TWI437943B - 柔性多層電路板之製作方法 - Google Patents

Description

柔性多層電路板之製作方法

本發明涉及電路板製造技術，尤其涉及一種可製作具有較好性能之柔性多層電路板之方法。

隨著聚醯亞胺膜等柔性材料在電子工業中之廣泛應用(請參見Sugimoto,E.在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)因具有可彎折、重量輕、佔用空間小、可立體配線等優點，在筆記本電腦、液晶顯示器、數位相機、移動電話等消費性電子產品方面具有廣泛應用。而隨著人們對消費性電子產品處理資訊要求之提高，由於多層電路板具有多層線路層，從而具有更多佈線面積，因此柔性多層電路板逐漸取代柔性單面電路板與柔性雙面電路板，在消費性電子產品中獲得愈來愈多之應用。

先前技術中，柔性多層電路板通常以片式製作工藝以增層法進行生產。以製作四層電路板為例，先提供一雙面基材，製作線路將雙面基材製成雙面板後在雙面板兩側各設置一膠黏層，藉由兩側 之膠黏層各黏結加成一單面基材，如此則形成一四層基板，再在四層基板上形成導通孔，並在加成之單面基材上製作線路，則構成四層電路板。一般來說，單面基材與雙面基材中均包括銅箔層、膠黏層及基板層，而膠黏層與基板層由不同材料構成，而雙面板與單面基材之間亦藉由膠黏層進行連接，如此，在形成之四層基板上就包括複數層間隔設置之膠黏層與基板層。從而，在四層基板上採用機械鑽孔時，就會導致膠黏層與基板層在機械鑽針高速轉動下發生不同形態之變化，從而造成鑽孔之不良。在四層基板上採用雷射鑽孔時，就會由於膠黏層與基板層對雷射能量之吸收不同導致膠黏層與基板層被咬蝕程度之不同，從而亦導致鑽孔之不良。如此，就可能導致導通孔之失效，從而造成電路板產品之不良。

有鑑於此，提供一種可製作具有較好性能之柔性多層電路板之方法實屬必要。

以下將以實施例說明一種柔性多層電路板之製作方法。

一種柔性多層電路板之製作方法，包括步驟：提供第一覆銅基板，所述第一覆銅基板包括柔性之第一絕緣層及貼合於第一絕緣層之第一銅箔層；將第一銅箔層形成第一導電圖形；在第一導電圖形表面塗佈液態材料；提供第二覆銅基板，所述第二覆銅基板包括材料與第一絕緣層之材料相同之第二絕緣層及貼合於第二絕緣層之第二銅箔層，將第二覆銅基板壓合在塗佈了液態材料之第一導電圖形上，並使第二絕緣層與液態材料接觸；固化液態材料， 以使固化之液態材料形成第三絕緣層，所述第三絕緣層之材料與第一絕緣層之材料相同；將第二銅箔層形成第二導電圖形，並形成層間導通結構以導通第一導電圖形與第二導電圖形。

本技術方案之柔性多層電路板之製作方法中，藉由在第一覆銅基板表面塗佈液態材料、壓合第二覆銅基板並固化液態材料製成多層電路板，不但保證了第一覆銅基板與第二覆銅基板之間之黏結性能，而且使得製成之多層電路板中各絕緣層之材料均相同。如此，可避免形成之層間導通結構之不良，提高多層電路板製作之良率，使得製成之多層電路板具有較好之性能。

11、21‧‧‧第一覆銅基板

111、211‧‧‧第一絕緣層

112、212‧‧‧第一銅箔層

113、214‧‧‧第一導電圖形

140、240‧‧‧液態材料

12、22‧‧‧第二覆銅基板

121、221‧‧‧第二絕緣層

122、213‧‧‧第二銅箔層

13、23‧‧‧第三覆銅基板

131、231‧‧‧第三絕緣層

132、222‧‧‧第三銅箔層

141、241‧‧‧第四絕緣層

142、242‧‧‧第五絕緣層

123、215‧‧‧第二導電圖形

133、223‧‧‧第三導電圖形

150、250‧‧‧通孔

151、251‧‧‧鍍層

152、252‧‧‧導通孔

161‧‧‧第一覆蓋膜

162‧‧‧第二覆蓋膜

100‧‧‧三層基板

10‧‧‧柔性三層電路板

232‧‧‧第四銅箔層

233‧‧‧第四導電圖形

200‧‧‧四層基板

20‧‧‧柔性四層電路板

圖1為本技術方案提供之柔性多層電路板製作方法之流程示意圖。

圖2為本技術方案第一實施例提供之第一覆銅基板之示意圖。

圖3為蝕刻圖2之第一覆銅基板後形成第一導電圖形之示意圖。

圖4為在圖3之第一覆銅基板兩側塗佈液態材料後之示意圖。

圖5為在塗佈了液態材料之第一覆銅基板之一側壓合第二覆銅基板，另一側壓合第三覆銅基板之示意圖。

圖6為固化液態材料後之示意圖。

圖7為蝕刻第二覆銅基板與第三覆銅基板，並形成層間導通結構後製成之電路板之示意圖。

圖8為在圖7之電路板兩側形成覆蓋層之示意圖。

圖9為本技術方案第二實施例提供之第一覆銅基板之示意圖。

圖10為蝕刻圖9之第一覆銅基板後形成第一導電圖形與第二導電圖形之示意圖。

圖11為在圖10之第一覆銅基板兩側塗佈液態材料後之示意圖。

圖12為在塗佈了液態材料之第一覆銅基板之一側壓合第二覆銅基板，另一側壓合第三覆銅基板之示意圖。

圖13為固化液態材料後之示意圖。

圖14為蝕刻第二覆銅基板與第三覆銅基板，並形成層間導通結構後製成之電路板之示意圖。

下面將結合附圖及複數實施例，對本技術方案提供之柔性多層電路板製作方法作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，本技術方案提供一種柔性多層電路板之製作方法，包括步驟：

第一步，提供柔性之第一覆銅基板，所述第一覆銅基板包括第一絕緣層及貼合於第一絕緣層之第一銅箔層。所述第一絕緣層之材料為柔性材料，例如聚醯亞胺(Polyimide,PI)、聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，PEN)。所述第一銅箔層可優選為壓延銅箔，但亦可為電解銅箔。

第二步，蝕刻第一銅箔層，以將第一銅箔層形成第一導電圖形。 第一導電圖形一般包括導電線路與導電接點。

第三步，在第一導電圖形表面塗佈液態材料。所述液態材料可以為第一絕緣層之材料溶解於有機溶劑之溶液，或者為第一絕緣層之材料之前聚體溶液。從而，所述液態材料塗佈於第一導電圖形表面後，藉由過揮發有機溶劑或者進一步聚合即可固化形成與第一絕緣層之材料相同之材料。

第四步，提供第二覆銅基板，所述第二覆銅基板包括材料與第一絕緣層之材料相同之第二絕緣層及貼合於第二絕緣層之第二銅箔層，將第二覆銅基板壓合在塗佈了液態材料之第一導電圖形上，並使第二絕緣層與液態材料接觸。

第五步，固化液態材料，固化之液態材料形成第三絕緣層，所述第三絕緣層之材料與第二絕緣層之材料相同。

第六步，蝕刻第二銅箔層，以將第二銅箔層形成第二導電圖形，並形成導通結構以導通第一導電圖形與第二導電圖形，從而構成了多層電路板。

本領域技術人員可以理解，在第一步中提供之第一覆銅基板可以為單面基材，亦可以為包括兩個銅箔層之雙面基材；當第一步中提供之第一覆銅基板為雙面基材時，在第二步中可同時蝕刻第一覆銅基板之兩個銅箔層，將兩個銅箔層均形成導電圖形；在第三步中，可以在第一覆銅基板之兩個導電圖形表面均塗佈液態材料；在第四步中，可在兩個塗佈了液態材料之導電圖形上均壓合第二覆銅基板；在第六步之後，還可以重複第四步至第六步之步驟 ，繼續壓合覆銅基板，如此本技術方案可以藉由選擇第一覆銅基板中銅箔層之數量以及壓合之工藝步驟，製造任意層數之多層電路板。

以下，以製作柔性三層電路板與柔性四層電路板為例對本技術方案作具體說明。

本技術方案第一實施例提供一種柔性三層電路板之製作方法，包括步驟：

第一步，請參閱圖2，提供第一覆銅基板11，所述第一覆銅基板11為柔性之單面基材，其包括第一絕緣層111及貼合於第一絕緣層111之第一銅箔層112。在本實施例中，第一絕緣層111之材料為PI。

第二步，請參閱圖3，將第一銅箔層112形成第一導電圖形113。將第一銅箔層112形成第一導電圖形113之方法可為化學液蝕刻，亦可為雷射燒蝕。

第三步，請參閱圖4，在第一覆銅基板11表面塗佈液態材料140。在本實施例中，第一覆銅基板11表面係指第一導電圖形113之表面及第一絕緣層111之表面。即，液態材料140塗佈在第一覆銅基板11相對之兩個表面上。在第一覆銅基板11表面塗佈之液態材料140可為PI前聚體溶液，亦可為PI溶液。PI前聚體溶液係指聚醯胺酸溶液化學亞胺化之後得到之PI前聚體溶液，其塗佈在第一覆銅基板11表面後，可藉由加熱進一步熱亞胺化而固化形成PI。PI溶液係指PI溶解於有機溶劑之溶液，其塗佈在第一覆銅基板11表 面後，可藉由加熱去除有機溶劑後固化形成PI。所述有機溶劑可為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-吡咯烷酮、二甲基亞碸、對氯苯酚或間甲酚等。

第四步，請參閱圖5，提供第二覆銅基板12與第三覆銅基板13，將第二覆銅基板12與第三覆銅基板13分別壓合在第一覆銅基板11之兩側。

所述第二覆銅基板12與第三覆銅基板13均為柔性之單面基材。所述第二覆銅基板12包括材料與第一絕緣層111之材料相同之第二絕緣層121及貼合於第二絕緣層121之第二銅箔層122。所述第三覆銅基板13包括材料與第一絕緣層111之材料相同之第三絕緣層131及貼合於第三絕緣層131之第三銅箔層132。亦即，第二絕緣層121與第三絕緣層131之材料均為PI。

將第二覆銅基板12與第三覆銅基板13分別壓合在第一覆銅基板11之兩側係指將第二覆銅基板12壓合在塗佈了液態材料140之第一導電圖形113上，使第二絕緣層121與液態材料140接觸，將第三覆銅基板13壓合在塗佈了液態材料之第一絕緣層111上，並使第三絕緣層131與液態材料140接觸。

第五步，請參閱圖6，固化液態材料140。在第二絕緣層121與第一導電圖形113之間之液態材料140固化形成第四絕緣層141，在第一絕緣層111與第三絕緣層131之間之液態材料140固化形成第五絕緣層142。所述第四絕緣層141之材料與第五絕緣層142之材料均與第一絕緣層111之材料相同，均為PI。如此，則形成了一 三層基板100。

第六步，請參閱圖7，將第二銅箔層122形成第二導電圖形123，將第三銅箔層132形成第三導電圖形133，並形成層間導通結構以導通第一導電圖形113、第二導電圖形123及第三導電圖形133。如此則將三層基板100製成了柔性三層電路板10。

將三層基板100形成柔性三層電路板10具體可包括以下步驟：首先，在三層基板100中鑽通孔150，所述通孔150貫穿第一絕緣層111、第一導電圖形113、第二絕緣層121、第三絕緣層131、第四絕緣層141、第五絕緣層142、第二導電圖形123及第三導電圖形133；其次，藉由化學鍍與電鍍工藝在通孔150孔壁、第二銅箔層122表面以及第三銅箔層132表面形成鍍層151，從而將通孔150製成導通孔152，以作為層間導通結構電性連接第一導電圖形113、第二銅箔層122以及第三銅箔層132；再次，蝕刻第二銅箔層122以及第三銅箔層132，將第二銅箔層122形成第二導電圖形123，將第三銅箔層132形成第三導電圖形133。如此，導通孔152可導通第一導電圖形113、第二導電圖形123及第三導電圖形133。

除了形成導通孔152作為層間導通結構外，還可形成盲孔、埋孔、焊球、導電凸起、導電膠或其他結構來作為層間導通結構，以導通第一導電圖形113、第二導電圖形123及第三導電圖形133。

當然，將三層基板100形成柔性三層電路板10之工藝亦可為其他步驟，例如，可為先鑽孔、蝕刻製作導電圖形後再形成導通孔之工藝，亦可為先鑽孔、再以導電膠塞孔、再蝕刻製作導電圖形之 工藝，當然亦可為其他工藝。可以理解，將三層基板100形成柔性三層電路板10之工藝與層間導通結構相關，本領域技術人員可以根據具體之電路板產品要求自行選擇層間導通結構並設計相應之製作工藝。

另，在將第二銅箔層122形成第二導電圖形123，將第三銅箔層132形成第三導電圖形133，並形成層間導通結構後，還可在第二導電圖形123表面形成第一覆蓋膜161以保護第二導電圖形123，在第三導電圖形133表面形成第二覆蓋膜162以保護第三導電圖形133，如圖8所示。第一覆蓋膜161可為僅包括PI層之單層結構，亦可為包括膠層與PI層之雙層結構。第二覆蓋膜162之結構可與第一覆蓋膜161之結構相同。當第一覆蓋膜161為單層PI時，可藉由在第二導電圖形123表面塗佈液態材料140，然後固化形成。當第二覆蓋膜162為單層PI時，亦可藉由在第三導電圖形133表面塗佈液態材料140，再固化形成。

本技術方案第二實施例提供一種柔性四層電路板之製作方法，包括步驟：

第一步，請參閱圖9，提供第一覆銅基板21，所述第一覆銅基板21為柔性之雙面基材，其包括第一絕緣層211、第一銅箔層212及第二銅箔層213。所述第一銅箔層212及第二銅箔層213貼合於第一絕緣層211之相對兩側。在本實施例中，第一絕緣層111之材料為PET。

第二步，請參閱圖10，蝕刻第一銅箔層212與第二銅箔層213，將 第一銅箔層212形成第一導電圖形214，同時將第二銅箔層213形成第二導電圖形215。

第三步，請參閱圖11，在第一覆銅基板21表面塗佈液態材料240。在本實施例中，第一覆銅基板21表面係指第一導電圖形214之表面及第二導電圖形215之表面。即，液態材料240塗佈在第一覆銅基板21相對之兩個表面上。在第一覆銅基板21表面塗佈之液態材料240可為PET預聚體溶液，亦可為PET溶液。PET溶液係指PET溶解於有機溶劑之溶液，其塗佈在第一覆銅基板21表面後，可藉由加熱去除有機溶劑後固化形成PET。所述有機溶劑可為硝基苯、鄰氯苯酚、三氟乙酸與二氯甲烷之混合溶液等。

第四步，請參閱圖12，提供第二覆銅基板22與第三覆銅基板23，將第二覆銅基板22與第三覆銅基板23分別壓合在第一覆銅基板21之兩側。

所述第二覆銅基板22與第三覆銅基板23均為柔性之單面基材。所述第二覆銅基板22包括材料與第一絕緣層211之材料相同之第二絕緣層221及貼合於第二絕緣層221之第三銅箔層222。所述第三覆銅基板23包括材料與第一絕緣層211之材料相同之第三絕緣層231及貼合於第三絕緣層231之第四銅箔層232。亦即，第二絕緣層221與第三絕緣層231之材料均為PET。

將第二覆銅基板22與第三覆銅基板23分別壓合在第一覆銅基板21之兩側係指將第二覆銅基板22壓合在塗佈了液態材料240之第一導電圖形214上，使第二絕緣層221與液態材料240接觸，將第三 覆銅基板23壓合在塗佈了液態材料之第二導電圖形215上，並使第三絕緣層231與液態材料240接觸。

第五步，請參閱圖13，固化液態材料240。在第二絕緣層221與第一導電圖形214之間之液態材料240固化形成第四絕緣層241，在第三絕緣層231與第二導電圖形215之間之液態材料240固化形成第五絕緣層242。所述第四絕緣層241之材料與第五絕緣層242之材料均與第一絕緣層211之材料相同，均為PET。如此，則形成了一四層基板200。

第六步，請參閱圖14，將第三銅箔層222形成第三導電圖形223，將第四銅箔層232形成第四導電圖形233，並形成層間導通結構以導通第一導電圖形214、第二導電圖形215、第三導電圖形223及第四導電圖形233。如此則將四層基板200製成了柔性四層電路板20。

將四層基板200形成柔性四層電路板20具體可包括以下步驟：首先，在四層基板200中鑽通孔250；其次，藉由化學鍍與電鍍工藝在通孔250孔壁、第三銅箔層222表面以及第四銅箔層232表面形成鍍層251，從而將通孔250製成導通孔252，以作為層間導通結構電性連接第一導電圖形214、第二導電圖形215、第三銅箔層222以及第四銅箔層232；再次，蝕刻第三銅箔層222以及第四銅箔層232，將第三銅箔層222形成第三導電圖形223，將第四銅箔層232形成第四導電圖形233。如此，導通孔252可導通第一導電圖形214、第二導電圖形215、第三導電圖形223以及第四導電圖形233。

本領域技術人員可以理解，在第六步之後，還可以包括在第三導電圖形223與第四導電圖形233表面各形成覆蓋層之步驟，覆蓋層之材料亦可為PET，覆蓋層亦可藉由塗佈液態材料再固化之方式形成。並且，在第六步之後，還可重複第四步至第六步之步驟，繼續壓合覆銅基板，如此可製造更多層數之多層電路板。

本技術方案之柔性多層電路板之製作方法中，藉由在第一覆銅基板11、21表面塗佈液態材料、壓合第二覆銅基板12、22並固化液態材料以製成多層電路板，不但保證了第一覆銅基板11、21與第二覆銅基板12、22之間之黏結性能，而且使得製成之多層電路板中各絕緣層之材料均相同。如此，可以避免形成之層間導通結構之不良，提高多層電路板製作之良率，使得製成之多層電路板具有較好之性能。

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爰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。

Claims (8)

1. 一種柔性多層電路板之製作方法，包括步驟：提供第一覆銅基板，所述第一覆銅基板包括柔性之第一絕緣層及貼合於第一絕緣層之第一銅箔層；將第一銅箔層形成第一導電圖形；在第一導電圖形表面塗佈液態材料，所述液態材料為聚醯亞胺前聚體溶液或聚對苯二甲酸乙二醇酯預聚體溶液；提供第二覆銅基板，所述第二覆銅基板包括材料與第一絕緣層之材料相同之第二絕緣層及貼合於第二絕緣層之第二銅箔層，將第二覆銅基板壓合在塗佈了液態材料之第一導電圖形上，並使第二絕緣層與液態材料接觸；固化液態材料，以使固化之液態材料形成第三絕緣層，所述第三絕緣層之材料與第一絕緣層之材料相同；以及將第二銅箔層形成第二導電圖形，並形成層間導通結構以導通第一導電圖形與第二導電圖形。
2. 如申請專利範圍第1項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，所述聚醯亞胺之前聚體溶液為聚醯胺酸溶液化學亞胺化之後得到之聚醯亞胺前聚體溶液，該聚醯亞胺之前聚體溶液可藉由加熱進一步熱亞胺化而固化形成聚醯亞胺。
3. 如申請專利範圍第1項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，所述液態材料為聚醯亞胺前聚體溶液，所述第一絕緣層之材料為聚醯亞胺。
4. 如申請專利範圍第1項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，所述液態材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯預聚體溶液，所述第一絕緣層之材料為聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯。
5. 如申請專利範圍第1項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，形成層間導通結構以導通第一導電圖形與第二導電圖形後，還包括步驟：在第一導電圖形表面及第二導電圖形表面塗佈液態材料；及固化液態材料，以使固化之液態材料形成貼合於第一導電圖形之第一覆蓋層及貼合於第二導電圖形之第二覆蓋層，所述第一覆蓋層之材料與第二覆蓋層之材料均與第一絕緣層之材料相同。
6. 如申請專利範圍第1項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，所述第一覆銅基板還包括第三銅箔層，第一銅箔層與第三銅箔層貼合於第一絕緣層之相對兩側；在將第一銅箔層形成第一導電圖形時，還將第三銅箔層形成第三導電圖形；在第一導電圖形表面塗佈液態材料時，還在第三導電圖形表面塗佈液態材料；在將第二覆銅基板壓合在塗佈了液態材料之第一導電圖形上時，還提供第三覆銅基板並將第三覆銅基板壓合在塗佈了液態材料之第三導電圖形之表面，所述第三覆銅基板包括材料與第一絕緣層之材料相同之第四絕緣層及貼合於第四絕緣層之第四銅箔層，且使第四絕緣層與液態材料接觸；固化液態材料後，第三導電圖形與第四絕緣層之間固化之液態材料形成第五絕緣層，所述第五絕緣層之材料與第三絕緣層之材料相同；將第二銅箔層形成第二導電圖形並形成層間導通結構時，還將第四銅箔層形成第四導電圖形，層間導通結構導通第一導電圖形、第二導電圖形、第三導電圖形 及第四導電圖形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，所述層間導通結構為導通孔。
8. 如申請專利範圍第7項所述之柔性多層電路板之製作方法，其中，將第二銅箔層形成第二導電圖形，並形成導通孔以導通第一導電圖形與第二導電圖形包括步驟：形成貫穿第一絕緣層、第一導電圖形、第二覆銅基板及第三絕緣層之通孔；在通孔孔壁及第二銅箔層表面形成鍍層，以將通孔製成導通孔；及蝕刻第二銅箔層以形成第二導電圖形。