部分剛性的柔性電路及其製備方法

2024-02-10 20:50:15

專利名稱：部分剛性的柔性電路及其製備方法
技術領域：
本發明涉及具有剛性部分的柔性電路以及製備具有剛性和柔性部分的電路的方法。
背景技術：
具有剛性和柔性部分的電路及電路板(在本文中稱為剛性撓曲電路)在電子工業中用來安裝和互連電子元件。目前，通常由以下三種方法之一製備剛性撓曲電路(1)分別製造剛性及柔性部 分，然後粘在一起，(2)製造柔性部分，然後把剛性加固件粘到柔性電路部分上，或(3)首先 製備剛性多層結構，然後利用雷射移除剛性結構部分以生成柔性區。所有這些過程往往都 是緩慢、昂貴的，並導致特徵結構對準性差。

發明內容
本發明的一個方面涉及製備部分剛性的柔性電路的方法，包括提供剛性多層結 構，所述剛性多層結構具有第一聚合物層、在第一聚合物層上的第一導電層、在第一導電層 上的第一聚醯亞胺粘合劑層和在第一聚醯亞胺粘合劑層上的第二聚合物層；以及通過化學 蝕刻移除第二聚合物層和第一聚醯亞胺粘合劑層的一部分，從而形成柔性部分。本發明的另一方面涉及一種製品，所述製品包括部分剛性的柔性電路，其具有第 一聚合物層、第一聚合物層上的圖案化導電電路層、圖案化導電層上的能化學蝕刻的聚醯 亞胺粘合劑層和能化學蝕刻的聚醯亞胺粘合劑層上的能化學蝕刻的第二聚合物層；其中能 化學蝕刻的聚醯亞胺粘合劑層包含具有以下重複單元的聚醯胺_醯亞胺
m■
CO CO / \ / \ --N R' N-R--
\ / \ / CO CO .Jh其中R代表二價基團，R'代表三價基團，且η是至少為5的整數；且其中第一聚合 物層和聚醯亞胺粘合劑層的對準部分已被移除，從而形成柔性部分。如本發明中所用「剛性部分」是指剛性撓曲電路的一部分，該部分比相鄰的柔性部分多出至少一個 層，能夠支承附接於其表面的一個或多個器件(如表面安裝元件)，並且具有充分的不可彎 曲性，這樣當對剛性部分施加撓曲或彎折壓力時，附接的器件不會脫離；而「柔性部分」是指剛性撓曲電路的一部分，該部分比相鄰的剛性部分少了至少一個 層，能夠彎曲至少45度並恢復其初始形狀。本發明的至少一個實施例的優點是能夠不用雷射而迅速(如需數秒)、準確和幹 淨地移除大量的聚合物，而使用雷射則通常是緩慢的(如需數小時)、昂貴的並會產生碎片。 本發明的至少一個實施例的另一優點是能夠製備出許多柔性區，而每一個柔性區 的製備不會產生額外的費用，因為當採用蝕刻工藝時，可以同時形成多個柔性部分。本發明的至少一個實施例的另一優點是能夠非常準確地進行剛性撓曲電路的層 定位和特徵結構對準。本發明的至少一個實施例的另一優點是與製備剛性撓曲電路的現有方法相比能 減少工藝步驟和降低工藝成本。從以下附圖具體實施方式
和權利要求中，本發明的其它特徵和優點將顯而易見。


圖1描述現有技術中移除任何層之前的剛性多層結構。圖2描述第二種現有技術中移除任何層之前的剛性多層結構。圖3描述根據本發明已經移除圖1的剛性多層結構的若干部分之後的剛性撓曲電路。在以下的具體實施方式
中參考形成本發明的一部分的附圖，在附圖中以舉例說明 的方式顯示可以實施本發明的具體實施例。所給出的實施例並不意味著囊括了根據本發明 的所有實施例。應當理解的是，可以採用其它的實施例，在不偏離本發明範圍的情況下可以 進行結構或邏輯的改變。因此不能認為以下的具體實施方式
具有限制意義，本發明的範圍 由所附的權利要求限定。
具體實施例方式諸如剛性電路的剛性多層結構通常由單層或通過粘合劑層相互粘連的多層子結 構構成。圖1顯示一種典型的剛性多層結構，其製備方式是把中心導電層/聚合物層子結 構116/118粘附於聚合物層112的一側，另一導電層/聚合物子結構122/124粘附於另一 側，從而形成包括聚合物層112、118、124 ；粘合劑層114、120 ；和導電層116、122的多層結 構。圖2顯示另一種典型的剛性多層結構，其製備方式是把中心導電層/聚醯亞胺/導電 層子結構218/220/222的兩側粘附於導電層/聚醯亞胺子結構212/214和228/226，從而形 成包括聚合物層214、224 ；粘合劑層216、224 ；和導電層212、218、222、228的結構。這些例 子不是限制性的。剛性多層結構可以具有子結構的任意組合，子結構本身可以具有許多不 同的材料組合。通常來說，剛性多層結構具有至少一個導電層/聚合物層子結構，第二聚合 物層由粘合劑層粘附於導電層。 如果子結構之一中的導電層將形成最終產品中的電路層，則通常可取的是在把子 結構粘附到一起之前對電路進行圖案化。可以通過任意適當的方法使導電層圖案化，例如 通過標準光刻方法。導電層可以由任何適當的材料構成，如銅(Cu)、鎳(Ni)、錫(Sn)、銀 (Ag)、金(Au)、鈀(Pd)或鉬(Pt)以及它們的合金。導電層可任選具有粘結層，如由鎳(Ni)、 鉻(Cr)、鎳鉻合金(NiCr)、其它導電金屬或它們的合金，位於導電層與聚合物層之間。在 一些實施例中，可以用粘合劑層代替粘結層。如果導電層將成為通路層，則其最典型的是銅 層。
為了在剛性多層結構中生成柔性區，可以移除一個或多個子結構及粘合劑層的若干部分。在現有的技術狀態下，子結構之間通常使用的粘合劑材料不適合化學蝕刻。典型 的粘合劑材料包括環氧樹脂和丙烯酸類粘合劑。另外，雖然已知一些非粘熱固性聚醯亞胺 是可通過各種蝕刻液蝕刻的，但作為熱塑性聚醯亞胺的聚醯亞胺粘合劑還不能很好地適於 化學蝕刻，因為它們的蝕刻困難且緩慢，因此不是很適合作為剛性撓曲電路中的可蝕刻層。 因此這些粘合劑層充當蝕刻終止層，並且通過化學蝕刻只能移除剛性多層結構中的粘合劑 層外側上的子結構和層。這種無法化學蝕刻粘合劑層的情況大大地限制了在製備剛性撓曲 電路時通過從剛性多層結構中移除材料的化學蝕刻方法的有效性。通過廣泛和認真的研究，本發明人發現聚醯亞胺粘合劑可以被化學蝕刻。此外，本 發明人發現聚醯亞胺粘合劑可以用與對液晶聚合物(LCP)、聚碳酸酯和熱固性聚醯亞胺所 使用的相同的蝕刻液進行蝕刻，並且在某些情況下蝕刻速率相同或類似。特別合適的聚醯亞胺粘合劑包括具有以下重複單元的聚醯胺_醯亞胺formula see original document page 7其中R代表二價基團，R'代表三價基團，η是至少為5的整數。在一些實施例中，R是formula see original document page 7其中A是-NH-C0-，Rl至R3獨立地為烷基、烷氧基或滷素，前提條件是存在至少一 個烷氧基基團；1、m和η是O至4的整數；χ是O或1 ；且y是表示重複單元數目的整數。在另外的實施例中，R是
formula see original document page 7或其中Rl至R8獨立地為低級烷基基團、低級烷氧基基團或滷素，且nl至π8是 至 4的整數。
在一些實施例中，R'是
formula see original document page 8這些粘合劑聚醯胺-醯亞胺和它們的合適變體公開於美國專利No. 4，847，353、 4，937，133和4，939，039中，這些專利的內容以引用的方式全文併入。合適的粘合劑聚醯 胺-醯亞胺可以按商品名ESPANEX得自日本東京的新日鐵化學株式會社(Nippon Steel Chemical Co.，Ltd.) 0對於剛性撓曲電路的非粘性可蝕刻的聚合物層，合適材料的例子包括熱固性聚醯 亞胺、聚碳酸酯和液晶聚合物(LCP)。熱固性聚醯亞胺具有優異的性質，如熱穩定性和低介電常數。許多適用於本發明 的市售的熱固性聚醯亞胺包含均苯四甲酸二酐(PMDA)或二氨基二苯醚(ODA)或聯苯二酐 (BPDA)或苯二胺(PPD)的單體。包含一種或多種上述單體的熱固性聚醯亞胺聚合物可用於 製備膜產品，所述膜產品可按商品名KAPTON H,KAPTON K和KAPTON E得自俄亥俄州瑟克爾 維爾的杜邦公司，以及按商品名APICAL AV和APICAL NP得自日本大津的鐘淵化學工業株 式會社(Kaneka Corporation)。這些類型的膜適於許多柔性電路產品，但當存在常規的化 學蝕刻劑(如鹼性蝕刻劑)時可能會溶脹。溶脹會改變膜的厚度，且可能造成抗蝕劑的局 部脫層。這會因為蝕刻劑移動到脫層區域而發生蝕刻膜厚度的失控和導致不規則形狀的特 徵結構。如果在製作特定的柔性電路時溶脹是一個問題，則應使用非溶脹的材料。與上述的熱固性聚醯亞胺不同的是，適用於本發明的其它熱固性聚醯亞胺是在聚 合物主鏈上具有羧酸酯結構單元的那些。這些熱固性聚醯亞胺在存在常規的化學蝕刻劑時 不發生溶脹。在聚合物主鏈上具有羧酸酯結構單元的熱固性聚醯亞胺的例子包括可以按商 品名APICAL HPNF得自日本大津的鐘淵化學工業株式會社的那些。APICAL HPNF聚醯亞胺 膜據認為是一種共聚物，其含酯單元的結構衍生自包含對亞苯基雙(偏苯三酸單酯酸酐) 的單體的聚合。其它含酯單元的熱固性聚醯亞胺聚合物可能是市場上未知的。然而，對於 本領域普通技術人員來說，合理的是可以根據選擇類似用於APICAL HPNF的那些單體合成 其它含酯單元的熱固性聚醯亞胺聚合物。這種合成可擴展非膨脹性熱固性聚醯亞胺聚合物 的範圍。可選擇用於增加含酯熱固性聚醯亞胺聚合物數目的材料包括1，3-聯苯酚雙(脫 水偏苯三酸酯)、1，4_聯苯酚雙(脫水偏苯三酸酯)、乙二醇雙(脫水偏苯三酸酯)、雙酚雙 (脫水偏苯三酸酯)、氧基-聯苯酚雙(脫水偏苯三酸酯)、雙(4-羥苯基硫醚)雙(脫水偏 苯三酸酯)、雙(4-羥基苯甲酮)雙(脫水偏苯三酸酯)、雙(4-羥苯基碸)雙(脫水偏苯 三酸酯)、雙(羥基苯氧基苯)、雙(脫水偏苯三酸酯)、1，3-聯苯酚雙(氨基苯甲酸酯)、 1，4_聯苯酚雙(氨基苯甲酸酯)、乙二醇雙(氨基苯甲酸酯)、雙酚雙(氨基苯甲酸酯)、氧 基-聯苯酚雙(氨基苯甲酸酯)、雙(4-氨基苯甲酸酯)雙(氨基苯甲酸酯)等。與聚醯亞胺相比，液晶聚合物(LCP)具有改進的高頻性能、較低的介電損失和較少的吸溼性。液晶聚合物通常顯示出與上述熱固性聚醯亞胺相同的非溶脹特性。適用於本 發明的LCP包括具有芳族聚酯的那些，包括含對亞苯基對苯二甲醯胺的共聚物，如可按商 品名BIAC得自日本岡山縣的Gore-Tex公司的那些；具有含對羥基苯甲酸的共聚物的那些，如可按商品名LCP CT得自日本岡山的可樂麗株式會社(Kuraray Co.，Ltd.)的那些；和LCP 膜，如可按商品名R/FLEX得自亞利桑那州錢德勒的羅傑斯公司(Rogers)的那些。液晶聚 合物與APICAL HPNF聚醯亞胺之間的相似性在於這兩種聚合物結構中都存在羧酸酯單元。聚碳酸酯的特性包括電絕緣性、飽和吸溼度小於0. 5%、在IkHz至45GHz的功能頻 率範圍上的介電常數不超過3. 5、與聚醯亞胺相比耐化學性更好且模量更低以及光學透明 性。適用於本發明的聚碳酸酯的例子包括取代和未取代的聚碳酸酯、聚碳酸酯共混物，如 聚碳酸酯/脂族聚酯共混物(包括可按商品名XYLEX得自麻薩諸塞州匹茨菲爾德的通用塑 料公司(GE Plastics)的共混物)、聚碳酸酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)共混物、 聚碳酸酯/聚苯二甲酸丁二醇酯(PC/PBT)共混物和聚碳酸酯/聚2，6_萘二甲酸乙二醇 酯(PC/PEN)共混物以及聚碳酸酯與熱塑性樹脂的任何其它的共混物；和聚碳酸酯共聚物， 如聚碳酸酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)、聚碳酸酯/ 聚醚醯亞胺(PC/PEI)等。適 用於本發明的另一種類型的材料是聚碳酸酯層合材料。這種層合材料可以具有至少兩個彼 此相鄰的不同聚碳酸酯層，或者可以具有至少一個與熱塑性材料層相鄰的聚碳酸酯層(如 LEXAN GS125DL，其為通用塑料公司的聚碳酸酯/聚氟乙烯層合材料)。聚碳酸酯材料也可 以填充以炭黑、二氧化矽、氧化鋁等，或者它們可含有添加劑，如阻燃劑、UV穩定劑、顏料等。除了可蝕刻的聚合物層以外，可能有利的是具有不會被用於移除剛性多層結構部 分的化學蝕刻劑蝕刻的聚合物層(以下稱「抗蝕」材料)。例如，對於圖1和3中的聚合物 層124，可能有利的是使用抗蝕材料，因為它將形成剛性撓曲電路之柔性電路部分的一部 分。合適的抗蝕聚合物包括含環氧樹脂和含丙烯酸酯的聚合物，如可按商品名R/FLEX 1500 得自康乃狄克州羅傑斯的羅傑斯公司(Rogers Corporation)的改性丙烯酸酯聚合物；和 可按商品名KAPTON KJ得自杜邦公司的熱封型聚醯亞胺聚合物。根據本發明製備剛性撓曲電路的典型工藝可以包括蝕刻某些聚合物及聚醯亞胺 粘合劑層。也可以蝕刻導電層。非導電層的蝕刻涉及使可蝕刻的聚合物和聚醯亞胺粘合劑 層的暴露區域與包含水溶性鹼金屬鹽、胺和醇的濃鹼蝕刻水溶液相接觸。適用於根據本發明的蝕刻液的水溶性鹼金屬鹽包括鹼金屬氫氧化物，例如諸如 氫氧化鉀(Κ0Η)、氫氧化鈉(NaOH)；取代的氫氧化銨諸如，例如四甲基氫氧化銨；和氫氧化 銨或它們的混合物。蝕刻液中鹽的可用濃度依待蝕刻的聚合物膜的厚度以及類型(如金屬 或光致抗蝕劑)和掩模的厚度而不同。合適鹼金屬鹽的典型可用濃度的下限在至少一個實 施例中為約30重量％，在至少另一個實施例中為約35重量％。合適鹼金屬鹽的典型可用濃 度的上限在至少一個實施例中為約50重量％，在至少另一個實施例中為約55重量％。至 少一個實施例中鹼金屬鹽的濃度為約40重量％至約45重量％。適用於根據本發明的蝕刻液的胺包括乙二胺和丙二胺以及諸如乙醇胺、單乙醇胺 (MEA)、二乙醇胺、丙醇胺等的鏈烷醇胺。合適胺的典型可用濃度的下限在至少一個實施例 中為約10重量％，在至少另一個實施例中為約15重量％。合適胺的典型可用濃度的上限 在至少一個實施例中為約30重量％，在至少另一個實施例中為約35重量％。至少一個實 施例的胺濃度為約20重量％至約25重量％。鹼金屬鹽/胺蝕刻劑(如Κ0Η/ΜΕΑ蝕刻劑)在低溫(例如室溫)下在水中的溶解 度有限。在適合對本發明的可蝕刻的聚合物和粘合劑層進行蝕刻的濃度下，Κ0Η/ΜΕΑ溶液通 常會由於KOH結晶而固化。為了防止固化，可以把溶液保持在高溫條件下，如80°C及80°C以上。然而發現溫度升高會使溶液的蝕刻能力迅速降低。據認為這是由於從空氣中吸收了 碳酸，碳酸會與鉀結合形成碳酸鉀。本發明者發現，向溶液中添加醇(如乙二醇)有助於減 少碳酸吸收並防止KOH結晶。因此，通常還向蝕刻液中添加醇(如二醇，優選乙二醇)或酮 (如甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK))以提高其穩定性和性能。合適醇的典型可用 濃度的下限在至少一個實施例中為約3重量％，在至少另一個實施例中為約5重量％，上限 在至少一個實施例中為約10重量％，在至少另一個實施例中為約30重量％。在至少一個 實施例中，合適的濃度為約7重量％。在至少一個實施例中，合適的蝕刻水溶液包含約30至約50重量％鹼金屬鹽、約10 至約30重量％胺和約5至約10重量％醇。在另一個實施例中，合適的蝕刻水溶液包含約40重量％鹼金屬鹽、約20重量％胺和約7重量％醇。在一些實施例中，鹼金屬鹽是Κ0Η，胺 是MEA，醇是乙二醇。在蝕刻過程中，通常把蝕刻液的溫度保持在約50°C至約120°C，優選為約70°C至 約95°C。對於用鹼性蝕刻液蝕刻聚合物或粘合劑層來說，典型的蝕刻時間要求在約10秒至 約20分鐘的範圍內，這取決於層的類型和厚度。任何類型的水性光致抗蝕劑都適用於本發明。抗蝕劑可以是正性或負性的。合 適的負性光致抗蝕劑的例子包括負性作用的水可顯影性光聚合物組合物，如美國專利 No. 3，469，982,3, 448，098,3, 867，153和3，526，504中公開的那些。這種光致抗蝕劑包含至 少一種聚合物基質，該聚合物基質包含可交聯單體和光引發劑。通常用於光致抗蝕劑的聚 合物包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸的共聚物、苯乙烯和馬來酸酐異丁酯的共 聚物等。可交聯單體可以是多元丙烯酸酯，如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。市售的含水鹼(如碳酸鈉)可顯影負性作用的幹膜光致抗蝕劑包括可按商品名KG 2150和ACXUIMAGE商購自韓國Kolon Industries公司的那些。另外合適的是聚甲基丙烯 酸甲酯光致抗蝕劑，如可按商品名RISTON(如RISTON 4720)得自杜邦公司的那些。其它可 用的例子包括可得自紐約州自由港的LeaRonal公司的AP850和可得自日立化成工業株式 會社的PHOTEC HU350。幹膜光致抗蝕劑組合物可按商品名AQUA MER得自康乃狄克州沃特 伯裡的麥德美公司(MacDermid)。AQUA MER光致抗蝕劑有若干系列，包括「SF」和「CF」系 列，SF120、SF125和CF2. 0為這些材料中具有代表性的。在光致抗蝕劑之處可以使用金屬 掩模。首先分別製作剛性撓曲電路的獨立子結構。製作每個子結構的具體工藝將根據子 結構在剛性撓曲電路中的目的和位置、子結構的構造(如層的數目及類型)以及其它因素 而有所不同。可以採用標準製作技術形成子結構。子結構一經製成後，使用可蝕刻的聚醯亞胺粘合劑層把它們粘附到一起形成剛性 多層結構，如圖1中所示的結構。為了由圖1中所示的剛性多層結構製備如圖3所示的剛 性撓曲電路，可以採用以下工藝。一旦把子結構粘結到一起並通過例如烘焙充分固化粘合劑，則在剛性多層結構的 一個或兩個外層上形成光掩模，如金屬掩模或水可處理的光致抗蝕劑材料。如果聚合物層 124是抗蝕的，則可以不需要覆蓋聚合物層124的光掩模。如果使用水可處理的光致抗蝕 劑材料，則可以採用標準的技術將其施加至聚合物層112(和124)。光致抗蝕劑的厚度通 常為約5μπι至約50 μ m。光致抗蝕劑經透過掩模成像曝光於紫外線等後，光致抗蝕劑的暴露部分由於交聯而成為不溶性的。然後通過用稀水溶液(如0. 5-1. 5%碳酸鈉溶液)移除 未暴露的光致抗蝕劑的方式衝洗抗蝕劑，直到在聚合物層112上獲得所需的光致抗蝕劑圖 案。如果把光致抗蝕劑施加至聚合物層124，則可以使之充分暴露於UV光以形成保護層，或 者如果期望在聚合物層124中有蝕刻的特徵結構，則可以使圖案暴露。通過在浴中浸泡或通過一般在50°C至120°C之間的溫度下進行噴霧，使剛性多層結構接觸濃鹼性蝕刻液繼續實施所述工藝。這樣蝕刻聚合物層112和聚醯亞胺粘合劑層 114沒有被交聯的抗蝕劑覆蓋的區域。蝕刻劑穿過聚合物和聚醯亞胺粘合劑層向下蝕刻至 導電層116的停留時間通常為約10秒至約20分鐘，這取決於所述層的組成和厚度。導電層 116起到蝕刻終止的作用，因為它不被鹼性蝕刻液所蝕刻。當導電層是銅時，隨後可以使剛 性多層結構接觸金屬專用的蝕刻劑(如可按商品名PERMA ETCH得自Electrochemicals公 司的蝕刻劑)以移除導電層116的暴露部分，從而暴露下面的聚合物層118的若干部分。然 後可以再次使剛性多層結構接觸濃鹼性蝕刻液，從而蝕刻掉聚合物層118和聚醯亞胺粘合 劑層120的暴露部分，留下圖案化導電電路層122和聚合物層124的若干部分為剛性撓曲 電路的柔性部分326。隨後可以對圖案化導電電路施加保護性覆蓋層。然後可以在約20°C 至約80°C (優選約20°C至約60°C )的溫度下用含2%至5%鹼金屬碳酸鹽的稀水溶液將交 聯的抗蝕劑從所得到的剛性撓曲電路上剝離。圖3也示出了從聚合物層112至聚合物層124延伸的通孔328。如前所述，它可以 在同一蝕刻步驟期間形成。在一個替代性實施例中，可以增設鄰接聚合物層124的附加層。這些層可以是聚 醯亞胺粘合劑層、聚合物層和導電層的任意組合。例如在至少一個實施例中，可以直接鄰接 聚合物層124增設導電層以形成雙面電路。可以蝕刻部分或所有的這些附加層。它們的蝕 刻可以在蝕刻結構背面上相同類型的層的同時進行。例如，如果兩個外層是類似的聚合物 層，則可以在同一蝕刻步驟期間對它們進行蝕刻。通過從剛性結構的兩面進行蝕刻可以形 成其中剛性部分與柔性部分的頂面和底面均鄰接的部分剛性的柔性電路。在形成部分剛性的柔性電路時，剛性結構的不同區域可以有不同蝕刻的深度。例 如，如果初始的結構為8層的結構，成品的部分區域上可能有六層被蝕刻掉，而其它區域上 蝕刻掉五層、四層或更少的層。上述製備剛性撓曲電路的工藝可以採用若干單獨步驟的間歇工藝實施，或者以自 動滾筒式的方式進行，使用設計成在整個工序中從供料輥到卷繞輥傳送捲筒材料的設備。 自動化處理使用具有用於施加、暴露和衝洗光致抗蝕劑塗層以及蝕刻和鍍覆金屬部件和蝕 刻聚合物及粘合劑膜的多個處理工位的捲筒處理設備。蝕刻工位可以包括多個具有噴射嘴 的噴杆，所述噴射嘴將蝕刻劑噴射到移動的捲筒上，以蝕刻捲筒上不被交聯的光致抗蝕劑 保護的那些部分。如果採用卷對卷工藝並且粘合劑聚醯亞胺需後處理烘焙固化，本發明者 發現，可以將含有剛性撓曲電路的整個卷繞的卷置於烘焙箱中。作為另外的選擇，可以通過 烘箱輸送卷材，但每段卷材需要長的烘箱和/或很長的停留時間。本發明的至少一個實施 例中合適的粘合劑固化條件為185°C下一小時。^M通過以下實例例舉本發明，但在這些實例中列舉的具體材料及其量以及其它條件 和細節不應該被理解成對本發明的不當限制。
實例 1如下製備剛性多層結構在可按商品名KAPTON E得自杜邦公司的1密耳厚的聚醯 亞胺層上濺射沉積3微米厚的銅層。通過在兩個12微米的銅層之間層合25微米的聚醯亞 胺層(按商品名APICAL NP得自Kaneka)製成獨立的3層結構。使用35微米的聚醯亞胺 粘合劑層(可按商品名ESPANEX SPB-035A得自日本東京的新日鐵化學株式會社)，把銅/ KAPTON E結構的若干部分粘附於所述三層結構的每個外銅層上，其中KAPTON E—面朝向銅 層。採用標準光刻法使銅/KAPTON E結構的3微米銅層圖案化以形成金屬掩模。在約 93 °C下用含40重量％ Κ0Η, 20重量％乙醇胺、7重量％乙二醇和33重量％水的蝕刻水溶液 對具有金屬掩模的剛性多層結構噴霧 總共約9分鐘。在第一蝕刻步驟中，蝕刻劑在約4分鐘 內蝕穿1密耳的KAPTON E層。然後使該結構經受熱水衝洗以去除溶解的聚合物材料。在 第二蝕刻步驟中，蝕刻劑在約5分鐘內蝕穿35微米的聚醯亞胺粘合劑層。然後再次使所述 結構經受熱水衝洗以去除溶解的粘合劑。實例2除了 KAPTON E膜上不濺射沉積銅層和在蝕刻步驟期間用光致抗蝕劑掩模代替金 屬掩模外，按與實例1相同的方式進行第二實例的製備。採用標準光刻法使光致抗蝕劑掩 模圖案化。在單個蝕刻步驟中，蝕刻劑在約12分鐘內蝕穿1密耳的KAPTON E層和35微米 的聚醯亞胺粘合劑層。然後使該結構經受熱水衝洗以去除溶解的聚合物和粘合劑材料。在不偏離本發明的範圍和實質的前提下，對本發明的各種修改和變動是本領域的 技術人員可顯而易見的，並且應該理解，本發明不應不當地受限於本文所述的示例性實施 例。
權利要求
一種製備部分剛性的柔性電路的方法，該方法包括提供剛性多層結構，所述剛性多層結構具有第一聚合物層、在所述第一聚合物層上的第一導電層、在所述第一導電層上的第一聚醯亞胺粘合劑層和在所述第一聚醯亞胺粘合劑層上的第二聚合物層；以及通過化學蝕刻移除所述第二聚合物層和所述第一聚醯亞胺粘合劑層的一部分，從而形成柔性部分。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一聚醯亞胺粘合劑層包含具有如下重複單 元的聚醯胺-醯亞胺formula see original document page 2其中R代表二價基團，R'代表三價基團，且n是至少為5的整數。
3.根據權利要求2所述的方法，其中R是formula see original document page 2且A是-NH-C0-，R1至R3獨立地為烷基、烷氧基或滷素，前提條件是存在至少一個烷氧 基基團；1、m和n是0至4的整數；x是0或1 ；且y是表示重複單元數目的整數。
4.根據權利要求2所述的方法，其中R是formula see original document page 2其中R1至R8獨立地為低級烷基基團、低級烷氧基基團或滷素；且nl至n8是0至4的 [。
5.根據權利要求3所述的方法，其中R'是formula see original document page 2
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二聚合物層和所述聚醯亞胺粘合劑層能夠 被相同的蝕刻液所蝕刻。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述剛性多層結構進一步包括在兩個另外的層之 間的蝕刻終止層。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二聚合物層和所述聚醯亞胺粘合劑層的化 學蝕刻是使用包含約30至約50重量％氫氧化鉀、約10至約30重量％單乙醇胺和約5至 約10%乙二醇的含水鹼性蝕刻劑進行的。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述柔性電路由卷對卷工藝製成。
10.根據權利要求9所述的方法，其中將含有所述柔性電路的卷繞的卷置於烘焙箱中 以固化所述聚醯亞胺粘合劑。
11.一種製品，其包含部分剛性的柔性電路，其具有第一聚合物層、在所述第一聚合物層上的圖案化導電電 路層、在所述圖案化導電層上的能化學蝕刻的聚醯亞胺粘合劑層和在所述能化學蝕刻的聚 醯亞胺粘合劑層上的能化學蝕刻的第二聚合物層；其中所述能化學蝕刻的聚醯亞胺粘合劑層包含具有如下重複單元的聚醯胺_醯亞胺其中R代表二價基團，R'代表三價基團，且n是至少為5的整數；且 其中所述第一聚合物層和所述聚醯亞胺粘合劑層的對準部分已被移除，從而形成柔性 部分。
12.根據權利要求11所述的製品，其中R是且A是-NH-C0-，R1至R3獨立地為烷基、烷氧基或滷素，前提條件是存在至少一個烷氧 基基團；1、m和n是0至4的整數；x是0或1 ；且y是表示重複單元數目的整數。
13.根據權利要求11所述的製品，其中R是(R1)nl(R2)n2(R3)n3(R4)n4(R5)n5或(R6)n6(R7)n7(R8)n8其中Rl至R8獨立地為低級烷基基團、低級烷氧基基團或滷素；且nl至n8是O至4的 整數。
14.根據權利要求11所述的製品，其中R'是image see original document page 4
15.根據權利要求11所述的製品，其中所述第二聚合物層包含選自液晶聚合物、聚碳 酸酯和熱固性聚醯亞胺的聚合物類型。
全文摘要
本發明涉及具有剛性部分和柔性部分兩者的部分剛性的柔性電路及其製備方法。
文檔編號H05K3/00GK101803484SQ200880107042
公開日2010年8月11日 申請日期2008年8月29日 優先權日2007年9月13日
發明者內森·P·庫特爾, 楊瑞, 詹姆士·S·麥克哈蒂耶 申請人:3M創新有限公司