多层电路板及其制造方法与流程

文档序号:14685329发布日期:2018-06-12 23:25
多层电路板及其制造方法与流程

本发明涉及一种电路板,且尤其涉及一种使用3D打印技术的多层电路板及其制造方法。



背景技术:

电路板是电子装置中不可或缺的关键组件,主要负责内部电子组件之间的信号传递、链接等。在电子装置不断追求轻薄短小的趋势下,电路板上的导线的线宽也不断跟着缩小,因此业者莫不戮力于研究如何突破制程、材料等限制因素,以获得低成本、同时具备高可信赖度、高性能的高密度电路板。

为实现高密度的电路设计与高密度的电路层间互连,而需要减少一般电路板中导通孔所占用的线路使用空间。一般常用于高密度链接板(High Density Interconnection;HDI)的层间互连技术的制作方法为自由叠孔结构,其利用激光钻孔与金属填孔的制程来完成电路层间的电气连接。此种方法存在制程复杂,高污染后处理和成品良率较低等缺点。而嵌入凸块互连技术(Buried Bump Interconnection Technology,B2it)则为先制作一块双面板或多层板,将导电材料通过多次网版印刷在铜箔上以形成圆锥凸块,再利用组合层压制程,将绝缘片放在导电凸块上后,以热压方式将绝缘层板压合在铜箔上并使导电凸块贯穿绝缘片,使预制导电凸块可进行电路层间电气连接。

然而,在B2it制程中由于制作凸块的导电膏为具有高黏性和低触变指数(Thixotropic index,TI)的材料特性,所以在对导电材料仅进行一次印刷是无法达到设计高度,必需要重复次印刷导电材料并使其固化的过程,才能形成具有设计高度的导电凸块。而凸块穿刺绝缘层板到叠合增层制程中,导电凸块容易出现歪斜现象,会造成印刷电路板(PCB)的导通连接不良,降低了生产良率。



技术实现要素:

本发明提供一种多层电路板,使用非金属材料(陶瓷材料)预制凸块,可获得更好的材料特性,避免凸块在压合穿刺制程中出现歪斜现象。

本发明提供一种多层电路的制造方法,利用3D打印技术,以陶瓷类材料来印制凸块,并搭配3D功能性打印在基板及凸块上打印导电线路,以制作高密度多层电路板。

本发明的多层电路板,包括:第一基板、多个绝缘凸块、第一导体层、第二基板以及第二导体层。多个绝缘凸块设置于第一基板上,其中绝缘凸块的材料为陶瓷类材料。第一导体层设置于第一基板上,且第一导体层的一部分位于多个绝缘凸块的顶部。第二基板设置于第一基板上,且具有多个开口分别暴露多个绝缘凸块的顶部的第一导体层。第二导体层设置于第二基板上,且第二导体层电性连接多个绝缘凸块的顶部的第一导体层。

在本发明的一实施例中,上述的多层电路板,还包括接合胶层。接合胶层设置于第一基板与第二基板之间。

在本发明的一实施例中,上述的第一导体层包括多个第一导线。多个第一导线包括第一延伸部以及第一连接部。第一延伸部设置于第一基板上。第一连接部位于所述绝缘凸块的顶部。

在本发明的一实施例中,上述的第二导体层包括多个第二导线。多个第二导线包括第二延伸部以及第二连接部。第二延伸部设置于第二基板上。第二连接部位于所述绝缘凸块的顶部。

在本发明的一实施例中,上述的第一基板及所述第二基板为绝缘材质所制成。

本发明的一种多层电路板,包括多个绝缘凸块、第一导体层、第二导体层。多个绝缘凸块设置于第一基板与第二基板之间,多个绝缘凸块的顶部作为电路连接点,其中绝缘凸块的材料为陶瓷类材料。第一导体层设置于第一基板上,且连接至电路连接点。第二导体层设置于第二基板上,且连接至电路连接点。

本发明的多层电路板的制造方法包括下列步骤。在第一基板上形成突起状的多个绝缘凸块,其中多个绝缘凸块包括利用3D打印法形成,且绝缘凸块的材料为陶瓷类材料。在第一基板上形成第一导体层,且第一导体层的一部分位于多个绝缘凸块的顶部。在第二基板上形成接合胶层。压合第一基板与第二基板,绝缘凸块穿过接合胶层及第二基板,并露出顶部。在第二基板上形成第二导体层,且第二导体层电性连接多个绝缘凸块的顶部的第一导体层。第一导体层及第二导体层包括利用3D打印法形成。

在本发明的一实施例中,上述的多层电路板的制造方法在利用3D打印法形成多个绝缘凸块后,还包括进行烧结制程。

在本发明的一实施例中,在第二基板上形成接合胶层之后,压合第一基板与第二基板之前,还包括在接合胶层上形成多个开口。

在本发明的一实施例中,上述的压合第一基板与第二基板包括进行热压合制程。

基于上述,本发明利用3D打印技术,以陶瓷类材料来印制凸块,并搭配3D功能性打印在板材及凸块上打印导电线路,以制作高密度多层电路板。除了能简化制程、有效利用材料外,并因使用非金属材料预制凸块,可获得更好的材料特性,避免凸块在压合穿刺制程中出现歪斜现象。而打印导电线路除可有效减少材料耗用外,更能提供绿色制程方式,降低对于环境的污染。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1G是依照本发明的实施例的一种多层电路板的制造方法的示意图。

图2A及图2B是依照本发明的实施例的一种多层电路板的剖面示意图及线路立体结构图。

附图标号说明:

100、106:基板;

102:绝缘凸块;

104、112:导体层;

104a、112a:延伸部;

104b、112b:连接部;

108、116:接合胶层;

110:开口;

114:保护板;

118:接点开口;

120:电路连接点。

具体实施方式

请参阅图1A图至第1G,其为依据本发明较佳实施例所示出的多层电路板的制造方法示意图。

请参照图1A,首先提供基板100。此基板100包括绝缘基板,其材质例如是树脂。然后,在基板100上形成多个绝缘凸块102。绝缘凸块的硬度例如大于银的硬度,也即绝缘凸块的硬度例如大于莫氏硬度2.7。绝缘凸块102的材料包括陶瓷类材料,例如氧化锆、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、碳化硅或其组合。绝缘凸块102例如利用3D打印法形成,通过3D打印技术将陶瓷类材料粉末喷印成凸块状。此外,利用3D打印技术形成多个绝缘凸块102后,也可以进行烧结制程,将陶瓷类粉末烧结成陶瓷体。在一实施例中,多个绝缘凸块102包括利用模板印刷方式形成。而且,利用3D打印技术可一次完成绝缘凸块的制作,相较于现有的使用模板印刷技术者,可节省多次重复制程来完成绝缘凸块的成本。

请参照图1B,在基板100上形成导体层104。导体层104的一部分位于多个绝缘凸块102的顶部。导体层104包括利用3D打印法形成。利用3D打印技术,在基板100以及多个绝缘凸块102打印导线电路图案(导体层104)。导体层104的材质例如是金、银、铜、铝或其它金属。导体层104包括多个导线,多个导线例如分为延伸部104a以及连接部104b。延伸部104a设置于基板100上,而连接部104b位于绝缘凸块102的顶部。

请参照图1C,准备另一个基板106,并于基板106上形成接合胶层108。此基板106包括绝缘基板,其材质例如是树脂。接合胶层108例如是热压合接合胶层。接合胶层108例如以贴合的方式形成于基板106上。在一实施例中,将接合胶层108贴合于基板106上之前或之后,选择性地还包括在接合胶层108形成多个开口110。在一实施例中,在接合胶层108形成多个开口110的步骤中,也可选择性地同步于基板106上形成开口。多个开口110的形成方法包括激光光刻法。多个开口110分别对应基板100上的多个绝缘凸块102形成。在接合胶层108形成多个开口,可避免后续压合基板100与基板106时,接合胶层108的残胶溢出。

请参照图1D,压合基板100与基板106,而使多个绝缘凸块102通过接合胶层108刺穿基板106,而露出形成有导体层104的多个绝缘凸块102的顶部。压合基板100与基板106的方法例如是热压法。利用热压方式将基板106(绝缘层板)与接合胶层108覆盖于完成线路的基板100上,并使打印有导线电路图案(导体层104)的绝缘凸块102穿透上层的基板106。也即,绝缘凸块102穿过接合胶层108及以及基板106,并露出所述顶部。

请参照图1E,在基板106上形成导体层112,且导体层112电性连接多个绝缘凸块102的顶部的导体层104。导体层112包括利用3D打印法形成。利用3D打印技术,在基板106以及基板106所暴露导体层104上形成导体层112。导体层112的材质例如是金、银、铜、铝或其它金属。导体层112包括多个导线,多个导线例如分为延伸部112a以及连接部112b。延伸部112a设置于基板106上,而连接部112b位于绝缘凸块102的顶部。

请参照图1F,准备保护板114,并在保护板114上形成接合胶层116。此保护板114包括绝缘基板,其材质例如是树脂。接合胶层116例如是热压合接合胶层。接合胶层116例如以贴合的方式形成于保护板114。将接合胶层116贴合于保护板114上之后,还包括于保护板114形成多个接点开口118。多个接点开口118的形成方法包括激光穿孔法。

请参照图1G,将保护板114压合于基板106上,其中接点开口118暴露出基板106上的部分导体层112。将保护板114压合于基板106上的方法例如是热压法。

在上述实施例是以形成两层电路板为例作说明,当然也可以在基板上重复进行形成绝缘凸块、打印导电图案、压合绝缘层板等步骤,之后再将保护板压合于基板上,而形成两层以上的电路板。

图2A及图2B是依照本发明的实施例的一种多层电路板的剖面示意图及线路立体结构图。在图2A及图2B中,构件与图1A至图1G相同者,给予相同的标号,并省略其详细说明。

图2A及图2B是依照本发明的实施例的一种多层电路板的剖面示意图及线路立体结构图。

如图2A及图2B所示,本发明的多层电路板包括多个绝缘凸块102、导体层104以及导体层112。导体层104以及导体层112以绝缘凸块102的顶部作为电路连接点120。

举例来说,多个绝缘凸块102设置于基板100与基板106之间,多个绝缘凸块102的顶部作为电路连接点120。导体层104设置于基板100上,且连接至电路连接点120。导体层112设置于基板106上,且连接至电路连接点120。

多个绝缘凸块102设置于基板100上。绝缘凸块102的硬度例如大于银的硬度,也即绝缘凸块102的硬度例如大于莫氏硬度2.7,其中绝缘凸块102的材料包括陶瓷类材料,例如是氧化锆、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、碳化硅或其组合。由于以陶瓷类材料取代导电金属制作凸块,可利用材料本身特性,避免凸块在压合穿刺制程中出现歪斜现象,确保多层电路板良率与完成质量。

导体层104设置于基板100上,且导体层104的一部分位于多个绝缘凸块102的顶部。基板106设置于基板100上,具有多个开口110分别暴露多个绝缘凸块102的顶部的导体层104。

导体层112设置于基板106上,导体层112电性连接多个绝缘凸块102的顶部的导体层104。

在一实施例中,在基板100与基板106之间还包括接合胶层108。接合胶层108例如为热压合接合胶层。

在一实施例中,在基板106上更设置有保护板114。保护板114与基板106之间还包括接合胶层116。接合胶层116例如为热压合接合胶层。

在本发明的多层电路板及其制造方法中,利用3D打印技术喷印陶瓷类材料来制作绝缘凸块,并搭配3D打印技术来打印导电线路(导电层),使绝缘凸块上的线路形成电路层间的导通连接,取代一般使用的导通孔技术,或是B2it技术中的金属凸块。

而且,以利用3D打印技术可一次完成绝缘凸块的制作,使用网板印刷技术则需要多次重复制程来完成绝缘凸块的制作。以陶瓷类材料取代导电金属制作凸块,可利用材料本身特性,避免凸块在压合穿刺制程中出现歪斜现象,确保多层电路板良率与完成质量。

使用3D打印技术取代传统蚀刻制程,来完成电路板制作,除了可有效降低多层基板生产复杂度与所需耗材,并可有效降低基板制造时程与成本。

本发明的多层电路板及其制造方法,在绝缘基板上打印出导电线路,因此可视使用需求而简易地变更电路布局,在使用上极具弹性。

此外,在本发明的多层电路板及其制造方法,因无须用到蚀刻、电镀制程,更能提供一绿色制程方式,降低对于污水、废弃物的处理排放成本。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

再多了解一些
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