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TWI663901B - 柔性電路板及其製作方法 - Google Patents

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TWI663901B
TWI663901B TW106124680A TW106124680A TWI663901B TW I663901 B TWI663901 B TW I663901B TW 106124680 A TW106124680 A TW 106124680A TW 106124680 A TW106124680 A TW 106124680A TW I663901 B TWI663901 B TW I663901B
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Gang Yuan
袁剛
Ming-hua DU
杜明華
Cheng-Jia Li
李成佳
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HongQiSheng Precision Electronics (QinHuangDao) Co.,Ltd.
宏啟勝精密電子（秦皇島）有限公司
Avary Holding (Shenzhen) Co., Limited.
鵬鼎控股（深圳）股份有限公司
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Abstract

一種柔性電路板，包括：一聚醯亞胺基材，開設有貫穿的至少一通孔，所述聚醯亞胺基材相對的兩表面均形成有凹槽；一聚醯亞胺導電膜，形成於所述聚醯亞胺基材相對的兩表面除所述凹槽之外的部分以及所述通孔的內壁上，包括位於所述通孔的內壁的第一聚醯亞胺導電層以及除第一聚醯亞胺導電層之外的一第二聚醯亞胺導電層；兩導電線路層，形成於所述第二聚醯亞胺導電層的表面，每一導電線路層具有與所述凹槽位置對應的線路開口，所述通孔中具有導電部以電性連接兩導電線路層；兩覆蓋膜，形成於兩導電線路層的表面並填充至所述凹槽。

Description

柔性電路板及其製作方法
本發明涉及一種柔性電路板及其製作方法。
隨著智慧手機、平板電腦和可穿戴式設備等電子產品向小型化、多功能化方向發展，柔性電路板也需要滿足高密度化的要求。改進型半加成法(MSAP)是一種較為常見的製作高密度柔性電路板的工藝。MSAP採用在聚醯亞胺(PI)基材表面壓合超薄底銅，將底銅減薄到所需厚度，然後壓合幹膜，利用曝光顯影技術在底銅上方形成電鍍銅層，然後撕除幹膜，再將位於電鍍銅層之間的底銅蝕刻去除。
然而，在底銅的蝕刻過程中，電鍍銅層的側壁也可能會被蝕刻，造成線路線距增加而難以獲得高密度的柔性電路板。而且，由於底銅一般為電解銅，本身材質比電鍍銅緻密，二者腐蝕速率的差異會導致銅線路底部產生側蝕(undercut)現象，造成線路歪斜。再者，PI基材表面具有一定的粗糙度，而且PI基材表面通常通過濺射的方式形成種子層以克服底銅與PI基材的附著力不佳的問題，而該種子層在後續的蝕刻過程中較難去除，導致殘留而引發短路風險。
有鑑於此，本發明提供一種柔性電路板及其製作方法，能夠解決以上問題。
本發明提供一種柔性電路板的製作方法，其包括：提供一絕緣的聚醯亞胺基材，所述聚醯亞胺基材中形成有至少一貫穿的通孔；在所述通孔的內壁以及所述聚醯亞胺基材的表面形成一聚醯亞胺導電膜，所述聚醯亞胺導電膜包括位於所述通孔的內壁的第一聚醯亞胺導電層以及除所述第一聚醯亞胺導電層之外的一第二聚醯亞胺導電層；在所述第二聚醯亞胺導電層遠離所述聚醯亞胺基材的每一表面上覆蓋一感光層；利用曝光顯影技術在每一感光層中形成圖形開口，所述圖形開口用於暴露形成有所述第一聚醯亞胺導電層的通孔以及 部分所述第二聚醯亞胺導電層；在所述第二聚醯亞胺導電層所暴露的部分上鍍銅以形成兩導電線路層，並在形成有所述第一聚醯亞胺導電層的通孔中鍍銅以形成電性連接所述兩導電線路層的導電部；移除每一感光層以暴露位於所述導電線路層的線路開口；蝕刻所述第二聚醯亞胺導電層與所述線路開口對應的部分以及所述聚醯亞胺基材的每一表面與所述線路開口對應的部分，蝕刻後的所述聚醯亞胺基材的表面形成與所述線路開口對應的凹槽；以及在每一導電線路層遠離所述聚醯亞胺基材的表面覆蓋一覆蓋膜，然後壓合所述覆蓋膜以使其流動至所述凹槽，從而制得所述柔性電路板。
本發明還提供一種柔性電路板，包括：一聚醯亞胺基材，開設有貫穿的至少一通孔，所述聚醯亞胺基材相對的兩表面均形成有凹槽；一聚醯亞胺導電膜，形成於所述聚醯亞胺基材相對的兩表面除所述凹槽之外的部分以及所述通孔的內壁上，所述聚醯亞胺導電膜包括位於所述通孔的內壁的第一聚醯亞胺導電層以及除所述第一聚醯亞胺導電層之外的一第二聚醯亞胺導電層；兩導電線路層，形成於所述第二聚醯亞胺導電層遠離所述聚醯亞胺基材的表面，每一導電線路層具有與所述凹槽位置對應的線路開口，其中，形成有所述第一聚醯亞胺導電層的通孔中具有導電部以電性連接所述兩導電線路層；以及兩覆蓋膜，形成於所述兩導電線路層遠離所述聚醯亞胺基材的表面，所述覆蓋膜填充至所述凹槽。
與現有技術相比，以上覆銅基板的製作過程為全加成法，通過在聚醯亞胺基材上形成聚醯亞胺導電膜以使所述聚醯亞胺基材的表面金屬化，而在蝕刻位於所述導電線路層之間的聚醯亞胺導電膜的過程中，不會對導電線路層進行蝕刻，這在保證較小的線距的同時可避免側蝕現象產生；再者，所述聚醯亞胺基材的每一表面與所述線路開口對應的部分也會被蝕刻而形成凹槽，從而確保導電線路層之間的聚醯亞胺導電膜被蝕刻去除，避免部分殘留造成引發短路風險。
10‧‧‧聚醯亞胺基材
11‧‧‧通孔
12‧‧‧凹槽
20‧‧‧聚醯亞胺導電膜
21‧‧‧第一聚醯亞胺導電層
22‧‧‧第二聚醯亞胺導電層
30‧‧‧感光層
31‧‧‧圖形開口
40‧‧‧導電線路層
41‧‧‧導電部
42‧‧‧線路開口
50‧‧‧覆蓋膜
100‧‧‧柔性電路板
圖1為本發明一較佳實施方式提供的柔性電路板的製作方法的流程圖。
圖2為圖1所示的製作方法所使用的聚醯亞胺基材的剖視圖。
圖3為在圖2所示的聚醯亞胺基材中開設通孔後的剖視圖。
圖4為在圖3所示的通孔內壁以及聚醯亞胺基材表面形成聚醯亞胺導電膜後的剖視圖。
圖5為在圖4所示的聚醯亞胺導電膜的第二聚醯亞胺導電層上覆蓋兩感光層後的剖視圖。
圖6為對圖5所示的感光層進行曝光處理後的剖視圖。
圖7為對圖6所示的感光層進行顯影處理以形成圖形開口後的剖視圖。
圖8為在圖7所示的聚醯亞胺導電膜的第二聚醯亞胺導電層所暴露的部分鍍銅以形成導電線路層後的剖視圖。
圖9為將圖8所示的感光層移除後的剖視圖.
圖10為蝕刻圖9所示的第二聚醯亞胺導電層以及聚醯亞胺基材後的剖視圖。
圖11為在圖10所示的導電線路層的表面覆蓋覆蓋膜後得到的柔性電路板的剖視圖。
請參閱圖1，本發明一較佳實施方式提供一種柔性電路板100的製作方法，其包括如下步驟：
步驟S1，請參閱圖2，提供一絕緣的聚醯亞胺(polyimide，PI)基材10。
步驟S2，請參閱圖3，在所述聚醯亞胺基材10中形成至少一貫穿的通孔11。
在本實施方式中，通過鐳射打孔的方式形成所述通孔11。
步驟S3，請參閱圖4，在所述通孔11的內壁以及所述聚醯亞胺基材10的表面形成一聚醯亞胺導電膜20，以使所述聚醯亞胺基材10的表面金屬化。所述聚醯亞胺導電膜20包括位於所述通孔11的內壁的第一聚醯亞胺導電層21以及除所述第一聚醯亞胺導電層21之外的一第二聚醯亞胺導電層22。
在本實施方式中，所述聚醯亞胺導電膜20中混合有金屬或金屬氧化物顆粒。所述聚醯亞胺導電膜20可採用原位分散法、原位沉積法、溶膠-凝膠法以及表面改性離子交換法中的其中一種形成。
所述原位分散法具體為：提供一具有較低粘度的聚醯胺酸溶液作為聚醯亞胺前驅體，將帶有金屬或金屬氧化物顆粒的分散劑加入至所述聚醯胺 酸溶液中以得到一混合物，然後將所述混合物流延成膜並在一定溫度下熱亞胺化，從而得到所述聚醯亞胺導電膜20。所述原位分散法還可具體為：提供一聚醯胺酸溶液，將金屬或金屬氧化物顆粒加入至所述聚醯亞胺溶液中以得到一混合物，然後在所述通孔11的內壁以及所述聚醯亞胺基材10的表面塗布該混合物並進行熱處理，使得聚醯胺酸溶液中的溶劑揮發且聚醯胺酸發生醯亞胺環化反應生成聚醯亞胺，從而得到所述聚醯亞胺導電膜20。
所述原位沉積法具體為：提供一聚醯胺酸溶液作為聚醯亞胺前驅體，將金屬鹽加入至所述聚醯胺酸溶液中以制得一混合物，然後流延成膜並進行熱處理，使得聚醯胺酸發生醯亞胺環化反應生成聚醯亞胺，同時金屬鹽原位分解形成金屬或金屬氧化物顆粒，從而得到所述聚醯亞胺導電膜20。
所述溶膠-凝膠法具體為：提供一具有較低粘度的聚醯胺酸溶液作為聚醯亞胺前驅體，將金屬有機醇鹽加入至所述聚丙烯酸溶液或聚醯亞胺溶液中以得到一混合物，然後流延成膜並進行熱處理，使得聚醯胺酸發生醯亞胺環化反應生成聚醯亞胺，同時有機金屬醇鹽經過溶膠-凝膠過程水解形成金屬氧化物，從而得到所述聚醯亞胺導電膜20。
所述表面改性離子交換法具體為：提供一聚醯胺酸的半幹性薄膜作為聚醯亞胺前驅體，將所述半幹性薄膜在一無機金屬鹽水溶液中進行離子交換，然後在張力作用下在空氣中進行熱處理，使得聚醯胺酸發生醯亞胺環化反應生成聚醯亞胺，同時金屬離子被熱誘導還原成金屬並部分遷移聚集在所述半幹性薄膜的兩相對表面，從而形成雙面高反射高導電的所述聚醯亞胺導電膜20。
其中，所述金屬包括銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鉑(Pt)、金(Au)、鈷(Co)、鋰(Li)、鋅(Zn)以及鋁(Al)等中的至少一種。所述金屬氧化物包括氧化銀、氧化銅、氧化鎳、氧化鉛、氧化鉑、氧化金、氧化鈷、氧化鋰、氧化鋅以及氧化鋁等中的至少一種。
步驟S4，請參閱圖5，在所述第二聚醯亞胺導電層22遠離所述聚醯亞胺基材10的每一表面上覆蓋一感光層30。
在本實施方式中，所述感光層30為一干膜。
步驟S5，請參閱圖6，對每一感光層30進行曝光處理。
具體地，先在每一感光層30上分別貼覆線路圖案，然後對其進行紫外光照處理，從而使所述感光層30未被線路圖案覆蓋的區域因被紫外光線照 射而固化(即被曝光)，而所述感光層30被線路圖案覆蓋的區域因未被紫外光線照射而沒有被固化(即未被曝光)。
步驟S6，請參閱圖7，對曝光後的每一感光層30進行顯影處理，從而在每一感光層30中形成圖形開口31，所述圖形開口31用於暴露形成有所述第一聚醯亞胺導電層21的通孔11以及部分所述第二聚醯亞胺導電層22。
具體的，將覆蓋有所述感光層30的產品浸泡於顯影液中，每一感光層30未被曝光的區域因與顯影液反應而被移除，從而形成所述圖形開口31。所述顯影液採用濃度為1%的NaCO3溶液。
步驟S7，請參閱圖8，在所述第二聚醯亞胺導電層22所暴露的部分上鍍銅以形成兩導電線路層40，並在形成有所述第一聚醯亞胺導電層21的通孔11中鍍銅以形成電性連接所述兩導電線路層40的導電部41。
在本實施方式中，通過化學鍍或電鍍的方式形成所述導電線路層40。
步驟S8，請參閱圖9，移除每一感光層30以暴露所述導電線路層40的線路開口42。
步驟S9，請參閱圖10，蝕刻所述第二聚醯亞胺導電層22與所述線路開口42對應的部分以及所述聚醯亞胺基材10的每一表面與所述線路開口42對應的部分，蝕刻後的所述聚醯亞胺基材10的表面形成與所述線路開口42對應的凹槽12。
在本實施方式中，採用一鹼性藥水蝕刻所述第二聚醯亞胺導電層22和所述聚醯亞胺基材10。在蝕刻過程中，聚醯亞胺發生開環水解，而後被氧化劑氧化。更具體的，可通過控制氧化劑的含量、反應溫度以及反應時間來控制所述聚醯亞胺基材10的蝕刻程度，即控制所述凹槽12的深度。
在另一實施方式中，採用鐳射蝕刻所述第二聚醯亞胺導電層22和所述聚醯亞胺基材10。所述鐳射可為二氧化碳鐳射或紫外鐳射。
步驟S10，請參閱圖11，在每一導電線路層40遠離所述聚醯亞胺基材10的表面覆蓋一覆蓋膜50，然後壓合所述覆蓋膜50以使其流動而填充至所述凹槽12，從而制得所述柔性電路板100。
以上覆銅基板100的製作過程為全加成法，通過在聚醯亞胺基材10上形成聚醯亞胺導電膜20以使所述聚醯亞胺基材10的表面金屬化，從而提高所述聚醯亞胺基材10與所述導電線路層40之間的結合力，而在蝕刻位於所述 導電線路層40之間的聚醯亞胺導電膜20的過程中(參以上步驟S9)，不會對導電線路層40進行蝕刻，這在保證較小的線距的同時可避免側蝕現象產生。再者，所述聚醯亞胺基材10的每一表面與所述線路開口42對應的部分也會被蝕刻而形成凹槽12(參以上步驟S9)，從而確保導電線路層40之間的聚醯亞胺導電膜20被蝕刻去除，避免部分殘留造成引發短路風險。
請參閱圖11，本發明一較佳實施方式還提供一種柔性電路板100，其包括一聚醯亞胺基材10。所述聚醯亞胺基材10中開設有貫穿的至少一通孔11。所述聚醯亞胺基材10相對的兩表面均形成有凹槽12。
所述聚醯亞胺基材10相對的兩表面除所述凹槽12之外的部分以及所述通孔11的內壁上形成一聚醯亞胺導電膜20。所述聚醯亞胺導電膜20包括位於所述通孔11的內壁的第一聚醯亞胺導電層21以及除所述第一聚醯亞胺導電層21之外的一第二聚醯亞胺導電層22。
所述第二聚醯亞胺導電層22遠離所述聚醯亞胺基材10的表面形成有兩導電線路層40。每一導電線路層40具有與所述凹槽12位置對應的線路開口42。其中，形成有所述第一聚醯亞胺導電層21的通孔11中具有導電部41以電性連接所述兩導電線路層40。
在每一導電線路層40遠離所述聚醯亞胺基材10的表面覆蓋有一覆蓋膜50，所述覆蓋膜50填充至所述凹槽12。
最後需要指出，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本發明技術方案的精神和範圍。

Claims (8)

  1. 一種柔性電路板的製作方法，其包括：提供一絕緣的聚醯亞胺基材，所述聚醯亞胺基材中形成有至少一貫穿的通孔；在所述通孔的內壁以及所述聚醯亞胺基材的表面形成一聚醯亞胺導電膜，所述聚醯亞胺導電膜包括位於所述通孔的內壁的第一聚醯亞胺導電層以及除所述第一聚醯亞胺導電層之外的一第二聚醯亞胺導電層；在所述第二聚醯亞胺導電層遠離所述聚醯亞胺基材的每一表面上覆蓋一感光層；利用曝光顯影技術在每一感光層中形成圖形開口，所述圖形開口用於暴露形成有所述第一聚醯亞胺導電層的通孔以及部分所述第二聚醯亞胺導電層；在所述第二聚醯亞胺導電層所暴露的部分上鍍銅以形成兩導電線路層，並在形成有所述第一聚醯亞胺導電層的通孔中鍍銅以形成電性連接所述兩導電線路層的導電部；移除每一感光層以暴露位於所述導電線路層的線路開口；蝕刻所述第二聚醯亞胺導電層與所述線路開口對應的部分以及所述聚醯亞胺基材的每一表面與所述線路開口對應的部分，蝕刻後的所述聚醯亞胺基材的表面形成與所述線路開口對應的凹槽；以及在每一導電線路層遠離所述聚醯亞胺基材的表面覆蓋一覆蓋膜，然後壓合所述覆蓋膜以使其流動至所述凹槽，從而制得所述柔性電路板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的柔性電路板的製作方法，其中，通過鐳射打孔的方式形成所述通孔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的柔性電路板的製作方法，其中，所述聚醯亞胺導電膜中混合有金屬或金屬氧化物顆粒。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的柔性電路板的製作方法，其中，所述聚醯亞胺導電膜採用原位分散法、原位沉積法、溶膠-凝膠法以及表面改性離子交換法中的其中一種形成。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的柔性電路板的製作方法，其中，所述金屬包括銀、銅、鎳、鉛、鉑、金、鈷、鋰、鋅以及鋁中的至少一種，所述金屬氧化物包括氧化銀、氧化銅、氧化鎳、氧化鉛、氧化鉑、氧化金、氧化鈷、氧化鋰、氧化鋅以及氧化鋁等中的至少一種。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的柔性電路板的製作方法，其中，通過化學鍍或電鍍的方式形成所述導電線路層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的柔性電路板的製作方法，其中，採用鹼性藥水或鐳射技術蝕刻所述第二聚醯亞胺導電層和所述聚醯亞胺基材。
  8. 一種柔性電路板，包括：一聚醯亞胺基材，開設有貫穿的至少一通孔，所述聚醯亞胺基材相對的兩表面均形成有凹槽；一聚醯亞胺導電膜，形成於所述聚醯亞胺基材相對的兩表面除所述凹槽之外的部分以及所述通孔的內壁上，所述聚醯亞胺導電膜包括位於所述通孔的內壁的第一聚醯亞胺導電層以及除所述第一聚醯亞胺導電層之外的一第二聚醯亞胺導電層；兩導電線路層，形成於所述第二聚醯亞胺導電層遠離所述聚醯亞胺基材的表面，每一導電線路層具有與所述凹槽位置對應的線路開口，其中，形成有所述第一聚醯亞胺導電層的通孔中具有導電部以電性連接所述兩導電線路層；以及兩覆蓋膜，形成於所述兩導電線路層遠離所述聚醯亞胺基材的表面，所述覆蓋膜填充至所述凹槽。
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