專利名稱：軟性印刷電路板壓焊結構與制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種軟性印刷電路板，特別是關于一種可改善壓焊區(qū)燒焦現象與材質劣化的軟性印刷電路板結構與制造方法。
背景技術：
隨著人們生活水準逐步提高，各類消費性電子產品亦因應廣大消費者需求而陸續(xù)問世，因此直接促進各類型產業(yè)景氣上升，并且間接帶動相關次產業(yè)的成長。為了更加貼近消費者對各類功能、可攜度、操作便利度及視聽觀感的要求，以期增強其采購意愿與品牌忠誠度等消費趨向，各類消費性電子產品漸趨于薄型化及輕型化發(fā)展。以手機為例，隨著具有照相及其他復合功能的彩色手機市占率快速成長，彩色面板與手機照相模組需求隨之攀升，彩色面板產業(yè)又可區(qū)分為CSNT-LCD及TFT-LCD，而發(fā)光二極體及軟性印刷電路板等關鍵零組件產業(yè)亦隨著手機的微型化與折疊式設計于可撓折性、三度空間配線與質輕型薄的需求而趨于成長，估計每部彩色手機使用軟性印刷電路板的數量可由3至4片增加為6至7片，并且軟性印刷電路板設計亦朝向高階細線路規(guī)格發(fā)展。
軟性印刷電路板是以具可撓性質的絕緣基板材料及電路導體材料(通常系銅箔)為基礎原料組合而成，其原料可以區(qū)分為樹脂、銅箔、接著劑、表面護膜(Cover-lay)、軟性銅箔基板等。其中，由于聚亞醯胺(polyimide；PI)(下文皆以PI代稱之)在延展性及耐熱能力等性質較優(yōu)異，因此是較常應用的樹脂材料，可作為軟性銅箔基板制造過程的中間層和基材外，亦可用作覆蓋膜。在此一提，由于PI制造廠可以由不同PI單體針對配方、制程、處理方法三大方面不同的技術，以制造出不同的PI膜產品，所以各廠用途與材料特性表現也不盡相同。另外，目前軟性銅箔基板分為兩大類有粘著劑型三層結構與無粘著劑型二層結構，其具有不同的制造過程、方法與應用產品項目，因此其材料特性亦不同。在一般情形下，有粘著劑型三層結構系應用于目前較大宗的軟性印刷電路板產品上，而無粘著劑型二層結構則應用在較高階的軟性印刷電路板制造上，例如軟硬板及部分多層板等，未來相信可取代部分的有粘著劑型三層結構軟性銅箔基板材料而應用于高解析度、尺寸安定性的軟性印刷電路板等。
請參閱圖1，其是依據習知一實施例的軟性印刷電路板原料與成品相對關系示意圖。在制備軟性印刷電路板150時，可由絕緣基板材料100和電路導體材料110制成一無粘著劑型二層結構的軟性銅箔基板130，再取用覆蓋膜、補強板、防靜電層等材料制作軟性印刷電路板；另一方面，可由絕緣基板材料100、電路導體材料110及粘著劑120制成一有粘著劑型三層結構的軟性銅箔基板140，進而制成軟性印刷電路板150。目前軟性印刷電路板系普遍應用于電子產品，尤其在手機和顯示器的應用成長性最高。
請參閱圖2，其是依據習知一實施例的軟性印刷電路板成品俯視圖及與熱壓頭相對的剖面圖。軟性印刷電路板2是由一第一絕緣層200、粘著層210、一導體層220及一第二絕緣層240組成，其中該第一絕緣層200及該第二絕緣層240可使用相同材料，亦可使用不同材料，并且第一絕緣層200具有一焊料容置區(qū)270，而第二絕緣層240具有一壓焊區(qū)250以供一熱壓頭260直接接觸壓焊區(qū)250，以完成與另一軟式印刷電路板的焊接。實務上，壓焊區(qū)250通常位于與焊料容置區(qū)270大致平行之處，以供熱能由壓焊區(qū)250依序傳導至粘著層210、導體層220及焊料容置處270以熔融焊料。然而，在壓焊時，熱壓頭260的溫度往往需要提高以熔融焊料，但是高溫卻因而造成第一絕緣層200與相鄰的粘著層210出現焦黑，亦即因此產生壓焊品質與外觀不佳，甚至造成壓焊區(qū)材質劣化。舉例來說，實務上可由壓焊機臺設定熱壓頭溫度，當壓焊機臺熱機溫度設定為330℃時，經過一段溫度調升時間(例如3秒)后，壓焊機臺操作溫度設定為470℃并壓焊一段壓焊時間(例如3.5秒)，焊料方可熔融以完成壓焊。然而，第一絕緣層200與相鄰的粘著層210的焦黑現象將隨此470℃高溫而出現，在無鉛焊料的壓焊尤其嚴重。原因在于無鉛焊料的熔點高于含鉛焊料，以Sn-Ag-Cu系列為例，其熔點為217℃；Sn-Cu-Ni系列則為227℃，相較于Sn-Pb系列焊料的熔點183℃，熔點差值分別達到34與44℃，因此在環(huán)?？剂考皣H標準要求下，相對于施加熱能于含鉛焊料，在無鉛焊料壓焊時，熱壓頭260溫度往往需要相對提高，因此所產生的壓焊區(qū)250燒焦更趨明顯可見。
藉此，發(fā)展一種軟性印刷電路板壓焊結構與制造方法以解決前述習知問題，使得壓焊區(qū)燒焦情形得以改善，并且能夠將熱能快速傳導至焊料，亦即以較低壓焊溫度與較少熱能的提供以節(jié)省壓焊時間與成本，實為亟需處理的研發(fā)課題之一，也是使用者殷切盼望，本發(fā)明人基于多年從事于光電領域零組配件相關技術研究與產品開發(fā)維護諸多實務經驗，乃思及改良意念，藉以解決前述習知問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一主要目的，在于提供一種軟性印刷電路板壓焊結構，其中此軟性印刷電路板壓焊結構包含一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層；以及至少一貫通孔，用以貫通第一導體層、第二絕緣層以及第二導體層。其中，第一絕緣層具有一焊料容置區(qū)以露出第一導體層，并且第三絕緣層具有一壓焊區(qū)以露出第二導體層。藉此，熱壓頭可直接接觸此壓焊區(qū)，并且熱能可經由貫通孔快速傳導至焊料容置區(qū)，以熔融焊料。
本發(fā)明的另一主要目的，在于提供一種軟性印刷電路板，包含一第一區(qū)，此第一區(qū)具有一層狀結構，并且依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層；一第二區(qū)，連接于第一區(qū)，且具有一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層；以及一第三區(qū)，遠離第一區(qū)并連接于第二區(qū)，其中此第三區(qū)包含一層狀結構，依序包含有前述之第一絕緣層、第一導體層、第二絕緣層、第二導體層以及第三絕緣層；以及至少一貫通孔，用以貫通前述的第一導體層、第二絕緣層以及第二導體層。其中，位于第三區(qū)的第一絕緣層具有一焊料容置區(qū)，以露出第一導體層與焊料接觸，并且第三絕緣層具有一壓焊區(qū)，以露出部分的第二導體層而形成壓焊區(qū)。藉此，熱壓頭熱能可經由貫通孔快速傳導至焊料容置區(qū)，以減少壓焊時間及熱能提供成本。
本發(fā)明的再一主要目的，在于提供一種軟性印刷電路板的制造方法，包含以下步驟提供一層狀結構，此層狀結構可區(qū)分為一第一區(qū)、一第二區(qū)以及一第三區(qū)，第二區(qū)介于第一區(qū)與第三區(qū)之間，層狀結構在第一區(qū)及第三區(qū)依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層，而在第二區(qū)是依序包含一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層，且分別于第一區(qū)以及第三區(qū)中形成至少一貫通孔以貫通第一導體層、第二絕緣層以及第二導體層；去除一部份的第三絕緣層，以露出第二導體層而形成一壓焊區(qū)；去除第三區(qū)一部份的第一絕緣層，以露出第一導體層而形成一焊料容置區(qū)；以及去除第三區(qū)一部份的第三絕緣層，以露出第二導體層而形成一壓焊區(qū)。
藉此，本發(fā)明的軟性印刷電路板壓焊結構與制造方法，至少具有下述特點首先，因為熱能于絕緣層材料的損耗減少，所以熱壓頭可利用較少熱能以完成焊料熔融效果，因此可減少壓焊過程的成本。再者，因為本發(fā)明可藉由施加熱壓頭于壓焊區(qū)，并且藉由貫通孔以傳導熱能至焊料容置區(qū)而達成焊料熔融，因此可以控制熱壓頭溫度，進而改善熱壓頭溫度所造成的壓焊區(qū)焦黑，使得焊接及材料品質與美觀度獲得提升。


圖1是依據習知一實施例的軟性印刷電路板原料與成品相對關系示意圖；圖2是依據習知一實施例的軟性印刷電路板成品俯視圖及與熱壓頭相對的剖面圖；圖3是依據本發(fā)明一較佳實施例的軟性印刷電路板壓焊結構俯視圖及相對應的剖面圖；圖4是依據本發(fā)明一較佳實施例的軟性印刷電路板俯視圖及相對應的剖面圖；圖5是依據本發(fā)明一較佳實施例的軟性印刷電路板制造方法流程圖。
其中，100絕緣基板材料、110電路導體材料粘著劑、130無粘著劑型二層結構的軟性銅箔基板、140有粘著劑型三層結構的軟性銅箔基板、150、2、4軟性印刷電路板、200、310、411第一絕緣層、210、320粘著層導體層、240、340、413第二絕緣層、250、365、457壓焊區(qū)、260、459熱壓頭、270、390、456 焊料容置處軟性印刷電路板壓焊結構、330、412 第一導體層、350、414第二導體層、360、415 第三絕緣層、380、458貫通孔、410第一區(qū)、430第二區(qū)、450第三區(qū)。
具體實施例方式茲為使審查員對本發(fā)明的技術特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，謹以較佳實施例及配合詳細的說明如后請參閱圖3，其是依據本發(fā)明一較佳實施例的軟性印刷電路板壓焊結構俯視圖及相對應的剖面圖。在此實施例中，軟性印刷電路板壓焊結構3包含一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層310、一粘著層320、一第一導體層330、粘著層320、一第二絕緣層340、粘著層320、一第二導體層350以及一第三絕緣層360，以及至少一貫通孔380，用以貫通第一導體層330至第二導體層350之間各層。其中，第一絕緣層310具有一焊料容置區(qū)390以露出第一導體層330，第三絕緣層360具有一壓焊區(qū)365以露出第二導體層350，并且貫通孔380是形成于焊料容置區(qū)390及壓焊區(qū)365的范圍之外，亦即與焊料容置區(qū)390及壓焊區(qū)365具有一相對距離，例如圖3的軟性印刷電路板壓焊結構3相對應的剖面圖所示，貫通孔380可形成于焊料容置區(qū)390及壓焊區(qū)365范圍之外。在此一提，在另一實施例中，因為各導體層可以與各絕緣層直接疊壓，因此軟性印刷電路板壓結構3的層狀結構可以僅有第一絕緣層310、一第一導體層330、一第二絕緣層340、一第二導體層350以及一第三絕緣層360。更進一步來看，本實施例的貫通孔380內壁尚可具有導電物質，第一導體層330與第二導體層350的材質可以包含銅箔，并且形成壓焊區(qū)365的第二導體層350的表面尚可包含一金屬層，以保護該第二導體層350。其中此金屬層可以為例如金層、鎳層、錫層或其他金屬以及其這些金屬的合金所形成之單層或多層的金屬層。于本實施例中，我們可以于壓焊區(qū)365的第二導體層350表面依序形成鎳層以及金層，實際運用上，當然不以此為限。此外，貫通孔380的數目與尺寸可以對應于熱能傳導速度及時間等變數，因此本實施例僅為一用以說明貫通孔與壓焊區(qū)相對位置的舉例，并非限定貫通孔380的數目與尺寸與第三圖所示完全相同。如此一來，以顯影蝕刻等方式除去部分的第三絕緣層360，以形成一壓焊區(qū)365，能夠使得熱能可以直接由第二導體層350快速傳導至第一導體層330，進而熔融位于焊料容置處390的焊料，例如一錫膏。再舉例來說，在與習知相同的設定條件下，當壓焊機臺熱機溫度同樣設定為330℃時，經過一段溫度調升時間(例如3秒)后，壓焊機臺操作溫度設定為400℃并以熱壓頭370壓焊一段壓焊時間(例如3.5秒)，焊料即可在此較低溫度下熔融而完成壓焊，因此可有效改善與避免壓焊處365與第三絕緣層360的焦黑現象。
請參閱圖4，其是依據本發(fā)明一較佳實施例的軟性印刷電路板俯視圖及相對應的剖面圖。在此實施例中，軟性印刷電路板4可區(qū)分為一第一區(qū)410、一第二區(qū)430(與前述的第一區(qū)410相連接)以及一第三區(qū)450，系遠離第一區(qū)410并與第二區(qū)430相連接。軟性印刷電路板4具有一層狀結構，在第一區(qū)410(可視為發(fā)光二極體等元件的連接區(qū))及第三區(qū)依序包含有一第一絕緣層411、一第一導體層412、一第二絕緣層413、一第二導體層414以及一第三絕緣層415；在第二區(qū)430依序包含有第一絕緣層431、一第一導體層432、一第二絕緣層433，可視為線路區(qū)；以及至少一貫通孔458以貫通第一導體層452、第二絕緣層453以及第二導體層454。其中，位于第三區(qū)450之第一絕緣層451具有一焊料容置區(qū)456以露出第一導體層452，且第三絕緣層455具有一壓焊區(qū)457以露出第二導體層454，以供一熱壓頭459接觸，其中壓焊區(qū)457露出的第二導體層454之表面可以包含一金屬層，其可以為單層之金屬層，例如金層，或是雙層之金屬層，例如鎳層與金層；當然，實際運用上并不以此為限。在此一提，貫通孔458系形成于焊料容置區(qū)456及壓焊區(qū)457的范圍外，貫通孔458之內壁可以具有例如為鎳的導電物質或是其他具有導熱效果的物質。此外，第一導體層452與第二導體層454之材質可以包含銅箔，并且在各層之間尚可具有一粘著層。
請一并參閱圖4與圖5，其是依據本發(fā)明一較佳實施例的軟性印刷電路板制造方法流程圖。在此實施例中，軟性印刷電路板4的制造方法包含以下步驟于步驟S51(圖式中只有四層)提供一層狀結構，該層狀結構區(qū)分為一第一區(qū)410、一第二區(qū)430以及一第三區(qū)450，第二區(qū)420介于第一區(qū)410與第三區(qū)450之間，并且依序包含有一第一絕緣層411、一第一導體層412、一第二絕緣層413、一第二導體層414以及一第三絕緣層415，并且分別于第一區(qū)410以及第三區(qū)450中形成至少一貫通孔458貫通第一導體層412、第二絕緣層413以及第二導體層414；于步驟S52去除第三區(qū)450部份的第一絕緣層411，以露出第一導體層412而形成一焊料容置區(qū)456；以及于步驟S53去除第三區(qū)450部份的第三絕緣層415，以露出該第二導體層414而形成一壓焊區(qū)457。
在另一實施例中，本發(fā)明的軟性印刷電路板制造方法尚可包含去除位于第二區(qū)430的第二導體層414以及第三絕緣層415，使得位于第一區(qū)410及第三區(qū)450此部份的層狀結構依序包含有一第一絕緣層411、一第一導體層412、一第二絕緣層413、一第二導體層414以及一第三絕緣層415，而第二區(qū)430此部份的層狀結構依序包含有第一絕緣層411、第一導體層412及第二絕緣層413；于形成至少一貫通孔458以貫通第一導體層412、第二絕緣層413及第二導體層414之后形成一導電物質于至少一貫通孔458內；以及于形成壓焊區(qū)457之后形成一金屬層于壓焊區(qū)457表面。在此一提，該層狀結構更包括至少一粘著層于第一絕緣層411、第一導體層412、第二絕緣層413、第二導體層414以及第三絕緣層415之間。
故本發(fā)明具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性，應符合專利法的三性要求。
以上所述，僅為本發(fā)明的一較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所述的形狀、構造、特征及原理的等變化與修飾，均應包含于本發(fā)明的申請專利范圍內。
權利要求
1.一種軟性印刷電路板的壓焊結構，包含一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層；至少一貫通孔，貫通該第一導體層、該第二絕緣層以及該第二導體層；其中，該第一絕緣層具有一焊料容置區(qū)以露出該第一導體層，且該第三絕緣層具有一壓焊區(qū)以露出該第二導體層。
2.如申請專利范圍第1項所述的軟性印刷電路板的壓焊結構，其中該至少一貫通孔形成于該焊料容置區(qū)及該壓焊區(qū)的范圍外。
3.如申請專利范圍第1項所述的軟性印刷電路板的壓焊結構，其中該至少一貫通孔的內壁具有導電物質。
4.如申請專利范圍第1項所述的軟性印刷電路板的壓焊結構，其中該第一導體層與該第二導體層包含銅箔。
5.如申請專利范圍第1項所述的軟性印刷電路板的壓焊結構，更包含至少一粘著層，位于該第一絕緣層、該第一導體層、該第二絕緣層、該第二導體層以及該第三絕緣層之間。
6.如申請專利范圍第1項所述的軟性印刷電路板的壓焊結構，其中，該壓焊區(qū)的該第二導體層表面更包含一金屬層。
7.一種軟性印刷電路板，包含一第一區(qū)，具有一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層；一第二區(qū)，與該第一區(qū)相連接，該第二區(qū)具有一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層；一第三區(qū)，遠離該第一區(qū)并與該第二區(qū)相連接，該第三區(qū)包含一層狀結構，依序包含有該第一絕緣層、該第一導體層、該第二絕緣層、該第二導體層以及該第三絕緣層；至少一貫通孔，貫通該第一導體層、該第二絕緣層以及該第二導體層；其中，位于該第三區(qū)的該第一絕緣層具有一焊料容置區(qū)以露出該第一導體層，且該第三絕緣層具有一壓焊區(qū)以露出該第二導體層。
8.如申請專利范圍第7項所述的軟性印刷電路板，其中該至少一貫通孔系形成于該焊料容置區(qū)及該壓焊區(qū)的范圍外。
9.如申請專利范圍第7項所述的軟性印刷電路板，其中該至少一貫通孔的內壁具有導電物質。
10.如申請專利范圍第7項所述的軟性印刷電路板，其中該第一導體層與該第二導體層包含銅箔。
11.如申請專利范圍第7項所述的軟性印刷電路板，更包含至少一粘著層，位于該第一絕緣層、該第一導體層、該第二絕緣層、該第二導體層以及該第三絕緣層之間。
12.如申請專利范圍第7項所述的軟性印刷電路板之壓焊結構，其中，該壓焊區(qū)的該第二導體層表面更包含一金屬層。
13.一種軟性印刷電路板的制造方法，包含提供一層狀結構，該層狀結構區(qū)分為一第一區(qū)、一第二區(qū)以及一第三區(qū)，該第二區(qū)系介于第一區(qū)與第三區(qū)之間，該層狀結構依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層，且分別于該第一區(qū)以及該第三區(qū)中形成至少一貫通孔貫通該第一導體層、該第二絕緣層以及該第二導體層；去除該第三區(qū)的部份該第一絕緣層，以露出該第一導體層而形成一焊料容置區(qū)；去除該第三區(qū)的部份該第三絕緣層，以露出該第二導體層而形成一壓焊區(qū)。
14.如申請專利范圍第13項所述的軟性印刷電路板的制造方法，更包括去除位于該第二區(qū)的該第二導體層以及該第三絕緣層。
15.如申請專利范圍第13項所述的軟性印刷電路板的制造方法，其中于形成該至少一貫通孔貫通該第一導體層、該第二絕緣層以及該第二導體層的步驟后更包括形成一導電物質于至少一貫通孔內。
16.如申請專利范圍第13項所述的軟性印刷電路板的制造方法，其中該層狀結構更包括至少一粘著層于該第一絕緣層、該第一導體層、該第二絕緣層、該第二導體層以及該第三絕緣層之間。
17.如申請專利范圍第13項所述的軟性印刷電路板的制造方法，其中于形成該壓焊區(qū)的步驟后更包括形成一金屬層于該壓焊區(qū)表面。
全文摘要
一種軟性印刷電路板(flexible printed circuit；FPC)的壓焊結構與制造方法，此結構包含一層狀結構，依序包含有一第一絕緣層、一第一導體層、一第二絕緣層、一第二導體層以及一第三絕緣層；以及至少一貫通孔，用以貫通前述的第一導體層、第二絕緣層與第二導體層，其中此第一絕緣層具有一焊料容置區(qū)以露出第一導體層，并且此第三絕緣層具有一壓焊區(qū)以露出第二導體層。藉此，熱壓頭的熱能于絕緣層材料的損耗減少，可以利用較少熱能及較少時間以熔融焊料，并且壓焊區(qū)材質(絕緣基板材料或粘著劑)不會因熱能過高而劣化。
文檔編號H05K1/11GK1658735SQ200510008418
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權日2005年2月18日
發(fā)明者何雅婷, 陳麗惠 申請人:友達光電股份有限公司