專利名稱：印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于實現(xiàn)更高的布線密度的印刷電路板及其制造方法。
為實現(xiàn)更高的布線密度，層狀結(jié)構(gòu)的印刷電路板通過層疊多個的布線層來構(gòu)成。自然這種印刷電路板是尺寸降低的電子設(shè)備不可缺少的。
同時，當(dāng)層狀結(jié)構(gòu)的印刷電路板用各種具有低的介電常數(shù)的樹脂材料，如玻璃織物等制造而不使用增強材料時，為獲得需要的性能，在低介電常數(shù)的單一樹脂材料中需要幾百μm厚的層狀層。
沒有增強材料的低介電常數(shù)的單一樹脂材料的的厚疊層結(jié)構(gòu)是非常難以制造的。另外，由于增加層厚度，機械強度降低。
為解決上述問題而作出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種印刷電路板及其制造方法，其可實現(xiàn)低介電常數(shù)的單一樹脂材料的厚膜疊層結(jié)構(gòu)而沒有增強層。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，印刷電路板用低介電常數(shù)的第一樹脂材料與具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層構(gòu)成，并且絕緣層被設(shè)置在導(dǎo)體電路之間。
第一普通基材可被堆積在第二普通基材上作為主要材料，低介電常數(shù)的第一樹脂材料可被堆積在第一普通基材上，第一接地導(dǎo)體作為導(dǎo)體電路可形成于第一和第二普通基材之間，大量的導(dǎo)體圖形可被設(shè)置在第一普通基材和低介電常數(shù)的第一樹脂材料之間，并且作為導(dǎo)體電路的線狀導(dǎo)體可被設(shè)置在低介電常數(shù)的第一樹脂層的表面上。
可提供幾百μm厚度的第一普通基材和幾十μm厚度的低介電常數(shù)的第一樹脂材料。低介電常數(shù)的第二樹脂材料可被堆積在覆蓋線狀導(dǎo)體的低介電常數(shù)的第一樹脂材料的第一樹脂材料上，第三普通基材可被堆積在低介電常數(shù)的第二樹脂材料上，第二接地導(dǎo)體可被設(shè)置在第三普通基材上。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，印刷電路板的制造過程包括構(gòu)成低介電常數(shù)的第一樹脂材料與具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的第一步驟；
把絕緣層插入在導(dǎo)體電路之間的第二步驟。
第一步驟可包括在第二普通基材上堆積第一普通基材的第三步驟；在第一普通基材上堆積低介電常數(shù)的第一樹脂層的第四步驟；第二步驟可包括把第一接地導(dǎo)體作為導(dǎo)體電路設(shè)置在第一和第二普通基材之間的第五步驟；把大量的導(dǎo)體圖形設(shè)置在第一普通基材和低介電常數(shù)的第一樹脂材料之間的第六步驟；以及把作為導(dǎo)體電路的線狀導(dǎo)體設(shè)置在低介電常數(shù)的第一樹脂層的表面上的第七步驟。
第一和第三步驟可包括形成幾百μm厚度的第一普通基材的第八步驟及第一和第四步驟可包括形成幾十μm厚度的低介電常數(shù)的第一樹脂材料的第九步驟。第四步驟可包括把低介電常數(shù)的第二樹脂材料堆積在覆蓋線狀導(dǎo)體的低介電常數(shù)的第一樹脂材料上的第十步驟；把第三普通基材堆積在低介電常數(shù)的第二樹脂材料上的第十一步驟；以及把第二接地導(dǎo)體設(shè)置在第三普通基材上的第十二步驟。
導(dǎo)體電路可具有微線條結(jié)構(gòu)或平衡型線條結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板及其制造方法中，形成低介電常數(shù)的第一樹脂材料與具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層，并且絕緣層被設(shè)置在導(dǎo)體電路之間以使得符合結(jié)構(gòu)的絕緣層的相對介電常數(shù)依賴于低介電常數(shù)的第一樹脂材料的相對介電常數(shù)的值。
本發(fā)明從后面給出和伴隨附圖的對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的具體描述中可得到更充分地理解，但是，這種描述不應(yīng)被當(dāng)作對發(fā)明的限制，而僅僅為了解釋和理解。


圖1是表示本發(fā)明的印刷電路板的微條狀結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的第一實施例的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2A和2B是表示復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層與FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層之間的比較的截面圖
圖3是表示復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層與FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層中的電特性比較的圖示；圖4是表示本發(fā)明的印刷電路板的平行型線條結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的第二實施例的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的制造過程的流程圖。
此后將參考附圖根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例具體討論本發(fā)明。在下面的說明中，提出了大量的特定細(xì)節(jié)，目的是提供對本發(fā)明的徹底的理解。但是顯然對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言實施本發(fā)明可不用這些具體細(xì)節(jié)。在其它情況下，熟知的結(jié)構(gòu)未示出，為的是避免對本發(fā)明造成不必要的模糊。
(第一實施例)圖1是表示本發(fā)明的印刷電路板的微條狀結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的第一實施例的結(jié)構(gòu)的截面圖，圖2是表示圖1所示的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層與FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層之間的比較的截面圖，圖3是表示圖1所示的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層與FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層中的電特性比較的圖示。
圖1所示的印刷電路板具有要被作為主要材料的普通基材(B)(FR-4之類)5，將其作為第二普通基材。在普通基材(B)(FR-4之類)上，作為第一接地圖形設(shè)置接地圖形4。作為第一普通基材和絕緣層的普通基材A(FR-4之類)3被堆積成幾百μm厚，覆蓋接地圖形4。
在普通基材[A](FR-4之類)3上，設(shè)置導(dǎo)體圖形6、導(dǎo)體圖形7等。作為低介電常數(shù)的第一合成樹脂及作為絕緣層的低介電常數(shù)的樹脂材料2被堆積成幾十μm厚，覆蓋導(dǎo)體圖形6、導(dǎo)體圖形7等。在低介電常數(shù)的樹脂材料2的表面上設(shè)置微線條1。
以這種結(jié)構(gòu)，用堆積在微線條1與接地圖形4以及普通基材[A](FR-4之類)3之間的低介電常數(shù)的樹脂材料2形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層。另一方面，由于復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層中的相對介電常數(shù)依賴于低介電常數(shù)的樹脂材料2的相對介電常數(shù)特性，阻抗匹配電路以低介電常數(shù)的樹脂材料2的相對介電常數(shù)的值來構(gòu)成。
接著，參考圖5討論上面提出的結(jié)構(gòu)的印刷電路的制造方法。圖5是表示本發(fā)明的印刷電路板的制造過程的流程圖。
首先，以普通基材[B](FR-4之類)作為主要材料，在主要材料上設(shè)置接地圖形4(S1)。然后，作為絕緣層的普通基材[A](FR-4之類)3以幾百μm厚來堆積，覆蓋接地圖形4(S2)。接著，在普通基材[A](FR-4之類)3上，設(shè)置導(dǎo)體圖形6、導(dǎo)體圖形7等(S3)。作為絕緣層的低介電常數(shù)的樹脂材料2被堆積成幾十μm厚，覆蓋導(dǎo)體圖形6、導(dǎo)體圖形7等(S4)。接著，在低介電常數(shù)的樹脂材料2的表面上設(shè)置微線條1(S1)。
這里將參考圖2A、2B和3對于復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層和FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層進行比較的情況給出討論。
圖2A表示復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層，圖2B表示FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層。圖3表示相對于分別帶有通過復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層和FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層構(gòu)造相同的阻抗匹配電路的各個元件設(shè)計值的數(shù)值與測試值結(jié)果的比較。
圖2A的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層和圖2B的FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層不同的是在普通基材[A](FR-4之類)3上的絕緣層是低介電常數(shù)的樹脂材料2還是普通基材[C](FR-4之類)8。
如圖3所示，用相同的阻抗設(shè)計，預(yù)計通過使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層，可經(jīng)低介電常數(shù)的樹脂材料2的數(shù)值來設(shè)置復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的相對介電常數(shù)。另一方面，在復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的情況下，微線條1的寬度也可被設(shè)置得比FR-4結(jié)構(gòu)的絕緣層的寬。而且，絕緣層的厚度可作得更薄。另外，甚至在回程損耗和圖形損耗的電特生中也能實現(xiàn)良好的效果。
如上面所述，在第一實施例中，通過低介電常數(shù)的樹脂材料2和具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材[A](FR-4之類)組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)形成絕緣層，并且絕緣層被插入在微線條1與接地圖形4之間，作為導(dǎo)體圖形，以使復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的相對介電常數(shù)依賴于低介電常數(shù)的樹脂材料2的相對介電常數(shù)值。因此，可實現(xiàn)低介電常數(shù)的單一樹脂材料的厚膜層狀結(jié)構(gòu)，而不用增強材料，不會引起機械強度的降低。
(第二實施例)圖4是表示本發(fā)明的印刷電路板的平衡型線條結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的第二實施例的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4所示的印刷電路板具有要被作為主要材料的普通基材(B)(FR-4之類)15，將其作為第二普通基材。在普通基材(B)(FR-4之類)15上，作為第一接地圖形設(shè)置接地圖形12。作為第一普通基材和絕緣層的普通基材[A](FR-4之類)14被堆積起來，覆蓋接地圖形[B]12。
在普通基材[A](FR-4之類)14上，堆積作為低介電常數(shù)的第一樹脂材料及作為絕緣層的低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10。在低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10上設(shè)置線條18。
在低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10上堆積作為低介電常數(shù)的第二樹脂材料的低介電常數(shù)的樹脂材料(B)9，覆蓋線條8。在低介電常數(shù)的樹脂材料(B)9上堆積普通基材[C](FR-4之類)13，作為第三普通基材。在普通基材[C](FR-4之類)13上，設(shè)置接地圖形(A)11，作為第二接地圖形。
用這種結(jié)構(gòu)，形成普通基材[A](FR-4之類)14和低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的下絕緣層，并且形成低介電常數(shù)的樹脂材料(B)9和普通基材[C](FR-4之類)1 3組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的上絕緣層。
如上面所述，在第二實施例中，形成普通基材[A](FR-4之類)14和低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的下絕緣層，并且形成低介電常數(shù)的樹脂材料(B)9和普通基材[C](FR-4之類)13組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的上絕緣層，各個絕緣層的相對介電常數(shù)取決于低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10和低介電常數(shù)的樹脂材料(B)9的相對介電常數(shù)值，可實現(xiàn)沒有增強材料的低介電常數(shù)的厚膜層狀結(jié)構(gòu)的單樹脂材料，不會引起機械強度的降低。
如上面所述，用印刷電路板及其制造方法，以低介電常數(shù)的第一樹脂材料和具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)形成絕緣層，并且絕緣層被設(shè)置在導(dǎo)體電路之間，使得絕緣層的相對介電常數(shù)取決于低介電常數(shù)的樹脂材料(A)10和低介電常數(shù)的樹脂材料(B)9的相對介電常數(shù)值。這樣可實現(xiàn)沒有增強材料的低介電常數(shù)的厚膜層狀結(jié)構(gòu)的單樹脂材料，不會引起機械強度的降低。
盡管本發(fā)明相對于其例示實施例進行了圖示和說明，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對其進行前面的和各種其它變化、省略和添加。因此，本發(fā)明不應(yīng)該理解為限制于上面提出的特定實施例，而應(yīng)包括各種可能的實施例，這些實施例由在后附的權(quán)利要求中提出的特征及等同物所包括的范圍來體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1．一種印刷電路板，用低介電常數(shù)的第一樹脂材料與具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層構(gòu)成，并且所述絕緣層被設(shè)置在導(dǎo)體電路之間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其中所述第一普通基材被堆積在第二普通基材上作為主要材料，低介電常數(shù)的所述第一樹脂材料被堆積在所述第一普通基材上，第一接地導(dǎo)體作為所述導(dǎo)體電路形成于所述第一和第二普通基材之間，大量的導(dǎo)體圖形被設(shè)置在第一普通基材和低介電常數(shù)的第一樹脂材料之間，并且作為所述導(dǎo)體電路的線狀導(dǎo)體被設(shè)置在低介電常數(shù)的所述第一樹脂層的表面上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其中提供幾百μm厚度的所述第一普通基材，并提供幾十μm厚度的低介電常數(shù)的所述第一樹脂材料。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的印刷電路板，其中低介電常數(shù)的第二樹脂材料被堆積在覆蓋所述線狀導(dǎo)體的低介電常數(shù)的所述第一樹脂材料的所述第一樹脂材料上，第三普通基材被堆積在低介電常數(shù)的所述第二樹脂材料上，第二接地導(dǎo)體被設(shè)置在第三普通基材上。
5．一種制造印刷電路板的方法，包括構(gòu)成低介電常數(shù)的第一樹脂材料與具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層的第一步驟；把所述絕緣層插入在導(dǎo)體電路之間的第二步驟。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的制造印刷電路板的方法，其中所述第一步驟包括在第二普通基材上堆積所述第一普通基材的第三步驟；在所述第一普通基材上堆積低介電常數(shù)的所述第一樹脂層的第四步驟；所述第二步驟可包括把第一接地導(dǎo)體作為所述導(dǎo)體電路設(shè)置在所述第一和第二普通基材之間的第五步驟；把大量的導(dǎo)體圖形設(shè)置在所述第一普通基材和低介電常數(shù)的所述第一樹脂材料之間的第六步驟；以及把作為所述導(dǎo)體電路的線狀導(dǎo)體設(shè)置在低介電常數(shù)的所述第一樹脂層的表面上的第七步驟。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的制造印刷電路板的方法，其中所述第一和第三步驟包括形成幾百μm厚度的所述第一普通基材的第八步驟及所述第一和第四步驟包括形成幾十μm厚度的低介電常數(shù)的所述第一樹脂材料的第九步驟。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的制造印刷電路板的方法，其中所述第四步驟包括把低介電常數(shù)的第二樹脂材料堆積在覆蓋所述線狀導(dǎo)體的低介電常數(shù)的所述第一樹脂材料上的第十步驟；把第三普通基材堆積在低介電常數(shù)的所述第二樹脂材料上的第十一步驟；以及把第二接地導(dǎo)體設(shè)置在所述第三普通基材上的第十二步驟。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其中所述導(dǎo)體電路具有微線條結(jié)構(gòu)。
10．根據(jù)權(quán)利要求4的印刷電路板，其中所述導(dǎo)體電路具有平衡型線條結(jié)構(gòu)。
11．根據(jù)權(quán)利要求5的制造印刷電路板的方法，其中所述導(dǎo)體電路具有微線條結(jié)構(gòu)。
12．根據(jù)權(quán)利要求8的制造印刷電路板的方法，其中所述導(dǎo)體電路具有平衡型線條結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種印刷電路板及其制造方法可實現(xiàn)低介電常數(shù)的單一樹脂材料的厚膜疊層結(jié)構(gòu)而無需增強材料。印刷電路板用低介電常數(shù)的第一樹脂材料與具有不同的相對介電常數(shù)的第一普通基材組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的絕緣層構(gòu)成,并且所述絕緣層被設(shè)置在導(dǎo)體電路之間。
文檔編號H05K3/46GK1299229SQ00134218
公開日2001年6月13日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者森滋, 小野義記 申請人:日本電氣株式會社