专利名称：印刷电路板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷电路板及其制造方法。
背景技术：
印刷电路板是通过电子元件间的电连接而实现转换信号、提供电源等的一种组件。印刷电路板发展为适应有源元件和半导体组件的精度化以及电子产品的轻度化、薄型化，而并非独立地发展。为了达到种种目的，印刷电路板的层间连接方式已从现有方式发生了改变，在现有方式中，电镀在激光加工之后进行。多种形状的过孔(via)被应用，使用柱形过孔(post via)是为了降低制造成本。为了制造含有柱形过孔的印刷电路板，柱形过孔由电镀形成，预浸材料压合在印刷电路板上，并进行表面抛光处理，以使柱形过孔暴露以及平坦化印刷电路板。经过抛光工序后，包含在预浸材料中的玻璃纤维部分或全部暴露在印刷电路板的表面。为了在含有暴露的玻璃纤维的预浸材料上形成另一电路层，通过化学镀铜法制备种子层(seed layer)时，由于低粘附会发生迁移。为了解决该问题，根据现有技术，由锡(Sn)、钛(Ti)等金属制成的种子层由溅射法形成。然而，为了用溅射法形成种子层，需要溅射设备和新金属材料。此外，在蚀刻工序中，为了除去由新金属材料制成的种子层，需要有其他的蚀刻剂成分，致使投资成本和操作项目的额外产生。
发明内容
本发明提供一种含有柱形过孔的印刷电路板，该印刷电路板可提高电路层的可靠性及预定强度。本发明还提供一种能形成可靠电路层的印刷电路板的制造方法，该制造方法使用的是现有的镀覆法而不是溅射法，即使电路层是通过柱形过孔相互连接的。根据本发明第一优选实施方式的印刷电路板包括第一绝缘层，该第一绝缘层具有形成于其表面上的第一电路层；第二绝缘层，该第二绝缘层堆叠(Stack)于第一绝缘层上，且含有增强材料；膜层，该膜层堆叠于第二绝缘层上；柱形过孔，该柱形过孔与第一电路层连接且穿过第二绝缘层和膜层；第二电路层，该第二电路层形成于膜层的上表面且与柱形过孔连接。增强材料可以由玻璃纤维(glass fabric)、纸和玻璃无纺布(glass nonwoven)中的任意一种组成。根据本发明第二优选实施方式的印刷电路板的制造方法包括将含有增强材料的第二绝缘层堆叠于第一绝缘层的外表面，该第一绝缘层具有形成于其上的柱形过孔；抛光第二绝缘层的上表面，使柱形过孔的上侧暴露；将膜元件堆叠在第二绝缘层上，以覆盖柱形过孔并压紧第二绝缘层；抛光膜元件的上表面，以使柱形过孔的上侧暴露；并在膜元件的表面形成与柱形过孔连接的电路层。在堆叠第二绝缘层时，第二绝缘层的厚度可以与柱形过孔的高度相当。电路层的形成可以包括在膜元件的上表面形成与柱形过孔连接的种子层；在种子层上形成镀层；并且图案化种子层和镀层。种子层的形成可通过化学镀的方法实施。镀层的形成可通过电镀的方法实施。根据本发明第三优选实施方式的印刷电路板的制造方法包括将含有增强材料的第二绝缘层和膜元件堆叠在第一绝缘层的上表面，该第一绝缘层具有第一电路层和形成于该第一电路层上并与该第一电路层连接的柱形过孔；抛光膜元件的上表面，以使柱形过孔的上侧暴露；在膜元件的上表面形成与柱形过孔连接的第二电路层。膜元件可以结合到第二绝缘层的上表面并与第二绝缘层一体形成，且该膜元件与第二绝缘层可以同时堆叠在第一绝缘层的上表面。在堆叠第二绝缘层和膜元件时，第二绝缘层的厚度小于柱形过孔的高度。
图1表示根据本发明优选实施方式的印刷电路板的横断面图；图2到图7表示根据本发明第一优选实施方式的印刷电路板制造过程的横断面图；和图8到图11表示根据本发明第二优选实施方式的印刷电路板制造过程的横断面图。
具体实施例方式从下面结合附图的描述中，本发明的各种特征和优点将变得显而易见。用于本说明书和权利要求书中的术语和词语不应被解释为限于通常的含义或词典定义，而是应该基于发明人据此可以适当地定义所述术语的概念来对他或她所知道的实施本发明的最佳的方法进行最适当的描述的规则，被理解为具有与本发明的技术范围相关的含义和概念。从下列结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。本说明书中，在所有不同的图中都使用相同的附图标记来表示相同的部件。此外， 当确定涉及本发明的已知技术的详细描述可能会使本发明的要点不清楚时，将省去该已知技术的详细描述。下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。图1表示根据本发明优选实施例的印刷电路板的横断面图。以下，将结合附图来描述根据该实施方式制造印刷电路板的方法。
根据本发明的印刷电路板包括第一绝缘层10，第一电路层15形成于该第一绝缘层10上。为由酚醛树脂、环氧树脂、(酰)亚胺树脂等形成的树脂层或者含有增强材料的树脂层的预浸材料可用作第一绝缘层10。为了把附图标记为10的绝缘层与在随后工序中堆叠的绝缘层相区别，该绝缘层被称为“第一绝缘层”。第一电路层15形成于第一绝缘层10 的上表面，该第一绝缘层为构成多层印刷电路板内层的一个可选择的绝缘层。在电路层形成于第一绝缘层10的下表面或者另一绝缘层和电路层形成于第一绝缘层10的下表面的情况时，第一电路层15可通过过孔与第一绝缘层下表面的电路层电连接。含有增强材料32的第二绝缘层30形成于第一绝缘层10上，第一电路层15形成于该第一绝缘层10上，且膜层40堆叠在第二绝缘层30上。第二绝缘层30含有增强材料来提高印刷电路板的强度。玻璃纤维可用作增强材料32。像纸和玻璃无纺布的其他增强材料也可作为增强材料32来使用。膜层40提供平坦表面以形成与第一电路层15连接的第二电路层45。在抛光包括增强材料的绝缘层使增强材料暴露的情况时，电路层的可靠性会降低。为了解决此问题， 使用膜层。环氧基味之素(Ajinomoto)增强膜(ABF)、ASZ或购自Sumitomo Bakelite公司的APL中的任意一者均可用作膜层40，该膜层是一种树脂层，其不包含诸如玻璃纤维的增强材料32。因为第二绝缘层30提高强度及膜层40用于提供平坦表面，所以第二绝缘层30的厚度可以大于膜层40的厚度。印刷电路板包括连接到第一电路层15并且穿过第二绝缘层30和膜层40的柱形过孔20。在图1中，柱形过孔20穿过的第二绝缘层30和膜层40有固定的厚度，但这只是个优选的实施方式。根据制造工艺的条件，随着第二绝缘层30靠近柱形过孔，其厚度可能厚些。然而，甚至在这种情况下，为了提供平坦的表面，第二绝缘层30和膜层40的总厚度优选为固定值。如上所述，形成于膜层40上表面的第二电路层45也与柱形过孔20连接。图2到图7表示根据本发明第一优选实施方式的印刷电路板制造过程的横断面图。下文中，将结合附图来描述根据该实施方式制造印刷电路板的方法。首先，如图2和图3所示，将含有增强材料的第二绝缘层30堆叠在第一绝缘层10 的上表面，第一绝缘层上形成有柱形过孔20，柱形过孔20与第一电路层连接。如图2所示的柱形过孔20是通过在第一绝缘层10上堆叠光刻胶层，通过光刻蚀法在该第一绝缘层中形成通孔(via hole)，然后往该通孔中镀覆或填充诸如铜的金属而制造的，第一绝缘层10上形成有第一电路层15。当然，柱形过孔20形成后，光刻胶层便被移除。通过将热固性树脂渗透进玻璃纤维中形成的半固化预浸材料可用作如图3所示的第二绝缘层30。此时，第二绝缘层30的厚度更优选与柱形过孔20的高度相当。第二绝缘层30堆叠后，将其抛光使柱形过孔20的一侧暴露。在第二绝缘层30的厚度远大于柱形过孔的高度的情况下，需要延迟抛光工序、频繁更换磨料刷等。另一方面，在第二绝缘层30厚度过薄的情况下，不能令人满意地表现绝缘层的作用。
在第二绝缘层30的厚度与柱形过孔20的高度相当的情况下，可以通过以平坦化第二绝缘层30的上表面的程度抛光来实现暴露柱形过孔20的上侧的目的，因此，可缩短印刷电路板的制造时间以及提高其产率。第二绝缘层30堆叠在第一绝缘层10上后，抛光第二绝缘层30的上表面，以使柱形过孔20的上侧暴露，如图4所示。虽然为了抛光第二绝缘层30可以进行化学抛光工序，但是优选进行使用磨料刷、 磨料颗粒或喷磨砂(jet scrub)的机械抛光。因为第二绝缘层30含有诸如玻璃纤维的增强材料32，通过抛光后，柱形过孔20的上侧和诸如玻璃纤维的增强材料32会同时暴露在外面。本发明中，虽然诸如玻璃纤维的增强材料32暴露到了第二绝缘层的外侧，为了形成可靠的电路层，膜元件40堆叠在第二绝缘层30上以覆盖柱形过孔20并且压紧第二绝缘层30，如图5所示。在诸如玻璃纤维的增强材料32暴露于绝缘层的上表面的情况下，如果通过镀覆法在增强材料暴露的绝缘层上形成电路层时，电路层和绝缘层之间的粘附降低，因此会导致迁移。为了解决该问题，根据现有技术已使用溅射法。然而，溅射法是一种复杂的制造工艺，且需要新的设备。本发明中，膜元件40堆叠于第二绝缘层30上，因此使在不用新设备下形成可靠电路层成为可能。在堆叠膜元件40时，应对其施加强压以压紧第二绝缘层30。因此膜元件40和第二绝缘层30之间的粘附增加，并且柱形过孔20的上侧浸入膜元件40中。膜元件40堆叠之后，抛光该膜元件40的上表面，从而使柱形过孔20的上侧暴露， 如图6所示。因为柱形过孔20被膜元件40覆盖，所以采取二次抛光以使柱形过孔连接到形成于膜元件40上表面的电路层上。在普通印刷电路板包括柱形过孔的情况下，柱形过孔形成于与柱形过孔高度相当的绝缘层中。然而，在本发明中，因为进行了二次堆叠工序和二次抛光工序，使柱形过孔20 穿透第二绝缘层30和膜元件40形成于电路层之间。柱形过孔20暴露后，在膜元件40的上表面形成与柱形过孔20连接的第二电路层 45，如图7所示。第二电路层45可以通过在膜元件40的上表面形成与柱形过孔20连接的种子层， 在种子层上形成镀层，然后图案化种子层和镀层来形成。根据现有技术，种子层的形成是通过溅射工艺或CVD工艺实现的，然而根据本发明，种子层的形成采用化学镀的方法。然后，通过电镀的方法在种子层上形成镀层。在种子层和镀层形成后，使用干膜完成曝光和显影工序，然后通过蚀刻工序图案化种子层和镀层来形成电路层。此外，形成图案化的镀层可以通过形成种子层、在种子层上堆叠抗电镀剂(干膜、 液体光刻胶)、通过曝光和显影来图案化抗电镀剂、及供电到种子层进行电镀使在种子层上沉淀铜等来形成。然后，只移除暴露的种子层，因此，使形成电路层成为可能。图8到图11表示根据本发明第二优选实施方式的印刷电路板制造过程的横断面图。下文中，将结合附图来描述根据该实施例制造印刷电路板的方法。然而，结合图2到图 7制造印刷电路板的方法，相似结构的详细描述将会被省略。首先，如图8所示，含有增强材料32的第二绝缘层30和膜元件40堆叠在第一绝缘层10的上表面，与第一电路层15连接的柱形过孔20形成于第一绝缘层10上。如图9所示，膜元件40堆叠在第二绝缘层30上，压紧第二绝缘层30使柱形过孔的上侧浸入膜元件40中。因此，第二绝缘层30的厚度小于柱形过孔的高度。此时，在诸如半固化预浸材料的第二绝缘层30堆叠在第一绝缘层10上后，膜元件 40会接着堆叠在第二绝缘层30上。然而，更优选膜元件40结合到第二绝缘层30的上表面并与其一体形成，该膜元件40与第二绝缘层30同时堆叠在第一绝缘层10的上表面，如图 8和9所示。与第一实施方式不同，在根据本实施方式制造印刷电路板的方法中，堆叠膜元件是为了压紧第二绝缘层30。因此，首次抛光可省略，以简化制造工序、提高产率。在第二绝缘层30和膜元件40堆叠后，抛光膜元件40上表面使柱形过孔20的上侧暴露，如图10所示。如图11所示，与柱形过孔20上侧连接的第二电路层45形成于膜元件40的上表面。在第二电路层45形成之后，还可进一步实施通过累积(buildup)工序在第二电路层45的上侧形成累积层或形成诸如阻焊剂(solder resist)的保护层的工序。根据本发明的优选实施方式，印刷电路板包括含有增强材料的绝缘层和配置在通过柱形过孔连接的电路层之间的膜层，因此，使提高印刷电路板的强度和形成可靠的电路层成为可能。根据本发明的优选实施方式，尽管使用电镀工序而未使用单独的溅射工序，制造印刷电路板的方法还包括在含有暴露玻璃纤维布的预浸材料上堆叠膜元件来提供平坦表面的工序，从而使得即使使用镀覆工序而不是单独的溅射工序也可能形成可靠电路。因此，尽管制造出其中电路层通过柱形过孔连接的印刷电路板，但是采用的是镀覆法而未采用新方法，例如溅射法，使降低制造印刷电路板的成本成为可能。但本领域的技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述优选的实施方式，各种修改和替换都是可能的，而不背离本发明的范围和精神。因此，这些修改和替换应该认为属于本发明的范围内。
权利要求
1.一种印刷电路板，该印刷电路板包括第一绝缘层，该第一绝缘层具有形成于该第一绝缘层的上表面的第一电路层； 第二绝缘层，该第二绝缘层堆叠于所述第一绝缘层上，且含有增强材料； 膜层，该膜层堆叠于所述第二绝缘层上；柱形过孔，该柱形过孔与第一电路层连接且穿过所述第二绝缘层和膜层；以及第二电路层，该第二电路层形成于所述膜层的上表面且与柱形过孔连接。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述增强材料由玻璃纤维、纸和玻璃无纺布中的任意一种组成。
3.—种印刷电路板的制造方法，该方法包括将含有增强材料的第二绝缘层堆叠在第一绝缘层的上表面，所述第一绝缘层具有第一电路层和与形成于该第一绝缘层上的第一电路层连接的柱形过孔； 抛光第二绝缘层的上表面，以使柱形过孔的上侧暴露； 将膜元件堆叠在第二绝缘层上，以覆盖柱形过孔并压紧第二绝缘层； 抛光膜元件的上表面，以使柱形过孔的上侧暴露；以及在膜元件的上表面形成与柱形过孔连接的第二电路层。
4.根据权利要求3所述的印刷电路板的制造方法，其中，在堆叠所述第二绝缘层时，该第二绝缘层的厚度与所述柱形过孔的高度相当。
5.根据权利要求3所述的印刷电路板的制造方法，其中，所述第二电路层的形成包括 在膜元件的上表面形成与柱形过孔连接的种子层；在种子层上形成镀层；以及图案化种子层和镀层。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板的制造方法，其中，所述种子层的形成通过化学镀的方法实施。
7.根据权利要求5所述的印刷电路板的制造方法，其中，所述镀层的形成通过电镀的方法实施。
8.—种印刷电路板的制造方法，该方法包括将含有增强材料的第二绝缘层和膜元件堆叠在第一绝缘层的上表面，所述第一绝缘层具有第一电路层和与形成于该第一绝缘层上的该第一电路层连接的柱形过孔； 抛光膜元件的上表面，以使柱形过孔的上侧暴露；以及在膜元件的上表面形成与柱形过孔连接的第二电路层。
9.根据权利要求8所述的印刷电路板的制造方法，其中，所述膜元件结合到第二绝缘层的上表面并与第二绝缘层一体形成，且该膜元件与第二绝缘层同时堆叠在第一绝缘层的上表面。
10.根据权利要求8所述的印刷电路板的制造方法，其中，在堆叠第二绝缘层和膜元件时，第二绝缘层的厚度小于柱形过孔的高度。
全文摘要
本文公开了一种印刷电路板的制造方法，该方法包括将含有增强材料的第二绝缘层堆叠于第一绝缘层的外表面上，所述第一绝缘层具有形成于该第一绝缘层上的柱形过孔；抛光第二绝缘层的上表面使柱形过孔的上侧暴露；将膜元件堆叠在第二绝缘层上以覆盖柱形过孔并且压紧第二绝缘层；抛光膜元件的上表面使柱形过孔的上侧暴露；以及在膜元件的上表面形成与柱形过孔连接的电路层。
文档编号H05K3/42GK102458045SQ201010609739
公开日2012年5月16日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年10月22日
发明者吴昌建, 朴浩植, 裵泰均 申请人:三星电机株式会社