專利名稱：以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板的制作方法，特別是指一種高密度多層電路板(multilayer circuit board)的制作方法。
通常BT樹脂是由雙順丁稀二酸酰亞胺(bismaleimide)與多功能的氰酯類(Polyfunctional cynate ester)合成而成
其中雙順丁稀二酸酰亞胺為第一分子型式(formula I)，且其Ar1可為芳香醚(aromatic ester)、苯基(phenyl group)、烷基(alkyl group)、環(huán)烷基(cycloalkyl)或其混合體；且其氰酯類分子中至少含有兩氰基(-OCN)。而第二分子型式(formula II)的雙功能氰酯類(bifunctional)N≡C-O-Ar2-O-C≡N其中Ar2可為氫(H)、苯基(phenyl group)、烷基(alkyl group)、環(huán)烷基(cycloalkyl)或其混合體，且此氰酯可經(jīng)三聚環(huán)化(cyclotrimerized)形成-三氮六環(huán)(triazine)結(jié)構(gòu)物。另外，所形成的BT樹脂可借由添加如環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、聚胺酯(polyurethane)、環(huán)胺(polyamine)及丁二烯(butadiene)等樹脂以調(diào)節(jié)其性質(zhì)。鹵素(Halogen)也可與其結(jié)合以增加其防火性能。而通常典型的BT樹脂可由二苯基甲烷(diphenylmethane)基雙順丁稀二酸酰亞胺與不同莫耳比例的2，2-雙(4-□苯基)聯(lián)苯酚(biphenol A)氰酯樹脂混合制成。
常見制作多層電路板的方法是以預(yù)浸材(prepreg)為粘著劑(adhesion)將若干單位電路薄板進(jìn)行疊合而成。美國專利第4,526,835號公開了一種借由纖維強化(fiber-reinforced)的BT基板完成多層電路板的制作方法，如

圖1所示，該方法利用BT基(BT-based)預(yù)浸材為粘著層而疊合單位電路薄板1。各單位電路薄板1包含纖維強化的BT絕緣層(insulation layer)2，且至少在BT絕緣層2的一面上設(shè)置有電路層3。兩單位電路薄板1借著預(yù)浸材4以熱鍵結(jié)(heat bonded)方式達(dá)到疊合的目的。
美國專利第4,075,757號公開了一種在兩單位電路薄板間，利用兩片纖維強化的環(huán)氧(epoxy)預(yù)浸基材作為粘著層，以疊合形成多層電路板的方法。另一美國專利第5,544,773號也公開丁應(yīng)用預(yù)浸基材作為粘著層以制造多層電路板的方法，且該專利更提出使用兩片環(huán)氧基(epoxy-based)預(yù)浸基材而非一片環(huán)氧預(yù)浸基材作為粘著層。不同的是，此專利是利用所述的兩片環(huán)氧預(yù)浸基材作為粘著層，將一片銅箔(copperfoil)和一單位的電路薄板進(jìn)行熱壓疊合，再以微影技術(shù)在銅箔層制作銅導(dǎo)線圖案，經(jīng)逐步重復(fù)此疊合過程，而最終制作出一多層電路板。
這類方法的缺點之一，是以預(yù)浸基材作為粘著層，而預(yù)浸材4中原有的樹脂將在熱鍵結(jié)時流入金屬圖案電路層3間的溝渠6內(nèi)(箭頭所指處)，如圖2所示。在這種情況下，溝渠6內(nèi)缺少纖維的樹脂將具有較高的熱膨脹系數(shù)，而使得多層電路板的可靠性惡化。另一個缺點則是在熱鍵結(jié)期間，纖維5可能未填入溝渠6內(nèi)，甚至接觸電路層3的邊角7，也將導(dǎo)致該多層電路板可靠性的惡化。這類方法的又一缺點為在某些特殊情況下，如所使用樹脂含量少的預(yù)浸材4中的樹脂填滿電路層3間的溝渠6，尤其是在上單位電路薄板1，空氣氣泡可能形成在溝渠6內(nèi)，這將導(dǎo)致抗熱性(heat-resistance)的退化，該問題在制作高電路密度的多層電路板時，將更加明顯。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題為提供一種多層電路板的制作方法，尤其是高密度與高抗熱性的多層電路板，該方法在熱鍵結(jié)之前，先覆上一BT基覆蓋層在單位電路薄板表面，在疊合多單位電路薄板時，纖維強化的BT預(yù)浸基材則作為粘著層。所述的單位薄板包含纖維強化的BT絕緣層，且至少在此絕緣層的一面設(shè)置有電路層。
本發(fā)明要解決的又一技術(shù)問題為提供一種多層電路板的制作方法，該方法以BT基樹脂化合物形成覆蓋層，該BT基覆蓋層可在熱鍵結(jié)之前，先填充在單位電路薄板表面的金屬圖案電路層間。該BT基樹脂化合物的流變性質(zhì)(rheological properties)可適當(dāng)?shù)剡x擇，其流動性在低室溫時容易掌握，但是在高溫時如80℃～100℃則具有高流動性，更容易填入單位電路層間的空隙。所述的化合物是由BT基樹脂、填充材(filler)及/或溶劑(solvent)所混合而成。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多層電路板的制作方法，所述的多層電路板是以預(yù)浸材作粘著劑，疊合若干單位電路薄板而形成，并以預(yù)浸材(prepreg)作為粘著層(adhesion layer)。所述的單位電路薄板包含一纖維強化的雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂化合物(bismaleimide triazine-based Resin composite)的絕緣層，及至少一面的圖案化導(dǎo)電層。作粘著用的預(yù)浸材也以雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂所構(gòu)成。在堆棧單位電路薄板之前，將雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂涂覆在單位電路薄板的表面，以填充金屬圖案間的空隙。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可消除預(yù)浸材表面的纖維變形現(xiàn)象及在任何兩單位電路薄板間形成氣泡(void)的現(xiàn)象，提高多層電路板的可靠度。
圖2為另一已知技術(shù)的疊合兩電路薄板所遭遇問題的示意圖。
圖3為本發(fā)明第一實施例中疊合兩單位電路薄板的示意圖。
圖4為本發(fā)明第二實施例中疊合兩單位電路薄板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5為本發(fā)明另一實施例中多層電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖3所示，首先提供單位電路薄板8、9，各單位電路薄板8或9包含有絕緣層2，該絕緣層2由雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂(bismaleimide triazine-based Resin)或其衍生的化合物所構(gòu)成。在絕緣層2的頂部和/或底部的表面設(shè)置圖案化電路層3，例如銅或鋁，上述制作方法可由一般已知技術(shù)輕易完成。其中電路層也可經(jīng)表面化學(xué)或物理性粗化，以增加對BT樹脂的粘著性，此粗化制作方法也可由一般已知的技術(shù)輕易完成。
接著用一BT基化合物10覆于單位電路薄板8、9的表面，該BT基化合物10是以如網(wǎng)印(screen printing)等方式沉積于溝渠6內(nèi)。將一預(yù)浸材4置于兩單位電路薄板8、9之間，該預(yù)浸材4為纖維強化的BT基樹脂或纖維強化的未完全反應(yīng)雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂(bismaleimidetriazine-based Resin system)。再將單位電路薄板8、9以預(yù)浸材4為粘著層進(jìn)行熱壓。經(jīng)過熱壓，在預(yù)浸材4中的樹脂固化之后，兩單位電路薄板8、9的疊合步驟即完成。
其中的兩單位電路薄板的疊合步驟也可以另一方式實施，如圖4所示，BT基化合物13也能覆蓋在單位電路薄板11、12的表面上，并形成一覆蓋層完全覆蓋在電路層3上，其覆蓋方式可由滾輪旋涂(roller coating)、網(wǎng)印(screen printing)及噴涂(spray coating)等一般方法完成。
所述的BT基化合物主要包含了(a)BT樹脂系統(tǒng)(BT resin system)、和/或(b)無機或有機填充材(filler)、和/或(c)溶劑以及其它添加料，當(dāng)然該BT基化合物也可添加各種染劑(coloring agents)，例如炭黑(CarbonBlack)或氧化鐵等。
(a)BT樹脂系統(tǒng)為一可借加入反應(yīng)稀釋劑(Reactive Dillunes)而調(diào)整其性質(zhì)的BT基樹脂，該反應(yīng)稀釋劑為具可聚合雙鍵結(jié)構(gòu)的乙烯基(vinyl-)、丙烯基(allyl-)或?；?cyloyl)分子，并可降低BT樹脂系統(tǒng)的粘滯性(viscosity)。另外，也可加入催化劑，如三乙烯雙胺(thethylenediamine)、兒茶酚(catechol)或是辛酸鋅(zinc octylate 8％Zn)等，其占BT樹脂系統(tǒng)的比例在0.01～10P.H.R.之間。
(b)填充材所述的無機填充材，是從熔硅(fused silica)、滑石(talc)、硫酸鋇、碳酸鈣、云母(mica)、炭黑(carbon Black)、氧化鈦、氧化鐵、氧化鈹、氮化鋁、氮化硅、氮化硼、碳化硅等或其混合物選出形成。所述的有機填充材，可為三聚氰胺粉末(melamine powders)與聚苯乙烯粉末(polystyrene powders)等。其中填充材占總BT基化合物的重量比在0.01～90wt％之間，最佳比例在50～85wt％，且填充材的平均粒徑在100μm以下，較佳者在10μm以下。然而一些耦合劑(couplingagent)，如甲硅耦合劑(silane)，鈦耦合劑、鋯耦合劑、鋁耦合劑等也可加入使填充材穩(wěn)定地散布。
(c)該溶劑是從N-甲基氮環(huán)戊(N-methyl pyrrolidone)、二甲烯甲酰胺(dimethylformamide)、二甲烯乙酰胺(dimethylacetamide)、四甲基脲(tetramethyl urea)、丁內(nèi)酯(butyrolactone)、丙酮(acetone)、丁酮(methylethyl ketone)、2-甲基戊酮(methyl isobutyl ketone)、環(huán)己酮(cyclohexanone)、二氯甲烷(methylene chloride)、氯乙烷(ethyl chloride)、1，2-二氯乙烷(1，2-dichloroethane)、二氧雜環(huán)己烷(dioxane)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)、乙基乙二醇(ethyl glycol)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、乙基乙二醇乙酸脂(ethyl glycol acetate)、甲基乙二醇乙酸酯(methyl glycolacetate)、二甘醇(diethylene glycol)、乙醚(diethyl ether)、一甲基醚乙酸酯(monoethyl ether acetate)、苯(benzene)、二甲基(xylene)所選出，所述溶劑可根據(jù)需要加入BT基化合物適當(dāng)?shù)亟档推湔硿?，但其重量比不可超過化合物的30wt％。
該BT基化合物的(a)BT樹脂系統(tǒng)(BT resin system)、和/或(b)無機或有機填充材(filler)、和/或(c)溶劑以及其它添加料，是用如Banbury攪拌器(Banbury mixer)、旋擠壓出機(screw extruder)、柔捏機(kneader)或熱滾(hot roll)等方式混合。該BT基樹脂化合物的流變性質(zhì)(rheologicalproperties)可適當(dāng)?shù)剡x擇，其流動性在低室溫時容易掌握，但是在高溫時如80℃～100℃則具高流動性，更容易填入各單位電路薄板導(dǎo)線間的空隙。因此如有必要，可以在各單位電路薄板疊合之前使預(yù)浸材的樹脂先部分固化，以減少樹脂流動。適用于本發(fā)明的BT基樹脂可取自日本Mitsubishi Gas Chemical公司的商業(yè)產(chǎn)品，包括BT-M355F、BF-S657或BT-S652等。
接下所述為本發(fā)明另一實施例，其為多層電路板的制作方法。如圖5所示，一多層電路板20通過七個單位電路薄板18，19，21～25疊合制成。在將所有單位電路薄板疊合以形成多層電路板20之前，先將單位電路薄板19，21疊合制成一次多層電路板26(sub-multilayer)，該次多層電路板26中已定義完成導(dǎo)電孔15，同樣在所有單位電路薄板進(jìn)行疊合之前，導(dǎo)電孔16及17也必須在單位電路薄板18及23疊合之前完成；當(dāng)然，導(dǎo)電孔的數(shù)目與位置可視實際需要決定。在導(dǎo)電孔15，16，17制成之后，所有單位電路薄板18，19，21～25依序疊合，經(jīng)熱壓之后，單位電路薄板18，19，21～25借由預(yù)浸材27鍵結(jié)在一起，再制成包含導(dǎo)電孔14的多層電路板20。
綜上所述，本發(fā)明公開一種高密度多層電路板的制作方法，該方法制作電路板的電路層間具有良好的粘著性、高抗熱性及良好的可靠度。
當(dāng)然，以上所述僅為本發(fā)明電路板結(jié)構(gòu)與制作方法的較佳實施例，并非用以限制本發(fā)明的實施范圍，任何熟悉此項發(fā)明的技術(shù)人員不違背本發(fā)明的精神所做的修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于包括以下步驟(a)提供一第一單位電路薄板；(b)在所述第一單位電路薄板的表面上形成一覆蓋底層；(c)提供一預(yù)浸基材及一第二單位電路薄板；(d)在所述第二單位電路薄板的表面上形成一覆蓋底層；(e)將所述預(yù)浸基材置于該兩單位電路薄板間；(f)用該預(yù)浸基材橋接所述的兩單位電路薄板；(g)對所述的兩單位電路薄板進(jìn)行熱壓合形成多層電路板。
2.如權(quán)利要求1所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的單位電路薄板包括一絕緣層，該絕緣層由纖維強化的雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂構(gòu)成，且所述的單位電路薄板至少一面設(shè)置有圖案化的導(dǎo)電層。
3.如權(quán)利要求1所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的預(yù)浸基材為纖維強化的未完全反應(yīng)雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂。
4.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂，是由雙順丁稀二酸酰亞胺，與具至少兩不同比例氰基的多功能性氰化酯所反應(yīng)合成的樹脂產(chǎn)物，該樹脂可借加入從環(huán)氧樹脂、聚酯胺及丁二烯所選出的樹脂而調(diào)整其性質(zhì)。
5.如權(quán)利要求2所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂可借加入反應(yīng)稀釋劑而調(diào)整其性質(zhì)，該反應(yīng)稀釋劑從具可聚合雙鍵結(jié)構(gòu)的乙烯基、丙烯基或?；肿铀x出而形成。
6.如權(quán)利要求1所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的覆蓋層由一雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂，及一占總重量0.01～90％的填充材所組成；
7.如權(quán)利要求6所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的覆蓋層還添加了一溶劑以降低粘度，而其添加量不超過總重量的30％。
8.如權(quán)利要求6所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的填充材占總重量的比例為50-85％。
9.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求8所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的填充材為一無機填充材，并從熔硅、硫酸鋇、碳酸鈣、云母、滑石、炭黑、氧化鈦、氧化鐵、氧化鈹、氮化鋁、氮化硅、氮化硼、碳化硅或其混合物所選出而形成。
10.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求8所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的填充材為一有機填充材，并從三聚氰胺粉末與聚苯乙烯粉末所選出而形成。
11.如權(quán)利要求7所述的以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法，其特征在于所述的溶劑是從N-甲基氮環(huán)戊、二甲烯甲酰胺、二甲烯乙酰胺、四甲基脲、丁內(nèi)酯、丙酮、丁酮、2-甲基戊酮、環(huán)己酮、二氯甲烷、氯乙烷、1，2-二氯乙烷、二氧雜環(huán)己烷、四氫呋喃、乙基乙二醇、乙酸乙酯、乙基乙二醇乙酸脂、甲基乙二醇乙酸酯、二甘醇、乙醚、一甲基醚乙酸酯、苯、二甲基或其混合所選出而形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以預(yù)浸基材作為粘著層制作多層電路板的方法。所述的多層電路板是由若干單位電路薄板堆棧組成，并以預(yù)浸材作為粘著層。所述的單位電路薄板由一纖維強化的雙順丁烯二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂絕緣層，與至少一面的圖案化導(dǎo)電層所共同組成。所述的預(yù)浸材也由雙順丁烯二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂構(gòu)成。在堆棧單位電路薄板之前，將雙順丁烯二酸酰亞胺/三氮阱復(fù)合樹脂沉積在單位電路薄板的表面，以填充金屬圖案間的空隙。其優(yōu)點在于可消除預(yù)浸材表面的纖維突出及任何兩單位電路薄板間形成空隙的現(xiàn)象，該方法制作出的多層電路板具有優(yōu)良的粘著性及高抗熱性，并提供良好的可靠度。
文檔編號B32B15/08GK1434674SQ01138
公開日2003年8月6日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者董一中, 許詩濱 申請人:全懋精密科技股份有限公司