电路板及其生产方法

专利名称：电路板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板及这种电路板的生产方法，更确切地说，涉及一 种电路板以及生产这种电路板的方法，其中基底元件和线缆层具有不同的热 膨胀系数。
背景技术：
一些其上将要安装半导体元件的测试衬底(用于测试电路)以及半导体 晶圆包括由碳纤维增强型塑料构成的芯衬底。与传统的环氧玻璃芯衬底相比， 由碳纤维增强型塑料构成的芯衬底的热膨胀系数小，且具有这种芯衬底的电 路板的热膨胀系数可对应于要装在电路板上的半导体元件的热膨胀系数。因 此可有效避免半导体元件与电路板之间产生的热应力。
电路板是通过在芯衬底的两侧表面上都层积线缆层而形成的，并且在芯
衬底上形成镀通孔(PTH)区以使得芯衬底的两侧表面上的线缆层相互电连 接。镀通孔部分是通过在衬底上开出通 L，并在通孔的内表面形成镀层(导 电部)而形成的。
在基底元件具有例如由碳纤维增强型塑料构成的导电芯部分的情况下， 如果镀通孔部分是仅通过开出通孔且镀上述通孔的内表面来形成的，则镀通 孔部分和芯部分就电短路了。因此，镀通孔部分是通过以下步骤形成于具有
导电芯部分的芯衬底中的在基底元件中形成导孔，导孔的直径大于要形成 的镀通孔部分的直径；用绝缘树脂填充导孔；以及在填充后的导孔中形成镀 通孔部分。通过该方法，镀通孔部分和芯部分就不会电短路了 (见日本专利 申请公开2004/064467号、日本专利申请公开2006-222216号)。
但是，如果导孔是钻出来的，就会在导孔的内表面上形成毛刺，而镀通 孔部分和芯部分就将电短路。为解决这个问题，将导孔的内表面用绝缘层涂 覆，以使得镀通孔部分和芯部分不会电短路(见日本专利申请公开 2006-222216号)。但是，很难完美地涂覆导孔的内表面。芯衬底是通过在芯部分的两侧表面上都层积线缆层而形成的。如果芯部 分由具有小的热膨胀系数的材料如碳纤维增强型塑料构成，大的热应力就作 用于在芯部分与线缆层之间的边界表面，这是因为线缆层的热膨胀系数远大
于芯部分的热膨胀系数(例如13-30ppm/°C)。由于热应力大，线缆层将与 芯部分分离或者在这两者之间将形成裂纹。为避免此问题，必须增大芯部分 与线缆层之间的结合强度。芯部分与线缆层之间的热应力问题将不但发生于 具有导电芯部分的衬底上而且还发生于普通衬底上。

发明内容
设想本发明为的是解决上述问题。
本发明的一个目的是提供一种高度可靠的电路板，即便两者热膨胀系数 显著不同，该电路板也能将线缆层紧紧结合于基底元件上。
本发明的另一个目的是提供一种生产本发明的电路板的方法。 为了达到目的，本发明具有下列组成部分。
艮P，本发明的电路板包括基底元件；以及线缆层，层积于带有锚定图
案的所述基底元件上，锚定图案是形成于所述基底元件表面上的导电层。
所述锚定图案可为从所述基底元件表面伸出的多个凸起(boss)，因此 可通过其锚定功能将线缆层紧紧结合于基底元件上。
所述电路板可以是具有镀通孔部分的芯衬底，所述镀通孔部分在厚度方 向上穿透所述基底元件和所述线缆层。
在电路板中，所述基底元件可具有导电芯部分；且用以形成所述镀通孔 部分的导孔可形成于所述芯部分中。
在电路板中，可用镀层来涂覆所述导孔的内表面；且可用绝缘材料来填 充所述导孔，因而可防止导电芯部分与镀通孔部分之间短路。进一步地，可 进一步用形成于所述镀层上的绝缘膜来涂覆导孔的内表面，因而可安全地防 止导电芯部分与镀通孔部分之间短路。
接着，本发明的方法包括以下步骤用导电层来涂覆基底元件的表面； 图案化蚀刻所述导电层以形成锚定图案，所述锚定图案是从所述基底元件表 面伸出的多个凸起；以及在所述锚定图案上层积线缆层。
在此方法的层积步骤中，可通过将基底元件上的线缆片与预浸料一起加热和加压，将所述线缆层与所述基底元件整合，因而能够轻易将线缆层整合 层积于基底元件上。
上述方法可进一步包括形成镀通孔部分的步骤，其中通孔形成于所述基 底元件中(线缆层已经层积于所述基底元件上)，然后镀所述通孔的内表面， 由此即可生产具有镀通孔部分的芯衬底。
在上述方法中，可进一步在所述基底元件上层积作为多层电路板的所述 线缆层，所述镀通孔部分已经形成于所述基底元件中。
在上述方法中，所述基底元件可具有导电芯部分；可在所述芯部分中形 成用于形成镀通孔部分的导孔；并且可镀所述基底元件(导孔已经形成于所 述基底元件中)，以用镀层来涂覆所述导孔的内表面，并用导电层来涂覆所 述基底元件的表面，因此可安全地防止导电芯部分与镀通孔部分之间短路。
在上述方法中，可进一步通过电沉积法，用绝缘膜来涂覆所述导孔的内 表面(所述导孔己经被用镀层涂覆)，其中所述镀层用作电功率馈送层，因 此可安全地防止导电芯部分和镀通孔部分之间的短路。
在上述方法中，在用镀层涂覆所述导孔的内表面以后，可用绝缘材料填 充所述导孔；并且可按规定图案将形成于所述基底元件的表面上的导电层图 案化，以形成锚定图案。
在上述方法中，可用绝缘材料来填充所述导孔(导孔的内表面已经用绝 缘膜涂覆)；可研磨填充所述导孔的绝缘材料的端面；可通过研磨和除去形 成于所述基底元件的表面上的所述绝缘膜，将所述导电层暴露于所述基底元 件的表面上；并且可按规定图案将所述导电层图案化，以形成锚定图案。
在上述方法中，当蚀刻所述导电层以形成锚定图案时，可沿着所述导孔 的边缘留下所述导电层作为焊盘(land)。
在本发明的电路板和方法中，锚定图案形成于基底元件的表面上，然后 线缆层层积于锚定图案上，由此线缆层即可通过通过锚定图案的锚定功能紧 紧结合于基底元件上。因此，即便线缆层与基底元件的热膨胀系数显著不同， 也可防止线缆层从基底元件上分离或及形成断裂。


现在将通过示例并结合附图来描述本发明。其中-图1A-图ID是部分截面图，示出在基底元件上形成导孔和清洗气孔的 步骤；
图2A和图2B是部分截面图，示出形成清洗气孔及用树脂填充导孔的步
骤；
图3是俯视图，示出导孔和清洗气孔的布局；
图4A-图4C是部分截面图，示出形成清洗气孔及用树脂填充导孔的另一 工艺；
图5A-图5D是部分截面图，示出蚀刻形成于基底元件的两侧表面上的 导电层以及在基底元件上形成锚定图案的步骤； 图6是俯视图，示出地和锚定图案的布局； 图7A-图7C是部分截面图，示出生产芯衬底的步骤； 图8A和图8B是部分截面图，示出生产芯衬底的进一步步骤； 图9是改进的芯衬底的部分截面图； 图IO是电路板的部分截面图。
具体实施例方式
现在将结合附图详细描述本发明的优选实施例。
形成芯衬底的步骤
在以下说明中，将描述作为本发明实施例的生产具有导电芯部分的芯衬 底的方法。
图1A-图2B示出了以下步骤在基底元件上形成导孔，通过该导孔将对 应地穿通镀通孔部分；形成清洗气孔；以及用绝缘材料填充导孔。
图1A示出了平板状基底元件16，其包括由碳纤维增强型塑料构成的芯 部分10和铜箔14，铜箔14分别用预浸料(prepreg) 12结合于芯部分10两 侧表面上。芯部分10是通过以下步骤形成的层积四层预浸料，每层都是通 过将碳布(carbon cloth)浸渍于聚合物如环氧树脂中而形成的；以及将层积 的预浸料加热和加压以将其整合。注意，构成芯部分10的包含碳纤维的层积 预浸料的数量是可任意选择的。
在本实施例中，芯部分10是由织造碳纤维布构成的，所有的织造碳纤维布均由碳纤维细丝构成。进一步地，可用无纺碳纤维布、碳纤维网等替代织
造碳纤维布。碳纤维的热膨胀系数大约为0ppm/'C，且芯部分10的热膨胀系
数可通过进行以下选择来调整碳纤维在碳纤维增强型塑料中的含量比率； 碳纤维中所包含的树脂材料；与树脂混合的填充物，等。在本实施例中，芯 部分10的热膨胀系数大约为lppm/°C。
具有由碳纤维增强型塑料构成的芯部分10的整个基底元件的热膨胀系 数可通过选择线缆层和绝缘层的热膨胀系数来调整，其中线缆层构成基底元 件，而绝缘层设置于线缆层之间。进一步地，电路板(通过在基底元件的两 侧表面上层积装配层而形成)的热膨胀系数可通过选择基底元件和装配层的 热膨胀系数而适当调整。半导体元件的热膨胀系数大约为3.5ppm/°C。电路 板的热膨胀系数可轻易对应于要安装于电路板上的半导体元件的热膨胀系 数。
在图1B中，在基底元件16中开出导孔18。导孔18为通孔，是以钻头 在基底元件16的厚度方向上开出的。导孔的直径大于将在以下步骤中形成的 镀通孔部分中那些通孔的直径。在本实施例中，导孔18的直径是0.8mm; 镀通孔部分的通孔直径是0.35mm。导孔18位于前述平面位置，对应于要在 基底元件中形成的镀通孔部分。
当钻导孔18时,在导孔18的内表面上例如由于钻头的磨损而形成毛刺， 而导孔18具有粗糙或不平的内表面。还有，芯部分10的钻尘将粘在导孔18 的内表面上。
在芯部分10由碳纤维增强型塑料构成的情况下，碳尘11粘在导孔18 的内表面上。碳尘11具有导电性，所以如果碳尘11侵入填充导孔18的树脂 20内，则树脂20的绝缘性能就变差。还有，镀通孔部分和芯部分10将电短 路。
为了防止镀通孔部分与芯部分10之间的短路，在本实施例中，在基底元 件16中形成导孔18后，就依序执行化学镀铜(electroless copper plating)和 电解镀铜，以在导孔18的内表面涂覆铜镀层19。通过用铜对基底元件16进 行化学镀，在导孔18的整个内表面上和基底元件16的整个侧表面上形成铜 层。然后，采用铜层为电能供给层执行电镀，以使得镀层19可形成于导孔 18的内表面上和基底元件16的两个侧表面上(见图1C)。通过化学镀形成的铜层厚度约0.5nm;通过电镀形成的镀层19的厚度约10-20nm。
通过涂覆导孔18的内表面，就使得涂覆导孔18的内表面光滑了，因此 可轻易地用树脂20填充导孔18而不形成空隙。因此，镀通孔部分20和芯部 分10就不会在对应于空隙的位置短路。还有，粘附于导孔18的内表面上的 碳尘11被镀层19包围住或嵌于镀层19内，因此就没有碳尘11从镀层19 的内表面脱落。通过这种结构，可保证树脂20的绝缘特性。
在以树脂20填充导孔18的步骤中，执行热处理以固化树脂20，所以由 芯部分10的塑料组分产生的分解气体或在芯部分10中吸收的水分被蒸发了 。 在热固化步骤过程中产生的分解气体和水蒸气自芯部分10移动排出，但 是镀层19涂覆芯部分的包括导孔18的内表面在内的整个表面。通过这种结 构，气体和水蒸气不能从中排出，这样它们就扩散到涂覆导孔内表面的镀层 19以及涂覆基底元件16侧表面的铜箔14和镀层19。形成镀层19的目的是 要涂覆导孔18的内表面并使其光滑。如果镀层19膨胀了，就不能达到这一 目的。
当对导孔18中的树脂20执行热固化时，用镀层19和铜箔14来整个涂 覆基底元件16的包括导孔18内表面在内的表面的结构，就会导致上述问题。 进一步地，当通过加热和用预浸料对线缆片(cable sheet)加压而在基底元件 16的两侧表面上形成线缆层时，该结构导致同样问题。
在通过在基底元件16的两侧表面上形成装配层来生产电路板的情况下， 形成装配层的工艺包括加热步骤，所以将会发生由产生于芯部分10或基底元 件16的气体导致的铜箔14和镀层19膨胀的问题。
因此，在本实施例的方法中，在基底元件16的表面中形成排气孔140， 以确保形成排放或清除由芯部分10产生的分解气体和/或由基底元件16产生 的水蒸气的路径。
在图1D中，将干膜抗蚀剂(光致抗蚀剂)施加于基底元件16的两侧表 面上，且随后将光致抗蚀剂光学曝光及显影而将光致抗蚀剂图案化，以形成 抗蚀剂图案70，其中暴露出要形成排气孔140的部分，以在基底元件16的 两侧表面中形成排气孔140。
通过形成排气孔140，涂覆基底元件16的两侧表面的铜箔14和层积在 铜箔14上的镀层19被部分开出孔，使得涂覆在芯部分10上的预浸料12的表面暴露，以将芯部分10与外部连通。
排气孔140的位置和尺寸可任意选择。在本实施例中，排气孔140的位 置邻近导孔18，以防止导孔18的内表面上的镀层19膨胀。
在本实施例中，导孔18的边缘与排气孔10之间的间隔距离D为 300-350pm。当形成排气孔140时，排气孔140的侧表面的蚀刻量取决于镀 层19和铜箔14的厚度、如蚀刻液等等的蚀刻条件。因此，排气孔140的位 置可在排气孔140的侧表面的蚀刻量基础上设计。
当利用抗蚀剂图案70作为掩模来蚀刻基底元件16的表面上的铜箔14 和镀层19时，会由于蚀刻液侵入而导致对侧表面的蚀刻，并且侧表面的蚀刻 量依据蚀刻条件如铜箔14和镀层19的厚度、蚀刻液、蚀刻液的喷射压力而 改变。当设计抗蚀剂图案时，可设定距离D以防止蚀刻液到达导孔18的内 表面。
在图2A中，通过利用抗蚀剂图案70作为掩模蚀刻镀层19和铜箔14， 来形成排气孔140。预浸料12的表面暴露于排气孔140内，而芯部分10通 过排气孔140与基底元件16的外部连通，因此芯部分10连通到外部。
图3是基底元件16的部分俯视图，其中排气孔140形成于基底元件16 的表面中。穿透基底元件16的导孔18是以矩阵形式有规律地设置的。还有， 四个排气孔140十字状围绕每个导孔18的边缘设置。预浸料12的表面暴露 于排气孔140中，作为排气孔140的内底表面。
每个排气孔140与导孔18隔开距离D。如上所述，通过将排气孔140 与导孔18边缘隔开，当蚀刻基底元件16上的铜箔14和镀层19时，即可防 止蚀刻涂覆导孔18内表面的镀层19。基底元件16的表面以镀层19涂覆。 注意，图2A是沿图3中所示的A-A线得到的截面图。
在基底元件16中开出的导孔18的布局不限于矩阵形式，所以它们的设 置可任意选择。多个排气孔140可设置于邻接的导孔18之间、可相对于每个 导孔180放射状设置、并可仅仅规则地设置于基底元件16的表面中。
如上所述，排气孔140位于邻近导孔18的边缘处，以有效清除来自邻近 导孔18部分的气和/或水汽。如果进一步在基底元件16的除了邻近导孔18 的部分以外的表面中形成大量排气孔140,就可轻易从芯部分10清除气和/ 或水汽。进一步地，在基底元件16表面中形成许多凸凹不平(asperity)即排气孔，这样能增强基底元件16与形成于基底元件16表面上的绝缘层之间
的结合强度。
在图2B中，将树脂20作为绝缘材料填充于导孔18内。可通过网板印 刷或使用金属掩模，用树脂20填充导孔18。
在用树脂20填充导孔18后，通过加热步骤来固化树脂20。在本实施例 中，树脂20是热固性还氧树脂，并且树脂20是在约16(TC的温度下被固化 的。因为排气孔140形成于基底元件16的表面中，由芯部分10产生的分解 气和/或水汽可通过排气孔140排放或清除到外部，因此可防止镀层19和铜 箔14膨胀。
在将导孔18中的树脂20热固化后，研磨从导孔18中向外凸出的固化后 的树脂20的末端，以使得固化后的树脂20的端面与镀层19的表面高度相等。
在图4A-图4B中，用镀层19涂覆导孔18的内表面，然后进一步用绝缘 膜21涂覆导孔18的内表面。
在图4A中，用镀层19涂覆示于图2A中的导孔18。
在图4B中，在铜箔14上和已经形成于导孔18的内表面及基底元件16 的表面上的镀层19上，通过电沉积方法形成绝缘膜21。镀层19整个涂覆导 孔18的内表面和基底元件16的两侧表面。因此，可通过电沉积方法，在导 孔18的内表面和基底元件16的整个两侧表面上形成绝缘膜21，其中镀层19 用作电能供给层。例如，可通过恒定电流方法电沉积绝缘膜21，其中将基底 元件浸于环氧树脂的电沉积液中，然后使得直流电流流过镀层19。
形成绝缘膜21为的是全可靠地防止导孔18与电镀通孔部分之间的短路。
在导孔18的内表面和基底元件16的两侧表面上电沉积绝缘膜21后，执 行干燥工艺和加热工艺以将绝缘膜21固化。绝缘膜21的厚度为10-20)im。
在图4C中，用树脂20作为绝缘材料，来填充内表面已经涂覆有绝缘膜 21的导孔18。在热固化导孔18中的树脂20时，由芯部分产生的气体和由基 底元件16产生的水汽通过形成于基底元件16表面中的排气孔140排放至外 部，因此可防止镀层19和绝缘膜21膨胀的问题。
在将导孔18中的树脂20热固化后，研磨从导孔18中向外凸出的固化后 的树脂20的末端。此时，涂覆基底元件16的表面的绝缘膜21也被磨去，固 化后的树脂20的端面与基底元件16的表面高度相等。通过以镀层19涂覆导孔18的内表面，可使得导孔18的粗糙内表面光滑， 因此当以融化的树脂20填充导孔18时，树脂20内不会形成空隙。因此，可 有效防止芯部分与电镀通孔部分之间因形成于树脂20内的空隙而导致的短 路。通过以绝缘膜21涂覆镀层19，可使得导孔18的内表面更加光滑，可提 高树脂20的填充率，并且绝缘膜21将导孔18与电镀通孔部分绝缘从而能够 可靠地防止芯部分10与电镀通孔部分之间短路。
本实施例的芯衬底是通过以下步骤生产的如图2B或图4C所示，用树 脂20填充在基底元件16上开出的导孔18;在基底元件16的两侧表面上层 积线缆层；以及形成穿透导孔18的电镀通孔部分。
具有由碳纤维增强型塑料构成的芯部分10的基底元件16的热膨胀系数 约为lppmTC;在一些情况下，层积于基底元件16上的线缆层的热膨胀系数 约为15-30ppmTC。如果基底元件16和线缆层的热膨胀系数显著不同，线缆 层将从基底元件16上分离开或在基底元件16与线缆层之间的结合表面中将 形成断裂。
形成锚定图案的步骤
在本实施例中，为了解决由基底元件16与线缆层之间产生的热应力所导 致的问题，形成了锚定图案15，锚定图案15起到基底元件16与层积于基底 元件16的两侧表面上的线缆层之间的锚的作用。
图5A-图5D是示出了在基底元件16的两侧表面上形成锚定图案15的 步骤的部分截面图。
在图5A中，用铜对基底元件16进行化学镀，其中基底元件16的导孔 18己经以树脂20填充。
在图5B中，将干膜抗蚀剂(光致抗蚀剂)施加到已经用铜进行了化学 镀的基底元件16的两侧表面上，并且将该干膜抗蚀剂光学曝光和显影以形成 光致抗蚀剂图案74。每个光致抗蚀剂图案74由用于形成围绕导孔18的边缘 的焊盘142的图案区74a、和用于形成锚定图案15的图案区74b组成。
每个用于形成焊盘142的图案区74a具有环形平面形状并覆盖导孔18 的平面区域和以规定宽度覆盖导孔的边缘。如图5B所示，图案区74a的外 边缘部被从导孔18的边缘稍微延伸(延伸长度W)。通过这种结构，可防止在蚀刻基底元件16上的铜箔14和镀层19时，蚀刻液对涂覆导孔18内表 面的镀层19的侵蚀，因此可防止蚀刻涂覆导孔18内表面的镀层19。
当采用光致抗蚀剂图案72作为掩模来蚀刻基底元件16上的铜箔14和镀 层19时，处于光致抗蚀剂图案的开口部分中的铜箔14和镀层19的侧表面被 蚀刻。侧表面的蚀刻量约为要蚀刻的层的厚度的70°/。。因此，考虑到侧表面 的蚀刻量设定光致抗蚀剂图案72的延伸距离W，以防止蚀刻液到达导孔18 的内表面。即，涂覆导孔18内表面的镀层19是受到保护的。侧表面的蚀刻 量取决于蚀刻条件如铜箔14和镀层19的厚度、蚀刻液、蚀刻液的喷射压力， 所以必须根据这些条件来设定光致抗蚀剂图案72的延伸距离W。
用于形成锚定图案15的图案区74b可任意选择地设置于导孔18之间。 在本实施例中，锚定图案15 (多个凸起)均匀地间隔开。
因为锚定图案15不能形成于基底元件16的排气孔140内，所以锚定图 案15是与排气孔140间隔开地形成的。
在图5C中，采用光致抗蚀剂图案74作为掩模来蚀刻基底元件16上的 铜箔14和镀层19。没有被光致抗蚀剂图案74遮盖的铜箔14和镀层19的暴 露部分被蚀刻并除去，由此暴露出基底预浸料12。
在图5D中，在蚀刻铜箔14和镀层19之后，溶解并除去光致抗蚀剂图 案74。焊盘142和锚定图案15形成于基底元件16的两侧表面。锚定图案15 为从基底元件16表面伸出并均匀地间隔开的凸起。
焊盘142形成为环形并围绕着填充有树脂20的导孔18。
在图5A所示的步骤中，基底元件16的表面是化学镀铜的。通过执行化 学镀，即可轻易在蚀刻铜箔14和镀层19后除去光致抗蚀剂图案74。
干膜抗蚀剂由树脂制成，所以如果干膜抗蚀剂施加于基底元件16的两侧 表面而不执行化学镀铜的话，干膜抗蚀剂就会牢固地粘附于树脂20上。因此 在蚀刻铜箔14和镀层19后，就很难将光致抗蚀剂图案72从树脂20上除去。
另一方面，在本实施例中，基底元件16的表面预先用铜进行了化学镀， 然后再施加将变成光致抗蚀剂图案72的干膜抗蚀剂，因此可通过剥离法或通 过将化学镀的铜层80化学溶解而轻易地除去光致抗蚀剂图案72。形成于树 脂20的表面和72之间的铜层80起到解脱层的作用。
所镀铜层80的厚度可以是0.5-lpm。起到解脱层作用的这些化学镀层不仅可由铜而且可由其他金属制成。在本实施例中使用铜是因为能够容易地镀 铜且能够容易地蚀刻铜。
当除去光致抗蚀剂图案74时，作为光致抗蚀剂图案74基础的镀铜层80 也被除去。
图6是示出了焊盘142和锚定图案15的平面布局的俯视图。 导孔18填充有树脂20，而环形的焊盘142围绕着固化后的树脂20的端 面。多个锚定图案15形成于相邻的焊盘142之间。在本实施例中，锚定图案 15具有正方形平面形状，并且形成为小的凸起。锚定图案15的平面形状不 限于正方形，所以其他形状如圆形、三角形、钻石形、星形也可采用。进一 步地，锚定图案15的尺寸、密度等也是可任意选择的。
形成线缆层的步骤
图7A-图8B示出以下步骤在基底元件的两侧表面上形成线缆层，其中 通过上述步骤在两侧表面上形成锚定图案15，而沿着导孔18的边缘形成铜 箔142;以及形成镀通孔部分。
在图7A中，依序层积预浸料40、线缆片42、预浸料44和铜箔46。每 个线缆片42由绝缘片41和形成于绝缘片41的两个表面上的线缆图案42a 组成。线缆片42可通过以规定图案蚀刻以铜结合的衬底的铜箔层而形成，以 铜结合的衬底由玻璃布制成的绝缘树脂片和结合于绝缘树脂片上的铜箔构 成。
在图7B中，将已经被正确置于基底元件16的两侧表面上的预浸料40、 线缆片42、预浸料44和铜箔46加热并加压，以使得预浸料40和预浸料44 固化，而线缆层48整合层积于基底元件16上。预浸料40和预浸料44是通 过将玻璃布浸透于树脂中而形成的，未固化的预浸料40和预浸料44设置于 层间。通过加热并加压工艺，预浸料40和预浸料44将线缆层48绝缘以及整 合在一起。
在本实施例中，锚定图案15形成于基底元件16的侧表面上，所以当线 缆层48被压合到基底元件16上时，锚定图案15起到锚的作用。因此，线缆 层48可紧紧地结合并整合于基底元件16上。
在图7C中，在其上已经层积了线缆层48的基底元件16中镗制出通孔50，以形成镀通孔部分。通孔50与导孔18同轴并且是在己经与线缆层48 整合在一起的基底元件16的厚度方向上以钻头镗制的。因为通孔50的直径 小于导孔18的直径，所以在穿透树脂20的通孔50的内表面中，树脂20是
暴露的。
在图8A中，在形成通孔50后，通过化学镀法和电镀法对基底元件16 镀铜，以在通孔50的内表面上形成镀通孔部分52。通过执行化学镀法，用 铜涂覆通孔50的内表面和基底元件16的整个表面。然后，采用由化学镀法 形成的铜层作为电功率馈送层来执行电镀法，以用镀层52a涂覆通孔50的内 表面和基底元件16的整个表面。形成于通孔50内表面上的镀层52a起到镀 通孔部分52的作用，镀通孔部分52与形成于基底元件16的两侧表面上的线 缆图案相互连接。
在图8B中，在形成镀通孔部分52后，用树脂54填充通孔50，形成盖 状镀层55，然后通过以规定图案蚀刻形成于基底元件两侧表面上的铜箔46、 镀层52a和盖状镀层55，来形成线缆图案56，由此即可生产芯衬底58。
形成于芯衬底58的两侧表面上的线缆图案56通过镀通孔部分52相互连 接。此外，线缆层48中的内线缆图案42a在合适的位置连接到镀通孔部分 52。
在芯衬底58中，形成于包括芯部分10的基底元件16中的导孔18的内 表面是以镀层19涂覆的，因此可防止芯部分10与镀通孔部分52之间短路。
图9示出包括图4C所示的基底元件16的芯衬底58，其中导孔18的内 表面是以镀层19和绝缘膜21来涂覆的。
同样在这种情况下，可通过在基底元件16的两侧表面上层积线缆层48 以及图7A-图8B所示的工艺，来制成芯衬底58。线缆图案56形成于芯衬底 58的两侧表面上，并且线缆图案56通过镀通孔部分52相互电连接。
在本实施例的芯衬底58中，形成于芯部分10中的导孔18的内表面被镀 层19和绝缘膜21双重涂覆，且绝缘膜21暴露于导孔18的内表面上。因此， 即使在以树脂20填充导孔18时，在树脂20中形成了空隙并且空隙在镀通孔 部分52中造成了膨胀部52b，也会在膨胀部52b与镀层19之间存在绝缘膜 21，因此可防止镀通孔部分52与芯部分10之间短路。
通过在基底元件16的两侧表面上形成锚定图案15，线缆层48可紧紧地结合于基底元件16上。即使基底元件16与线缆层48的热膨胀系数明显不同， 也可防止线缆层48从基底元件16上分离或在它们之间的结合表面形成断裂。 因此，可将芯衬底58的整体热膨胀系数调整至期望值。
生产电路板的步骤
电路板可通过在芯衬底58的两侧表面上层积线缆图案而制成。
在图IO所示的电路板中，装配层60形成于图8B所示的基底元件16的 两侧表面上，每个装配层60由两个装配层60a和60b组成。
每个第一装配层60a包括绝缘层61a;线缆图案62a，形成于绝缘层 61a的表面上；以及通道63a，将下线缆图案56电连接到上线缆图案62a。 每个第二装配层60b包括绝缘层61b;线缆图案62b;以及通道63b。
线缆图案62a和62b包含在形成于芯衬底58两侧表面上的装配层60内， 线缆图案62a和62b通过镀通孔部分52和通道63a、 63b相互电连接。
以下将解释形成装配层60的步骤。
首先，通过层积绝缘树脂膜如环氧膜，在芯衬底58的两侧表面上形成绝 缘层61a，并且通过激光装置，在绝缘层61a中开出通道孔，在上述通道孔 中将形成通道63a，且在上述通道孔中暴露出形成于芯衬底58的侧表面上的 线缆图案56。
接着，对通道孔的内表面进行去光处理，以使其内表面变粗糙，然后通 过化学镀，用铜层涂覆通道孔的内表面和绝缘层61a的表面。
然后，用光致抗蚀剂涂覆被化学镀的铜层，并通过将光致抗蚀剂光学曝 光和显影，来形成光致抗蚀剂图案，在光致抗蚀剂图案中，将形成为线缆图 案62a的部分的化学镀铜层是暴露的。
进一步地，执行电镀以向化学镀铜层的暴露部分供应铜从而提高其中的 铜，在电镀中利用光致抗蚀剂图案作为掩模，并且在电镀中利用化学镀铜层 作为电功率馈送层。在这一步骤中，用通过电镀法供应的铜来填充通道孔， 并且形成通道63a。
接着，除去光致抗蚀剂图案，且蚀刻并除去化学镀铜层的暴露部分，从 而以规定图案在绝缘层61a的表面上形成线缆图案62a。
第二装配层60b可与第一装配层60a同样形成。在最外层中，图案化出将要连接半导体元件的电极、或将要连接外部连
接器的连接焊垫(pad)，并且将暴露部分如电极、连接焊垫以外的最外层以 保护膜来涂覆。暴露的电极或连接焊垫例如镀上用于保护的金。
电路板可通过其他方法制成。在芯衬底58的两侧表面上形成线缆层的步 骤不限于上述步骤。
注意，在上述实施例中，基底元件具有由导电碳纤维增强型塑料构成的 芯部分IO。本发明也可应用于具有包含非导电材料的芯部分的芯衬底。可有 效地应用本发明，来解决因基底元件与基底元件上层积的线缆层之间的热膨 胀系数之差而导致的热应力问题。
可通过其他具体形式实施本发明而不超出本发明的主要特征的精神。因 此，在所有方面本发明实施例都应该看作说明性的而非限制性的，所以本发 明范围是由所附权利要求书而不是以上说明书来限定的，并且落在本发明权 利要求的等同技术方案的含义和范围内的所有变化都应被涵盖于权利要求 中。
权利要求
1、一种电路板，包括基底元件；以及线缆层，层积于带有锚定图案的所述基底元件上，所述锚定图案是形成于所述基底元件的表面上的导电层。
2、 根据权利要求l所述的电路板，其中所述锚定图案是从所述基底元件的表面伸出的多个凸起。
3、 根据权利要求l所述的电路板，其中所述电路板是具有镀通孔部分的芯衬底，所述镀通孔部分在厚度方向上 穿透所述基底元件和所述线缆层。
4、 根据权利要求3所述的电路板，其中 所述基底元件具有导电芯部分；且用以形成所述镀通孔部分的导孔形成于所述芯部分中。
5、 根据权利要求4所述的电路板，其中 所述导孔的内表面是以镀层涂覆的；且 所述导孔是以绝缘材料填充的。
6、 根据权利要求5所述的电路板，其中所述导孔的内表面是进一步以形成于所述镀层上的绝缘膜涂覆的。
7、 根据权利要求3所述的电路板，其中 多个线缆层作为多层电路板层积于所述芯衬底上。
8、 根据权利要求4所述的电路板，其中 所述芯部分是由碳纤维增强型塑料构成的。
9、 一种生产电路板的方法，包括以下步骤 以导电层涂覆基底元件的表面；图案化蚀刻所述导电层，以形成锚定图案，所述锚定图案是从所述基底 元件的表面伸出的多个凸起；以及 在所述锚定图案上层积线缆层。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中在所述层积步骤中，通过将所述基底元件上的线缆片与预浸料一起加热和加压，将所述线缆层与所述基底元件整合。
11、 根据权利要求9所述的方法，进一步包括形成镀通孔部分的步骤，其中在已经层积有所述线缆层的所述基底元件 中形成通孔，然后镀所述通孔的内表面。
12、 根据权利要求ll所述的方法，其中进一步在已经形成所述镀通孔部分的所述基底元件上，层积作为多层电 路板的多个线缆层。
13、 根据权利要求ll所述的方法，其中 所述基底元件具有导电芯部分；在所述芯部分中形成用于形成镀通孔部分的导孔；以及 镀已经形成所述导孔的所述基底元件，以用镀层涂覆所述导孔的内表面， 且用所述导电层涂覆所述基底元件的表面。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中通过电沉积法，进一步用绝缘膜涂覆已经被镀层涂覆的所述导孔的内表 面，所述镀层在所述电沉积法中用作电功率馈送层。
15、 根据权利要求13所述的方法，其中在用镀层涂覆所述导孔的内表面之后，用绝缘材料填充所述导孔；以及 以规定图案将形成于所述基底元件的表面上的所述导电层图案化，以形 成锚定图案。
16、 根据权利要求14所述的方法，其中用绝缘材料填充所述导孔，所述导孔的内表面上已经用绝缘膜涂覆了； 研磨填充所述导孔的所述绝缘材料的端面；通过研磨和除去形成于所述基底元件的表面上的所述绝缘膜，将所述导 电层暴露于所述基底元件的表面上；以及以规定图案将所述导电层图案化，以形成锚定图案。
17、 根据权利要求15所述的方法，其中当蚀刻所述导电层以形成锚定图案时，沿着所述导孔的边缘留下所述导 电层作为焊盘。
18、 根据权利要求13所述的方法，其中通过加热和加压包含碳纤维的多个预浸料，将所述芯部分形成为平板。
全文摘要
本发明提供一种电路板及其生产方法，即便线缆层和基底元件的热膨胀系数显著不同，该电路板也能将线缆层紧紧结合于基底元件上。电路板包括基底元件；以及线缆层，层积于带有锚定图案的所述基底元件上，锚定图案是形成于所述基底元件表面上的导电层。即便线缆层与基底元件的热膨胀系数显著不同，本发明也可防止线缆层从基底元件上分离或及形成断裂。
文档编号H05K3/46GK101409984SQ20081012973
公开日2009年4月15日 申请日期2008年8月11日 优先权日2007年10月12日
发明者中川隆, 前原靖友, 吉村英明, 尾崎德一, 山胁清吾, 平野伸, 阿部知行, 饭田宪司 申请人:富士通株式会社