专利名称：在印刷电路板上制造分段通孔的方法
技术领域：
本发明涉及一种在印刷电路板的通孔中形成多个导电通道的方法。
参见
图1，多层电路基片10是由单个基片12、14、16组成的，它们分别通过绝缘层18和20分隔开。当孔在同一基片上时，印刷电路板图案上层间的相互连接方式是由孔实现的。例如，通过基片12上的孔60将表面22上的电路与表面24上的电路彼此连通。在不同基片上，导电图形层之间的连接是通过(这些层的)通孔实现的。一个单独的通孔可连接不同层间的许多电路。电镀通孔40将表面22上的导体42与表面26上的导体44，表面26上的导体46以及表面32上的导体48彼此连通。
为了使通孔40与表面28和30上的电路相绝缘，将隔离带50和52分别设置在表面28和30上，电镀孔40的周围。这些隔离带是用来修正通孔相对于表面28和30上的导电图形的位置偏差的。隔离带50和52是由绝缘材料做成的。参见图2，这是基层表面60的俯视图，其表示多个导体64通过多个隔离带62与表面60电绝缘。
利用现有技术，多组层间的连接需要多个通孔，所述多个通孔和与之配套的隔离带需要占用密集的电路板上大量的空间。然而对于高分辨率(高密度的)印刷线路板而言，通孔必须要求小。因而对于高密度电路板，空间和孔径都变得很小。
本发明涉及一种在印刷电路板上制造分段通孔的方法。将一种印刷油墨和磁性颗粒的混合物涂敷于多层电路板的通孔壁上。之后将电路板置于能量场中，使油墨在通孔壁上形成分段图形。
当使用导电油墨时，在通孔壁上形成的分段图形构成多个导电通道。当使用抗电镀油墨时，带图形的通孔将被电镀，形成多个导电通道。当使用抗蚀油墨时，通孔的电镀应在分段涂敷油墨和磁粉的混合物之前进行。在通孔壁上形成分段图形后，通孔被蚀刻形成多个导电通路。
图1是现有技术中印刷电路板层间相互连接方式的剖面图；图2是现有技术中隔离绝缘材料的俯视图；图3是本发明中包含分段电镀通孔的印刷电路板隔层的剖面图；图4是本发明中分段通孔的俯视图；图5是本发明中使用两块磁铁形成一个分成两段的通孔的剖面图；图6是本发明中使用两块磁铁形成一个分成两段的通孔的俯视图；图7是一个分成两段的通孔的俯视图；图8是本发明中四块磁铁在通孔中形成四个导电通路的透视图。
参见图3和图4，复合电路基层70是由各基层72、76和80组成的，它们通过绝缘层74和78被分隔开。通孔100是一复合孔，它穿过层72、74、76、78和80。
然而，与现有技术中的装置不同，通孔100被分割成两个不同的导电通路，也就是通路102和104。通路102电连接着表面84上的导体110和表面88上的导体112。通路104电连接着表面82上的导体104和表面84上的导体108及表面90上的导体114。
分段的通孔是通过将油墨与磁性颗粒混合然后将混合物印刷到通孔内而制成的。所使用的油墨包括抗蚀油墨、抗电镀油墨和导电油墨。将油墨和磁性颗粒的混合物置于与混合物匹配的磁场中，可形成所需要的分段电路图。所用的导电油墨包括银、金和石墨。所用的磁性颗粒是由铁、镍、钴形成的颗粒。这些颗粒基本上呈球形，直径介于约0.2-5微米之间。磁性颗粒在油墨和颗粒的混合物中所占的重量百分比月为2-30％。
参见图5和图6，导电油墨和磁性颗粒的混合物被印刷到通孔122中。第一磁铁124的第一极126置于电路板120第一面的附近，第二极128置于电路板120第二面的附近。第二磁铁130的第一极132置于电路板120第一面的附近，第二极134置于电路板120第二面的附近。第一磁铁124可以是永久磁铁或电磁铁。第二磁铁130可以是永久磁铁或电磁铁。且第一磁铁124、第二磁铁130由磁导率相同或不同的材料所制成。所用的磁场可以是连续的或脉动的。参见图7，利用导电油墨/磁性颗粒混合物按上面所述，用第一磁铁124和第二磁铁130使通孔122壁上的混合物形成一定图形，丛而制成有第一导电通路140和第二导电通路142的分段通孔。
参见图8，如前所述可将导电油墨与磁性颗粒的混合物，印刷到通孔150中。磁铁152，158，164，和170按如下方式排列，即，在电路板的一面上(图中未示出)，将它们的第一极154，160，166和172分别沿着孔150的四周均匀的分隔布置。磁铁的第二极152，158，164和170也相似地被设置在电路板另一面的通孔150的四周。磁铁152，158，164和170将油墨/磁性颗粒的混合物，分成四个单独的导电通道，即通道176，178，180和182。
第一电磁铁152可以是永久磁铁也可以是电磁铁。第二磁铁158、第三磁铁164、第四磁铁170也同样可以是永久磁铁也可以是电磁铁。第一磁铁152，第二磁铁158，第三磁铁164，第四磁铁170可以由导磁率相同或不同的物质制成。所用的磁场可以是连续的也可以是脉动的。
在一个实施例中，所用的油墨由电抗镀油墨组成。首先，这种抗电镀油墨与磁性颗粒混合形成油墨和磁性颗粒的混合物，然后将这种混合物印刷到通孔中。所用的抗电镀油墨包括丙烯酸盐、乙烯基和苯乙烯。所用的磁性颗粒包括由铁、镍、钴形成的颗粒。这些磁性颗粒基本上呈球形，直径介于约0.2-5微米之间。磁性颗粒在油墨和颗粒的混合物中所占的重量百分比约为2-30％。
利用如上所述的方法，将油墨/颗粒的混合物被分段。之后，使用化学镀或电镀的方法将分段通孔镀覆。在镀覆的过程中，金属不会附着于通孔中敷有抗电镀由墨的分段上。这样，在印刷过程中，通孔中形成了大量的导电通路。电镀完成后，将抗电镀油墨从局部电镀的通孔中除去。
在另一实施例中，所用的油墨由抗蚀油墨组成。这种抗蚀油墨首先与磁性颗粒混合形成油墨/颗粒的混合物，之后将这种混合物印刷到电镀的通孔中。所用的抗蚀油墨包括丙烯酸盐、乙烯基和苯乙烯。所用的磁性颗粒包括由铁、镍、钴组形成的颗粒。这些磁性颗粒基本上呈球形，直径介于约0.2-5微米之间。磁性颗粒在油墨和颗粒的混合物中所占的重量百分比约为2-30％。
在这个实施例中，通孔首先用导电金属如铜电镀，并将抗蚀油墨/磁性颗粒的混合物涂敷于电镀的通孔中，使用如前所述的方法，将混合物分段。之后，使用化学或机械工艺将分段通孔腐蚀。在腐蚀过程中，金属不会被抗蚀油墨所保护，从而从电镀通孔中除去。这样，腐蚀步骤在通孔的内壁上形成了多个导电通路。腐蚀完成之后，将抗蚀油墨从分段通孔中除去。
本发明所述的方法可用于在多层电路板中将通孔分段，也可用于在两面电路板上形成分段通孔。可用电场代替磁场来定向涂敷油墨。用来分隔所涂敷的油墨的磁场和/或静电场可以是连续或脉动的。通过调整所用的磁场和/或电场源的数量，以及调整这些场的方位，可在通孔中形成多个独立的导电部分。
权利要求
1.一种在印刷电路板上制做分段通孔的方法，包括如下步骤将由包含有磁性颗粒的油墨构成的混合物涂敷于电路板上的通孔壁中；将上述电路板置于能量场中，以使混合物在上述通孔壁中形成分段的图形。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量场可以由磁场，电场，或它们的混合场中选择。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述能量场是连续的。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述能量场是脉动的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油墨是导电的，并且所述分段图形是由置于所述通孔壁中的多个导电通路组成的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油墨包含抗电镀油墨。
7.如权利要求6所述的方法，还包括如下步骤，镀覆所述通孔的壁，以在所述通孔的壁上形成多个导电通路。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述镀覆步骤是无电镀的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述镀覆步骤是电镀的。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述油墨是抗蚀油墨，并且所述通孔壁由导电金属构成，还包括如下步骤腐蚀所述分段图形以形成多个导电通路；从所述多个导电通路中除去所述油墨。
全文摘要
本发明涉及一种在印刷电路板上制造分段通孔的方法。分段通孔由多个位于单个通孔壁上的导电通路组成。分段通孔可布置在两面电路板组件上或是复合的多层电路板组件上。
文档编号H05K3/06GK1341044SQ00804169
公开日2002年3月20日 申请日期2000年3月28日 优先权日1999年3月29日
发明者N·爱德华·伯格 申请人:N·爱德华·伯格