TWI548315B - 電路基板及其製作方法、電路板和電子裝置 - Google Patents
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
本發明涉及一種電路基板的製作方法，由該方法製得的電路基板，應用該電路基板的電路板，及應用該電路板的電子裝置。
近年來，柔性電路板在電子產品上的應用越來越廣泛。柔性電路板的電路基板通常採用減法製程製作，即，在表面具有銅層的覆銅板上先覆蓋一干膜光阻層，再經過曝光顯影製程，將所需要的線路圖案先轉移至光阻層上，再以圖案化的光阻層為遮罩，對裸露的銅層進行濕式蝕刻，在銅層上製作所需的導電線路。然，傳統的減法製程通常存在側蝕現象，即，銅層遠離光阻層的底部蝕刻不完全或頂部蝕刻過量，使得由該方法製得的銅層上的導電線路的剖面輪廓通常呈上窄下寬的梯形結構，會使所製得的導電線路的線寬較大，這樣便需要將銅層的厚度降至特別小才可製得線寬較小的導電線路。另，習知的電路基板的導電線路與覆銅板基板之間的結合力不夠大。
有鑑於此，有必要提供一種可提高導電線路與基板之間結合力的電路基板的製作方法。
另，還有必要提供一種由上述電路基板的製作方法製得的電路基板。
另，還有必要提供一種應用所述電路基板的電路板。
另，還有必要提供一種應用所述電路板的電子裝置。
一種電路基板的製作方法，其包括如下步驟：提供一基板，該基板至少在其表面含有具有-COOH的聚醯亞胺；在所述基板的所述表面形成含有未活化觸媒金屬離子和光引發劑的未活化觸媒層，使靠近基板的未活化觸媒金屬離子與基板的所述表面的具有-COOH的聚醯亞胺發生化學反應而鍵合；對所述未活化觸媒層的部分區域曝光，使該區域的未活化觸媒金屬離子在光引發劑的作用下活化形成觸媒金屬單質，同時所述鍵合後的未活化觸媒金屬離子也在光引發劑的作用下活化形成觸媒金屬單質並嵌設於基板的所述表面，所述被曝光的區域即轉化為活化觸媒區，所述未曝光的區域即為未活化觸媒區；對形成有上述活化觸媒區的基板進行化學鍍導電金屬，使得導電金屬離子進入活化觸媒區中，並在觸媒金屬單質的催化下被還原成導電金屬單質，從而使活化觸媒區轉化為包括導電金屬單質以及分散於導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質的導電線路，以及在化學鍍導電金屬形成導電線路之前或在化學鍍導電金屬形成導電線路之後移除所述未活化觸媒區。
一種電路基板，該電路基板包括基板及結合於該基板至少一表面的導電線路，該基板至少在其表面含有具有-COOH的聚醯亞胺，所述導電線路中含有導電金屬單質以及分散於導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質，所述導電線路中的部分觸媒金屬單質嵌設
於基板與該導電線路相接觸的表面。
一種電路板，該電路板包括上述電路基板。
一種電子裝置，其包括至少一電路板，該電路板包括上述電路基板。
所述電路基板的製作方法，藉由在表面具有-COOH的聚醯亞胺的基板上形成未活化觸媒層，使靠近基板的未活化觸媒金屬離子與基板的所述表面的具有-COOH的聚醯亞胺發生化學反應而鍵合，使部分區域的未活化觸媒金屬離子活化形成觸媒金屬單質，同時所述鍵合後的未活化觸媒金屬離子也在光引發劑的作用下活化形成觸媒金屬單質並嵌設於基板的所述表面，再藉由化鍍使該活化觸媒區轉化成導電線路，從而製得包括觸媒金屬單質和導電金屬單質的導電線路，且該導電線路的部分觸媒金屬單質嵌設於基板與該導電線路相接觸的表面，使導電線路與基板的結合力較強。另，上述電路基板的製作方法不需使用通常的減法製程中的乾膜光阻層，從而有利於避免側蝕現象的產生，製程簡單，節約資源。
10‧‧‧聚醯亞胺膜
100‧‧‧電路基板
10‧‧‧基板
11‧‧‧載板
12‧‧‧覆蓋膜
20‧‧‧導電線路
30‧‧‧未活化觸媒層
40‧‧‧過渡層
41‧‧‧活化觸媒區
42‧‧‧未活化觸媒區
200‧‧‧光罩
201‧‧‧通光孔
400‧‧‧電子裝置
401‧‧‧殼體
402‧‧‧螢幕
圖1為基板的示意圖。
圖2為在圖1所示的基板的表面結合未活化觸媒層的示意圖。
圖3為對圖2所示的未活化觸媒層進行曝光的示意圖。
圖4為圖3所示的未活化觸媒層曝光後形成的過渡層的示意圖。
圖5為去除圖4所示的過渡層的未活化觸媒區後的示意圖。
圖6為本發明一較佳實施例的電路基板。
圖7為本發明一較佳實施例的電子裝置的示意圖。
請參閱圖6，本發明提供一種電路基板100，其用於製作電路板(圖未示)。該電路基板100包括基板10及結合於該基板10至少一表面的圖案化的導電線路20。該導電線路20中含有導電金屬單質以及分散於導電金屬單質顆粒之間的對導電金屬離子還原具有催化活性的觸媒金屬單質。該導電線路20的部分觸媒金屬單質嵌設於基板10與該導電線路20相接觸的表面，從而有效提高了導電線路20與基板10的結合力。
所述導電金屬單質為銅金屬單質、鎳金屬單質、及銀金屬單質等常規應用於電路板的導電金屬單質，優選為銅金屬單質。
所述觸媒金屬單質為鈀金屬單質、金金屬單質、鎳金屬單質、鈷金屬單質等常規使用的觸媒金屬單質，優選為鈀金屬單質。
在本實施方式中，所述基板10包括載板11及結合於該載板11至少一表面的覆蓋膜12，每一導電線路20結合於該覆蓋膜12遠離載板11的表面。
該載板11的材質可選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、聚碸、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、三乙烯基纖維素等常規應用於電路基板的絕緣樹脂中的一種。
該覆蓋膜12為聚醯亞胺膜(PI膜)，該聚醯亞胺膜中包含具有-COOH(羧基)的聚醯亞胺(以下簡稱PI-COOH)。該PI-COOH的
結構式為：
其中X1和X3為具有四個共價鍵的有機官能基，X1和X3可相同或不相同；X2和X4為具有雙共價鍵的有機官能基，X2和X4可相同或不相同；m和n為重複單元的數目，其中，m、n分別為10至1000的整數。
X1和X3分別選自以下官能基之一：
。
X2與X4相同的時候，X2和X4分別選自以下官能基之一：
。其中R1為COOH；R2選自OH、
、及中的一種，R為H或CH3，p、q為1至20的整數；Y1選自-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)n1-、-O(CH2)n2O-、-COO(CH2)n3OCO-、、及中的一種，其中n1、n2、n3為1至10的整數。
當X4與X2不相同的時候，X4選自以下官能基中的一種：
。其中，Y1和Y2分別選自-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)n1-、-O(CH2)n2O-、-COO(CH2)n3OCO-、、及中的一種，其中n1、n2、n3為1至10的整數；R3為H、CH3、乙基或苯
基，r、s、t為1至30的整數。
在另一實施方式中，所述基板10直接為一聚醯亞胺基板而不包括所述載板11，該聚醯亞胺基板中包含所述PI-COOH。
請結合參閱圖1~6，一種上述電路基板100的製作方法，其包括如下步驟：
步驟S1：請參閱圖1，提供一基板10，該基板10的至少一表面含有PI-COOH。
在本實施方式中，該基板10包括載板11及結合於該載板11至少一表面的覆蓋膜12，該覆蓋膜12為聚醯亞胺膜，該聚醯亞胺膜包含PI-COOH。在另一實施方式中，該基板10為聚醯亞胺基板，該聚醯亞胺基板中包含PI-COOH。
步驟S2：請參閱圖2，在所述基板10的一表面形成一未活化觸媒層30。該未活化觸媒層30中含有未活化觸媒金屬離子(Mn+)及光引發劑。
具體的，將所述基板10浸入含有未活化觸媒金屬離子Mn+和光引發劑的觸媒溶液中，然後取出，從而使該基板10的表面形成所述未活化觸媒層30。
所述未活化觸媒金屬離子Mn+為過渡金屬離子，該過渡金屬離子選自金離子、鈀離子、鈷離子、及鎳離子中的一種或幾種，其中n為大於0的整數。所述光引發劑選自1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2、4、6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、安息香雙甲醚、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環己基-苯基甲酮、甲苯醯基衍生物、二
苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基-二苯硫醚、2-苯甲醯基苯甲酸甲酯、異丙基硫雜蔥酮(2、4異構體混合物)、4-(N、N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、4-(N、N-二甲氨基)苯甲酸異辛酯、三級胺丙烯酸酯、胺改性環氧丙烯酸酯中的一種或幾種。該光引發劑用於在曝光時引發所述未活化觸媒金屬離子Mn+活化形成觸媒金屬單質M。
其中，在基板10與所述觸媒溶液接觸的時候，該基板10表面的PI-COOH會與未活化觸媒金屬離子Mn+發生化學反應生成[PI-COO]nM，使靠近基板10的未活化觸媒金屬離子Mn+與基板10藉由化學鍵結合，從而使未活化觸媒層30與基板10之間有較強的結合力。
步驟S3：請參閱圖3和圖4，對所述未活化觸媒層30的對應需設置導電線路20的區域進行曝光，使該區域的未活化觸媒金屬離子Mn+在光引發劑的作用下活化形成活化的觸媒金屬單質M，從而使該區域形成為活化觸媒區41。未曝光的區域為未活化觸媒區42，即得到一包括活化觸媒區41和未活化觸媒區42的過渡層40。
具體的，在所述基板10的具有未活化觸媒層30的一側罩設一具有通光孔201的圖案化的光罩200，該通光孔201對應未活化觸媒層30的需設置導電線路20的區域。該光罩200除了通光孔201以外的區域不會使光線藉由。接著對未活化觸媒層30曝光，使光源(圖未示)發射的光線藉由光罩200的通光孔201照射到未活化觸媒金屬離子，使該區域的未活化觸媒金屬離子Mn+在光引發劑的作用下活化形成觸媒金屬單質M，從而得到所述包括活化觸媒區41和未活化觸媒區42的過渡層40。其中，該活化觸媒區41中含有觸媒金
屬單質。所述光源發射的光線可以為紫外光、紅外光等可以使未活化觸媒金屬離子Mn+活化的光。
在曝光過程中，在未活化觸媒層30中的未活化觸媒金屬離子Mn+被還原成觸媒金屬單質M的同時，未活化觸媒層30與基板10的結合介面的與PI-COO-結合的未活化觸媒金屬離子Mn+也被還原成觸媒金屬單質M並嵌設於基板10與該過渡層40相接觸的表面。
步驟S4：請參閱圖5，移除所述未活化觸媒區42。
具體的，可藉由常規使用的鹼液去除未活化觸媒層的方法清洗未活化觸媒區42，再用水沖洗乾淨，從而將未活化觸媒區42移除。其中，該鹼液可以為常規使用的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等鹼性溶液。
步驟S5：請參閱圖6，對形成有上述活化觸媒區41的基板進行化學鍍導電金屬，以使活化觸媒區41轉化成導電線路20。
具體的，在上述活化觸媒區41上塗覆或浸入含有導電金屬離子的溶液，使得導電金屬離子進入活化觸媒區41中，並在活化觸媒區41中的觸媒金屬單質M的催化下被還原成導電金屬單質，從而形成包括導電金屬單質以及分散於導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質的導電線路20。
可以理解，所述步驟S4和步驟S5的順序還可以調換，即先對形成有上述活化觸媒區41的基板進行化學鍍導電金屬，以使活化觸媒區41轉化成導電線路20，然後移除所述未活化觸媒區42。且優選為，化學鍍形成導電線路20後再去除未活化觸媒區41。
上述含有導電金屬離子的溶液可以為硫酸銅溶液、硝酸銅溶液、
氯化銅溶液、硫酸鎳溶液、硝酸鎳溶液、氯化鎳溶液、硝酸銀溶液等化學鍍中常規使用的具有導電金屬離子的化學鍍導電金屬溶液。
請參閱圖7，一種電子裝置400，該電子裝置400可以為手機、電腦、電子閱讀器、智慧手錶等。所述電子裝置400包括殼體401及安裝於殼體401的螢幕402，該殼體401與螢幕402配合形成有容置空間(圖未示)，所述電子裝置400還包括容置於該容置空間的電路板(圖未示)，該電路板包括上述電路基板100。
上述電路基板100的製作方法藉由基板10表面的PI-COOH與未活化觸媒金屬離子Mn+發生化學反應得到[PI-COO]nM，[PI-COO]nM中與PI-COO-鍵合的未活化觸媒金屬離子Mn+再感光還原成單質M並嵌設於基板10的表面，從而使形成的導電線路20與基板10具有較好的結合力。該電路基板100的製作方法不需使用通常的減法製程中的乾膜光阻層，從而有利於避免側蝕現象的產生，製程簡單，節約資源。
100‧‧‧電路基板
10‧‧‧基板
11‧‧‧載板
12‧‧‧覆蓋膜
20‧‧‧導電線路
Claims (10)
- 一種電路基板的製作方法，其包括如下步驟：提供一基板，該基板至少在其表面含有具有-COOH的聚醯亞胺；在所述基板的所述表面形成含有未活化觸媒金屬離子和光引發劑的未活化觸媒層，使靠近基板的未活化觸媒金屬離子與基板的所述表面的具有-COOH的聚醯亞胺發生化學反應而鍵合；對所述未活化觸媒層的部分區域曝光，使該區域的未活化觸媒金屬離子在光引發劑的作用下活化形成觸媒金屬單質，同時所述鍵合後的未活化觸媒金屬離子也在光引發劑的作用下活化形成觸媒金屬單質並嵌設於基板的所述表面，所述被曝光的區域即轉化為活化觸媒區，所述未曝光的區域即為未活化觸媒區；對形成有上述活化觸媒區的基板進行化學鍍導電金屬，使得導電金屬離子進入活化觸媒區中，並在觸媒金屬單質的催化下被還原成導電金屬單質，從而使活化觸媒區轉化為包括導電金屬單質以及分散於導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質的導電線路，以及在化學鍍導電金屬形成導電線路之前或在化學鍍導電金屬形成導電線路之後移除所述未活化觸媒區。
- 如申請專利範圍第1項所述的電路基板的製作方法，其中，所述基板包括載板及結合於該載板至少一表面的覆蓋膜，該覆蓋膜含有具有-COOH的聚醯亞胺；或者所述基板為聚醯亞胺基板，該聚醯亞胺基板中包含具有-COOH的聚醯亞胺。
- 如申請專利範圍第1項所述的電路基板的製作方法，其中，所述導電金屬單質選自銅、鎳、及銀中的一種或幾種；所述觸媒金屬單質選自鈀金屬 單質、金金屬單質、鎳金屬單質、及鈷金屬單質中的一種或幾種。
- 如申請專利範圍第1項所述的電路基板的製作方法，其中，所述含有導電金屬離子的溶液選自硫酸銅溶液、硝酸銅溶液、氯化銅溶液、硫酸鎳溶液、硝酸鎳溶液、氯化鎳溶液、硝酸銀溶液中的一種或幾種。
- 一種電路基板，其改良在於，該電路基板由申請專利範圍第1至4項中任意一項所述的電路基板的製作方法製成，該電路基板包括基板及結合於該基板至少一表面的導電線路，該基板至少在其表面含有具有-COOH的聚醯亞胺，所述導電線路中含有導電金屬單質以及分散於導電金屬單質顆粒之間的觸媒金屬單質，所述導電線路中的部分觸媒金屬單質嵌設於基板與該導電線路相接觸的表面。
- 如申請專利範圍第5項所述的電路基板，其中，所述導電金屬單質選自銅、鎳、及銀中的一種或幾種；所述觸媒金屬單質選自鈀金屬單質、金金屬單質、鎳金屬單質、及鈷金屬單質中的一種或幾種。
- 如申請專利範圍第5項所述的電路基板，其中，所述基板包括載板及結合於該載板至少一表面的覆蓋膜，每一導電線路結合於該覆蓋膜遠離該載板的表面，該覆蓋膜含有具有-COOH的聚醯亞胺。
- 如申請專利範圍第5項所述的電路基板，其中，所述基板為聚醯亞胺基板，該聚醯亞胺基板中包含具有-COOH的聚醯亞胺。
- 一種電路板，其改良在於，該電路板包括申請專利範圍第1至4項任意一項所述的電路基板的製作方法製作的電路基板。
- 一種電子裝置，其包括至少一電路板，其改良在於，該電路板包括申請專利範圍第1至4項任意一項所述的電路基板的製作方法製作的電路基板。
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| TWI663901B (zh) * | 2017-07-05 | 2019-06-21 | HongQiSheng Precision Electronics (QinHuangDao) Co.,Ltd. | 柔性電路板及其製作方法 |
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- 2015-07-31 TW TW104125022A patent/TWI548315B/zh active
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