TWI457466B - 黑化藥水及透明印刷電路板之製作方法 - Google Patents

Description

黑化藥水及透明印刷電路板之製作方法

本發明涉及電路板製作技術，尤其涉及一種黑化藥水及透明印刷電路板之製作方法。

印刷電路板因具有裝配密度高等優點而得到了廣泛之應用。關於電路板之應用請參見文獻Takahashi, A. Ooki, N. Nagai, A. Akahoshi, H. Mukoh, A. Wajima, M. Res. Lab, High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880，IEEE Trans. on Components, Packaging, and Manufacturing Technology, 1992, 15(4): 1418-1425。

由於電子產品向個性化發展，對於應用於電子產品之印刷電路板之要求亦越來越多樣化。目前有一種透明之印刷電路板，其用於承載和保護導電線路圖形之絕緣基板、防焊層等為透明材料，其導電線路圖形中之線路一般為細長型，並且其導電線路圖形之材料為經過雙面黑化處理之銅，絕緣材料之透明與導電線路圖形之黑色使所述印刷電路板於視覺上有透明感。所述印刷電路板之製作方法一般如下：首先，提供一覆銅基板，其包括一透明絕緣基底層及設置於所述基底層表面之銅箔層，所述銅箔層因經過雙面黑化處理而呈黑色；其次，於所述銅箔層表面貼亁膜，並經過曝光、顯影、蝕刻和剝膜工藝，於所述基底層表面形成導電線路圖形；最後於所述導電線路圖形表面及從所述導電線路圖形露出之基底層表面壓合透明覆蓋膜，形成透明印刷電路板。

其中，傳統黑化處理所用之藥水一般為含次氯酸鹽之黑化藥水，黑化處理之後於銅箔層表面形成一黑色之含氧化銅及氧化亞銅之氧化層，此氧化層即黑化層，傳統之黑化藥水之黑化層呈絨毛狀（請參閱圖1），絨毛狀之黑化層容易脫落並污染線路周圍之區域，影響線路板之透明度。並且，由於黑化處理為僅對銅箔層之表面進行處理，因此，於蝕刻步驟後，銅箔層中與被蝕刻去除區域相鄰之側面會因為露出銅箔層之內層而顯露純銅之紅棕色，最終形成之印刷電路板會由於所述導電線路圖形側面之紅棕色從而透明感較差。

有鑒於此，有必要提供一種黑化藥水及透明印刷電路板之製作方法，以提高透明印刷電路板之透明感。

一種黑化藥水，其包含重量百分含量為3%-5%之氫氧化鈉、重量百分含量為10%-15% 之次磷酸鈉、重量百分含量為10%-15% 之氯化鈉、重量百分含量為2%-4% 之苯並三氮唑及重量百分含量為70%-75%之水。

一種透明印刷電路板之製作方法，包括步驟：提供覆銅基板，所述覆銅基板包括透明之絕緣基底層及設置於所述絕緣基底層表面之單面黑化之銅箔層，所述銅箔層包括銅本體層及第一黑化層，所述銅本體層包括第三表面、與第三表面相對之第四表面及連接第三表面和第四表面之側面，所述第一黑化層形成於所述第三表面，所述第一黑化層位於銅本體層與所述基底層之間。將所述銅箔層製作形成導電線路圖形，使部分所述基底層從所述導電線路圖形中露出，從而將所述覆銅基板製成電路基板。將已製作形成導電線路圖形之銅本體層之第四表面及側面置於上述之黑化藥水中進行黑化處理，以使所述第四表面上和側面上均形成黑色之第二黑化層。於至少部分所述第二黑化層表面及從所述導電線路圖形露出之基底層之表面上形成透明覆蓋膜，從而製成透明印刷電路板。

採用本案之黑化藥水及製作方法形成之透明印刷電路板之已製作形成導電線路圖形之銅本體層之第四表面及側面均已被黑化，從而可以防止純銅之紅棕色造成之線路板之透明感不佳，使透明印刷電路板之透明感增強；另外，本案使用之黑化藥水相較於傳統之黑化藥水，不會產生絨毛狀之黑化層，從而避免了絨毛之脫落以及絨毛污染線路板之其他區域，亦使透明印刷電路板之透明感較佳。

10：覆銅基板

11：絕緣基底層

12：銅箔層

13：第一黏膠層

111：第一表面

112：第二表面

121：銅本體層

122：第一黑化層

123：第三表面

124：第四表面

15：導電線路圖形

20：電路基板

125：側面

16：導電線路圖形

126：第二黑化層

18：透明覆蓋膜

181：膜層

182：第二黏膠層

17：電性連接墊

183：通孔

19：表面處理層

30：透明印刷電路板

圖1係傳統黑化藥水處理銅箔層形成之黑化層之掃描電鏡圖片。

圖2係本發明實施例提供之覆銅基板之剖面示意圖。

圖3係於圖2之覆銅基板之銅層表面經貼合亁膜、曝光、顯影、蝕刻、剝膜後形成之線路板之剖面示意圖。

圖4係將圖3之線路板之銅層之表面及側面黑化後之剖面示意圖。

圖5係將圖3中之線路板之銅層之表面及側面黑化後之掃描電鏡圖片。

圖6係將圖4中之線路板上形成透明覆蓋膜並從透明覆蓋膜中露出電性連接墊之剖面示意圖。

圖7係於圖6中之線路板之電性連接墊上形成表面處理層後形成之透明印刷電路板之剖面示意圖。

下面將結合附圖及實施例對本技術方案提供之透明印刷電路板及其製作方法作進一步之詳細說明。

請參閱圖1至圖5，本技術方案實施例提供之透明印刷電路板之製作方法包括以下步驟：

步驟1：請參閱圖2，提供覆銅基板10，所述覆銅基板10包括絕緣基底層11、銅箔層12及位於絕緣基底層11與銅箔層12之間之第一黏膠層13。

所述絕緣基底層11可以為透明之柔性樹脂材料或硬性樹脂材料。所述柔性樹脂材料可以為柔性線路板常用之柔性材料，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)等，優選為耐熱性較好之聚醯亞胺。所述硬性樹脂材料可以為透明之硬性環氧樹脂等。本實施例中，所述絕緣基底層11為透明之柔性樹脂材料。所述絕緣基底層11包括第一表面111及第二表面112。

所述銅箔層12為單面黑化之銅箔層，其包括銅本體層121和形成於銅本體層121一側之第一黑化層122，所述銅本體層121包括相對之第三表面123和第四表面124，所述第一黑化層122形成於所述銅本體層121之第三表面123。所述第一黑化層122為於一未經黑化處理之銅箔層其中一表面進行黑化處理後形成，未被黑化處理之部分構成所述銅本體層121。

所述第一黏膠層13為一透明黏結片，其材料可以為透明之環氧樹脂、亞克力樹脂或者其混合物。當然所述第一黏膠層13亦可以為其他透明之黏結材料，並不以本實施例為限。所述第一黏膠層13之相對兩個表面分別與所述絕緣基底層11之第一表面111和所述銅箔層12之第一黑化層122相黏結，用於將所述銅箔層12黏結於所述絕緣基底層11之第一表面111。可以理解，銅箔層12亦可以直接製作於絕緣基底層11之第一表面111，此時則無需設置第一黏膠層13。

步驟2：請參閱圖3，採用影像轉移工藝及蝕刻工藝將所述銅箔層12製作形成導電線路圖形15，形成電路基板20。

本實施例中，藉由貼合亁膜、曝光、顯影、蝕刻以及剝膜工藝將所述銅箔層12製作形成導電線路圖形15，具體如下：首先，對所述銅箔層12表面進行微蝕處理；其次，於所述銅箔層12上壓合一亁膜；然後，對所述銅箔層12上之亁膜進行選擇性曝光；再次，對亁膜經曝光之部分進行顯影，形成圖案化之亁膜層，使得銅箔層12需要蝕刻去除之部分未被亁膜覆蓋，而銅箔層12需要形成線路之部分仍被亁膜覆蓋；之後，利用銅蝕刻液進行蝕刻，以去除露出亁膜之銅箔層12即銅本體層121和第一黑化層122，從而使得銅箔層12被圖案化之亁膜覆蓋之部分形成導電線路圖形15；最後，利用剝膜工藝將銅箔層12表面殘餘之亁膜剝除，形成電路基板20。所述電路基板20包括絕緣基底層11、導電線路圖形15及將所述基底層與所述導電線路圖形15相黏結之第一黏膠層13，其中，所述導電線路圖形15包括銅本體層121及形成於所述銅本體層121之第三表面123並與所述第一黏膠層13相黏結之第一黑化層122。所述銅本體層121還包括第三表面123與第四表面124之間之側面125，由於所述銅箔層12僅進行了單面黑化處理，且銅箔層12經過了蝕刻處理，銅本體層121之側面125暴露出來，因此，所述銅本體層121之第四表面124及側面125均顯示純銅之紅棕色。

當然，亦可以藉由濕膜工藝將所述銅箔層12製作形成導電線路圖形15。另外，將所述銅箔層12製作形成導電線路圖形15之前，還可以包括沖孔工藝，以形成複數工具孔（圖未示），所述工具孔貫通絕緣基底層11及銅箔層12。所述工具孔用於後續步驟中對線路板進行定位。

步驟3：請參閱圖4-5，於所述導電線路圖形15之銅本體層121之第四表面124及側面125形成第二黑化層126，使所述銅本體層121之第四表面124及側面125均顯示黑色。經過黑化處理後，所述導電線路圖形15轉變成為導電線路圖形16，所述導電線路圖形16包括銅本體層121及將所述銅本體層121包覆之第一黑化層122和第二黑化層126。

本實施例中，於所述導電線路圖形15之銅本體層121之第四表面124及側面125形成第二黑化層126包括如下步驟：

首先，對所述銅本體層121之第四表面124及側面125之表面進行微蝕處理，使第四表面124及側面125粗糙化。所述微蝕液可以為包括濃度為80至100g/L之過硫酸鈉（SPS）及重量百比分濃度為2%硫酸（H₂ SO₄ ）之混合溶液。反應溫度可以為30±5℃，反應時間可以為30至60s。

然後，將電路基板20置於黑化藥水中，以於導電線路圖形15之銅本體層121所述第四表面124及側面125進行黑化反應，從而於銅本體層121之第四表面124及側面125形成第二黑化層126，使所述第四表面124及側面125呈現黑色。其中，所述黑化藥水包含：重量百分含量為3%-5%之氫氧化鈉、重量百分含量為10%-15% 之次磷酸鈉、重量百分含量為10%-15% 之氯化鈉、重量百分含量為2%-4% 之苯並三氮唑及重量百分含量為70%-75%之水之混合液；所述反應可以於室溫或加熱之狀況下進行，反應時間跟反應之溫度有關，溫度低則須反應時間較長，溫度高則反應時間可縮短；反應溫度範圍可以為50℃至80℃，於所述反應溫度範圍內，反應時間可以為5至20分鐘（min）。當反應溫度為50℃時，反應時間可以為20分鐘。當反應溫度為70℃時，反應時間可以為10分鐘。當反應溫度為80℃時，反應時間可以為5分鐘。於此黑化步驟中，第四表面124及側面125之銅本體層121與黑化反應液發生反應，生成主要材料為氧化銅之第二黑化層126，從而使第四表面124及側面125呈現黑色。

最後，水洗從而將黑化後之電路基板20表面之殘留之工作液體洗淨，之後將已清除殘留溶液之電路基板20乾燥，即得到於銅本體層121之第四表面124和側面125形成第二黑化層126之電路基板20。

對比圖1和圖5可以明顯看出：傳統之黑化藥水之黑化層呈絨毛狀，從而絨毛狀之黑化層容易脫落並污染線路周圍之區域，影響線路板之透明度；而本案之黑化藥水形成之黑化層較緻密，並且沒有絨毛狀之黑化層之產生，從而可以防止絨毛脫落並污染線路周圍之區域，從而形成之線路板之透明度較好。

步驟4：請參閱圖6，於所述導電線路圖形16之表面部分區域以及從所述導電線路圖形16露出之第一黏膠層13表面形成透明覆蓋膜18，使所述導電線路圖形16上未被透明覆蓋膜18覆蓋之部位構成電性連接墊17。

本實施例中，所述透明覆蓋膜18包括相貼合之膜層181及第二黏膠層182，所述膜層181之材料可以為透明之PET、PEN或PI，所述第二黏膠層182為透明之環氧樹脂、亞克力樹脂或者其混合物。當然所述第二黏膠層182亦可以為其他透明之黏結材料，並不以本實施例為限。

所述透明覆蓋膜18可藉由壓合之方法形成於所述線路板之導電線路圖形16表面，其中，所述第二黏膠層182與所述導電線路圖形16之表面部分區域以及從所述導電線路圖形16露出之第一黏膠層13直接相貼。所述電性連接墊17之形成方式可以為：於壓合所述透明覆蓋膜18前，利用沖型等之方法於透明覆蓋膜18形成貫穿透明覆蓋膜18之通孔183，或於壓合所述透明覆蓋膜18後，利用鐳射燒蝕之方法於透明覆蓋膜18形成貫穿透明覆蓋膜18之開口，使部分導電線路圖形16從所述通孔183露出，從而形成電性連接墊17。本實施例中，電性連接墊17之數量為一個，當然，電性連接墊17之數量亦可以為複數。

步驟5：請參閱圖7，於所述電性連接墊17上形成導電之表面處理層19，形成透明印刷電路板30。

於形成表面處理層19之前，首先利用氧化銅蝕刻液將電性連接墊17表面之第二黑化層126蝕刻去除，露出內層之銅本體層121。本實施例中，形成所述表面處理層19之方式為電鍍金。所述表面處理層19與電性連接墊17電導通。可以理解，形成所述表面處理層19之方法亦可以取代為鍍鎳金、化鎳浸金、鍍鎳鈀金、鍍錫等，並不以本實施例為限。所述電性連接墊17之作用為與電子元器件電連接，可以理解，根據實際需要，所述電性連接墊17亦可以省略，這時，所述透明覆蓋膜18覆蓋導電線路圖形16之全部表面及從所述導電線路圖形16露出之第一黏膠層13之表面。

本實施例中，所述透明印刷電路板30為單面印刷電路板，即僅包括一層導電線路圖形16。可以理解，亦可以採用類似於本實施例之方法採用增層法制作形成複數層透明印刷電路板30，即所述絕緣基底層11可以為複數層基板，包括交替排列之複數層透明樹脂層與複數層側面及相對兩個表面均黑化之導電線路圖形，所述複數層導電線路圖形可由類似於本實施例之方法採用增層法制作形成。另外，所述透明印刷電路板30之製作方法亦可以應用於剛撓結合板。

採用本實施例黑化藥水及製作方法形成之透明印刷電路板30之導電線路圖形16之側面和兩個相對表面均已被黑化，從而可以防止純銅之紅棕色造成之線路板之透明感不佳，使透明印刷電路板30之透明感增強；另外，本案使用之黑化藥水相較於傳統之黑化藥水，不會產生絨毛狀之黑化層，從而避免了絨毛之脫落以及絨毛污染線路板之其他區域，亦使透明印刷電路板30之透明感較佳。

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。

無

11：絕緣基底層

13：第一黏膠層

121：銅本體層

122：第一黑化層

124：第四表面

125：側面

16：導電線路圖形

126：第二黑化層

Claims (10)

1. 一種黑化藥水，其包含重量百分含量為3%-5%之氫氧化鈉、重量百分含量為10%-15% 之次磷酸鈉、重量百分含量為10%-15% 之氯化鈉、重量百分含量為2%-4% 之苯並三氮唑及重量百分含量為70%-75%之水。
2. 一種透明印刷電路板之製作方法，包括步驟：
   提供覆銅基板，所述覆銅基板包括透明之絕緣基底層及設置於所述絕緣基底層表面之單面黑化之銅箔層，所述銅箔層包括銅本體層及第一黑化層，所述銅本體層包括第三表面、與第三表面相對之第四表面及連接第三表面和第四表面之側面，所述第一黑化層形成於所述第三表面，所述第一黑化層位於銅本體層與所述基底層之間；
   將所述銅箔層製作形成導電線路圖形，使部分所述基底層從所述導電線路圖形中露出，從而將所述覆銅基板製成電路基板；
   將已製作形成導電線路圖形之銅本體層之第四表面及側面置於請求項1所述之黑化藥水中進行黑化處理，以使所述第四表面上和側面上均形成黑色之第二黑化層；及
   於至少部分所述第二黑化層表面及從所述導電線路圖形露出之基底層之表面上形成透明覆蓋膜，從而製成透明印刷電路板。
3. 如請求項2所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，將已製作形成導電線路圖形之銅本體層之第四表面及側面置於所述之黑化藥水中進行黑化處理之溫度為50℃至80℃，時間為5至20分鐘。
4. 如請求項2所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，於將已製作形成導電線路圖形之銅本體層之第四表面及側面置於所述之黑化藥水中進行黑化處理前，對所述銅本體層之第四表面及側面之表面進行微蝕處理。
5. 如請求項4所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，微蝕處理所用之微蝕液為包括濃度為80至100g/L之過硫酸鈉及重量百比分濃度為2%硫酸之混合溶液。
6. 如請求項2所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，於將已製作形成導電線路圖形之銅本體層之第四表面及側面置於所述之黑化藥水中進行黑化處理之後，依次水洗及乾燥所述電路基板。
7. 如請求項2所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，所述覆銅基板進一步包括設置於所述基底層與所述銅箔層之間之透明黏膠層，所述透明黏膠層用於黏附所述基底層和所述銅箔層。
8. 如請求項2所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，所述透明覆蓋膜覆蓋所述第二黑化層之表面，所述透明覆蓋膜具有貫通所述透明覆蓋膜通孔，從所述透明覆蓋膜之通孔露出之導電線路圖形構成電性連接墊。
9. 如請求項8所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，所述印刷電路板之製作方法進一步包括步驟：將所述電性連接墊表面之第二黑化層蝕刻去除以露出銅本體層；及於露出之銅本體層上形成表面處理層。
10. 如請求項9所述之透明印刷電路板之製作方法，其中，形成所述表面處理層之方法為電鍍金、鍍鎳金、化鎳浸金、鍍鎳鈀金或鍍錫。