用于制造柔性电路板的衬底处理设备和衬底处理方法与流程

1.本公开涉及用于制造柔性电路板的衬底处理设备和衬底处理方法，且更明确地说涉及能够在无需通过使用掩模的光刻工艺的情况下制造具有细线宽的柔性电路板的衬底处理设备和衬底处理方法。


背景技术：

2.柔性电路板广泛地用于半导体部件和电子产品的小型化和高性能的工艺中。
3.使用掩模的光刻工艺广泛地用于制造此柔性电路板的工艺中。
4.制造可实现具有细线宽的电路的掩模，且通过使用掩模执行将光暴露到涂覆有光敏材料的材料的工艺，且接着执行诸如显影、刻蚀的各种工艺以制造柔性电路板。
5.然而，使用掩模的此方法可产生具有细线宽的复杂柔性电路板，但产生掩模需要大量时间和金钱。另外，使用掩模的柔性电路制造方法进行除暴露光的工艺以外的诸如显影工艺和刻蚀工艺的复合工艺。
6.明确地说，在少量产生的具有多种类型的产品的情况下，由于每次必须根据电路图案制作掩模，所以繁琐和效率低下。
7.因此，需要能够在无需通过使用掩模的光刻工艺的情况下有效制造具有细线宽的柔性电路板的设备和方法。


技术实现要素：

8.技术问题
9.本公开的目的是提供能够在无需使用掩模的情况下有效制造具有细线宽的柔性电路板的衬底处理设备和衬底处理方法。
10.问题的技术解决方案
11.用于达成上述目的的本公开的用于制造柔性电路板的衬底处理设备包含：分配模块，包含分配基底，薄铜层材料设置在分配基底上；喷墨头，设置在分配基底的上部侧上且以喷墨方式将具有抗刻蚀特性的粘性溶液喷射到设置在分配基底上的薄铜层材料上将形成电路的位置；以及分配传送单元，用于传送喷墨头；以及控制模块，用于控制分配模块的操作。
12.另外，本公开的用于制造柔性电路板的衬底处理方法包含(a)将薄铜层材料放置在分配基底上；以及(b)以喷墨方式分配具有抗刻蚀特性的粘性溶液，同时沿着路径传送喷墨头，在所述路径上设置在分配基底上的薄铜层材料中将形成电路。
13.公开的有利效果
14.根据本公开的用于制造柔性电路板的衬底处理设备和衬底处理方法可以低成本有效制造具有细线宽的柔性电路板。
附图说明
15.图1为根据本公开的实施例的用于制造柔性电路板的衬底处理设备的平面视图。
16.图2为用于制造图1中示出的柔性电路板的衬底处理设备的正视图。
17.图3到图5为用于解释使用图1和2中示出的用于制造柔性电路板的衬底处理设备来实现根据本公开的用于制造柔性电路板的衬底处理方法的实例的工艺的示意图。
具体实施方式
18.在下文中，将参考图1和图2描述根据本公开的实施例的用于制造柔性电路板的衬底处理设备。
19.图1为根据本公开的实施例的用于制造柔性电路板的衬底处理设备的平面视图，且图2为图1中示出的用于制造柔性电路板的衬底处理设备的正视图。
20.参考图1和图2，此实施例的用于制造柔性电路板的衬底处理设备包含等离子体模块(100)、分配模块(200)以及控制模块(300)。
21.等离子体模块(100)包含等离子体基底(110)、等离子体头(130)以及等离子体传送单元(120)。
22.在等离子体基底(110)中，设置薄铜层材料(10)，所述薄铜层材料(10)为用于执行根据本公开的工艺的靶材料。
23.薄铜层(thin copper layer)材料形成于薄铜层(11)连接到绝缘膜(12)的状态中。因此形成的薄铜层材料(10)设置和固定在等离子体基底(110)上。
24.等离子体头(130)生成等离子体。在此实施例中，等离子体头(130)由大气压力下的高压局部生成等离子体。
25.等离子体传送单元(120)将等离子体暴露到等离子体基底(110)上的薄铜层材料(10)的所需位置，同时相对于等离子体基底(110)向前和向后升高和移动等离子体头(130)。
26.控制模块(300)控制等离子体传送单元(120)和等离子体头(130)的操作。
27.控制模块(300)接收用于在去除薄铜层材料(10)的薄铜层(11)的部分以形成电路之后剩余的零件的图案信息，且根据图案信息操作等离子体传送单元(120)和等离子体头(130)。也就是说，控制模块(300)操作等离子体头(130)和等离子体传送单元(120)以使得电路在薄铜层材料(10)当中将形成的区暴露于等离子体。
28.如上文所描述通过对薄铜层材料(10)的上部表面执行等离子体处理，等离子体模块(100)将薄铜层材料(10)的相应区域的表面属性从常规的厌性(phobic)属性改变到亲性(philic)属性。因此，通过经由等离子体处理改变薄铜层材料(10)的表面属性，随后将描述的粘性溶液(l)在薄铜层材料(10)中很好地扩散。
29.分配模块(200)包含分配基底(210)、喷墨头(230)、分配传送单元(220)以及紫外线灯(240)。
30.将已由等离子体模块(100)等离子体处理的薄铜层材料(10)放置和固定在分配基底(210)上。薄铜层材料(10)可由自动传送装置从等离子体模块(100)传送到分配模块(200)。在一些情况下，薄铜层材料(10)可由操作员从等离子体模块(100)传送到分配模块(200)。
31.喷墨头(230)设置在分配基底(210)的上部侧上。喷墨头(230)以喷墨方式将粘性溶液(l)分配到薄铜层材料(10)上。从喷墨头(230)分配的粘性溶液(l)具有抗刻蚀(etching resist)特性和光可固化性。也就是说，将粘性溶液(l)分配到薄铜层(11)以防止在相应区域中薄铜层(11)的刻蚀。并且，由于粘性溶液(l)具有光可固化性，所以当暴露于紫外线光时使粘性溶液(l)硬化。
32.分配传送单元(220)相对于分配基底(210)将喷墨头(230)传送到前部、后部、左侧以及右侧且升高喷墨头。也就是说，分配传送单元(220)传送喷墨头(230)以沿着图案分配粘性溶液(l)以用于在薄铜层材料(10)上形成电路。
33.将紫外线灯(240)安装在分配传送单元(220)中，且连同喷墨头(230)一起移动。紫外线灯(240)经布置以将紫外线光照射到从喷墨头(230)喷射的粘性溶液(l)到达薄铜层材料(10)的点。
34.如上文所描述，控制模块(300)控制等离子体模块(100)和分配模块(200)的操作。控制模块(300)将液滴(droplet)喷射信号传输到喷墨头(230)，同时允许分配传送单元(220)沿着预输入路径移动喷墨头(230)。同时，控制模块(300)向紫外线灯(240)传输使紫外线灯(240)闪烁的信号。考虑到在操作喷墨头(230)之后喷射粘性溶液(l)的液滴需要的时间，控制模块(300)在将喷射信号传输到喷墨头(230)之后的时间流逝时打开紫外线灯(240)，且接着关闭紫外线灯。
35.在下文中，将描述使用如上文所描述配置的用于制造柔性电路板的衬底处理设备来执行用于制造柔性电路板的衬底处理方法的工艺。
36.首先，通过使用等离子体模块(100)对薄铜层材料(10)执行等离子体处理(步骤(d))。
37.如上文所描述，薄铜层材料(10)设置和固定在等离子体模块(100)的等离子体基底(110)上。
38.此时，将待形成于薄铜层材料(10)上的电路的图案储存于控制模块(300)中。
39.控制模块(300)根据将形成于薄铜层材料(10)上的电路的图案通过操作等离子体传送单元(120)和等离子体头(130)执行等离子体处理。如上文所描述，等离子体头(130)通过使用大气压力下的高压局部生成等离子体，而不使用诸如氩气的气体或使用真空状态。
40.控制模块(300)驱动等离子体传送单元(120)，使得等离子体头(130)的喷嘴根据预定图案靠近薄铜层材料(10)的上部表面移动。通过以这种方式执行等离子体处理，如上文所描述，处理薄铜层材料(10)的所需区域以处于亲性(philic)状态。如上文所描述，等离子体头(130)通过的路径对应于通过分配模块(200)稍后将向其涂敷粘性溶液(l)的路径。为了以这种方式沿着预定路径执行等离子体处理，等离子体模块(100)可包含相机。在控制模块(300)通过使用相机检测薄铜层材料(10)的位置和方向之后，且根据位置和方向操作等离子体传送单元(120)。
41.随后，已在其上完成等离子体处理的薄铜层材料(10)放置和固定在分配模块(200)的分配基底(210)上(步骤(a))。
42.在此状态中，如图3中示出，控制模块(300)操作分配传送单元(220)和喷墨头(230)以沿着薄铜层材料(10)上将形成电路的路径喷射粘性溶液(l)(步骤(b))。
43.此时，控制模块(300)操作紫外线灯(240)以将紫外线光照射到分配在薄铜层材料
(10)上的粘性溶液(l)(步骤(c))。
44.如上文所描述，粘性溶液(l)由具有光可固化性和抗刻蚀特性的液体树脂混合物形成。相应地，当暴露于紫外线光时，分配在薄铜层材料(10)上的粘性溶液(l)立即硬化。
45.由于分配模块(200)使用以喷墨方式喷射粘性溶液(l)的喷墨头(230)，所以分配模块可能分配具有约50微米或更薄的线宽的粘性溶液(l)。另外，如上文所描述，由于使用具有光可固化性的粘性溶液(l)且用紫外线灯(240)照射紫外线光，所以防止粘性溶液(l)流动到使线宽不必要增厚或将粘性溶液涂敷到不必要区域。明确地说，如在此实施例中，当分配和固化同步执行，同时喷墨头(230)和紫外线灯(240)连同喷墨头(230)一起通过分配传送单元(220)移动时可容易形成具有极细线宽的电路。
46.另一方面，如上文所描述，由于将薄铜层材料(10)上将涂覆有粘性溶液(l)的区域等离子体处理且预先由等离子体模块(100)在亲性状态下处理，所以防止线宽由于粘性溶液(l)的表面张力而变得不均匀。也就是说，当薄铜层材料(10)的表面为厌性(phobic)时，粘性溶液(l)未涂敷到所需区域的缺陷可由于所涂敷粘性溶液(l)的表面张力而出现。然而，由于如上文所描述的等离子体处理，本公开使得能够保持粘性溶液(l)的均匀和精确分配质量。相应地，本公开使得能够容易地制造各种形状的柔性电路板，而无需每次新制造常规光刻工艺所需的掩模。
47.同时，在上文所描述的步骤(c)中，控制模块(300)将液滴(droplet)喷射信号传输到喷墨头(230)且接着在预定时间已流逝之后打开紫外线灯(240)，使得可进一步改良分配质量。考虑到控制模块(300)将液滴喷射信号传输到喷墨头(230)之后液滴到达薄铜层材料(10)需要的时间，控制模块打开紫外线灯(240)且接着在时间流逝之后关闭紫外线灯，使得可进一步改良分配工艺的质量。也就是说，通过不必要地将喷墨头(230)的粘性溶液(l)不暴露到紫外线光下且仅当需要固化的粘性溶液(l)到达薄铜层材料(10)时将其暴露到紫外线光下，防止喷墨头(230)的喷嘴堵塞。另外，通过此方法，可保持充分黏度直到粘性溶液(l)到达薄铜层材料(10)。
48.分配模块(200)可进一步包含相机。控制模块(300)可使用分配模块(200)的相机拍摄设置在分配基底(210)上的薄铜层材料(10)的位置和方向，且根据薄铜层材料(10)的位置和方向驱动分配传送单元(220)。
49.当如上文所描述完成将粘性溶液(l)分配到薄铜层材料(10)的分配工艺时，如图3中所示出将粘性溶液(l)涂敷到薄铜层材料(10)的所需区域且使其硬化。
50.以这种方式，在完成步骤(b)和步骤(c)两者的状态中，若需要，通过用紫外线光照射薄铜层材料(10)在薄铜层材料(10)上进一步固化粘性溶液(l)的工艺亦可另外执行(步骤(e))。
51.当对已在其上完成粘性溶液(l)的分配和固化的薄铜层材料(10)执行刻蚀(etching)工艺时，仅去除未分配粘性溶液(l)的区域中的薄铜层(11)，且仅具有极细线宽的电路保留在如图4中所示出的薄铜层材料(10)中。
52.在此状态中，如图5中所示出，若执行用于去除硬化粘性溶液(l)的剥离工艺，则完成配置柔性电路板的一个层的工艺。
53.若在此状态中执行连接覆盖层膜或涂敷对应于覆盖层膜的树脂溶液的工艺和其它后续工艺，则可制造柔性电路板。
54.在以这种方式制造柔性电路板的情况下，不需要执行制造掩模的工艺和使光刻胶层光敏化和显影的工艺，使得可在降低成本的同时制造具有细线宽的柔性电路板。另外，由于未使用掩模，可有效产生以少量不同类型产生的柔性电路板。另外，不同于由常规光刻工艺制造柔性电路板的情况，由于不需要形成粘合层，所以可制造具有高质量的具有比常规柔性电路板更薄厚度的柔性电路板。
55.在上文中，已描述本公开的优选实例，但本公开的范围不限于上文所描述和说明的形式。
56.举例来说，本公开的用于制造柔性电路板的衬底处理设备已描述为具有等离子体模块(100)，但在一些情况下，可配置不具有等离子体模块(100)的用于制造柔性电路板的衬底处理设备，或可实践省略等离子体处理工艺的用于制造柔性电路板的衬底处理方法。取决于粘性溶液(l)的特性和薄铜层材料(10)的表面特性，可省略等离子体处理工艺。
57.另外，尽管已预先描述使用具有光可固化性和紫外线灯(240)的粘性溶液(l)，但在一些情况下，也有可能使用由温度固化的粘性溶液而不使用具有光可固化性的粘性溶液(l)。在此情况下，可省略将激光照射到粘性溶液的工艺。
58.另外，已解释在完成分配粘性溶液(l)的所有步骤之后若需要，有可能执行用激光照射全部薄铜层材料(10)的额外固化工艺，但也有可能实现用于制造柔性电路板的衬底处理方法。
59.另外，考虑到液滴喷射信号由控制模块(300)生成的时间与粘性溶液(l)的液滴从喷墨头(230)喷射且到达薄铜层材料(10)的表面之间的差，已描述在预定时间已流逝之后打开紫外线灯(240)且接着关闭，但在一些情况下，也有可能在连续打开紫外线灯(240)的状态中执行分配粘性溶液(l)的步骤。