柔性印刷電路板製造方法及其製造裝置與流程

2023-04-25 02:00:56 3

本發明涉及柔性印刷電路板製造方法及其製造裝置，更詳細地，涉及可製造不受印刷長度限制的柔性印刷電路板的柔性印刷電路板製造方法及製造裝置。

背景技術：

通常，在汽車電氣設備用電纜、LED照明、醫療用測定設備及各種產業領域，為了供給電源或傳遞信號，使用銅線形態的電線電纜。但是，這些銅線形態的電線電纜具有如下缺點：由於其厚度較厚且體積大，因此很難使三維電路的排線及設計自身變細。即，最近在汽車領域也在不斷嘗試用其他形態取代銅線形態的電氣設備電纜，因為在諸如LED照明等長度較長的形態的照明中也很難採用所佔體積較大且布線困難的銅線形態的電纜。此外，在醫療用測定設備領域中，對於人難以直接確認的危險部位或狹小處的拍攝，銅線形態的電纜具有局限性。

因此，最近對於這些技術要求，柔性扁平電纜(FFC，Flexible Flat Cable)正在浮現為其對策。相應地，最近正在開發利用柔性覆銅板(FCCL，Flexible Copper Clad Laminate)的柔性印刷電路板形態的製造方式。即，在柔性印刷電路板上以長度方向形成較長的印刷線，以對相距較遠處進行電連接，從而取代銅線形態的電纜。

為了製造用於取代這些柔性扁平電纜的柔性印刷電路板，一般利用平版印刷方式。為了用平版印刷方式製造長度很長的柔性印刷電路板，需要與柔性印刷電路板長度相應的掩模及曝光裝置。

但是，這些曝光裝置及掩模的製造單價非常昂貴，因此存在由此製造的用於取代FFC的柔性印刷電路板的製造單價較高的問題。

此外，無法配備具有無限長的長度的掩模或曝光裝置，因此存在柔性印刷電路板的長度同樣受限的問題。

另外，對於上述的用於取代柔性扁平電纜(FFC，Flexible Flat Cable)的印刷電路板的製造技術，在公開專利第10-2011-0080578號(公開於2011.07.13)中記載了通過層積一般的單面基板和雙面基板而製造用於信號傳送的電纜的方法。

但是，為了製造成利用一般的單面基板和雙面基板的柔性印刷電路板的形態，同樣存在如下缺點：因柔性印刷電路板製造的特性及設備的局限性，很難製造較長的電纜，且其製造工藝複雜。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

(專利文獻1)專利公開公告第10-2011-0080578號

技術實現要素：

技術課題

因此，本發明的目的在於為了解決如上的現有問題，提供能夠簡易地且以較低廉的費用製造出不受印刷電路圖案長度的限制的柔性印刷電路板的柔性印刷電路板製造裝置及製造方法。

此外，本發明的目的還在於提供能夠形成多種形狀的印刷線的柔性印刷電路板製造裝置及製造方法。

從結果來看，本發明的目的在於提供不受長度的限制且能夠支持三維排線及薄化的用於取代柔性扁平電纜(FFC，Flexible Flat Cable)的柔性印刷電路板。

技術方案

根據本發明的柔性印刷電路板製造方法實現上述目的，其中，該柔性印刷電路板製造方法以卷對卷(roll-to-roll)方式在基膜上形成圖案，且該柔性印刷電路板製造方法包括：準備基膜的基材準備步驟；準備印刷輥的印刷輥準備步驟，其中，相對於所述基膜的移動方向，在所述印刷輥的表面上以斜線方向形成有印刷輥圖案；以及使所述基膜通過所述印刷輥的同時，藉助所述印刷輥圖案，以基膜的移動方向為基準而形成斜線方向的圖案的圖案形成步驟。

其中，可選地，在所述基材準備步驟中準備被塗有導電性物質的基膜，且所述圖案形成步驟包括藉助所述印刷輥而在所述基膜上形成感光性圖案的感光圖案形成步驟和對形成有所述感光性圖案的基膜進行光照射的曝光步驟，以在所述基膜上形成斜線方向的圖案。

此外，可選地，在所述基材準備步驟中準備被塗有導電性物質及感光性物質的基膜，且在所述印刷輥準備步驟中準備印刷輥和透光用夾具，其中，在所述印刷輥的內部形成有被配置有光源的中空部，且所述印刷輥具有能夠選擇性地阻斷由所述光源所照射的光的阻光圖案，而所述透光用夾具位於所述印刷輥和所述基膜之間且被劃分為能夠透光的透光區域和對光進行阻斷的阻光區域，從而藉助光而固化感光性圖案，以在基膜形成圖案。

在這種情況下，優選地，所述印刷輥包括透光性材質的本體，且所述阻光圖案形成在所述本體的表面，從而能夠選擇性地透光，因為可有效地固化感光性圖案。

此外，優選地，在所述印刷輥準備步驟中配置一雙所述印刷輥，因為可在基膜的兩面上同時形成圖案。

另外，在所述印刷輥準備步驟中，所準備的所述印刷輥的相同相位上的所述印刷輥圖案的間隔可彼此不同，或可配置有多個印刷輥圖案，從而形成多種形態的圖案。

此外，所述多個印刷輥圖案可被配置成使得相鄰的印刷輥圖案之間的間隔彼此不同。在所述準備步驟中，所述印刷輥圖案可被配置成在一個區域彎曲或斷線。

根據本發明的柔性印刷電路板製造裝置同樣實現上述目的，該柔性印刷電路板製造裝置具有用於在基膜上形成圖案的印刷輥且以卷對卷(roll-to-roll)方式形成圖案，其中，所述印刷輥包括相對於所述基膜的移動方向而以斜線方向配置的印刷輥圖案，以形成所述圖案。

其中，可選地，在所述基膜上塗有導電性物質，且所述印刷輥用於在所述基膜上塗感光性物質。可選地，在所述基膜上塗有導電性物質及感光性物質，在所述印刷輥的內部形成有被配置有光源的中空部，所述印刷輥包括能夠選擇性地阻斷由所述光源所照射的光的阻光圖案，且該柔性印刷電路板製造裝置包括位於所述印刷輥和所述基膜之間且被劃分為能夠透光的透光區域和對光進行阻斷的阻光區域的透光用夾具，以在所述基膜上形成圖案。其中，可選地，所述印刷輥包括透光性材質的本體，且所述阻光圖案形成在所述本體的表面，從而能夠選擇性地透光。

可選地，所述印刷輥圖案被配置成從所述印刷輥的兩端中的一端至另一端的線圈形態，或所述印刷輥的相同相位上的所述印刷輥圖案的間隔彼此不同，或所述印刷輥圖案可被配置成多個。此外，多個所述印刷輥圖案可被配置成使得相鄰印刷輥圖案之間的間隔彼此不同。另外，所述印刷輥圖案可被配置成在一個區域彎曲或斷線。此外，所述印刷輥可被配置成一雙，以同時印刷基膜的兩面。

技術效果

根據本發明，提供能夠簡易地且以低廉的費用製造不受長度限制的柔性印刷電路板的柔性印刷電路板製造裝置。

此外，提供能夠形成多種形狀地印刷線的柔性印刷電路板製造裝置。

與此同時，提供由上述的柔性印刷電路板製造裝置印刷而能夠支持三維排線及薄化的用於取代柔性扁平電纜(FFC，Flexible Flat Cable)的柔性印刷電路板。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的第一實施例的柔性印刷電路板製造方法的順序圖。

圖2是示出藉助印刷輥而形成圖案的圖案形成步驟的示意圖。

圖3至圖5是示出根據形成在印刷輥上的多種印刷輥圖案所形成在基膜上的圖案的示意圖。

圖6是示出根據本發明的第二實施例的柔性印刷電路板製造方法的流程圖。

圖7是示出根據本發明的第三實施例的柔性印刷電路板製造方法的流程圖。

圖8是示出根據本發明的第三實施例的印刷輥及透光用夾具部分的透視圖。

圖9是示出作為本發明的另一方面的柔性印刷電路板製造裝置的示意圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的第一實施例的柔性印刷電路板製造方法進行詳細地說明。

圖1是示出根據本發明的第一實施例的柔性印刷電路板製造方法的順序圖，且圖2是示出藉助印刷輥而形成圖案的圖案形成步驟的示意圖。

如圖示出，根據本發明的柔性印刷電路板的製造方法包括：準備基膜的基材準備步驟S1、準備以斜線方向形成有印刷輥圖案的印刷輥的印刷輥準備步驟S2、以基膜的移動方向為基準，形成斜線方向圖案的圖案形成步驟S3、從基膜分離形成有電路圖案的區域的分離步驟S4。

首先，在基材準備步驟S1中安裝基膜10。在本發明的第一實施例中，在基膜10上直接印刷圖案，所以在基材準備步驟S1中對基膜10不做其他的處理。在本發明的第一實施例中，印刷在基膜10上的圖案是導電性圖案，但不限於此。

在印刷輥準備步驟S2中，將印刷輥40安裝在裝置上以準備印刷。如圖2示出，為了在基膜10上形成圖案11，相對於基膜10的移動方向，在印刷輥10的表面以斜線方向形成印刷輥圖案41。印刷輥圖案41被配置成具有與印刷的圖案相同的形狀且以斜線方向被卷繞在印刷輥40上。即，印刷輥圖案41以從印刷輥40的一側至印刷輥40的另一側的線圈形態形成在印刷輥40的表面。因此，隨著印刷輥40的旋轉，以基膜10的長度方向為基準，在基膜10上以斜線方向形成較長的圖案11。因這些印刷輥40的特徵，可有效地形成很長的圖案。

圖3至圖5是示出根據形成在印刷輥上的多種印刷輥圖案所形成在基膜上的圖案的示意圖。如圖3所示，可對待印刷圖案的端部的彎曲部分進行圓滑的印刷處理，且如圖4所示，對於具有曲折形狀的待印刷圖案，也可通過在印刷輥40上配置具有相同的形狀的印刷輥圖案41而進行印刷，並且如圖5所示，也可自由地形成中間斷開的待印刷圖案。

另外，可通過調解印刷輥40的寬度或調解相同相位的印刷輥圖案41之間的間隔而調解所形成在基膜10上的圖案11長度。即，當所形成的印刷輥40較粗或形成在印刷輥40上的印刷輥圖案41之間的間隔較密集時，可在基膜10上形成被印刷成較長的圖案11較長，且當所配置的印刷輥40較細或印刷輥圖案41之間的間隔較寬時，可形成被印刷成具有較短的長度的圖案11。

因此，即使是具有非常複雜的形狀的圖案，當將具有與其相同的形狀的印刷輥圖案41卷繞在印刷輥40上以形成印刷輥40時，可在基膜10上非常有效地印刷圖案。

在圖案形成步驟S3，卷繞在捲筒30(參照圖9)上的基膜10被退繞的同時，被投入到印刷輥40中。所投入的基膜10通過印刷輥40後，在基膜10上印刷圖案11。在這種情況下，在印刷輥40上以斜線方向形成有印刷輥圖案41，因此以基膜10的長度方向為基準，印刷在基膜10上的圖案11以斜線方向形成。

其中，印刷的圖案11的始點對應於印刷輥40的印刷輥圖案41的始點，且印刷輥40旋轉的同時將圖案11印刷在基膜10上。

另外，在本發明的第一實施例中，印刷方式可採用在基膜上直接印刷的方式，諸如凹版印刷方式、柔性版印刷方式或旋轉絲網印刷方式等。

首先，採用凹版印刷方式時，印刷輥40由金屬材質製成，且可通過化學蝕刻而在印刷輥40上形成印刷輥圖案41，也可通過雷射加工而形成印刷輥圖案41。

其次，採用柔性版印刷(Flexography)方式時，印刷輥40由塑料聚合物材質製成，且通過雷射蝕刻而形成印刷輥圖案41。

此外，採用旋轉絲網印刷方式時，通過平板印刷方式在感光性材質的輥篩上形成印刷輥圖案41，並安裝在印刷輥40上。接著，可在印刷輥40的內部放置可供給導電性墨的墨供給部(未示出)，以形成電路圖案。

在分離步驟S4中，印刷輥40進行旋轉以完成印刷時，在基膜10上去除斜線方向圖案11以外的部分，從而可獲得形成有電路圖案11的基膜10。

接著，通過後續工藝等，製造柔性印刷電路板。

另外，當準備一對上述的印刷輥40，並布置成對應於基膜10的雙面時，也可同時印刷基膜10的雙面。這時，顯然可進一步形成通孔(未示出)以相互連接前後的圖案。

其次，根據本發明的第二實施例，對柔性印刷電路板的製造方法進行詳細地說明。圖6是示出根據本發明的第二實施例的柔性印刷電路板製造方法的流程圖。

如圖示出，根據本發明的第二實施例的柔性印刷電路板製造方法可由將導電性物質15塗在基膜10上以準備基膜10的基材準備步驟S1、準備形成有印刷輥圖案41的印刷輥40的印刷輥準備步驟S2、以基膜10的移動方向為基準，以斜線方向形成感光性圖案16的圖案形成步驟S3、對形成有感光性圖案16的基膜10進行曝光的曝光步驟S35及分離步驟S4構成。

本發明的第二實施例，與在基膜10上直接印刷導電性圖案11的第一實施例不同，將導電性物質15預先塗在基膜10上之後，利用印刷輥40在基膜10上形成感光性圖案16。即，在基材準備步驟S1中，首先將導電性物質15塗在基膜10上以準備基膜10。其次，在印刷輥準備步驟S2中，準備形成有用於形成感光性圖案16的印刷輥圖案41的印刷輥40。印刷輥圖案41與第一實施例相同，被配置成以線圈形狀被卷繞在印刷輥40上。

因此，與上述的第一實施例相同，可形成多種形態的感光性圖案16而不受長度限制。

接著，在圖案形成步驟S3中，通過印刷輥40在塗有導電性物質15的基膜10上形成感光性圖案16，並在曝光步驟S35，對形成在基膜10上的感光性圖案15進行固化。接著，通過另外的蝕刻等後續工藝，在基膜10上形成圖案。

其中，曝光步驟S35和分離步驟S4，根據工藝狀況而調換其順序也無妨。

其次，根據本發明的第三實施例，對柔性印刷電路板的製造方法進行說明。圖7是示出根據本發明的第三實施例的柔性印刷電路板製造方法的流程圖，且圖8是示出根據本發明的第三實施例的印刷輥及透光用夾具部分的透視圖。

如圖示出，根據本發明的第三實施例的柔性印刷電路板製造方法的特徵在於，將感光性物質17預先塗在基膜10上之後，根據待形成的圖案，利用印刷輥40選擇性地曝光感光性物質17。

首先，在基材準備步驟S1中，將導電性物質15及感光性物質17依次塗在基膜上。

接著，在印刷輥準備步驟S2中，所準備的印刷輥具有中空部45形成在內部且可透光的本體44，且在所述中空部45內具有能夠進行光照射的光源46。

其中，本體44由石英等透光性材質製成，且紫外光(UV，Ultra Violet)或雷射等被用作光源46，但不限於此。只要是可固化感光性物質的光源，均可採用。

另外，在本體44的表面上形成有可選擇性地對光進行阻斷的阻光圖案47。阻光圖案47根據阻光圖案47的形狀對由本體44內部的光源46所照射的光進行選擇性的阻斷，從而可使由光源46所照射的光選擇性地透過印刷輥40以射向外部。由此，將基膜10上的感光性物質17固化成對應於欲形成的圖案的形狀。

在夾具準備步驟S25中，在印刷輥41和基膜10之間準備被劃分為可透光的透光區域51和對光進行阻斷的阻光區域52的透光用夾具50。在透光用夾具50上以橫穿基膜10移動方向的方向形成有透光區域51，且其他部分被配置成對光進行阻斷的阻光區域52。

在印刷輥50內部，光源46向印刷輥41外部進行光的照射時，由於在結構上以放射狀進行光的照射，因此透光用夾具50被配置成使得光只能到達基膜10上的所選擇的部分。

接著，在圖案形成步驟S3中，藉助印刷輥40和透光用夾具50，能夠使得由印刷輥40通過阻光圖案47以放射狀所照射的光僅照射在基膜10的長度方向上所需的規定區域。在這種情況下，印刷輥40和基膜10不直接接觸，所以也可使印刷輥40的旋轉速度和基膜10的移動速度彼此同步。

接著，通過蝕刻等後續工藝及分離步驟S4，在基膜10上形成所需的圖案。

另外，雖然在上述的第三實施例的說明中，本體44由透光性材質製成，且在本體44的表面形成有選擇性地對光進行阻斷的阻光圖案47，但是，本體44也可由不透光的材質製成，且形成有能夠使光通過的貫通圖案(未示出)。

其次，作為本發明的另一方面，參照附圖對柔性印刷電路板的製造裝置進行說明。

圖9是示出根據本發明的第一實施例的柔性印刷電路板製造裝置的示意圖。如圖示出，根據本發明的第一實施例，柔性印刷電路板的製造裝置以卷對卷(roll-to-roll)方式直接在基膜10上形成電路圖案。

即，在兩側的捲筒20、30之間布置有印刷輥40，將基膜10從一側的捲筒30退繞且移動到另一側的捲筒20的過程中，藉助印刷輥40而將電路圖案印刷在基膜10上。

為了在基膜10上形成圖案11，在印刷輥40表面包括相對於基膜10的移動方向以斜線方向形成的印刷輥圖案41。印刷輥圖案41以從印刷輥40的一側至印刷輥40的另一側的線圈形態形成在印刷輥40上。

因此，隨著印刷輥40的旋轉，以基膜10的長度方向為基準，在基膜10上以斜線方向形成較長的圖案11。其中，對於印刷輥及直接印刷方法，已在之前的製造方法的說明中進行了敘述，因此省略其詳細說明。

其次，對根據本發明的第二實施例的柔性印刷電路板的製造裝置進行說明。

根據本發明的第二實施例的柔性印刷電路板製造裝置，與第一實施例的其他構成相同，除了通過印刷輥40而將感光性圖案16印刷在被塗有導電性物質15的基膜10上。

即，第一實施例通過印刷輥40而直接將圖案11印刷在基膜10上，但是，第二實施例通過印刷輥40而印刷感光性圖案16。以下，其他構成與第一實施例相同且在上述製造方法的第二實施例中已進行了說明，所以省略其詳細說明。

其次，對根據本發明的第三實施例的柔性印刷電路板的製造裝置進行說明。

如上述說明的圖8示出，根據本發明的第三實施例的柔性印刷電路板製造裝置的印刷輥具有在內部形成有中空部45且由可透光的材質製成的本體44，且在所述中空部45內配置可進行光照射的光源46。

此外，在本體44的表面形成有可選擇性地對光進行阻斷的阻光圖案47。其中，阻光圖案47與其他實施例相同，相對於印刷方向而以斜線方向形成。

由此，由內部的光源46所照射的光通過阻光圖案47，被選擇性地照射到外部。此外，在印刷輥40和基膜10之間配置被劃分為可透光的透光區域51和對光進行阻斷的阻光區域52的透光用夾具50。

透光用夾具50的透光區域51以橫穿基膜10的移動方向的方向形成，阻光區域52的作用是阻斷由印刷輥40以放射狀所照射的光，雖然在本實施例中被配置成半圓形態，但不限於此。例如，可配置成圍繞印刷輥40的圓筒形，以在下端部以長度方向形成較長的透光區域51。

因此，能夠使得從印刷輥40通過阻光圖案47以放射狀所照射的光只照射在基膜10上的規定區域。由此，光通過在印刷輥40上所形成的阻光圖案47和透光用夾具50而被選擇性地照射在依次塗有導電性物質15和感光性物質17的基膜10上時，基膜10的感光性物質17選擇性地被固化，並通過蝕刻等的後續過程，在基膜10上形成圖案。

本發明的權利範圍不受限於上述的實施例，且可在權利要求範圍內實現多種形態的實施例。本領域普通技術人員在不脫離權利要求書中所請求保護的本發明主要內容的情況下可進行變更的多種範圍也應被視為包含在本發明的權利要求書中所記載的範圍內。

[符號說明]

10：基膜 11：圖案 15：導電性物質

16：感光性圖案 17：感光性物質 20、30：捲筒

40：印刷輥 41：印刷輥圖案 44：本體

45：中空部 46：光源 47：阻光圖案

50：透光用夾具 51：透光區域 52：阻光區域

S1：基材準備步驟 S2：印刷輥準備步驟 S25：夾具準備步驟

S3：圖案形成步驟 S35：曝光步驟 S4：分離步驟