TWI397965B - 印刷電路板 - Google Patents
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Description
本發明，為有關運用於各種電子機器之印刷電路板。
於印刷電路板中，在導體圖案所形成的基底絕緣層之另一方的面與相反側的面上，有用來加強而形成加強層的情況(例如，參照日本特開第2004－134442號)。藉其，加強印刷電路板。
在此，簡略地說明關於安裝半導體元件之印刷電路板。
第4圖，為習知之印刷電路板200的平面圖。如第4圖所示，例如在由聚醯亞胺所構成的基底絕緣層1上形成複數的導體圖案2。於複數的導體圖案2中，有由基底絕緣層1的中央部朝另一方的側部而形成；及由基底絕緣層1的中央部朝他方的側部而形成。
設置覆蓋除了基底絕緣層1的另一方之側部的區域與他方之側部的區域之外的覆蓋絕緣層3。根據該覆蓋絕緣層3，沒有覆蓋導體圖案2之端部的區域叫做外引線部20。
此外，於基底絕緣層1的中央部之各導體圖案2中，安裝無圖示之半導體元件。該半導體元件的安裝區域，為表示於第4圖中作為半導體元件安裝部10。位於該半導體元件安裝部10內之各導體圖案2的配置區域叫做內引線部30。
在此，於印刷電路板200中的外引線部20上之導體圖案2的部分稱為外引線配線2a。
其次，說明外引線配線2a連接至液晶顯示裝置等的玻璃基板之端子部的情況。
第5圖，為表示印刷電路板與液晶顯示裝置的玻璃基板之連接情況的立體圖。
如第5圖(a)所示，於基底絕緣層1上設置複數的導體圖案2。尚，於第5圖(a)中，上述第4圖的印刷電路板200之一部分被簡略化地圖示，其構成係與第4圖的印刷電路板200相同因此省略說明。
如第5圖(b)所示，於玻璃基板4之另一方的面上設置複數的端子部(記載於後述的第6圖)，於該各端子部上設置整體性之向異導電性黏著薄膜(ACF)5。
如第5圖(c)所示，將該玻璃基板4之向異導電性黏著薄膜5黏接於印刷電路板200的外引線配線2a之上，來連接印刷電路板200的外引線配線2a與玻璃基板4的端子部。
於該情況，玻璃基板4的端子部與印刷電路板200的外引線配線2a透過向異導電性黏著薄膜5黏接並重疊之後，大約在180℃的溫度環境下，於數秒~數十秒之間進行熱處理(熱沖壓)。藉其，連接玻璃基板4的端子部與印刷電路板200的外引線配線2a。
但是，有如以下的問題。也就是說，於上述熱處理中，印刷電路板200的基底絕緣層1及玻璃基板4會膨脹。於該情況，在數秒~數十秒之間的熱處理中，基底絕緣層1及玻璃基板4的膨脹率未必成為一定。
此外，由聚醯亞胺而成的基底絕緣層1係在室溫中吸濕。然後，於上述熱處理時脫濕並收縮。於該情況，基底絕緣層1的收縮率，藉由環境的變化也未必成為一定。此等之結果，如第6圖(a)所示，於印刷電路板200的各外引線配線2a與玻璃基板4的各端子部6的連接位置產生偏離。
於此，為了抑制基底絕緣層1的上述膨脹及收縮，如第6圖(b)所示，於外引線配線2a的配置面與相反側之基底絕緣層1的面上，黏接由金屬所構成的裏面圖案(加強圖案)7a(例如，參照日本特開第2003－68804號)。
但是，上述熱處理後，環境溫度變成室溫時，於上述裏面圖案7a內殘存收縮應力。特別是，基底絕緣層1的兩端的外引線配線2a之區域的殘存應力大為顯著。其結果，於連接的各外引線配線2a與各端子部6之間有產生剝離的情況。
本發明的目的，為提供能夠提昇印刷電路板的導體圖案與玻璃基板的端子部之連接信賴性的印刷電路板。
遵照本發明的一局面之印刷電路板，係供安裝半導體元件之印刷電路板，其特徵為：具備絕緣層，具有第1及第2的面；及導體圖案，設置於絕緣層之第1的面；及覆蓋層，設置於第1的面上覆蓋除了至少一側部的區域以外的導體圖案；及加強層，設置於與側部之區域相反側的第2的面上之區域；加強層，係具有絕緣層之第2的面的部分以露出的方式來形成1或是複數的細縫。
於其印刷電路板中，導體圖案係設置於絕緣層之第1的面。藉由覆蓋層覆蓋除了至少一側部的區域以外的導體圖案。此外，於一側部與相反側的第2的面上之區域設置加強層。該加強層，為絕緣層之第2的面的部分以露出的方式來形成。
一般來說，玻璃基板的端子部，及上述一側部的導體圖案透過向異導電性黏著劑等黏接並重疊之後，進行熱處理(熱沖壓)。
在有關本發明之印刷電路板中，於加強層藉由設置1或是複數的細縫，於上述熱處理後，環境溫度變成室溫時，防止於加強層內殘存收縮應力。特別是，防止絕緣層的上述一側部之導體圖案的區域之收縮應力的殘存。藉其，防止於連接的各一側部之導體圖案與玻璃基板之各端子部之間發生剝離，使提昇連接信賴性成為可能。
1或是複數的細縫，也可以於導體圖案的長度方向以延伸的方式來形成。藉其，充分地防止於上述加強層內殘存收縮應力。藉此，能夠更提昇連接信賴性。
對應1或是複數的細縫之除了第1的面上的區域以外的區域，也可以設置導體圖案。藉其，充分地防止導體圖案受到加強層收縮的影響。藉此，更加提昇連接信賴性。
加強層，係也可以包含金屬。藉其，藉由絕緣層的熱膨脹及脫濕充分地抑制收縮。
金屬，係也可以包含不鏽鋼。藉其，能夠提昇耐腐蝕性。
絕緣層，係也可以包含聚醯亞胺薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚醚腈薄膜、或是聚醚碸薄膜。於該情況，能夠確保良好的絕緣性。
導體圖案，係也可以包含銅、銅合金、金、或是鋁。於該情況，能夠得到良好的電氣連接性。
以下，一邊參照圖面來說明關於本發明之印刷電路板。
作為關於本實施型態印刷電路板之製造方法，係運用例如眾所皆知的減色法(subtractive process)、加色法(additive)或是半加色法(semiadditive)。
首先，說明有關印刷電路板之製造方法。於本實施型態中，藉由半加色法來代表性地說明有關印刷電路板之製造方法。
第1圖，為藉由半加色法來表示印刷電路板之製造方法的一例之模式的工程剖面圖。
如第1圖(a)所示，首先準備由聚醯亞胺薄膜所構成的基底絕緣層1。該基底絕緣層1的厚度，係在5μm~70μm為佳，而在25μm~40μm為更佳。
其次，如第1圖(b)所示，於基底絕緣層1上藉由濺鍍或是無電解電鍍形成金屬薄膜m。尚，該金屬薄膜m，係由例如由厚度30nm的鉻(Cr)所構成的層；與例如由厚度150nm的銅(Cu)所構成的層之積層膜而構成。
接下來，如第1圖(c)所示，於金屬薄膜m上運用乾膜光阻劑(dry film resist)等，形成與在後工程中所形成的導體圖案為相反圖案之阻鍍劑8。
之後，如第1圖(d)所示，於金屬薄膜m沒有形成阻鍍劑8的表面中，藉由電解銅電鍍來形成導體圖案2。導體圖案2的厚度，係在5μm~40μm為佳，而在8μm~15μm為更佳。
接著，如第1圖(e)所示，藉由剝離等來去除阻鍍劑8。
其次，如第1圖(f)所示，除了導體圖案2下的區域之外藉由化學蝕刻來去除由金屬薄膜m的銅所構成的層。尚，作為運用該化學蝕刻的蝕刻液，係使用過氧化氫與硫酸的混合液。
之後，除了導體圖案2下的區域之外藉由化學蝕刻來去除由金屬薄膜m的鎳－鉻所構成的層。尚，作為運用該化學蝕刻的蝕刻液，係使用鹽酸與硫酸的混合液。
如此一來，於基底絕緣層1上形成複數之特定的導體圖案2。
其次，運用如上述所示而形成之印刷電路板的全體圖，更詳細地來說明。
第2圖，為表示有關本實施型態之印刷電路板的平面圖及立體圖。
如第2圖(a)所示，於基底絕緣層1上形成複數的導體圖案2。於複數的導體圖案2中，有由基底絕緣層1的中央部朝另一方的側部而形成；及由基底絕緣層1的中央部朝他方的側部而形成。
設置覆蓋除了基底絕緣層1的另一方之側部的區域與他方之側部的區域之外的覆蓋絕緣層3。根據該覆蓋絕緣層3，沒有覆蓋導體圖案2之端部的區域叫做外引線部20。
此外，於基底絕緣層1的中央部之各導體圖案2的端部中，安裝無圖示之半導體元件。該半導體元件的安裝區域，為表示於第2圖(a)中作為半導體元件安裝部10。位於該半導體元件安裝部10內之各導體圖案2的配置區域叫做內引線部30。尚，內引線部30，係藉由覆蓋絕緣層3而沒有被覆蓋。
在此，與半導體元件的端子連接的內引線部30上之導體圖案2的部分稱為內引線配線2b。此外，於印刷電路板200中的外引線部20上之導體圖案2的部分稱為外引線配線2a。
外引線配線2a的寬度，係在5μm~200μm為佳，而在10μm~150μm為更佳。鄰接之外引線配線2a的間隔，係在5μm~200μm為佳，而在10μm~150μm為更佳。
此外，內引線配線2b的寬度，係在5μm~150μm為佳，而在8μm~50μm為更佳。鄰接之內引線配線2b的間隔，係在5μm~150μm為佳，而在8μm~50μm為更佳。
如第2圖(b)所示，於本實施型態中，在外引線部20中，於設置外引線配線2a之基底絕緣層1的面與相反側的面上設置複數的加強層7。該加強層7由金屬基板所構成。
複數的加強層7，係分別空出特定的間隔而設置。如此般沒有設置加強層7的部分，於第2圖(b)中作為開縫部9來圖示。於該情況，於基底絕緣層1上設置整體性的加強層7，藉由根據藥液來蝕刻該加強層7，而形成開縫部9。尚，於開縫部9中基底絕緣層1的面係分別露出。
此外，在本實施型態中，於設置上述開縫部9的基底絕緣層1的面與相反側的面上，不設置外引線配線2a。
作為加強層7，能夠運用不鏽鋼、銅及銅合金等金屬。此外，加強層7的線膨脹係數，係與基底絕緣層1的線膨脹係數相同為理想。
特別是，作為加強層7，由腐蝕性的觀點來看以運用不鏽鋼為佳。加強層7的厚度，係在5μm~60μm為佳，而在15μm~30μm為更佳。
此外，開縫部9的寬度，係在5μm~200μm為佳，而在10μm~150μm為更佳。鄰接之開縫部9的間隔，係在10μm~24000μm為佳，而在12000μm~24000μm為更佳。
於本實施型態中，可以藉由黏著劑於基底絕緣層1黏接加強層7，或是，於加強層7上藉由塗敷基底絕緣層1而形成，並以導體圖案2及覆蓋絕緣層3的順序來設置也可以。
基底絕緣層1的材料，不限於聚醯亞胺薄膜，也可以運用聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚醚腈薄膜、或是聚醚碸薄膜等其他的絕緣材料。
導體圖案2的材料，不限於銅，也可以運用銅合金、金、或是鋁等其他的金屬材料。
一般來說，作為液晶顯示裝置用所運用的玻璃基板的端子部，及透過向異導電性黏著薄膜(ACF)來黏接印刷電路板100的外引線配線2a並重疊後，大約在180℃的溫度環境下，於數秒~數十秒之間進行熱處理(熱沖壓)。
於本實施型態，在外引線部20中，於設置外引線配線2a之基底絕緣層1的面與相反側的面上，設置複數的加強層7來分別夾住開縫部9。
如此般，於上述加強層7之間藉由設置開縫部9，在上述熱處理後，環境溫度變成室溫時，防止於加強層7內殘存收縮應力。特別是，防止基底絕緣層1之兩端的外引線配線2a之區域的收縮應力的殘存。藉其，防止連接各外引線配線2a與玻璃基板的各端子部之間發生剝離，使提昇連接信賴性成為可能。
此外，於設置上述開縫部9的基底絕緣層1的面上之區域與相反側的面上之區域，不設置外引線配線2a為佳。藉其，更提昇連接信賴性。
再者，如上述所示，基底絕緣層1的厚度，係在5μm~70μm為佳，而在25μm~40μm為更佳。藉其，緩和加強層7的收縮應力。
於本實施型態中，基底絕緣層1相當於絕緣層，覆蓋絕緣層3相當於覆蓋層，開縫部9相當於細縫。
以下，一邊參照圖面來說明有關本實施例的印刷電路板。
在本實施例中，係基於上述的實施型態來製造第3圖(a)的印刷電路板100。以下，為具體地說明。
如第1圖所示，首先，在由厚度20μm之不鏽鋼所構成的加強層7上，塗敷聚醯亞胺前驅體溶液，藉由使其乾燥及硬化，來形成包含厚度25μm的聚醯亞胺層之基底絕緣層1。
其次，於基底絕緣層1上藉由濺鍍，來形成由包含厚度30nm的鉻(Cr)之薄膜；與包含厚度150nm的銅之薄膜的積層膜所構成之金屬薄膜m。
於已形成的金屬薄膜m上，積層具有厚度20μm的阻鍍劑8，並藉由紫外線根據曝光工程及顯像工程，形成特定之阻鍍劑8。接著，於沒有形成阻鍍劑8之露出的金屬薄膜m上，形成藉由電解銅電鍍導致厚度成為8μm的導體圖案2，並去除阻鍍劑8。其次，藉由藥液來去除露出之金屬薄膜m。
接著，於已形成的導體圖案2上，形成厚度0.5μm的鍍錫。然後，外引線部20與內引線部30分別以露出的方式，形成厚度20μm的覆蓋絕緣層3。
接著，如上述形成之印刷電路板100的表裏面以無圖示之阻鍍劑8而被覆蓋。然後，除了相當於開縫部9的區域之外藉由紫外線根據曝光工程及顯像工程而形成光阻劑圖案。
其次，藉由藥液來蝕刻露出之加強層7。藉其，於外引線部20上之複數的加強層7之間形成複數的開縫部9。根據以上所述，來製造實施例1的印刷電路板100。
第3圖(b)所示之比較例1的印刷電路板100a與實施例1的印刷電路板100不同的點，為藉由蝕刻所有加強層7，而不設置加強層7之處。
第3圖(c)所示之比較例2的印刷電路板100b與實施例1的印刷電路板100不同的點，為不設置開縫部9之處。
首先，準備附著於玻璃基板4之向異導電性黏著薄膜(ACF)5。尚，於玻璃基板4上不設置端子部6。
該玻璃基板4，透過ACF 5於印刷電路板100的外引線部20中黏接外引線配線2a後，針對此在180℃的溫度環境下，藉由2Mpa的壓力施行10秒間之熱處理(熱沖壓)。尚，針對比較例1的印刷電路板100a及比較例2的印刷電路板100b，也施行與上述實施例1的印刷電路板100相同的處理。
於實施例1、比較例1及比較例2中，分別做出9個印刷電路板，如上述連接玻璃基板4。
然後，有關於外引線部20上的兩端部中外引線配線2a之間的距離，測定連接前的距離與連接後的距離之延展性。其測定結果表示於表1。尚，連接前的距離為38.520mm，在表1中，上述延展性的最大值與最小值的差以R來表示。
如表1所示，實施例1及比較例2的上述差R，係比起比較例1的差R還小，使上述延展性的不均較小。由此，得知提昇連接信賴性(評價1)。
尚，連接後的距離變得比連接前的距離還大(也就是說，產生延展性)，係判斷起因為藉由熱膨脹而使基底絕緣層1膨脹。
此外，於比較例1中上述延展性較小，為根據不設置加強層7，判斷藉由印刷電路板100a的脫濕而收縮的影響，由於比起實施例1及比較例2的印刷電路板100、100b來得大。
其次，如上述所示，針對連接於玻璃基板4的印刷電路板100、100a、100b，分別進行冷熱循環實驗。尚，該冷熱循環實驗，係藉由進行1000循環，來實施由在－35℃的溫度環境下放置30分鐘；及在100℃的溫度環境下放置30分鐘所構成的循環。
冷熱循環實驗實施後，印刷電路板100、100a、100b的外引線配線2a與玻璃基板的連接狀態分別藉由顯微鏡來觀察。
其結果，在實施例1的印刷電路板100及比較例1的印刷電路板100a中，於上述連接狀態沒有異常，但是在比較例2的印刷電路板100b中，於外引線部20上的兩端部中ACF 5分別由玻璃基板4剝離(評價2)。
由上述的評價1及評價2，得知藉由運用於加強層7之間具有開縫部9的實施例1的印刷電路板100，能夠提昇連接信賴性。
1．．．基底絕緣層
2．．．導體圖案
2a．．．外引線配線
2b．．．內引線配線
3．．．覆蓋絕緣層
4．．．玻璃基板
5．．．向異導電性黏著薄膜(ACF)
6．．．端子部
7．．．加強層
7a．．．裏面圖案(加強圖案)
8．．．阻鍍劑
9．．．開縫部
10．．．半導體元件安裝部
20．．．外引線部
30．．．內引線部
100、100a、100b、200．．．印刷電路板
m．．．金屬薄膜
第1圖，為藉由半加色法來表示印刷電路板之製造方法的一例之模式的工程剖面圖。
第2圖，為表示有關本實施型態之印刷電路板的平面圖及立體圖。
第3圖，為表示實施例1、比較例1及比較例2之印刷電路板的立體圖。
第4圖，為習知之印刷電路板的平面圖。
第5圖，為表示印刷電路板與液晶顯示裝置的玻璃基板之連接情況的立體圖。
第6圖，為表示印刷電路板的各外引線配線與玻璃基板的各端子之連接狀態的模式圖。
1．．．基底絕緣層
2．．．導體圖案
2a．．．外引線配線
2b．．．內引線配線
3．．．覆蓋絕緣層
7．．．加強層
9．．．開縫部
10．．．半導體元件安裝部
20．．．外引線部
30．．．內引線部
100．．．印刷電路板
Claims (6)
- 一種印刷電路板，係供安裝半導體元件之印刷電路板，其特徵為：具備絕緣層，具有第1及第2的面，同時具有側邊；導體圖案，係以前述絕緣層之中央部的區域起至前述側邊為止分別延伸的方式設置於前述第1的面；覆蓋層，以除了前述絕緣層的沿著前述側邊的一定寬幅的側部區域以及前述中央部的區域以外覆蓋前述的複數導體圖案的部分之方式，設置於前述第1的面上；及複數加強層，係以在前述絕緣層的前述第2的面上對應於前述第1的面的前述側部區域之一定寬幅的側部區域中介著1或複數的細縫相互被分離的方式設置的；前述第1的面上的前述側部區域之前述複數的導體圖案的部分，係以相互隔著間隔沿著一方向延伸的方式被形成；前述第2的面上的前述1或複數的細縫，係以延著前述一方向延伸的方式被形成。
- 如申請專利範圍第1項所記載之印刷電路板，其中，對應前述1或是複數的細縫於除了前述第1的面上區域以外的區域，設置前述複數的導體圖案。
- 如申請專利範圍第1項所記載之印刷電路板，其中，前述複數的加強層係包含金屬。
- 如申請專利範圍第3項所記載之印刷電路板，其中，前述金屬係包含不鏽鋼。
- 如申請專利範圍第1項所記載之印刷電路板，其中，前述絕緣層係包含聚醯亞胺薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚醚腈薄膜、或是聚醚碸薄膜。
- 如申請專利範圍第1項所記載之印刷電路板，其中，前述複數的導體圖案係包含銅、銅合金、金、或是鋁。
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