專利名稱:印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種印刷電路板及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種具有可共用導電墊的多層印刷電路板及其制造方法。
現(xiàn)有技術(shù)
印刷電路板(printed circuit board；PCB)是依電路設(shè)計將連接電路零件的電子布線制成圖形(pattern)，再經(jīng)過特定的機械加工、處理等制程，于絕緣體上使電子導體重現(xiàn)所構(gòu)成的電路板，主要目的是通過電路板上的電路讓配置于電路板上的電子零件發(fā)揮功能。
在現(xiàn)有多層印刷電路板制程中，對于導通孔的處理有不同的方法，例如以機械鉆孔一次鉆通PCB各層，也就是連同樹脂層例如酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂與銅箔層一起鉆通而成孔。如圖1A所示即為使用傳統(tǒng)機械鉆頭一次鉆通PCB各層的結(jié)構(gòu)剖面圖，圖中層間導通連結(jié)是先經(jīng)過多個層板的堆疊壓合，再于預(yù)定位置進行全穿孔形成導通孔(via)102，又稱為鍍通孔(plated through hole；PTH)。之后以電鍍形成導電薄膜104于導通孔102的孔壁，層間系通過導電墊(pad)106與導電銅薄膜104導通。亦即傳統(tǒng)多層板是采單次壓合后再進行鉆孔、鍍孔及線路蝕刻，而達到整體連通。
如圖1B所示，另外有一種習知的增層制程，系先對內(nèi)部各基層120使用傳統(tǒng)機械鉆孔的一次成孔方式形成基層導通孔126，對最外部即上、下兩增層122的增層導通孔124則采用鐳射鉆孔形成，再將的壓合于基層120，形成一具有非全穿孔的多層板結(jié)構(gòu)。然其對于內(nèi)部基層而言，仍無法避免非必要通孔的產(chǎn)生。上述二種傳統(tǒng)制程中皆使用機械鉆孔，其所形成的孔徑較大，將造成須配置的導電墊尺寸也隨的無法避免地占據(jù)層板較多的面積。
隨著產(chǎn)品微小化的趨勢，有效運用層板有限的面積成為一重要的技術(shù)上議題。若孔徑無法減小將限制板上可布線的空間，而且以一次鉆通方式將多層堆疊的板全部形成一通孔后，在導電墊的配置上也成為一成本上的負擔，因為每一層板都必須設(shè)置一導電墊，以使所欲連接的層與層間互通。然而當只有幾層需要互連時，全穿孔方式不僅造成他層線路空間的浪費，在信號干擾上也產(chǎn)生不好的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一目的就是在提供一種印刷電路板及其制造方法，用以獲得相較于習知機械鉆孔更小的導電墊尺寸。
本發(fā)明的另一目的是在提供一種印刷電路板及其制造方法，用以避免不必要的鉆孔，以增加可布線面積。
本發(fā)明的又一目的是在提供一種印刷電路板及其制造方法，達到導電墊設(shè)計檔案數(shù)據(jù)的共用，有效節(jié)省布局與布線時間。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種印刷電路板制造方法，包含提供配置于一絕緣層上的一導體層。圖案化導體層，并形成至少一導體層開口。于導體層開口處鉆孔穿透絕緣層并形成一導通孔。將一導電材料填滿于導通孔中。利用上述步驟形成多個層板，并將多個層板依設(shè)計壓合。至少一導體層開口處位置在一板厚方向上不垂直于其相鄰導體層開口處位置。
依照本發(fā)明一較佳實施例，使用銅箔基板(copper clad laminate；CCL)作為各層的材料，芯層基板包含一絕緣層以及位于上下兩側(cè)的二銅箔層。先對芯層基板與一增層基板的銅箔層定義出電路圖案，并于預(yù)設(shè)的導通孔位置形成一銅箔開口，使用二氧化碳鐳射鉆孔于銅箔開口處對絕緣層鉆孔，形成一導通孔。最后再將芯層基板與增層基板壓合在一起，視需要重復(fù)制作其余增層基板，逐次壓合。
本發(fā)明另一實施態(tài)樣系為一種印刷電路板結(jié)構(gòu)。包含一芯層基板與至少一增層基板，芯層基板具有一芯層絕緣層連接一芯層導電層，芯層絕緣層具有一芯層導通孔。增層基板具有一增層絕緣層與一增層導電層，增層絕緣層夾置于芯層導電層與增層導電層間，并具有一增層導通孔，其中芯層導通孔與增層導通孔中填滿導電材料，且芯層導通孔的一軸線與增層導通孔的一軸線系間隔一預(yù)定距離，并通過增層導電層與導電材料而電性導通。
本發(fā)明再一實施態(tài)樣系為一種可攜式電子裝置，電子裝置包括顯示單元、控制單元及輸入單元，其中控制單元包括本發(fā)明的任意導通孔電路板結(jié)構(gòu)，系將本發(fā)明的電路板應(yīng)用于一可攜式電子裝置，如一手機。
依照本發(fā)明所提供的印刷電路板制造方法，僅需利用現(xiàn)有的制程與設(shè)備即可制作出多層結(jié)構(gòu)中任意位置的導通孔，其不須使用額外的特殊制程，因此不僅減少了非必要通孔的形成，因而增加了可用的布線面積。同時也使電路布局設(shè)計人員避免了在習知技術(shù)的基礎(chǔ)上，必須針對不同制程產(chǎn)出不同的檔案數(shù)據(jù)的情形，取而代的以一種具有檔案數(shù)據(jù)共用性的設(shè)計，亦即不同印刷電路板制程可共用PCB線路布局檔案數(shù)據(jù)與布局檔案數(shù)據(jù)格式，以滿足現(xiàn)有復(fù)雜及多制程的電子線路設(shè)計需求。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的詳細說明如下圖1A系繪示利用傳統(tǒng)機械鉆孔所形成的電路板結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖1B系繪示利用習知增層法所形成的電路板結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2系繪示依照本發(fā)明的印刷電路板制造方法一較佳實施例的流程圖；圖3A系繪示依照本發(fā)明的印刷電路板一較佳實施例中各層基板壓合前，部分結(jié)構(gòu)剖面的示意圖；圖3B系繪示依照本發(fā)明的印刷電路板一較佳實施例中各層基板壓合后，部分結(jié)構(gòu)剖面的示意圖；圖4系繪示應(yīng)用本發(fā)明的印刷電路板于一可攜式電子裝置的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明系揭露一種印刷電路板及其制造方法，其共用式導電墊設(shè)計適用于不同的多層電路板制程，通過逐層鉆孔壓合的方式達到多層結(jié)構(gòu)內(nèi)任意的通孔設(shè)置，減少了層板內(nèi)部不必要的通孔所造成的面積浪費。
參照圖2，其繪示依照本發(fā)明的印刷電路板制造方法一較佳實施例的流程圖。本發(fā)明的印刷電路板制造方法主要包括提供配置于一絕緣層上的一導體層。圖案化導體層，并形成至少一導體層開口。于導體層開口處鉆孔穿透絕緣層并形成一導通孔。將一導電材料填滿于導通孔中。利用上述步驟形成多個基板，并將多個基板依設(shè)計的排列壓合。至少一導體層開口處位置在一板厚方向上不垂直其相鄰導體層開口處位置。
于實施例中，每一層板可使用一習知的銅箔基板(copper clad laminate；CCL)，即一絕緣層上的單面或雙面已覆蓋銅箔層，此銅箔系為用以圖案化的導體層，絕緣層含有酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂，稱為樹脂基材。于步驟202中，首先提供一芯層絕緣層與一芯層銅箔層，芯層銅箔層作為一導體層，且與芯層絕緣層系預(yù)先壓合。
于步驟204中，對芯層銅箔層定義出所欲的電路圖案，亦即依據(jù)電路設(shè)計圖對芯層銅箔層施予圖案化步驟，形成必要的線路結(jié)構(gòu)，其中圖案化包括形成至少一芯層銅箔開口，芯層銅箔開口是后續(xù)鉆孔步驟中形成芯層導通孔位置的依據(jù)。
于步驟206中，于形成的芯層銅箔開口處鉆孔穿透芯層絕緣層，以形成至少一芯層導通孔，其中所用的鉆孔方式例如為傳統(tǒng)機械式鉆孔，或使用鐳射鉆孔形成較小孔徑的開口，鐳射鉆孔方式又例如是二氧化碳鐳射鉆孔。接著再以化學電鍍方式將導電材料，較佳為銅，填滿于芯層導通孔中，用以連結(jié)層與層間導通。
步驟208中，填滿導電材料于芯層導通孔，以達到導電性連接，最后得到一芯層基板，例如用電鍍或其它沉積方式形成。于步驟210，再依上述相同步驟202~208制作出一第一增層基板。于步驟212，再將第一增層基板壓合于芯層基板。
本例中，第一增層與芯層間的導通線路的配合，同樣地，系事先規(guī)劃設(shè)計，于制作芯層基板時依據(jù)設(shè)計的電路圖案，將其圖案化于芯層銅箔層上。依此，視設(shè)計需求制作其余增層基板(步驟210)，并以芯層基板為中心，依次向外擴增壓合，制作出所欲的多層印刷電路板(步驟212)。
上述以逐次壓合各層基板為例說明，但將各層基板先行制作出再一次壓合，亦可達到相同目的，并不限于實施例所述者。另外，上述的制造程序雖僅敘及包含一芯層基板與一增層基板的結(jié)構(gòu)，但依據(jù)設(shè)計的不同需求，芯層基板亦可以是已壓合多層基板的結(jié)構(gòu)，而直接以機械鉆孔方式形成導通孔并電鍍，接而復(fù)以本發(fā)明的制造方法制作個別的增層基板，再將之壓合于該多層基板結(jié)構(gòu)，并非限定由芯層基板起的每一層基板皆必須以鐳射鉆孔、個別形成導通孔后經(jīng)電鍍再壓合，此為熟知此項技術(shù)者于參照本實施例說明后可輕易思及的變化。
同時參考圖3A與3B，其分別繪示依照本發(fā)明的印刷電路板一較佳實施例中各層基板壓合前與壓合后的部分結(jié)構(gòu)剖面的示意圖。本發(fā)明的另一態(tài)樣系為一種印刷電路板結(jié)構(gòu)，于此結(jié)構(gòu)中，包含一芯層基板300與至少一增層基板310。芯層基板300包含一芯層絕緣層302連接一芯層導電層304b，該芯層絕緣層302具有一芯層導通孔306。
增層基板320包含一增層絕緣層322與一增層導電層324，增層絕緣層322夾置于芯層導電層304b與增層導電層324間，且增層絕緣層322具有一增層導通孔326。芯層導通孔306與增層導通孔326中充填有導電材料330，且芯層導通孔的軸線308與增層導通孔的軸線328系間隔一預(yù)定距離P，并通過芯層導電層304b與導電材料330而電性導通。
于一較佳實施例中，所形成的電路板為具有八層電路結(jié)構(gòu)的多層印刷電路板，其中包含一芯層基板結(jié)構(gòu)與六增層基板結(jié)構(gòu)。圖3A或3B清楚顯示，于壓合前，芯層基板300結(jié)構(gòu)包含一芯層絕緣層，以及分置于芯層絕緣層上下兩面、且事先壓合的二芯層導電層。每一增層基板結(jié)構(gòu)如310與320則包含一增層絕緣層與一增層導電層。本例中導電層使用銅箔材料。
芯層基板300包含芯層絕緣層302、第一芯層導電層304a與第二芯層導電層304b，第一芯層導電層304a接合于芯層絕緣層302的下側(cè)，第二芯層導電層304b接合于芯層絕緣層302的上側(cè)，芯層絕緣層302中形成有一芯層導通孔306，而二導電層已形成有預(yù)定的電路圖案。
若以鐳射鉆孔方式形成各導通孔，其上的導電墊350尺寸可小至約10密耳(mil)或更小。每一導通孔中皆填滿以電鍍方式所形成的電鍍銅330，以達到導電性連接的目的，導通孔內(nèi)的導電材料330亦可由其它沉積方式而形成。
于第一芯層導電層304a下方接合第一增層310。第一增層310包含第一增層絕緣層312與第一增層導電層314，其中第一增層絕緣層312位于第一芯層導電層304a與第一增層導電層314之間，并具有一第一增層導通孔316。
第一增層導通孔316與芯層導通孔306在板厚方向T上系位于約略相同或相同的位置，也就是說，第一增層導通孔軸線318與芯層導通孔軸線308大致共軸。因此本例中若孔徑需求上不嚴格，針對芯層基板300與第一增層基板310可以采用先壓合，再以傳統(tǒng)機械鉆孔方式一次鉆通，而不一定要在二板壓合的前分別以鐳射鉆孔。
第二芯層導電層304b上方則接合第二增層基板320。第二增層基板320包含第二增層絕緣層322與第二增層導電層324，其中第二增層絕緣層322位于第二芯層導電層304b與第二增層導電層324之間，并具有一第二增層導通孔326。第二增層導通孔326與芯層導通孔306在板厚方向T上系位于不同的位置，也就是說，第二增層導通孔軸線328與芯層導通孔軸線308相隔一預(yù)定距離P。
上述每一導電層系先經(jīng)過圖案化，且圖示已將實際電路板結(jié)構(gòu)予以簡化，圖中僅顯示出每一絕緣層具有一導通孔。而且每一導電層只顯示出導電墊及相關(guān)連線圖案，其僅用以強調(diào)說明本發(fā)明的導通設(shè)計不須如習知技術(shù)，于每一層基板的相對位置皆鉆孔透通，而是依設(shè)計需求開孔于必要的特定層數(shù)即可，因此增加了各層板的可布線面積。
圖4為應(yīng)用本發(fā)明的印刷電路板于一可攜式電子裝置的示意圖。圖中顯示將本發(fā)明的電路板應(yīng)用于一可攜式電子裝置，如一手機。電子裝置包括顯示單元430、控制單元420及輸入單元，其中控制單元420包括本發(fā)明的任意導通孔電路板結(jié)構(gòu)400，例如圖3B的電路板結(jié)構(gòu)。
輸入單元410例如為一按鍵組，用以輸入一輸入信號。輸入信號經(jīng)由電路板結(jié)構(gòu)傳遞，且通過控制單元420上的元件如晶片(未繪示于圖)處理輸入信號。顯示單元430例如為一液晶顯示面板，則回應(yīng)輸入信號顯示一對應(yīng)的畫面。唯須特別注意的是，此任意導通孔電路板400的電路布局及其上插置的元件未呈現(xiàn)出，以強調(diào)出本發(fā)明任意位置導通孔的特征。
由上述本發(fā)明較佳實施例可知，應(yīng)用本發(fā)明具有下列優(yōu)點。本發(fā)明的印刷電路板通過預(yù)先規(guī)劃設(shè)計電路圖案，并在鉆孔各層板的前事先將銅箔圖案化出銅箔開口，作為預(yù)定鉆孔位置的依據(jù)，因此可直接以鐳射鉆孔方式在絕緣層中形成導通孔，獲得了鐳射鉆孔所帶來的鉆孔孔徑小的優(yōu)點，進而減少導電墊尺寸與成本。
本發(fā)明另具有于層內(nèi)可任意選擇導通孔位置，不再受限于習知必須一次鉆通全部基板的優(yōu)點，亦增加了可布線面積，減少不必要的面積浪費，在高集積度與微型化的技術(shù)發(fā)展上為一突破的途徑。
另外，在現(xiàn)今各式各樣多層板制程中，每一制程使用的導電墊圖案大小不一，電路布局者必須針對不同制程產(chǎn)出不同的數(shù)據(jù)檔案，例如現(xiàn)今常用的布局檔案格式，本發(fā)明不須利用額外特殊的制程，僅需利用既有的制程步驟即可實施，可運用于軟式、硬式及軟硬結(jié)合式印刷電路板。且通過共通的檔案數(shù)據(jù)，電路板上導電墊的設(shè)計對于不同制程具有共用的特性，達到檔案數(shù)據(jù)的共用性，滿足不同印刷電路板制程需求，并且有效節(jié)省布局及布線時間，在人力、物力的應(yīng)用上達到有效率的使用，也因此降低了成本。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種多層電路板制造方法，至少包含(g)提供配置于一絕緣層上的一導體層；(h)圖案化導體層，并形成至少一導體層開口；(i)于導體層開口處鉆孔并穿透絕緣層，以形成一導通孔；(j)將一導電材料填滿于導通孔中；利用步驟(g)至步驟(j)形成復(fù)數(shù)基板；以及壓合基板；其中，至少一導體層開口處位置在一板厚方向上不垂直于其相鄰導體層開口處位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，壓合的步驟系實施于每一基板形成后或于復(fù)數(shù)基板全部形成后。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，鉆孔步驟系利用鐳射鉆孔或機械鉆孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，將一導電材料填滿于導通孔中系以電鍍或沉積的方式形成。
5.一種印刷電路板，至少包含一芯層基板，包含一芯層絕緣層連接一芯層導電層，芯層絕緣層具有一芯層導通孔；以及一增層基板，具有一增層絕緣層與一增層導電層，增層絕緣層夾置于芯層導電層與增層導電層間，并具有一增層導通孔；其中，芯層導通孔與增層導通孔中填滿導電材料，且芯層導通孔的一軸線與增層增層導通孔的一軸線系間隔一預(yù)定距離，并藉芯層導電層與導電材料而電性導通。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的印刷電路板，其特征在于，芯層基板系包含多層基板結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的印刷電路板，其特征在于，導電材料填滿于芯層導通孔及/或增層導通孔中系以電鍍或沉積的方式形成。
8.一種多層印刷電路板，至少包含一芯層基板，具有一芯層導通孔的一芯層絕緣層，芯層絕緣層系夾置于一第一芯層導電層與一第二芯層導電層之間；一第一增層基板，具有一第一增層導通孔的一第一增層絕緣層，第一增層絕緣層系夾置于第一芯層導電層與第一增層導電層之間；以及一第二增層基板，具有一第二增層導通孔的一第二增層絕緣層，第二增層絕緣層系夾置于第二芯層導電層與第二增層導電層之間；其中，芯層導通孔與增層導通孔中填滿導電材料，芯層導通孔的一芯層導通孔的一軸線于一板厚方向上與第二增層導通孔的一第二增層導通孔軸線系間隔一預(yù)定距離，而于板厚方向上與第一增層導通孔的一第一增層導通孔軸線共軸，芯層導通孔與增層導通孔之間通過芯層導電層與導電材料而電性導通。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的印刷電路板，其特征在于，芯層基板及/或增層基板包含銅箔基板。
10.一種可攜式電子裝置，至少包含一輸入單元，用以輸入一輸入信號；一控制單元，包含一芯層基板，包含一芯層絕緣層連接一芯層導電層，芯層絕緣層具有一芯層導通孔；以及一增層基板，具有一增層絕緣層與一增層導電層，增層絕緣層夾置于芯層導電層與增層導電層間，并具有一增層導通孔；其中，芯層導通孔與增層導通孔中填滿導電材料，且芯層導通孔的一軸線與增層增層導通孔的一軸線系間隔一預(yù)定距離，并藉芯層導電層與導電材料而電性導通，該輸入信號傳遞于基板間；以及一顯示單元，回應(yīng)輸入信號顯示一對應(yīng)的畫面。
專利摘要
一種印刷電路板及其制造方法，首先提供配置于一絕緣層上的導體層，將導體層圖案化并形成至少一導體層開口，并于導體層開口處鉆孔穿透絕緣層，以形成導通孔，再將一導電材料填滿于導通孔中。依上述步驟形成復(fù)數(shù)基板，并壓合所有基板而形成一多層電路板。
文檔編號H05K3/00GK1993018SQ200510003594
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月26日
發(fā)明者何錦瑋 申請人:宏達國際電子股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan