专利名称：线路板的基材及其钻孔方法
技术领域：
本发明涉 及一种线路板及其制造方法，特别是涉及一种线路板的基材及其钻孔 方法。
背景技术：
在线路板的制造过程中，通常会进行钻孔程序，以在线路板的板料(plate material)中形成多个通孔(through hole)，其中此板料例如是铜箔基板(Copper Clad Laminate, CCL)或是表面上已沉积(deposition)金属层的树脂层。一般而言，上述通孔钻孔程序通常采用机械钻孔法。而一般的通孔钻孔程序都 是利用机械钻孔机来进行。也就是说，目前线路板的通孔大致上都是用机械钻孔法来形 成。然而，创造另一种新的线路板的基材及其钻孔方法，以促进科技进步以及经济社会 的发展，实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明提供一种新的线路板的基材，其具有至少一通孔，而此通孔的孔壁的表 面粗糙度在10微米以内。本发明提供一种新的线路板的基材的钻孔方法，以形成上述线路板的基材所具 有的通孔。基于上述，本发明提出的一种线路板的基材，具有至少一通孔，并包括一上导 电层、一下导电层以及一绝缘层。下导电层相对于上导电层，而绝缘层配置于上导电层 与下导电层之间，其中通孔是贯穿上导电层、绝缘层与下导电层而形成，并具有一位于 绝缘层的孔壁(sidewall)。孔壁的表面粗糙度(surface roughness)在10微米以内。本发明的线路板的基材还可采用以下技术措施进一步实现。在本发明一实施例中，上述通孔是利用一激光光束烧蚀(ablation)而形成。在本发明一实施例中，上述通孔的孔径在75微米以下。在本发明一实施例中，上述绝缘层为一树脂胶片(prepreg)，树脂胶片包括多根 纤维材料(fiber material)以及一包覆这些纤维材料的胶材(adhesive material)。这些纤维 材料分别具有熔融端(fused end)，而这些熔融端裸露于孔壁，其中一根纤维材料的熔融 端熔接另一根纤维材料的熔融端。在本发明一实施例中，上述通孔更具有一位于上导电层的上开口(top opening) 以及一位于下导电层的下开口(bottomopening)，而上开口与下开口重叠(overlap)。上述 上开口的口径与下开口的口径的差距在10微米以内。本发明另提出的一种线路板的基材的钻孔方法。首先，提供一激光钻孔机台， 其具有一桌板以及一激光产生器(laser generator)，其中激光产生器能朝向桌板发出一激 光光束(laser beam)。接着，配置一激光吸收板于桌板上。接着，配置一板料于激光吸 收板(laser-absorbedplate)上。接着，照射激光光束于板料上，以在板料中形成至少一通孔。本发 明的线路板的基材的钻孔方法还可采用以下技术措施进一步实现。在本发明一实施例中，上述激光吸收板对波长介于200纳米至14000纳米之间的 光线的吸收率大于80%。在本发明一实施例中，在配置板料于激光吸收板上之前，还包括形成一激光 吸收膜层于板料上。当板料配置于激光吸收板上时，激光吸收膜层位于板料与激光吸收 板之间。在本发明一实施例中，上述形成激光吸收膜层的方法包括贴合一干膜(dry film) 于板料上。在本发明一实施例中，当板料配置于激光吸收板上时，激光钻孔机台从桌板吸 附板料。在本发明一实施例中，上述桌板具有多个真空吸孔(vacuum absorption hole)，而
激光吸收板具有多个分别与这些真空吸孔相通的贯孔。在本发明一实施例中，上述桌板包括一第一金属板以及一配置于第一金属板上 的第二金属板。基于上述，本发明利用激光光束对板料进行烧蚀，以在板料上形成至少一个通 孔，进而形成具有至少一通孔的线路板的基材。以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
图IA是本发明一实施例的线路板的基材的剖面示意图。图IB是图IA中线路板的基材在其通孔处的局部放大示意图。图2A至图2C是图IA中线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。图3A至图3B是本发明一实施例的线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。100 线路板的基材 102 通孔102a 上开口 102b:下开口104 板料 IlOa:上导电层IlOb:下导电层 120:绝缘层122 纤维材料 122a 熔融端124:胶材 200:激光钻孔机台210 桌板 210a 真空吸孔212 第一金属板214 第二金属板220 激光产生器300 激光吸收板302 贯孔 304 激光吸收膜层Al 局部区域 Ll 激光光束Rl 孔径 Sl 孔壁
具体实施例方式图IA是本发明一实施例的线路板的基材的剖面示意图。请参阅图1A，线路板的基材100包括一上导电层110a、一下导电层IlOb以及一绝缘层120。绝缘层120配置于上导电层IlOa与下导电层IlOb之间，而下导电层IlOb相对于上导电层110a，即上导 电层IlOa与下导电层IlOb分别配置于绝缘层120的相对二侧。承上述，线路板的基材100具有至少一个通孔102，例如在图IA所示的实施例 中，线路板的基材100具有多个通孔102，但在其他未绘示的实施例中，线路板的基材 100所具有的通孔102的数量可以只有一个。这些通孔102是贯穿上导电层110a、绝缘 层120与下导电层IlOb而形成。也就是说，这些通孔102是从上导电层110a，经过绝缘 层120而延伸至下导电层110b。通孔102可制作成导电通孔结构(conductive through hole structure)或导电埋孔 结构(conductive buried hole structure)，而线路板的基材100可直接制造成双面线路板 (double sided circuit board),或者，也可以制造成多层线路板(multilayer circuit board)中
的线路层，例如利用增层法(build-up)，将线路板的基材100制造成多层线路板内的核心 线路层(core circuit layer)。在其他未绘示的实施例中，线路板的基材100可以更包括一 位于绝缘层120中的金属核心层(metal core layer)。图IB是图IA中线路板的基材在其通孔处的局部放大示意图。请参阅图IA与 图IB所示，各个通孔102具有一位于绝缘层120的孔壁Si，而孔壁Sl亦为绝缘层120 位于通孔102处的表面。在这些通孔102中，孔壁Sl的表面粗糙度在10微米以内。上述表面粗糙度是指在孔壁Sl的单一块局部区域Al内，最高高度与最低高度 之间的差距；也可以是在多块局部区域Al内，最高高度与最低高度之间的平均差距；或 者是，在同一个通孔102的孔壁Sl的所有区域内，最高高度与最低高度之间的差距。因 此，在各个局部区域Al或孔壁Sl的所有区域内，最高高度与最低高度之间的差距大致 上是在10微米以内。当孔壁Sl的表面粗糙度在10微米以内时，有利于后续通孔电镀(Plating Through Hole, PTH)的进行，让电镀金属材料(未绘示)容易沉积在这些孔壁Sl上，以顺利在孔 壁Sl上形成金属层(未绘示)。此外，孔壁Sl的表面粗糙度也可以在5微米以上，并介于5微米至10微米之 间。当孔壁Sl的表面粗糙度在5微米以上时，可以增加通孔电镀所形成的金属层对孔壁 Sl的附着力。如此，金属层较不易从孔壁Sl脱落。通孔102可利用激光光束烧蚀而形成，而这些通孔102的孔径Rl可在75微米 以下，其中孔径Rl是指单一个通孔102的平均孔径。激光光束可由二氧化碳激光装 置、紫外光激光装置或准分子激光装置所提供，因此激光光束的波长可介于200纳米至 14000纳米之间，而此波长的范围相当于从远红外光(far-infrared ray)的波长至近紫外光 (Ultraviolet ray, UV ray)的波长。各个通孔102更具有一上开口 102a与一下开口 102b。上开口 102a位于上导电 层110a，而下开口 102b位于下导电层110b，其中上开口 102a与下开口 102b重叠，即上 开口 102a位于下开口 102b的相对处。上开口 102a的口径与下开口 102b的口径二者差 距在10微米以内，而一般机械钻孔法所形成的通孔，其上开口与下开口二者口径的差距 大致上也是在10微米以内。在本实施例中，绝缘层120可以是具有粘性的材料，其例如是树脂胶片，而绝缘层120可包括多根纤维材料122以及包覆这些纤维材料122的胶材124。这些纤维材料 122可以是玻璃纤维(glass fiber)，而胶材124可以是树脂材料(resin material)，其 例如是 环氧树月旨(epoxy resin)。承上述，由于通孔102是利用激光光束烧蚀而形成，即通孔102是用激光光束将 部分绝缘层120加热熔化及气化而形成，因此孔壁Sl的表面，即绝缘层120在通孔102 处的表面，会呈现如同玻璃被融化的外貌，所以这些纤维材料122分别具有多个熔融端 122a。这些熔融端122a裸露于孔壁Si，而这些通孔102会暴露出这些熔融端122a。由 于这些通孔102是部分绝缘层120被加热熔化及气化所形成，因此其中一根纤维材料122 的熔融端122a会熔接另一根纤维材料122的熔融端122a。也就是说，其中二相邻的纤维 材料122会在同一个通孔102内彼此结合。一般机械钻孔法对树脂胶片所形成的通孔，其孔壁的表面会呈现玻璃纤维破裂 的外貌，且基本上在同一个通孔内的任二相邻纤维材料是彼此分离而未结合。因此，通 过肉眼直接观看，或是使用放大镜或显微镜等简易的光学仪器来检视，一般人可以很容 易地分辨出用激光光束烧蚀而成的通孔102以及一般机械钻孔法所形成的通孔。图2A至图2C是图IA中线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。请参阅图2A 所示，关于本实施例的钻孔方法，首先，提供一激光钻孔机台200，其具有一桌板210以 及一激光产生器220，其中激光产生器220可为二氧化碳激光装置、紫外光激光装置或准 分子激光装置。桌板210可以是一种单层结构的板材，或是一种包括多层结构的复合板材。举 例而言，当桌板210为复合板材时，桌板210可包括一第一金属板212与一第二金属板 214，而第二金属板214配置于第一金属板212上。另外，桌板210可具有多个真空吸孔 210a,且真空吸孔210a均为贯穿第一金属板212与第二金属板214而成的贯孔。接着，配置一激光吸收板300于桌板210上，其中激光吸收板300可以固定在桌 板210上，例如激光吸收板300粘合或锁固在桌板210上。激光吸收板300具有多个贯 孔302，而这些贯孔302分别对应这些真空吸孔210a，即这些贯孔302分别与这些真空吸 孔210a相通。请参阅图2B所示，接着，配置一板料104于激光吸收板300上，其中板料104 可以是铜箔基板或是表面上已沉积金属层的绝缘层，且板料104包括上导电层110a、下 导电层IlOb以及配置于上导电层IlOa与下导电层IlOb之间的绝缘层120。另外，在其 他未绘示的实施例中，板料104可以更包括一位于绝缘层120中的金属核心层。当板料104配置于激光吸收板300上时，板料104会被暂时固定在激光吸收板 300上，例如板料104通过真空吸附、锁固或夹具夹持等方式而固定在激光吸收板300 上。举例而言，由于桌板210具有真空吸孔210a，而激光吸收板300具有这些与真空吸 孔210a相通的贯孔302，因此激光钻孔机台200所具有的真空泵(vacuum pump，未绘示) 可从真空吸孔210a与贯孔302来吸附板材104。如此，板材104得以暂时被固定在激光 吸收板300上。请参阅图2B与图2C所示，在板料104配置于激光吸收板300上之后，激光产 生器220朝向桌板210发出一激光光束Li，并照射激光光束Ll于板料104上，并在板料104中形成至少一个通孔102。详细而言，当激光光束Ll照射在板料104上时，激光光束Ll会局部加热板料 104，以对板料104进行烧蚀。如此，上导电层110a、下导电层IlOb与绝缘层120三者 会受到激光光束Ll的局部加热而部分熔化及气化，进而形成通孔102。待通孔102形成 之后，一种线路板的基材100基本上已制造完成。激光吸收板300能吸收激光光束Li，而在激光光束Ll烧蚀板料104的过程中， 激光光束Ll亦会烧蚀位于板料104底下的激光吸收板300。由于激光产生器220可为 二氧化碳激光装置、紫外光激光装置或准分子激光装置，所以激光光束Ll的波长可介于 200纳米至14000纳米之间，而激光吸收板300对波长位于200纳米至14000纳米范围内 的光线的吸收率大于80%。如此，激光光束Ll能被激光吸收板300有效地吸收，进而 可烧蚀激光吸收板300。承上述，激光吸收板300的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯 (Polymethylmethacrylate, PMM A, 又名亚克力)、环氧树脂或聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethene，PTFE,又名铁氟龙)等高分子材料，或是木材、纸浆或陶瓷 (ceramics)等能有效地吸收激光光束Ll的材料。当激光光束Ll烧蚀板料104，以形成通孔102时，由于激光吸收板300能有效 地吸收激光光束Li，使得激光光束Ll不易被激光吸收板300所反射，因此下导电层IlOb 难以被反射的激光光束Ll所破坏，进而提高线路板的线路可靠度(reliability)。由于激光光束Ll能被激光吸收板300有效地吸收而能烧蚀激光吸收板300，因 此调整激光光束Ll的参数，例如景深(focus)，让上开口 102a的口径与下开口 102b的口 径二者的差距缩小，而在本实施例中，此差距可以控制在10微米以内。图3A、图3B是本发明一实施例的线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。请 参阅图3A所示，本实施例的钻孔方法与前述图2A至图2C所示的钻孔方法相似，差异仅 在于在本实施例的钻孔方法中，在配置板料104于激光吸收板300上之前，会形成一激 光吸收膜层304于板料104上。具体而言，激光吸收膜层304形成于下导电层IlOb上，因此，当板料104配置 于激光吸收板300上时，激光吸收膜层304位于板料104与激光吸收板300之间。形成 激光吸收膜层304的方法有很多种，而在本实施例中，形成激光吸收膜层304的方法是贴 合一干膜于板料104上。因此，激光吸收膜层304可以是一种干膜。请参阅图3A与图3B所示，当激光产生器220所发出的激光光束Ll烧蚀板料 104，以形成通孔102时，激光吸收膜层304也能有效地吸收激光光束Li，让激光光束Ll 不易被激光吸收膜层304所反射，以保护下导电层IlOb免受反射的激光光束Ll所破坏， 提高线路板的线路可靠度。此外，在激光光束Ll烧蚀板料104的过程中，激光光束Ll亦能烧蚀激光吸收膜 层304与激光吸收板300，而在本实施例中，通过调整激光光束Ll的参数，例如景深，也 可以缩小上开口 102a的口径与下开口 102b的口径二者的差距，并能控制此差距在10微 米以内。综上所述，本发明利用激光光束对板料进行烧蚀，以在板料上形成至少一个通 孔，同时形成线路板的基材，其中通孔可以制作成导电通孔结构或导电埋孔结构，以作为线路板中多层线路层之间的电性连接。其次，由于本发明是利用激光光束烧蚀来形成通孔，因此本发明的通孔的孔径 可以很容易地控制在75微米以下。相较于公知通孔的机械钻孔法，本发明的钻孔方法不 仅具有低成本的优点，同时更符合现今线路板朝向高布线密度发展的趋势。再者，本发明利用激光吸收板或激光吸收膜层能吸收激光光束，且不易反射激 光光束。如此，本发明的钻孔方法能保护板料的导电层(例如下导电层)免受反射的激 光光束所破坏，提高线路板的线路可靠度。
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修 饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术 实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范 围内。
权利要求
1.一种线路板的基材，具有至少一通孔，其特征在于该线路板的基材包括一上导电层；一下导电层，相对于该上导电层；以及一绝缘层，配置于该上导电层与该下导电层之间，其中该通孔是贯穿该上导电层、 该绝缘层与该下导电层而形成，并具有一位于该绝缘层的孔壁，该孔壁的表面粗糙度在 10微米以内。
2.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的通孔是利用一激光光 束烧蚀而形成。
3.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的通孔的孔径在75微 米以下。
4.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的绝缘层为一树脂胶 片，该树脂胶片包括多根纤维材料以及一包覆该些纤维材料的胶材，该些纤维材料分别 具有多个熔融端，而该些熔融端裸露于该孔壁，其中一根纤维材料的熔融端熔接另一根 纤维材料的熔融端。
5.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的通孔还具有一位于该 上导电层的上开口以及一位于该下导电层的下开口，该上开口与该下开口重叠，该上开 口的口径与该下开口的口径二者的差距在10微米以内。
6.一种线路板的基材的钻孔方法，其特征在于包括提供一激光钻孔机台，其具有一桌板以及一激光产生器，其中该激光产生器能朝向 该桌板发出一激光光束；配置一激光吸收板于该桌板上；配置一板料于该激光吸收板上；以及照射该激光光束于该板料上，以在该板料中形成至少一通孔。
7.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的激光吸收 板对波长介于200纳米至14000纳米之间的光线的吸收率大于80%。
8.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的在配置该 板料于该激光吸收板上之前，还包括形成一激光吸收膜层于该板料上，当该板料配置 于该激光吸收板上时，该激光吸收膜层位于该板料与该激光吸收板之间。
9.根据权利要求8所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的形成该激 光吸收膜层的方法包括贴合一干膜于该板料上。
10.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于，当该板料配置于 该激光吸收板上时，该激光钻孔机台从该桌板吸附该板料。
11.根据权利要求10所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的桌板具 有多个真空吸孔，而该激光吸收板具有多个分别与该些真空吸孔相通的贯孔。
12.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的桌板包 括一第一金属板以及一配置于该第一金属板上的第二金属板。
全文摘要
本发明是有关于一种线路板的基材及其钻孔方法。该线路板的基材，具有至少一通孔，并包括一上导电层、一下导电层以及一绝缘层。下导电层相对于上导电层，而绝缘层配置于上导电层与下导电层之间。通孔是贯穿上导电层、绝缘层与下导电层而形成，并具有一位于绝缘层的孔壁。孔壁的表面粗糙度在10微米以内。
文档编号B23K26/38GK102026478SQ20091017613
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者陈侹叡 申请人:欣兴电子股份有限公司