专利名称：柔性电路板的制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种晶粒软膜接合制造工艺的柔性电路板的制造方法，且特别是有关于一种晶粒软膜接合制造工艺的柔性电路板上的铜结构的制造方法。
背景技术：
驱动IC封装技术的发展，是由自动卷带式晶粒接合制造工艺(TapeAutomatic Bonding Process，TAB Process)演进到晶粒软膜接合制造工艺(ChipOn Flex or Chip On Film Process，COF Process)，而演进的动力来自于显示器解析度的不断提高及显示器适用的可携装置日益轻薄短小。
晶粒软膜接合制造工艺(COF Process)是一种将晶粒覆晶接合(Flip ChipBonding)在柔性电路板(Flexible or Film Printed Circuit board，FPC)基材上的技术。也就是可将驱动晶片(IC)及其电子零件直接安放于薄膜(Film)上，省去传统的印刷电路板，达到更轻薄短小的目的。一般应用于显示面板的驱动晶片封装用途之上。
柔性电路板的基材一般系为聚醯胺(Polyimide，PI)材质，在基材上具有一合金层，而在合金层上具有一铜金属层，其中合金层一般系为镍铬合金材质。利用一光刻制造工艺形成图案化的光阻层于铜金属层的表面，接续的湿式蚀刻制造工艺移除暴露出来的铜金属层及合金层而形成柔性电路板上的金属导线。湿式蚀刻制造工艺可使用氯化铜蚀刻液或氨化铁蚀刻液…等蚀刻液。
图1系绘示习知制造工艺所形成的铜金属导线的剖面示意图。在PI基板100上的铜金属层在光阻层106覆盖后进行湿式蚀刻而形成铜金属导线104。由于系利用湿式蚀刻制造工艺，侧向蚀刻的机制会在光阻层106下方形成底切而使铜导线结构104成为一上窄下宽的结构。一般而言，铜导线结构104的厚度约介于6微米至12微米的间，对于铜金属导线104线宽的要求顶宽最好不得小于底宽的50％。太窄的顶宽将不利于后续内引脚(Inner Lead)金凸块(Aubump)封装或外引脚(Outer Lead)异方性导电膜(Anisotropic ConductiveFilm，ACF)封装。降低铜金属导线厚度是增加铜金属导线顶宽的手段，但是铜金属导线太薄会使铜金属导线在柔性电路板弯曲时发生断裂。
习知针对此一问题，也提出一个解决的方式。图2A至图2C系绘示习知解决铜金属导线顶宽过窄的制造方法流程示意图。如图2A所示，在PI基板200上依序具有合金层202及铜金属层204。一图案化光阻层206形成于铜金属层204之上，图案化光阻层206具有开口207。以一电镀制造工艺在开口207内形成铜金属层208后，如图2B所示，剥除图案化光阻层206而得到铜金属层208凸起于铜金属层204的表面之上。
如图2C所示，以一湿式蚀刻制造工艺蚀刻铜金属层208、铜金属层204及合金层202至PI基板200暴露出来为止而形成铜金属导线210。在图2B所示开口211位置的铜金属层204会被完全移除而位于铜金属层208下方的铜金属层204则能被部分保留。因为湿式蚀刻为均向蚀刻制造工艺，所以侧向蚀刻在铜金属导线210的侧壁形成些微内凹系无法避免，但铜金属导线210的顶宽却可得以保持。
这样的铜金属线的制作流程看似有效却仍存在严重的问题。如图2A所示，在铜金属层204的下方具有一合金层202，合金层202的材质一般系为镍铬合金(Ni-Cr alloy)。在利用湿式蚀刻形成铜金属导线210时，因为镍铬合金较铜金属不易被蚀刻，所以在蚀刻合金层202时，若是蚀刻时间不足，位于铜金属导线210间的合金层未能被完全移除，将会使铜金属导线210间发生微短路(micro-short)；若是为了确认铜金属导线210间的合金层能被完全移除而增加蚀刻的时间，常会发生过蚀刻(Over-etching)的情形而使铜金属导线210底部的镍铬合金202发生底切(under-cut)的问题，造成基椿不稳固。换句话说，此解决方法虽然可以改善顶宽缩小的问题，但却可能产生底切的现象，显然，这样的制造工艺并无法有效的解决问题。
发明内容由于柔性电路板上导线结构的良劣对后续晶粒软膜接合制造工艺有着关键性的影响，导线结构的顶宽太窄不容易牢固贴覆于基板之上；导线结构的厚度太薄会使铜金属材质的导线在柔性电路板弯曲时发生断裂。
据此，本发明即在提供一种柔性电路板的制造方法，能有效的制作出所设计的导线结构具有设计上所需要的厚度及顶部宽度，且避免了导线结构间有可能产生微短路现象的疑虑。
根据本发明的目的，本发明提供一种柔性电路板的制造方法，至少包含提供一柔性基板，柔性基板由聚醯胺基板、合金层及第一金属层依序堆叠而成。进行一第一光刻蚀刻制造工艺，图案化第一金属层及合金层以形成多个第一金属导线结构于聚醯胺基板之上。形成一第二金属层覆盖于聚醯胺基板及第一金属导线结构之上。最后，进行一第二光刻蚀刻制造工艺移除位于聚醯胺基板表面上的第二金属层。其中，第一金属层和第二金属层的材质可以为铜金属。
根据本发明的目的，本发明提供一种柔性电路板，此一柔性电路板包含一柔性基板及一导线结构位于该柔性基板之上。导线结构包括一第一金属导线结构及一第二金属导线结构。第一金属导线结构设于该柔性基板上，而第二金属导线结构设于该第一金属导线结构上。其中，该导线结构具有内缩的侧壁。第一金属导线结构可以包含铜或是镍铬合金而第二金属导线结构包含铜。本发明所提供的柔性电路板可用以承载一晶片。
本发明所揭露的柔性电路板的制造方法系利用第一道光刻蚀刻制造工艺定义出所需要导线结构的宽度；利用一铜电镀制造工艺形成一铜金属层来决定导线结构的厚度；最后利用第二道光刻蚀刻制造工艺来形成导线结构所需要的顶宽。
运用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法，先提供一柔性基板，柔性基板上依序具有合金层及第一铜金属层，其中合金层的材质可以为镍铬合金。形成第一图案化光阻层于第一铜金属层之上，利用第一湿式蚀刻移除暴露出来的第一铜金属层及位于其下方的合金层而在光阻层下方形成相互间绝缘的导线结构。
接着，形成第二铜金属层覆盖在柔性基板之上，形成第二铜金属层的方法包括电镀或化学电镀制造工艺将铜金属沉积于覆盖在柔性基板表面的铜晶种层之上，形成铜晶种层的方法为物理气相沉积制造工艺，例如溅镀法。在形成第二铜金属层的后，形成第二图案化光阻层于第二铜金属层之上，第二图案化光阻层的光阻图案和第一图案化光阻层相同。利用第二湿式蚀刻移除暴露出来的第二铜金属层而在光阻层下方形成相互间绝缘的导线结构。最后，剥除第二图案化光阻层。
形成图案化光阻层的作法可以为旋涂一光阻于第二铜金属层之上或是先贴覆一干式光阻层于第二铜金属层之上，再以光刻制造工艺在光阻层上形成图案。
依照本发明一较佳实施例，在第一道光刻蚀刻制造工艺定义出所需要导线结构的宽度时，可有效的移除位于两导线结构间的合金层。由于可利用后续形成的第二铜金属层补偿被移除的第一铜金属层，所以无须担心因过蚀刻而造成导线结构顶宽不足的问题。接着，利用一铜电镀制造工艺形成一铜金属层来决定导线结构的厚度，并补偿因蚀刻所造成第一铜金属层的顶宽；最后利用第二道光刻蚀刻制造工艺来形成导线结构所需要的顶宽。
运用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法，能有效解决习知柔性电路板上导线结构顶宽不足的问题，且能维持足够的导线结构的厚度。另外，运用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法除了可以满足对导线结构设计上的需求外，也避免了导线结构间因合金层蚀刻不完全产生微短路现象的疑虑。
为让本发明之上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下图1系绘示习知制造工艺所形成的铜金属导线的剖面示意图；图2A至图2C系绘示习知解决铜金属导线顶宽过窄的制造方法流程示意图；以及
图3A至图3E系绘示本发明实施例的柔性电路板制造流程的剖面示意图。
具体实施方式为了让本发明所提供的晶粒软膜接合制造工艺的柔性电路板的制造方法更加清楚起见，在本发明实施例中详细说明如何在柔性电路板上形成具有适当顶宽的铜金属导线结构。
图3A至图3E系绘示本发明实施例的柔性电路板制造流程的剖面示意图。请参照图3A，在一PI基板300上依序具有合金层302及铜金属层304。其中，合金层302的材质可以为镍铬合金而铜金属层304及合金层302间上具有一铜晶种层(未绘示于图上)。一图案化光阻层306形成于铜金属层304之上，图案化光阻层306具有开口307。以图案化光阻层306为罩幕，对开口307暴露出来的铜金属层304及位于其下方的合金层302进行湿式蚀刻。湿式蚀刻制造工艺可使用氯化铜蚀刻液或氨化铁蚀刻液…等蚀刻液。形成图案化光阻层306的方法包括旋涂一光阻于铜金属层304之上或是先贴覆一干式光阻片于铜金属层304之上，再以光刻制造工艺形成所需要的图案化光阻层306。在以湿式蚀刻移除图3A所示的开口307暴露出来的铜金属层304及位于其下方的合金层302的后，可以得到如图3B所示的由铜金属层304a及合金层302a所组成的导线结构305。
如图3C所示，在导线结构305之上形成铜金属层308。在形成铜金属层308的前，可先以物理气相沉积，例如溅镀法毯覆一铜晶种层(未绘示于图上)于PI基板300和导线结构305的表面。至于形成铜金属层308的方法可以为电解电镀(Electroplating)或化学(无电)电镀(Chemical or ElectrolessPlating)等方法。
再如图3C所示，一图案化光阻层309形成于铜金属层308之上。图案化光阻层309具有开口311，开口311暴露出位于两相邻导线结构305间的区域。接着，进行一湿式蚀刻制造工艺。湿式蚀刻制造工艺可使用氯化铜蚀刻液或氨化铁蚀刻液…等蚀刻液。形成图案化光阻层309的方法同前段所述的形成图案化光阻层306的方法。
如图3D所示，在以湿式蚀刻制造工艺移除未为光阻层所覆盖的部分铜金属层308至部分PI基板300的表面暴露出来的后，则能形成为光阻层309所覆盖的铜导线310。铜导线310系由如图3C所示的铜金属层304a及铜金属层308经蚀刻所构成，因为湿式蚀刻系为一均向蚀刻且铜金属层308上为光阻层所覆盖，因此，铜导线310的结构系为一上下宽而中间窄的结构。基本上，铜导线310具有弧状内缩的侧壁。
如图3E所示，经剥除光阻层的后，铜导线310即位于其下的合金层302a组成导线结构312。。因为湿式蚀刻为均向蚀刻制造工艺，所以侧向蚀刻在导线结构312的侧壁形成内凹系无法避免，但因为图3D光阻层的作用，导线结构312的顶宽却可得以保持。整体上看来，导线结构312具有弧状内缩的侧壁且具有适当的顶宽和足够的厚度。
运用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法，在形成导线结构305的时候，可以运用过蚀刻的方式有效移除暴露出来的合金层302，这样可以避免因合金层302的残留导致导线结构间短路的问题，至于导线结构305是否具有适当的顶宽及足够的厚度，在这一湿式制造工艺中并不需要特别考量。
接着，在图3C中以电镀制造工艺形成的铜金属层308时，铜金属层308可以补偿导线结构305在过蚀刻制造工艺中所损失的等宽及厚度。在以湿式蚀刻制造工艺蚀刻图3C所示的结构而形成图3E的导线结构312的制造工艺中，由于需被蚀刻制造工艺移除的部分均为铜金属，因此，无须使用过蚀刻以移除较难蚀刻的合金层202。因此，习知过蚀刻导致导线结构顶宽不足的问题与底切问题因而获致解决。
由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法系利用第一道光刻蚀刻制造工艺定义出所需要导线结构的宽度；利用一铜电镀制造工艺形成一铜金属层来决定导线结构的厚度；最后利用第二道光刻蚀刻制造工艺来形成导线结构所需要的顶宽。运用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法，能有效的制作出所设计的导线结构具有设计上所需要的厚度及顶部宽度。另外，运用本发明所揭露的柔性电路板的制造方法除了可以满足对导线结构设计上的需求外，也避免了导线结构间有可能因合金层蚀刻不完全产生微短路现象的疑虑。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种柔性电路板的制造方法，该方法至少包含提供一柔性基板，该柔性基板系具有一第一金属层的基板；进行一第一蚀刻制造工艺，图案化该第一金属层以形成多个第一导线结构于该基板之上；形成一第二金属层覆盖于该基板及该些第一导线结构之上；以及进行一第二蚀刻制造工艺移除该基板上的该第二金属层。
2.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，该第一金属层包含镍铬合金。
3.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，该第一蚀刻制造工艺包括形成一光阻层于该第一金属层之上；图案化该光阻层并暴露出部分该第一金属层；以一湿式蚀刻制造工艺，蚀刻暴露出的该第一金属层至该基板暴露出来为止；以及剥除该图案化光阻层。
4.根据权利要求3所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，该第一金属层包含铜。
5.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，形成该第二金属层的前更包括毯覆一铜晶种层于该基板及该些第一导线结构之上。
6.根据权利要求5所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，毯覆该铜晶种层的方法包括一溅镀法。
7.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，形成该第二金属层的方法包括一电镀法。
8.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，形成该第二金属层的方法包括一化学电镀法。
9.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，该第二蚀刻制造工艺包括形成一光阻层于该第二金属层之上；图案化该光阻层，该图案化光阻层遮蔽位于该导线结构上方的该第二金属层；以一湿式蚀刻制造工艺，蚀刻暴露出的该第二金属层至该基板暴露出来为止；以及剥除该图案化光阻层。
10.根据权利要求1所述的柔性电路板的制造方法，其特征在于，该第二金属层包含铜。
11.一种柔性电路板，包含一柔性基板；以及一导线结构位于该柔性基板之上，包括一第一金属导线结构设于该柔性基板上；及一第二金属导线结构设于该第一金属导线结构上；其中，该导线结构具有内缩的侧壁。
12.根据权利要求11所述的柔性电路板，其特征在于，该第一金属导线结构包含铜。
13.根据权利要求11所述的柔性电路板，其特征在于，该第二金属导线结构包含铜。
14.根据权利要求11所述的柔性电路板，其特征在于，该第一金属导线结构包含镍铬合金。
15.根据权利要求11所述的柔性电路板，其特征在于，该柔性电路板用以承载一晶片。
全文摘要
一种柔性电路板的制造方法，至少包含提供一柔性基板，柔性基板由聚醯胺基板、合金层及第一铜金属层依序堆叠而成。进行一第一光刻蚀刻制造工艺，图案化第一铜金属层及合金层以形成多个第一导线结构于聚醯胺基板之上。形成一第二铜金属层覆盖于聚醯胺基板及第一导线结构之上。最后，进行一第二光刻蚀刻制造工艺移除位于聚醯胺基板表面上的第二铜金属层。
文档编号H05K1/09GK1942056SQ200510108770
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月28日 优先权日2005年9月28日
发明者伍家辉, 郑百盛, 王宏倚 申请人:奇景光电股份有限公司