專利名稱：軟性電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種軟性電路板及其制造方法，特別是指一種具有補(bǔ)償導(dǎo)線的原始特征阻抗值進(jìn)而使得補(bǔ)償后的特征阻抗值在一標(biāo)準(zhǔn)特征阻抗值的容許范圍內(nèi)的軟性電路板及其制造方法。
軟性電路板(FPC)由于具有輕薄、不占空間、且易折彎的特性而通用于一般消費(fèi)性電子產(chǎn)品，如隨身聽、行動(dòng)電話，或電腦相關(guān)周邊設(shè)備中，如打印機(jī)或磁碟機(jī)等。相關(guān)的軟性電路板如圖7所示，在一可撓性的絕緣軟板1上形成一黏附層2，而在黏附層2上則依光阻技術(shù)蝕刻形成圖案式的導(dǎo)電片3。這種軟性電路板在低頻時(shí)使用情形良好，但在高頻時(shí)就不太理想。因?yàn)檐浶噪娐钒逶诟哳l使用時(shí)，其上的導(dǎo)線層應(yīng)看作是傳輸線而不是單純的導(dǎo)線，因此其特征阻抗(Characteristic Impedance)應(yīng)列為重要考量因素。一般傳輸線的特征阻抗是取決于訊號(hào)線的寬度、厚度、絕緣介值的介電系數(shù)(εr)與零電位或電源平面的距離。
關(guān)于決定傳輸線的特征阻抗，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法都是先假設(shè)一理想的地平面，再由導(dǎo)線與地平面及自身的幾何關(guān)系變化去計(jì)算想要的特征阻抗。只要控制好導(dǎo)線的幾何結(jié)構(gòu)的變異性，就能控制特征阻抗的變化。因此，如圖8所示，對(duì)于高頻段的軟性電路板均在導(dǎo)線的相對(duì)面涂布一層接地銅箔4作為接地層以符合傳輸線的使用要求。這種結(jié)構(gòu)雖然可改善高頻傳輸?shù)拇蟛糠謫栴}，然而其每一單位小段內(nèi)的特征阻抗值卻不完全會(huì)在一標(biāo)準(zhǔn)特征阻抗值的容許范圍內(nèi)。因此必須修正某些特殊段的導(dǎo)電片寬度、厚度或者修正導(dǎo)線與接地層的距離才能達(dá)到允許范圍內(nèi)的特征阻抗值。然而這種制程卻極其繁雜，甚至需經(jīng)過多次重工才可使整段軟性電路板的每一單位區(qū)域內(nèi)的特征阻抗值均落于一標(biāo)準(zhǔn)值的容許范圍內(nèi)。此乃因傳統(tǒng)的制造方法由于制程的變因使得產(chǎn)品在整個(gè)平面的分布上，無法得到與設(shè)計(jì)值相符的傳輸線線寬、線厚及與地平面或電源平面的距離以保持一致的幾何結(jié)構(gòu)來達(dá)到一致的特征阻抗，而使得傳輸線的特征阻抗會(huì)隨傳輸線上不同位置而變動(dòng)，除了無法保持一致的特征阻抗外，甚至無法控制在設(shè)計(jì)的誤差范圍內(nèi)，而只能大致控制其平均值。傳統(tǒng)的方法是從設(shè)計(jì)端不斷的修改傳輸線尺寸反復(fù)調(diào)整以修正設(shè)計(jì)尺寸與實(shí)際制造尺寸，使得最后傳輸線特征阻抗曲線(橫座標(biāo)為傳輸線位置，縱座標(biāo)為特征阻抗值)的結(jié)果能夠落在客戶指定的范圍內(nèi)。結(jié)果使得產(chǎn)品開發(fā)的過程中，反復(fù)送樣量測(cè)檢討、修改、試產(chǎn)、再送樣量測(cè)，如此一來耗費(fèi)許多的開發(fā)時(shí)間與資源。假若這批制程出來的品質(zhì)不合格就整批報(bào)廢，浪費(fèi)材料及成本。因此需要有一可改善制程的方式使得產(chǎn)品開發(fā)修正時(shí)能縮短時(shí)效、增進(jìn)產(chǎn)能、節(jié)省成本。
本發(fā)明的主要目的是在于提供一種特征阻抗分布準(zhǔn)確，在傳輸上具有優(yōu)良的電氣特性的軟性電路板。
本發(fā)明的另一目的是在于提供一種用于制造具有準(zhǔn)確特征阻抗值分布的軟性電路板的制造方法。
本實(shí)用新型的目的可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種軟性電路板及其制造方法。其中軟性電路板包含一具有第一表面及相對(duì)的第二表面的軟性絕緣片體，該第一表面上涂布有構(gòu)成導(dǎo)線部以便傳輸電信號(hào)的若干圖案式導(dǎo)線，其中導(dǎo)線部上的每一點(diǎn)具有一原始特征阻抗值，而部分的原始特征阻抗值在一標(biāo)準(zhǔn)值的容許誤差范圍之外；該第二表面上涂布有一圖案式的金屬接地部，其中金屬接地部被區(qū)分成多個(gè)區(qū)塊，且每一區(qū)塊上包含金屬部分及露空部分，而且每一區(qū)塊上的金屬部分面積對(duì)露空部分面積有其個(gè)別的比值，以便以此種多區(qū)塊方式分別補(bǔ)償與其垂直對(duì)應(yīng)的第一表面上對(duì)應(yīng)區(qū)塊的導(dǎo)線部的特征阻抗值，使得軟性電路板上的每一區(qū)塊的最終平均特征阻抗值均落于標(biāo)準(zhǔn)值的容許誤差范圍之內(nèi)。另，該金屬接地部可由互相平行且間隔交錯(cuò)的金屬薄片構(gòu)成，該金屬薄片的延伸方向與導(dǎo)線部上的薄片狀導(dǎo)體的延伸方向大致上垂直。而軟性電路板的制造方法主要是在第二表面上形成圖案式的接地金屬層以便補(bǔ)償金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值。
本發(fā)明的軟性電路板制造方法包含(a)在一軟性非導(dǎo)體板的第一表面鍍上第一金屬層；(b)在第一表面上得出至少一條金屬導(dǎo)線，至少一條金屬導(dǎo)線于其延伸方向的每一預(yù)先被定義的區(qū)段上均具有其原始特征阻抗值；(c)在第二表面上，相對(duì)于金屬導(dǎo)線的分布區(qū)域定義成一補(bǔ)償區(qū)域，且于補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)相對(duì)于至少一條金屬導(dǎo)線每一預(yù)先被定義的區(qū)段上對(duì)應(yīng)的定義一單位補(bǔ)償區(qū)；及(d)在補(bǔ)償區(qū)內(nèi)利用網(wǎng)板印刷術(shù)涂布一金屬圖案，金屬圖案是由連續(xù)式的金屬部分及分散式的露空部分所構(gòu)成，其中每一單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)的金屬部分所占的面積對(duì)單位補(bǔ)償區(qū)的總面積的比值是依與其對(duì)應(yīng)段的金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值與一標(biāo)準(zhǔn)特征阻抗值的差異值而定。
通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型不僅可提供一種改善制程的方式使得產(chǎn)品開發(fā)修正時(shí)能縮短時(shí)效、增進(jìn)產(chǎn)能、節(jié)省成本。軟性電路板的制造方法主要是在第二表面上形成圖案式的接地金屬層以便補(bǔ)償金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值。


圖1是本發(fā)明的軟性電路板的立體圖。
圖2是本發(fā)明的軟性電路板的仰視圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的軟性電路板的仰視圖。
圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例的軟性電路板的仰視圖。
圖5是不同結(jié)構(gòu)的軟性電路板，其對(duì)應(yīng)的特征阻抗在時(shí)間軸上的分布圖。
圖6是本發(fā)明的軟性電路板另一實(shí)施例的仰視圖。
圖7是現(xiàn)有軟性電路板的剖面簡示圖。
圖8是另一種現(xiàn)有軟性電路板的剖面簡示圖。
請(qǐng)參閱圖1是本發(fā)明軟性電路板的立體圖，該軟性電路板包括一具有第一表面5A及第二表面5B的可撓性絕緣軟板5，多條貼附于絕緣軟板5的第一表面5A上的導(dǎo)線6，若干貼附于絕緣軟板5的第二表面5B上的長條形金屬接地片7，且這些金屬接地片7的延伸方向大致上垂直于些導(dǎo)線6的延伸方向。在制造軟性電路板時(shí)，首先在一可撓性絕緣軟板5的第一表面5A及相對(duì)的第二表面5B上分別鍍上金屬層、例如銅箔層或銀膠層。在第一表面5A上利用蝕刻法得出若干條金屬導(dǎo)線6。在第二表面5B上，相對(duì)于金屬導(dǎo)線的區(qū)域定義成一補(bǔ)償區(qū)域，而且在補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)利用網(wǎng)板印刷術(shù)蝕刻出多個(gè)彼此平行的由相間的露空區(qū)8予以區(qū)隔的金屬條帶7，其中這些金屬條帶7至少有一端彼此相連接，如圖2及圖6所示，在該實(shí)施例中每一金屬條帶7的延伸方向均垂直金屬導(dǎo)線6的延伸方向。事實(shí)上，每一金屬條帶7的延伸方向只要不平行金屬導(dǎo)線6的延伸方向即可。而這些相對(duì)方向上的改變只要在設(shè)定網(wǎng)板的圖樣時(shí)作相對(duì)變更即可。
如圖5所示，有四條特征阻抗曲線I1，I2，I3，I4被同時(shí)顯示于同一座標(biāo)軸以便作互相比較。其中橫座標(biāo)為奈秒，其等效于距離，而縱座標(biāo)為歐姆，即特征阻抗值。曲線I1代表在導(dǎo)線的相對(duì)面上完全不加接地層時(shí)的特征阻抗值分布曲線，其相對(duì)的結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。曲線I2代表一標(biāo)準(zhǔn)(理想)的特征阻抗值分布曲線，在此實(shí)施例中大致為一50歐姆的水平線。曲線I3代表經(jīng)過本發(fā)明的補(bǔ)償法試算后，在導(dǎo)線的相對(duì)面上涂布部分接地層后所得的實(shí)際特征阻抗值分布曲線。曲線I4代表在導(dǎo)線的相對(duì)面上完全涂布接地層時(shí)的特征阻抗值分布曲線，其相對(duì)的結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。由曲線I1，I2及I4可知對(duì)于金屬導(dǎo)線的延伸方向上任一測(cè)試點(diǎn)而言，其特征阻抗值必定是以完全未涂布接地層的為最大，而完全涂布接地層的為最小，標(biāo)準(zhǔn)值居于兩者之間。
依本發(fā)明所提供的方法首先須在金屬導(dǎo)線的相對(duì)第二表面5B上定義一補(bǔ)償區(qū)。分別試算出在補(bǔ)償區(qū)完全不加接地層時(shí)的特征阻抗值分布曲線I1及完全涂布接地層時(shí)的特征阻抗值分布曲線I4。標(biāo)示出客戶所需求的標(biāo)準(zhǔn)(理想)的特征阻抗值水平線I2。將補(bǔ)償區(qū)適當(dāng)區(qū)分成多個(gè)面積相等的單位補(bǔ)償區(qū)。在每一單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)依適當(dāng)比例涂布接地金屬部分，使得接地金屬部分的面積對(duì)單位補(bǔ)償區(qū)的面積比為D=(Zhi-Zstd)/(Zhi-Zlo)，其中Zhi表示于單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)完全未涂布接地金屬層所測(cè)得的特征阻抗值、Zstd表示標(biāo)準(zhǔn)的特征阻抗值、Zlo表示在單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)完全涂布接地金屬層所測(cè)得的特征阻抗值。此一公式是由ZloD+Zhi(1-D)=Zstd衍生而來。
再參閱圖1及圖2，每一寬度W所對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域即為一單位補(bǔ)償區(qū)，而每一單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)的金屬涂布面積對(duì)單位補(bǔ)償區(qū)總面積之比即為D。由于每一單位補(bǔ)償區(qū)的D值均已先試算出來，故其網(wǎng)板即可依此制作出來，進(jìn)而使每一單位補(bǔ)償區(qū)的最終阻抗值均在標(biāo)準(zhǔn)值Zstd的容許范圍內(nèi)，如圖5的特征阻抗曲線I3所示。
如圖3、圖4所示，在其它實(shí)施例中發(fā)現(xiàn)部分金屬接地層的圖案也可制成連續(xù)的金屬部分11加上分散的圓形露空區(qū)12，或者制成連續(xù)的金屬部分13加上分散的格狀露空區(qū)14。由實(shí)測(cè)結(jié)果得知以圓形露空區(qū)12作為圖案的金屬接地區(qū)其最終阻抗的精確度也非常高，不亞于圖2及圖6所示的實(shí)測(cè)結(jié)果。本發(fā)明的每一單位補(bǔ)償區(qū)所選定的面積愈小愈好，因?yàn)檫@樣愈容易使最終的特征阻抗曲線愈趨近標(biāo)準(zhǔn)的特征阻抗曲線。
權(quán)利要求
1．一種軟性電路板包含一軟性絕緣片體，具有第一表面及相對(duì)的第二表面，其中第一表面上涂布有構(gòu)成導(dǎo)線部以便傳輸電氣信號(hào)的若干圖案式的薄片狀導(dǎo)體，而第二表面上涂布有一圖案式的金屬接地部，其特征在于該導(dǎo)線部上的每一點(diǎn)均具有一原始特征阻抗值，且至少部分的原始特征阻抗值在一標(biāo)準(zhǔn)值的容許誤差范圍之外，而該金屬接地部被區(qū)分成多個(gè)區(qū)塊，且至少一區(qū)塊上包含金屬部分及露空部分，而且至少一區(qū)塊上的金屬部分面積對(duì)區(qū)塊的全部面積有其個(gè)別的比值，以便以此種多區(qū)塊方式分別補(bǔ)償與其垂直對(duì)應(yīng)的第一表上對(duì)應(yīng)區(qū)塊的導(dǎo)線部的原始特征阻抗值，使得軟性電路板上的每一區(qū)塊的最終平均特征阻抗值均落于標(biāo)準(zhǔn)值的容許誤差范圍之內(nèi)。
2．如權(quán)利要求1所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的金屬部分成平行條狀分布。
3．如權(quán)利要求2所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部上的平行金屬條至少有一端共同連接到一額外金屬條上。
4．如權(quán)利要求3所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部上的平行金屬條與額外金屬條成正交連接。
5．如權(quán)利要求2所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部上的平行金屬條兩端分別連接到兩額外金屬條上。
6．如權(quán)利要求5所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部上的平行金屬條與兩額外金屬條成正交連接。
7．如權(quán)利要求2所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的每一區(qū)塊中的金屬部分面積及露空部分面積的個(gè)別比值是依與其相對(duì)面上的導(dǎo)線區(qū)塊的平均特征阻抗值與標(biāo)準(zhǔn)值的誤差值，經(jīng)補(bǔ)償試算后而定。
8．如權(quán)利要求5所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的每一露空部分是呈四方形。
9．如權(quán)利要求2所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的平行金屬條的延伸方向大致上與其相對(duì)面上的諸導(dǎo)線的延伸方向互相垂直。
10．如權(quán)利要求1所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的諸平行金屬條是由銅片層經(jīng)過蝕刻技術(shù)制造而成。
11．如權(quán)利要求2所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的諸平行金屬條的延伸方向大致上與第一表面上的諸導(dǎo)線的延伸方向呈非平行關(guān)系。
12．如權(quán)利要求1所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的金屬部分具有格狀分布。
13．如權(quán)利要求1所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的露空部分是由多個(gè)分散的圓孔構(gòu)成。
14．如權(quán)利要求1所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的金屬部分是由銀膏透過網(wǎng)板印刷涂布而成。
15．一種軟性電路板包含一具有第一表面及相對(duì)的第二表面的軟性絕緣片體，該第一表面上涂布有構(gòu)成導(dǎo)線部以便傳輸電氣信號(hào)的若干圖案式的導(dǎo)線，而該第二面上涂布有圖案式的金屬接地部，其特征在于金屬接地部由互相平行且間隔交錯(cuò)的金屬薄片構(gòu)成，而該金屬薄片的延伸方向與導(dǎo)線部上的薄片狀導(dǎo)體的延伸方向大致上垂直。
16．如權(quán)利要求15所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的平行金屬薄片至少有一端連接到一額外的金屬薄片上。
17．如權(quán)利要求15所述的軟性電路板，其特征在于該金屬接地部的每一金屬薄片與相鄰的間隔區(qū)的面積比值是依第一表面上的相對(duì)位置的一段導(dǎo)線的原始特征阻抗值而定，以便對(duì)段導(dǎo)線的原始特征阻抗作補(bǔ)償，使得經(jīng)過補(bǔ)償后的段導(dǎo)線的最終特征阻抗值在一標(biāo)準(zhǔn)特征阻抗值的容許范圍內(nèi)。
18．一種軟性電路板的制造方法，其特征在于該種軟性電路板的制造方法包括(a)在一軟性非導(dǎo)體板的第一表面及相對(duì)的第二表面上分別形成金屬層；(b)在第一表面上至少形成一條金屬導(dǎo)線；(c)在第二表面上，相對(duì)于金屬導(dǎo)線的區(qū)域定義成一補(bǔ)償區(qū)域，且于補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)彼此平行的非導(dǎo)體條狀區(qū)及區(qū)隔其間的金屬條帶，使得每一非導(dǎo)體條狀區(qū)的延伸方向均垂直至少一條金屬導(dǎo)線的延伸方向。
19．如權(quán)利要求18所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)的每一非導(dǎo)體條狀區(qū)及與其相鄰的金屬條帶的面積比值是依與其相對(duì)的金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值而定。
20．一種軟性電路板的制造方法，其特征在于該種軟性電路板的制造方法包括(a)在一軟性非導(dǎo)體板的第一表面形成第一金屬層；(b)在第一表面上得出至少一條金屬導(dǎo)線，至少一條金屬導(dǎo)線于其延伸方向的每一區(qū)段上均具有其原始特征阻抗值；(c)在第二表面上，相對(duì)于金屬導(dǎo)線的區(qū)域定義成一補(bǔ)償區(qū)域，且于補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)利用網(wǎng)板印刷術(shù)涂上一圖案式的第二金屬層用來補(bǔ)償與其相對(duì)的金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值，圖案式的第二金屬層至少包含多條彼此平行且成不定間隔的金屬條帶，且每一金屬條帶及與其相鄰的非導(dǎo)體間隔區(qū)構(gòu)成一單位補(bǔ)償區(qū)，每一單位補(bǔ)償區(qū)的面積均相等且用來補(bǔ)償與其對(duì)應(yīng)區(qū)段的金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值。
21．如權(quán)利要求20所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該第一表面的條金屬導(dǎo)線至少一條是為銅箔線。
22．如權(quán)利要求20所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該第二表面的圖案式第二金屬層是利用銀膠予以涂布。
23．如權(quán)利要求20所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該第二表面的些金屬條帶至少有一端通過一額外的金屬條帶予以電氣連接。
24．如權(quán)利要求20所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該第二表面的些金屬條帶的兩端通過兩條額外的金屬條帶予以電氣連接。
25．如權(quán)利要求20所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該金屬導(dǎo)線至少有一條的延伸方向不平行于每一金屬條帶的延伸方向。
26．如權(quán)利要求25所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該金屬導(dǎo)線至少有一條的延伸方向垂直于每一金屬條帶的延伸方向。
27．一種軟性電路板的制造方法，其包括(a)在一軟性非導(dǎo)體板的第一表面上得出至少一條金屬導(dǎo)線，至少一條金屬導(dǎo)線于其延伸方向的每一預(yù)先被定義的區(qū)段上均具有其原始特征阻抗值；(b)在第二表面上，相對(duì)于金屬導(dǎo)線的分布區(qū)域定義成一補(bǔ)償區(qū)域，且于補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)相對(duì)于至少一條金屬導(dǎo)線每一預(yù)先被定義的區(qū)段上對(duì)應(yīng)的定義一單位補(bǔ)償區(qū)；(c)于補(bǔ)償區(qū)內(nèi)形成一金屬圖案，金屬圖案是由連續(xù)式的金屬部分及分散式的露空部分所構(gòu)成，其特征在于每一單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)的金屬部分所占的面積對(duì)單位補(bǔ)償區(qū)的總面積的比值是依與其對(duì)應(yīng)段的金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值與一標(biāo)準(zhǔn)特征阻抗值的差異值而定。
28．如權(quán)利要求27所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于于每一單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)接地金屬部分的面積對(duì)單位補(bǔ)償區(qū)的面積比為D=(Zhi-Zstd)/(Zhi-Zlo)，其中，Zhi表示于單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)完全未涂布接地金屬層時(shí)所測(cè)得的特征阻抗值、Zstd表示標(biāo)準(zhǔn)的特征阻抗值、Zlo表示于單位補(bǔ)償區(qū)內(nèi)完全涂布接地金屬層時(shí)所測(cè)得的特征阻抗值。
29．如權(quán)利要求28所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該分散式的露空部分至少有一部分的形狀為圓形。
30．如權(quán)利要求28所述的軟性電路板的制造方法，其特征在于該分散式的露空部分至少有一部分的形狀為方形。
全文摘要
一種軟性電路板及其制造方法,其中軟性電路板包含一具有第一表面及相對(duì)第二表面的軟性絕緣片體,該第一表面上涂布有構(gòu)成導(dǎo)線部以便傳輸電信號(hào)的若干圖案式導(dǎo)線,該第二表面上涂布有一圖案式的金屬接地部,其中金屬接地部由互相平行且間隔交錯(cuò)的金屬薄片構(gòu)成,而這些金屬薄片的延伸方向與這些導(dǎo)線的延伸方向大致上垂直。軟性電路板的制造方法主要是在第二表面上形成圖案式的接地金屬層以便補(bǔ)償金屬導(dǎo)線的原始特征阻抗值。
文檔編號(hào)H05K1/00GK1298275SQ99117250
公開日2001年6月6日 申請(qǐng)日期1999年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月24日
發(fā)明者戴新國 申請(qǐng)人:富金精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司