TWI446848B - 彎折式印刷電路板之製造方法 - Google Patents

Description

彎折式印刷電路板之製造方法

本發明是有關於一種彎折式印刷電路板的製造方法。

可撓性印刷電路板需根據使用的環境及狀態來選擇適當的印刷電路板。若在某些條件下不需要持續動態撓折，如組裝、重工或維修時只需要彎折數次，則可使用半撓折(semi-flex)印刷電路板。

半撓折(semi-flex)印刷電路板通常是以一般電路板的製程先製造出印刷電路板，然後將需要彎曲的部分厚度減薄，使此部分具有可彎曲性。但此種印刷電路板的彎曲半徑(bending radius)最小只能達到3.5mm左右，且在90°彎曲的情況下，僅可彎曲十次以上。並且，上述印刷電路板無法彎曲到180°。由此可知，此半撓折印刷電路板的彎曲特性仍有改善的空間。

因此，需要一種新穎的印刷電路板製造方法，以其能改善上述問題。

本發明係提供一種彎折式印刷電路板之製造方法。此製造方法的優點在於製造成本與材料成本均低，且製備出的彎折式印刷電路板具有良好的彎曲特性。

在一實施方式中，製造方法包含下列步驟。提供硬式核心板。形成不含玻璃纖維的黏著層於硬式核心板上。壓合預浸材及第一金屬層於黏著層上，以形成複合板。預浸材位於黏著層及第一金屬層間。複合板具有預定彎折之第一區以及第二區，第二區鄰接第一區。圖案化第一金屬層以形成第一電路層。於第一區中形成一開口貫穿硬式核心板，以露出黏著層之一部分。彎折開口下方之黏著層及預浸材形成彎曲部。

在一實施方式中，壓合第一黏著層及第四金屬層於硬式核心板之第一表面上，以及壓合第二黏著層及第二金屬層於硬式核心板之第二表面上。第一黏著層及第二黏著層分別接觸硬式核心板之第一表面及第二表面。圖案化第四金屬層及第二金屬層，以於硬式核心板之第一表面及第二表面上分別形成第四電路層及第二電路層。壓合第一預浸材及第三金屬層於第四電路層上，以及壓合第二預浸材及第一金屬層於第二電路層上，以形成複合板。第一預浸材及第二預浸材分別接觸第四電路層及第二電路層。複合板具有第一區以及第二區鄰接第一區。圖案化第三金屬層及第一金屬層，以於第四電路層及第二電路層上分別形成第三電路層及第一電路層。於第一區形成開口貫穿第一預浸材、第一黏著層及硬式核心板，以露出第二黏著層之一部分，使開口下方之第二黏著層及第二預浸材形成彎曲部。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

本發明係提供一種彎折式印刷電路板之製造方法。第1A-1D圖係繪示依照本發明一實施方式的一種彎折式印刷電路板之製造方法的各製程階段的剖面示意圖。

首先，形成不含玻璃纖維的黏著層221於硬式核心板110之一表面上，如第1A圖所示。可使用塗佈製程或快壓製程來形成黏著層221於硬式核心板110的表面上。黏著層221可包含環氧樹脂，但不包含玻璃纖維。硬式核心板110可為由多片預浸材壓合熟化而形成的絕緣板，例如可為FR4板。此外，硬式核心板110可依照電路設計需求及避免整體堆疊結構發生翹曲而有不同種的設計。因此，硬式核心板110可為單層電路板或多層電路板。

在一實施例中，可先壓合黏著層221及一層第二金屬層224於硬式核心板110之表面上，如第1A圖所示。黏著層221位於硬式核心板110及第二金屬層224間。然後，移除第二金屬層224以完全露出黏著層221。可使用濕蝕刻製程來完全移除第二金屬層224。

在形成黏著層221後，壓合預浸材231及第一金屬層240於黏著層221上，以形成複合板105，如第1B圖所示，複合板105包含硬式核心板110、黏著層221、預浸材231及第一金屬層240。複合板105具有預定彎折之第一區105a以及第二區105b，第二區105b鄰接第一區105a。也就是說，第一區105a為預定要形成開口190a的區域。第二區105b為預定形成開口190a旁邊的區域。上述堆疊結構可使用傳統壓合機來進行壓合製程。

然後，圖案化第一金屬層240以形成第一電路層242，如第1C圖所示。圖案化製程可包含有塗佈光阻、微影蝕刻以及去光阻等製程。

在一實施例中，於圖案化第一金屬層240步驟後可形成軟板油墨180覆蓋第一區105a之預浸材231及第一電路層242，如第1D圖所示。在本實施方式中較佳可包含硬板油墨170與軟板油墨180。硬板油墨170可形成於第一電路層242上。例如可將硬板油墨材料先整個覆蓋在基板上，再利用預烤、曝光、顯影、後烤製程而可形成圖案化的硬板油墨170。圖案化的軟板油墨180則可使用網板印刷製程來製作。

接著，於第一區105a中形成一開口190a貫穿硬式核心板110，以露出黏著層221之一部分，如第1D圖所示。形成開口190a的方式為使用具有深度控制能力的盲撈(blind routing)製程。

最後，彎折開口190a下方之黏著層221及預浸材231形成彎曲部200a。彎曲部200a之黏著層221的厚度可為20至70μm。在彎曲部200a中，靠近開口190a一側設置 有不含玻璃纖維的黏著層221，其彎曲性及柔軟性較預浸材231為佳。黏著層221的下方設置有預浸材231。預浸材231含有玻璃纖維，玻璃纖維可分散在彎曲時所產生的應力，避免應力集中於某處而導致彎曲部200a斷裂。因此，本彎折式印刷電路板之彎曲性良好，可彎折0至180°。以上述製造方法製得之彎折式印刷電路板可具有至少一層電路層。

本發明係提供另一種彎折式印刷電路板之製造方法。第2圖係繪示依照本發明一實施方式的一種彎折式印刷電路板之製造方法的流程圖。第3A-3G圖係繪示依照本發明一實施方式的一種彎折式印刷電路板之製造方法的各製程階段的剖面示意圖。

在步驟10中，壓合第一黏著層122及第四金屬層124於硬式核心板110之第一表面110a上，以及壓合第二黏著層222及第二金屬層224於硬式核心板110之第二表面110b上，如第3A圖所示。在一實施方式中，也可於壓合製程後完全移除第四金屬層124或第二金屬層224。此外，也可使用塗佈或快壓的方式於硬式核心板110上形成第一黏著層122及第二黏著層222。

第一黏著層122及第二黏著層222分別接觸硬式核心板110之第一表面110a及第二表面110b。上述堆疊結構可使用傳統壓合機來進行壓合製程。第一黏著層122和第二黏著層222可包含環氧樹脂，但不包含玻璃纖維。硬式核心板110可為由多片預浸材壓合熟化而形成的絕緣板，例如可為FR4板。在另一實施方式中，硬式核心板可為單層電路板或多層電路板。例如多層電路板可包含一基板，以及設置在基板兩側上之數層電路。若考慮到基板兩側之對稱性，較佳可在基板兩側上設置相同層數的電路，且同一側的數層電路間可另設置有絕緣層。

在一實施方式中，可先提供第一樹脂金屬箔120及第二樹脂金屬箔220。第一樹脂金屬箔120包含上述第四金屬層124以及上述第一黏著層122，第二樹脂金屬箔220包含上述第二金屬層224以及上述第二黏著層222。然後，將第一樹脂金屬箔120壓合在硬式核心板110之第一表面110a上，並將第二樹脂金屬箔220壓合在硬式核心板110之第二表面110b上。上述第一樹脂金屬箔120與第二樹脂金屬箔220可為樹脂銅箔(Resin Coated Copper,RCC)。可利用在銅箔之一側塗佈上一層樹脂，然後經烘箱乾燥而製得樹脂銅箔。

在步驟20中，圖案化第四金屬層124及第二金屬層224，以於硬式核心板110之第一表面110a及第二表面110b上分別形成第四電路層126及第二電路層226，如第3B圖所示。圖案化製程可包含有塗佈光阻、微影蝕刻以及去光阻等製程。而可在硬式核心板110之兩側上分別形成第四電路層126及第二電路層226。

在步驟30中，壓合第一預浸材130及第三金屬層140於第四電路層126上，以及壓合第二預浸材230及第一金屬層240於第二電路層226上，以形成複合板105，如第3C圖所示。第一預浸材130及第二預浸材230分別接觸第四電路層126及第二電路層226。複合板105具有第一區105a以及第二區105b，第二區105b鄰接第一區105a。第一區105a為預定於步驟50中要形成開口的區域。第二區105b為預定形成開口190a旁邊的區域。上述堆疊結構可使用傳統壓合機來進行壓合製程。第一預浸材130與第二預浸材230可包含玻璃纖維與環氧樹脂。具體來說，上述預浸材可包含有B階段(B-stage)的環氧樹脂與玻璃纖維。在壓合製程中，軟化的環氧樹脂會稍微流動以填滿電路間的空隙及覆蓋電路。經壓合製程後，環氧樹脂交聯固化而形成C階段(C-stage)的環氧樹脂。

在一實施方式中，於進行步驟30之後，但於進行步驟40之前，更可包含形成至少一通孔150a貫穿第二區105b的堆疊結構。也就是貫穿第三金屬層140、第一預浸材130、第四電路層126、第一黏著層122、硬式核心板110、第二黏著層222、第二電路層226、第二預浸材230及第一金屬層240，如第3D圖所示。然後，形成導電層160於通孔150a中，以電性連接第三金屬層140及第一金屬層240。形成導電層160的方式可為電鍍金屬層於通孔150a中及覆蓋露出的第三金屬層140及第一金屬層240，如第3D圖所示。

在步驟40中，圖案化第三金屬層140及第一金屬層240，以於第四電路層126及第二電路層226上分別形成第三電路層142及第一電路層242，如第3E圖所示。圖案化製程可包含有塗佈光阻、微影蝕刻以及去光阻等製程。如第3E圖所示，由於導電層160覆蓋於第三金屬層140及第一金屬層240上，因此所形成的第三電路層142及第一電路層242上覆蓋有導電層160。

在一實施方式中，於步驟40後，更可包含形成軟板油墨180覆蓋第一區105a之第一電路層242及第二預浸材230，如第3F圖所示。在上述步驟前，可先形成硬板油墨170於通孔150a中並覆蓋第二區105b之第三電路層142及第一電路層242。上述硬板油墨170與軟板油墨180是一種高分子絕緣材，用以覆蓋及保護電路層。可先將硬板油墨材料先整個覆蓋在基板上，再利用預烤、曝光、顯影、後烤製程而可形成圖案化的硬板油墨170。圖案化的軟板油墨180則可使用網板印刷製程來製作。軟板油墨180的延展性較硬板油墨170為佳，可耐多次彎曲而不會斷裂。由於第一區105a的堆疊結構欲作為彎曲部200a，因此設置軟板油墨180於第一區105a的外側表面上。第二區105b的堆疊結構由於不需彎曲，所以於第二區105b的外側表面設置硬板油墨170即可。此外，軟板油墨180可重疊第二區105b一部分的硬板油墨170。

在步驟50中，於第一區105a形成開口190a貫穿第一預浸材130、第一黏著層122及硬式核心板110，以露出第二黏著層222之一部分，如第3G圖所示。在一實施方式中，形成開口190a的方式為使用具有深度控制能力的盲撈製程。也就是沿著垂直於板材表面的方向從第一預浸材130的表面向下除去一部分的堆疊結構，直至露出第二黏著層222為止。在形成開口190a的製程中可以深度控制方式來控制需除去的堆疊結構的厚度。

在一實施方式中，露出部分之第二黏著層222的厚度為20至70μm。開口190a下方之第二黏著層222及第二預浸材230形成彎曲部200a。在一實施方式中，第一區105a之露出部分之第二黏著層222、第二電路層226、第二預浸材230、第一電路層242及軟板油墨180的總厚度為0.2至0.25mm。在彎曲部200a中，靠近開口190a一側設置有不含玻璃纖維的第二黏著層222，其彎曲性及柔軟性較預浸材為佳。第二黏著層222的下方設置有第二預浸材230。第二預浸材230中含有玻璃纖維，玻璃纖維可分散在彎曲時所產生的應力，避免應力集中於某處而導致彎曲部200a斷裂。此彎折式印刷電路板可作90°彎折，甚至可達到180°的彎折。也就是說，此彎折式印刷電路板可彎折0至180°。如第3G圖所示之彎折式印刷電路板，在彎曲半徑為3.3mm，180°彎曲的條件下，可彎曲至少50次以上。在彎曲半徑為3.3mm，90°彎曲的條件下可彎曲至少200次以上。

第3G圖所示的彎折式印刷電路板總共有四層線路。在其他實施方式中，彎折式印刷電路板可包含有四層以上之線路。但其彎曲部仍包含有一層黏著層及一層預浸材。

由此可知，本製造方法之製造成本與材料成本均低，且製備出的彎折式印刷電路板可作90°或180°彎折，具有良好的彎曲特性。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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。

105．．．複合板

105a．．．第一區

105b．．．第二區

110．．．硬式核心板

110a．．．第一表面

110b．．．第二表面

120．．．第一樹脂金屬箔

122．．．第一黏著層

124．．．第四金屬層

126．．．第四電路層

130．．．第一預浸材

140．．．第三金屬層

142．．．第三電路層

150a．．．通孔

160．．．導電層

170．．．硬板油墨

180．．．軟板油墨

190a．．．開口

200a．．．彎曲部

220．．．第二樹脂金屬箔

221．．．黏著層

222．．．第二黏著層

224．．．第二金屬層

226．．．第二電路層

230．．．第二預浸材

231．．．預浸材

240．．．第一金屬層

242．．．第一電路層

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A-1D圖係繪示依照本發明一實施方式的一種彎折式印刷電路板之製造方法的各製程階段的剖面示意圖。

第2圖係繪示依照本發明一實施方式的一種彎折式印刷電路板之製造步驟流程圖。

第3A-3G圖係繪示依照本發明一實施方式的一種彎折式印刷電路板之製造方法的各製程階段示意圖。

105a．．．第一區

105b．．．第二區

110．．．硬式核心板

122．．．第一黏著層

126．．．第四電路層

130．．．第一預浸材

142．．．第三電路層

160．．．導電層

170．．．硬板油墨

180．．．軟板油墨

190a．．．開口

200a．．．彎曲部

222．．．第二黏著層

226．．．第二電路層

230．．．第二預浸材

242．．．第一電路層

Claims (13)

1. 一種彎折式印刷電路板之製造方法，包含：提供一硬式核心板；形成一不含玻璃纖維的黏著層於該硬式核心板上，其中該黏著層包含環氧樹脂；壓合一預浸材及一第一金屬層於該黏著層上，以形成一複合板，該預浸材位於該黏著層及該第一金屬層間且接觸該黏著層，該複合板具有一預定彎折之第一區以及一第二區鄰接該第一區；圖案化該第一金屬層以形成一第一電路層；於該第一區中形成一開口貫穿該硬式核心板，以露出該黏著層之一部分；以及彎折該開口下方之該黏著層及該預浸材形成一彎曲部。
2. 如請求項1所述之方法，形成該黏著層步驟包括：壓合該黏著層及一第二金屬層於該硬式核心板之一表面上，其中該黏著層位於該硬式核心板及該第二金屬層間；以及移除該第二金屬層。
3. 如請求項1所述之方法，形成該黏著層步驟包括：壓合該黏著層及一第二金屬層於該硬式核心板之一表面上，其中該黏著層位於該硬式核心板及該第二金屬層間；以及 圖案化該第二金屬層以形成一第二電路層。
4. 如請求項1所述之方法，圖案化該第一金屬層步驟後更包含形成一軟板油墨覆蓋該第一區之該預浸材及該第一電路層。
5. 如請求項1所述之方法，其中形成該開口貫穿該硬式核心板步驟包含使用一盲撈製程。
6. 如請求項1所述之方法，其中該彎曲部之該黏著層具有一厚度為20至70μm。
7. 一種彎折式印刷電路板之製造方法，包含：壓合一第一黏著層及一第四金屬層於一硬式核心板之一第一表面上，以及壓合一第二黏著層及一第二金屬層於該硬式核心板之一第二表面上，該第一黏著層及該第二黏著層分別接觸該硬式核心板之該第一表面及該第二表面，且該第二黏著層不包含玻璃纖維；圖案化該第四金屬層及該第二金屬層，以於該硬式核心板之該第一表面及該第二表面上分別形成一第四電路層及一第二電路層；壓合一第一預浸材及一第三金屬層於該第四電路層上，以及壓合一第二預浸材及一第一金屬層於該第二電路層上，以形成一複合板，該第一預浸材及該第二預浸材分別接觸該第四電路層及該第二電路層，該複合板具有一預 定彎折之第一區以及一第二區鄰接該第一區；圖案化該第三金屬層及該第一金屬層，以於該第四電路層及該第二電路層上分別形成一第三電路層及一第一電路層；以及於該第一區形成一開口貫穿該第一預浸材、該第一黏著層及該硬式核心板，以露出該第二黏著層之一部分，使該開口下方之該第二黏著層及該第二預浸材形成一彎曲部。
8. 如請求項7所述之方法，其中該第二預浸材包含玻璃纖維與環氧樹脂。
9. 如請求項7所述之方法，其中壓合該第一黏著層及該第四金屬層於該硬式核心板之該第一表面上，以及壓合該第二黏著層及該第二金屬層於該硬式核心板之該第二表面上之步驟包含：提供一第一樹脂金屬箔及一第二樹脂金屬箔，該第一樹脂金屬箔包含該第四金屬層以及該第一黏著層，該第二樹脂金屬箔包含該第二金屬層以及該第二黏著層；以及壓合該第一樹脂金屬箔於該硬式核心板之該第一表面上，以及壓合該第二樹脂金屬箔於該硬式核心板之該第二表面上。
10. 如請求項7所述之方法，其中該硬式核心板為單層電路板或多層電路板。
11. 如請求項7所述之方法，圖案化該第三金屬層及該第一金屬層步驟前更包含：形成至少一通孔貫穿該第二區之該第三金屬層、該第四電路層、該硬式核心板、該第二電路層及該第一金屬層；以及形成一導電層於該通孔中，以電性連接該第三金屬層及該第一金屬層。
12. 如請求項7所述之方法，圖案化該第三金屬層及第一金屬層步驟後更包含形成一軟板油墨覆蓋該第一區之該第一電路層及該第二預浸材。
13. 如請求項12所述之方法，其中該第一區之該露出部分之該第二黏著層、該第二電路層、該第二預浸材、該第一電路層及該軟板油墨具有一總厚度為0.2至0.25mm。