TWI693001B - 柔性電路板及該柔性電路板製作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種柔性電路板的製作方法，其包括以下步驟：提供一基底；藉由塗布方式於基底的相對兩個表面上塗布一接著溶液並經乾燥處理形成兩個接著層；於每個接著層背離基底的表面上分別形成第一銅層與第二銅層；蝕刻第一銅層與第二銅層以分別形成第一信號線路層與第二信號線路層；以及於第一信號線路層與第二信號線路層的表面上分別包覆絕緣層。上述製作方法製備的柔性電路板介質損耗低。另，本發明還提供一種柔性電路板。

Description

柔性電路板及該柔性電路板製作方法
本發明涉及一種柔性電路板及其製作方法，特別是一種低傳輸損耗的柔性電路板及其製作方法。
隨著當前資訊、通信技術的進步，使電子資訊產品邁入了千兆赫茲的時代，且終端電子產品日漸要求高保密性與高傳輸品質的強烈需求下，如行動電話、汽車電話、無線通訊，而高保密性與高傳輸品質皆往高頻化方向發展。
電路訊號傳輸的高頻化，電路板的基板材料是關鍵，特別是覆銅箔基板材料技術，先前的聚醯亞胺基板材料的介質損失因數(Df)與相對介質常數(Dk)相對較高，即使藉由改善線路設計不易完全滿足所有高頻下的信號高速傳遞與信號完整的應用需求，因為高Dk會使信號傳遞速率變慢，高Df會使信號部分轉化為熱能損耗於基板材料中，加上材料於製造過程中容易吸濕而影響電性，提高了傳輸損耗。液晶高分子聚合物的電性佳，但制程難度高，降低了製備效率。
為了克服前述先前技術之缺點，本發明之目的在於提供一種低傳輸損耗的柔性電路板及其製作方法實為必要。
一種柔性電路板的製作方法，其包括以下步驟： 提供一基底；藉由塗布方式於所述基底的相對兩個表面上塗布一接著溶液並經乾燥處理形成兩個接著層，且所述基底及形成於所述基底上的兩個所述接著層共同形成一基板，所述接著溶液含有接著劑及溶劑，所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒；於每個所述接著層背離所述基底的表面上分別形成第一銅層與第二銅層；蝕刻所述第一銅層與所述第二銅層以分別形成第一信號線路層與第二信號線路層；於所述第一信號線路層與所述第二信號線路層的表面上分別包覆絕緣層。
將製備的另兩個所述基板分別壓合於相應的絕緣層的表面上；於兩個所述基板其中之一的遠離所述絕緣層的接著層的表面上形成第三銅層，於兩個所述基板其中之另一的遠離所述絕緣層的接著層的表面上形成第四銅層，並沿所述基底、所述接著層、所述第一銅層、所述第二銅層、所述絕緣層、所述第三銅層及所述第四銅層的層疊方向貫穿開設有至少一個通孔；對所述通孔的孔壁進行電鍍以形成一電鍍層，從而得到一用於電連接所述第一銅層、所述第二銅層、所述第三銅層及所述第四銅層的導電孔；以及蝕刻所述第三銅層與所述第四銅層以分別形成第一接地層與第二接地層。
一種柔性電路板，其包括基板、第一信號線路層、第二信號線路層及兩個絕緣層，所述第一信號線路層與所述第二信號線路層分別形成於基板的相對兩個表面上，兩個絕緣層分別包覆第一信號線路層與第二信號線路層的表面上，所述基板包括基底及形成於所述基底上的兩個接著層，兩個所述接著層藉由塗布方式於所述基底的相對兩個表面上塗布一接著溶液並經乾燥處理形成，所述接著溶液含有接著劑及溶劑，所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒， 所述接著劑中含有質量分數為35%-65%的基底前驅劑、質量分數為10%-15%的羧基改性聚苯醚、質量分數為10%-15%的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0%-1.5%的矽烷偶聯劑、質量分數為5%-20%二氧化矽填料及質量分數為10%-20%的耐燃填料。
上述柔性電路板及其製作方法藉由利用上述接著溶液製備柔性電路板中的接著層，並藉由設置複數具有基底與接著層的基板，從而降低了整個電路板於高頻信號傳輸的過程中的介質損耗，且製作簡單。
100:柔性電路板
10:基底
20:接著層
30:第一銅層
31:第一信號線路層
40:第二銅層
41:第二信號線路層
50:絕緣層
60:第三銅層
61:第一接地層
70:第四銅層
71:第二接地層
80:通孔
81:電鍍層
82:導電孔
90:覆蓋膜
200:基板
圖1為製作本發明一實施例的柔性電路板所使用的基底的剖視示意圖。
圖2為於圖1所示的基底上形成兩個接著層的剖視示意圖。
圖3為於圖2所示的兩個接著層上分別形成第一銅層及第二銅層的剖視示意圖。
圖4為於圖3所示的第一銅層及第二銅層上分別形成第一信號線路層及第二信號線路層的剖視示意圖。
圖5為於圖4所示的第一信號線路層及第二信號線路層上形成絕緣層、絕緣層上壓合基板及基板的表面上分別形成第三銅層與第四銅層的剖視示意圖。
圖6為於圖5所示的基板、第一銅層、第二銅層、絕緣層、第三銅層及第四銅層上形成通孔的剖視示意圖。
圖7為於圖6所示的通孔的孔壁上形成電鍍層與第三銅層及第四銅層上分別形成第一信號線路層與第二信號線路層的剖視示意圖。
圖8為於圖7所示的第一信號線路層與第二信號線路層的表面包覆覆蓋膜後所得到柔性電路板的剖視示意圖。
以下將結合圖示之具體實施方式對本發明進行詳細描述。但該等實施方式並不限制本發明，本領域之普通技術人員根據該等實施方式所做出的結構、方法、或功能上之變換均包含於本發明之保護範圍內。
本發明一實施例的柔性電路板100的製作方法包括以下步驟：
步驟S1：請參閱圖1，提供一基底10。基底10為聚醯亞胺(PI)或玻璃纖維環氧樹脂或聚醚醚酮樹脂(PEEK)的介電材料製成。
步驟S2：請參閱圖2，藉由塗布方式於所述基底10的相對兩個表面(未標示)上塗布一接著溶液並經乾燥處理形成兩個接著層20。基底10及形成於基底10上的兩個接著層20共同形成一基板200。所述乾燥處理的處理溫度為100℃，處理時間為5分鐘。兩個接著層20穩定地粘合於基底10的相對兩個表面(圖未示)上。每個接著層20的厚度為1微米-3微米。
步驟S3：請參閱圖3，藉由銅覆處理於每個接著層20背離基底10的表面上分別形成第一銅層30與第二銅層40。所述銅覆處理的固化溫度為170℃，固化時間為30分鐘，壓強5帕。
步驟S4：請參閱圖4，蝕刻第一銅層30以形成第一信號線路層31，蝕刻第二銅層40以形成第二信號線路層41。
步驟S5：請參閱圖5，於第一信號線路層31與第二信號線路層41的表面上分別包覆絕緣層50。絕緣層50覆蓋於該第一信號線路層31及第二信號線路層41的表面，且填充於第一信號線路層31及第二信號線路層41與相應的接著層20之間的間隙。絕緣層50的材料選自具有可撓性的絕緣材料。優選地，所述絕緣材料為樹脂，例如環氧樹脂。具體地，該絕緣層50為藉由將半固化(不流動，可輕易形變)的樹脂塗布於第一信號線路層31及第二信號線路層41遠離接著層20的表面上，並對該第一信號線路層31及第二信號線路層41上的半固化樹脂進行壓合，使得所述半固化樹脂流動從而填充於第一信號線路層31與第二信號線路層41與接著層20之間的間隙內。
步驟S6：請參閱圖5，將按照步驟S1至步驟S2製備的另兩個基板200分別壓合於相應的絕緣層50的表面上。
步驟S7：請一併參閱圖5與圖6，於兩個上述基板200其中之一的遠離絕緣層50的接著層20的表面上形成第三銅層60，於兩個上述基板200其中之另一的遠離絕緣層50的接著層20的表面上形成第四銅層70，並沿基底10、接著層20、第一銅層30、第二銅層40、絕緣層50、第三銅層60及第四銅層70的層疊方向貫穿開設有至少一個通孔80。
步驟S8：請參閱圖7，藉由電鍍方式於所述通孔80的孔壁上形成一電鍍層81，從而得到一用於電連接第一銅層30、第二銅層40、槽的導電孔82。本實施例中，該電鍍層81的材料為銅。可理解，該電鍍層81的材料還可選自其他導電材料。
步驟S9：請參閱圖7，蝕刻第三銅層60以形成第一接地層61，蝕刻第四銅層70以形成第二接地層71。
步驟S10：請參閱圖8，於第一接地層61與第二接地層71的表面上分別包覆覆蓋膜90，從而得到柔性電路板100。覆蓋膜90用於保護第一接地層61與第二接地層71。
可理解，於完成步驟S6時，還可按照步驟S3至步驟S5於第一信號線路層31與第二信號線路層41的表面上分別藉由增層法形成複數信號線路層(圖未示)分別與第一信號線路層31或第二信號線路層41電連接，從而制得包括多層信號線路層的柔性電路板100。其中，藉由增層法形成多層信號線路層為業界採用的常用技術，此不贅述。
可理解，步驟S6至步驟S10可省略，並不影響製備具有兩層資訊線路層的柔性電路板100。
本發明一較佳實施例的接著溶液含有接著劑及溶劑。所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒(CPS)。
所述接著劑中含有質量分數為35%-65%的基底前驅劑、質量分數為10%-15%的羧基改性聚苯醚、質量分數為10%-15%的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0%-1.5%的矽烷偶聯劑、質量分數為5%-20%二氧化矽填料及質量分數為10%-20%的耐燃填料。
所述基底前驅劑可選自氟代環脂改性聚醯胺酸、倍半矽氧烷改性聚醯胺酸中的一種或者幾種。所述基底前驅劑能夠於固化形成與基底10相同的材料以提高接著層20與基底10的貼附力。
所述羧基改性聚苯醚用於提高接著層20的相對介質常數(Dk)。
所述雙酚F型環氧樹脂用於降低羧基改性聚苯醚的脆性從而降低形成的接著層20的脆性。
所述矽烷偶聯劑可選自N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油迷氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、巰丙基三甲(乙)氧基矽烷中的一種或者幾種。所述矽烷偶聯劑用於提高接著層20與基底10的附著性。
所述二氧化矽填料用於提高形成的接著層20的介電性及控制漲縮性。
所述耐燃填料可選自六苯氧基環三磷腈、三聚氰胺聚磷酸鹽中的一種或者幾種。所述耐燃填料用於提高形成的接著層20的阻燃性。
所述溶劑可選自乙酸卡比醇酯、環己酮、甲基環己烷中的一種或者幾種。所述溶劑用於溶解上述接著劑以形成接著溶液。
所述接著溶液的製備方法如下：將接著劑放置於一容器中，將預定體積的溶劑倒入所述容器中並攪拌形式所述接著溶液，且所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒(CPS)。
以下結合具體實施例作進一步說明。
實施例1：配置黏度為5000CPS的接著溶液，其中，所述接著溶液的溶劑為乙酸卡比醇酯，分別稱取質量分數為52.8g的氟代環脂改性聚醯胺酸、質量分數為13.2g的倍半矽氧烷改性聚醯胺酸、質量分數為11.5g的羧基改性聚苯醚、質量分數為10.3g的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0.7g的N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、質量分數為9.5g的二氧化矽填料及質量分數為15g的六苯氧基環三磷腈放入一容器中，再將預定體積的乙酸卡比醇酯倒入所述容器中並攪拌形式所述接著溶液。
實施例2：配置黏度為5000CPS的接著溶液，其中，所述接著溶液的溶劑為乙酸卡比醇酯，分別稱取質量分數為39.6g的氟代環脂改性聚醯胺酸、質量分數為26.4g的倍半矽氧烷改性聚醯胺酸、質量分數為11.3g的羧基改性聚苯醚、質量分數為10.3g的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0.7g的N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、質量分數為9.5g的二氧化矽填料及質量分數為15g的六苯氧基環三磷腈放入一容器中，再將預定體積的乙酸卡比醇酯倒入所述容器中並攪拌形式所述接著溶液。
實施例3：配置黏度為5000CPS的接著溶液，其中，所述接著溶液的溶劑為乙酸卡比醇酯，分別稱取質量分數為33g的氟代環脂改性聚醯胺酸、質量分數為33g的倍半矽氧烷改性聚醯胺酸、質量分數為11.1g的羧基改性聚苯醚、質量分數為10.3g的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0.7g的N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、質量分數為9.5g的二氧化矽填料及質量分數為15g的六苯氧基環三磷腈放入一容器中，再將預定體積的乙酸卡比醇酯倒入所述容器中並攪拌形式所述接著溶液。
實施例4：配置黏度為5000CPS的接著溶液，其中，所述接著溶液的溶劑為乙酸卡比醇酯，分別稱取質量分數為65g的氟代環脂改性聚醯胺酸、質量分數為11.5g的羧基改性聚苯醚、質量分數為10.3g的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0.7g的N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、質量分數為9.5g的二氧化矽填料及質量分數為15g的六苯氧基環三磷腈放入一容器中，再將預定體積的乙酸卡比醇酯倒入所述容器中並攪拌形式所述接著溶液。
實施例5：配置黏度為5000CPS的接著溶液，其中，所述接著溶液的溶劑為乙酸卡比醇酯，分別稱取質量分數為14g的氟代環脂改性聚醯胺酸、質量分數為48g的倍半矽氧烷改性聚醯胺酸、質量分數為15g的羧基改性聚苯醚、質量分數為10.3g的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0.7g的N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、質量分數為9.5g的二氧化矽填料及質量分數為15g的六苯氧基環三磷腈放入一容器中，再將預定體積的乙酸卡比醇酯倒入所述容器中並攪拌形式所述接著溶液。
經對形成於基底10上的接著層20的剝離強度的檢測，實施例1-5中的接著溶液塗布於基底10的表面上形成的接著層20的剝離強度分別為：1.1kgf/cm、1.4kgf/cm、1.5kgf/cm、1.1kgf/cm及1.4kgf/cm。
經對形成於基底10上的接著層20的焊錫耐熱性的檢測，實施例1-5中的接著溶液塗布於基底10的表面上形成的接著層20的焊錫耐熱溫度分別為：320℃、300℃、300℃、300℃及320℃。
經對形成於基底10上的接著層20的相對介質常數(Dk)，實施例1-5中的接著溶液塗布於基底10的表面上形成的接著層20的Dk分別為：2.5、2.6、2.6、2.6及2.9。
經對形成於基底10上的接著層20的介質損失因數(Df)，實施例1-5中的接著溶液塗布於基底10的表面上形成的接著層20的Dk分別為：0.003、0.005、0.005、0.006及0.005。
請參閱圖5與圖8，所述柔性電路板100包括基底10、兩個接著層20、第一信號線路層31、第二信號線路層41及兩個絕緣層50。基底10為聚醯亞胺(PI)或玻璃纖維環氧樹脂或聚醚醚酮樹脂(PEEK)的介電材料製成。兩個接著層20分別形成於基底10的相對兩個表面(圖未示)上。本實施例中，兩個接著層20藉由塗布方式於所述基底10的相對兩個表面(未標示)上塗布一接著溶液並經乾燥處理形成。每個接著層20的厚度為1微米-3微米。基底10及形成於基底10上的兩個接著層20共同形成一基板200。
所述接著溶液含有接著劑及溶劑。所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒(CPS)。
所述接著劑中含有質量分數為35%-65%的基底前驅劑、質量分數為10%-15%的羧基改性聚苯醚、質量分數為10%-15%的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0%-1.5%的矽烷偶聯劑、質量分數為5%-20%二氧化矽填料及質量分數為10%-20%的耐燃填料。
所述基底前驅劑可選自氟代環脂改性聚醯胺酸、倍半矽氧烷改性聚醯胺酸中的一種或者幾種。所述基底前驅劑能夠於固化形成與基底10相同的材料以提高接著層20與基底10的貼附力。
所述羧基改性聚苯醚用於提高接著層20的相對介質常數(Dk)。
所述雙酚F型環氧樹脂用於降低羧基改性聚苯醚的脆性從而降低形成的接著層20的脆性。
所述矽烷偶聯劑可選自N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油迷氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、巰丙基三甲(乙)氧基矽烷中的一種或者幾種。所述矽烷偶聯劑用於提高接著層20與基底10的附著性。
所述二氧化矽填料用於提高形成的接著層20的介電性及控制漲縮性。
所述耐燃填料可選自六苯氧基環三磷腈、三聚氰胺聚磷酸鹽中的一種或者幾種。所述耐燃填料用於提高形成的接著層20的阻燃性。
所述溶劑可選自乙酸卡比醇酯、環己酮、甲基環己烷中的一種或者幾種。所述溶劑用於溶解上述接著劑以形成接著溶液。
第一信號線路層31與第二信號線路層41分別形成於每個接著層20背離基底10的表面上。兩個絕緣層50分別包覆第一信號線路層31與第二信號線路層41的表面上，且填充於第一信號線路層31及第二信號線路層41與相應的接著層20之間的間隙。
所述柔性電路板100還包括兩個基板200、第一接地層61、第二接地層71及至少一個導電孔82。兩個基板200分別壓合於相應的絕緣層50的表面上。第一接地層61與第二接地層71分別形成兩個所述基板200的遠離絕緣層50的接著層20的表面上。每個導電孔82包括沿基底10、接著層20、第一信號線路層31、第二信號線路層41、絕緣層50、第一接地層61及第二接地層71的層疊方向貫穿開設的通孔80以及於所述通孔80的孔壁上形成的一電鍍層81。 導電孔82用於使第一信號線路層31、第二信號線路層41、第一接地層61及第二接地層71電性連接。
柔性電路板100還包括兩個覆蓋膜90。兩個覆蓋膜90包覆於第一接地層61與第二接地層71的表面上。
上述柔性電路板100及其製作方法藉由利用上述接著溶液製備柔性電路板100中的接著層20，並藉由設置複數具有基底10與接著層20的基板200，從而降低了整個柔性電路板100於高頻信號傳輸的過程中的介質損耗，且製作簡單。
應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立之技術方案，說明書之該等敘述方式僅係為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中之技術方案也可經適當組合，形成本領域技術人員可理解之其他實施方式。
上文所列出之一系列之詳細說明僅係針對本發明之可行性實施方式之具體說明，它們並非用以限制本發明之保護範圍，凡未脫離本發明技藝精神所作之等效實施方式或變更均應包含於本發明之保護範圍之內。
100:柔性電路板
10:基底
20:接著層
31:第一信號線路層
41:第二信號線路層
50:絕緣層
61:第一接地層
71:第二接地層
81:電鍍層
82:導電孔
90:覆蓋膜
200:基板

Claims (9)

  1. 一種柔性電路板的製作方法，其包括以下步驟：提供一基底；藉由塗布方式於所述基底的相對兩個表面上塗布一接著溶液並經乾燥處理形成兩個接著層，且所述基底及形成於所述基底上的兩個所述接著層共同形成一基板，所述接著溶液含有接著劑及溶劑，所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒；於每個所述接著層背離所述基底的表面上分別形成第一銅層與第二銅層；蝕刻所述第一銅層與所述第二銅層以分別形成第一信號線路層與第二信號線路層；於所述第一信號線路層與所述第二信號線路層的表面上分別包覆絕緣層；將製備的另兩個所述基板分別壓合於相應的絕緣層的表面上；於兩個所述基板其中之一的遠離所述絕緣層的接著層的表面上形成第三銅層，於兩個所述基板其中之另一的遠離所述絕緣層的接著層的表面上形成第四銅層，並沿所述基底、所述接著層、所述第一銅層、所述第二銅層、所述絕緣層、所述第三銅層及所述第四銅層的層疊方向貫穿開設有至少一個通孔；對所述通孔的孔壁進行電鍍以形成一電鍍層，從而得到一用於電連接所述第一銅層、所述第二銅層、所述第三銅層及所述第四銅層的導電孔；以及蝕刻所述第三銅層與所述第四銅層以分別形成第一接地層與第二接地層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中，所述乾燥處理的處理溫度為100℃，處理時間為5分鐘。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中，所述製作方法還包括：於所述第一接地層與所述第二接地層的表面上分別包覆覆蓋膜。
  4. 一種柔性電路板，其包括基板、第一信號線路層、第二信號線路層及兩個絕緣層，所述第一信號線路層與所述第二信號線路層分別形成於基板的相對兩個表面上，兩個絕緣層分別包覆第一信號線路層與第二信號線路層的表面上，所述基板包括基底及形成於所述基底上的兩個接著層，其改良在於：兩個所述接著層藉由塗布方式於所述基底的相對兩個表面上塗布一接著溶液並 經乾燥處理形成，所述接著溶液含有接著劑及溶劑，所述接著溶液的黏度為5000毫帕‧秒，所述接著劑中含有質量分數為35%-65%的基底前驅劑、質量分數為10%-15%的羧基改性聚苯醚、質量分數為10%-15%的雙酚F型環氧樹脂、質量分數為0%-1.5%的矽烷偶聯劑、質量分數為5%-20%二氧化矽填料及質量分數為10%-20%的耐燃填料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之柔性電路板，其中，兩個基板、第一接地層、第二接地層及至少一個導電孔，兩個所述基板分別壓合於相應的所述絕緣層的表面上，所述第一接地層與所述第二接地層分別形成兩個所述基板的遠離所述絕緣層的接著層的表面上，每個所述導電孔包括沿所述基底、所述接著層、所述第一信號線路層、所述第二信號線路層、所述絕緣層、所述第一接地層及所述第二接地層的層疊方向貫穿開設的通孔以及於所述通孔的孔壁上形成的一電鍍層，所述導電孔用於使所述第一信號線路層、所述第二信號線路層、所述第一接地層及所述第二接地層電性連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之柔性電路板，其中，所述柔性電路板還包括兩個覆蓋膜，兩個所述覆蓋膜包覆於所述第一接地層與所述第二接地層的表面上。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之柔性電路板，其中，所述基底前驅劑選自氟代環脂改性聚醯胺酸、倍半矽氧烷改性聚醯胺酸中的一種或者幾種。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之柔性電路板，其中，所述矽烷偶聯劑選自N-β-γ-氨丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油迷氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、巰丙基三甲(乙)氧基矽烷中的一種或者幾種。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之柔性電路板，其中，所述溶劑選自乙酸卡比醇酯、環己酮、甲基環己烷中的一種或者幾種。
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