TWI430729B - 鏤空柔性電路板之製作方法 - Google Patents

Description

鏤空柔性電路板之製作方法

本發明涉及一種電路板製作方法，尤其涉及一種鏤空柔性電路板之製作方法。

隨著聚醯亞胺膜等柔性材料於電子工業中之廣泛應用(請參見Sugimoto, E.於1989發表於IEEE Electrical Insulation Magazine第5卷第1期之“Applications of polyimide films to the electrical and electronic industries in Japan”)，柔性電路板(Flexible Printed Circuit Board,FPCB)因具有可彎曲、重量輕、佔用空間小、可立體配線等優點，於筆記本電腦、液晶顯示屏、數位相機、移動電話等消費性電子產品方面具有廣泛應用。

鏤空柔性電路板，亦稱作浮雕柔性電路板。如圖14所示，鏤空柔性電路板1具有鏤空區2，該鏤空區2之銅層3線路外露，而沒有基膜層4、5之支撐。因而，該鏤空柔性電路板1具有重量輕、撓性高、可直接與外界雙面導通等優點，於液晶顯示屏等要求輕薄之電子產品中應用較多。

鏤空柔性電路板通常採用如下方法製作：於第一基膜之預定區域鑽孔以形成第一開口；將該具有第一開口之第一基膜與銅箔壓合；藉由壓膜、曝光、顯影、蝕刻、剝膜等過程將銅箔形成導電圖形；於導電圖形表面貼覆一 具有第二開口之第二基膜，該第二開口對應於第一開口，從而，部分導電圖形從第一開口、第二開口露出。經過如上步驟即可形成鏤空柔性電路板，其可實現與外界之雙面導通。

然而，當採用由原材料產商提供之柔性覆銅板(Flexible Copper Clad Laminate,FCCL)生產鏤空柔性電路板時，由於銅箔與第一基膜已事先壓合，第一基膜不具有第一開口，因此，無法採用如上方法製作出鏤空柔性電路板。

有鑑於此，有必要提供一種可以柔性覆銅板為原料製作鏤空柔性電路板之方法。

以下將以實施例說明一種可以柔性覆銅板為原料製作鏤空柔性電路板之方法。

一種鏤空柔性電路板之製作方法，包括以下步驟：提供一柔性基材，該柔性基材包括導電層及位於導電層一側之絕緣層；以絕緣層之蝕刻液蝕刻絕緣層，於絕緣層之預定區域形成第一開口，從而部分導電層從第一開口處露出；將該導電層製成導電圖形；於導電層之另一側貼覆覆蓋層。

本技術方案之鏤空柔性電路板之製作方法可以柔性覆銅板為原材料，藉由於絕緣層形成第一開口而使得部分導電層從第一開口處露出，從而形成鏤空柔性電路板。另外，本技術方案以化學蝕刻液蝕刻絕緣層形成第一開口 之方法較為簡便，不但具有較高精度，而且僅需較低成本。

下面將結合附圖及實施例，對本技術方案提供之鏤空柔性電路板之製作方法作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，本技術方案之鏤空柔性電路板之製作方法包括以下步驟：步驟1，請參閱圖2，提供一柔性基材10，該柔性基材10包括導電層11及位於導電層11一側之絕緣層12。

該導電層11用於形成導電圖形，以實現訊號之傳輸及處理。導電層11之最常用材料為銅與銅合金，但亦可為鋁、鋁合金、銀、銀合金或其他導電材料。

該絕緣層12用於支撐導電層11，由柔性材料構成。絕緣層12之最常用材料為聚醯亞胺(Polyimide,PI)，但亦可為聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephtalate,PET)、聚四氟乙烯(Teflon)、聚硫胺(Polyamide)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(Polycarbonate)或聚醯亞胺-聚乙烯-對苯二甲酯共聚物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)或者其組合物。

該導電層11與絕緣層12之間還可具有一黏膠層(圖未示)，以增強導電層11與絕緣層12間之黏結力。該黏膠層之材料可為環氧樹脂或丙烯酸樹脂。

步驟2，以絕緣層12之蝕刻液蝕刻絕緣層12預定區域，使得絕緣層12於預定區域形成第一開口121，從而部分導電層11從第一開口121處露出。

該絕緣層12之蝕刻液係指可溶解絕緣層12或可與絕緣層12發生反應而去除絕緣層12之化學溶液，同時其不會蝕刻導電層11。對於以聚醯亞胺為絕緣層材料，以銅、鋁、銀或其合金為導電層材料之柔性基材來說，蝕刻液可為強鹼性溶液，其主要成份可包括氫氧化鉀(KOH)與一乙醇胺(Monoethanolamine，MEA)。

為了防止蝕刻液蝕刻絕緣層12之其他區域，即，為確保蝕刻液蝕刻預定區域之準確性，通常先於絕緣層12表面形成光阻，並藉由曝光、顯影工序使得預定區域處之絕緣層12露出後，再以蝕刻液準確蝕刻絕緣層12之預定區域，以於預定區域形成第一開口121。具體地，首先，請參閱圖3，於絕緣層12表面以壓合、貼覆、塗佈或其他方法形成一光阻層13。該光阻層13可為正型光阻層，亦可負型光阻層。本實施例中，僅以正型光阻層為例，說明其後之曝光、顯影等工序。其次，請參閱圖4，藉由光罩14對光阻層13進行曝光。該光罩14具有一第二開口141，該第二開口141所於區域與待於絕緣層12形成第一開口之預定區域相對應。曝光時，與第二開口141對應之光阻受到光線照射，發生分解反應，而沒有受到光線照射之光阻則不發生反應。再次，以顯影液噴淋光阻層13，發生分解反應之光阻於顯影液中具有高溶解度，可被顯影液溶解；而未發生分解反應之光阻則於顯影液中具有低 溶解度，不可被顯影液溶解。因此，經過顯影工序後，對應於第二開口141處之光阻層13被顯影液溶解而形成第三開口131，如圖5所示。

然後，用化學蝕刻液蝕刻柔性基材10時，第三開口131處之絕緣層12暴露於蝕刻液中，可被蝕刻液溶解或與蝕刻液發生反應而去除。其他區域之絕緣層12被光阻層13覆蓋，不會被蝕刻液蝕刻。從而，如圖6及圖7所示，可準確地於絕緣層12之預定區域形成第一開口121，使得柔性基材10可被進一步加工成鏤空柔性電路板。以化學蝕刻液蝕刻柔性基材10之方式可為將化學蝕刻液噴淋於柔性基材10具有光阻層13之一側，亦可為將柔性基材10浸置於化學蝕刻液中，當然，亦可為其他方法。

優選地，為使製成之鏤空柔性電路板較為輕薄、性能更為穩定，可進一步以光阻層13之溶解液噴淋光阻層13，從而將光阻層13去除，如圖8所示。

該絕緣層12之第一開口121之形狀視光罩14之第二開口141形狀而定，光罩14之第二開口141之形狀視鏤空柔性電路板之設計需要而定。本實施例中，第一開口121為長方形。

第一開口121之形狀、形成位置除與光罩14之第二開口141之形狀、位置相關之外，還與曝光時光罩14之對位精度、光阻層13與絕緣層12之黏結力相關，僅需適當調整工藝參數，即可準確地於絕緣層12形成預定位置、預定形狀之第一開口121。

另外，如果導電層11與絕緣層12之間還具有黏膠層，於絕緣層12形成第一開口121之後，還應當以黏膠層之蝕刻液蝕刻黏膠層，以於黏膠層形成與第一開口121相對應之開口。例如，當黏膠層之主要成分為環氧樹脂時，可以酮、醇醚或酯類溶劑等環氧樹脂之良溶劑蝕刻黏膠層從而於黏膠層形成開口，以使得部分導電層11可自黏膠層之開口及絕緣層12之第一開口121露出。

步驟3，於絕緣層12形成光阻層13之前或於絕緣層12形成第一開口121之後，將導電層11製成導電圖形11a。

當於絕緣層12形成第一開口121後進行導電圖形11a之製作時，請參閱圖9，首先於第一開口121處填充可剝漆15，以充分支撐導電層11，同時防止導電層11之蝕刻液從第一開口121處蝕刻導電層11，進而影響後續之導電圖形11a之製作步驟。該可剝漆15易於去除，可為油墨或其他材料。然後，藉由於導電層11上壓幹膜、將幹膜曝光、顯影、以導電層11之蝕刻液蝕刻導電層11、剝幹膜等工序即可將導電層11製成導電圖形11a，如圖10所示。當然，製成導電圖形11a後還應當將可剝漆15去除。

於絕緣層12貼覆光阻層13之前即於絕緣層12形成第一開口121之前，同樣可藉由壓幹膜、曝光、顯影、以導電層11之蝕刻液蝕刻導電層11、剝幹膜等工序將導電層11製成導電圖形11a。

步驟4，將導電層11製成導電圖形11a後，為保護導電圖形11a，通常需於導電圖形11a上貼覆一覆蓋層。具體地 ，係於導電層11之另一側即導電圖形11a未貼覆有絕緣層12之一側貼覆覆蓋層，而非為從第一開口121處露出之導電圖形11a之表面貼覆覆蓋層。

請參閱圖11，該覆蓋層16上可以鑽孔、沖模等方法預先形成一第四開口161，該第四開口161與第一開口121相對應。將覆蓋層16貼覆於導電圖形11a表面後，部分導電圖形11a從第一開口121、第四開口161處露出。即，製成一雙面鏤空柔性電路板20，導電圖形11a雙面均可與外界進行導通。

請參閱圖12，覆蓋層17亦可為一完整連續之膜層，不具有開口，導電圖形11a僅從第一開口121處露出，可與外界進行單面導通，即，形成一單面鏤空柔性電路板30。

另外，將柔性基材10製作成單面或雙面鏤空柔性電路板後，還可進一步將單面或雙面鏤空柔性電路板製作成多層鏤空柔性電路板。例如，請參閱圖13，將兩個單面鏤空柔性電路板20以黏膠層18貼合，即可獲得雙層鏤空柔性電路板40。

本技術方案之鏤空柔性電路板之製作方法可以柔性覆銅板為原材料，藉由於絕緣層形成第一開口而使得部分導電層從第一開口處露出，從而形成鏤空柔性電路板。另外，本技術方案以化學蝕刻液蝕刻絕緣層形成第一開口之方法較為簡便，不但具有較高精度，而且僅需較低成本。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧柔性基材

11‧‧‧導電層

11a‧‧‧導電圖形

12‧‧‧絕緣層

121‧‧‧第一開口

13‧‧‧光阻層

131‧‧‧第三開口

14‧‧‧光罩

141‧‧‧第二開口

15‧‧‧可剝漆

16，17‧‧‧覆蓋層

161‧‧‧第四開口

18‧‧‧黏膠層

20‧‧‧雙面鏤空柔性電路板

30‧‧‧單面鏤空柔性電路板

40‧‧‧雙層鏤空柔性電路板

圖1係本技術方案實施例提供之鏤空柔性電路板之製作方法之流程圖。

圖2係本技術方案實施例提供之柔性基材之剖視圖。

圖3係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層塗覆光阻後之剖視圖。

圖4係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層塗覆光阻後曝光之剖視圖。

圖5係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層塗覆光阻、曝光、顯影後之剖視圖。

圖6係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層塗覆光阻、曝光、顯影、蝕刻後形成開口之剖視圖。

圖7係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層形成開口後之俯視圖。

圖8係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層上之光阻被剝除後之剖視圖。

圖9係本技術方案實施例提供之柔性基材之絕緣層開口填充可剝漆後之剖視圖。

圖10係本技術方案實施例提供之柔性基材之導電層形成 導電圖形後之剖視圖。

圖11係本技術方案實施例提供之柔性基材之導電層表面貼覆具有開口之覆蓋層後之剖視圖。

圖12係本技術方案實施例提供之柔性基材之導電層表面貼覆沒有開口之覆蓋層後之剖視圖。

圖13係本技術方案實施例提供之柔性基材之導電層表面貼覆另一柔性基材後之剖視圖。

圖14係先前技術之鏤空柔性電路板之剖視圖。

Claims (10)

1. 一種鏤空柔性電路板之製作方法，包括步驟：提供一柔性基材，所述柔性基材包括導電層及位於導電層一側之絕緣層；以絕緣層之蝕刻液蝕刻絕緣層，於絕緣層預定區域形成第一開口，從而使部分導電層從第一開口處露出；於該第一開口處填充可剝漆；將所述導電層製成導電圖形；將第一開口處可剝漆去除，部分該導電圖形從第一開口處露出；於導電層之另一側貼覆覆蓋層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，以絕緣層之蝕刻液蝕刻絕緣層之前，還包括於絕緣層上形成光阻層，將光阻層曝光、顯影，從而於光阻層上預定區域形成與第一開口相對應之第三開口之步驟。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，以絕緣層之蝕刻液蝕刻絕緣層之後，還包括一去除光阻層之步驟。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，以絕緣層之蝕刻液蝕刻絕緣層之前或於絕緣層預定區域形成第一開口之後，進行將導電層製成導電圖形之步驟。
5. 如申請專利範圍第4項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，藉由於導電層上壓幹膜、曝光、顯影、以導電層之蝕刻液蝕刻導電層、剝除幹膜而將導電層製成導電圖形 。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，該覆蓋層具有與第一開口相對應之第四開口。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，該絕緣層與導電層之間還具有一黏膠層，以絕緣層之蝕刻液蝕刻絕緣層後，再以黏膠層之蝕刻液蝕刻黏膠層，使得黏膠層之預定區域形成與第一開口相對應之開口。
8. 如申請專利範圍第1項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，該絕緣層之材料為聚醯亞胺、聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚硫胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺-聚乙烯-對苯二甲酯共聚物或者其組合物。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，該絕緣層之蝕刻液為鹼性溶液。
10. 如申請專利範圍第9項所述之鏤空柔性電路板之製作方法，其中，該絕緣層之蝕刻液包括氫氧化鉀與一乙醇胺。