TWI573505B - Circuit board manufacturing method and structure thereof with extremely fine metal wiring - Google Patents

Description

具有極細金屬線路的電路基板製造方法及其結構

本發明有關於一種在電路基板上製造圖案化金屬線路的方法，特別是指一種在電路基板上成型線寬為0.5μm ~20μm的極細金屬線路製造方法。

請參閱圖1所示，傳統極細金屬線路的軟性線路基板主要是採用減去製作的方法，其步驟包含：提供一表面具有金屬氧化物層11的金屬載箔10；在金屬氧化物層11上電鍍一種子層12；並在種子層12上形成一軟性有機絕緣材料層13，並在軟性有機絕緣材料層13上貼附一具可撓性的背襯層14；將金屬載箔10從種子層12連接介面處撕離；最後在種子層12上形成一圖案化線路15。

其中圖案化線路15的方式為：以種子層12為種子電鍍一線路用金屬層16；在線路用金屬層16上形成一圖案化的光致抗蝕劑17；以圖案化的光致抗蝕劑17為掩模，蝕刻線路用金屬層16與種子層12形成圖案化線路15；再移除圖案化的光致抗蝕劑17。

然而，濕式蝕刻是一種等向性的作用(Isotropic)，又圖案化的光致抗蝕劑17屬於一種耐蝕刻材料，其造成光致抗蝕劑17與線路用金屬層16之間對於蝕刻液體的蝕刻速率差距甚大，因此，當蝕刻溶液進行縱向蝕刻時，往往造成線路用金屬層16發生嚴重的側蝕現象。

由於採用蝕刻方式製作極細金屬線路，將導致線路用金屬層16的蝕刻總面積比例過大，且蝕刻局部不均將造成阻抗數值太大，嚴重者亦會發生斷線情況，造成生產出的電路基板的良率及品質不易控管。

本發明之主要目的在於提供一種具有極細金屬線路的電路基板製造方法，採用模造方式電鑄生產已設計完成的金屬線路圖案，並將金屬線路圖案以間接轉貼或是直接黏著方式固設於基板上，使得整個電路基板的製程簡化方便生產，並可大幅提升極細線路製作的良率。

本發明之次要目的在於基板上的模造導電電極是以一黏膠層將直接壓合，致使導電電極與黏膠層之間的黏貼接觸面積增加，避免製作過程中導電電極的線路剝離造成所生產良率的問題。

為達上述目的，本發明電路基板製造方法分為直接成型於基板的第一種方式以及一間接轉移至基板的第二種方式，並且主要是應用在電子電路基板或是觸控電極設計。

首先，於第一製造方法中，其包含以下步驟：提供一導電母板；於上述導電母板上設置一遮蔽層，上述遮蔽層具有複數個形成線路圖案的凹洞；於上述遮蔽層的複數凹洞分別形成一導電電極，並由複數導電電極共同排列形成一導電層；提供一表面具有黏膠層的基板，並將上述黏膠層黏貼於上述導電層與遮蔽層；將上述基板、黏膠層與導電層三者由上述遮蔽層與導電母板上分離形成一電路基板。

再者，於第二製造方法中，其包含以下步驟：提供一導電母板；於上述導電母板上設置一遮蔽層，上述遮蔽層具有一形成線路圖案的凹洞；於上述遮蔽層的複數凹洞分別形成一導電電極，並由複數導電電極共同排列形成一導電層；提供一轉移載膜，並將上述轉移載膜黏貼於上述導電層與遮蔽層；將上述轉移載膜與導電層由上述遮蔽層與導電母板表面共同剝離；提供一表面具有黏膠層的基板，並由上述黏膠層黏固上述導電層；將上述基板、黏膠層與導電層三者由上述轉移載膜分離形成一電路基板。

於前述兩製造方法中，本發明導電母板表面可進行鈍化處理形成一易剝離表面，減少上述導電層與導電母板之間的接著力量，方便後續進行剝離處理。

於第一可行實施例中，上述導電電極是由一導電部填滿上述凹洞，並且局部外露於上述凹洞。

於第二可行實施例中，上述導電電極依序於上述凹洞中形成一功能部、一導電部以及另一功能部。

於第三可行實施例中，上述導電母板於對應上述凹洞位置進一步設有一凹槽；其中，上述導電電極先於上述凹槽周圍形成一功能部，並於上述凹洞與凹槽中形成一導電部，隨後再於上述凹洞中形成另一功能部；上述兩功能部可由耐候材料、消光材料、助焊材料或暗光材料來構成。

於第四較佳實施例中，上述導電電極亦可先於上述凹槽周圍形成一功能部，並於上述凹槽內部形成一導電部，隨後再於上述凹洞中形成另一功能部。

除此之外，本發明電路基板結構主要是由一基板、一黏膠層以及一導電層所構成，上述黏膠層鋪設於上述基板表面，而上述導電層由複數導電電極排列形成一線路圖案，上述線路圖案壓設於上述黏膠層表面，使每個導電電極的局部厚度由上述黏膠層表面向內凹入黏固，增加上述導電電極與黏膠層之間的接觸面積。

其中，上述黏膠層是由一能受壓產生形變的軟性材料構成，且上述軟性材料於黏貼完成後將固化形成一硬質材料。而上述導電層的導電電極寬度介於0.5μm ~20μm。

於一較佳實施例中，上述導電電極具有一位於上述黏膠層內部的第一部分以及一凸出於上述黏膠層的第二部分，上述第一部份的寬度大於或等於上述第二部分。

此外，上述導電電極包含一導電部以及至少一設置於上述導電部表面的功能部。其中，上述功能部可設置於上述導電部的頂、底兩面，亦或包覆於上述導電部的四周表面。

由於黏著強度是影響極細線路製作良率的非常重要因素，因此，本發明採用導電母板的模造方式，於導電母板表面電鑄產生金屬線路圖案，並將導電母板與金屬線路圖案直接黏著於基板上，或是透過一轉移載膜間接黏著於基板上，又基板上的金屬線路圖案直接壓合於黏膠層上，致使導電電極與黏膠層之間的黏貼接觸面積增加，避免製作過程中導電電極的線路剝離造成所生產良率的問題，除此之外，整個電路基板的製程大幅簡化方便生產製造，並可大幅提升極細線路製作的良率。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

首先，請參閱圖2及圖3所示的第一種製造方法，本發明電路基板製造主要是先由導體材料來構成一可重複性使用的導電母板20，並於上述導電母板20表面上設置一由絕緣材料構成的遮蔽層21，上述遮蔽層21本身具有複數個形成一預設線路圖案的凹洞22；之後於上述遮蔽層21的凹洞22形成複數導電電極23，並由複數導電電極23共同排列形成一導電層24。

隨後，選定材料製成一基板25，並於上述基板25表面設置一黏膠層26，上述黏膠層26主是由一能受壓產生形變的軟性材料構成，且上述軟性材料於黏貼完成後將固化形成一硬質材料。之後再將上述基板25表面的黏膠層26直接黏貼於上述導電母板20上方的遮蔽層21與導電層24；最後，把上述基板25、黏膠層26與導電電極23三者由上述導電母板20與遮蔽層21上分離後，即形成一具有電路的基板25。

其中，上述導電母板20，且表面可選擇先進行鈍化處理形成一易剝離表面，減少上述導電層24與導電母板20之間的接著力量，方便後續進行剝離處理。此外，上述導電母板20可選擇性地於對應上述凹洞22位置分別形成一凹槽27(參圖7～8)，藉以成形不同態樣的導電電極23。

上述遮蔽層21是以印刷或者是光阻曝光顯影技術其中一種或其組合方式構成；而上述導電層24採用由金、銅、銀、鋅、鎳、錫等金屬、或其合金、的其中一種進行電鍍製成。

上述基材25可選由軟質材料、硬質材料、玻璃板、高分子材料或陶瓷材料所構成，上述軟質材料是由聚對苯二甲酸以二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚亞苯基碸、聚乙烯亞胺或者是聚亞醯胺其中一種所製成。

另外，有關於分離的導電母板20與遮蔽層21將可再次重複成型另一導電層24，後續再由另一基板25重複性黏於導電層24，並剝離於導電母板20與遮蔽層21，使的整個電路基板的製程大幅簡化方便生產製造。

請參閱圖4及圖5所示的第二種製造方法，本發明電路基板同樣是先由導體材料來構成一可重複性使用的導電母板20，並於上述導電母板20表面上設置一由絕緣材料構成的遮蔽層21，上述遮蔽層21本身具有複數個形成一預設線路圖案的凹洞22；隨後，於上述遮蔽層21的凹洞22形成複數導電電極23，並由複數導電電極23共同排列形成一導電層24。

然而，後續主要是採用一製程中過渡性結構的轉移載膜28來黏貼於上述導電層24與遮蔽層21，再將上述轉移載膜28與導電層24由上述遮蔽層21與導電母板20表面共同剝離，而後另提供一表面具有黏膠層26的基板25，並由上述黏膠層26黏固上述導電層24後；將上述基板25、黏膠層26與導電層24三者由上述轉移載膜28分離形成一電路基板，使上述電路基板並非直接由上述導電母板20上剝離取得，而是透過上述轉移載膜28來間接轉貼完成。

於前述兩種不同製造方式中，上述導電電極23於成型時，可依據不同使用需求分別形成不同結構樣態。首先，請再參閱圖5所示，於第一實施例中，本發明導電電極23是由單一導電部23a填滿上述凹洞22，然而，上述導電部23a除可填滿上述凹洞22之外，亦可局部突出外露於上述凹洞22形成一圓頭狀樣態(請參圖10D導電電極23)。

請參閱圖6所示，於第二實施例中，本發明導電電極23主要是在上述凹洞22中進行三次加工程序，並由上述凹洞22底部依序向上形成一功能部23b、一導電部23a以及另一功能部23c，上述兩功能部23b、23c呈現一水平樣態將上述導電部23a包夾於其中；除此之外，導電電極23亦可只進行二次加工，由上述凹動底部依序向上形成一導電部23a以及一功能部23c(圖未示)。

請參閱圖7所示，於第三實施例中，上述導電母板20事先於對應上述凹洞22位置分別成型一凹槽27，其中，上述凹槽27高度小於上述凹洞22高度。首先，上述凹槽27周圍表面將進行第一次加工形成一功能部23b，隨後在上述凹槽27與凹洞22中進行第二次加工形成一導電部23a，最後再於上述凹洞22中進行第三次加工形成另一功能部23c，由上述兩功能部23b、23c與導電部23a共同構成一導電電極23。如圖所示，上述導電電極23底部形成一呈現U型的功能部23c，而頂部形成一呈現水平的功能部23b。

請參閱圖8所示，於第四較佳實施例中，上述導電母板20同樣事先於對應上述凹洞22位置分別成型一凹槽27，但上述凹槽27高度將大於上述凹洞22高度。首先，上述凹槽27周圍表面將進行第一次加工一功能部23b，隨後在上述凹槽27與凹洞22底部中進行第二次加工形成一大範圍受到上述功能部23b包覆的導電部23a，最後再於上述凹洞22中進行第三次加工形成另一功能部23c，由上述兩功能部23b、23c與導電部23a共同構成一導電電極23。如圖所示，上述導電電極23的外周表面受到上述兩功能部23b、23c包圍，僅顯露出一極小部分的導電部23a與外部接觸。

於前述第二至四的實施例中，上述兩功能部23b、23c可依據使用需求由耐候材料、消光材料、助焊材料或暗光材料來構成，且上述功能部23b、23c厚度設為1奈米(nm)～1000奈米(nm)。

請參閱圖9所示，本發明電路基板結構主要是由一基板25、一黏膠層26以及一導電層24所構成，上述黏膠層26鋪設於上述基板25表面，而上述導電層24由複數導電電極23排列形成一線路圖案，上述線路圖案壓設於上述黏膠層26表面，使每個導電電極23的局部厚度由上述黏膠層26表面向內凹入黏固，增加上述導電電極23與黏膠層26之間的接觸面積。

其中，上述黏膠層26是由一能受壓產生形變的軟性材料構成，且上述軟性材料於黏貼完成後將固化形成一硬質材料。而上述導電層24的導電電極23寬度介於0.5微米(μm)~20微米(μm)。又上述導電電極23具有一位於上述黏膠層26內部的第一部分23d以及一凸出於上述黏膠層26的第二部分23e，上述第一部份23d的寬度一般設計為大於或等於上述第二部分23e。

如圖所示，上述導電電極23是由單一導電材料構成一長方矩形的導電部23a，然而，此僅用為方便舉例說明之用，請參閱圖10A至圖10D所示，亦即，上述導電電極23亦可依據使用需求，將上述導電部23a變化為子彈型、梯型、圓形、圓頭型等結構樣態。

除此之外，上述導電電極23除可採用單一材料構成之外，上述導電電極23亦可由一導電部23a以及至少一設置於上述導電部23a表面的功能部23c來構成。

如圖11A所示，上述兩功能部23b、23c可分別水平設置於上述導電部23a的頂、底兩面。如圖11B與圖11C所示，上述兩功能部23b、23c亦可水平設置於上述導電部23a的頂面，並於上述導電部23a的底面形成一U型樣態，而兩圖式中實施態樣的主要差異在於U型樣態的高度有所不同。

以上所舉實施例，僅用為方便說明本發明並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本發明申請專利範圍及發明說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

〔習知〕
10‧‧‧金屬載箔
11‧‧‧金屬氧化物層
12‧‧‧種子層
13‧‧‧軟性有機絕緣材料層
14‧‧‧背襯層
15‧‧‧圖案化線路
16‧‧‧線路用金屬層
17‧‧‧光致抗蝕劑
〔本發明〕
20‧‧‧導電母板
21‧‧‧遮蔽層
22‧‧‧凹洞
23‧‧‧導電電極
23a‧‧‧導電部
23b‧‧‧功能部
23c‧‧‧功能部
23d‧‧‧第一部分
23e‧‧‧第二部分
24‧‧‧導電層
25‧‧‧基板
26‧‧‧黏膠層
27‧‧‧凹槽
28‧‧‧轉移載膜

圖1為習知轉性線路基板製造的流程圖； 圖2為本發明電路基板製造方法第一實施例的流程圖； 圖3為圖2第一製造方法各流程的斷面示意圖； 圖4為本發明電路基板製造方法第二實施例的流程圖； 圖5為圖4第二製造方法各流程的斷面示意圖； 圖6為本發明製作第一樣態導電電極的步驟示意圖； 圖7為本發明製作第二樣態導電電極的步驟示意圖； 圖8為本發明製作第三樣態導電電極的步驟示意圖； 圖9為本發明電路基板的斷面結構圖； 圖10A~10D為本發明金屬線路採用不同實施樣態的斷面示意圖； 圖11A~11C為本發明金屬線路外側分別設有不同樣態功能部的斷面示意圖。

Claims (17)

1. 一種具有極細金屬線路的電路基板製造方法，包含：提供一導電母板；於上述導電母板上設置一遮蔽層，上述遮蔽層具有複數個形成線路圖案的凹洞，上述導電母板於複數凹洞的對應位置分別設有一凹槽；於上述遮蔽層的複數凹洞分別形成一導電電極，並由複數導電電極共同排列形成一導電層；提供一表面具有黏膠層的基板，並將上述黏膠層黏貼於上述導電層與遮蔽層；將上述基板、黏膠層與導電層三者由上述遮蔽層與導電母板上分離形成一電路基板。
2. 根據申請專利範圍第1項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電母板表面進行鈍化處理形成一易剝離表面。
3. 根據申請專利範圍第1項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電電極是由一導電部填滿上述凹洞，並且局部外露於上述凹洞。
4. 根據申請專利範圍第1項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述金屬線路依序於上述凹洞中形成一功能部、一導電部以及另一功能部。
5. 根據申請專利範圍第1項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電電極先於上述凹槽周圍形成一功能部，並於上述凹洞與凹槽中形成一導電部，隨後再於上述凹洞中形成另一功能部。
6. 一種具有極細金屬線路的電路基板製造方法，包含：提供一導電母板； 於上述導電母板上設置一遮蔽層，上述遮蔽層具有複數個形成線路圖案的凹洞，上述導電母板於上述複數凹洞的對應位置分別設有一凹槽；於上述遮蔽層的複數凹洞分別形成一導電電極，並由複數導電電極共同形成一導電層；提供一轉移載膜，並將上述轉移載膜黏貼於上述導電層與遮蔽層；將上述轉移載膜與導電層由上述遮蔽層與導電母板表面共同剝離；提供一表面具有黏膠層的基板，並由上述黏膠層黏固上述導電層；將上述基板、黏膠層與導電層三者由上述轉移載膜分離形成一電路基板。
7. 根據申請專利範圍第6項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電母板表面進行鈍化處理形成一易剝離表面。
8. 根據申請專利範圍第6項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電電極是由一導電部填滿上述凹洞，並且局部外露於上述凹洞。
9. 根據申請專利範圍第6項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電電極依序於上述凹洞中形成一功能部、一導電部以及另一功能部。
10. 根據申請專利範圍第6項所述具有極細金屬線路的電路基板製造方法，其中，上述導電電極先於上述凹槽周圍形成一功能部，並於上述凹洞與凹槽中形成一導電部，隨後再於上述凹洞中形成另一功能部。
11. 一種具有極細金屬線路的電路基板，包含：一基板；一黏膠層，鋪設於上述基板表面； 一導電層，由複數導電電極排列形成一線路圖案，上述線路圖案壓設於上述黏膠層表面，使每個導電電極的局部厚度由上述黏膠層表面向內凹入黏固，增加上述導電電極與黏膠層之間的接觸面積。
12. 根據申請專利範圍第11項所述具有極細金屬線路的電路基板，其中，上述導電電極具有一位於上述黏膠層內部的第一部分以及一凸出於上述黏膠層的第二部分，上述第一部份的寬度大於或等於上述第二部分。
13. 根據申請專利範圍第11項所述具有極細金屬線路的電路基板，其中，上述導電電極包含一導電部以及至少一設置於上述導電部表面的功能部。
14. 根據申請專利範圍第13項所述具有極細金屬線路的電路基板，其中，上述功能部設置於上述導電部的頂、底兩面。
15. 根據申請專利範圍第13項所述具有極細金屬線路的電路基板，其中，上述功能部包覆於上述導電部的四周表面。
16. 根據申請專利範圍第11項所述具有極細金屬線路的電路基板，其中上述黏膠層是由一能受壓產生形變的軟性材料構成，上述軟性材料於黏貼完成後將固化形成一硬質材料。
17. 根據申請專利範圍第13項所述具有極細金屬線路的電路基板，其中，上述導電層的導電電極寬度介於0.5μm~20μm。