TWI547221B - 印刷電路板及其製備方法 - Google Patents

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Description

印刷電路板及其製備方法
本發明係關於一經電漿聚合之聚合物被覆層，其用於被覆電及光電總成及組件，且關於涉及該被覆之方法。
在電子業界已多年使用保形被覆層以在作業期間保護電總成在環境中曝露。一保形被覆層為符合PCB及其組件之輪廓具有保護漆的一薄型、撓性層。保形被覆層保護電路免於腐蝕性化學製品(例如鹽、溶劑、汽油、油、酸及環境污染物)、潮濕/凝結、振動、漏電、電遷移、多枝晶體生長。當前的保形被覆層典型為25 μm至200 μm厚且一般係基於環氧樹脂、丙烯酸樹脂或聚矽氧樹脂。此等材料全部沈積為必須在總成上施覆之液體且接著固化該等液體。最近亦已使用昂貴的聚對二甲苯作為一保形被覆層。典型使用熟習此項技術者廣泛瞭解的習知化學氣相沈積技術來沈積聚對二甲苯。
當前保形被覆層存在許多相關缺點。用於沈積被覆層之技術要求在被覆之前先遮蔽用以將總成連接至其他裝置之接觸件，以避免保形被覆層覆蓋接觸件。經被覆之接觸件不能夠電連接至其他裝置，因為保形被覆層是厚且絕緣的。
此外，若需要電總成之重新加工則移除當前保形被覆層非常難且昂貴。在無提前移除的情況下不可能透過被覆層進行焊接或熔焊。此外，歸因於通常用於沈積此等保形被覆層之液體技術，存在於被覆層中形成缺陷(諸如泡沫)之趨勢。此等缺陷降低保形被覆層之保護能力。先前技術保形被覆層之進一步問題在於，歸因於被覆期間使用的液體技術，難以將被覆層沈積於總成上之組件下方。
本發明者已驚訝地發現經電漿聚合之聚合物可用於在電及光電總成上形成極佳的保形被覆層。此等被覆層不僅為連續及大體上無缺陷，且其等克服上述現存被覆層之問題。此外，本發明之經電漿聚合之聚合物被覆層易於沈積於裝置上且相對便宜。
因此，本發明提供一電或光電總成，其包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於該基板之至少一個表面；至少一個電或光電組件，其連接至至少一個傳導性線路；及一連續被覆層，其包括完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電或光電組件的一經電漿聚合之聚合物。
本發明進一步提供一種方法，其包括：(a)提供一電或光電總成，該電或光電總成包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於該基板之至少一個表面；及至少一個電或光電組件，其連接至至少一個傳導性線路，及(b)藉由電漿聚合沈積一連續被覆層，該連續被覆層包括聚合物，該聚合物完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電或光電組件。
本發明進一步提供可藉由上文定義的該方法獲得的一種電或光電總成。
本發明進一步提供一種電或光電組件，可用包括一經電漿聚合之聚合物的一連續被覆層完全覆蓋該電或光電組件。
本發明進一步提供一種方法，其包括：(a)使上文定義之一電或光電總成經受一電漿移除程序，使得移除該連續被覆層，然後(b)視情況重新加工該電或光電總成，然後(c)視情況藉由電漿聚合而沈積一替代連續被覆層，該替代連續被覆層包括聚合物，該聚合物完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電或光電組件。
本發明進一步提供一種方法，其包括透過上文定義的電或光電總成之該連續被覆層進行焊接，以在另一電或光電組件與至少一個傳導性線路間形成一焊接結合，該焊接結合靠抵該連續被覆層。
本發明進一步提供一種方法，其包括：(a)使一電或光電總成經受一電漿移除程序使得移除一表面修整被覆層，該電或光電總成包括：一基板，該基板包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於該基板之至少一個表面；該表面修整被覆層，其包括覆蓋該複數個傳導性線路之至少一部分的鹵代烴聚合物；及至少一個電或光電組件，其等透過該表面修整被覆層連接至至少一個傳導性線路，然後(b)藉由電漿聚合沈積一連續被覆層，該連續被覆層包括上文定義的聚合物，該聚合物完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電或光電組件。
本發明進一步提供一種方法，其包括：(a)使一電或光電總成經受一電漿移除程序使得移除一表面修整被覆層，該電或光電總成包括：一基板，該基板包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於該基板之至少一個表面；該表面修整被覆層，其包括覆蓋該複數個傳導性線路之至少一部分的鹵代烴聚合物，接著(b)將一電或光電組件連接至至少一個傳導性線路，然後(c)藉由電漿聚合沈積一連續被覆層，該連續被覆層包括如上文定義之聚合物，該聚合物完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電或光電組件。
本發明進一步提供一種電或光電總成，其具有一保形被覆層，該保形被覆層包括上文定義的一經電漿聚合之聚合物。
本發明進一步提供上文定義之一經電漿聚合之聚合物作為用於一電或光電總成之一保形被覆層之用途。
本發明進一步提供一種用於保形被覆一電或光電總成之方法，該方法包括藉由電漿聚合來沈積上文定義之一聚合物。
本發明關注電及光電總成。一電總成典型包括至少一個電組件。一光電總成典型包括至少一個光電組件，且可視情況進一步包括至少一個電組件。一電或光電總成較佳為一印刷電路板。
本發明之連續被覆層包括一經電漿聚合之聚合物。本發明之連續被覆層可避免對電或光電總成之環境損害。典型由歸因於大氣成分(例如氧氣SO2、H2S及/或NO2)及/或周圍水分或高溫之腐蝕而引起環境損害。此外，本發明之連續被覆層可在比當前保形被覆層更大之一溫度範圍內繼續保護其所施覆的電及光電總成，當前保形被覆層可能因較高溫度而降級。
本發明之連續被覆層較佳為一保形被覆層。
經電漿聚合之聚合物係無法由傳統聚合方法製備的一獨特類型聚合物。經電漿聚合之聚合物具有高度無序結構且大體上高度交鍵，其等含有隨機支鏈且保留一些反應性部位。因此經電漿聚合之聚合物化學上異於由熟習此項技術者已知的傳統聚合方法製備之聚合物。眾所周知且在例如Plasma Polymer Filmes,Hynek Biederman,Imperial College Press 2004中描述此等化學及物理差異。
典型可藉由一電漿聚合技術獲得一經電漿聚合之聚合物，下文中進一步加以詳細定義。
經電漿聚合之聚合物典型為電漿聚合烴、鹵代烴、聚矽氧、矽氧烷、矽烷、矽氮烷或錫烷。
電漿聚合烴典型為視情況含有環狀基團的直鏈及/或支鏈聚合物。該等環狀基團較佳為脂族環或芳香環(芳香環更佳)。較佳而言電漿聚合烴不含有任何環狀基團。較佳而言電漿聚合烴為支鏈聚合物。
電漿聚合鹵代烴典型為視情況含有環狀基團的直鏈及/或支鏈聚合物。該等環狀基團較佳為脂族環或芳香環(芳香環更佳)。較佳而言電漿聚合烴不含有任何環狀基團。較佳而言電漿聚合鹵代烴為支鏈聚合物。
包括芳香族基團的電漿聚合烴及鹵代烴分別為電漿聚合芳香族烴及芳香族鹵代烴(諸如芳香族氟代烴)。實例包含電漿聚合聚苯乙烯及電漿聚合聚對二甲苯。電漿聚合聚對二甲苯尤其較佳。電漿聚合聚對二甲苯可為非取代或用一個或多個取代基取代。較佳取代基包含鹵素，氟為最佳。用一個或多個鹵素原子取代的聚對二甲苯為鹵代二甲苯。用一個或多個氟原子取代的聚對二甲苯為氟代二甲苯。非取代聚對二甲苯最佳。
電漿聚合烴視情況含有從N、O、Si及P選擇的異質原子。然而較佳而言，電漿聚合烴不含有N、O、Si及P異質原子。
電漿聚合鹵代烴視情況含有從N、O、Si及P選擇的異質原子。然而較佳而言，電漿聚合鹵代烴不含有N、O、Si及P異質原子。
含氧電漿聚合烴較佳包括羰基，更佳而言含有酯及/或醯胺基。含氧電漿聚合烴聚合物之一較佳類別為電漿聚合丙烯酸聚合物。
含氧電漿聚合鹵代烴較佳包括羰基，更佳而言含有酯及/或醯胺基。含氧電漿聚合鹵代烴聚合物之一較佳類別為電漿聚合鹵代丙烯酸聚合物，例如電漿聚合氟代丙烯酸聚合物。
含氮電漿聚合烴較佳包括硝基、胺基、醯胺基、咪唑、二唑、三唑及/或四唑基團。
含氮電漿聚合鹵代烴較佳包括硝基、胺基、醯胺基、咪唑、二唑、三唑及/或四唑基團。
視情況用一個或多個氟原子取代電漿聚合聚矽氧、矽氧烷、矽烷及矽氮烷。然而，較佳而言聚矽氧、矽氧烷、矽烷及矽氮烷為非取代。較佳矽氮烷為六甲基二矽氮烷。
較佳而言經電漿聚合之聚合物為電漿聚合鹵代烴，更佳而言為電漿聚合氟代烴。最佳而言經電漿聚合聚合物為支鏈且不含異質原子的電漿聚合氟代烴。
本文中使用的術語鹵較佳為氟、氯、溴及碘。氟及氯較佳，氟為最佳。鹵素意義相同。
可藉由電漿聚合沈積聚合物而製備本發明之總成。電漿聚合通常為用於沈積薄膜被覆層之一有效技術。通常電漿聚合提供極佳品質被覆層，因為聚合反應原位發生。因此，經電漿聚合之聚合物通常沈積在正常液體被覆技術在某些情形中無法接達之小凹口中、組件下方及通孔中。
此外，聚合物之原位形成可提供至施覆被覆層之表面的良好黏合，因為在沈積期間聚合物通常與表面反應。因此，在某些情形中，經電漿聚合之聚合物可沈積於其他保形被覆層無法沈積的材料上。
本發明之電漿聚合技術之一進一步優點在於不需要乾燥/固化被覆層之隨後沈積。被覆之先前技術需要一乾燥/固化步驟，此導致形成被覆層表面上之固化/乾燥缺陷。電漿聚合避免固化/乾燥缺陷之形成。
可在產生氣體電漿的一反應器內實現電漿沈積，該氣體電漿包括離子化氣態離子、電子、原子及/或中性物質。一反應器可包括一腔室、一真空系統及一個或多個能源，但可使用經組態以產生氣體電漿之任何適當類型反應器。能源可包含經組態以將一個或多個氣體轉換為氣體電漿的任何合適裝置。較佳而言能源包括一加熱器、射頻(RF)產生器及/或微波產生器。
在某些實施例中，可將一電或光總成放置於一反應器腔室中且可使用一真空系統將腔室泵抽減壓至10-3 mbar至10 mbar範圍內的壓力。接著可將一個或多個氣體泵抽至腔室中且一能源可產生穩定氣體電漿。接著可將一個或多個前驅體化合物作為氣體及/或液體導入腔室中之氣體電漿。在導入氣體電漿中時，可離子化及/或分解前驅體化合物以在電漿中產生用於聚合以產生聚合物被覆層之活性物質之一範圍。
較佳可藉由一個或多個前驅體化合物之電漿聚合獲得電漿聚合氟代烴，該等一個或多個前驅體化合物為包括氟原子之烴材料。包括氟原子之較佳烴材料為全氟代烷、全氟代烯、全氟代炔、氟代烷、氟代烯、氟代炔。實例包含C3F6及C4F8。
其他較佳前驅體化合物為氟氯代烷、氟氯代烯及氟氯代炔。實例包含C2F3Cl及C2F4Cl2。
較佳可藉由電漿聚合聯對二甲苯、亞二甲苯或二甲苯獲得電漿聚合聚對二甲苯。
經電漿聚合之聚合物被覆層之準確性質及成分典型取決於下列條件一者或多者：(i)所選擇電漿氣體；(ii)使用的特定前驅體化合物；(iii)前驅體化合物數量(此可由前驅體化合物與流動速率之壓力組合決定)；(iv)前驅體化合物比率；(v)前驅體化合物次序；(vi)電漿壓力；(vii)電漿驅動頻率；(viii)脈衝寬度時序；(ix)被覆時間；(x)電漿功率(包含峰值及/或平均電漿功率)；(xi)腔室電極配置；及/或(xii)傳入總成製備。
典型而言電漿驅動頻率為1 kHz至1 GHz。典型而言電漿功率為500 W至10000 W。典型而言質量流動速率為5 sccm至2000 sccm。典型而言作業壓力為10 mTorr至500 mTorr。典型而言被覆時間為10秒至20分鐘。
亦可使用脈衝電漿系統。
然而，熟練人士將瞭解較佳條件將取決於電漿腔室之大小及幾何形狀。因此，取決於所使用的特定電漿腔室，熟練人士可有利修改作業條件。
可由前驅體及電漿處理條件之謹慎選擇控制連續被覆層之表面能量。取決於特定電漿聚合物，表面可為親水性或疏水性。
一疏水性被覆層較佳展現一大於90度，更佳而言大於105度之水接觸角度。一疏水性被覆層較佳展現一小於35達因/厘米且更佳而言小於30達因/厘米之表面能量。在某些情形中，高度需要該連續被覆層之疏水性屬性，因為其等可減少因水分而對一總成損害之可能性。
然而，在一些情形中，可能希望一親水性被覆層。例如，若要將進一步被覆層或標籤(諸如條碼)施覆於連續被覆層則可能希望親水性被覆層。通常較易於將額外被覆層黏合至一親水性被覆層。一親水性被覆層較佳展現一小於70度，且更佳而言小於55度之水接觸角度。一親水性被覆層較佳展現一大於45達因/厘米且最佳而言大於50達因/厘米之表面能量。
本文中使用的「連續」意為被覆層大致上無缺陷。可能的缺陷包含被覆層中的孔、裂縫及破裂。可使用在一電或光電總成上原位形成的經電漿聚合之聚合物達成一連續被覆層。使用下文中描述的電漿聚合方法，可在與電漿氣體接觸的所有表面上形成一連續被覆層。在被覆高縱橫比特徵物(諸如典型在一電或光電總成上可見的組件)時此可係特別有利。使用一電漿聚合方法亦可容許由被覆層將下懸物(underhang)覆蓋住。連續被覆層典型具有1 nm至10 μm之一平均厚度，較佳為1 nm至5 μm，更佳為5 nm至500 nm，更佳為100 nm至300 nm，且更佳為150 nm至250 nm(例如大約200 nm)。一連續被覆層之厚度可大體上均勻或可因點而異。在特定實施例中，連續被覆層可經沈積使得其符合基板、傳導性線路及組件的三維表面之形狀。
一連續被覆層完全覆蓋一基板之至少一個表面、複數個傳導性線路及至少一個電或光電組件。較佳而言，一被覆層囊封一基板之至少一個表面、複數個傳導性線路及至少一個電或光電組件的曝露部分。連續被覆層可因此較佳為一保形被覆層。一保形被覆層可保形被覆一基板之至少一個表面、複數個傳導性線路及至少一個電或光電組件。為避免疑問，意欲採取如上文定義的相同意義參考下文中討論的完全覆蓋其他物件之被覆層。
用連續被覆層完全覆蓋的電或光電總成之區域在某些情勢下可能為一較大電或光電總成之一部分，該較大電或光電總成之其餘部分可能不受被覆。
一連續被覆層可引起其所施覆之一總成的電及/或光效能之最小改變。例如，一總成中之一電路電感可僅受被覆層最小影響。在一些情形中，與典型顯著改變電路屬性(此可能要求當設計一總成時考慮由其他被覆層引起之總成屬性改變)之其他保形被覆層相比此可高度有利。在一些情形中本發明之被覆層可消除此要求。
若要求對電或光電總成要求來自環境之一極高度保護，則可在起始連續被覆層上施覆經電漿聚合之聚合物之額外連續被覆層。因此，電或光電總成可進一步包括一第一額外連續被覆層及視情況之一第二額外連續被覆層，該第一額外連續被覆層包括完全覆蓋連續被覆層的上文定義之經電漿聚合之聚合物，該第二額外連續被覆層包括完全覆蓋該第一額外連續被覆層的上文定義之經電漿聚合之聚合物。若需要可施覆上文定義的經電漿聚合之聚合物之另外額外連續被覆層(例如第三至第十連續被覆層)。用於各個額外連續被覆層之經電漿聚合之聚合物可獨立地與起始連續被覆層之經電漿聚合之聚合物相同或不同。典型藉由用於沈積連續被覆層之方法沈積各個額外連續被覆層。起始連續被覆層之精確性質及任何額外連續被覆層可經選擇以改良或最佳化經被覆總成要求的效能。例如，可能希望其具有高度疏水性被覆層作為最初被覆層，以達成良好的防水性。
本發明之電漿聚合被覆層亦可用於對用另一保形被覆層被覆的現存電或光電總成提供額外環境保護。此可在需要一防水外部被覆層之情形中有利。因此，電或光電總成可進一步包括沈積於經電漿聚合之聚合物之連續被覆層之至少一部分與一基板、複數個傳導性線路及至少一個電或光電組件之至少一部分間的環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂或聚對二甲苯之一被覆層。在某些實施例中，可藉由一化學氣相沈積法沈積聚對二甲苯被覆層。
因此，電或光電總成可包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於基板之至少一個表面；至少一個電或光電組件，其連接至至少一個傳導性線路；在基板之至少一部分上的環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂或聚對二甲苯之一被覆層(可藉由傳統化學氣相沈積方法沈積其等)；及一連續被覆層，其包括一經電漿聚合之聚合物，該經電漿聚合之聚合物完全覆蓋基板之該至少一個表面、複數個傳導性線路、至少一個電或光電組件及環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂或聚對二甲苯之被覆層。
較佳而言環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂或聚對二甲苯之被覆層係一保形被覆層。可藉由使一電或光電總成經受本文中描述的一被覆方法而製備此類配置，該電或光電總成包括沈積於基板、複數個傳導性線路及至少一個電或光電組件之至少一部分上的環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂或聚對二甲苯之一被覆層。
亦可將一連續被覆層施覆於攜載如WO 2008/102113(其以參考方式併入本文中)中描述的鹵代烴表面修整被覆層之電或光電總成。因此，一電或光電總成可包括一表面修整被覆層，該表面修整被覆層包括沈積於下列者之間的鹵代烴聚合物：(a)連續被覆層與(b)基板之至少一個表面及複數個傳導性線路，其中表面修整被覆層覆蓋複數個傳導性線路之至少一部分，且至少一個電或光電組件透過表面修整被覆層連接至至少一個傳導性線路。較佳而言表面修整被覆層包括氟代烴聚合物，更佳而言為電漿聚合氟代烴聚合物。
一電或光電總成亦可包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於基板之至少一個表面；至少一個電或光電組件，其連接至至少一個傳導性線路；一表面修整被覆層，其包括沈積於複數個傳導性線路之至少一部分上的鹵代烴聚合物；及一連續被覆層，其包括一經電漿聚合之聚合物，該經電漿聚合之聚合物完全覆蓋基板之該至少一個表面、複數個傳導性線路、至少一個電或光電組件及表面修整被覆層，其中該至少一個電或光電組件透過表面修整被覆層連接至至少一個傳導性線路。
較佳而言，電或光電組件經由一焊接結合、一熔焊結合或一線接合結合連接至至少一個傳導性線路，且該等焊接結合、熔焊結合或線接合結合靠抵表面修整被覆層。
當一總成包含一表面修整被覆層或環氧樹脂、丙烯酸樹脂或聚矽氧樹脂之一被覆層時，可藉由使具有合適表面修整被覆層或具有環氧樹脂、丙烯酸樹脂或聚矽氧樹脂之一被覆層的總成經受上述之一被覆方法來製備該總成。類似地，典型藉由上述之一被覆方法沈積額外連續被覆層。
電漿聚合被覆層之一進一步優點在於，在一些情形中，可藉由一電漿移除程序易於移除電漿聚合被覆層。一電漿移除程序可包括電漿蝕刻被覆層以曝露電或光電總成之下伏表面。被覆層可具有大約200 nm之一厚度。可使用先前技術中已知方法施覆於一電或光電總成的一傳統保形被覆層厚度典型介於25 μm與200 μm之間。由於待移除的大體積材料，使用電漿蝕刻進行的當前保形被覆層之移除可能耗時且昂貴。因此，上文定義的一電或光電總成可經歷一電漿移除程序。此電漿移除程序典型移除大體所有連續被覆層。在存在的情況下，其可典型移除額外連續被覆層及/或表面修整被覆層之全部。一電漿移除程序典型包括將電或光電總成放置於一電漿腔室中，且導入化學及/或物理轟擊被覆層表面的反應性氣體電漿以移除材料並逐漸蝕刻返回原始下伏表面。
此程序可能是快速且便宜的，因此有利。接著可典型藉由進一步增添組件或替換現存組件而重新加工已移除被覆層之電或光電總成。或者，若透過使用已損害傳導性線路與組件間之連接，則可重新加工該連接。
一旦完成重新加工，則可視情況藉由電漿聚合沈積包括聚合物的一替換連續被覆層，該替換連續被覆層完全覆蓋基板之至少一個表面、複數個傳導性線路及至少一個電或光電組件。因此，在一些情形中，可易於修復一受損電或光電總成。
一電漿聚合被覆層之一進一步優點在於可能不需要在重新加工之前移除被覆層。此係由於在一些情形中可能可透過被覆層進行焊接。在一些情形中，亦可能可透過一起始被覆層進行焊接，且在存在的情況下透過一電或光電總成之第一及第二額外被覆層及/或一表面修整被覆層以在另一電或光電組件與至少一個傳導性線路間形成一焊接結合。焊接結合可靠抵連續被覆層，且在存在情況下靠抵第一及第二額外被覆層及/或表面修整被覆層。
一進一步應用包括藉由一電漿移除程序進行上述之一表面修整被覆層之移除，隨後為上述一經電漿聚合之聚合物之沈積。另一應用包括藉由一電漿移除程序進行上述一表面修整被覆層之移除，接著將電或光電組件連接至傳導性線路，隨後為上述之一經電漿聚合之聚合物沈積。
一電或光電總成可包括複數個傳導性線路，其等可為導電線路或光導線路。
一導電線路典型包括任何適當導電材料。較佳而言，一導電線路包括：金、鎢、銅、銀、鋁、半導體摻雜區域基板、傳導性聚合物及/或傳導性墨水。更佳而言，一導電線路包括：金、鎢、銅、銀或鋁。
可藉由熟習此項技術之人士為待定的特定總成選擇用於傳導性線路的適當形狀及組態。
典型而言，沿基板之完整長度將一導電線路附接至基板表面。或者，可在兩個或更多個點處將一導電線路附接至基板。例如，一導電線路可為在兩個或多個點但非沿基板完整長度處附接至基板之一線。
使用熟習此項技術者已知的任何適當方法在一基板上典型形成一導電線路。在一較佳方法中，使用一「減除法」技術在一基板上形成導電線路。在此方法中，典型將一層金屬(例如銅箔、鋁箔等等)接合至基板之一表面且接著移除金屬層之不希望部分，留下希望的傳導性線路。典型藉由化學蝕刻或光蝕刻、碾磨從基板移除金屬層之不希望部分。在一替代較佳方法中，使用一「增添法」技術(諸如例如電鍍、使用一反向遮罩之沈積及/或任何幾何形狀受控沈積程序)在基板上形成傳導性線路。或者，基板可為一矽晶粒或晶圓，其典型具有作為傳導性線路之摻雜區域。
一光導線路典型包括任何合適光導材料。較佳而言一光導線路係一光波導，其典型包括將折射率之一改變用於通過希望路徑傳播電磁輻射之一光透射材料。可例如藉由將一包層或邊界層應用於光透射材料而產生波導，其中包層或邊界層由具有不同折射率之一材料製成。或者，可藉由摻雜或修改光透射材料以產生可變折射率之區域以產生一波導。因此波導可為獨立式組件或整合至一基板中的特徵。典型光透射材料為玻璃、摻雜玻璃及塑膠。
複數個傳導性線路可包括僅導電線路、僅光導線路或導電線路與視情況之光導線路之一混合物。在存在多個導電線路的情況下，各個線路可由上文定義的相同材料製成及/或具有相同形狀，或者替代地可存在各種線路材料及/或線路形狀。在存在多個光導線路的情況下，各個線路可由上文定義的相同材料製成及/或具有相同形狀，或者替代存在各種線路材料及/或線路形狀。
複數個傳導性線路可進一步包括至少一個外部接觸構件。連續被覆層較佳完全覆蓋該至少一個外部接觸構件。
外部接觸構件之精確性質可取決於總成性質及需要接觸之裝置。可由熟習此項技術之人士例行選擇合適接觸件。典型而言，外部接觸構件為一電或光接觸件。外部接觸構件可為複數個傳導性線路之一部分。或者，外部接觸構件可為電或光連接至至少一個傳導性線路之一額外組件。
一電漿聚合被覆層可容許在下列者之間進行一電連接而不需要連續被覆層之提前移除：(a)一外部接觸構件，其較佳為一電接觸件，與(b)一外部裝置上之一對應接觸件。類似地，一電漿聚合被覆層可容許在下列者之間進行一光連接而不需要連續被覆層之提前移除：(a)一外部接觸構件，較佳為一光接觸件，與(b)一外部裝置上之對應接觸件。因此，可能在任一情形中皆不需要在電漿聚合被覆層形成之前遮蔽總成之外部接觸構件。在一些情形中，此可能有利，因為外部接觸構件之遮蔽可能是耗時且昂貴的。
一電或光電總成可包含一基板，該基板可包括一絕緣材料。該基板典型包括避免基板使電或光電總成電路短路之任何適當絕緣材料。因此在一電總成中，基板較佳為電絕緣。在一光電總成中，基板較佳為電絕緣及光絕緣兩者。
一基板較佳包括環氧薄片材料、人造樹脂接合紙、環氧樹脂接合玻璃纖維布(ERBGH)、一複合環氧材料(CEM)、PTFE(特氟龍)或其他聚合物材料、酚醛棉紙、矽、玻璃、陶瓷、紙、紙板、天然及/或人造木材料及/或其他適當紡織品。基板視情況進一步包括一阻燃劑材料，典型而言為阻燃劑2(FR-2)及/或阻燃劑4(FR-4)。基板可包括一絕緣材料之一單一層或具有相同或不同絕緣材料之多個層。基板可為由上文列舉材料之任何一者製成的一印刷電路板(PCB)之板。
一電或光電總成包括至少一個電或光電組件。
一電組件可為具有一電總成之任何適當電路元件。較佳而言，一電組件為一電阻器、電容器、電晶體、二極體、放大器、天線或振盪器。電組件之任何適當數目及/或組合可連接至電總成。
一電組件較佳經由一接合連接至一導電線路。接合較佳為一焊接結合、熔焊結合、一線接合結合、一傳導性黏合結合、一壓接連接或一壓入配合結合。熟習此項技術者已知用於形成接合的適當焊接、熔焊、線接合、傳導性黏合及壓入配合技術。更佳而言接合為一焊接結合、一熔焊結合或一線接合結合，一焊接結合最佳。
一光電組件可為一組件，在該組件中在作用的開關、濾波器、調變器、放大器及可切換元件中電控制一電磁信號(亦即一光信號)。或者，一光電組件可為將電磁信號(亦即光信號)轉換為電信號及將電信號轉換為電磁信號的一組件，諸如發光器、光偵測器及偵測器陣列。因此一光電組件較佳為一發光二極體(LED)、一雷射LED、一光二極體、一光電晶體、一光倍增器或一光電阻器。
熟習此項技術之人士將瞭解到，一光電組件可具有一電輸入/輸出及一光輸入/輸出。電輸入/輸出可較佳經由上文定義的一接合連接至一導電線路。光輸入/輸出可較佳經由一接合連接至一光導線路。
總成可視情況進一步包括一光組件。一光組件可為一被動組件。被動組件可包含例如耦合器、分光器、Y型分光器、星型耦合器、光纖及光開關。光組件典型較佳經由一接合連接至一光導線路。典型完全由一連續被覆層覆蓋光組件及存在情況下之接合。
可透過一主動或被動機械結構達成一光連接，該主動或被動機械結構將組件與傳導性線路光對準並機械固定此等在適當位置。或者，可使用黏合劑視情況以經選擇/受控折射率進行一光連接。或者，可藉由將組件與傳導性線路熔融在一起而產生一光連接。或者，可例如藉由摻雜新材料而修改材料之折射率來產生一新連接。或者可應用原位適當材料增添來產生新的光幾何形狀。
在一個較佳實施例中，一電總成包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個導電線路，其等存在於該基板之至少一個表面處；至少一個電組件，其較佳藉由上文定義的至少一個接合連接至至少一個導電線路；及一連續被覆層，其包括一電漿聚合含氟聚合物，該電漿聚合含氟聚合物完全覆蓋基板之該至少一個表面、複數個導電線路、至少一個電組件及存在情況下的至少一個接合。更佳而言，導電線路包括至少一個外部接觸構件，該外部接觸構件典型為至少一個電接觸件，且亦由連續被覆層完全覆蓋該至少一個外部接觸構件。
在另一較佳實施例中，一印刷電路板包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個導電線路，其等存在於基板之至少一個表面處；至少一個電組件，其藉由至少一個焊接結合、熔焊結合或線接合結合連接至至少一個導電線路；及一連續被覆層，其包括一電漿聚合含氟聚合物，該電漿聚合含氟聚合物完全覆蓋基板之該至少一個表面、複數個導電線路、至少一外部接觸構件、至少一個電組件及至少一個焊接結合、熔焊結合或線接合結合。
在又一較佳實施例中，一印刷電路板包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個導電線路，其等包括至少一個外部接觸構件，該等導電線路存在於基板之至少一個表面處；至少一個電組件，其藉由至少一個焊接結合、熔焊結合或線接合結合連接至至少一個導電線路；及一連續被覆層，其包括一電漿聚合含氟聚合物，其包括一電漿聚合含氟聚合物，該電漿聚合含氟聚合物完全覆蓋基板之該至少一個表面、複數個導電線路、至少一個電組件及至少一個焊接結合、熔焊結合或線接合結合。
一連續之經電漿聚合之聚合物被覆層可能對被覆電或光電組件有用。因此，可用一連續被覆層完全覆蓋一電或光電組件，該連續被覆層包括上述用於一電或光電總成的一經電漿聚合之聚合物。可藉由使組件經受上述一被覆方法而製備此經被覆組件。一經電漿聚合之聚合物被覆層可為電或光電組件提供極佳的環境保護，且因此可在高價值組件的情形中尤其有用。一較佳實施例為用一連續被覆層完全覆蓋之一電組件，該連續被覆層包括一電漿聚合含氟聚合物。
經被覆之電或光電組件可在不需要先將連續被覆層移除的情況下連接至一電或光總成之至少一個傳導性線路，典型而言係在藉由焊接或線接合連接一電組件之情形中。在此情形中，大體上所有連續被覆層可保持完整並提供安裝後之環境保護。或者，可藉由一電漿移除程序在一總成之安裝之前移除被覆層。
在某些實施例中，上述之一經電漿聚合之聚合物可用於保形被覆一電或光電總成或者一電或光電組件。
現將參考附圖中展示的實施例及參考實例描述本發明之態樣，附圖中相同參考符號指示相同或類似組件。
圖式描述
圖1A展示一電漿聚合含氟聚合物之一X射線光電光譜分析結果。此圖顯示電漿聚合含氟聚合物包括一高比例之CF3、CF及C-CF基團，指示一高度支鏈及交聯。圖1B展示藉由標準聚合技術獲得的一含氟聚合物(亦即商業可購得PTFE)之一X射線光電光譜分析結果。此圖顯示藉由標準聚合技術獲得的含氟聚合物主要含有CF2基團及可忽略比例之CF3、CF及C-CF基團，指示極低程度之支鏈及交聯。實例1中描述獲得此等結果之方法。
圖2A展示本發明之一電漿聚合含氟聚合物被覆層之一電子顯微鏡影像及該被覆層之光滑物理性質。圖2B展示藉由標準聚合技術沈積的一PTFE被覆層之一電子顯微鏡影像，該電子顯微鏡影像具有可清楚看到小纖維的一結構。
圖3展示一電總成，其包括：一基板1，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路2，其等存在於基板1之至少一個表面處；電組件3，其連接至至少一個傳導性線路2；及一連續被覆層4，其包括完全覆蓋基板1之該至少一個表面、複數個傳導性線路2及電組件3的一經電漿聚合之聚合物。
圖4展示一電總成，其包括一基板1，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路2，其等存在於該基板1之至少一個表面處；電組件3，其藉由接合5連接至至少一個傳導性線路2；及一連續被覆層4，其包括完全覆蓋基板1之該至少一個表面、複數個傳導性線路2、電組件3及接合5的一經電漿聚合之聚合物。
圖5展示一電總成，其包括：一基板1，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路2，其等存在於基板1之至少一個表面處；電組件3，其等連接至至少一個傳導性線路2；一連續被覆層4，其包括完全覆蓋基板1之該至少一個表面、複數個傳導性線路2、電組件3的一經電漿聚合之聚合物；及一第一額外連續被覆層7，其包括完全覆蓋連續被覆層4之一經電漿聚合之聚合物。
圖6展示一電總成，其包括：一基板1，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路2，其等存在於基板1之至少一個表面處；電組件3，其等連接至至少一個傳導性線路2；一連續被覆層4，其包括完全覆蓋基板1之該至少一個表面、複數個傳導性線路2、電組件3的一經電漿聚合之聚合物；及一被覆層8，其在連續被覆層4之至少一部分與基板1之至少一部分之間、複數個傳導性線路2與電組件3之間沈積環氧樹脂、丙烯酸樹脂或聚矽氧樹脂。
圖7展示一電總成，其包括一電總成，其包括：一基板1，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路2，其等存在於基板1之至少一個表面處；電組件3，其等藉由接合5連接至至少一個傳導性線路2；一連續被覆層4，其包括完全覆蓋基板1之該至少一個表面、複數個傳導性線路2、電組件3的一經電漿聚合之聚合物；及一表面修整被覆層6，其包括沈積於連續被覆層4與基板之該至少一個表面及複數個傳導性線路2之間的鹵代烴。電組件3透過表面修整被覆層6經由一接合5連接至傳導性線路2，該接合5靠抵表面修整被覆層6。
圖8展示一光電總成，其包括：一基板1，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路17、18，其等存在於基板1之至少一個表面處；光電組件19，其等連接至至少一個傳導性線路17、18；及一連續被覆層4，其包括完全覆蓋基板1之該至少一個表面、複數個傳導性線路17、18及電或光電組件19之一經電漿聚合之聚合物。傳導性線路17為一光導線路，諸如光纖。傳導性線路18為一導電線路。光互連21附近之被覆層20之區域的折射率係經控制。
圖9展示一電組件15，用包括一經電漿聚合之聚合物16之一連續被覆層完全覆蓋該電組件15。
圖10展示一設備之一實例，該設備可用於形成本發明之經電漿聚合之聚合物被覆層。在此實例中，反應器9具有連接至一真空系統11及一能源12之一腔室10。藉由電漿將離子化及/或分解前驅體化合物以形成活性物質13，接著該等活性物質13在總成14表面反應以形成一連續之經電漿聚合之聚合物被覆層。
圖11A、圖11B及圖11C係展示上述方法之某些實施例的流程圖。
實例 實例1：電漿聚合氟代烴之XPS分析
用一電漿聚合氟代烴被覆環氧薄片基板。此薄片經裁剪以產生大約1平方厘米的一採樣大小且導入至一Thermo-Scientific ESCALAB 250 X射線光電光譜之一採樣腔室中。
將腔室泵抽減壓至10-10 Torr之一作業壓力且接著將樣本轉移至分析腔室。一單色X射線光束入射於表面上且收集並分析樣本發射的光電子。
進行一寬信號掃描以擷取表面上之全部元件，且接著進行進一步C1峰值之高解析度掃描以判定峰值之細微結構及樣本之化學結構。
圖1A中顯示結果。
實例2：經被覆總成之製備
流程1至流程10中使用下列表1中顯示的前驅體及電漿聚合條件被覆總成。
實例3：電漿移除程序
將已用一電漿聚合氟代烴被覆的一電總成導入一電漿腔室中。將腔室泵抽減壓至250 mTorr之一作業壓力且將氧氣氣體以2500 sccm之一流動速率導入。容許氣體流動通過腔室30秒並接著以40 kHz之一頻率及3 kW之一功率導通電漿產生器。總成曝露於活性電漿長達5分鐘之一時段，此後電漿產生器關閉且腔室恢復至大氣壓力。
從電漿腔室移除總成且使用一Bruker FTIR光譜驗證電漿聚合物被覆層之移除。1250 nm處特性C-F拉伸波峰的缺乏指示已完全移除含氟聚合物。
1．．．基板
2．．．傳導性線路
3．．．電組件
4．．．連續被覆層
5．．．接合
6．．．表面修整被覆層
7．．．第一額外連續被覆層
8．．．被覆層
9．．．反應器
10．．．腔室
11．．．真空系統
12．．．能源
13．．．活性物質
14．．．總成
15．．．電組件
16．．．經電漿聚合之聚合物
17．．．傳導性線路
18．．．傳導性線路
19．．．光電總成
20．．．被覆層
21．．．光互連
圖1A展示一電漿聚合含氟聚合物之一X射線光電光譜分析結果。
圖1B展示藉由標準聚合技術獲得的一含氟聚合物(亦即商業可購得PTFE)之一X射線光電光譜分析結果。
圖2A展示本發明之一電漿聚合含氟聚合物被覆層之一電子顯微鏡影像及該被覆層之光滑物理性質。
圖2B係藉由標準聚合技術沈積的一PTFE被覆層之一電子顯微鏡影像，該電子顯微鏡影像具有可清楚看到小纖維的一結構。
圖3至圖7展示某些實施例之電總成。
圖8展示一光電總成。
圖9展示一電組件。
圖10展示一設備之一實例，該設備可用於形成本發明之經電漿聚合之聚合物被覆層。
圖11A、圖11B及圖11C係流程圖，其等展示所描述方法之某些實施例。
1‧‧‧基板
2‧‧‧傳導性線路
3‧‧‧電組件
4‧‧‧連續被覆層

Claims (9)

  1. 一種印刷電路板，其包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於該基板之至少一個表面；至少一個電組件，連接至至少一個傳導性線路，其為一導電線路；及一連續被覆層，其包括完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電組件的一經電漿聚合之聚合物，該聚合物藉由電漿聚合二甲苯而獲得。
  2. 如請求項1之印刷電路板，其中該電組件藉由至少一個接合連接至該至少一個傳導性線路且該連續被覆層完全覆蓋該至少一個接合。
  3. 如請求項2之印刷電路板，其中該至少一個接合係一焊接結合、一熔焊結合、一線接合結合、一傳導性黏合結合、一壓接連接或一壓入配合結合。
  4. 如請求項3之印刷電路板，其中該至少一個接合係一焊接結合、一熔焊結合或一線接合結合。
  5. 如請求項1至4之任一項之印刷電路板，其中該複數個傳導性線路進一步包括至少一個外部接觸構件，該連續被覆層完全覆蓋該至少一個外部接觸構件，且該至少一個外部接觸構件為一電接觸件。
  6. 如請求項1至4之任一項之印刷電路板，其進一步包括沈積於一經電漿聚合之聚合物之該連續被覆層之至少一部分與該基板、該複數個傳導性線路及該至少一個電組件之至少一部分間的環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂 或聚對二甲苯之一被覆層。
  7. 如請求項1至4之任一項之印刷電路板，其進一步包括一表面修整被覆層，該表面修整被覆層包括沈積於下列者之間的鹵代烴聚合物：(a)該連續被覆層與(b)該基板之該至少一個表面及該複數個傳導性線路，其中該表面修整被覆層覆蓋該複數個傳導性線路之至少一部分，且該至少一個電組件透過該表面修整被覆層連接至該至少一個傳導性線路。
  8. 如請求項4之印刷電路板，進一步包含一表面修整被覆層，該表面修整被覆層包括沈積於下列者之間的鹵代烴聚合物：(a)該連續被覆層與(b)該基板之該至少一個表面及該複數個傳導性線路，其中該表面修整被覆層覆蓋該複數個傳導性線路之至少一部分，且該至少一個電組件透過該表面修整被覆層連接至該至少一個傳導性線路，其中該焊接結合、該熔焊結合或該線接合結合靠抵該表面修整被覆層。
  9. 一種印刷電路板製備方法，用於製備如前述任一項中之印刷電路板，該方法包括：(a)提供一印刷電路板，該印刷電路板包括：一基板，其包括一絕緣材料；複數個傳導性線路，其等存在於該基板之至少一個表面；及至少一個電組件，其連接至至少一個傳導性線路，及(b)藉由電漿聚合二甲苯，沈積一連續被覆層，該連續被覆層完全覆蓋該基板之該至少一個表面、該複數個傳導性線路及該至少一個電組件。
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