专利名称：电路板用的基材、电路板以及电路板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板，特别是涉及电路板用的基材的结构与其制造方法。
背景技术：
可挠性电路板或称柔性电路板是以软质有机材料做为基板的一种线路板，其可应 用在连续性动态弯折的产品中。目前可挠性电路板大多以铜制作电极，为了提供足够的空 间以容置粘合所需要的胶材，铜电极(或称线路)的厚度通常厚达8微米至12微米。然而， 由于铜电极的厚度太厚，可挠性差，而且其与有机基板的热膨胀系数的差异大，因此，在接 合后或弯折时所产生的应力，而导致电路板可靠度不佳等问题。此外，在工艺上，在蚀刻铜 层以形成铜电极的过程中，由于铜层的厚度较厚，因此，在蚀刻角的限制下，蚀刻的间距过 小会造成铜电极的底部无法完全蚀刻分离而发生短路的现象，或因过度蚀刻造成电极顶部 面积过小而影响导电性能。为了避免短路的发生，通常，铜电极之间必须维持足够的间距， 如此，将使得小型化的发展受限。有关可挠性电路板的专例如美国专利7，250，575。然而，该专利的方法是把原本在 IC端的金凸块工艺改在软板工艺中。另外，美国专利5，949，512，通过机构设计来解决软板 在弯折时因铜与有机材料的杨氏模量(Young’ s Module)差异造成应力集中而使铜线路断 裂。此外，美国专利7，299，547主要是以有机的弹性线路取代原有的铜线路，以使结构的可
靠度增加。
发明内容
本发明提出一种电路板，其包括基板、多个弹性凸点以及图案化的线路层。上述多 个弹性凸点以至少一矩阵方式排列，设置于基板上。图案化的线路层配置于一部分的上述 多个弹性凸点上以及部分的基板上。本发明又提出一种电路板用的基材，其包括基板；以及多个弹性凸点，以至少一矩 阵方式排列，设置于该基板上。本发明又提出一种电路板的制造方法，此方法是先在基板上形成弹性凸点材料 层，再图案化弹性凸点材料层，以形成以至少一矩阵方式排列的多个弹性凸点。之后，再形 成至少一层导电层，覆盖上述多个弹性凸点与基板。其后，图案化导电层，以形成图案化的 线路层，覆盖于一部分的上述多个弹性凸点以及部分的基板上。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图， 作详细说明如下。
图1是依照本发明实施例所绘示的一种电路板用的基材的剖面示意图。图1A是图1的一种电路板用的基材的俯视图。图1B是图1的另一种电路板用的基材的俯视图。
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图2A是依照本发明另一实施例所绘示的一种电路板用的基材的俯视图。图2B是依照本发明又一实施例所绘示的一种电路板用的基材的俯视图。图3是依照本发明再一实施例所绘示的一种电路板用的基材的剖面示意图。图4A是依照本发明实施例所绘示的一种电路板的立体视图。图4B是依照本发明另一实施例所绘示的一种电路板的立体视图。图5A至5E是一种集成电路的电路板的制造方法的剖面示意图，这些图为沿着图 4A的剖面线V-V的剖面图。
13 弹性材料层 16 导电层 16a 内引脚 16c 连接部 20A、20B 电路板 24、26、30、40、50、60 矩阵 h:弹性凸点高度附图标记说明
10、10、10B、10C、10D、10E
12 基板
14:弹性凸点
16A、16B:图案化的线路层
16b 外引脚
18 保护层
22 图案化光致抗蚀剂层
W、W1、W2 间隙宽度
v-v 剖面线
具体实施例方式图1是依照本发明实施例所绘示的一种电路板用的基材的剖面示意图。图1A是 图1的一种电路板用的基材的俯视图。图1B是图1的另一种电路板用的基材的俯视图。图 2A是依照本发明另一实施例所绘示的一种电路板用的基材的俯视图。图2B是依照本发明 又一实施例所绘示的一种电路板用的基材的俯视图。图3是依照本发明再一实施例所绘示 的一种电路板用的基材的剖面示意图。请同时参照图1，本发明实施例的电路板用的基材10包括基板12与多个弹性凸 点14。基板12的材料包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。有机绝缘材料，例如是聚酰亚胺 (Polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene ter印hthalate，PET)。无机绝缘材 料例如是玻璃或陶瓷。基板12可以是可挠式基板或硬式基板弹性凸点14的作用像是“坐垫(Cushion) ”，可吸收来自多种电子元件间因热膨胀 系数差异所产生的热应力，以及接合时的机械应力，因此弹性凸点14愈软、愈有弹性，其效 果愈明显。弹性凸点14是以矩阵方式排列，设置于基板12上。在实施例中，本发明的弹性 凸点14排列成单一矩阵，如图1A的电路板用的基材10A的矩阵24，或图1B的电路板用的 基材10B矩阵26所示者。在另一实施例中，请参照图2A所示，电路板用的基材10C的弹性 凸点14也可以排列成两个彼此分隔的矩阵30、40。在图2A中，矩阵30、40可以相同或是相 异。此处所述的相同或相异，是指矩阵中弹性凸点14的排列方式、弹性凸点14的大小、高 度、形状或弹性凸点14之间的间隙宽度相同或是相异。当然弹性凸点14也可以依据需要 排列成多个彼此分隔的矩阵。在又一实施例中，请参照图2B所示，电路板用的基材10D的 弹性凸点14排列成两个彼此相邻的不同的矩阵50、60。此处所述的不同的矩阵50、60可 以是指矩阵50、60中的弹性凸点14的排列方式、弹性凸点14的大小、高度、形状或弹性凸点14之间的间隙宽度不同，在图2B中以弹性凸点14排列方式不同的两个矩阵50、60来说 明。当然弹性凸点14也可以依据需要排列成多个彼此相邻的矩阵。关于矩阵中弹性凸点14的排列方式，请参照图1A，在实施例中，本发明的多个弹
性凸点14所排列成的矩阵24包括数列CI.....CN与数行R1. RN，且任意相邻两列，如C3、
C4的多个凸点彼此对齐，任意相邻两行，如R2、R3的多个凸点也是彼此对齐。在另一实施例 中，请参照图1B，本发明的多个弹性凸点14所排行成的矩阵26例如是包括数列C1.....CN 与数行Rl. . . RN,且任意相邻两列，如C3、C4的多个凸点彼此交错，任意相邻两行，如R2、R3 的多个凸点也是彼此交错。请参照图1、图1A与图1B，在实施例中，弹性凸点14的大小例如是直径10微米， 但，并不以此为限。高度h至少3微米或以上，以提供足够的空间以容置粘合所需要的胶材。 此外，在本实施例中，是以圆形的弹性凸点14做为说明，然而，弹性凸点14的形状并不以此 为限，其可以呈方形、菱形、矩形、多角形、椭圆形等。弹性凸点14的材料包括有机材料或是 无机材料。有机材料，其可以是绝缘或是导电，例如是聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚对苯二 甲酸乙二酯(Polyethylene ter印hthalate，PET)。无机材料例如是玻璃或陶瓷。请参照图1、图1A，在矩阵中，弹性凸点14之间的间隙宽度W至少5微米或以上， 以提供粘合胶材在压合时有足够的流动空间。在实施例中，在矩阵中，任意相邻两列，如C3、 C4的弹性凸点14的之间的间隙宽度W1，其与任意相邻两行，如R2、R3的弹性凸点14的之 间的间隙宽度W2实质上相同。在另一实施例中，在矩阵中，任意相邻两列，如C3、C4的弹性 凸点14的之间的间隙宽度W1实质上相同，任意相邻两行，如R2、R3的弹性凸点14的之间 的间隙宽度W2也实质上相同，但，间隙宽度W1与间隙宽度W2不同。请参照图1，在以上的实施例中，电路板用的基材10包括基板12与多个弹性凸点 14，业者在取得上述的电路板用的基材之后，仅需再形成导电层16并对导电层16进行图案 化即可形成具有图案化的线路层的电路板。请参照图3，在另一实施例中，除了基板12与多个弹性凸点14之外，电路板用的基 材10E还包括至少一层导电层16，其毯覆式覆盖于弹性凸点14与基板12上，以作为线路 层。导电层16的材料例如金属或是导电高分子。金属例如是铜、铜合金、铝、银、镍、金或钛。 金属层的厚度可依电流大小调整，其厚度至少0. 1微米或以上，但并不以此为限。导电高分 子例如是聚乙炔(Polyacetylene)、聚苯胺(Polyaniline ；PANi)、聚吡咯(Polypyrrole)。 导电高分子的厚度至少3微米或以上，以提供足够的空间容置粘合所需要的胶材。业者在 取得此电路板用的基材10A之后，仅需对导电层16进行图案化即可形成具有图案化的线路 层的电路板。图4A是依照本发明实施例所绘示的一种电路板的立体视图。图4B分别是依照本 发明另一实施例所绘示的另一种电路板的立体视图。请参照图4A或4B，本发明的电路板20A或20B除了包括如图1A、1B、2A或2B所述 基板12与多个呈矩阵排列的弹性凸点14之外，还包括具有图案化的线路层16A以及保护 层18，如图4A所示，或还包括具有图案化的线路层16B以及保护层18，如图4B所示。图案 化的线路层16A或16B配置于部分的弹性凸点14上以及部分的基板12上。保护层18覆 盖部分图案化的线路层16A或16B、未被图案化的线路层16A或16B覆盖的部分的弹性凸点 14以及部分的基板12上。
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请参照图4A，本实施例的电路板20A可以用做为集成电路的载板，其图案化的线 路层16A包括内引脚16a、外引脚16b以及连接内引脚16a与外引脚16b的连接部16c。保 护层18覆盖图案化的线路层16A的连接部16c，裸露出图案化的线路层16a的内引脚16a 与外引脚16b，使内引脚16a可以与芯片连接，而外引脚16b可以与其他印刷电路板或是面 板等连接。请参照图4B，本实施例的电路板20B图案化的线路层16B的图案例如是具有多 条平行的金属线，但并不以此为限，使电路板20B可以用做为电子元件间的连接板，或测试 板，如IC测试板、LCD面板测试板。本发明是以弹性凸点与导电层来制作弹性电极。弹性凸点可解决电子元件接合 后，因元件间的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion)差异所造成的可靠度不 良的问题。图5A至5E是一种集成电路的电路板的制造方法的剖面示意图，这些图为沿着图 4A的剖面线V-V的剖面图。请参照图5A，提供基板12。基板12的材料包括有机材料，例如是聚酰亚胺 (Polyimide, PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate, PET)。基板 12 可 以是可挠式基板12或硬式基板12。接着，在基板12上形成弹性材料层13。弹性材料层13 的材料包括至少一种有机材料，例如是聚酰亚胺(Polyimide，PI)。弹性材料层13的形成 方法例如是涂布法或是压合法。之后，可以依据需要对弹性材料层13进行预烘烤工艺，使 弹性材料层13固化。然后，请参照图5B，将弹性材料层13图案化，以形成多个弹性凸点14，这些弹性凸 点14排列成两个分隔的矩阵30与40。当弹性材料层13为感光性有机材料时，将弹性材 料层13图案化的方法例如是直接对弹性材料层13进行曝光与显影。至此，即完成如上图 1所示的电路板用的基材的制作。之后，请参照图5C，在基板12上形成至少一导电层16，覆盖上述弹性凸点14。导 电层16的材料例如金属或是导电高分子。金属例如是铜、铜合金、铝、银、镍、金，形成的方 法例如是溅镀(Sputter)、蒸镀(Evaporation)或其他适当的物理气相沉积法，或者是无电
(Electroless plating) At^H^MjiW^ (chemical vapor deposition, CVD) 适当的化学沉积法。金属的导电层16的厚度依电流大小调整，其厚度例如为0. 1微米或以 上，但并不以此为限。导电高分子例如是聚乙炔(Polyacetylene)、聚苯胺(Polyaniline ； PANi)、聚吡咯(Polypyrrole)。形成的方法例如是涂布。导电高分子的导电层16的厚度为 3微米以上，提供足够的空间以容置粘合所需要的胶材。至此，即完成如上图3所示的电路 板用的基材的制作。之后，请参照图5D，在导电层16上形成光致抗蚀剂层(未绘示)。其后，进行曝光 与显影，以图案化光致抗蚀剂层22。之后，再以图案化的光致抗蚀剂层22为掩模，将导电 层16图案化，以形成图案化的线路层16A，覆盖部分弹性凸点14以及部分的基板12。图案 化的线路层16A包括内引脚16a、外引脚16b以及连接内引脚16a与外引脚16b的连接部 16c0然后，请参照图5E，将图案化的光致抗蚀剂层22移除。当图案化的光致抗蚀剂层 22移除之后，基板12上仍保留着矩阵30与40的弹性凸点14，而其中，一部分的弹性凸点
714被图案化的线路层16A所覆盖；另一部份的弹性凸点14则未被图案化的线路层所覆盖。 之后，再于基板12上形成保护材料层18。保护材料层18的材料包括绝缘材料，例如高分子 材料，如环氧树脂(Epoxy)，形成的方法例如是网板印刷。本发明是以弹性凸点与导电层来制作弹性电极，取代已知柔性电路板上原有的铜 电极，因舍去原有的铜电极，增加柔性电路板的柔软度，故，可增加接合后及弯折时的可靠 性。由于弹性凸点可提供足够的高度以容置接合胶材，因此，所需要的导电层较薄，因此，在 工艺上具有较大的蚀刻角容忍度，而且，可蚀刻出较为精细的图案，使蚀刻间距大幅缩小， 大幅提升电极的密度。另外，由于弹性凸点是以矩阵方式设置在基板上，因此，可供不同线 路图案应用，因此，其可应用的范围广泛。另一方面，此技术亦可应用在硬板上，除接合外亦 可作测试板应用在测试领域上。此外，本发明实施例的工艺可以现有生产技术作改良，因此 并不需再投资大笔的生产设备即可大量生产。虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明 的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
一种电路板，包括基板；多个弹性凸点，以至少一矩阵方式排列，设置于该基板上；以及图案化的线路层，配置于第一部分的所述弹性凸点上以及部分的该基板上。
2.如权利要求1所述的电路板，还包括保护层，覆盖于部分该图案化的线路层上、未被 图案化的线路层覆盖的第二部分的所述弹性凸点上以及部分未被该第二部分的所述弹性 凸点覆盖的该基板上。
3.如权利要求1所述的电路板，其中所述弹性凸点的材料包括至少一种有机材料。
4.如权利要求1所述的电路板，其中所述弹性凸点是以一个或多个矩阵方式排列。
5.如权利要求4所述的电路板，其中所述弹性凸点是以多个矩阵方式排列，且所述矩 阵彼此相邻或分隔。
6.如权利要求1所述的电路板，其中该基板的材料包括至少一种有机或无机绝缘材料。
7.如权利要求6所述的电路板，其中该有机或无机绝缘材料的基板包括可挠式基板或 硬式基板。
8.如权利要求1所述的电路板，其中该图案化的线路层包括至少一导电层。
9.如权利要求8所述的电路板，其中导电层的材料包括金属、合金、导电高分子或其组合。
10.一种电路板用的基材，包括 基板；以及多个弹性凸点，以至少一矩阵方式排列，设置于该基板上。
11.如权利要求10所述的电路板用的基材，其中所述弹性凸点的材料包括至少一种有 机或无机绝缘材料。
12.如权利要求10所述的电路板用的基材，其中所述弹性凸点是以一个或多个矩阵方 式排列。
13.如权利要求12所述的电路板用的基材，其中所述矩阵是彼此相邻或分隔。
14.如权利要求11所述的电路板用的基材，还包括至少一导电层，毯覆式覆盖于所述 弹性凸点与该基板上。
15.如权利要求14所述的电路板用的基材，其中该导电层的材料包括金属、合金、导电 高分子或其组合。
16.如权利要求10所述的电路板用的基材，其中该基板的材料包括至少一种有机绝缘 材料或无机绝缘材料。
17.如权利要求16所述的电路板用的基材，其中该有机绝缘材料或无机绝缘材料的基 板包括可挠式基板或硬式基板。
18.一种电路板的制造方法，包括 在基板上形成弹性凸点材料层；图案化该弹性凸点材料层，以形成以至少一矩阵方式排列的多个弹性凸点； 形成至少一导电层，覆盖所述弹性凸点与该基板；以及图案化该导电层，以形成图案化的线路层，覆盖于第一部分的所述弹性凸点以及部分该基板上。
19.如权利要求18所述的电路板的制造方法，其中该弹性凸点材料层的材料包括至少 一种有机材料。
20.如权利要求18所述的电路板的制造方法，其中该弹性凸点材料层是以涂布或是压 合的方式形成。
21.如权利要求18所述的电路板的制造方法，其中该图案化的线路层的材料包括至少一导电层。
22.如权利要求21所述的电路板的制造方法，其中该导电层的材料包括金属、合金、导 电高分子或其组合。
全文摘要
本发明公开了一种电路板用的基材、电路板以及电路板的制造方法。电路板包括基板、多个弹性凸点以及图案化的线路层。弹性凸点以矩阵方式排列，设置于基板上。图案化的线路层则配置于部分的弹性凸点上以及部分的基板上。
文档编号H05K1/00GK101820721SQ200910006789
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者曾毅, 高国书 申请人:台湾薄膜电晶体液晶显示器产业协会;中华映管股份有限公司;友达光电股份有限公司;瀚宇彩晶股份有限公司;奇美电子股份有限公司;财团法人工业技术研究院