TW201406229A - 印刷電路板及應用其之製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種印刷電路板，包括：基板；至少一彈性電極形成於基板上，彈性電極由彈性材質所組成；以及至少一金屬電極形成於彈性電極上。

Description

印刷電路板及應用其之製造方法
本發明是有關於一種印刷電路板及應用其之製造方法。
一種印刷電路板，係電性連接多數個元件至電機或電子裝置，使得多數個元件彼此電性連接，使得彼此之間得以交換功率或電子訊號。印刷電路板已廣泛應用於電機與電子裝置中，像是行動電話、筆記型電腦、顯示裝置等。
印刷電路板可分成剛性基板或剛性與可撓性基板。於此，可撓性基板為可彎曲。
形成印刷電路板時，印刷電路板會進行多種高溫製程，可於形成印刷電路板中產生像是變形，如翹曲等。此外，可撓性基板可於彎曲的狀態下與電子裝置安置在一起。在此情況下，為了電性連接印刷電路板至外部電子裝置，可於印刷電路板上形成電極。一般而言，可以長度或寬度方向(美國專利號第7593085)於印刷電路板上形成電極。如上所述，在印刷電路板上形成電極的情況下可能會產生過度變形、損壞，如斷線等。
本發明係致力提供一種印刷電路板及應用其之製造方法，此印刷電路板對於抗變形具有高耐久性。
此外，本發明係致力提供一種印刷電路板及應用其 之製造方法，此印刷電路板具有優良的可靠性。
再者，本發明係致力提供一種印刷電路板及應用其之製造方法，此印刷電路板可於百萬分之一的厚度下施行。
依據本發明之一實施例，提供一種印刷電路板，包括基板；至少一彈性電極形成於基板上，並由彈性材質所組成；以及至少一金屬電極形成於彈性電極上。
彈性電極可由石墨烯(graphene)或氧化石墨烯(graphene oxide)所組成。
金屬電極可由導電金屬所組成。
印刷電路板更包括種子層，形成於金屬電極與彈性電極之間。
金屬電極可行成於彈性電極的兩側。
依據本發之另一實施例，提供一種印刷電路板的製造方法，包括：製備載體構件，載體構件之整個上表面上形成金屬層；初次圖案化金屬層；形成彈性金屬層於初次圖案化金屬層及載體構件上；形成基板於彈性金屬層上；移除載體構件，以形成彈性電極；以及再次圖案化初次圖案化金屬層，形成金屬電極。
初次圖案化金屬層，可通過對應彈性電極的圖案化金屬層而形成。
於形成金屬電極中，再次圖案化係施行於初次圖案化金屬層上，使得至少一金屬電極形成於彈性電極上。
形成金屬電極，再次圖案化係施行於初次圖案化金屬層上，使得金屬電極係形成於彈性電極的兩側
金屬電極係由導電金屬所組成。
彈性金屬層，係由氧化及還原的方法來形成。
彈性金屬層係由石墨烯或氧化石墨烯所組成。
依據本發明之又一實施例，提供一種印刷電路板的製造方法，包括：製備載體構件，載體構件之整個上表面上形成金屬層；初次圖案化金屬層；形成彈性電極於初次圖案化金屬層 上；形成基板於彈性電極上；移除載體構件；以及再次圖案化初次圖案化金屬層，以形成金屬電極。
初次圖案化金屬層，係通過圖案化對應彈性電極的金屬層而形成。
彈性電極係由化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)來形成。
製造方法更包括：形成初次圖案化金屬層之後，形成種子層於初次圖案化金屬層上。
於形成金屬電極中，再次圖案化可施行於初次圖案化金屬層上，使得至少一金屬層形成於彈性電極上。
於形成金屬電極中，再次圖案化可施行於初次圖案化的金屬層上，使得金屬電極形成於彈性電極的兩側。
金屬電極係由導電金屬所組成。
彈性電極係由石墨烯或氧化石墨烯所組成。
100、110‧‧‧金屬層
111‧‧‧金屬電極
120‧‧‧彈性金屬層
121‧‧‧彈性電極
130‧‧‧基板
140‧‧‧種子層
200‧‧‧載體構件
第1圖繪示依照本發明之一實施例中印刷電路板的示意圖。
第2至7圖繪示依照本發明之一實施例中印刷電路板的製造方法的示意圖。
第8至14圖繪示依照本發明之另一實施例中印刷電路板的製造方法的示意圖。
由以下詳細描述的實施例與附圖的結合，將更清楚地理解本發明的目的、特徵及優點。在整個附圖中，相同的參考標號，係用於指示相同或相似的元件，並省略重複的說明。此外，在以下的說明中，「第一」、「第二」、「一側」「另一側」等類似的術語，是用於區分租元件與其他元件，但此組件的配置不應該被 該些術語所限制。再者，在本發明的描述中，當其相關技術的詳細描述會模糊本發明的主旨時，描述將被省略。
在下文中，將參照附圖以更詳細地描述本發明之實施例。
第1圖係依照本發明之一實施例的印刷電路板的示意圖。
參照第1圖，可配置印刷電路板100，其包括基板130、彈性電極121、金屬電極111及種子層140。
為了協助理解本發明，依照本發明之實施例中印刷電路板100的平面圖，及分別依照第1圖繪示之平面圖的前視圖(A-A’)與側視圖。
基板130係可撓性基板、剛性基板及剛性/可撓性基板至少其中之一。舉例來說，於基板130係可撓性基板的情況下，基板130可形成聚合物膜(polymer film)，像是聚酰亞胺(poly imide,PI)膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,PET)膜等。
彈性電極121可形成於基板130上。彈性電極121可由石墨烯(graphene)或氧化石墨烯(graphene oxide)所組成。石墨烯可由碳原子且厚度為單一碳原子的薄膜所組成。石墨烯大约比銅具有100倍或更高的導電率。此外，石墨烯係為電子移動速度比初次用於半導體中的單晶矽快約100倍以上的物質。此外，石墨烯是於應力或彎曲的情況下，具有優異的彈性以維持其電性的一種物質。
金屬電極111可形成於彈性電極121上。舉例來說，金屬電極111可形成於彈性電極121的兩側。金屬電極111可形成於一區域中，於該區域中基板130較少發生變形。於此情況下，基板130係彎曲，最大變形係發生於基板130的中間區域，且最小變形係發生於相較於中間區域的兩側。因此，金屬電極111可形成於基板130上之彈性電極的兩側。金屬電極111可由導電金 屬所組成。
種子層140可形成於彈性電極121與金屬電極111之間。當彈性電極121形成時，種子層140可做為導線(lead line)。種子層140可由導電金屬所組成。舉例來說，種子層140可以金屬電極111中同樣的導電金屬所組成。雖然本發明之實施例中印刷電路板100包括種子層140，但不以此為限。也就是說，金屬電極111可做為導線，以形成彈性電極121，使得種子層140可省略。
依據本發明之實施例，金屬電極111可形成於基板130的兩側，以便彼此隔開。如上述之金屬電極111可由彈性電極121電性連接彼此。由於彈性電極121係由石墨烯所組成，具有優異的彈性，即使於基板130中產生變形、電極斷線或類似缺陷的可能性是低的。也就是說，依據本發明之實施例，金屬電極111係形成於基板130的兩側，係難以產生變形，且經由彈性電極121彼此連接，具有高彈性，從而能夠提高印刷電路板100的耐久性和可靠性。
第2至7圖繪示依照本發明之實施例的一種印刷電路板的製造方法。
為了協助理解依照本發明之實施例中印刷電路板100的製造方法，提供印刷電路板的平面圖，及分別依照第2至7圖之平面圖繪示的前視圖(A-A’)與側視圖(B-B’)。
請參照第2圖，具有金屬層110形成於上之載體構件200。於此，可於載體構件200之整個上表面上形成金屬層110。依據本發明之實施例，載體構件200可具有薄膜的形式，像是金屬箔(metal foil)、聚合物膜(polymer film)等。
金屬層110可於之後圖案化，以形成金屬電極111。金屬層110可由導電金屬所組成。
請參照第3圖，金屬層110可為初次圖案化。施行初次圖案化，使得金屬層110僅部份保留在金屬電極111將要形 成處。也就是說，除了金屬層100於金屬電極111將要形成的保留區域之外，可被蝕刻。於此，施行初次圖案化可使用一般的蝕刻方法，像是濕蝕刻(wet etching)、乾蝕刻(dry etching)等任何一項，其中乾蝕刻像是反應性離子蝕刻(reactive ion etching,RIE)。
請參照第4圖，形成彈性金屬層120。彈性金屬層120可形成於初次圖案化金屬層100，且載體構件200藉由金屬層110的圖案化暴露出來。彈性金屬層120可由石墨烯或氧化石墨烯所組成。石墨烯可由碳原子且厚度為單一碳原子的薄膜所組成。石墨烯大约比銅具有100倍或更高的導電率。此外，石墨烯為電子移動速度比主要用於半導體中的單晶矽快約100倍以上的物質。此外，石墨烯可能具有比鋼強200倍或以上的強度，並具有高於金剛石兩倍或更多倍的熱傳導性。此外，石墨烯是於應力或彎曲的情況下，具有優異的彈性以維持其電性的一種物質。
彈性金屬層120可使用還原法來形成。此外，彈性電極121可使用公知非選擇性的形成方法及還原法來形成。
請參照第5圖，基板130可形成於彈性金屬層120上。基板130為可撓性基板、剛性基板及剛性/可撓性基板至少其中之一。舉例來說，於基板130為可撓性基板的情況下，基板130可由聚合物膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等來形成，其中聚合物膜例如是聚酰亞胺膜。基板130可經由如噴塗法、層壓法等形成於彈性電極121上。
請參照第6圖，可移除載體構件200。由於載體構件200係附著於金屬層100中的膜，其可輕易的從初次圖案化金屬層110上移除。當移除載體構件200，可同時移除形成於載體構件200上之彈性金屬層120。於此，當移除載體構件200，彈性金屬層120可被圖案化，僅保留於圖案化金屬層110上。也就是說，可圖案化彈性金屬層120成為彈性電極121的形式。
請參照第7圖，可形成至少一金屬電極111。當移除載體構件200，初次圖案化金屬層110可暴露於外。暴露的初 次圖案化金屬層110可再次圖案化，以形成金屬電極111。經由再次圖案化，至少一金屬電極111可形成於彈性電極121上。於此，依據本發明之實施例，經由再次圖案化，金屬電極111可形成於彈性電極121的兩側，該兩側對應於幾乎不產生變形的位置。施行再次圖案化可使用濕蝕刻、乾蝕刻等任何一項，其中乾蝕刻像是反應性離子蝕刻。
也就是說，依據本發明之實施例，印刷電路板100，包括金屬電極111形成於基板130的兩側，且金屬電極111彼此間形成彈性電極121以電性連接。
第8至14圖繪示依據本發明之另一實施例中一種印刷電路板的製造方法。
為了協助理解依照本發明之另一實施例中印刷電路板的製造方法，提供印刷電路板的平面圖，及分別依照第8至14圖之平面圖繪示的前視圖(A-A’)與側視圖(B-B’)。
請參照第8圖，載體構件200具有金屬層110形成於其上。於此，載體構件200之整個上表面上可形成金屬層110。依據本發明之實施例，載體構件200可具有薄膜的形式，像是金屬箔、聚合物膜等。
金屬層110可接著被圖案化，以形成金屬電極111。金屬層110可由導電金屬所組成。
請參照第9圖，金屬層110可被初次圖案化。施行初次圖案化，使得金屬層110僅部份保留在金屬電極111將要形成處。也就是說，除了金屬層100於金屬電極111將要形成的保留區域之外，可被蝕刻。於此，施行初次圖案化可使用一般的蝕刻方法，像是濕蝕刻、乾蝕刻等任何一項，其中乾蝕刻像是反應性離子蝕刻。
請參照第10圖，可形成種子層140。種子層140可形成於初次圖案化金屬層110上。種子層140可由無電鍍法(electroless plating method)來形成。種子層140可由導電金屬所 組成。舉例來說，種子層140可以金屬層110中同樣的金屬所組成。
請參照第11圖，可形成彈性電極121。彈性電極121可形成於種子層140上。彈性電極121係由石墨烯或氧化石墨烯所組成。石墨烯可由碳原子且厚度為單一碳原子的薄膜所組成。石墨烯大约比銅具有100倍或更高的導電率。此外，石墨烯可具有比鋼強200倍或以上的強度，並具有高於金剛石兩倍或更多倍的熱傳導性。此外，石墨烯是於應力或彎曲的情況下，具有優異的彈性以維持其電性的一種物質。
彈性電極可經由化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)法來形成。彈性電極121可選擇性地使用任何方法來形成，像是化學氣相沉積法。雖然本發明之實施例藉由舉例的方式來表示彈性電極121形成於種子層140的情況，但本發明並不以此為限。彈性電極121可形成於初次圖案化金屬層110上，並使用初次圖案化金屬層110做為種子層。也就是說，形成種子層140的製程中，可忽略於先前形成的彈性電極121。
請參照第12圖，基板130可形成於彈性電極121上。基板130係可撓性基板、剛性基板及剛性/可撓性基板至少其中之一。舉例來說，於基板130係可撓性基板的情況下，基板130可形成聚合物膜，像是聚酰亞胺膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等。基板130可經由如噴塗法、層壓法等形成於彈性電極121上。
請參照第13圖，可移除載體構件200。由於載體構件200係以膜的形式附著於金屬層100，其可輕易的從初次圖案化金屬層110上移除。
請參照第14圖，可形成至少一金屬電極111。當移除載體構件200，初次圖案化金屬層110可暴露於外。暴露的初次圖案化金屬層110可被再次圖案化，以形成金屬電極111。經由再次圖案化，至少一金屬電極111可形成於彈性電極121上。於此，依據本發明之實施例，經由再次圖案化，金屬電極111可 形成於彈性電極121的兩側，該兩側對應於幾乎不產生變形的位置。施行再次圖案化可使用濕蝕刻、乾蝕刻等任何一項，其中乾蝕刻像是反應性離子蝕刻。
也就是說，依據本發明之實施例，印刷電路板100，包括金屬電極111形成於基板130的兩側，且金屬電極111彼此間形成彈性電極121以電性連接。
依據本發明之實施例之印刷電路板及應用其之製造方法，金屬電極係形成於基板的兩側，且其兩側經由石墨烯所組成的彈性電極來彼此連接，從而使得可能提供的印刷電路板，其對於抗變形具有高耐久性。
依據本發明之實施例之印刷電路板及應用其之製造方法，彈性電極係由石墨烯所組成，由此能夠提高印刷電路板的耐用性和可靠性。
依據本發明之實施例之印刷電路板及應用其之製造方法，彈性電極具有一非常薄的厚度，由此可施行百萬分之一的厚度的印刷電路板。
雖然本發明之實施例已為了說明的目的公開，可理解的是本發明係不受限於此，且本領域熟知技藝者將會理解，在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，各種修改、添加和替換是可能的。
因此，任何所有的修改、變化或等效配置，應認為是在本發明及所附屬之請求項公開的詳細範疇之內。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧金屬層
111‧‧‧金屬電極
121‧‧‧彈性電極
130‧‧‧基板
140‧‧‧種子層

Claims (20)

  1. 一種印刷電路板，包括：一基板；至少一彈性電極，形成於該基板上且由一彈性材質所組成；以及至少一金屬電極，形成於該彈性電極上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該至少一彈性電極係由石墨烯(graphene)或氧化石墨烯(graphene oxide)所組成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該至少一金屬電極係由一導電金屬所組成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，更包括一種子層，該種子層形成於該至少一金屬電極與該至少一彈性電極之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該至少一金屬電極係形成於該至少一彈性電極之兩側。
  6. 一種印刷電路板的製造方法，包括：製備一載體構件，該載體構件之整個上表面上形成有複數個金屬層；初次圖案化該些金屬層；形成複數個彈性金屬層於該些初次圖案化金屬層及該載體構件上；形成一基板於該些彈性金屬層上；透過移除該載體構件，形成複數個彈性電極；以及透過再次圖案化該些初次圖案化金屬層，形成複數個金 屬電極。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中該些初次圖案化金屬層係藉由圖案化對應該些彈性電極的該些金屬層而形成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中於形成該些金屬電極之步驟中，該再次圖案化係施行於該些初次圖案化金屬層上，使得該些金屬電極之至少一者形成於該些彈性電極上。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中於形成該些金屬電極之步驟中，該再次圖案化係施行於該些初次圖案化金屬層上，使得該些金屬電極形成於該些彈性電極的兩側。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中該些金屬電極係由一導電金屬所組成。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中於形成該些彈性金屬層之步驟中，係由一氧化/還原的方法來形成。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中該些彈性金屬層係由石墨烯或氧化石墨烯所組成。
  13. 一種印刷電路板的製造方法，包括：製備一載體構件，該載體構件之整個上表面上形成有複數個金屬層；初次圖案化該些金屬層；形成複數個彈性電極於該些初次圖案化金屬層上；形成一基板於該些彈性電極上；移除該載體構件；以及 通過再次圖案化該些初次圖案化金屬層，形成複數個金屬電極。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，其中該些初次圖案化金屬層係通過圖案化對應該些彈性電極的該些金屬層而形成。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，其中於形成該些彈性電極之步驟中，該些彈性電極係由一化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)形成。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，更包括：於形成該些初次圖案化金屬層之後，形成複數個種子層於該些初次圖案化金屬層上。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，其中於形成該些金屬電極之步驟中，該再次圖案化係施行於該些初次圖案化金屬層上，使得該些金屬層之至少一者形成於該些彈性電極上。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，其中於形成該些金屬電極之步驟中，該再次圖案化係施行於該些初次圖案化金屬層上，使得該些金屬電極形成於該些彈性電極的兩側。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，其中該些金屬電極係由一導電金屬所組成。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之製造方法，其中該些彈性電極係由石墨烯或氧化石墨烯所組成。
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