TW201705832A - 柔性電路板及其製作方法、電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種柔性電路板，其包括一基層及形成於基層二相對表面上的第一導電線路層及第二導電線路層，該柔性電路板上開設有至少一容置孔，該容置孔至少貫穿第一導電線路層及基層，該容置孔包括至少一開口端，該容置孔內填滿有介電材料，於該介電材料對應每一開口端的表面形成有一與該第一導電線路層或第二導電線路層電連接的導電層，與第一導電線路層電連接的一導電層對應該介電材料的區域形成第一電極，位於遠離該第一電極的導電層或第二導電線路層上對應該介電材料的區域形成第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成一電容器。

Description

柔性電路板及其製作方法、電子裝置

本發明涉及一種柔性電路板及其製作方法，以及具有該電路板的電子裝置。

過去，印刷電路板(Printed Circuit Board，即PCB)的電子組件（如電感、電容器或電阻等）通常直接形成於PCB的表面。於電子產品輕薄短小、高頻化、多功能化的趨勢下，目前PCB的製造過程中通常將該類電子組件埋設於PCB內。PCB內埋電子組件的技術因於電子產品小型化、薄型化且於提升信號傳輸性能上存在優勢，必將於電子產品中得到越來越廣泛的應用。

然，傳統PCB內埋技術係將電子組件直接埋設於PCB內，PCB的整體厚度仍然受限於被埋設的電子組件的厚度，難以真正達到電子產品輕薄短小的目的。

有鑑於此，有必要提供一種可有效降低柔性電路板厚度的柔性電路板的製作方法。

另，提供一種上述方法製備的柔性電路板及應用該柔性電路板的電子裝置。

一種柔性電路板的製作方法，包括如下步驟：提供一基板，該基板包括一可撓性的基層及分別形成於該基層二相對表面上的第一銅層與第二銅層；於基板上沿第一銅層、基層、第二銅層的層疊方向開設至少一容置孔，該容置孔至少貫穿第一銅層及基層，該容置孔包括至少一開口端；將一介電材料填滿於該容置孔中；蝕刻該第一銅層及第二銅層以分別形成第一導電線路層及第二導電線路層；以及於該介電材料對應每一開口端的表面形成一與該第一導電線路層或第二導電線路層電連接的導電層，與第一導電線路層電連接的一導電層對應該介電材料的區域形成第一電極，位於該介電材料遠離該第一電極的導電層或第二導電線路層上對應該介電材料的區域形成第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成一電容器。

一種柔性電路板，其包括一可撓性的基層及形成於該基層二相對表面上的第一導電線路層及第二導電線路層，該柔性電路板沿第一導電線路層、基層及第二導電線路層的層疊方向開設有至少一容置孔，該容置孔至少貫穿該第一導電線路層及基層，該容置孔包括至少一開口端，該容置孔內填滿有介電材料，於該介電材料對應每一開口端的表面形成有一與該第一導電線路層或第二導電線路層電連接的導電層，與第一導電線路層電連接的一導電層對應該介電材料的區域形成第一電極，位於該介電材料遠離該第一電極的導電層或第二導電線路層上對應該介電材料的區域形成第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成一電容器。

一種電子裝置，該電子裝置包括如上所述的柔性電路板。

本發明於製備該柔性電路板的過程中直接於柔性電路板的內部製作所需的電容器，而非將已有的電容器埋設於其中，避免了因埋設的電容器體積過大而導致柔性電路板厚度增加的情形，從而降低了柔性電路板的厚度。

圖1為製作本發明第一實施例的柔性電路板所使用的基板的剖視示意圖。

圖2為於圖1所示的基板上形成通孔及容置孔的剖視示意圖。

圖3為於圖2所示的容置孔填充介電材料的剖視示意圖。

圖4為於圖3所示的通孔的孔壁上形成電鍍層的剖視示意圖。

圖5為於圖4所示的第一銅層及第二銅層分別形成第一導電線路層及第二導電線路層的剖視示意圖。

圖6為於圖5所示的介電材料靠近第一導電線路層的表面上形成導電油墨層的剖視示意圖。

圖7為於圖6所示的導電油墨層上形成金屬層的剖視示意圖。

圖8為於圖7所示的第一導電線路層及第二導電線路層的表面包覆保護層後所得到柔性電路板的剖視示意圖。

圖9為本發明第二實施例的柔性電路板的剖視示意圖。

圖10為本發明第三實施例的柔性電路板的剖視示意圖。

圖11為圖8所示的柔性電路板另一角度的局部剖視示意圖。

圖12為本發明實施方式的電子裝置的示意圖。

本發明第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，提供一基板10。該基板10包括一可撓性的基層11及分別形成於該基層11二相對表面11a、11b上的第一銅層13與第二銅層15。該基層11的材料為聚醯亞胺（PI）或聚對苯二甲酸乙二醇脂（PET）由介電材料形成。

步驟S2、請參閱圖2，於基板10上沿第一銅層13、基層11及第二銅層15的層疊方向開設至少一通孔16及至少一容置孔18。該通孔16貫穿該第一銅層13、該基層11及該第二銅層15。該容置孔18為一盲孔，其貫穿該第一銅層13及該基層11。容置孔18包括一開口端181。

步驟S3、請參閱圖3，提供一介電材料20，並將其填充於該容置孔18中且與第一銅層13的外表面大致齊平。優選的，該介電材料20為介電常數較高的材料，例如陶瓷粉體。

步驟S4、請參閱圖4，藉由電鍍方式於該通孔16的孔壁上形成一電鍍層17，從而得到一用於電連接該第一銅層13及第二銅層15的導電孔30。本實施例中，該電鍍層17的材料為銅。可理解，該電鍍層17的材料還可選自其他導電材料。

步驟S5、請參閱圖5，蝕刻該第一銅層13以形成第一導電線路層130，蝕刻該第二銅層15以形成第二導電線路層150。

步驟S6、請參閱圖6及圖7，於介電材料20靠近第一導電線路層130的表面上形成一與第一導電線路層130電連接的導電層40。該導電層40對應該介電材料20的區域、以及該第二導電線路層150對應該介電材料20的區域分別形成一第一電極131以及一第二電極151，該第一電極131、介電材料20及第二電極151配合以形成一電容器50。

其中，該導電層40完全覆蓋介電材料20。較佳的，該導電層40的覆蓋面積大於該介電材料20靠近第一導電線路層130的表面的面積，從而可避免因該導電層40定位偏差而導致不能完全覆蓋該介電材料20的情況，提高了產品的良率。更具體的，該導電層40的邊緣至該容置孔18的中心的距離與同一方向上開口端181至該容置孔18的中心的距離的差值小於50μm，當該導電層40的邊緣至該容置孔18的中心的距離與同一方向上開口端181至該容置孔18的中心的距離的差值大於50μm時容易導致電容器50的電容量降低。本實施例中，該導電層40包括一導電油墨層41以及一金屬層42。該導電油墨層41可藉由塗佈的方式直接形成於該介電材料20上。該金屬層42可藉由濺鍍或電鍍等方法形成於該導電油墨層41上，且包覆該導電油墨層41。

步驟S7、請參閱圖8，於該第一導電線路層130、第二導電線路層150及導電層40的表面包覆保護層60，且該保護層60填充於該導電孔30、以及該第一導電線路層130及第二導電線路層150與基層11之間的間隙，從而得到柔性電路板100。於本實施例中，該保護層60包括一絕緣層61及一防護層63。該絕緣層60覆蓋於該第一導電線路層130、第二導電線路層150及導電層40的表面，且填充於該導電孔30、以及第一導電線路層130及電容器第二導電線路層150與基層11之間的間隙。該絕緣層61的材料選自具有可撓性的絕緣材料。優選的，該絕緣材料為樹脂，例如環氧樹脂。具體的，該絕緣層61為藉由將半固化（不流動，可輕易形變）的樹脂塗佈於第一導電線路層130及第二導電線路層150遠離該基層11的表面上，並對該第一導電線路層130及第二導電線路層150上的半固化樹脂進行壓合，使得該半固化樹脂流動從而填充於該導電孔30、以及第一導電線路層130及第二導電線路層150與基層11之間的間隙而形成的。該防護層63分別形成於該絕緣層61遠離基板10的表面上。該防護層63可為一業界常用的阻焊層（solder mask）或一覆蓋膜(cover layer，即CVL)。

可理解的，於形成防護層63之前，還可於絕緣層61相對的二表面藉由增層法形成複數導電線路層（圖未示）分別與第一導電線路層130或第二導電線路層150電連接，從而製得包括複數層導電線路層的柔性電路板100。其中，藉由增層法形成複數層導電線路層為習知技術，此不贅述。

於第二實施例中，請參閱圖9，與第一實施例不同之處在於，於步驟S2中形成的容置孔18為一通孔，其貫穿該第一銅層13、該基層11及該第二銅層15。容置孔18包括二相對的開口端181。此時，於步驟S6中還包括：於介電材料20靠近該第二導電線路層150的表面上形成一與第二導電線路層150電連接的一導電層40。該與第一導電線路層130電連接的導電層40對應該介電材料20的區域、以及該與第二導電線路層150電連接的導電層40對應介電材料20的區域分別形成一第一電極131以及一第二電極153，該第一電極131、介電材料20及第二電極153配合以形成一電容器50。其中，該與第二導電線路層150電連接的導電層40覆蓋該介電材料20靠近第二導電線路層150的表面。

於第三實施例中，請參閱圖10，與第一實施例及第二實施例不同之處在於，於步驟S6中導電層40藉由印刷的方式形成，該導電層40的材質可選自導電銀漿、導電碳漿、導電錫膏及導電銅膏等中的一種或幾種。

由上述第一實施例及第三實施例的製作方法製作的柔性電路板100，其應用於電子裝置200（請參閱圖12）中。該電子裝置200可為智慧手機、平板電腦、筆記型電腦、多媒體播放機等。請參閱圖8及圖10，該柔性電路板100包括一可撓性的基層11及形成於該基層11二相對表面11a、11b上的第一導電線路層130及第二導電線路層150。該柔性電路板100沿第一導電線路層130、基層11及第二導電線路層150的層疊方向開設有至少一容置孔18，即該容置孔18依次貫穿該第一導電線路層130及基層11。該容置孔18內填滿有介電材料20。於介電材料20靠近第一導電線路層130的表面上形成一與第一導電線路層130電連接的導電層40。其中，該容置孔18包括一開口端181，該與第一導電線路層130電連接的導電層40覆蓋該開口端181，且該導電層40的截面寬度大於該容置孔18的孔徑。更具體的，導電層40的截面寬度與該容置孔18的孔徑的差值小於50μm。該與第一導電線路層130電連接的導電層40對應該介電材料20的區域、以及該第二導電線路層150對應該介電材料20的區域分別形成一第一電極131以及一第二電極151。該第一電極131、介電材料20及第二電極151配合以形成一電容器50。

該柔性電路板100還包括至少一電連接該第一導電線路層130與第二導電線路層150的至少一導電孔30。每一導電孔30包括於基板10上形成的通孔16以及於該通孔16的孔壁上形成的一電鍍層17。其中，每一通孔16貫穿該第一銅層13、該基層11及該第二銅層15。

該柔性電路板100還包括一保護層60，該保護層60包覆於該第一導電線路層130、第二導電線路層150及導電層40的表面，且該保護層60填充第一導電線路層130、電容器50、基層11及第二導電線路層150之間的間隙。該保護層60包括一絕緣層61及一防護層63。該絕緣層60包覆於該第一導電線路層130及第二導電線路層150遠離該基層11的表面，且該填充於該導電孔30、以及第一導電線路層130及電容器第二導電線路層150與基層11之間的間隙。該防護層63形成於該絕緣層61遠離第一導電線路層130及第二導電線路層150的表面上。

請參閱圖9，由上述第二實施例的製備方法製得的柔性電路板100，與第一、第三實施例的製備方法製得的柔性電路板100不同之處在於，該容置孔18同樣為一通孔，即該容置孔18依次貫穿該第一導電線路層130、基層11及該第二導電線路層150，且包括二開口端181。此時，於介電材料20靠近第二導電線路層150的表面上還形成一與第二導電線路層150電連接的導電層40。該與第二導電線路層150電連接的導電層40覆蓋該介電材料20靠近第二導電線路層150的表面。該與第一導電線路層130電連接的導電層40對應該介電材料20的區域、以及該與第二導電線路層150電連接的導電層40對應介電材料20的區域分別形成第一電極131以及第二電極153，該第一電極131、介電材料20及第二電極153配合以形成電容器50。

請參閱圖11，該電容器50的電容值C可根據如下公式計算：C = D_k • E₀ • A/S。其中，D_k 為介電材料20的介電常數；E₀ 為真空介電常數，其近似為8.85 x 10-12 F/m；S為第一電極131與第二電極151之間的垂直距離(即基層11的高度)；A為第一電極131或第二電極151的面積，A=H*L（L為電容器50的第一電極131或第二電極151的長度，H為電容器50的第一電極131或第二電極151的寬度）。可理解，可根據實際需要改變電容器50的第一電極131或第二電極151的長度L、第一電極131或第二電極151的寬度H或第一電極131與第二電極151之間的垂直距離S，從而改變電容器50的電容值C。

本發明於製備該柔性電路板100的過程中直接於柔性電路板100的內部製作所需的電容器50，而非將已有的電容器埋設於其中，避免了因埋設的電容器體積過大而導致柔性電路板100厚度增加的情形，從而降低了柔性電路板100的厚度。另，該電容器50的電容值C可藉由調整第一電極131或第二電極151的面積A、第一電極131與第二電極151之間的垂直距離S及選擇不同的介電材料20而相應調整。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

100‧‧‧柔性電路板

10‧‧‧基板

11‧‧‧基層

11a、11b‧‧‧表面

13‧‧‧第一銅層

15‧‧‧第二銅層

16‧‧‧通孔

17‧‧‧電鍍層

18‧‧‧容置孔

181‧‧‧開口端

20‧‧‧介電材料

30‧‧‧導電孔

130‧‧‧第一導電線路層

150‧‧‧第二導電線路層

40‧‧‧導電層

41‧‧‧導電油墨層

42‧‧‧金屬層

131‧‧‧第一電極

151‧‧‧第二電極

50‧‧‧電容器

60‧‧‧保護層

61‧‧‧絕緣層

63‧‧‧防護層

200‧‧‧電子裝置

無

100‧‧‧柔性電路板

11‧‧‧基層

11a、11b‧‧‧表面

18‧‧‧容置孔

181‧‧‧開口端

20‧‧‧介電材料

30‧‧‧導電孔

130‧‧‧第一導電線路層

150‧‧‧第二導電線路層

40‧‧‧導電層

41‧‧‧導電油墨層

42‧‧‧金屬層

131‧‧‧第一電極

151‧‧‧第二電極

50‧‧‧電容器

60‧‧‧保護層

61‧‧‧絕緣層

63‧‧‧防護層

Claims (19)

1. 一種柔性電路板的製作方法，包括如下步驟：
   提供一基板，該基板包括一可撓性的基層及分別形成於該基層二相對表面上的第一銅層與第二銅層；
   於基板上沿第一銅層、基層、第二銅層的層疊方向開設至少一容置孔，該容置孔至少貫穿第一銅層及基層，該容置孔包括至少一開口端；
   將一介電材料填滿該容置孔；
   蝕刻該第一銅層及第二銅層以分別形成第一導電線路層及第二導電線路層；以及
   於該介電材料對應每一開口端的表面形成一與該第一導電線路層或第二導電線路層電連接的導電層，與第一導電線路層電連接的一導電層對應該介電材料的區域形成第一電極，位於該介電材料遠離該第一電極的導電層或第二導電線路層上對應該介電材料的區域形成第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成一電容器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之柔性電路板的製作方法，其中該導電層完全覆蓋該介電材料，該導電層的覆蓋面積大於該介電材料靠近第一導電線路層的表面的面積，且該導電層的邊緣至該容置孔的中心的距離與同一方向上開口端至該容置孔的中心的距離的差值小於50μm。
3. 如申請專利範圍第2項所述之柔性電路板的製作方法，其中該導電層包括一導電油墨層，該導電油墨層藉由塗佈的方式形成於該介電材料對應每一開口端的表面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之柔性電路板的製作方法，其中該導電層還包括一金屬層，該金屬層藉由濺鍍或電鍍的方法形成於該導電油墨層上並包覆該導電油墨層。
5. 如申請專利範圍第2項所述之柔性電路板的製作方法，其中該導電層藉由印刷的方式形成，其材質選自導電銀漿、導電碳漿、導電錫膏及導電銅膏中的一種或幾種。
6. 如申請專利範圍第1項所述之柔性電路板的製作方法，其中該容置孔為一含有一開口端的盲孔，其僅貫穿該第一導電線路層及基層，該導電層形成於介電材料靠近第一導電線路層的表面上且與第一導電線路層電連接，該與第一導電線路層電連接的導電層對應該介電材料的區域、以及該第二導電線路層對應該介電材料的區域分別形成一第一電極以及一第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成該電容器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之柔性電路板的製作方法，其中該容置孔為一含有二開口端的通孔，其依次貫穿該第一導電線路層、基層及第二導電線路層，該導電層分別形成於介電材料靠近第一導電線路層的表面上及介電材料靠近第二導電線路層的表面上，且分別與第一導電線路層以及該第二導電線路層電連接，該與第一導電線路層電連接的導電層對應該介電材料的區域、以及該與第二導電線路層電連接的導電層對應介電材料的區域分別形成一第一電極以及一第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成該電容器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之柔性電路板的製作方法，其中於步驟“蝕刻該第一銅層及第二銅層以分別形成第一導電線路層及第二導電線路層”前還包括：
   於基板上開設至少一貫穿該第一導電線路層、基層及第二導電線路層的通孔；以及
   對該通孔進行電鍍使其孔壁上形成一電鍍層，從而得到一電連接該第一導電線路層與第二導電線路層的導電孔。
9. 如申請專利範圍第8項所述之柔性電路板的製作方法，其中於步驟“於該介電材料對應每一開口端的表面形成一與該第一導電線路層或第二導電線路層電連接的導電層”後還包括：
   於該第一導電線路層、第二導電線路層及導電層的表面包覆一保護層，且該保護層填充於該導電孔、以及該第一導電線路層及第二導電線路層與基層之間的間隙，其中該保護層包括一絕緣層及一防護層，該絕緣層包覆第一導電線路層及第二導電線路層且填充於該導電孔、以及該第一導電線路層及第二導電線路層與基層之間的間隙，該防護層形成於該絕緣層遠離第一導電線路層及第二導電線路層的表面上。
10. 一種柔性電路板，其包括一可撓性的基層及形成於該基層二相對表面上的第一導電線路層及第二導電線路層，其改良在於：該柔性電路板沿第一導電線路層、基層及第二導電線路層的層疊方向開設有至少一容置孔，該容置孔至少貫穿該第一導電線路層及基層，該容置孔包括至少一開口端，該容置孔內填滿有介電材料，於該介電材料對應每一開口端的表面形成有一與該第一導電線路層或第二導電線路層電連接的導電層，與第一導電線路層電連接的一導電層對應該介電材料的區域形成第一電極，位於該介電材料遠離該第一電極的導電層或第二導電線路層上對應該介電材料的區域形成第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成一電容器。
11. 如申請專利範圍第10項所述之柔性電路板，其中該導電層完全覆蓋該介電材料，該導電層的覆蓋面積大於該介電材料靠近第一導電線路層的表面的面積，且該導電層的邊緣至該容置孔的中心的距離與同一方向上開口端至該容置孔的中心的距離的差值小於50μm。
12. 如申請專利範圍第11項所述之柔性電路板，其中該導電層包括一導電油墨層，該導電油墨層形成於該介電材料對應每一開口端的表面上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之柔性電路板，其中該導電層還包括一金屬層，該金屬層形成於該導電油墨層上並包覆該導電油墨層。
14. 如申請專利範圍第11項所述之柔性電路板，其中該導電層由的材質選自導電銀漿、導電碳漿、導電錫膏及導電銅膏中的一種或幾種。
15. 如申請專利範圍第10項所述之柔性電路板，其中該容置孔為一含有一開口端的盲孔，其僅貫穿該第一導電線路層及基層，該導電層形成於介電材料靠近第一導電線路層的表面上且與第一導電線路層電連接，該與第一導電線路層電連接的導電層對應該介電材料的區域、以及該第二導電線路層對應該介電材料的區域分別形成一第一電極以及一第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成該電容器。
16. 如申請專利範圍第10項所述之柔性電路板，其中該容置孔為一含有二開口端的通孔，其依次貫穿該第一導電線路層、基層及第二導電線路層，該導電層分別形成於介電材料靠近第一導電線路層的表面上及介電材料靠近第二導電線路層的表面上，且分別與第一導電線路層以及該第二導電線路層電連接，該與第一導電線路層電連接的導電層對應該介電材料的區域、以及該與第二導電線路層電連接的導電層對應介電材料的區域分別形成一第一電極以及一第二電極，該第一電極、介電材料及第二電極形成該電容器。
17. 如申請專利範圍第10項所述之柔性電路板，其中該柔性電路板還包括有至少一電連接該第一導電線路層與第二導電線路層的導電孔。
18. 如申請專利範圍第17項所述之柔性電路板，其中該柔性電路板還包括一保護層，該保護層填充於該導電孔、以及該第一導電線路層及第二導電線路層與基層之間的間隙，其中該保護層包括一絕緣層及一防護層，該絕緣層包覆第一導電線路層及第二導電線路層且填充於該導電孔、以及該第一導電線路層及第二導電線路層與基層之間的間隙，該防護層形成於該絕緣層遠離第一導電線路層及第二導電線路層的表面上。
19. 一種電子裝置，其改良在於：該電子裝置包括至少一如申請專利範圍第10-18項任意一項所述之柔性電路板。