TWI406608B - Ｆｐｃｂ之製造方法 - Google Patents

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Description

FPCB之製造方法
本發明關於一種利用在高溫下發泡之發泡板的柔性印刷電路板(flexible printed circuit board，FPCB)。更具體而言，本發明關於一種用於FPCB之發泡板，其藉由採用一相互反應性共聚物樹脂作為一黏著層而具有優異的黏著強度且可藉由高溫加熱而輕易地自被黏著體(adherend)分離，以及關於一種使用該發泡板以製造FPCB之方法。
近來，對於FPCB的需求已隨著電子產品(如行動電話、數位相機、MP3播放器、DMB播放器或結合二或多種這些裝置之功能的多功能產品)之小型化及輕量化而急速增加。
在傳統製造FPCB之方法中，由於FPCB之可撓性，在利用黏著帶將FPCB固定在所謂載體或背板的基板上之後，才進行該方法。近來，業經研究一種使用發泡板製造FPCB之方法，以利於在該製造方法完成之後使FPCB自該黏著帶分離。
一般而言，在製造多層晶片電容器或晶片電感器時，發泡板主要用作黏著或切割的支撐物。此時，喪失黏著力的條件為120至130℃之溫度範圍及常壓下，且黏著力及發泡性為重要的物理性因子。然而，在製造FPCB的情況中，發泡板在150至160℃及40公斤/平方公分、歷時超過40分鐘的條件下(此為熱壓合(hot press lamination)之條件)應不會產生發泡室之破裂(break out of foam cell)，且應於熱壓合完成之後在較高溫度(即約180℃)下發泡。 並且，必須避免在製造FPCB之過程中因黏著性樹脂之轉移(transcription)所造成的FPCB污染。
然而，由於傳統發泡板在約150℃下開始發泡，無論發泡板的發泡溫度多高，傳統發泡板在較高溫度下的使用仍有限制。
同時，除了以如上所述使用在高溫下發泡的發泡板製造FPCB之方法以外，業經提出一種藉由將FPCBs貼附至雙面發泡板之兩面上來製造FPCB之方法，以提高FPCB製造商的獲利率。在這種方法中，係使用雙面發泡板以於製造過程中固定FPCB。使用這種方法，在不改變現有製程的情況下，經由單一製程同時生產兩個產品，且因此在製造FPCB之方法中可將每單位時間的生產力加倍。為了在製造多層FPCB或剛性FPCB之製程中提供靈活運用度，不可避免地要製造單面FPCB。雖然有製造商裝備了能同時對兩面進行加工的製造設備，但只有單一面可被加工，且因而在生產力的提升上存在限制。然而，在目前製造FPCB之方法中，由於可利用雙面黏著性發泡板來將FPCBs貼附至發泡板的兩面上而同時加工兩面，則可將生產力加倍。並且，由於發泡板可取代形成程序中之載體薄膜或氣墊薄膜的角色，則可能減少製造FPCB之過程中所用之次要材料的消耗量。
用來藉由將單面FPCB貼附至發泡板之兩面上而進行製程的發泡板，必須在160℃之溫度及40公斤/平方公分之壓力且歷時超過40分鐘的條件下不會發泡或受熱變形、對製造FPCB之過程期間接觸發泡板之化學品具有抗化學性、於製造FPCB之製程完成後在170至190℃下可輕易地發泡、以及避免在製造FPCB之過程期 間因黏著性樹脂之轉移所造成之FPCB的污染。
傳統上，使用主要含有交聯官能基及交聯劑的丙烯酸類黏著劑作為發泡板產品之黏著劑。為了藉由使這種黏著劑凝聚在微球上並限制微球的膨脹而提高發泡溫度，該黏著劑必須含有高比例的交聯官能基，亦必須使用大量的交聯劑。因此，黏性會顯著改變，且當交聯作用隨時間進行時，凝膠化作用隨之而進行，並且當塗覆進行超過4小時，經塗覆之產品的物理性質在開始階段及結束階段會變得不同。韓國專利申請案公開第10－2002－0060659號、第10－2002－0060656號與第10－2002－0060657號及韓國專利第10－0514611號已提出使用發泡板以減少雙面連接式(double access type)FPCB、單面FPCB及薄FPCB之製程。然而，係透過以下步驟進行FPCB之製造：去毛邊－貼附乾薄膜－曝光－顯影該乾薄膜－腐蝕銅－乾燥－捲繞－捲式切割－標籤黏合－形成覆蓋膜(熱壓)－去毛邊－表面處理－無電電鍍－衝孔(punching)。特定言之，覆蓋膜(coverlay)形成程序係在150至160℃及40公斤/平方公分且歷時超過40分鐘的條件下進行，且由於現有發泡板在這種條件下的覆蓋膜形成程序期間會發泡，故現有發泡板只可用在覆蓋膜形成程序之前的步驟。因此，傳統的發泡板並不實用。
再者，日東電工有限公司(日本)之日本專利公開案第2003－338678號揭示透過將單面FPCB貼附至發泡板之兩面上而使用雙面發泡板作為製程中的載體薄膜。然而，這種方法僅可部分應用於使用目前可取得之發泡板之製造程序的起初階段中。
為解決以上問題，本發明之一目的係提供一種用於高溫發泡之發泡板，其藉由採用一相互反應性共聚物樹脂作為一黏著層而具有優異的黏著強度且可藉由在超過180℃下加熱而輕易地自被黏著體分離，以及提供一種利用該發泡板製造FPCB之方法。
本發明之另一目的係提供一種製造FPCB之方法，其相較於傳統製造單面FPCB之方法，可在單一製程中生產兩個單面FPCB，因此增進FPCB製造方法的生產力，此係經由使用一雙面發泡板，該雙面發泡板於熱壓程序期間，即使在160℃及40公斤/平方公分且歷時超過40分鐘的高溫高壓條件下，仍維持黏著力，且該雙面發泡板具有抗化學性而於蝕刻程序期間不會被蝕刻劑液體所滲透。
本發明關於一種可用於高溫下之FPCB所用之發泡板，其藉由採用一相互反應性共聚物樹脂作為一黏著層而具有優異的黏著強度且可藉由在超過180℃下加熱而輕易地自被黏著體分離；本發明亦關於一種使用該發泡板製造FPCB之方法。
此後將詳細描述一種製造可用於高溫下之FPCB所用之發泡板的方法以及一種使用該發泡板製造FPCB之方法。對該製造FPCB之方法而言，將接著描述一種製造單面FPCB之方法以及一種藉由將FPCBs貼附至發泡板的兩面上來製造FPCB之方法。
本發明之用於高溫發泡的發泡板為一黏著板，其中使用混有含熱膨脹性微球的相互反應性共聚物的黏著性樹脂來形成一黏著 層，且當該黏著層藉由加熱產生發泡或膨脹時，其可在高溫下分離。
第1圖為一剖面圖，說明一用於製造單面發泡板之單面發泡板，以及第2圖為一剖面圖，說明一用於製造FPCBs之雙面發泡板，係藉由將FPCBs貼附至該發泡板之兩面上。
如第1圖所示，在依照本發明之單面發泡板中，依序堆疊一基板1、一表面處理層2、一黏著層3及一離型膜(release film)4，且該黏著層3含有熱膨脹性微球及相互反應性共聚物。
基板1可包含適合的商業化薄膜(如PET)並且具有較佳小於250微米且最佳為25至100微米的厚度，但不限於此。在該基板及該黏著層之間形成強化學鍵之表面處理層2係藉由在基板1上進行化學性表面氧化處理所形成，例如鉻酸、臭氧、電暈(corona)、火焰、以及游離輻射處理，或在基板1上處理具高極性之高分子化合物如水解乙烯乙酸乙烯酯(hydrolyzed ethylene vinyl acetate)及聚乙烯丁醛。表面處理層2在加熱後分離時必須不會污染被黏著體，且在製造FPCB之過程期間或在形成條件下不會被所使用的化學品所改變。該表面處理層的厚度係小於5微米，且較佳係小於1微米。較厚的表面處理層厚度在熱處理發泡板後導致較小的黏著層變形及較少的黏著力降低。該表面處理層具有以下作用：在使熱分離性黏著板黏附至該被黏著體時，維持良好的表面形狀並提供大的黏著面積，於此同時，在藉由加熱以發泡或膨脹黏著板而將該黏著板自該被黏著體分離，減少該黏著板之表面方向之發泡或膨脹上的限制並改進該黏著層之波狀變形。在直接將 該發泡黏著層塗覆在該基板上而形成發泡板的情況中，如果該黏著層及該基板之間不存在黏著力，則該發泡層及該基板在發泡及膨脹時會彼此分離。因此，達成所欲目的是不可能的。
黏著層3含有熱膨脹性微球以藉由加熱使該黏附至被黏著體的黏著板輕易地自該被黏著體分離。藉由加熱該黏著層，熱膨脹性微球發泡及膨脹而使黏著層產生穿孔。因此，接觸被黏著體之黏著層的黏著面積會減少，因而可將該黏著板分離。
該熱膨脹性微球係一種材料，如異丁烷、丙烷及戊烷，其可輕易氣化且具有熱膨脹性，且其外殼係由適合物質所構成，如偏二氯乙烯及丙烯腈共聚物，該適合物質具熱融熔性或可經熱膨脹而破碎。
具有10至25微米平均顆粒直徑的微球助於其藉由加熱而分散至該黏著性樹脂中，且導致黏著層的大幅變形及黏著力的顯著降低。再者，所形成之黏著層之厚度係大於微球之平均顆粒直徑，較佳係大於最終微球之最大顆粒直徑。另外，較佳的是使該黏著層之表面平滑且在加熱之前達到穩定的黏著力。為了藉由加熱以降低該黏著層之黏著力，該熱膨脹性微球較佳係以超過10倍的體積膨脹比率而發泡及膨脹，並且具有使該熱膨脹性微球在該體積膨脹比率下不會破碎的強度。
此外，由於在製造FPCB之製程中必然需要160℃之高溫，較佳係使用具有盡可能高之開始發泡溫度的微球。
熱膨脹性微球之含量是依照所欲的黏著層膨脹比率或所欲的黏著力降低程度以適當地確定，但一般係小於50重量份，較佳係5 至20重量份，以100重量份之構成黏著層的黏著性樹脂計。
為了使黏著層可利用在接近140℃下開始發泡的熱膨脹性微球而在FPCB製造程序中於170至190℃的溫度範圍下被加熱，必須藉由限制微球之膨脹以提高發泡溫度。
構成該黏著層之相互反應性共聚物為一黏著性樹脂，其中該第一共聚物係以乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含羧基之乙烯基單體所共聚合而得，該第二共聚物係以乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含噁唑啉基之乙烯基單體所共聚合而得。
使用構成第一共聚物及第二共聚物的乙烯基單體及乙烯基共聚單體是為了賦予黏著劑黏著力、內聚力、耐熱性、可撓性、滯留性、彈性等等的目的(若有需要)，且可獨立為選自以下之一者：一或多個含烷基之乙烯基單體，選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯及丙烯酸2－乙基己基酯；一或多個含羥基之乙烯基單體，選自丙烯酸羥乙基酯、甲基丙烯酸羥乙基酯、丙烯酸羥丙基酯、甲基丙烯酸羥丙基酯、丙烯酸羥丁基酯、甲基丙烯酸羥丁基酯、丙烯酸羥己基酯及甲基丙烯酸羥己基酯；一或多個含N－取代醯胺乙烯基單體，選自N,N－二甲基丙烯醯胺及N,N－二甲基甲基丙烯醯胺；一或多個烷氧基烷基丙烯酸酯乙烯基單體，選自丙烯酸甲氧基乙基酯、甲基丙烯酸甲氧基乙基酯、丙烯酸乙氧基乙基酯及甲基丙烯酸乙氧基乙基酯；一或多個乙烯基單體，選自乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、N－乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷 酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪(vinylpiperazine)、乙烯基吡嗪(vinylpyrazine)、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基嗎啉、N－乙烯基甲醯胺、苯乙烯、α－甲基苯乙烯及N－乙烯基己內醯胺；一或多個氰基丙烯酸酯單體，選自丙烯腈及甲基丙烯腈；一或多個含環氧基之丙烯酸單體，選自丙烯酸縮水甘油酯及甲基丙烯酸縮水甘油酯；一或多個乙二醇丙烯酸酯單體，選自聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚丙二醇丙烯酸酯、聚丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯及甲氧基聚丙二醇甲基丙烯酸酯；一或多個丙烯酸酯單體，選自丙烯酸四氫糠基酯、甲基丙烯酸四氫糠基酯及丙烯酸2－甲氧基乙基酯；一或多個單體，選自異戊二烯、丁二烯、異丁烯及乙烯基醚；或前述之二或多者之混合物。
利用該第一共聚物之含羧基之乙烯基單體是為了藉由自由基聚合反應而賦予交聯性質的目的，且其實例包含2、3或多種選自一官能性單體的共聚物，該官能性單體為例如一或多個選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙基酯、丙烯酸羧戊基酯、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及巴豆酸之含羧基之單體；以及一或多個選自順丁烯二酸酐或衣康酸酐之酸酐單體。
該第一共聚物較佳係由乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含羧基之乙烯基單體以1：0.5至1.5：0.05至0.3之重量比所製造。利用該第二共聚物之含噁唑啉基之乙烯基單體是為了藉由自由基聚合反應而賦予交聯性質的目的，含噁唑啉基之乙烯基單體的實例包 含2－乙烯基－2－噁唑啉、2－乙烯基－4－乙烯基－2－噁唑啉、2－乙烯基－5－乙烯基－2－噁唑啉、2－異丙烯基－2－噁唑啉、2－異丙烯基－5－乙基－2－噁唑啉、2－異丙烯基－5－甲基－2－噁唑啉、2－(乙烯芐氧基－1－甲基乙基)－2－噁唑啉、2－(2－羥基－1－甲基乙基)丙烯酸酯、及2－(2－羥基－1－甲基乙基)甲基丙烯酸酯、或前述之二或多者之混合物。
該第二共聚物較佳係由乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含噁唑啉基之乙烯基單體以1：0.5至1.5：0.05至0.3之重量比所製造。
供本發明FPCB之發泡板之黏著層用的塗覆液係藉由在分別製備含羧基之第一共聚物及含噁唑啉基之第二共聚物後，將微球分散至由第一共聚物及第二共聚物混合所得的黏著性樹脂中所製備。所製得之用於黏著層的塗覆液係穩定的，儘管在室溫下長期貯存仍不會產生顯著的改變，並且相較於傳統發泡板的塗覆液可提高發泡溫度最高達10至30℃。
該黏著層必須在160℃之溫度及40公斤/平方公分之壓力下歷時40分鐘內不會發泡或受熱變形、對製造FPCB之製程期間接觸該黏著層之化學品具有抗化學性、以及不會在製造FPCB之製程期間因黏著性樹脂之轉移而污染FPCB。再者，黏著層必須在170至190℃之溫度下於一對流烘箱中5至10分鐘內或於一加熱板中10秒至3分鐘內輕易發泡，此乃在完成製造FPCB之製程後輕易地自被黏著體分離的加熱條件。
同時，如第2圖所示，在依照本發明之雙面發泡板中，依序堆疊一離型膜4’、一黏著層3’、一表面處理層2’、一基板1、一表面處理層2、一黏著層3及一離型膜4，黏著層3及3’包含熱膨脹性 微球及相互反應性共聚物。各元件之細節與用於FPCB之單面發泡板相同。
下文將描述一種使用本發明之發泡板製造FPCB之方法。
使用單面發泡板製造單面FPCB係透過以下步驟進行：層壓FCCL及發泡板－去毛邊－層壓乾薄膜－曝光－顯影－蝕刻－分離該乾薄膜－標籤黏合－熱壓－表面處理－衝孔－分離該發泡板。
同時，亦進行一種藉由將FPCBs貼附至雙面發泡板來製造FPCB之方法，如上所述，係透過以下步驟：層壓FCCL及發泡板－去毛邊－層壓乾薄膜－曝光－顯影－蝕刻－分離該乾薄膜－標籤黏合－熱壓－表面處理－衝孔－分離該發泡板。然而，在層壓FCCL及發泡板之步驟中，使用雙面發泡板以將FCCL層壓至發泡板的兩面上，如此可同時對經黏附之FCCL的兩面進行製程，且接著進行其餘步驟。因此，經由分離該發泡板，以單一製程可同時製造兩個單面FPCB。
本發明可提供一種使用一發泡板製造FPCB之方法，該發泡板在熱壓程序期間即使在高溫高壓的條件下還維持黏著力、具有抗化學性而於蝕刻程序期間不會被蝕刻劑液體所穿滲、且可藉由高溫加熱輕易地自被黏著體分離。
由以下較佳之具體實施態樣之描述及所附圖式，可使本發明上述之目的、特徵及優點變得更清楚。
<最佳方式>
下文將參照附圖詳細描述本發明之用於FPCB之發泡板，其使用一相互反應性共聚物樹脂作為一黏著層而具有優異的黏著強度並且可藉由超過180℃之加熱處理輕易地自被黏著體分離，以及使用該發泡板製造FPCB之方法。然而，該具體實施態樣僅為說明之目的，本發明之範圍不限於此。
[製造實例1]
第一共聚物之製造
在裝有攪拌器、冷凝器、滴液漏斗、溫度計及夾套的2升玻璃反應器中，將45克作為單體之丙烯酸乙酯、45克作為共聚單體之丙烯酸正丁酯及10克丙烯酸混合，且進一步一同添加0.01克α,α’－偶氮二異丁腈(作為引發劑)與100克乙酸乙酯及20克甲苯，接著於70℃下進行自由基聚合反應。經過30分鐘之後，添加並混合135克丙烯酸乙酯、135克作為共聚單體之丙烯酸正丁酯及30克丙烯酸。將0.5克作為引發劑之α,α’－偶氮二異丁腈溶解於100克乙酸乙酯及40克甲苯中，接著使用滴液漏斗滴加所得溶液歷時約90分鐘。於滴加期間維持溫度恆定。為了在反應完成之後消除殘餘的單體，將1克自由基引發劑溶解於50克乙酸乙酯及50克乙醇中並接著滴加歷時60分鐘，接著進一步反應3小時，由此製得第一共聚物。
第二共聚物之製造
在裝有攪拌器、冷凝器、滴液漏斗、溫度計及夾套的2升玻璃反應器中，將45克作為單體之丙烯酸乙酯、45克作為共聚單體之 丙烯酸正丁酯及10克2－異丙烯基－2－噁唑啉混合。將0.01克作為引發劑之α,α’－偶氮二異丁腈溶解於100克乙酸乙酯及20克甲苯中並且接著添加至反應器中，接著藉由如聚合含羧基之共聚物的相同方式於70℃下進行反應。進行自由基聚合反應。經過30分鐘之後，添加並混合135克丙烯酸乙酯、135克作為共聚單體之丙烯酸正丁酯及30克丙烯酸。將0.5克作為引發劑之α,α’－偶氮二異丁腈溶解於100克乙酸乙酯及40克甲苯中，接著使用滴液漏斗滴加所得溶液歷時約90分鐘。於滴加期間維持溫度恆定。為了在反應完成之後消除殘餘的單體，將1克自由基引發劑溶解於50克乙酸乙酯及50克乙醇中並接著滴加歷時60分鐘，之後進一步反應3小時，由此製得第二共聚物。
黏著性樹脂之製造
以1：1之重量比混合上述所製造之第一共聚物及第二共聚物。將10克微球(產品名稱：F80VSD，可自松本油脂製藥株式會社購得，在150至160℃下開始發泡)添加並分散至100克的混合樹脂中，由此製得一黏著性樹脂。
[製造實例2]
藉由如製造實例1中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但製造第一共聚物及第二共聚物所使用之單體的重量比各自為丙烯酸乙酯/丙烯酸正丁酯/丙烯酸＝4.5/4.5/1.5及丙烯酸乙酯/丙烯酸正丁酯/2－異丙烯基－2－噁唑啉＝4.5/4.5/1.5。
[製造實例3]
藉由如製造實例1中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但製 造第一共聚物及第二共聚物所使用之單體的重量比各自為丙烯酸乙酯/丙烯酸正丁酯/丙烯酸＝4.5/4.5/0.6及丙烯酸乙酯/丙烯酸正丁酯/2－異丙烯基－2－噁唑啉＝4.5/4.5/0.6。
[製造實例4]
藉由如製造實例1中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但製造製造實例1之第二共聚物所使用的單體為丙烯酸2－乙基己基酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸正丁酯/2－異丙烯基－2－噁唑啉＝2.0/2.5/4.5/1.0。
[製造實例5]
藉由如製造實例4中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但製造製造實例4之第二共聚物所使用之單體的重量比為丙烯酸2－乙基己基酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸正丁酯/2－異丙烯基－2－噁唑啉＝2.0/2.5/4.5/1.5。
[實例1至5]
經由將製造實例1至5所製造的黏著性樹脂塗敷於聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET薄膜)(50微米)上、於其上形成37微米發泡黏著層、以及貼附36微米離型膜於其上而製造一發泡板，並且接著將該發泡板老化歷時7天。藉由將FPCBs貼附至該發泡板之兩面上來製造單面FPCBs之全部程序係透過以下步驟進行：層壓FCCL及發泡板－去毛邊－層壓乾薄膜－曝光－顯影－蝕刻－分離該乾薄膜－標籤黏合－熱壓－表面處理－衝孔－分離該發泡板。接著，對各個步驟評估效能。
A.FCCL之選擇
一般而言，以銅箔、黏著劑、聚醯亞胺薄膜之厚度及該銅箔之種類來分類用於單面FPCB的FCCL。在目前的具體實施態樣中，使用具有表1中所示之規格的銅箔。製造產品中所用覆蓋膜在黏著層的厚度為25微米且在聚醯亞胺層的厚度為25微米。
B.層壓(FCCL及發泡板)
在這個步驟中，層壓發泡板及FCCL以使FCCL黏附至發泡板上。層壓是使用一般的層壓機，以單面FCCL之銅箔面朝外且將聚醯亞胺之表面黏附至發泡板的方式來進行。避免在經黏附之產品中產生聚醯亞胺之氣泡及皺褶，且確定周圍部分的黏附狀態，如此於後續步驟中各種化學品不會因為在周圍處的黏著力降低而滲入該經黏附之產品。
C.去毛邊
在去毛邊步驟中，去除塗在銅箔表面上用來防止銅箔表面腐蝕的防鏽劑，銅箔表面上會產生不平坦(unevenness)而增加銅箔的表面積並提高對乾薄膜(感光樹脂)的黏著力。此步驟是經由化學方法之輕微腐蝕銅的表面而進行，且使用硫酸(H2 SO4 )及過氧化氫(H2 O2 )的混合溶液作為化學品。
D.層壓乾薄膜
乾薄膜層壓係一種將感光樹脂黏附於銅箔上而在銅箔上形成電 路的步驟。當製造單面FPCB時，於銅箔表面上層壓乾薄膜，且由於FCCL很薄，將位在相反面的聚醯亞胺表面貼附至一載體薄膜上，以防止在後續步驟中產生皺摺或撕裂。
E.曝光
在曝光步驟中，當為形成電路而將紫外線(UV)照射在一放置於黏附有感光樹脂之FCCL上方的光罩薄膜時，該UV不能透射該光罩薄膜之黑暗部分且僅能透射該光罩薄膜之透明部分。因此，交聯作用僅發生於該乾薄膜有接受到UV的部分。
F.顯影
使該乾薄膜暴露於3%碳酸鈉溶液中。結果，接受UV而產生交聯作用的部分未被溶解，但未接受UV而未發生交聯作用的部分則被溶解而曝露出銅。
G.蝕刻
乾薄膜在將藉由顯影形成電路的部分處覆蓋銅箔而作為抗蝕劑，且將蝕刻劑(CuCl2 、HCl、H2 O2 )加到經曝露的銅箔上以腐蝕除電路以外之其餘部分的銅箔。
個別步驟中所用的化學品及加工條件係列於表2中。
H.標籤黏合
在藉由蝕刻以在FCCL中形成電路之後，為保護電路，將覆蓋膜黏附到除了將與連接器連接的部分及將經焊接而供安裝零件(mounting parts)用之部分以外的電路部份。由於覆蓋膜係經熱固性黏著劑塗覆，所以黏著力很微弱。因此，在藉由熱壓進行黏著劑之固化以前，該覆蓋膜及已形成電路的FCCL係使用焊接而部分地且暫時地被固定，以防止該覆蓋膜移動。
I.熱壓
熱壓是為了藉由熱固作用而黏附覆蓋膜，且在表3所顯示的條件下進行。於此步驟中，使用加熱及加壓條件下歷經一預定時間的熱壓以使覆蓋膜之黏著劑受熱固化。為了使用該發泡板，於此步驟之加工條件下，該發泡板必須未發泡，且該發泡板及FPCB必須沒有外部形狀的變形或尺寸的改變。
J.表面處理
一般使用無電電鍍法進行表面處理，且該無電電鍍法為批式並在表4所示的條件下進行。金鍍覆為一複雜的程序且在金鍍覆之前進行使用下表所列之化學品的預步驟。
K.形成外部形狀(衝孔)
為完成最終產品，將以經貼附之發泡板加工的FPCB進行衝孔以形成外部形狀。在此時，依模具之位置精確安裝導向孔以形成外部形狀。
L.分離發泡板
於此步驟中，必須將該發泡板之兩面上所貼附的FPCBs分離。該發泡板之特性在於，藉由發泡室在預定溫度下之膨脹造成黏著力降低而被分離。發泡溫度已經過設計使得該發泡板在至少170℃下發泡。完成表面處理的產品係利用如對流烘箱之加熱裝置來進行分離。
[比較製造實例1]
在裝有攪拌器、冷凝器、滴液漏斗、溫度計及夾套的2升玻璃反應器中，將48.5克丙烯酸正丁酯、48.5克丙烯酸乙酯、2克丙烯酸、1克丙烯酸羥丙基酯及0.01克α,α’－偶氮二異丁腈溶解於160克乙酸乙酯及270克甲苯中，之後加入滴液漏斗中，接著以氮替換後之連續流，在80℃下滴加時進行自由基聚合反應歷時8小時。在反應終了時，加入過量之自由基引發劑以消除殘餘的單體，且接著加入10克微球(產品名稱：F80VSD，可自松本油脂製藥株式會社購得，在150至160℃下開始發泡)並分散，之後以黏著 性樹脂中羥基官能基含量的兩倍量添加異氰酸酯交聯劑(產品名稱：AK－75，愛敬化學有限公司)並攪拌，由此製得該黏著性樹脂。
[比較製造實例2]
藉由如比較製造實例1中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但具有交聯官能基之丙烯酸羥丙基酯的用量增加至2.0克。
[比較製造實例3]
藉由如比較製造實例1中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但以黏著性樹脂中羥基官能基含量的四倍量添加異氰酸酯交聯劑(產品名稱：AK－75，愛敬化學有限公司)。
[比較製造實例4]
藉由如比較製造實例2中所描述的相同方式製造黏著性樹脂，但以黏著性樹脂中羥基官能基含量的四倍量添加異氰酸酯交聯劑(產品名稱：AK－75，愛敬化學有限公司)。
[比較實例1至4]
經由將比較製造實例1至4所製造的黏著性樹脂塗敷於PET薄膜(50微米)上、於其上形成37微米發泡黏著層、以及貼附36微米離型膜於其上而製造一發泡板。將所製造的發泡板老化歷時7天並接著用於最終測試中。藉由將FPCBs貼附至該發泡板的兩面上來製造單面FPCB之整個程序係透過以下步驟進行：層壓FCCL及發泡板－去毛邊－層壓乾薄膜－曝光－顯影－蝕刻－分離該乾薄膜－標籤黏合－熱壓－表面處理－衝孔－分離該發泡板。接著，對各個步驟評估效能。
為了對使用上述製造實例、比較製造實例、實例及比較實例所 製造的黏著性樹脂及發泡板而藉由將FPCBs貼附至發泡板的兩面上來製造單面FPCB之方法進行測試，在以下材料及加工條件下對每一個製造FPCB之步驟評估用於高溫發泡之發泡板的可靠性。
1.未加工板之選擇
為用於FPCB之製造，用於發泡板之未加工板經過設計使得發泡劑在至少180℃下發泡成最適體積。因此，由於必須在發泡時使熱傳遞達到最大且必須在考慮可加工性或捲式方法的情況下具有可撓性，使用厚度為25至100微米之PET薄膜。另外，由於重複進行加熱至高溫及冷卻至室溫，必須沒有尺寸上的熱改變。為了符合這種條件，使用厚度為50微米之基板及厚度為36微米之離型膜。
2.發泡之條件及方法
一般而言，使用對流烘箱及加熱板以分離發泡板。使用最小寬度超過250毫米之發泡板於FPCB之製造中，且由於在熱壓步驟中該發泡板必須是可耐用的，所以發泡劑本身應具有高發泡溫度之物理性質。因此，依照所欲的發泡力及FPCB的尺寸改變而在考慮熱傳導效率的情況下選擇發泡板分離設備。
3.可靠性之評估
將該發泡板應用到製造單面FPCB之方法中，且接著確認是否可能藉由將FPCBs貼附至發泡板的兩面上來製造FPCB而將製程效率加倍，及減少由於薄厚度的FPCB所導致之在製造程序中產生的皺摺或撕裂。尤其，當使用該發泡板加工時，另外實驗是否該發泡板本身會提高FPCB之品質，及是否製造FPCB之程序中會 產生負面因子而降低生產力並生產出不良產品。
使溫度維持在70℃，將FCCL層壓至發泡板的兩面上。在層壓步驟期間，在經黏著之產品中不會產生聚醯亞胺之氣泡及皺褶。尤其，確定周圍部分的黏著狀態，如此各種化學品不會因為周圍處的黏著力降低而滲入經黏著之產品，且結果顯示出強的黏著力。即使當黏附有銅箔之發泡板被捲繞在捲筒中而彎曲時，也沒有發現發泡板與銅箔之分離。去毛邊所用之化學品為硫酸(H2 SO4 )及過氧化氫(H2 O2 )的混合溶液，且可確認該溶液不會滲入黏附於該發泡板的表面。於此步驟中，當將FCCLs貼附至該發泡板的兩面上時仍可維持厚度，因而不需要載體薄膜，該載體薄膜為一種次要材料。再者，可確認由於乾薄膜同時層壓至兩面上，工作程序降低至50%。另外，亦可確認曝光機自正面及背面照射UV以在曝光步驟中同時曝光兩面，且由於在利用發泡板進行曝光步驟時可對兩面同時曝光，故生產力增進至兩倍。藉由將FCCLs貼附至發泡板的兩面上而進行之FCCLs分離程序，已確認不會影響產品品質，且亦確認可提昇加工之簡易度。在顯影步驟中，沒有發現因顯影液(Na2 CO3 )之滲透所造成的分離現象。在蝕刻步驟中，類似於顯影步驟，有由於強酸溶液之滲透而造成FCCL及該發泡板分離的可能性，但在實際測試中沒有發現該分離現象。在標籤黏合步驟中，使用熨斗(iron)且當使用該發泡板進行加工時也使用熨斗。因此，必須使發泡板不會因為熨斗而發泡，且可證實在標籤黏合步驟之後沒有發生部分發泡。
為了在熱壓步驟期間證實尺寸穩定性，使用及未使用該發泡板 製造之產品的尺寸係利用三維測量器來測量。尺寸穩定性之目標值設定為小於0.03%。
因化學品之滲透而造成該發泡板的分離是無電電鍍(即表面處理步驟)中的重要問題。在本發明中的無電電鍍步驟中，使用一種沉積方式的化學處理且由目視檢測(visual testing)之結果可證實液體不會滲透。
於此步驟中，應分離貼附至該發泡板兩面上的FPCBs。該發泡板藉由發泡室在預定溫度下之膨脹造成黏著力降低而分離。發泡室經過設計以在至少170℃下發泡。完成表面處理的產品係使用如對流烘箱之加熱裝置而分離。完全分離之FPCB所需的證明因子如下文所述。第一，該發泡板之黏著劑應該未轉移至FPCB之背面上。第二，在發泡及分離步驟中應該未產生產品上的皺摺。第三，在使用該等化學品的整個程序中，該發泡板應該避免液體之滲透所造成的沾污。實際上，產品上的皺褶係於自該發泡板中不均勻顆粒大小之發泡室之發泡之後而產生的。然而，可藉由使該發泡板之顆粒大小及粒徑分佈皆為均勻，生產具有與現有利用單面發泡板之方法相同品質的最終產品。表5顯示將實例及比較實例所獲得之樣本應用至製造FPCB之方法中的結果。
為了確認熱壓步驟之後的尺寸穩定性，使用三維測量器來測量使用該發泡板所製造之產品的尺寸以及藉由現有方法使用單面發泡板所製造之產品的尺寸。如第4圖及第5圖所示，所測得之結果顯示尺寸改變之速率係小於0.03%，此乃尺寸穩定性之目標值。這表示在使用該發泡板加工時尺寸問題不會影響產品的製造。
當進行藉由將FPCBs貼附至發泡板之兩面上來製造FPCBs之方法時，製造過程中會添加各種化學品。確認是否該發泡板之黏著劑會溶解於所使用的化學品中且被所使用的化學品滲透。如果該黏著劑被溶解且被滲透，則不可能進行因該黏著劑之黏著力降低而造成該發泡板與FCCL分離的程序，且可能產生因液體之滲透所造成之FCCL之污染。然而，本發明之發泡板不會產生因化學品(如蝕刻劑液體等等)之滲透所造成的品質問題。並且，自表6可確認藉由將FPCBs貼附至該發泡板之兩面上之單面FPCBs之方法在生產力上所達之提昇效果。
<產業可利用性>
如上所述，依照本發明可提供一種使用一發泡板製造FPCB之方法，該發泡板在熱壓程序期間在高溫高壓的條件下還維持黏著力、具有抗化學性而於蝕刻程序期間不會被蝕刻劑液體滲透、並且藉由高溫加熱可與被黏著體分離。
再者，於本發明中，相較於傳統製造單面FPCB之方法，由於利用一雙面發泡板，因此可在單一製程中生產兩個單面FPCB並且因而增進FPCB製造方法的生產力。
1‧‧‧基板
2‧‧‧表面處理層
2’‧‧‧表面處理層
3‧‧‧利用相互反應性共聚物之混合物的發泡板
3’‧‧‧利用相互反應性共聚物之混合物的發泡板
4‧‧‧離型膜
4’‧‧‧離型膜
第1圖係一剖面圖，說明本發明之單面發泡板；第2圖係一剖面圖，說明本發明之雙面發泡板第3圖係一圖表，顯示本發明所用之熱壓之加工條件；第4圖係一圖表，顯示在使用本發明之發泡板加工時尺寸改變之速率；以及第5圖係一圖表，顯示在使用傳統單面發泡板加工時尺寸改變之速率。
1‧‧‧基板
2‧‧‧表面處理層
3‧‧‧利用相互反應性共聚物之混合物的發泡板
4‧‧‧離型膜(releasing film)

Claims (11)

  1. 一種製造柔性印刷電路板(flexible printed circuit board，FPCB)之方法，其包含以下步驟：貼附一FPCB至一發泡板之任一面或雙面上，該發泡板含有熱膨脹性微球及一相互反應性共聚物；以及藉由發泡該發泡板以將該發泡板自該FPCB分離；其中該相互反應性共聚物為一第一共聚物及一第二共聚物之混合物，該第一共聚物係以乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含羧基之乙烯基單體所共聚合而得，該第二共聚物係以乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含噁唑啉基之乙烯基單體所共聚合而得。
  2. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該發泡板係藉由依序堆疊一基板、一表面處理層、一黏著層及一離型膜(release film)所形成，且該黏著層含有熱膨脹性微球及一相互反應性共聚物。
  3. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該發泡板係藉由依序堆疊一離型膜、一黏著層、一表面處理層、一基板、一表面處理層、一黏著層及一離型膜所形成，且該黏著層含有熱膨脹性微球及一相互反應性共聚物。
  4. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該第一共聚物及第二共聚物之乙烯基單體係獨立選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、 甲基丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸羥乙基酯、甲基丙烯酸羥乙基酯、丙烯酸羥丙基酯、甲基丙烯酸羥丙基酯、丙烯酸羥丁基酯、甲基丙烯酸羥丁基酯、丙烯酸羥己基酯、甲基丙烯酸羥己基酯、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、丙烯酸甲氧基乙基酯、甲基丙烯酸甲氧基乙基酯、丙烯酸乙氧基乙基酯、甲基丙烯酸乙氧基乙基酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪(vinylpiperazine)、乙烯基吡嗪(vinylpyrazine)、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基嗎啉、N-乙烯基甲醯胺、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯基己內醯胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚丙二醇丙烯酸酯、聚丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸四氫糠基酯、甲基丙烯酸四氫糠基酯、丙烯酸2-甲氧基乙基酯、異戊二烯、丁二烯、異丁烯及乙烯基醚、或前述之二或多者之混合物。
  5. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該第一共聚物之含羧基之乙烯基單體係選自以下群組：含一或多個羧基之單體，其係選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙基酯、丙烯酸羧戊基酯、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及巴豆酸； 以及一或多個選自順丁烯二酸酐或衣康酸酐之酸酐單體。
  6. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該第一共聚物係由乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含羧基之乙烯基單體以1：0.5至1.5：0.05至0.3之重量比所製造。
  7. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該第二共聚物之含噁唑啉基之乙烯基單體係選自以下群組之任一者：2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-乙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-(乙烯芐氧基-1-甲基乙基)-2-噁唑啉、2-(2-羥基-1-甲基乙基)丙烯酸酯、及2-(2-羥基-1-甲基乙基)甲基丙烯酸酯、或前述之二或多者之混合物。
  8. 如請求項1所述之製造FPCB之方法，其中該第二共聚物係由乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含噁唑啉基之乙烯基單體以1：0.5至1.5：0.05至0.3之重量比所製造。
  9. 如請求項2所述之製造FPCB之方法，其中該黏著層在160℃之溫度及40公斤/平方公分之壓力下40分鐘內不會發泡或受熱變形，且在170℃至190℃之溫度下於一加熱板中10秒至3分鐘內或於一對流烘箱中5至10分鐘內發泡。
  10. 如請求項2或3所述之製造FPCB之方法，其中該黏著層之相互反應性共聚物為一第一共聚物及一第二共聚物之混合物，該第一共聚物係以乙烯基單體、乙烯基共聚單體及含羧基之乙烯基單體所共聚合而得，該第二共聚物係以乙烯基單 體、乙烯基共聚單體及含噁唑啉基之乙烯基單體所共聚合而得。
  11. 如請求項10所述之製造FPCB之方法，其中該黏著層係藉由混合該第一共聚物及該第二共聚物並接著分散該微球至其中所形成。
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