專利名稱：軟性電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟性電路板(Flexible Circuit Board)及其制造方法，特別是有關(guān)于一種利用顯像型高分子材料以制造作軟性電路板的方法。
使用于噴墨打印機(jī)內(nèi)墨水匣(Cartridge)上的軟性電路板，其作用在于提供一介質(zhì)，將打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)由軟性電路板導(dǎo)入負(fù)責(zé)噴墨的芯片(Chip)內(nèi)，以驅(qū)動(dòng)墨水匣，使墨水匣得以進(jìn)行噴墨列印作業(yè)。
為了解傳統(tǒng)軟性電路板與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)的接觸情形，請(qǐng)先參照

圖1。傳統(tǒng)軟性電路板所使用的基材104，大多為聚亞硫胺(Polyimide，PI)。而軟性電路板上的導(dǎo)電線路106(Conductive traces)，如銅(Cu)或金(Au)等金屬導(dǎo)電材質(zhì)，則是經(jīng)由TAB(Tape Automated Bonding)上的孔洞108(Holes)與打印機(jī)線路上的金屬凸點(diǎn)110(Dimples)接觸，以達(dá)到導(dǎo)通電流的目的。
一般業(yè)界典型的TAB工藝中，在絕緣膠帶(Tape)上挖取孔洞的方法通常有二種(1)以蝕刻(Etching)方法蝕刻絕緣膠帶；以及(2)以沖擊(Punch)方法直接沖挖絕緣膠帶。此二種方法茲分述如后請(qǐng)先參照?qǐng)D2A-2J，其繪示傳統(tǒng)利用蝕刻法挖取絕緣膠帶上的孔洞的方法。首先，如圖2A及2B所示，于基材202，例如是聚亞硫胺PI，上利用濺鍍(Sputtering)法濺鍍一層厚度約100A的銅膜204。如圖2C、2D及2E所示，在正反面上光致抗蝕劑(PR)206，雙面曝光(Expose)、顯影(Develop)以制造出孔洞與導(dǎo)電線路的圖案。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2F，于具有裸露銅膜的一面電鑄(Plating)厚度約數(shù)μm的銅板208。如圖2G所示，再以一蝕刻液蝕刻基材202制作出孔洞210。接著，如圖2H所示，再去除雙面的光致抗蝕劑膜。然后，如圖2I所示，再利用一次上光致抗蝕劑、曝光、顯影、蝕刻等光刻腐蝕工藝，將裸露無(wú)銅板覆蓋的銅膜去除。最后，如圖2J所示，再于具有銅板層一面上一層絕緣膠212，以做為絕緣保護(hù)。
然此傳統(tǒng)蝕刻工藝具有下述的缺點(diǎn)制造時(shí)程長(zhǎng)、基材蝕刻后具有黏稠狀沉淀，且排放大量廢水，另外，成本高及成品成品率不佳等問(wèn)題。
請(qǐng)接著參照?qǐng)D3A～3I，其繪示傳統(tǒng)利用沖型法制造絕緣膠帶上的孔洞的方法。
首先，如圖3A及3B所示，于基材302上涂附一層膠304(Adhesive)。接著，參考圖3C及3D，利用沖型機(jī)器對(duì)附著膠的基材沖出孔洞306，再于其上貼一層銅板308。再如圖3E至3H所示，于銅板308表面進(jìn)行上光致抗蝕劑310、曝光、顯影、蝕刻等光刻腐蝕工藝，以形成銅板308的圖案，然后再將光致抗蝕劑310去除。最后，如圖3I所示，再于具有銅板層的一側(cè)上一層絕緣膠312，以做為絕緣保護(hù)。
雖然此作法相對(duì)于前述蝕刻法具有工藝時(shí)間快、無(wú)廢水污染問(wèn)題且成本低的優(yōu)點(diǎn)，但其所制造出的孔洞間距太大，也即在有限面積內(nèi)孔洞太少(孔口解析度不高)，造成打印機(jī)與TAB接觸面積過(guò)少，而降低兩者接觸時(shí)的準(zhǔn)確率；另一較嚴(yán)重問(wèn)題為使用沖擊方式容易造成孔洞間的基材斷裂，大大地降低其成品的成品率，也因而相對(duì)地提高制造時(shí)所需的成本。
有監(jiān)于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種軟性電路板及其工藝，不會(huì)有顯像液造成環(huán)境污染的問(wèn)題，并且工藝時(shí)程短、成本低、孔口解析度佳、成品率極高，適合用以作為大量生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種軟性電路板的制造方法，包括以下的步驟于絕緣膠帶上形成導(dǎo)電線路；以及形成顯像型高分子材料層填充于此導(dǎo)電線路的空隙間，其中此顯像型高分子材料層暴露出部分導(dǎo)電線路以形成數(shù)個(gè)打印機(jī)金屬凸點(diǎn)接觸孔洞。此絕緣膠帶的材質(zhì)可以是聚亞硫胺、特氟隆、聚硫胺、聚甲基丙烯酸甲酯、碳酸酯、聚酯或聚亞硫胺聚乙烯對(duì)苯二甲酯共聚合物等聚合物。此外，此顯像型高分子材料層是由防焊油墨或聚亞硫胺組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提出一種軟性電路板的結(jié)構(gòu)，包括形成于絕緣膠帶上的導(dǎo)電線路，以及填充于導(dǎo)電線路之間的顯像型高分子材料層。此顯像型高分子材料層具有數(shù)個(gè)孔洞暴露出部分導(dǎo)電線路，該些孔洞是作為與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)接觸用。
為使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明。附圖中圖1顯示傳統(tǒng)軟性電路板與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)的接觸情形；圖2A-2J繪示傳統(tǒng)利用蝕刻法挖取絕緣膠帶上的孔洞的方法；圖3A～3I繪示傳統(tǒng)利用沖型法制造絕緣膠帶上的孔洞的方法；
圖4A-4J繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的軟性電路板部分工藝；圖5顯示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的顯像型高分子材料的涂布、曝光、顯影、烘烤等工藝；圖6繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的軟性電路板與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)的接觸情形；圖7繪示傳統(tǒng)軟性電路板與芯片粘著的局部分放大圖；以及圖8繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的軟性電路板與芯片粘著的局部分放大圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明104、202、302基材106導(dǎo)電線路108、210、306、420孔洞110、610金屬凸點(diǎn)204銅膜206、310、408光致抗蝕劑208、308銅板212、312絕緣膠304、404膠402絕緣膠帶406導(dǎo)電層410顯像型高分子材料層502涂布步驟504曝光步驟506顯影步驟508烘烤步驟504曝光步驟702、802芯片圖4A～4J，繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的軟性電路板部分工藝。首先，如圖4A及4B所示，在絕緣膠帶402(Tape)，例如是聚亞硫胺(Polyimide，PI)，先涂布一層膠404，再于其上形成導(dǎo)電層406，導(dǎo)電層406的材質(zhì)可以例如是銅或金等金屬，作為導(dǎo)電線路。而形成導(dǎo)電層406的方法是將整卷的銅箔或金箔黏貼于絕緣膠帶402上，銅箔或金箔的厚度優(yōu)選地約在10μm～50μm的范圍。
接著，如圖4C至圖4G所示，先形成光致抗蝕劑層408于導(dǎo)電層406上，再曝光、顯影、蝕刻導(dǎo)電層406，以形成所預(yù)定的圖案，再去除光致抗蝕劑層408，此時(shí)，于絕緣膠帶402上即具有預(yù)定圖案的導(dǎo)電線路。
接著，如圖4H所示，再涂布一層顯像型高分子材料410于先前已制作好具有導(dǎo)電線路406的絕緣膠帶402上。其中，顯像型高分子材料410的優(yōu)選涂布方式是利用網(wǎng)版印刷(Screen Printing)的方式，其他如噴涂(Spraycoating)方式、簾涂(Curtain coating)方式或滾輪涂布(Roller coating)的方式也可達(dá)到相同的結(jié)果。另外，顯像型高分子材料410的優(yōu)選材質(zhì)為防焊油墨(Solder mask)，此種材質(zhì)遇光之后會(huì)產(chǎn)生鏈結(jié)(Cross Linking)，使遇光的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)而不溶于顯影劑中，如同于負(fù)光致抗蝕劑(NegativePhotoresist)。另外，如聚亞硫胺(Polyimide，PI)等光致抗蝕劑材質(zhì)也可達(dá)到相同的結(jié)果。
如圖4I以及圖4J所示，再將顯像型高分子材料410作顯影動(dòng)作，并藉由曝光將顯像型高分子材料410去除，以形成預(yù)定圖案而能達(dá)到保護(hù)導(dǎo)電層406的目的，最后，再作烘烤，以硬化顯像型高分子材料410。
圖5顯示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的顯像型高分子材料的涂布、曝光、顯影、烘烤等工藝。應(yīng)用于本發(fā)明的顯像型高分子材料410優(yōu)選的是臺(tái)灣太陽(yáng)油墨公司(Taiwan Taiyo Ink Corp.)生產(chǎn)的PSR9000 Series A01 Type顯像型防焊油墨，此油墨中主劑與硬化劑(Hardener)的優(yōu)選混合比為7∶3。在完成涂布，步驟502之后，進(jìn)行曝光，如步驟504，到達(dá)板面的優(yōu)選曝光量約為280～420mJ/cm2；在步驟506進(jìn)行顯影時(shí)，于溫度約30℃下，利用重量百分比約1％的碳酸鈉溶液(Na2CO3)做顯影，時(shí)間約需60～90秒；于其后步驟508之后烘烤(Post Cure)，則需置于溫度150℃的熱風(fēng)循環(huán)烤箱(Hot air convention oven)中，約50分鐘。
利用于本發(fā)明的絕緣膠帶(Tape)，其材質(zhì)除了可以是聚亞硫胺(Polyimide，PI)之外，也可為其他聚合物薄膜(Polymer film)材質(zhì)，例如是特氟隆(Teflon)，聚硫胺(Polyamide)，聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)，聚碳酸酯(Polycarbonate)，聚酯(Polyester)，或聚亞硫胺聚乙烯對(duì)苯二甲酯共聚合物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)。
因此，藉由根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的工藝制造出的軟性電路板結(jié)構(gòu)如下在絕緣膠帶402的一表面上具有導(dǎo)電線路406，在同一表面上還具有顯像型高分子材料410填充于導(dǎo)電線路406之間。顯像型高分子材料410對(duì)導(dǎo)電線路406有保護(hù)作用，然未完全將導(dǎo)電線路406掩蓋，而是形成暴露出導(dǎo)電線路406的孔洞420。
圖6繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的軟性電路板與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)610的接觸情形。參照?qǐng)D1繪示的傳統(tǒng)軟性電路板可清楚得知。傳統(tǒng)上，打印機(jī)線路上的金屬凸點(diǎn)110是穿過(guò)開(kāi)于絕緣膠帶104上的孔洞108與位于絕緣膠帶104另一面的軟性電路板導(dǎo)電層106接觸。而本發(fā)明的軟性電路板的導(dǎo)電層406是位于絕緣膠帶402上接近打印機(jī)金屬凸點(diǎn)610的前方。
此外，請(qǐng)比較圖7與圖8，因?yàn)楸景l(fā)明軟性電路板的特殊設(shè)計(jì)使得其與芯片702粘著時(shí)，導(dǎo)電層406的彎曲程度遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)軟性電路板與芯片802粘著時(shí)，銅板208的彎曲程度。這是因?yàn)?，根?jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的軟性電路板與芯片702粘著時(shí)，絕緣膠帶402與芯片702位于導(dǎo)電層406的同一側(cè)，即本發(fā)明的軟性電路板是正面黏貼；相反地，傳統(tǒng)的軟性電路板與芯片802粘著時(shí)，絕緣膠帶202與芯片802位于銅板208的相反側(cè)，即傳統(tǒng)的軟性電路板是反面黏貼。由此明顯可知，本發(fā)明的軟性電路板線路導(dǎo)電線路，自然會(huì)因?yàn)檩^小的彎曲角度而減低斷線的可能。
本發(fā)明中使用顯像型防焊油墨于絕緣膠帶上形成打印機(jī)金屬凸點(diǎn)的孔洞，具有以下的優(yōu)點(diǎn)(1)顯像型防焊油墨對(duì)于導(dǎo)電線路間的密著性及被覆性，遠(yuǎn)比干膜(DryFilm)方式優(yōu)異；(2)因顯像液(Developer)中使用弱堿性水溶液，其藥劑及設(shè)備成本較低，且不造成環(huán)境污染等問(wèn)題；以及(3)因?yàn)榕c芯片正面同側(cè)黏貼，故減少斷線的問(wèn)題。
此外，因?yàn)楸景l(fā)明的工藝不需于絕緣膠帶上挖出孔洞，更具有以下的優(yōu)點(diǎn)(1)工藝時(shí)程短、(2)成本較低、(3)孔口解析度佳，且具有(4)成品率極高的特點(diǎn)，約可達(dá)到99％以上的成品率。因此，相當(dāng)適合用以作為大量生產(chǎn)使用。
雖然本發(fā)明以前述的優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作出一些更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視后附的權(quán)利要求的范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨用軟性電路板的制造方法，包括以下的步驟提供一絕緣膠帶；于該絕緣膠帶上形成一導(dǎo)電線路；以及形成一顯像型高分子材料層填充于該導(dǎo)電線路的空隙間，其中該顯像型高分子材料層暴露出部分該導(dǎo)電線路以形成多個(gè)打印機(jī)金屬凸點(diǎn)接觸孔洞。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該絕緣膠帶其材質(zhì)是一聚合物薄膜(Polymer film)。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是聚亞硫胺(Polyimide，PI)。
4.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是特氟隆(Teflon)。
5.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是聚硫胺(Polyamide)。
6.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)。
7.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是聚碳酸酯(Polycarbonate)。
8.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是聚酯(Polyester)。
9.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中該聚合物薄膜是聚亞硫胺聚乙烯對(duì)苯二甲酯共聚合物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)。
10.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，形成該導(dǎo)電線路的步驟還包括以下步驟于該絕緣膠帶上形成一膠層；于該膠層上黏貼一導(dǎo)電層；以及定義該導(dǎo)電層以形成該導(dǎo)電線路。
11.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中，該導(dǎo)電層的材質(zhì)是銅。
12.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中，該導(dǎo)電層的材質(zhì)是金。
13.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其中，該導(dǎo)電層的厚度約為10μm～50μm。
14.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是以涂布方式形成于該導(dǎo)電線路的空隙間。
15.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是以網(wǎng)版印刷(Screen Printing)方式涂布于該導(dǎo)電線路的空隙間。
16.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是以噴涂(Spray coating)方式涂布于該導(dǎo)電線路的空隙間。
17.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是以簾涂(Curtain coating)方式涂布于該導(dǎo)電線路的空隙間。
18.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是以滾輪涂布(Roller coating)方式涂布于該導(dǎo)電線路的空隙間。
19.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是由一防焊油墨(Solder mask)組成。
20.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層是由聚亞硫胺(Polyimide，PI)組成。
21.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，形成該顯像型高分子材料層的方法包括涂布，曝光，顯影以及烘烤。
22.如權(quán)利要求21所述的制造方法，其中，該顯像型高分子材料層的材質(zhì)由一防焊油墨組成，該防焊油墨包括一主劑和一硬化劑，其中該主劑與該硬化劑的混合比約為7∶3。
23.如權(quán)利要求21所述的制造方法，其中，在該曝光工藝中，到達(dá)板面的曝光量約為280～420mJ/cm2。
24.如權(quán)利要求21所述的制造方法，其中，是于溫度約30℃下，利用重量百分比約1％的碳酸鈉溶液(Na2CO3)顯影約60～90秒。
25.如權(quán)利要求21所述的制造方法，其中，是于溫度約150℃的熱風(fēng)循環(huán)烤箱中，烘烤約50分鐘。
26.一種噴墨用軟性電路板，包括一絕緣膠帶為基材，一導(dǎo)電線路形成于該絕緣膠帶上；以及一顯像型高分子材料層，至少填充于該導(dǎo)電線路之間，并且具有多個(gè)孔洞暴露出部分該導(dǎo)電線路，其中該些孔洞作為與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)接觸。
27.如權(quán)利要求26所述的軟性電路板，其中該絕緣膠帶是一聚合物薄膜。
28.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是聚亞硫胺。
29.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是特氟隆。
30.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是聚硫胺。
31.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是聚甲基丙烯酸甲酯。
32.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是聚碳酸酯。
33.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是聚酯。
34.如權(quán)利要求27所述的軟性電路板，其中該聚合物薄膜的材質(zhì)是聚亞硫胺聚乙烯對(duì)苯二甲酯共聚合物。
35.如權(quán)利要求26所述的軟性電路板，其中，該顯像型高分子材料層是由一防焊油墨組成。
36.如權(quán)利要求26所述的軟性電路板，其中，該顯像型高分子材料層是由聚亞硫胺組成。
全文摘要
一種軟性電路板，包括形成于絕緣膠帶上的導(dǎo)電線路，以及填充于導(dǎo)電線路之間的顯像型高分子材料層。此顯像型高分子材料層具有多個(gè)孔洞暴露出部分導(dǎo)電線路，該些孔洞是作為與打印機(jī)金屬凸點(diǎn)接觸用。此絕緣膠帶的材質(zhì)是一種聚合物；而顯像型高分子材料層是由防焊油墨或聚亞硫胺組成。本發(fā)明還涉及軟性電路板的制造方法。
文檔編號(hào)H05K3/00GK1391430SQ0112141
公開(kāi)日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2001年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月7日
發(fā)明者呂椬境, 彭明忠, 陳志清 申請(qǐng)人:明碁電通股份有限公司