电路基板及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN03148734.3

申请日:

2003.06.24

公开号:

CN1568129A

公开日:

2005.01.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H05K1/11; H05K3/40; H01L23/50

主分类号:

H05K1/11; H05K3/40; H01L23/50

申请人:

日月光半导体制造股份有限公司; 日月宏科技股份有限公司

发明人:

欧英德; 洪志斌; 陈嘉尚; 林光华; 赵兴华

地址:

台湾省高雄市

优先权:

专利代理机构:

中原信达知识产权代理有限责任公司

代理人:

陈肖梅;文琦

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内容摘要

本发明涉及一种电路基板,包括有一板材、数个金属层、及一绝缘体,板材具有数层电迹线层,且其中形成有至少一孔洞,该等金属层形成于孔洞的侧壁上,且这些金属层分别与对应的电迹线层电性连接,而绝缘体形成于孔洞中,用以使这些金属层彼此之间电性独立,另外,本发明亦提供一种电路基板制造方法。

权利要求书

1.一种电路基板,其特征在于,包含:
一板材,具有数层电迹线层,且该板材中至少形成有一孔洞;
数个金属层,形成于该孔洞的侧壁上,且该等金属层分别与对应
的电迹线层电性连接;以及
至少一绝缘体,形成于该孔洞中,用以使该等金属层彼此电性独
立。
2.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,更包含:
数个孔垫,环绕该孔洞的周缘,且对应该等金属层设置。
3.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该孔洞为一贯
穿孔。
4.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该孔洞为一埋
孔。
5.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该孔洞为一盲
孔。
6.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该金属层的材
料为铜。
7.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该第一绝缘体
的材料为环氧树脂。
8.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该板材由数层
绝缘层及该等电迹线层彼此交替叠合所形成。
9.如权利要求1所述的电路基板,其特征在于,该等孔垫由铜
所构成。
10.一种电路基板的制造方法,其特征在于,包含步骤:
(a)提供一板材;
(b)形成至少一孔洞于该板材中;
(c)形成一金属层于该孔洞的周壁;
(d)形成至少一分割道于该孔洞中,以分割该金属层;以及
(e)填塞一绝缘体于该孔洞及该分割道中。
11.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
在步骤(c)中更形成一孔垫于该板材上,且该孔垫位于该孔洞的周缘。
12.如权利要求11所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
在步骤(d)中该分割道亦分割该孔垫。
13.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该孔洞为一贯穿孔。
14.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该孔洞为一埋孔。
15.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该孔洞为一盲孔。
16.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该金属层由铜所构成。
17.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该绝缘体的材料为环氧树脂。
18.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该板材由数层绝缘层及数层电迹线层彼此交替叠合所构成。
19.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该金属层先以一无电极电镀法于该孔洞的周壁形成一薄膜,再对该薄
膜进行一电镀法所形成。
20.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该金属层先于该孔洞的周壁形成一导电高分子膜,再进行一电镀法所
形成。
21.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该分割道以一机械钻孔法形成。
22.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该分割道以一激光烧融法所形成。
23.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该分割道以一光化学反应法所形成。
24.如权利要求10所述的电路基板的制造方法,其特征在于,
该分割道以一电浆蚀刻法所形成。

说明书

电路基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电路基板及其制造方法,特别是一种应用于集成
电路的电路基板及其制造方法。

背景技术

电路基板是现今电子产业常用的基材,除了应用于一般的印刷电
路板(printing circuit board,PCB)外,还可以作为集成电路构装的基板
(substrate)。近年来,为适应集成电路集积化,以及构装技术多脚化、
薄型化的需求,故发展出电迹线间距小,且层数多的高密度电路基板。

如图1所示,电路基板10主要包括一板材100,而板材100由
一核心板材101、及多层绝缘层110、电迹线层130彼此交替叠合构
成,而各电迹线层130通过导孔140(via),如贯穿孔(through hole)、
埋孔(buried via),或盲孔(blind via)来连接各电迹线层130的信号。以
贯穿孔为例,其先以机械钻孔或激光钻孔的方式于叠合后的绝缘层110
及电迹线层130贯穿出一小孔,并以无电极电镀(electro-less plating)
的方式于小孔周壁形成一薄铜,再以电镀(electro plating)方式增厚铜
层,最后再于小孔中的空隙中填满绝缘材,如树脂(epoxy)。导孔140
周围设有孔垫160(via land),其用以电性连接电迹线层130与导孔140,
一般而言,若导孔140的直径为300μm,则孔垫160的直径为500
μm。另外,为省去孔垫160所占的面积,亦即无孔垫(landless)的设
计,但其制程技术与成本较高。

然而,如图2所示,由于孔垫160会占据电迹线层130的许多区
域,使得电迹线层130的布局空间减少,造成电迹线130a必须设计
得更细,且两者的间距亦需更为细微。因此,不但增加制程的困难度,
亦严重影响电性的品质,如增加信号干扰的问题。另外,请再参考图
2,由于孔垫160占据电迹线层130的许多空间,因此增加电迹线130a
转折的部分,亦即增加信号传输的路径的长度。

为解决上述问题,可以直接缩小导孔240的孔径来改善。如图3
所示,利用电浆、Nd:YAG激光,或激态激光(excimer laser)等技术来
形成小孔径的导孔240,当导孔240孔径缩小时,便可增加电迹线层
230的布局空间,并使电迹线230a转折的部分减少。然而,在电镀导
孔240孔壁金属的制程上,由于孔径过小,制程的困难度会大幅提升。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的为提供一种电路基板及其制造方
法,其可在不缩减电迹线的线径及间距的情况下,增加电路基板的布
线密度。

本发明的另一目的为提供一种电路基板及其制造方法,其减少电
路基板信号的传输距离。

为达上述目的,根据本发明所提供的电路基板,其包括有一板材、
数个金属层、及一绝缘体。板材具有数层电迹线层,且板材中形成有
至少一孔洞,该等金属层形成于孔洞的侧壁上,且这些金属层分别与
其对应的电迹线层电性连接。绝缘体形成于孔洞中,用以使这些金属
层彼此之间电性独立。

另外,本发明亦提供一种电路基板的制造方法,其包括有下列步
骤:首先,先提供一具有数层电迹线层的板材,且此板材中形成至少
一孔洞。然后,形成一金属层于此孔洞的周壁,再形成至少一分割道
于孔洞中,以分割金属层。最后,填塞一绝缘体于分割道及孔洞中。

由于本发明的电路基板是利用绝缘体将形成于孔洞壁面的金属层
分隔成数个电性独立的金属层,故每一金属层均可作为连接各电迹线
层的导孔,亦即是将数个导孔的功能集中于一孔洞中。如此,便可大
幅缩减导孔所占的面积,以使电路基板的布线密度提高,另外,也可
使电迹线转折的部分减少,以缩短信号传输的路径。

另外,本发明亦提供上述电路基板的制造方法,其是先于孔洞壁
面形成一金属层后,再形成分割道来将壁面的金属层分割成数个金属
层,故可于一个孔洞中,形成多个导孔。如此,除可避免直接制作小
孔径孔洞所产生电镀困难的问题,更可以快速地形成多个导孔。

附图说明

图1为电路基板的剖面示意图;

图2为现有电路基板的俯视图;

图3为现有另一型态电路基板的俯视图;

图4A为本发明电路基板的俯视图;

图4B为本发明电路基板的剖面示意图;

图5A至5H为本发明电路基板的制造方法的剖面示意图;

图5I至5J为本发明电路基板的制造方法的俯视图。

图中符号说明

10     电路基板

100    板材

101    核心板材

110    绝缘层

130    电迹线层

130a   电迹线

140    导孔

160    孔垫

230    电迹线层

230a   电迹线

240    导孔

400    电路基板

401    核心板材

410    绝缘层

420    铜箔层

421    光阻层

430    电迹线层

430a   电迹线

430b   电迹线

440    孔洞

450    金属层

450a   金属层

450b   金属层

451    光阻层

460    孔垫

460a   孔垫

460b   孔垫

470    分割道

480    绝缘体

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施方式。

图4A、4B为根据本发明的电路基板所提供的第一较佳实施例的
示意图。于本实施例中,电路基板400包括有一板材、至少一孔洞440、
金属层450a、450b、一绝缘体480。板材由一核心板材401、及数层
绝缘层410、数层电迹线层430交替叠合形成。绝缘层410的材料可
为双顺丁烯二酸醯亚胺(Bismaleimide-Triazine,BT),或FR-4环氧树
脂。电迹线层430可以通过于绝缘层410表面形成一铜箔层(copper foil
layer),然后在此铜箔层上形成一图案化的光阻层,并以此光阻层为罩
幕,蚀刻除去局部的铜箔,再经过去除光阻层之后,便可以得到所需
的电迹线层430。

孔洞440是以机械或化学方式形成于板材中,且此孔洞440的型
态可以是贯穿孔、埋孔、或盲孔。金属层450a、450b可以利用无电
电镀法或直接电镀(direct plating)的方式形成于孔洞440的侧壁上,且
环绕于孔洞440的壁面。孔垫460a、460b环绕于孔洞440外缘,其
材料为导电性良好的金属材料,一般与电迹线的金属材料相同,如铜。
绝缘体480塞满于孔洞440中,且将孔洞440区分成两部分。其中,
金属层450a、450b及孔垫460a、460b通过绝缘体480的电性绝缘性
质,而彼此电性独立。绝缘体480可由绝缘材料所形成,例如环氧树
脂。另外,金属层430a、430b分别通过孔垫460a、460b,与电迹线
层430中的电迹线430a及电迹线430b电性连接。

请参考图5A至5G的示意图以说明根据本发明所提供的电路基
板的制造方法。如图5A(剖面示意图)所示,首先提供一核心板材401,
其上下表面设有铜箔层420。核心板材401可使用材质较硬、且具有
高玻璃转换温度(Glass Transition Temperature,Tg)的预浸胶片
(Prepreg)。如图5B所示,于铜箔层420上形成一光阻层421,经过曝
光(exposure)、显影(development)等过程,完成图案转移,然后再以蚀
刻方式去除部份铜箔层420,以得到电迹线层430(图5C)。

如图5D所示,涂布一绝缘材料于电迹线层430上以形成一绝缘
层410。重复图5A、图5B及图5C的步骤以制得由多层绝缘层410
及电迹线层430交替叠合的板材。接着,如图5E所示,利用机械钻
孔法(mechanical drilling)、激光烧融法(laser ablation)、光化学反应法
(photochemical reaction)、或电浆蚀刻法(plasma etching)形成孔洞440。

如图5F所示,形成一金属层450于孔洞440中,及绝缘层410
的表面。由于孔洞440的内壁及绝缘层410的表面主要是非导体性的
复合材料,故须先使具催化特性的”钯”附着于孔壁表面上,再以无电
电镀法于孔洞440的壁面及绝缘层410的表面形成一薄铜层,此薄铜
层的厚度约0.5μm。然后,再以一般电镀法加厚薄铜层,以形成金属
层450,其厚度约20μm。另外,亦可利用直接电镀法(direct plating)
来形成金属层450。直接电镀法是先于孔洞440的壁面及绝缘层410
的表面涂敷一导电高分子膜(conductive polymer)或可导电的碳粉层,
再以电镀法形成金属层450。

如图5G所示,进行微影定义制程,其是于绝缘层410表面上的
金属层450上形成一光阻层451,然后以曝光显影技术进行图案化,
并以图案化后的光阻层451为罩幕,蚀刻除去局部的铜箔,最后再去
除光阻层451后,便可制得电迹线层430及孔垫460(如图5H)。孔垫
460形成于孔洞440的外缘,一般而言,当孔洞440的直径为300μm
时,则孔垫460的直径约为500μm。

接着,如图5I所示(孔洞俯视图),利用激光烧融法形成分割道
470,其中激光烧融法种类可为二氧化碳激光(CO2 Laser)、掺钕的红宝
石激光(Nd:YAG Laser)、及激态激光(Excimer Laser)。另外,亦可以机
械钻孔法、激光烧融法、光化学反应法、或电浆蚀刻法,来形成分割
道470。分割道470将孔洞440分成两部分,其中除孔洞440壁面的
金属层450被分成两部分外(金属层450a、450b),孔垫460亦被分成
两部分(孔垫460a、460b)。

如图5J所示,填充一绝缘体480,如环氧树脂,于孔洞440中,
以使孔洞440中全部填满绝缘体480。绝缘体480用以隔离孔洞440
壁面的金属层450a、450b,并使两者互相为电性独立,而使金属层
450a、450b分别与电迹线430a、430b电性连接。

综上所述,本发明具有下列优点:

1.本发明的电路基板,是利用绝缘体将形成于孔洞壁面的金属
层分隔成数个电性独立的金属层,故每一金属层均可为作为连接各电
迹线层的导孔,亦即是将数个导孔的功能集中于一孔洞中。如此,便
可大幅缩减导孔所占的面积,以使电路基板的布线密度相对地提高,
另外,也可使电迹线转折的部分减少,以缩短信号传输的路径。

2.本发明电路基板的制造方法,是先于孔洞壁面形成一金属层
后,再以形成分割道来将壁面的金属层分割成数个金属层,故可于一
个孔洞中,形成多个导孔。如此,除可避免直接制作小孔径孔洞所产
生电镀困难的问题,更可以快速地形成多个导孔。

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,任何熟习此技术者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些
许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求书的范围所界
定者为准。

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本发明涉及一种电路基板,包括有一板材、数个金属层、及一绝缘体,板材具有数层电迹线层,且其中形成有至少一孔洞,该等金属层形成于孔洞的侧壁上,且这些金属层分别与对应的电迹线层电性连接,而绝缘体形成于孔洞中,用以使这些金属层彼此之间电性独立,另外,本发明亦提供一种电路基板制造方法。 。

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