印刷电路板结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种印刷电路板结构，其包含多个相互层叠的电路层板。各电路层板包含环氧树脂板体与纤维织物。纤维织物被环氧树脂板体完全包覆其中。最外层的两个相对电路层板的环氧树脂板体的外表面皆具有金属焊垫，且此两个环氧树脂板体皆不内含该填充物颗粒。
【专利说明】印刷电路板结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及ー种印刷电路板。
【背景技术】
[0002]一般印刷电路板是由内含強化玻璃纤维的环氧树脂(epoxy resin)所构成。然而，随着电子エ业中集成电路微小化的趋势，环氧树脂经常在许多现代高速元件的高热和电气的作用上却不如预期，需要更注重印刷电路板的热膨胀系数和耐热性能的控制，以及环氧树脂与印刷电路板的焊垫的结合情況。例如，当环氧树脂与印刷电路板的焊垫的结合强度不够时，将可能导致印刷电路板上产生裂痕以及导致焊垫自印刷电路板脱离。
[0003]由此可见，上述现有的印刷电路板显然仍存在上述不便与缺陷而有进ー步改良的空间。因此，如何能有效地解决上述不便与缺陷，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域亟需改进的目标。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供ー种印刷电路板结构，用以保持适当的印刷电路板的热膨胀系数和耐热性能，又可提高环氧树脂与印刷电路板的焊垫的结合强度。
[0005]为达上述目的，本发明依据ー实施方式所提供的印刷电路板结构包含多个相互层叠的电路层板。各电路层板包含一环氧树脂板体与一被环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物。介于任两个电路层板之间的ー电路层板的环氧树脂板体更内含填充物颗粒。此些相互层叠的电路层板中，最外层的两个相对电路层板的环氧树脂板体内都不含填充物颗粒。
[0006]本发明依据此实施方式另提供ー种印刷电路板结构。此印刷电路板结构包含两个相対的最外层电路层板与叠设于该两个最外层电路层板之间的一中间层。各最外层电路层板包含一环氧树脂板体与一被该环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物。中间层包含至少一电路层板。各电路层板包含一环氧树脂板体、一被环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物与分布于环氧树脂板体内的填充物颗粒。其中最外层电路层板与中间层之中，仅有中间层的电路层板的环氧树脂板体内含有填充物颗粒。
[0007]本发明依据此实施方式另提供ー种印刷电路板结构。印刷电路板结构包含两个相对的最外层电路层板与至少一中间电路层板。各个最外层电路层板包含一环氧树脂板体、一被环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物及多个填充物颗粒。此些填充物颗粒是依据一第一重量百分比而被分布于环氧树脂板体内。第一重量百分比大于等于零。中间电路层板叠设于此两个最外层电路层板之间。中间电路层板包含一环氧树脂板体、一被环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物及多个填充物颗粒。此些填充物颗粒是依据一第二重量百分比而被分布于环氧树脂板体内。第二重量百分比大于第一重量百分比。
[0008]综上所述，本发明印刷电路板结构通过控制最外层电路层板与中间电路层板的环氧树脂板体内的填充物颗粒的多寡，来使中间电路层板保持适当的印刷电路板的热膨胀系数和耐热性能，却又能使最外层电路层板的环氧树脂与印刷电路板的焊垫具有较佳的结合強度，进而提高印刷电路板的使用寿命与工作性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下:
[0010]图1为本发明印刷电路板结构于第一实施例中的局部剖视图；
[0011]图2为本发明印刷电路板结构于第二实施例中的局部剖视图；
[0012]图3为依据本发明印刷电路板结构的第一实施例，对环氧树脂板体中添加重量百分比为15%的填充物颗粒与不添加填充物颗粒后，对于焊垫与环氧树脂板体的结合强度比较图。
[0013]主要元件符号说明
[0014]100、101:印刷电路板结构
[0015]200:第一电路层板
[0016]200T:第一厚度
[0017]210:第一环氧树脂板体
[0018]220:第一纤维织物
[0019]230:第一填充物颗粒
[0020]3OO:第二电路层板
[0021]300T:第二厚度
[0022]310:第二环氧树脂板体
[0023]320:第二纤维织物
[0024]330:第二填充物颗粒
[0025]400:金属焊垫500:焊球
[0026]600:金属印刷线路
[0027]700:外漆层
[0028]800:导体图案
[0029]G:纤维织物表面至环氧树脂板体外表面的最小距离
[0030]P:掺于环氧树脂板体内的填充物颗粒的重量百分比
【具体实施方式】
[0031]以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如熟悉此技术的人员在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
[0032]由于发明人发现印刷电路板的电路层板的环氧树脂内添加适量的填充物颗粒后，可降低印刷电路板的环氧树脂的热膨胀系数、提高印刷电路板的环氧树脂的耐热性能，以及改善印刷电路板的环氧树脂的韧性(Toughness )。
[0033]然而，发明人也发现上述添加的填充物颗粒于环氧树脂中，却使环氧树脂与其表面的焊垫间的结合强度降低。如此，本发明印刷电路板结构通过控制最外层电路层板与中间电路层板的环氧树脂板体内的填充物颗粒的多寡，而维持中间电路层板内具有适量的填充物颗粒，来使中间电路层板保持适当的印刷电路板的热膨胀系数和耐热性能，却又能使最外层电路层板的环氧树脂与印刷电路板的焊垫具有较佳的结合强度，进而提高印刷电路板的使用寿命与工作性能。
[0034]请參阅图1所示。图1为本发明印刷电路板结构100于第一实施例中的局部剖视图。
[0035]本发明提供ー种印刷电路板结构100。此印刷电路板结构100包含多个相叠设的电路层板，如至少ー第一电路层板200与两个第二电路层板300。此些第二电路层板300分别位于此印刷电路板结构100的两个相对最外层，故，此些第二电路层板300可称「最外层电路层板」。第一电路层板200叠设于此两个第二电路层板300之间，使得第一电路层板200可称「中间电路层板」。
[0036]被夹合于此两个第二电路层板300之间的任一第一电路层板200都可被视为介于任两个电路层板之间的电路层板。此外，第一电路层板200的总厚度，例如，第一厚度200T，不小于任一第二电路层板300的厚度，例如，第二厚度300T，然而，本发明不限于此。
[0037]具体来说，第一电路层板200包含一第一环氧树脂板体210、第一纤维织物220与多个第一填充物颗粒230。第一环氧树脂板体210为由环氧树脂(epoxy)所成型的实心板体。第一纤维织物220为多个纤维束由经向与纬向所交互编织而成，且第一纤维织物220被完全埋覆(包覆)于第一环氧树脂板体210中，以供补强第一电路层板200的结构强度。
[0038]此实施例中，第一纤维织物220，例如玻璃纤维、碳纤维、克维拉纤维等其他可供制成印刷电路板的材料纤维，然而，本发明不限于此。此些第一填充物颗粒230分布于第一环氧树脂板体210内，且分布于第一纤维织物220的周围，以便降低第一电路层板200的热膨胀系数、提高第一电路层板200的耐热性能以及改善其环氧树脂的韧性。此些第一填充物颗粒230依据一重量百分比而适量地被分布于第一环氧树脂板体210内。此些第一填充物颗粒230彼此间的大小、体积、口径与分布密度并非全部一致，然而，本发明不限于此。
[0039]上述此些第一、ニ填充物颗粒230、330的重量百分比(X% )的定义是指:每100个重量単位的环氧树脂中具有X个重量単位的此些第一、ニ填充物颗粒230、330。
[0040]第一填充物颗粒230可分为有机填充物颗粒或无机填充物颗粒。无机填充物颗粒的材质例如可为ニ氧化硅(例如球形硅微粉)或氢氧化铝等等，然而，本发明不限于此。有机填充物颗粒的材质为橡胶等等，然而，本发明不限于此。
[0041]各第二电路层板300包含一第二环氧树脂板体310、一或多个金属焊垫400 (如球栅列阵，ball grid array, BGA)、一或多个金属印刷线路600、第二纤维织物320与多个第ニ填充物颗粒330。第二环氧树脂板体310为由环氧树脂(epoxy)所成型的实心板体。金属焊垫400结合于各第二电路层板300的环氧树脂板体310的外表面，用以焊接ー焊球500(solder ball)。金属印刷线路600结合于各第二电路层板300的环氧树脂板体310的外表面，可被外漆层700 (如绿漆)所覆盖。第二纤维织物320为多个纤维束由经向与纬向所交互编织而成，且第二纤维织物320被完全埋覆(包覆)于第二环氧树脂板体310中，故，第ニ纤维织物320的表面(如最外侧的纤维束)至第二环氧树脂板体310外表面仍存在一最小距离G，以供补强第二电路层板300的结构强度。此实施例中，第二纤维织物320，例如玻璃纤维、碳纤维、克维拉纤维等其他可供制成印刷电路板的材料纤维，然而，本发明不限于此。
[0042]此些第二填充物颗粒330分布于第二环氧树脂板体310内，且分布于第二纤维织物320的周围，以便降低第二电路层板300的热膨胀系数、提高第二电路层板300的耐热性能以及改善其环氧树脂的韧性。
[0043]相比较于此些第一填充物颗粒230所添加的重量百分比，此些第二填充物颗粒330依据另一重量百分比而被寡量地分布于第二环氧树脂板体310内，换句话说，此些第二填充物颗粒330的重量百分比小于此些第一填充物颗粒230的重量百分比。第二填充物颗粒330可分为有机填充物颗粒或无机填充物颗粒。无机填充物颗粒的材质例如可为ニ氧化硅(例如球形硅微粉)或氢氧化铝等等，然而，本发明不限于此。有机填充物颗粒的材质为橡胶(例如橡胶微粒)等等，然而，本发明不限于此。此些第二填充物颗粒330彼此间的大小、体积、口径与分布密度并非全部一致，然而，本发明不限于此。
[0044]需说明的是，此实施例中，第二电路层板300与第一电路层板200中，都内含有填充物颗粒230、330，只是各第二电路层板300的环氧树脂板体310内的填充物颗粒330的总数量、总体积或分布密度较第一电路层板200中的填充物颗粒230的总数量、总体积或分布密度来的小，使得各金属焊垫400与第二电路层板300的环氧树脂板体310的外表面接触吋，其环氧树脂与金属焊垫400之间具有较佳的结合强度，进而提高印刷电路板300的使用寿命与工作性能。
[0045]此外，第一电路层板200与任一第二电路层板300之间、或者第一电路层板200的任两个相邻层之间都会叠设有一导体图案800。此些导体图案800彼此电连接，且接通此两个第二电路层板300的两个相对外表面上的此些金属焊垫400或/及金属印刷线路600。
[0046]请參阅图2所示。图2为本发明印刷电路板结构101于第二实施例中的局部剖视图。
[0047]本发明提供ー种印刷电路板结构101。印刷电路板结构101与图2的印刷电路板结构100的差别在于印刷电路板结构101仅有叠设于此两个第二电路层板300之间的第一电路层板200的环氧树脂板体210内含有填充物颗粒230，最外侧的此两个第二电路层板300的环氧树脂板体310内完全不含有填充物颗粒。
[0048]如此，由于最外侧的此两个第二电路层板300的环氧树脂板体310内完全不含有填充物颗粒，各金属焊垫400 —面的所有面积可完全与第二电路层板300的环氧树脂板体的外表面接触，以致维持环氧树脂与金属焊垫400之间具有较佳的结合强度，进而提高印刷电路板的使用寿命与工作性能。
[0049]请參阅图1?图3所示。图3为依据本发明印刷电路板结构100、101，对环氧树脂板体中添加重量百分比为15%的填充物颗粒与不添加填充物颗粒后，对于焊垫与环氧树脂板体的结合强度比较图。
[0050]图3的纵轴座标代表金属焊盘与环氧树脂板体的结合强度，単位为牛顿(N)、横轴为四种不同參数设置，每个參数设置中安排有两种环境变数(G-P)，其中G代表最外层电路层板的纤维织物表面至环氧树脂板体外表面的最小距离，単位为微米(um)、P代表掺于环氧树脂板体内的填充物颗粒的重量百分比(％ )。
[0051 ] 举例来说，最左边的ー參数设置“ 15-0”中的数字“ 15”代表第二电路层板300的第二纤维织物320覆盖环氧树脂的厚度，亦即第二电路层板300的第二纤维织物320表面至第二环氧树脂板体310外表面的最小距离G ;“0”代表掺于环氧树脂板体内的填充物颗粒的重量百分比，亦即第二电路层板300的第二环氧树脂板体310内并无任何填充物颗粒。[0052]如此，由图可知，最左边的两个參数设置中，同样是G=15微米(um)的条件下，P=15%的第二电路层板300所测试出金属焊盘与环氧树脂板体的结合强度(约520N)反而小于P=O的第二电路层板300所测试出金属焊盘与环氧树脂板体的结合强度(约590N)。
[0053]故，较佳地，如图2所示，本发明印刷电路板结构101中最外层电路层板的环氧树脂板体内不掺任何的填充物颗粒(P=O);次佳地，如图1所示，本发明印刷电路板结构100中最外层电路层板的环氧树脂板体内所掺的填充物颗粒介于0?15%之间，但小于中间层(即第一环氧树脂板体210)所掺的填充物颗粒的重量百分比。
[0054]此外，又由图可知，最左边的第二个与第三个參数设置中，尽管參数设置为G=15微米(um)、P=15%的第二电路层板300所测试出金属焊盘与环氧树脂板体的结合强度(约520N)仍略小于G=3微米(um)、P=0%的第二电路层板300所测试出金属焊盘与环氧树脂板体的结合强度(约530N)。故，由以上可知，填充物颗粒的存在的却会降低第二电路层板300的金属焊盘与环氧树脂板体的结合强度。
[0055]综上所述，本发明印刷电路板结构通过控制最外层电路层板与中间电路层板的环氧树脂板体内的填充物颗粒的多寡，来使中间电路层板保持适当的印刷电路板的热膨胀系数和耐热性能，却又能使最外层电路层板的环氧树脂与印刷电路板的焊垫具有较佳的结合強度，进而提高印刷电路板的使用寿命与工作性能。
[0056]本发明所揭露如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
【权利要求】
1.ー种印刷电路板结构，包含多个相互层叠的电路层板，每ー该些电路层板包含环氧树脂板体与被该环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物，其中介于任两个该些电路层板之间的该一电路层板的该环氧树脂板体更内含填充物颗粒，其特征在于: 该些相互层叠的电路层板中，最外层的两个相对电路层板的该些环氧树脂板体的两个相对外表面具有金属焊垫，且该两个电路层板的该些环氧树脂板体皆不内含该填充物颗粒。
2.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其中该些相互层叠的电路层板中，任两个相邻的该些电路层板之间叠设有一导体图案，该些导体图案电连接该些焊垫。
3.—种印刷电路板结构,包含: 两个相対的最外层电路层板，每ー该些最外层电路层板包含环氧树脂板体、金属焊垫与纤维织物，其中该金属焊垫结合于该环氧树脂板体的外表面，该纤维织物被该环氧树脂板体完全包覆其中；以及 中间层，包含至少ー电路层板，叠设于该两个最外层电路层板之间，每ー该电路层板包含环氧树脂板体、被该环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物与分布于该环氧树脂板体内的填充物颗粒， 其中该两个最外层电路层板与该中间层中，仅有该中间层的该至少一电路层板的该环氧树脂板体内含有填充物颗粒。
4.如权利要求3所述的印刷电路板结构，其中该填充物颗粒的材质为两个氧化硅、氢氧化铝或橡胶。
5.如权利要求3所述的印刷电路板结构，其中该中间层的厚度不小于任一该两个最外层电路层板的厚度。
6.如权利要求3所述的印刷电路板结构，其中每ー该些金属焊垫的一面完全接触该环氧树脂板体的该外表面。
7.—种印刷电路板结构,包含: 两个相対的最外层电路层板，每ー该些最外层电路层板包含一环氧树脂板体； 金属焊垫，结合于该环氧树脂板体的一外表面； 纤维织物，被该环氧树脂板体完全包覆其中；以及 多个填充物颗粒，该些填充物颗粒依据ー第一重量百分比而被分布于该环氧树脂板体内，其中该第一重量百分比大于零；以及 至少一中间电路层板，叠设于该两个最外层电路层板之间，包含环氧树脂板体、被该环氧树脂板体完全包覆其中的纤维织物及多个填充物颗粒，该些填充物颗粒是依据一第二重量百分比而被分布于该环氧树脂板体内，其中该第二重量百分比大于该第一重量百分比。
8.如权利要求7所述的印刷电路板结构，其中该无机填充物颗粒的材质为ニ氧化硅、氢氧化铝或橡胶。
9.如权利要求7所述的印刷电路板结构，其中该中间电路层板的厚度不小于任ー该两个最外层电路层板的厚度。
10.如权利要求7所述的印刷电路板结构，其中该第一重量百分比介于0?15%。
【文档编号】H05K1/03GK103596359SQ201210286911
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2012年8月13日
【发明者】王见, 吴金昌, 杨芳 申请人:广达电脑股份有限公司, 达丰(上海)电脑有限公司