TWI573499B - Flexible thin printed circuit board manufacturing method - Google Patents

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Description

可撓式薄型印刷電路板製作方法
本發明係關於一種印刷電路板製作方法，特別是一種整體厚度小於100微米以下的可撓式薄型印刷電路板製作方法。
軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)是由具有可撓性之絕緣基材與銅箔為基礎原料組合而成，用以承載各種主動與被動元件，一般而言，軟性印刷電路板根據其結構差異可分為有膠系的三層板與無膠系的雙層結構。通常，雙層軟性印刷電路板可應用於高密度線路與性能需求較高之產品。再者，由於雙層軟性印刷電路板的厚度相對較小，具有反彈力小，可撓性佳等優點，已逐漸成為軟性印刷電路板之另一項主要產品。
習知技藝中，如中華民國專利號I384910所揭示一種軟性印刷電路板，包含基材、形成於該基材表面之圖案化金屬層、以及藉由一膠黏層固著於該圖案化金屬層上之覆蓋層；其中，該圖案化金屬層之厚度係介於1至8微米，該覆蓋層之厚度係介於3至10微米，且該金屬層、膠黏層、及覆蓋層之總厚 度係不超過16微米。該軟性印刷電路板係使用厚度係介於3至10微米之聚對苯二甲醯對苯二胺超薄覆蓋層，使該軟性印刷電路板金屬層、膠黏層、及覆蓋層之總厚度減少至16微米以下，因而具有較佳之柔軟性與可撓性，特別適合用於薄型化電子產品。
另外，習知技藝中，如中華民國專利號I371995所揭示一種軟性印刷電路板，包含基材、形成於該基材表面之圖案化金屬層、形成於該圖案化金屬層上之膠黏層；以及形成於該膠黏層上之聚對苯二甲醯對苯二胺覆蓋層。該軟性印刷電路板係使用聚對苯二甲醯對苯二胺膜取代聚醯亞胺膜作為覆蓋層，能夠以低成本及簡單製程降低印刷電路板的整體厚度，增加電路板的柔軟性與可撓性。
然而，該技藝所述的軟性印刷電路板，其附蓋層用以覆蓋金屬層上方，而覆蓋層及金屬層之間形成膠黏層，此膠黏層在較薄厚度狀況下，製程時可能會有黏著不完全現象，另外，當成品在彎曲度過大時可能會有脫落情況發生，造成使用壽命減短。
本發明目的係以提供一種可撓式薄型印刷電路板製作方法，其主要是由半導體製程制作形成的可撓式薄型印刷電路板，藉由以20微米至30微米可撓性高分子材料作為基底薄膜，接著在基底薄膜上沉積0.2微米至0.4微米的金屬 層，雷射切割該金屬層成為金屬圖案後，接著沉積厚度介於2微米至4微米之間的高分子材料於該金屬圖案上。藉此，利用本發明所述之方法，其可撓式薄型印刷電路板整體厚度除了可控在100微米以下之外，可以免除習知技藝所述的在金屬層與覆蓋層之間形成膠黏層用以黏著覆蓋層之步驟，以避免製程時可能會有黏著不完全現象，及成品在彎曲度過大時覆蓋層與金屬層之間可能會有脫落情況發生。
本發明可撓式薄型印刷電路板製作方法，包括：提供硬質基板；製備厚度介於20微米至30微米之間的基底薄膜於硬質基板上，基底薄膜為可撓性高分子材料；沉積厚度介於0.2微米至0.4微米的金屬層於基底薄膜上；利用雷射切割金屬層成為金屬圖案；沉積厚度介於2微米至4微米之間的一高分子材料於金屬圖案上；去除硬質基板。
10‧‧‧硬質基板
20‧‧‧基底薄膜
30‧‧‧金屬層
35‧‧‧金屬圖案
37‧‧‧粗糙表面
40‧‧‧高分子材料
50‧‧‧覆蓋薄膜
60‧‧‧硬質基板
65‧‧‧第一薄膜
70‧‧‧第一金屬層
75‧‧‧第一金屬圖案
80‧‧‧第一高分子材料
81‧‧‧通孔
85‧‧‧第二金屬層
90‧‧‧第二金屬圖案
95‧‧‧第二高分子材料
100‧‧‧第二薄膜
步驟S100~步驟S150‧‧‧可撓式薄型印刷電路板製作方法
步驟S200~步驟S290‧‧‧多層板的可撓式薄型印刷電路板製作方法
圖1係根據本發明之一實施例之可撓式薄型印刷電路板製作方法的流程圖。
圖2A至圖2G係根據本發明之可撓式薄型印刷電路板製作方法。
圖3至圖4係根據本發明之可撓式薄型印刷電路板製作方法中增加金屬層或金屬圖案表面處理的流程圖。
圖5係根據本發明之另一實施例之多層板的可撓式薄型印 刷電路板製作方法的流程圖。
圖6A至圖6J係根據本發明之多層板的可撓式薄型印刷電路板製作方法。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下：請參閱圖1及圖2A至圖2G，圖1係根據本發明之可撓式薄型印刷電路板製作方法的流程圖，圖2A至圖2G係根據本發明之可撓式薄型印刷電路板製作方法。本發明可撓式薄型印刷電路板製作方法，包括：首先步驟S100，提供硬質基板10，如圖2A，接著步驟S110，製備厚度介於10微米至30微米之間的基底薄膜20於硬質基板10上，如圖2B，其中基底薄膜20為可撓性高分子材料，基底薄膜20可為聚酰亞胺薄膜。
接著步驟S120，其對應圖2C，沉積厚度介於0.2微米0.4微米的金屬層30於基底薄膜上，金屬層30為金或是銅，但本實施例不限於此，金屬層30可為任意金屬材料。
接著步驟S130，其對應圖2D，利用雷射切割金屬層30成為金屬圖案35，其中雷射為脈衝式雷射，此外更可利用皮秒或飛秒雷射加工機發出該雷射來切割金屬層30。
接著步驟S140，沉積厚度介於2微米至4微米之間的高分子材料40於該金屬圖案35上作為介電層，如圖2E，其中高分子材料為聚對苯二甲苯。
如上述，請再參閱圖2C至圖2D及圖3至圖4，圖3至圖4係根據本發明之可撓式薄型印刷電路板製作方法中增加金屬層或金屬圖案表面處理的流程圖。為了使高分子材料能夠更緊密的連接於金屬層上，可進行步驟121或步驟131，也就是可在沉積厚度介於0.2微米0.4微米的該金屬層於該基底薄膜上的步驟之後或是在利用該雷射切割該金屬層成為該金屬圖案的步驟之後，可利用表面處理製程使該金屬層或是該金屬圖案的表面成為粗糙表面37，粗糙表面可以提升高分子材料40與該金屬圖案35之間的接合度。
表面處理可利用皮秒或飛秒雷射加工使金屬層30或是該金屬圖案35的表面成為粗糙表面37。
因介電層的厚度介於2微米至4微米之間，為了確保之後成品彎曲時介電層不斷裂，可進行步驟141，在該介電層40上提供厚度介於10微米至30微米的覆蓋薄膜50於該高分子材料上，基底薄膜20與覆蓋薄膜50為相同材料，基底薄膜20與覆蓋薄膜50為聚酰亚胺薄膜，但為了產品需求，步驟141也可以省略，以達到最整體產品最薄厚度。
最後去除該硬質基板10，形成可撓式薄型印刷電路板。
接著請參閱圖5及圖6A~6J，圖5係根據本發明之另一實施例之多層板的可撓式薄型印刷電路板製作方法的流程圖。圖6A至圖6G係根據本發明之多層板的可撓式薄型印刷 電路板製作方法。本發明另一實施例之多層板的可撓式薄型印刷電路板製作方法，包括：步驟S200，提供一硬質基板60；接著步驟S210，製備厚度介於10微米至30微米之間的一第一薄膜65於該硬質基板60上，該第一薄膜65為可撓性高分子材料，其中基底薄膜20為可撓性高分子材料，第一薄膜65可為聚酰亞胺薄膜。
接著步驟S220，沉積厚度介於0.2微米0.4微米的一第一金屬層70於該第一薄膜65上，第一金屬層70為金或是銅，但本實施例不限於此，第一金屬層70可為任意金屬材料；接著步驟S230，利用雷射切割該第一金屬層70成為第一金屬圖案75。
接著步驟S240，沉積厚度介於2微米至4微米之間的一第一高分子材料80於該第一金屬圖案上，並且連通一通孔81至該第一金屬圖案75上，其中第一高分子材料為聚對苯二甲苯。
接著步驟S250，沉積厚度介於0.2微米0.4微米的一第二金屬層85於該第一高分子材料80上，此時第二金屬層會通過通孔81電性連接至第一金屬圖案75，第二金屬層85可為任意金屬材料。
接著步驟S260，利用該雷射切割該第二金屬層成為一第二金屬圖案90。
接著步驟S270，沉積厚度介於2微米至4微米之間 的一第二高分子材料95於該第二金屬圖案90上，其中第二高分子材料為聚對苯二甲苯。
接著步驟S280，提供厚度介於10微米至30微米之間的一第二薄膜100於該第二高分子材料上，該第二薄膜為可撓性高分子材料，第二薄膜100可為聚酰亞胺薄膜。
最後步驟S290，去除該硬質基板。
本發明可撓式薄型印刷電路板製作方法，其主要是由半導體製程制作形成的可撓式薄型印刷電路板，藉由以10微米至30微米可撓性高分子材料作為基底薄膜，接著在基底薄膜上沉積0.2微米至0.4微米的金屬層，雷射切割該金屬層成為金屬圖案後，接著沉積厚度介於2微米至4微米之間的高分子材料於該金屬圖案上。藉此，利用本發明所述之方法，其可撓式薄型印刷電路板整體厚度除了可控在100微米以下之外，可以免除習知技藝所述的在金屬層與覆蓋層之間形成膠黏層用以黏著覆蓋層之步驟，以避免製程時可能會有黏著不完全現象，及成品在彎曲度過大時覆蓋層與金屬層之間可能會有脫落情況發生。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
步驟S100~步驟S150‧‧‧可撓式薄型印刷電路板製作方法

Claims (10)

  1. 一種可撓式薄型印刷電路板製作方法，包括：提供一硬質基板；製備厚度介於10微米至30微米之間的一基底薄膜於該硬質基板上，該基底薄膜為可撓性高分子材料；沉積厚度介於0.2微米0.4微米的一金屬層於該基底薄膜上；利用一雷射切割該金屬層成為一金屬圖案；沉積厚度介於2微米至4微米之間的一高分子材料於該金屬圖案上；去除該硬質基板。
  2. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中該基底薄膜為聚酰亞胺薄膜。
  3. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中該金屬層為金。
  4. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中該高分子材料為聚對苯二甲苯。
  5. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中該雷射為脈衝式雷射。
  6. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中更包括利用一皮秒或飛秒雷射加工機發出該雷射。
  7. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中在沉積厚度介於2微米至4微米之間的一高分子材料於該金屬圖案上之步驟後，更包括提供一覆蓋薄膜於該高分子材料上。
  8. 如申請專利範圍第7項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中該基底薄膜與覆蓋薄膜為聚酰亚胺薄膜。
  9. 如申請專利範圍第1項之可撓式薄型印刷電路板製作方法，其中在沉積厚度介於0.2微米0.4微米的該金屬層於該基底薄膜上的步驟之後或是在利用該雷射切割該金屬層成為該金屬圖案的步驟之後，更包括利用一表面處理製程使該金屬層或是該金屬圖案的表面成為一粗糙表面。
  10. 一種多層板的可撓式薄型印刷電路板製作方法，包括：提供一硬質基板；製備厚度介於10微米至30微米之間的一第一薄膜於該硬質基板上，該第一薄膜為可撓性高分子材料；沉積厚度介於0.2微米0.4微米的一第一金屬層於該第一薄膜上；利用一雷射切割該第一金屬層成為一第一金屬圖案；沉積厚度介於2微米至4微米之間的一第一高分子材料於該第一金屬圖案上；沉積厚度介於0.2微米0.4微米的一第二金屬層於該第一高分子材料上； 利用該雷射切割該第二金屬層成為一第二金屬圖案；沉積厚度介於2微米至4微米之間的一第二高分子材料於該第二金屬圖案上；提供厚度介於10微米至30微米之間的一第二薄膜於該第二高分子材料上，該第二薄膜為可撓性高分子材料；去除該硬質基板。
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