯胺薄膜 50基底銅板 110聚亞醢胺銅箔 111聚亞醯胺層 U0覆蓋膜 160導通孔 112銅箔 140膠片 170電錢鋼層 金屬層 120蝕刻阻劑圖案 150基底銅板 180電鍍層 13

Claims (1)

1298991 十、申請專利範圍： 1·一種製造一剛性-彈性印刷電路板之方法，其包括： (A)提供一基板，其包含至少一表面具有一内部電路圖案 之一聚亞醢胺（polyimide)薄膜； 5 (B)形成一覆蓋膜（coverhy)，保護該基板上彈性區域中的 内部電路圖案，但彈性區域的焊墊部分除外； (C) 對應於剛性區域，在基板的上下表面置放膠片 φ (prepreSs)，再對應於剛性區域與彈性區域，於膠片上方置 放基底銅板，所置放的膠片與基底銅板一起進行壓合，完 10 成一剛性區域以及一彈性區域； (D) 形成與剛性區域相互電力連接的外部電路圖案，與保 β蒦對應於彈性區域的基底銅板；以及 ” (Ε)移除對應於彈性區域的基底銅板。 、2·如申明專利範圍第1項所述之方法，其中，該彈性區 或之焊塾口ρ为，為使用作為一外部焊墊（external㈣)與組裝 焊墊（mounting pad)的一區域。 • #3·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中，對應於該 5早性區域的該基底銅板，比彈性區域更大約〇〇5至5^^^。 4·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該移除基 2〇底銅板，即（E)中所述，對應於彈性區域與剛性區域之間分 界線的部分基底銅板，可以使用一CNC鑽孔機或 完整地移除基底銅板。 、μ 5·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中（〇)中所述之 外部電路圖案，其包含： 1298991 (D-1)形成一貫穿剛性區域的導通孔； (D-2)對應於具有導通孔的剛性區域以及彈性區域之基底 銅板，使用電鍍銅完成一電鍍層；以及 (D-3)部份移除對應於該剛性區域的基底銅板與電鍍層， 5 同時保護對應於彈性區域的基底銅板，然後形成外部電路 圖案。

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