印刷电路板制造系统及其制造方法

专利名称：印刷电路板制造系统及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷电路板制造系统及其制造方法。
背景技术：
电子装置的小型化是通过电子零件的小型化来实现的。电子零 件的小型化并不意味着功能最小化。电子零件必须在有限的尺寸中 具有同样的功能。对此，对于更大集成度的研究已经实施。
为了具有更大的集成度，印刷电路板的结构由单层改进为多 层。可以通过形成电^各图案基^L并且之后在其上形成另一电路图案 基板来制造多层印刷电路板。多层印刷电路板可能要求每个基板层 上的电3各之间的相互连4妄。
可以通过焊盘和通路(via)来提供这种相互连接。将参照图1 描述焊盘与通路之间的连接。图1是根据现有技术的印刷电路板的 正视图和放大的横截面图。在图1中示出了绝缘板100、基准点110、 焊盘120和通i 各130。焊盘120与通路130之间的对准距离以d表示。将该对准距离 d限定为焊盘120的中心与通路130的中心之间的距离。对于较大 的d,焊盘120与通路130之间的电连接可能得不到保证。
保证焊盘120与通路130之间的电连接可能要求大尺寸的焊 盘。由于限制了基板设计的灵活性，因此这对于基板上电路的集成 可能是阻碍。
图2是根据现有技术经历形状补偿的基板的正视图。在图2中 示出了绝纟彖4反200和202、基准点210和212、以及焊盘220和222。
参照图2(a)，示出了设计数据中的绝缘板200的形状。参照图 2(b)，制造结果中的绝缘板202的形状重叠在绝缘板200的形状之 上。
在这种情况下，利用设计数据中的焊盘220的信息可能不能保 证通3各与焊盘之间的电连接。
对于改进的通3各-焊盘符合度，已经通过测量基准点210、 212 的位置来进行一些关于线性尺度补偿的研究。同时，涉及关于有限 数目基准点的信息的线性尺度补偿不能应付在制造过程中出现的
基板的复杂非线性变形。

发明内容
本发明的 一个方面是提供一种印刷电路板制造系统及其制造 方法，其通过基于测得的焊盘位置信息产生用于导通孔形成(via hole forming )的控制信号来提供改进的加工符合度。
本发明的一个方面提供了一种制造印刷电路板的方法，包括 提供基板，该基板包括焊盘和覆盖焊盘的绝缘层；获得基板的图像；
通过分析基板的图像来获得焊盘的位置信息；通过去除绝缘层的与 焊盘的位置信息相对应的一部分来形成导通孔；以及通过用导电材 斗牛填充导通孔来形成通^各。
获得焊盘的位置信息可以包括在基板的图像中提取与焊盘相 乂于应的区i或的中心坐才示。
形成导通孔包括激光钻孔过程。通过激光钻孔过程形成通路可 以包括基于焊盘的位置信息产生用于导通孔形成的控制信号；以 及结合考虑控制信号，将激光施加于绝缘层的与焊盘的位置信息相 对应的部分。
本发明的另一方面提供了一种印刷电路板制造系统，其使用包 括焊盘和覆盖焊盘的绝缘层的基板，此系统包括图像传感器部， 用于获得基板的图像；控制部，用于产生用于导通孔形成的控制信 号；以及激光施加部，该激光施加部用于结合考虑控制信号，将激 光施加于绝缘层的与焊盘的位置信息相对应的部分。
本发明其它方面和优点将在以下描述中部分地得以阐述，并且 将乂人所述描述中部分地显而易见，或者可以通过本发明的实践来获 知。


图1是根据现有4支术的印刷电路寺反的正视图和放大的横截面图。
图2是根据现有4支术的经历形状补偿的基板的正^L图。
图3是根据本发明公开实施例的印刷电路板制造方法的框图。
图4是根据本发明公开实施例的印刷电路板制造方法的流程图。
图5是根据本发明公开实施例的印刷电路板制造系统的示意图。
图6是根据现有技术和本发明公开实施例的导通孔数量相对于 实际导通孔与理想上相配的导通孔之间距离的分布图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述根据本发明某些方面的印刷电路板 制造系统及其制造方法的实施例。在参照附图的描述中，与图号无 关，那些相同或相应的部件以相同的参考标号表示，并且省去多余 的说明。另外，在描述本发明的优选实施例之前将首先描述基本原 理。
现在将对本发明总发明构思的实施例进行详细参照，在附图中 示出了实施例的实例，其中，相同的参考标号始终fC表相同的元件。 为了通过参照附图来i兌明本发明的总发明构思，下面描述各实施例。
图3是根据本发明公开实施例的印刷电路板制造方法的框图。 图4是根据本发明公开实施例的印刷电路板制造方法的流程图。在 图3和图4中，示出了第一绝^彖层400、焊盘402、第二绝》彖层404、 导通孑L406、通路408、图^象传感器410、 5敫光施力口部420、激光源 422和检流计424。
下面将参照图4(a)描述提供包括焊盘的基板的步骤S310。第一 绝缘层400可以包括聚合物树脂(聚酰亚胺、环氧树脂以及类似物)。
焊盘402是形成于第一绝缘层400中的电路图案的一部分。焊盘402 可以电连^妄至形成于第一绝纟彖层400中的其它电3各图案。
包括焊盘402的电路图案可以通过削减法(subtractive process ) 和力口成法(additive process)形成。削;咸法是通过去除施力口于绝纟彖 层上的导电材料的非必要部分的图案形成法。加成法是通过应用在 绝缘层上的非电镀方法的图案形成法。半加成法是在非电镀之后使 用电镀工艺和蚀刻工艺的图案形成法。此外，可以将预形成的电路 图案掩埋于第一绝缘层。该图案可以包括诸如Cu的金属材并牛并且 其上可以具有Au》余层或Sn '凃层。
第二绝缘层404覆盖了焊盘402。第二绝缘层404可以通过将 绝缘材料施加于包括焊盘402的第一绝缘层400上来形成。第二绝 缘层404可以包括与构成第一绝缘层400的材料相同的材料。
同时，由本实施例制得的印刷电路板可以是多层的，并且在第 一绝多彖层400下面可以具有包括电^各图案的另一个绝皇彖层。
将参照图4(b)描述获得包括焊盘的基外反图像的步骤S320。基板 的图^f象可以通过安装在基板前面的图i"象传感器410来获得。
例如，图像传感器410可以是CCD照相机。由于构成第一和 第二绝缘层400、 404的材料与构成焊盘402的材一牛在光学特性上 不同，因此在基板的图像中可以将第一和第二绝缘层400、 404与 焊盘402区分开。此外，用于由图像传感器410所使用的波长的第 二绝缘层404的高透明度可以提供较为清晰的图像。
所获得的基板的图像可以包括关于包括焊盘402的电路图案的 信息。随后，可以要求在整个电路图案图像的图像中限定关于焊盘 402的区如戈。
可以通过提取像这样限定的焊盘区域的中心坐标来获得焊盘
的4立置信息。例如，可以通过将焊盘区i或转换为黑白图^f象并且计算 所转换区域中的质量中心来4是取焊盘区域的中心坐标。
在步骤S320中，可以直接测得焊盘402的位置，而不用通过 尺度补偿来推测。
同时，基板可以包括基准点，并且可以从基板的图像中获得基 准点的位置信息。基准点的位置信息可以是焊盘的位置信息中的原 点。另外，基准点的位置信息可以是用以识别基板的对准方向的辅 助信息。
将参照图4(c)描述通过激光钻孔形成导通孔的步骤S330。通过 <吏用包括-激光源422和4企流计424的激光施加部420将激光施加到 第二绝纟彖层404来形成导通孔406。
如以上所提及的，可以通过分析来自图像传感器410的基板图 像来获得关于激光施加点的信息。该步骤S330可以通过利用测得 的焊盘的位置信息形成导通孔406来4是高焊盘402与导通孔406之 间的符合度。
在本实施例中，可以使用C02激光器、YAG激光器和受激准 分子激光器作为激光源。并且，为了激光源的稳定性，可以使用脉 冲激光。
将参照图4(d)描述通过用导电材料填充导通孔来形成通路的步 骤S340。可以通过用导电材料填充导通孔406来形成通路408。
可以利用通路408来提供与将在随后工序中形成的基板上的电 路的电连接并且利用该通路来形成外部电极。在附加的电路图案层形成于包括通路408的基板上的情况中，可能需要形成覆盖通路408 的绝缘层的附加工艺以及在绝缘层上形成电路图案的工艺。
导电材料填充过程可以通过电镀、丝网印刷等实现，导电材料 可以是诸如Cu和Au的金属，以及导电聚合体。当通路408形成外 部电4及时，可以使用包4舌"i者如Ni的耐蚀元素的导电材泮+。
图5是根据本发明公开实施例的印刷电路板制造系统的示意 图。在图5中示出了基板500、焊盘502、导通孔504、图像传感器 部510、激光施加部520、控制部530和支撑部540。
图像传感器部510获得包括焊盘的基板图像并将该图像传输至 控制部。如以上所提及的，图像传感器部510可以由CCD照相机构成。
同时，图像传感器部所利用的波长不用处于可见光波段中。为 了将包括焊盘502的电路图案与绝缘层区分开，在图像获取过程中， 可以向基4反施力o红外和x射线波革爻的光。
控制部530通过分析来自图像传感器部510的图像而产生用于 导通孔形成的控制信号。
可以通过分析基^^反的图像来获得焊盘502的位置信息。为此， 可以实现参照图3和图4的上述图〗象处理。
用于导通孔形成的控制信号可以包4舌用于纟企流计角度控制的 控制信号和用于激光能量控制的控制信号。通过控制检流计的驱动 角就可以控制施加激光的路径。用于导通孔区域外部的激光能量降 4氐可以防止绝缘层的非必要去除。
激光施力o部520可以#4居来自控制部530的用于导通孔形成的 控制信号向基^反500施力o激光。在该实施例中，激光施加部520包 括激光源522和才企流计524。
检流计524通过控制连接至驱动电机的反射体的角度而在基板 上沿x-y方向扫描激光。激光源产生可以去除基々反500的绝纟彖层的 激光束。
如以上所提及的，用于导通孔形成的控制信号包括用于检流计 524的角度控制的控制信号和用于激光源522的能量控制的控制信
同时，在本实施例中使用了包括才企流计的激光施加部，并且可 以修1文光学系统的构造。例如，可以构造出沿x-y平面移动反射体 和激光源的光学系统。
同时，印刷电路板制造系统500可以包括利用图像传感器510 的图像获得阶段以及利用激光施加部520的激光处理阶段。这两个 阶4殳可以同时处理不同的基4反。
在加工过程中支撑部540支撑基板500。如果需要，可以将基 板500与所连接的支撑部一起运送。
图6是才艮据现有4支术和本发明y〉开实施例的导通孔凄t量相对于 实际导通孔与理想上相配的导通孔之间^巨离的分布图。在图6中示 出了基板600、理想上相配的导通孔602和实际导通孔604。
理想上相配的导通孔602是与基4反上的焊盘完全相配的导通 孔。理想上相配的导通孔602的中心位置与基外反上的焊盘的中心4立
置完全匹配。由于加工中的i吴差，实际导通孔604可能与理想上相 配的通孑L 602分离i 巨离d2。
图6(b)示出了根据现有技术的导通孔数量相对于距离d2的分 布。图6(c)示出了根据本发明实施例的导通孔数量相对于距离d2 的分布。
参照图6(b)，大部分导通孔具有大于10孩i米的分离距离。同 时，参照图6(c),分离距离保持小于10《敬米。如此，通过考虑测得 的用于通孔形成过程的焊盘位置信息可以提高通路与焊盘之间的 符合度。
同时，可以将图6(c)理解为一个示例，而不限制本发明的权益。
才艮据如以上所i兌明的本发明的某些实施例，通过在导通孔形成 中考虑焊盘的位置信息，即使基板具有局部的或非线性的变形，印 刷电路板制造系统及其制造方法也允许提供改进的加工符合度。改 进的符合度可以允许基板设计的更大灵活性以及印刷电路板上电 ^各的更大集成度。
尽管以上描述已经指出了应用于各种实施例的本发明的新颖 特征，但是，本领域技术人员应该理解，在不背离本发明的范围的 情况下，在所示出的装置或过程的形式和细节中可以估文出各种省 略、替换以及改变。因此，本发明的范围由所附的权利要求限定而 不是由之前的描述来限定。落在权利要求等同物范围内的所有变型 都包含在它们的范围内。
权利要求
1.一种制造印刷电路板的方法，包括提供基板，所述基板包括焊盘和覆盖所述焊盘的绝缘层；获得所述基板的图像；通过分析所述基板的图像获得所述焊盘的位置信息；通过去除所述绝缘层的与所述焊盘的所述位置信息相对应的一部分而形成导通孔；以及通过用导电材料填充所述导通孔来形成通路。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述焊盘的位置信息 的步骤包括在所述基板的图像中提取与所述焊盘相对应的区 i或的中心坐才示。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述导通孔的步骤包 括激光钻孔过程。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述导通孔的步骤包 括基于所述焊盘的所述位置信息产生用于导通孔形成的控 制信号；以及考虑所述控制信号，向所述绝缘层的与所述焊盘的位置 4言息相对应的部分施加激光。一种使用包括焊盘和覆盖所述焊盘的绝缘层的基板的印刷电^各^反制造系统，包4舌图像传感器部，用于获得所述基板的图像；控制部，用于产生用于导通孔形成的控制信号；以及激光施加部，用于考虑所述控制信号，向所述绝缘层的 与所述焊盘的所述位置信息相对应的部分施加激光。
全文摘要
本发明公开了一种印刷电路板制造系统及其制造方法。一种制造印刷电路板的方法，包括提供包括焊盘和覆盖焊盘的绝缘层的基板；获得基板的图像；通过分析基板的图像获得焊盘的位置信息；通过去除绝缘层的与焊盘的位置信息对应的一部分来形成导通孔；以及通过用导电材料填充导通孔来形成通路，在导通孔形成中，通过结合考虑焊盘的位置信息，即使基板具有局部的或非线性的变形，该方法也提供了改进的加工符合度。改进的符合度可以允许基板设计的更大灵活性以及印刷电路板上的电路的更大集成度。
文档编号H05K3/42GK101355852SQ20081008311
公开日2009年1月28日 申请日期2008年3月3日 优先权日2007年7月25日
发明者刘己荣, 安石焕, 徐炳培, 曹淳镇, 赵贞禹 申请人:三星电机株式会社