专利名称：制造线路板的方法
发明的背景发明的领域本发明涉及一种制造线路板的方法以及特别涉及一种包括以延伸的薄膜形式在线路板上形成覆层的步骤的线路板的制造方法。
已有技术的描述一般线路板，包括挠性线路板，每种线路板都包括在绝缘膜上形成的金属箔的具体线路图形以及在线路图形上形成的覆盖线路图形的树脂覆层。
在线路板的制造方法中，覆层一般是这样形成的，例如首先通过将热固性树脂的溶液连续地施加到形成在延伸的线路板的绝缘膜上的具体线路图形，然后干燥，或通过将未固化的热固性树脂薄膜连续地层叠在具体线路图形上，然后固化未固化的热固性树脂。
热固性树脂的固化需要热处理。热处理一般是通过使用进料辊、卷线盘以及设置在进料辊和卷线盘之间的加热炉来进行。从送料辊进料之后，通过卷线盘卷绕布线板时，在线路板上的热固性树脂通过加热炉加热被固化到线路板上。
这些常规方法带来这个问题，即当通过卷线盘卷绕时由于张力施加于线路板上以及由于加热形成线路板的绝缘膜的弹性系数减少，绝缘膜的长度增加以及尺寸变化。这些尺寸变化显著地影响线路板的精细节距，这些精细节距在最近几年中已经越来越需要。
为了防止这些问题，可想像例如线路板在其卷绕状态被加热。但是由于加热时未固化的热固性树脂通常软化和流动，因此很可能加热时未固化的热固性树脂可以接触卷绕在它之上的线路板。如果是这种情况，在线路板上的图形可能转移到接触面以削弱覆层形成的形状。
发明的概要本发明目的是提供一种制造线路板的新方法，该方法可以制造高质量的线路板而基本上不改变线路板的尺寸。
本发明提供一种制造线路板的方法，该方法包括在线路板上形成未固化的热固性树脂层的树脂层形成步骤，该线路板具有形成在延伸的绝缘膜上的具体线路图形；在其上形成未固化的热固性树脂层的线路板的层中卷绕的卷绕步骤；以及通过在其卷绕状态加热卷绕的线路板固化未固化的热固性树脂的固化步骤，其中在卷绕步骤中，第一衬片配置在线路板的两个横向端上，以及第二衬片配置在第一衬片上以在第一衬片之间延伸以便覆盖线路板的横向区域，用这种方式第一衬片和第二衬片都位于卷绕的线路板的层之间。
依据这种方法，由于线路板在其卷绕状态被加热，因此防止被加热时卷绕的线路板连续地延伸。此外，由于第一衬片配置在线路板的两个横向端上以及第二衬片配置在线路板两端的第一衬片上以覆盖线路板的横向区域，用这种方法第一衬片和第二衬片都位于卷绕的线路板的层之间，因此可以防止未固化的热固性树脂接触和粘附卷绕在未固化的热固性树脂层上的线路板。而且，由于卷绕的线路板在张力作用下固定在第二衬片上，因此防止线路板起皱或局部受力。
因而，根据本发明制造线路板的方法，可以制造优质的线路板而不会产生线路板的尺寸变化和热固性树脂层损伤。由于这些结果，可以高质量制造近年来越来越需要的其上形成精细节距的线路图形的线路板。
附图简述在附图中
图1示意地展示用于本发明的线路板的制造方法的线路板制造装置的一个优选实施例的详细说明图1示意地展示了用于本发明的线路板的制造方法的线路板制造装置的一个实施例。下面参考图1所示的线路板制造装置描述本发明的线路板制造方法的一个实际的例子。
在图1中，线路板制造装置1用于在制造线路板的方法的步骤中在线路板上形成作为热固性树脂层的覆层。线路板制造装置1包括送料辊3，环绕送料辊3延伸的被卷绕的线路板2，绕紧延伸的线路板2的卷线盘4，右侧衬片送料辊6，环绕右侧衬片送料辊6作为第一衬片被卷绕的右侧衬片5，左侧衬片送料辊8，环绕左侧衬片送料辊8也作为第一衬片被卷绕的左侧衬片7，以及上衬片送料辊10，环绕上衬片送料辊10作为第二衬片被卷绕的上衬片9。设置在送料辊3以及卷线盘4之间的三个导向辊11、12以及13。设置在右侧衬片送料辊6以及卷线盘4之间的一个导向辊14。设置在左侧侧衬片送料辊8以及卷线盘4之间的一个导向辊15。设置在上衬片送料辊10以及卷线盘4之间的一个导向辊16。
如之后所述，在其上层叠未固化的热固性树脂层19(参见图3)以连续延伸的线路板2环绕送料辊3被卷绕。
卷线盘4经由导向辊11、12以及13从送料辊3的馈送方向顺流布置。卷线盘4是如此构造以致线路板2从送料辊3进料，右侧衬片5从右侧衬片送料辊6进料，左侧衬片7从左侧衬片送料辊8进料，以及上衬片9从上衬片送料辊10进料，可以沿着卷线盘4的转动方向连续地卷绕。
右侧衬片送料辊6和左侧衬片送料辊8分别布置在卷线盘4上。右侧衬片送料辊6如此构造以便右侧衬片5在此经由导向辊14朝着卷线盘4的方向进料。以及左侧衬片送料辊8如此构造以便左侧衬片7在此经由导向辊15朝着卷线盘4的方向进料。
上衬片送料辊10配置在卷线盘4下以及如此构造以便上衬片9在此经由导向辊16朝着卷线盘4的方向进料。
在该方法中，首先，在树脂层形成步骤中，在线路板2上形成未固化的热固性树脂层19。
线路板2具有形成在延伸绝缘膜17上(参照图3)的具体线路图形18(参照图3)。尽管对绝缘膜17没有采用特别的限制，但是绝缘膜17可以使用的材料包括例如合成树脂、诸如聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚醚腈树脂、聚醚磺酸型树脂、聚酯树脂、聚乙烯萘酚盐树脂以及聚氯乙烯树脂。以延伸膜的形式形成的绝缘膜17具有例如100-500mm的宽度以及5-50μm的厚度。当绝缘膜太薄时，有可能在如下面提及的卷绕步骤中卷绕时由于施加在其上的张力薄膜可能破裂。这些绝缘膜17优选采用延伸的聚酰亚胺薄膜。
具体的线路图形18具有金属箔图形。尽管对具体线路图形18没有采用特别的限制，但是可以于用于线路图形的金属箔包括例如铜、铬、镍、铝、不锈钢、铍-铜合金、磷青铜、铁-镍以及它们的合金。具体的线路图形18通过已知的图形工艺形成在绝缘膜17上，例如减成工艺、加成工艺以及半加成工艺。优选，线路图形18是以铜箔图形的形式形成。
尽管对线路图形18没有采用特别的限制，但是线路图形18形成在延伸的绝缘膜17上以连续地延伸并且以例如具有5-50μm厚的精细节距的线条图形形式形成。为了更具体，线路图形18形成具有例如50μm/50μm至150μm/150μm范围内的行宽/间距。应当注意当线路图形18的厚度超过50μm时，不能为线路板2提供足够的挠性，并且照此在下面提及的卷绕步骤中可能很难卷绕线路板2。
线路18不仅可以具有线条图形而且也可以具有开口端部分以连接各种类型的终端。如果这种开口端部分形成呈圆形，优选具有150-450μm范围内的直径。
为了更具体，可以制造延伸的线路板2，例如，在该工序中，如有必要首先通过粘结层在延伸绝缘膜17的整个区域上层叠金属箔制备双层衬底，然后在减成工序中将双层衬底的金属箔形成具体线路图形18。
如图3所示，优选，线路板2包括除随后用作制成品的产品部分之外，还包括形成在其两个横向端的边界20，在这两个横向端处的右侧衬片5和左侧衬片7在下一工序中分别与线路板2一起卷绕，设置边界20能够阻止右侧衬片5和左侧衬片7与线路板2的产品部分相重叠，以及这样可以有效防止引起线路2的产品部分损伤。优选，形成的边界20具有例如距离线路板2的侧边大约5mm的宽度。
在树脂层形成工序中，未固化的热固性树脂层19形成在这样形成的线路板2上。
尽管对未固化的热固性树脂没有采用特别的限制，但是优选使用例如上述的合成树脂的前体。优选使用是聚酰亚胺树脂的前体的聚酰胺酸树脂。聚酰胺酸树脂可以制备为聚酰胺酸树脂的溶液，例如，通过允许有机四羧双酚氢化物和二胺在适当的有机溶剂中例如有机极性溶剂彼此反应，有机极性溶剂例如N-甲丁-2-吡咯烷酮，N，N-二甲基乙酰胺，N，N-二甲基甲酰胺，二甲亚砜，以及六甲基磷氨基(phospholamide)以这种比例以至基本上建立等摩尔(equimole)比。
未固化的热固性树脂层19可以形成在线路板2上，例如通过将未固化的热固性树脂的溶液，例如上述聚酰胺酸树脂的溶液连续地施加于线路板2的线路图形18然后干燥。施加方法没有采用特别的限制。例如可以使用刮片法、逗点(comma)涂敷法、喷涂(fountain coat)法、幕式淋涂(curtain coating)法及其他已知的方法。同样，当例如施加于线路图形的聚酰胺酸树脂的溶液被干燥时，它可以通过在70-130℃的温度范围内加热，尽管它取决于所使用的树脂和溶剂类型。
当聚酰胺酸树脂的未固化的热固性树脂层19形成时，在未固化的热固性树脂层19形成之前可以将一种已知的感光剂混合在聚酰胺酸树脂中以使聚酰胺酸树脂具有感光性。然后，将未固化的热固性树脂层19曝光并且经由光致抗蚀剂等显影，以便图形变成其中形成开口端的具体图形。
可以用另一方法在线路板2上形成未固化的热固性树脂层19。例如在该方法中，在未固化的热固性树脂熔融到固化不完全的程度之后，这样熔融的热固性树脂被层叠在线路板2上；并且在该方法中在未固化的热固性树脂层19形成在另一支承构件上之后可以被剥离，未固化的热固性树脂层19转移到线路板2上可以用来在线路板2上形成未固化的热固性树脂层19。
优选，这样形成的未固化的热固性树脂层19的厚度在5-100μm的范围内，或优选在10-50μm的范围内。
然后，在该方法中，在卷绕工序中将其上形成未固化的热固性树脂层19的线路板2卷绕。
通过使用线路板制造装置1进行线路板2的卷绕。为了更具体，通过线路板制造装置1以层卷绕线路板2，在这种方式中右侧衬片5和左侧衬片7配置在线路板2上的两个横向端上以及覆盖线路板2的横向区域的上衬片9配置在右侧衬片5和左侧衬片7上以在其间延伸，以便右侧衬片5、左侧衬片7和上衬片9都位于线路板2的层之间以被卷绕。
具体地，在线路板制造装置1中，其上形成未固化的热固性树脂层19的线路板2预先环绕送料辊3卷绕。当环绕送料辊3卷绕的线路板2被卷线盘4卷绕时，首先从右侧衬片送料辊6送料的右侧衬片5和从左侧衬片送料辊8送料的左侧衬片7同时卷绕在线路板2的两个横向端上，然后，等到下一个线路板2卷绕在目前环绕卷线盘4卷绕的线路2上时，从上衬片送料辊10进料的上衬片9卷绕在右侧衬片5和左侧衬片7上。
由于卷绕的结果，右侧衬片5和左侧衬片7配置在线路板2上的两个横向端上以及覆盖线路板2的横向区域的上衬片9配置在右侧衬片5和左侧衬片7上以在其间延伸。在这样的方式中，如图2所示，右侧衬片5、左侧衬片7以及上衬片9都位于卷绕的线路板2的层之间。
在这些卷绕工序中，卷线盘4的直径应该优选在5-30cm的范围内。当卷线盘4的直径太小时，卷绕的线路板2可能倾斜以被卷曲。
右侧衬片5和左侧衬片7优选由这样一种材料制成该材料可以形成为延伸带状形式以及通过热几乎不变形和根本不熔化，这种材料具有至多20ppm的线膨胀系数或不小于500℃的熔点。优选衬片5，7各具有10-30mm宽度范围。当衬片5，7太窄时，很可能右侧衬片5或左侧衬片7相对于卷绕方向(如图2所示的垂直方向)可能互相不重叠，并且这样可能导致线路板2由于卷绕处的张力而失去平衡。另一方面，当衬片5，7太大时，线路板2要求右侧衬片5和左侧衬片7有额外的边界20以在卷绕时被夹层在线路板2的层之间，因此导致材料成本的增加。如果线路板2不提供有这些额外的边界，那么右侧衬片5和左侧衬片7将与线路板2的产品部分重叠，并且因而可能导致产品部分损伤。
尽管对右侧衬片5和左侧衬片7没有采用特别的限制，但是这些衬片5，7优选由具有0.5-2mm厚的金属网、或特定的不锈钢网形成。
优选使用其方孔由例如0.1-1mm直径的金属丝形成的平织金属网用作衬片5，7的金属网。优选，方孔的侧边尺寸在0.1-2mm范围内。同样，筛眼数目(每英寸(2.54cm)孔的数目)优选在10-100范围内。
由于右侧衬片5和左侧衬片7由金属网组成，在未固化的热固性树脂层19的固化处产生的气体可以从编织网的孔或裂缝很好地去除。当编织网的孔或裂缝的尺寸比上述筛眼尺寸小时，气体很可能去除不充分。
上衬片9优选由以下材料制成该材料可以形成薄片形状以及通过加热几乎不变形和根本不熔化，这种材料具有至多20ppm的线膨胀系数或不小于500℃的熔点。衬片9宽度优选等于或超过线路板2的宽度。例如，衬片9优选具有100-600mm的宽度。尽管上衬片9可以由金属箔例如不锈钢箔形成，但是它优选由金属网或特定的不锈钢网形成，如右侧衬片5以及左侧衬片7的情况。优选，由金属网形成的上衬片具有例如0.1-1mm的厚度，以及由金属箔形成的上衬片9具有例如20-100μm的厚度。
优选使用具有由例如0.02-1mm的直径的金属丝形成的方孔的平织金属网作为上衬片9的金属网。优选，方孔的侧边的尺寸在0.02-1mm的范围内。同样，筛眼数目(每英寸(2.54cm)孔的数目)优选在10-500范围内。当编织网的孔或裂缝的尺寸比上述筛眼尺寸大时，很可能由金属网形成的上衬片9的图形凹痕表面可标记在线路板2的绝缘膜17上。
如图2所示，右侧衬片5、左侧衬片7以及上衬片9被连续卷绕以便当卷绕时位于线路板2的层之间，在此条件下右侧衬片5、左侧衬片7彼此相对平行地位于已卷绕的线路板2的两个横向端(或如图3所示，如果形成边界，在边界内)；上衬片9位于右侧衬片5和左侧衬片7上以覆盖线路板2的整个横向区域；以及下一个被卷绕的线路板2位于上衬片9上。
当右侧衬片5和左侧衬片7都以这种方式位于线路板2的两个横向端上时，它们优选分别从线路板2的边缘到横向外侧分开放置，如图2所示。右侧衬片5和衬片7从线路板2的边缘分开放置可以提供促进卷绕的右侧衬片5和左侧衬片7肉眼检查的有利条件，以容易检查，例如，是否衬片5，7从线路板2的边缘到同样的横向内部分开到它们与线路板2的产品部分重叠的过度程度。
当右侧衬片5和左侧衬片7如上所述分开位于线路板2的边缘时，那些衬片5，7被优选从那里断开，例如，右侧衬片5和左侧衬片7的横向长度的约三分之一到约三分之二的位置。
在该方法中，在卷绕工序中以上述条件将卷绕的线路板2加热，在固化工序中在其卷绕状态将未固化的热固性树脂层19固化。
通过加热线路板2环绕其卷绕的卷线盘4可以固化未固化的热固性树脂层19，例如通过使用额外的加热机器在200-450℃的温度范围内的真空中加热。结果，未固化的热固性树脂层19被固化以及形成覆盖线路板2的线路图形18的覆层。因此，制造覆有覆层的线路板2。
依据这种方法，因为上衬片9覆盖线路板2的整个横向和纵向区域以及也支持线路板2在张力作用下卷绕或固定其在上衬片9之上，因此，当通过卷线盘4卷绕时可以防止线路板2拉伸。这样可以提供防止由于拉力绝缘膜17的长度增加、防止线路板2起皱、防止局部应力产生的优点。除这些外，由于右侧衬片5和左侧衬片7用来在被卷绕的线路板2的层之间形成一定的空间，因此可以有效地防止未固化的热固性树脂层19粘附到位于未固化的热固性树脂层19上覆盖它的上衬片9。
同样，在该方法中，因为线路板2在固化过程中在其卷绕状态被加热，当加热时防止卷绕的线路板2被连续地拉伸。此外，由于右侧衬片5和左侧衬片7插入在卷绕的线路板2的层之间，因此即使当未固化的热固性树脂层19由于加热而软化和流动，未固化的热固性树脂层19可以防止粘附到位于未固化的热固性树脂层19上覆盖它的上衬片9。
因此，该方法使未固化的热固性树脂层19在固化过程的热处理中能固化在线路板2之上而不会导致线路板2的尺寸变化以及不会导致未固化的热固性树脂层19的损伤。这些能够制造优质的覆有覆层的线路板2。因此，可以高质量制造近年来越来越需要的其上形成精细节距的线路图形18的线路板2。
可以用如下的方法修改。例如，如图4所示，在卷绕工序中，右侧衬片5、左侧衬片7以及上衬片9可以连同线路板面2一起卷绕以便位于卷绕的线路板2的层之间，在此条件下右侧衬片5和左侧衬片7配置在已经卷绕的线路板2的两个横向端上并且在两个横向端外侧，以便彼此相对平行地位于已经卷绕的上衬片9上(衬片的最初卷绕位于卷线盘4上)以及同样上衬片9用这种方式配置在右侧衬片5和左侧衬片7上以便覆盖线路板2的整个横向区域。右侧衬片5、左侧衬片7以及上衬片9的这种卷绕方式可以允许产品部分相对于线路板的横向尺寸最充分使用。
例子尽管在下文中，本发明将参考例子和比较例子用更多的细节进行描述，但是本发明不局限于任何例子。
例1在如下条件通过采用图1所示的线路板制造装置在线路板上形成由如下材料构成的覆层。
1)线路板首先准备延伸的双层衬底(宽260mm和长50m)，该衬底包括在25μm厚的聚酰亚胺薄膜上直接层叠18μm厚的铜箔，然后如图5所示对这样制备的双层衬底的铜箔构图。
以这样的方式形成的图形如图5所示，其中在一般方形内部区域形成的100μm线宽/100μm间距(L/S)的线条图形具有沿着其纵向240mm的纵向的尺寸以及在围绕内部区域的240mm(宽)×260mm(长)的外部区域的四角处钻尺寸标记孔。
2)未固化的热固性树脂(聚酰胺酸树脂)允许每摩尔3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐中的0.15摩尔的4，4二氨基二苯醚和0.85摩尔的对苯二胺每种彼此与2358g的N-甲丁-2-吡咯烷酮起反应以制备15重量百分比的聚酰胺酸树脂溶液。使用这样制备的聚酰胺酸树脂溶液。
3)右侧衬片和左侧衬片使用具有0.8mm厚和15mm宽的延伸的平织不锈钢网带(方孔的线直径0.4mm，以及方孔的边长1.4mm，有14个网孔)。
4)上衬片使用具有0.24mm厚和300mm宽的延伸的平织不锈钢网片(方孔的线直径0.12mm，以及方孔的边长0.3mm，有60个网孔)。
5)形成覆层的方法上述的聚酰胺酸树脂溶液以每分钟0.2m的速度用逗点(comma)涂料器连续地施加于线路板的图形并且被干燥，如在具有2.2m长100℃的干燥炉中干燥，由此干燥之后形成具有25μm厚的聚酰胺酸树脂层。然后，线路板从由这样获得的线路板环绕的送料辊送料，并且通过卷线盘连同右侧衬片、左侧衬片和上衬片一起卷绕。此后，由卷线盘卷绕的线路板在400℃的真空中(10-50Pa)加热，保持其卷绕状态，由此聚酰胺酸树脂层被固化以被imidized以便形成覆层。
比较例1除没有使用上衬片以及只有右侧衬片和左侧衬片连同线路板一起被卷绕之外，其它用与例子1一样的方法在线路板上形成覆层。
比较例2除其上形成聚酰胺酸树脂层之后，线路板从送料辊进料以及通过400℃加热炉以固化聚酰胺酸树脂层，以致形成覆层，线路板通过卷线盘被卷绕之外，其他用与例1同样的方法在线路板上形成覆层。
评价测量在例子1和比较例子1以及比较例子2中获得的线路板的一定尺寸的(测试样品的次数n＝12)标记孔之间的纵向和横向的中心距以发现它们各自的尺寸变化率(与规定尺寸的偏差的比例)和标准偏差σ。测量结果如下表1所示。
表1
尽管上面的描述提供了本发明的说明性实施例，但是这些仅仅是说明性目的并不被限制性地解释。本领域的技术人员对本发明的明显的修改和变化由以下权利要求所覆盖。
权利要求
1.一中制造线路板的方法包括在具有形成在延伸的绝缘膜上形成的具体线路图形的线路板上形成未固化的热固性树脂层的树脂层形成步骤；在其上形成未固化的热固性树脂层的线路板的层中卷绕的卷绕步骤；以及通过在其卷绕状态加热卷绕的线路板固化未固化的热固性树脂层的固化步骤，其中在卷绕步骤中，第一衬片配置在线路板的两个横向端上以及第二衬片配置在第一衬片上以在第一衬片之间延伸以致覆盖线路板的横向区域，以这种方式第一衬片和第二衬片都是位于卷绕的线路板的层之间。
全文摘要
一种制造线路板的方法，该方法能够高质量制造尺寸基本上没有变化的线路板。在该方法中，在卷绕工艺中线路板以这种方式卷绕在层中，在这种方式中在树脂层成形工序中在线路板上形成未固化的热固性树脂层之后，右侧衬片和左侧衬片配置在已经卷绕的线路板的两个横向端上以及上衬片配置在右侧衬片和左侧衬片上以便覆盖线路板的横向区域，以便当卷绕时右侧衬片、左侧衬片以及上衬片都位于线路板的层之间。此后，卷绕的线路板在其卷绕状态按照原样被加热，以在固化过程中固化未固化的热固性树脂层。
文档编号H05K3/00GK1399507SQ0213038
公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月25日 优先权日2001年7月25日
发明者藤井弘文, 林俊一 申请人:日东电工株式会社