優(yōu)先權要求

本申請要求2014年12月23日提交的美國臨時申請第62/096011號和2014年12月24日提交的美國臨時申請第62/096817號的優(yōu)先權。

各種特征涉及層壓板結構，并且更具體地涉及一種在薄層壓板結構內(nèi)形成孔塞的方法。

背景技術：

層壓板結構(諸如，印刷電路板)通常通過首先層壓具有另外的外部片/層和/或其他子復合結構的子復合結構來制備?？梢栽谧訌秃衔飪?nèi)形成(例如，鉆出)一個或更多個孔，以用于過孔。當層壓板變得更薄且孔在直徑上變得更大時，使用傳統(tǒng)的填孔材料和處理是不充分的。

因此，需要的是一種以高效且成本有效的方式在薄層壓板結構中創(chuàng)建孔塞的方式。

技術實現(xiàn)要素：

第一方面提供了一種用于在層壓板結構中形成孔塞的方法。形成層壓板結構，該層壓板結構至少包括電介質層和在電介質層的第一側上的第一導電箔。在層壓板結構中形成未刺穿孔或盲孔(unpiercedorblindhole)，所述未刺穿孔或盲孔從電介質層的第二側朝向第一導電箔延伸且至少部分穿過電介質層，所述孔具有小于10:1的孔深與孔直徑縱橫比。在另一個示例中，孔縱橫比(例如，孔深與孔直徑比)小于3:1。在又一個示例中，孔縱橫比可以小于1:1。然后可以在孔中沉積過孔填充油墨(viafillink)。然后，使過孔填充油墨干燥和/或固化，以形成孔塞。

層壓板結構還可以包括在電介質層的第二側上的第二導電箔，其中，孔刺穿第二導電箔。另外，層壓板結構還可以包括在第二導電箔上的一次性層(disposablelayer)。

然后，可以利用層壓板結構形成多層印刷電路板。

另外，可以穿過孔塞材料(holepluggedmaterial)形成鍍制通孔?？卓梢岳镁哂械扔诨虼笥?25度的頂角(pointangle)的鉆頭來形成。

在一個情況下，孔可以利用具有等于或大于155度的頂角的鉆頭來形成。即，孔可以具有底部，該底部具有頂角等于或大于155度的角。以這種方式，鉆頭可以被構造為在孔內(nèi)形成經(jīng)修整的底角部(trimmedbottomcorner)。孔的底部在經(jīng)修整的底角部之間可以為平坦的(即，不是點)。

在一些示例中，過孔填充油墨可以由以下方式中的至少一個來沉積：(a)絲網(wǎng)印刷、(b)模版印刷或(c)將過孔填充油墨擠壓到孔中。在一些情況下，過孔填充油墨沉積通過真空來輔助。在又一些情況下，過孔填充油墨可以在真空室中脫泡(例如，在固化之前)。

在一些情況下，過孔填充油墨可以在烤爐(oven)內(nèi)被干燥和/或固化。在一些實施方案中，真空干燥和熱固化工藝可以同時執(zhí)行以使過孔填充油墨固化。

在一些實施方案中，第一導電箔可以具有12盎司或更小、2盎司或更小或1盎司或更小的厚度。在其他實施方案中，電介質層可以具有20密耳或更小、16密耳或更小或12密耳或更小的厚度。

孔塞可以由阻鍍劑或防止金屬鍍制的材料制成。

第二方面提供一種具有孔塞的層壓板結構。層壓板結構可以至少包括電介質層和在電介質層的第一側上的第一導電箔。在層壓板結構中的未刺穿孔或盲孔可以從電介質層的第二側朝向第一導電箔延伸，所述孔具有小于10:1的孔深與孔直徑縱橫比。過孔填充油墨可以被沉積在孔中，以形成孔塞。層壓板還可以包括第二導電箔，其中，孔刺穿第二導電箔。多個導電層和電介質層聯(lián)接(couple)到層壓板結構，以形成多層印刷電路板。

另外，層壓板結構可以包括穿過孔塞材料的鍍制通孔(platedthroughhole)。在各種示例中，孔縱橫比可以為3:1或更小或1:1或更小?？卓梢跃哂薪?jīng)修整的底角部。在一個示例中，過孔的經(jīng)修整的底角部可以具有等于或大于125度的頂角。在另一個示例中，過孔的經(jīng)修整的底角部可以具有等于或大于155度的頂角。

在一些情況下，第一導電箔可以具有12盎司或更小、2盎司或更小或3微米或更小的厚度。在其他情況下，電介質層可以具有20密耳或更小、16密耳或更小或12密耳或更小的厚度。

孔塞可以為阻鍍劑或防止金屬鍍制的材料。

第三方面提供了一種用于在層壓板結構中形成孔塞的方法?？梢孕纬蓪訅喊褰Y構，該層壓板結構包括電介質層、在電介質層的第一側上的第一導電箔以及在電介質層的第二側上的第二導電箔?？梢詫Φ诙щ姴M行掩模并蝕刻，以在第二導電箔上形成暴露電介質層的一部分的開口。可以穿過層壓板結構的暴露部分進行激光鉆孔，以形成未刺穿孔或盲孔，該未刺穿孔或盲孔朝向第一導電箔延伸，并且至少部分穿過電介質層，孔具有小于10:1的孔深與孔直徑縱橫比。在孔中沉積過孔填充油墨并固化，以形成孔塞?？卓梢源檀┑诙щ姴?。

層壓板結構可以包括在第二導電箔上的一次性層。

附圖說明

圖1例示了具有填充過孔的未刺穿層壓板結構的構造的截面圖。

圖2是例示了用于形成具有孔塞的未刺穿薄層壓板結構的方法的流程圖。

圖3例示了具有激光鉆出填充過孔的未刺穿層壓板結構的構造的截面圖。

圖4是用于形成具有孔塞的薄層壓板結構的方法的流程圖。

圖5例示了根據(jù)圖1和圖2的、可以用于孔的示例性鉆頭。

具體實施方式

在以下描述中，給出具體細節(jié)，以提供本公開的各種方面的徹底理解。然而，本領域普通技術人員將理解，所述方面可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。例如，電路(circuit)可以在框圖中示出，以便避免在不必要的細節(jié)中使所述方面模糊。在其他情況下，為了不使本公開的方面模糊，可以不詳細示出周知電路、結構以及技術。

詞語“示例性的”在這里用于意指“充當示例、實例或例示”。這里被描述為“示例性的”的任何實施方案或方面不是必須被解釋為比本公開的其他方面優(yōu)選或有利。同樣地，術語“方面”不需要本公開的所有方面包括所討論的特征、優(yōu)點或操作模式。

具有填充過孔的示例性未刺穿薄層壓板結構

圖1例示了具有填充過孔的未刺穿層壓板結構100的構造的截面圖。在第一階段(階段a)，可以通過包括夾在第一導電層或箔106(例如，銅箔)和/或第二導電層或箔104之間的電介質層102來形成層壓板結構100。雖然例示了雙面層壓板100，但還預期使用單面層壓板(即，一個電介質層和一個導電層或箔)和/或未覆層層壓板。在一個示例中，第一導電層或箔106和第二導電層或箔104可以從常見可用的銅箔厚度(例如，近似在12oz(近似420微米厚或更小)與3微米厚或更小之間)選擇。在一個示例中，電介質層102可以具有20密耳或更小的厚度。

在第二階段(階段b)，可以使用鉆頭108來形成穿過第二導電層或箔104和電介質層102的未刺穿或盲孔110，但不鉆穿或僅部分鉆穿第一導電層或箔106。為了在不刺穿第一導電層或箔106的情況下制作至少穿過第二導電層或箔104的未刺穿孔或盲孔110，鉆頭頂角可以等于或大于125度。另選地，所用鉆頭可以具有離層壓板結構100的表面或鉆孔深度的深度傳感器。在又一個實施方案中，鉆頭可以具有感測鉆頭何時接觸第一導電層或箔和/或第二導電層或箔的傳感器。

在第三階段(階段c)，在未刺穿層壓板結構100中形成孔110。注意，因為使用薄層壓板100，所以孔深與孔直徑的縱橫比可以為10:1或更小、5:1或更小、4：1或更小、3:1或更小、2:1或更小、1:1或更小、1:2或更小、1：3或更小或1:10或更小。例如，如果孔深可以為100微米深且孔直徑可以為1毫米寬，那么縱橫比(即，孔深與孔直徑比)可以為1:10或0.1。傳統(tǒng)過孔填充油墨和孔填料機(holefillermachine)被設計為與具有5:1或更高縱橫比的通孔一起工作。

在第四階段(階段d)，使用孔填料機將過孔填充油墨112(或類似粘度的其他類似地過孔填充材料)沉積到孔110中。在一個示例中，孔填料機可以以防止過孔填充油墨中的氣泡的真空輔助的處理為特征。一旦插入孔110中，則過孔填充油墨112可以形成孔塞。在一個示例中，過孔填充油墨112可以為阻鍍劑材料。根據(jù)各種方法，過孔填充油墨112可以通過絲網(wǎng)印刷或模版印刷、由油墨分散器、由在表面上的擠入而被沉積在孔110中，并且這些處理可以通過真空來輔助。在一些實施方案中，可以利用一次性層來制備被形成在層壓板基板100表面上的過孔，使得在過孔填充油墨被沉積在孔110中之后，可以去除一次性層，以清潔層壓板結構100的表面。

由于孔深與孔直徑的低縱橫比(例如，10:1或更小、5：1或更小、4:1或更小、3:1或更小、2:1或更小、1:1或更小、1：2或更小或1:10或更小的縱橫比)。應當注意，傳統(tǒng)過孔填充材料可能無法適當?shù)靥畛淇?10，并且傳統(tǒng)填料機可能為孔塞中氣泡的原因。在所提出的方法中，使用適當粘性和觸變性能制備的過孔填充油墨，以允許它流入孔110中且填充孔110。在各種示例中，過孔填充油墨112可以具有25攝氏度下100-10000十分之一帕斯卡-秒(decipascal-second)(dps-s)、25攝氏度下200-1000十分之一帕斯卡-秒(dps-s)以及25攝氏度下200-500十分之一帕斯卡-秒(dps-s)等的粘度。觸變指數(shù)、靜態(tài)粘度與動態(tài)粘度的比可以為2或更大(優(yōu)選地為3或更大)。在一些實施方案中，過孔填充油墨112還可以為可絲網(wǎng)印刷的、可模版印刷的和/或可擠壓填充的。油墨填料機可以以真空輔助和/或加熱器為特征以防止油墨中的氣泡。

在隨后的電鍍處理期間，如果過孔填充油墨是阻鍍劑材料，則過孔填充油墨112可以防止導電材料被電鍍在第一導電層或箔106與第二導電層或箔104之間。

過孔填充油墨112可以被固化或半固化。真空干燥工藝可以在過孔填充油墨112熱固化工藝之前應用?？梢栽谡婵崭稍锲陂g應用熱量，以幫助過孔填充油墨脫泡。例如，可以真空干燥用溶劑112制作的過孔填充油墨。在一個示例中，真空干燥條件可以為360毫米汞柱(mmhg)或更小、或150mmhg或更小的壓力達設定壓力下大于30秒的時間長度或設定壓力下大于90秒的時間長度。或者熱量可以被施加到過孔填充油墨，以便固化。真空和熱固化工藝可以被同時執(zhí)行，以執(zhí)行過孔填充油墨的脫泡和固化。

在可選的第五階段(階段e)，可以將層壓板結構100添加或層壓到在層壓板結構100的一側或兩側上的另外層120和122(諸如，具有半固化片的一個或更多個核心結構和/或另外的層壓板結構)上，以形成多層結構130。在一個示例中，另外的層壓板結構可以包括電介質層和導電層或箔。導電層(例如，導電箔)可以被形成圖案以形成電路徑或跡線(trace)。

在可選的第六階段(階段f)，可以穿過多層結構130(包括穿過過孔填充油墨112)鉆出通孔124。通孔124的直徑可以小于所形成的第一孔110和或過孔填充油墨112的直徑。然后，例如可以通過將平板放置于晶種浴(seedbath)中、然后浸入化學鍍銅浴(electrolesscopperbath)中、然后電解電鍍(electrolyticplating)來對通孔124進行電鍍。

圖2是例示用于形成具有過孔填充孔塞的未刺穿薄層壓板結構的方法的流程圖。形成層壓板結構，該層壓板結構至少包括電介質層和在電介質層的第一側上的第一導電箔202。

在層壓板結構中形成未刺穿孔或盲孔，該未刺穿孔或盲孔朝向第一導電箔延伸且至少部分穿過電介質層，孔具有小于10:1的孔深與孔直徑縱橫比204?？v橫比(即，孔深與孔直徑的)例如可以為10:1或更小、5：1或更小、4:1或更小、3:1或更小、2:1或更小、1:1或更小、1：2或更小或1:10或更小。在一個示例中，使用鉆頭來形成孔，鉆頭具有等于或大于125度或更多或155度或更多的頂角。然后，可以在孔中沉積過孔填充油墨206。可以使過孔填充油墨干燥和/或固化以形成孔塞208。隨后，可以穿過孔塞材料形成鍍制通孔。孔塞可以為阻鍍劑或防止金屬鍍制的材料。

另外，層壓板結構還可以包括在電介質層的第二側上的第二導電箔，其中，孔刺穿第二導電箔。在一個示例中，層壓板結構還可以包括在第二導電箔上的一次性層。在一個實施方案中，可以利用層壓板結構形成多層印刷電路板。

在一個實施方案中，孔可以利用具有等于或大于125度的頂角的鉆頭來形成。另選地，孔可以利用具有等于或大于155度的頂角的鉆頭來形成。鉆頭可以被構造為在孔內(nèi)形成經(jīng)修整的底角部。

在一個示例中，過孔填充油墨可以由以下方式中的至少一個來沉積：(a)絲網(wǎng)印刷、(b)模版印刷或(c)將過孔填充油墨擠壓到孔中。

在一些實施方案中，過孔填充油墨可以通過真空(在真空室中)來輔助，以使過孔填充油墨脫泡(即，從過孔填充油墨去除氣泡)。

過孔填充油墨的干燥和/或固化例如可以在烤爐內(nèi)進行。

在一個示例中，同時進行熱固化處理。

在各種實施方案中，第一導電箔可以具有12盎司或更小、2盎司或更小或1盎司(oz)或更小的厚度。

在一些實施方案中，電介質層可以具有20密耳或更小、16密耳或更小或12密耳或更小的厚度。

具有激光鉆出的填充過孔的示例性未刺穿薄層壓板結構

圖3例示了具有激光鉆出填充過孔的未刺穿層壓板結構300的構造的截面圖。在第一階段(階段a)，可以通過包括夾在第一導電層或箔306(例如，銅箔)和/或第二導電層或箔304之間的電介質層302來形成層壓板結構300。雖然例示了雙面層壓板300，但還預期使用單面層壓板(即，一個電介質層和一個導電層或箔)和/或未覆層層壓板。在一個示例中，第一導電層或箔306和第二導電層或箔304可以從常見可用的銅箔厚度(例如，近似地12oz(420微米)厚或更小、2oz(70微米)厚或更小、或1oz(35微米)厚或更小)選擇。在一個示例中，電介質層302可以具有20密耳或更小(例如，16密耳或更小、12密耳或更小、8密耳或更小)的厚度。

在第二階段(階段b)，可以通過化學蝕刻劑的蝕刻工藝或激光摩擦實現(xiàn)敷形掩模形成工藝，以在第二導電層或箔304上形成暴露電介質層302的開口308。

在第三階段(階段c)，可以使用激光鉆孔來形成穿過層壓板結構300的電介質層302的未刺穿孔或盲孔310。在一些示例中，激光器可以為co2激光器、uv激光器、或復雜co2和uv激光器。如果激光孔徑對于孔尺寸不足夠，則可以使用常見的開孔方法。激光鉆孔將通過相鄰的銅箔來停止，并且它使得孔為未刺穿的或盲的。

在第四階段(階段d)，使用孔填料機將過孔填充油墨312(或類似粘度的其他類似地過孔填充材料)沉積到孔310中。在一個示例中，孔填料機可以以真空輔助處理為特征以防止過孔填充油墨中的氣泡。一旦插入孔310中，則過孔填充油墨312可以形成孔塞。在一個示例中，過孔填充油墨312可以為阻鍍劑材料。根據(jù)各種方法，過孔填充油墨312可以通過絲網(wǎng)印刷或模版印刷、通過油墨分散器、通過在表面上的擠入來沉積在孔310中，并且這些處理可以通過使用真空來輔助。在一些實施方案中，可以利用一次性層來制備過孔被形成穿過的層壓板基板300的表面，使得在過孔填充油墨312被沉積在孔310中之后，可以去除一次性層，以清潔層壓板結構300的表面。

由于孔深與孔直徑的低縱橫比(例如，10:1或更小、5：1或更小、4:1或更小、3:1或更小、2:1或更小、1:1或更小、1：2或更小或1:10或更小的縱橫比)，傳統(tǒng)的過孔填充材料和/或處理不能很好地工作。

應當注意，傳統(tǒng)/較厚的過孔填充材料無法適當填充孔310，并且傳統(tǒng)填料機可能為孔塞中氣泡的原因。這里，使用適當?shù)恼承院陀|變性能制備的過孔填充油墨，以允許它流入孔310中且填充孔310。在各種示例中，過孔填充油墨312可以具有25攝氏度下100-10000十分之一帕斯卡-秒(dps-s)、25攝氏度下200-1000十分之一帕斯卡-秒(dps-s)和/或25攝氏度下200-500十分之一帕斯卡-秒(dps-s)等的粘度。在一些實施方案中，過孔填充油墨312還可以為可絲網(wǎng)印刷的、可模版印刷的和/或可擠壓填充的。油墨填料機可以以真空輔助和/或加熱器為特征，以防止油墨中的氣泡。

在隨后電鍍處理期間，如果過孔填充油墨是阻鍍劑材料，則過孔填充油墨312可以防止導電材料被電鍍在第二導電層或箔304與第一導電層或箔306之間。

然后，可以使過孔填充油墨312固化或半固化。真空干燥工藝可以在過孔填充油墨312熱固化工藝之前應用。熱量可以在真空干燥期間被施加，以輔助過孔填充油墨脫泡。例如，可以使過孔填充油墨312真空干燥。在一個示例中，真空干燥條件可以為360毫米汞柱(mmhg)或更小、或150mmhg或更小的壓力達設定壓力下大于30秒的時間長度或設定壓力下大于90秒的時間長度。過孔填充油墨可以被施加熱量，以便將來固化。真空干燥和熱固化工藝可以同時進行。

在可選的第五階段(階段e)，可以將層壓板結構300添加或層壓到在層壓板結構300的一側或兩側上的另外層320和322(諸如，核心結構和/或另外的層壓板結構)上，以形成多層結構330。在一個示例中，另外的層壓板結構可以包括電介質和導電層或箔。導電層(例如，導電箔)可以被形成圖案以形成電路徑或跡線。

在可選的第六階段(階段f)，可以穿過多層結構330(包括穿過過孔填充油墨312)鉆出通孔324。通孔324的直徑可以小于所形成的第一孔310和/或過孔填充油墨312的直徑。在一個示例中，然后，例如可以通過將平板置于晶種浴中、然后浸入化學鍍銅浴中、然后電解電鍍來對通孔324進行電鍍。

圖4是例示了用于形成具有填充孔塞的薄層壓板結構的方法的流程圖。形成層壓板結構，該層壓板結構包括電介質層、在電介質層的第一側上的第一導電箔以及在電介質層的第二側上的第二導電箔402。然后，可以部分去除(例如，掩模并蝕刻)第二導電箔，以在第二導電箔上形成暴露電介質層的一部分的開口404。然后，可以對層壓板結構的暴露部分進行激光鉆孔，以形成未刺穿孔或盲孔，該未刺穿孔或盲孔朝向第一導電箔延伸，并且至少部分穿過電介質層，孔具有小于10:1的孔深與孔直徑縱橫比406。然后，可以在孔中沉積過孔填充油墨408并固化以形成孔塞410。孔刺穿第二導電箔?？梢源┻^孔塞材料形成鍍制通孔?？兹梢詾樽桢儎┗蚍乐菇饘馘冎频牟牧?。

另外，層壓板結構還可以包括在第二導電箔上的一次性層。在一個示例中，可以利用層壓板結構形成多層印刷電路板。

在各種示例中，孔縱橫比(過孔深度與直徑比)比如可以為10:1或更小、5:1或更小、4:1或更小、3:1或更小、2:1或更小、1:1或更小、1：2或更小。在其他實施方案中，孔縱橫比(過孔深度與直徑比)比如可以在10:1至1:1之間、在5：1至1:1之間、在4:1至1:1之間、在3:1至1:2之間、或在2:1至1:1或1：2之間。在各種實施方案中，過孔填充油墨可以通過以下方式中的至少一個來沉積：(a)絲網(wǎng)印刷、(b)模版印刷以及(c)將過孔填充油墨擠壓到孔中。

在一些實施方案中，過孔填充油墨沉積可以通過真空(在真空室內(nèi)進行)來輔助，以使過孔填充油墨脫泡(即，從過孔填充油墨去除氣泡)。

在一個示例中，過孔填充油墨可以在烤爐內(nèi)固化。熱固化工藝可以同時進行。

在各種示例中，第一導電箔和第二導電箔中的每一個可以具有12盎司或更小、2盎司或更小或1盎司或更小的厚度。

在其他示例中，電介質層具有20密耳或更小、16密耳或更小或12密耳或更小的厚度。

用于孔形成的示例性鉆頭

圖5例示了根據(jù)圖1和圖2的、可以用于孔的示例性鉆頭。這里，層壓板結構502(例如，包括電介質層且不包括導電層，或包括電介質層和一個或更多個導電層或箔)可以具有由鉆頭504形成的孔，該鉆頭被成形或構造為在孔內(nèi)形成經(jīng)修整的底角部。經(jīng)修整的底角部使?jié)撛诘臍馀莶都?bubbletrap)最小化。例如，鉆頭可以具有等于或大于125度的頂角β或等于或大于155度的頂角β。因為孔深可能相當窄(相對于孔直徑)，所以這種鉆頭頂角對于形成能夠接納過孔填充油墨的孔可能是必要的。

注意，本公開的方面在這里可以被描述為被描繪為流程圖、結構圖或框圖的處理。雖然流程圖可以將操作描述為順序處理，但操作中的許多可以并行或同時執(zhí)行。另外，操作的順序可以被重新布置。處理可以在其操作完成時終止。處理可以與方法、函數(shù)、過程、子例程、子程序等對應。當處理與函數(shù)對應時，其終止與函數(shù)到調用函數(shù)或主函數(shù)的返回對應。

這里所述公開的各種特征可以在不偏離本公開的情況下在不同的系統(tǒng)和裝置中實施。應當注意，本公開的前述方面僅是示例，并且不被解釋為限制本公開。本公開的方面的描述旨在是例示性的，并且不限制權利要求的范圍。由此可見，本示教可以被容易地應用于其他類型的設備，并且許多替換、修改以及變型將對本領域技術人員顯而易見。