用于制造印刷電路板的方法與流程

援引納入

于2015年2月20日提交的被標(biāo)識(shí)為62/118,740號(hào)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。

背景技術(shù)：

印刷電路板(pcb)在本領(lǐng)域中是公知的，并且用于形成各種各樣類型的電氣裝置。印刷電路板通常由通過(guò)金屬化孔互連的多個(gè)銅導(dǎo)體層組成。金屬化孔能夠以諸如微孔、埋孔、盲孔和通孔的不同形式。在通常情況中，孔具有單一功能：孔中的鍍層將暴露在孔中的所有銅層彼此連接，或者孔用于部件插入。

通路也具有諸如提供層間互連和通孔部件安裝的雙重用途。然而，表面安裝部件技術(shù)的發(fā)展降低了對(duì)使用用于通孔部件安裝的孔的需要，并且使得通路主要提供層間互連，即導(dǎo)通孔。

然而，已經(jīng)有提供具有越來(lái)越高的電路密度和越來(lái)越高的電路速度的pcb的趨勢(shì)。這些設(shè)計(jì)中的許多都使得一些密集的高輸入/輸出部件組合到一起。因此，許多pcb將具有圍繞高輸入/輸出部件的非常密集的區(qū)域，而pcb的其余部分通常具有較低的密度。這些非常密集的區(qū)域?qū)е聀cb中的層數(shù)增加，從而增加了pcb的成本。

為了幫助滿足增加電路密度的需求，已經(jīng)提出在單個(gè)通路中提供多于一個(gè)獨(dú)立信號(hào)路徑或連接。然而，存在對(duì)通路的限制。通路的表面面積對(duì)于新一代的部件而言太大，并且對(duì)孔尺寸加以向下限制在通路的鉆孔、清潔和鍍覆方面導(dǎo)致產(chǎn)率問(wèn)題。因此，存在對(duì)帶有具有電絕緣段的減小的表面面積的結(jié)構(gòu)的需要。本發(fā)明針對(duì)這種制造pcb的改進(jìn)方法。

附圖說(shuō)明

并入并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本文所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與說(shuō)明書一起解釋了這些實(shí)施方式。附圖并非旨在按比例繪制，并且為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，附圖的某些特征和某些視圖可以被放大、按比例或示意地示出。在每個(gè)附圖中，并非每個(gè)部件都被標(biāo)注。附圖中相同的附圖標(biāo)記可以表示并指代相同或相似的元件或功能。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的印刷電路板的一部分的俯視平面圖。

圖2a、圖2b、圖2c、圖2d、圖2e、圖2f、圖2g、圖2h和圖2i示出了在形成圖1所示的印刷電路板的一種方法中所利用的順序步驟。

圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的印刷電路板的一部分的俯視平面圖。

圖4a、圖4b、圖4c、圖4d、圖4e、圖4f、圖4g、圖4h和圖4i示出了用于形成圖3所示的印刷電路板的示例性的順序步驟。

圖5a、圖5b、圖5c、圖5d、圖5e、圖5f、圖5g和圖5h示出了在形成圖3所示的印刷電路板的又一種方法中所利用的順序步驟。

圖6至圖16是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的示例性基板的各種局部透視圖。

圖17是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的基板的另一示例，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有延伸至基板內(nèi)不同層和深度的導(dǎo)電段。延伸至某一層的導(dǎo)電段是盲結(jié)構(gòu)(blindstructure)。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)還具有延伸穿過(guò)基板的導(dǎo)電段，這種導(dǎo)電段是貫通結(jié)構(gòu)。當(dāng)形成圖17的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)時(shí)，形成具有延伸至某些層的部分以及延伸貫穿基板的其它部分的狹槽，在鍍層和其它材料被施加至該狹槽內(nèi)的基板時(shí)，該狹槽增強(qiáng)了流體通過(guò)狹槽的流動(dòng)。

圖18是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的基板的又一示例，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有以非線性構(gòu)造沿著側(cè)壁延伸的一個(gè)或多個(gè)跡線。

圖19是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的基板的又一示例，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有以非平行構(gòu)造沿著側(cè)壁延伸的多個(gè)跡線，并且跡線中的至少一個(gè)相對(duì)于上表面以小于或大于90度的角度延伸。

圖20是具有狹槽的基板的剖面圖，銑刀(routerbit)布置在該狹槽中并且被引導(dǎo)，以形成如圖18或圖19所示的跡線。該示例中的銑刀可以具有球形前端，但是其也可以具有從銑刀的軸桿向外延伸的任何其它形狀的前端，以使得當(dāng)該前端接合側(cè)壁時(shí)，銑刀的軸桿不觸碰vcs的側(cè)壁。vcs的側(cè)壁不需要垂直于基板的上表面，或者vcs的側(cè)壁不需要彼此平行，而是能夠以錐形狹槽的形式互成角度。

圖21是圖20的基板的俯視平面圖，其示出了位于基板的狹槽內(nèi)的銑刀。

圖22是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的基板的另一示例的剖面圖，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有底部的盲構(gòu)型(blindconfiguration)，該盲構(gòu)型由電介質(zhì)材料構(gòu)造，以便將豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電段和第二導(dǎo)電段電絕緣。

圖23是圖22所示的基板和豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的剖面圖，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)內(nèi)具有填充材料，并且一個(gè)或多個(gè)層遮蓋豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，以使得圖23的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)成埋入構(gòu)型。

圖24是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的基板的又一示例的俯視平面圖，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有底部的盲構(gòu)型，并且設(shè)置有非線性形狀。

圖25a至圖25e是具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的印刷電路板的另一示例的局部透視圖，該豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括通到印刷電路板內(nèi)的不同深度的若干盲結(jié)構(gòu)以及在右側(cè)上的貫通結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

在解釋本文所詳細(xì)公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思的至少一個(gè)實(shí)施例前，應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明構(gòu)思在其應(yīng)用上不限于在下面的描述中所闡述或在附圖中示出的部件的布置及構(gòu)造、或步驟、或方法的細(xì)節(jié)。本文所公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思能夠具有其它實(shí)施例，或者能夠以各種方式被實(shí)踐或執(zhí)行。而且，應(yīng)當(dāng)理解到，本文所采用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，并且不應(yīng)被視為以任何方式限制本文所公開(kāi)和要求保護(hù)的發(fā)明構(gòu)思。

在以下對(duì)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思提供更全面的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思。在其它情況中，并未詳細(xì)描述公知的特征，以避免不必要地復(fù)雜化本發(fā)明。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包括了”、“包含”、“包含了”、“具有”、“擁有”、及它們的任何變型旨在涵蓋非排他性的包含。例如，包括一系列元素的工藝、方法、物品或裝置不一定僅限于這些元素，而是可以包括未明確列出或固有地存在于其中的其它元素。

除非明確地另行說(shuō)明，否則“或”是指包容性的或而非排他性的或。例如，條件a或b滿足以下任一條件：a為真(或存在)，并且b為假(或不存在)、a為假(或不存在)并且b為真(或存在)、以及a和b都為真(或存在)。

此外，使用“一”或“一個(gè)”來(lái)描述本文公開(kāi)的實(shí)施例的元件和部件。這只是為了方便起見(jiàn)，并且是為了給出了本發(fā)明構(gòu)思的一般意義。該描述應(yīng)該被理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且除非明顯另有含義，單數(shù)也包括復(fù)數(shù)。

如本文所使用的，如“大體上”、“約”、“大約”及它們的組合和變型的限定詞旨在不僅包括它們限定的確切量或值，還包括可能由于例如制造公差、測(cè)量誤差、磨損及損耗、施加在各種部件上的應(yīng)力及它們的組合而相對(duì)于確切量或值的一些輕微偏差。

最后，如本文所使用的，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的任何引用意味著結(jié)合實(shí)施例描述的特定元件、特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。位于說(shuō)明書中各處的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定全部指代同一實(shí)施例。

本文所使用的術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)電材料”是指允許電流在一個(gè)或多個(gè)方向上流動(dòng)的類型的材料。在諸如銅或鋁的金屬中，通過(guò)被稱為電子的移動(dòng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流的流動(dòng)。在其它類型的導(dǎo)電材料中，通過(guò)諸如電池的陽(yáng)離子電解質(zhì)的正電荷或者諸如燃料電池中的質(zhì)子導(dǎo)體的移動(dòng)質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流的流動(dòng)。導(dǎo)電材料的示例包括銅、鋁、金、銀、碳、鈀、鎳、鋅及它們的組合。

現(xiàn)在參考附圖，并且具體參考圖1，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的印刷電路板被在圖1中示出并以一般參考標(biāo)記10指示。印刷電路板10設(shè)置有基板12、多個(gè)接觸焊盤14以及多個(gè)豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16(為了清楚起見(jiàn)，在圖1中通過(guò)參考標(biāo)記16a、16b和16c指示豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16)。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a、16b和16c中的每個(gè)的結(jié)構(gòu)和功能類似。因此，在本文中僅詳細(xì)描述豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a設(shè)置有至少兩個(gè)電絕緣的導(dǎo)電段18a和18b。雖然導(dǎo)電段18a和18b中的每個(gè)經(jīng)由跡線20連接至隔開(kāi)的接觸焊盤14，但是導(dǎo)電段18a和導(dǎo)電段18b也可以直接連接至接觸焊盤14。通過(guò)在導(dǎo)電段18a和導(dǎo)電段18b之間居中布置的非導(dǎo)電填充材料22使導(dǎo)電段18a和導(dǎo)電段18b電絕緣。如將在下面更詳細(xì)地討論的，導(dǎo)電段18a和導(dǎo)電段18b通常由已經(jīng)通過(guò)形成至少兩個(gè)間隔開(kāi)的孔24和26(在本文中，它們也可被稱為第一孔24和第二孔26)而被分開(kāi)或切開(kāi)的導(dǎo)電鍍層形成。

基板12可以是能夠用于支撐電氣部件、導(dǎo)體等的任何材料或裝置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基板12包括多層交錯(cuò)的導(dǎo)電路徑(或跡線)和絕緣體。

接觸焊盤14可以是能夠提供到諸如集成電路的外部部件的電連接或接頭的任何類型的材料或裝置。例如，接觸焊盤14可以是表面安裝接觸件、或球柵陣列接觸件、或焊接掩模限定的共模接觸件。取決于最優(yōu)的布線和結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，接觸焊盤14的形狀可以呈圓形、橢圓形或多邊形狀的形式。

豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(v.c.s.)16a例如可用于傳遞包括差?；蚬材ｎ愋偷男盘?hào)的各種類型的信號(hào)。示例性類型的信號(hào)包括模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、固定電壓信號(hào)、或電源接地。在某些情況中，成對(duì)的導(dǎo)電段18可以一起用于傳輸差?；蚬材Ｐ盘?hào)。在差分類型信號(hào)的情況中，利用傳統(tǒng)技術(shù)的路徑或并行傳輸兩個(gè)信號(hào)將由于通路分隔信號(hào)而失真。在豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16的情況中，信號(hào)/跡線保持靠近在一起，并具有信號(hào)的最小失真。通過(guò)相匹配的電介質(zhì)填充材料，耦合效應(yīng)可以模擬寬邊耦合電路。這與內(nèi)層和外層上的信號(hào)阻抗相結(jié)合，能夠潛在地顯著降低通路線頭部分(viastub)干擾對(duì)電感和電容的影響。與通過(guò)孔式通路的傳統(tǒng)單個(gè)信號(hào)相比，使用控制深度鉆孔或盲通路結(jié)構(gòu)在豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的z方向上減少柱狀部分將進(jìn)一步減小豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a的干擾。于2004年9月17日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)10/944,583號(hào)公開(kāi)了用于在通路的z方向上減少線頭部分的系統(tǒng)的示例，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

用于通孔和埋孔的典型鉆孔尺寸在0.35mm至0.2mm的范圍內(nèi)，并且印刷電路板制造領(lǐng)域中的當(dāng)前趨勢(shì)是降低鉆孔尺寸，以在新一代部件中進(jìn)一步適應(yīng)更小的引腳間距。此外，由于日益增加的i/o數(shù)量，印刷電路板制造領(lǐng)域中的當(dāng)前趨勢(shì)是增加印刷電路板內(nèi)的層數(shù)，這使得印刷電路板變得更厚。更厚的印刷電路板和更小的孔的組合使得傳統(tǒng)印刷電路板制造技術(shù)的產(chǎn)率工藝更低。在本領(lǐng)域中，將pcb厚度與鉆孔尺寸的比值稱為縱橫比。當(dāng)使用大于12的縱橫比時(shí)，傳統(tǒng)印刷電路板制造工藝難以對(duì)通路進(jìn)行鍍覆。然而，如果將根據(jù)傳統(tǒng)印刷電路板制造工藝構(gòu)造的通孔通路的表面面積與豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16的表面面積進(jìn)行比較，則可發(fā)現(xiàn)a/r(按表面面積)的差異很大，這示出了豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

*由于vcs元件沒(méi)有直徑，因此按直徑的a/r不能被計(jì)算以與通孔比較，因而采用表面面積作為比較。

在實(shí)踐中，為了容納更多的導(dǎo)電元件，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16可以比上表中列出的更長(zhǎng)。這將產(chǎn)生使鍍覆變得更加容易的更大的表面面積，更大的表面面積還使得鍍覆系統(tǒng)更簡(jiǎn)化且產(chǎn)率更高，從而降低了總成本。

導(dǎo)電段18a和18b可以由適用于在具有或不具有外部接觸焊盤時(shí)在內(nèi)部跡線或?qū)щ娐窂脚c另一內(nèi)部或外部導(dǎo)電路徑或跡線之間提供電連接的任何類型的導(dǎo)電材料構(gòu)造。通常，導(dǎo)電段18a和18b將由銅構(gòu)造。然而，應(yīng)當(dāng)理解到，在形成導(dǎo)電段18a和18b時(shí)也可以使用其它材料和/或材料的合金和/或不同材料的組合。

跡線20由諸如金或銅的導(dǎo)電材料構(gòu)造。

填充材料22是可選的，但是在空間成問(wèn)題時(shí)由于填充材料22允許接觸焊盤14被定位在導(dǎo)電段18a和導(dǎo)電段18b上方，填充材料22是有幫助的。在使用填充材料22時(shí)，其用作兩個(gè)導(dǎo)電段18a和18b之間的電介質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)改變將孔24和孔26連接的通道或狹槽的尺寸或者更改形成填充材料22的材料來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)導(dǎo)電段18a和18b之間的電介質(zhì)。

填充材料22可以由相對(duì)于基板12制造工藝和材料具有化學(xué)相容性和熱相容性的材料形成，并且期望與所使用的各種鍍液相容。此外，填充材料22應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)足以填充小縱橫比的鍍覆通孔(或盲孔)的流動(dòng)特性，并且具有在填充后以最小的體積變化轉(zhuǎn)變、固化或轉(zhuǎn)化成固體材料的能力。填充材料22的熱膨脹應(yīng)與基板12的其余部分相容。此外，填充材料22應(yīng)當(dāng)對(duì)導(dǎo)電段18呈現(xiàn)良好粘合性。

現(xiàn)在將參考圖2a至圖2i描述在基板12中精確地形成豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a、16b和16c的所遵循的順序步驟。圖2a示出諸如印刷電路板或柔性薄膜基板的絕緣體基板40。如圖2a所示，在絕緣體基板40中相對(duì)于絕緣體基板40的上表面以期望的位置和期望的角度形成兩個(gè)間隔布置的孔41和43。例如，孔41和43能夠以大體上垂直于絕緣體基板40的上表面的角度形成?？?1和43包括直徑d1，對(duì)于孔41和43中的每個(gè)，直徑d1可以相同或不同?？梢酝ㄟ^(guò)使用鉆孔方法形成孔41和43，但是也可以使用諸如銑削、沖孔、激光鉆孔、水切割、或光界定的任何傳統(tǒng)方法?？?1和43的直徑d1可以是與絕緣體基板40的其它設(shè)計(jì)要求相容的任何尺寸。在實(shí)施例中，孔41和43的直徑d1可以在約0.05毫米和約0.5毫米之間的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，孔41和43的直徑d1可以在約0.1毫米和約0.5毫米之間的范圍內(nèi)。取決于加工的精度，孔41和43之間的間隔可以相隔0.1毫米至0.5毫米或更小或更大。絕緣體基板40中的全部或大體上全部的開(kāi)口或孔可以同時(shí)形成，而無(wú)論開(kāi)口或孔是否最終形成為如下所述的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16。這避免了在隔開(kāi)的孔形成工藝與隨后形成的布線圖案之間發(fā)生的特別是來(lái)自公差累積的未對(duì)準(zhǔn)，該布線圖案通過(guò)使用必須與豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)掩模形成。由于印刷電路板的布線圖案變得越來(lái)越細(xì)密，這個(gè)因素尤其重要。

此后，如圖2b和圖2c所示，通過(guò)在基板40中形成狹槽45移除孔41和43之間的材料的至少一部分。圖2c是沿著圖2b中的線2c-2c截取的局部剖面圖。狹槽45可以具有小于兩個(gè)間隔布置的孔41和43的直徑d1的寬度w。然而，狹槽45的寬度w和兩個(gè)間隔布置的孔41和43的直徑d1可以相同。在實(shí)施例中，兩個(gè)間隔布置的孔41和43的直徑d1可以小于狹槽45的寬度w，并且可用作導(dǎo)向孔。狹槽45以例如使得側(cè)壁46形成有狗骨頭形形狀的周邊的方式與兩個(gè)間隔布置的孔41和43相交?？梢酝ㄟ^(guò)使用鉆孔方法形成狹槽45，但是也可以使用諸如布線、銑削、沖孔、激光鉆孔/切割/燒蝕、水切割、或光界定的任何傳統(tǒng)方法。

此后，如圖2d的剖面圖和圖2e的俯視平面圖所示，添加導(dǎo)電種子層(未示出)，隨后添加由第一導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)電層47，第一導(dǎo)電材料被沉積在基板40和側(cè)壁46的表面上，以在被導(dǎo)電層47圍繞的基板40中留有開(kāi)口。在實(shí)施例中，第一導(dǎo)電材料是銅，并且可以沉積成在約2.54微米和約25微米之間的范圍內(nèi)的厚度、沉積成大于大約5微米的厚度、和沉積成大約15至25微米的厚度。對(duì)于貫通結(jié)構(gòu)，該厚度可以在約20至25微米的范圍內(nèi)，而對(duì)于盲結(jié)構(gòu)，該厚度例如可以為約15微米。側(cè)壁46上的導(dǎo)電層47可以足夠厚，以提供能夠經(jīng)受得住在隨后的部件組裝和使用期間印刷電路板所受到的熱波動(dòng)和侵蝕性處理的穩(wěn)健機(jī)械結(jié)構(gòu)。

在實(shí)施例中，使用電解鍍覆工藝沉積導(dǎo)電層47。電解工藝可以遵循涉及直接金屬化工藝或無(wú)電工藝的表面處理步驟。該表面處理步驟包括沉積使表面敏化并有助于導(dǎo)電層47與側(cè)壁46的粘合的導(dǎo)電種子薄層。直接金屬化包括在沉積導(dǎo)電層47前在基板表面和豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)側(cè)壁46上沉積導(dǎo)電分子薄層(未示出)。導(dǎo)電層47也可以是鈀或鉑。該工藝避免了典型的催化沉積銅，從而使該裝置更經(jīng)濟(jì)可行。

無(wú)電表面處理工藝包括在沉積導(dǎo)電層47前在基板40和側(cè)壁46的表面上沉積可以是銅的導(dǎo)電種子薄層(未示出)至在約30微米和約200微米之間的范圍內(nèi)的厚度，并且在一個(gè)實(shí)施例中，沉積至在約70微米和約80微米之間的范圍內(nèi)的厚度。

在電解沉積前的表面處理由于導(dǎo)電層47的厚度隨著側(cè)壁46的深度增加而減小的自然趨勢(shì)，會(huì)導(dǎo)致在側(cè)壁46上的導(dǎo)電層47非線性分布。

隨后，如圖2f所示，第一孔24和第二孔26被形成在基板40中，每個(gè)孔24和26與側(cè)壁46和導(dǎo)電層47交迭。每個(gè)孔24和26移除側(cè)壁46上的導(dǎo)電層47的一部分，以使得孔24和26配合，從而形成與導(dǎo)電層47電絕緣的段18a和18b。第一孔24和第二孔26可以與孔41和孔43同心，但包括優(yōu)選地大于孔41和孔43的直徑d1的直徑d2。在鉆孔時(shí)，使用具有大于直徑d1的直徑d2的鉆頭允許在導(dǎo)電層47被移除時(shí)該鉆頭被基板40大體上均勻地支撐，從而有助于防止鉆孔期間側(cè)向偏移，并且無(wú)需在鉆孔前用填充材料填充被導(dǎo)電層47圍繞的空隙。

如圖2g所示，在第一孔24和第二孔26被形成在基板40中后，填充材料22(由于空氣用作電介質(zhì)，因此填充材料22是可選的)可以被引入到由基板40以及電絕緣段18a和18b形成的腔室48中。填充材料22可以通過(guò)任何合適的工藝被引入到腔室48中。例如，填充材料22可以通過(guò)具有或不具有圖案的涂刷器或模版或篩網(wǎng)被引入到腔室48中。還可以使用諸如輥、將填充材料22的加壓供給引入到腔室48中的加壓頭、具有插入腔室48中的針的注射器、噴墨印制、或者能夠用填充材料22填充腔室48的任何其它手段的將填充材料22引入到腔室48中的其它手段。填充材料22可以位于腔室48內(nèi)，以便避免形成泡或凹坑。

如果填充材料22被引入到腔室48中并且填充材料22已經(jīng)固化，則可以使用研磨劑、刷子或其它類型的平整裝置來(lái)平坦化基板40，以使得填充材料22的外端大體上與導(dǎo)電層47的外表面共面。

隨后，如圖2h所示，一個(gè)或多個(gè)圖案板60被設(shè)置在基板40的第一表面62和/或第二表面64上。當(dāng)在固化的填充材料22的表面以及電絕緣段18a和18b上進(jìn)行鍍覆時(shí)，一個(gè)或多個(gè)圖案板60包括第二導(dǎo)電層。當(dāng)表面安裝接觸區(qū)域重疊到基板40具有固化的填充材料22以及電絕緣段18a和18b的區(qū)域中時(shí)，這將是必需的。一旦該區(qū)域被鍍覆至最優(yōu)厚度，使基板40通過(guò)利用“剝膜-蝕刻-剝膜”(ses)線的通常被稱為剝膜-蝕刻-剝膜(sn通常用作抗蝕劑，但也可以使用其它材料)工藝的圖像限定工藝。美國(guó)專利6,074,561號(hào)公開(kāi)了“剝膜-蝕刻-剝膜”線的示例，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。如圖2i所示，剝膜-蝕刻-剝膜工藝移除了一個(gè)或多個(gè)圖案板60的多個(gè)部分、層47的多個(gè)部分、以及來(lái)自層壓體/銅箔的基底銅。

隨后，可以用焊接掩模、諸如enig(化學(xué)鍍鎳浸金)的表面加工等來(lái)加工基板40，從而制造印刷電路板10。焊接掩?？梢允侵T如光滑類型形式的任何合適的焊接掩模。

現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的印刷電路板的第二實(shí)施例在圖3中被示出并且由一般參考標(biāo)記10a指示。印刷電路板10a設(shè)置有基板12a、多個(gè)接觸焊盤14a、以及多個(gè)豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16(為了清楚起見(jiàn)，在圖3中通過(guò)參考標(biāo)記16d、16e和16f指示豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16)。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d、16e和16f中的每個(gè)的結(jié)構(gòu)和功能類似。因此，在本文中僅詳細(xì)描述豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d設(shè)置有至少兩個(gè)電絕緣的導(dǎo)電段18c和18d。雖然導(dǎo)電段18c和18d中的每個(gè)經(jīng)由跡線20a連接至隔開(kāi)的接觸焊盤14a，但是導(dǎo)電段18c和18d也可以直接連接至接觸焊盤14a。通過(guò)在導(dǎo)電段18c和導(dǎo)電段18d之間居中布置的非導(dǎo)電填充材料22a(不導(dǎo)電)使導(dǎo)電段18c和18d電絕緣。如下面將更詳細(xì)地討論的，導(dǎo)電段18c和18d通常由已經(jīng)通過(guò)形成至少一個(gè)孔24a而被分開(kāi)或切開(kāi)的導(dǎo)電鍍層形成。

基板12a可以是能夠用于支撐電氣部件、導(dǎo)體等的任何材料或裝置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基板12a包括多層交錯(cuò)的導(dǎo)電路徑(或跡線)和絕緣體。

接觸焊盤14a可以是能夠提供與諸如集成電路的外部部件的電連接或接頭的任何類型的材料或裝置。例如，接觸焊盤14a可以是表面安裝接觸件、或球柵陣列接觸件、或焊接掩模限定的共模接觸件。取決于最優(yōu)的布線和結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，接觸焊盤14a的形狀可以呈圓形、橢圓形或多邊形狀的形式。

豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(v.c.s.)16d可用于傳遞差?；蚬材ｎ愋偷男盘?hào)，其中，導(dǎo)電段18c和導(dǎo)電段18d中的每個(gè)可以耦接至差模或共模信號(hào)的不同部分。在差分類型信號(hào)的情況中，利用傳統(tǒng)技術(shù)的路徑或并行傳輸兩個(gè)信號(hào)將由于通路分隔信號(hào)而失真。下表示出了豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d的按表面面積的縱橫比的示例性值。

*由于vcs元件沒(méi)有直徑，因此按直徑的a/r不能被計(jì)算以與通孔比較，因而采用表面面積作為比較。

在實(shí)踐中，為了容納更多的導(dǎo)電元件，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d可以比上表中列出的更長(zhǎng)。這將產(chǎn)生使鍍覆更加容易的更大的表面面積，更大的表面面積還使得鍍覆系統(tǒng)更簡(jiǎn)化且產(chǎn)率更高，從而降低了總成本。

導(dǎo)電段18c和18d可以由適用于在具有或不具有外部接觸焊盤時(shí)在內(nèi)部跡線或?qū)щ娐窂脚c另一內(nèi)部或外部導(dǎo)電路徑或跡線之間提供電連接的任何類型的導(dǎo)電材料構(gòu)造。通常，導(dǎo)電段18c和18d將由銅構(gòu)造。然而，應(yīng)當(dāng)理解到，在形成導(dǎo)電段18c和18d時(shí)也可以使用其它材料和/或材料的合金和/或不同材料的組合。

跡線20a由諸如金或銅的導(dǎo)電材料構(gòu)造?？梢允褂萌魏螌?dǎo)電材料，只要該導(dǎo)電材料包括對(duì)于跡線20a的特定應(yīng)用適當(dāng)?shù)偷碾娮璨⑶铱山Y(jié)構(gòu)化以形成跡線20a。此外，跡線20a可以由導(dǎo)電材料的組合構(gòu)造。例如，金可以被施加至諸如銅的下覆材料，并且用作保護(hù)層，從而保護(hù)下覆材料免受腐蝕。

填充材料22a用作兩個(gè)導(dǎo)電段18c和18d之間的電介質(zhì)。可以通過(guò)改變孔24a的尺寸或更改形成填充材料22a的材料來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)導(dǎo)電段18c和18d之間的電介質(zhì)。

填充材料22a是可選的，其可以由相對(duì)于基板12a制造工藝和材料具有化學(xué)相容性和熱相容性的材料形成，并且期望與所使用的各種鍍液相容。此外，填充材料22a應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)足以填充小縱橫比的鍍覆通孔(或盲孔)的流動(dòng)特性，并且具有在填充后以最小的體積變化轉(zhuǎn)變、固化或轉(zhuǎn)化成固體材料的能力。填充材料22a的熱膨脹應(yīng)與基板12a的其余部分相容。此外，填充材料22a應(yīng)當(dāng)對(duì)導(dǎo)電段18c和18d呈現(xiàn)良好的粘合性。

下面將描述用于制造印刷電路板10a的兩個(gè)示例性方法。

示例1

現(xiàn)在將參考圖4a至圖4i描述在基板12a(圖3所示)中精確地形成豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d、16e和16f的所遵循的順序步驟的一個(gè)示例。圖4a示出諸如印刷電路板或柔性薄膜基板的絕緣體基板40a。如圖4a所示，在絕緣體基板40a中相對(duì)于絕緣體基板40a的上表面以期望的位置和期望的角度形成至少一個(gè)孔41a。例如，孔41a能夠以大體上垂直于絕緣體基板40a的上表面的角度形成?？?1a包括直徑d3?？梢酝ㄟ^(guò)使用鉆孔方法形成孔41a，但是也可以使用諸如銑削、沖孔、激光鉆孔、水切割、或光界定的任何傳統(tǒng)方法?？?1a的直徑d3可以是與絕緣體基板40a的其它設(shè)計(jì)要求相容的任何尺寸。在實(shí)施例中，孔41a的直徑d3可以在約0.1毫米和約0.5毫米之間的范圍內(nèi)。絕緣體基板40a中的全部或大體上全部的開(kāi)口或孔可以被同時(shí)形成，而無(wú)論開(kāi)口或孔是否最終形成為如下所述的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d。這避免了在隔開(kāi)的孔形成工藝與隨后形成的布線圖案之間發(fā)生的特別是來(lái)自公差累積的未對(duì)準(zhǔn)，該布線圖案通過(guò)使用必須與豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)掩模形成。由于印刷電路板的布線圖案變得越來(lái)越細(xì)密，這個(gè)因素尤其重要。

此后，如圖4b和圖4c所示，在基板40a中形成狹槽45a，使孔41a被用于將鉆頭移動(dòng)到基板40a中，優(yōu)選地不接觸基板40a。隨后，該鉆頭可以在側(cè)向方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以移除孔41a的界限外側(cè)的材料，從而形成狹槽45a。狹槽45a具有小于孔41a的直徑d3的寬度w3。狹槽45a以使得側(cè)壁46a形成有周邊的方式與孔41a相交?？梢酝ㄟ^(guò)使用如在本文中描述的具有鉆頭的布線方法形成狹槽45a，但是也可以使用諸如銑削、沖孔、激光鉆孔/切割/燒蝕、水切割、或光界定的任何傳統(tǒng)方法。

此后，如圖4d所示，添加導(dǎo)電種子層(未示出)，隨后添加由第一導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)電層47a，第一導(dǎo)電材料被沉積在基板40a和側(cè)壁46a的表面上，以在被導(dǎo)電層47a圍繞的基板40a中留有開(kāi)口。在實(shí)施例中，第一導(dǎo)電材料是銅，并且可以沉積成在約2.54微米和約25微米之間的范圍內(nèi)的厚度、沉積成15微米和25微米之間的厚度，或者沉積成大約15微米的厚度。側(cè)壁46a上的導(dǎo)電層47a可以足夠厚，以提供能夠經(jīng)受得住在隨后的部件組裝和使用期間印刷電路板所受到的熱波動(dòng)和侵蝕性處理的穩(wěn)健機(jī)械結(jié)構(gòu)。對(duì)于貫通結(jié)構(gòu)，厚度可以在約20微米至25微米的范圍內(nèi)，而對(duì)于盲結(jié)構(gòu)，厚度例如可以為約15微米。

在實(shí)施例中，使用電解鍍覆工藝沉積導(dǎo)電層47a。電解工藝可以遵循涉及直接金屬化工藝或無(wú)電工藝的表面處理步驟。該表面處理步驟包括沉積使表面敏化并有助于導(dǎo)電層47a與側(cè)壁46a的粘合的導(dǎo)電種子薄層。直接金屬化包括在沉積導(dǎo)電層47a前在基板表面和豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)側(cè)壁46a上沉積導(dǎo)電分子薄層(未示出)。導(dǎo)電層47a也可以是鈀或鉑。該工藝避免了典型的催化沉積銅，從而使該裝置更經(jīng)濟(jì)可行。

無(wú)電表面處理工藝包括在沉積導(dǎo)電層47a前在基板40a和側(cè)壁46a的表面上沉積可以是銅的導(dǎo)電種子薄層(未示出)至在約3微米和約20微米之間的范圍內(nèi)的厚度，并且在一個(gè)實(shí)施例中，沉積至在約70微米和約80微米之間的范圍內(nèi)的厚度。

在電解沉積前的表面處理由于導(dǎo)電層47a的厚度隨著側(cè)壁46a的深度增加而減小的自然趨勢(shì)，會(huì)導(dǎo)致在側(cè)壁46a上的導(dǎo)電層47a非線性分布。

隨后，如圖4e所示，孔24a被形成在基板40a中，孔24a與孔41a同心并且也與側(cè)壁46a和導(dǎo)電層47a交迭?？?4a移除側(cè)壁46a上的導(dǎo)電層47a的一部分，以使得孔24a形成與導(dǎo)電層47a電絕緣的段18c和18d?？?4a可以包括優(yōu)選地大于孔41a的直徑d3的直徑d4。在鉆孔時(shí)，使用具有大于直徑d3的直徑d4的鉆頭允許在導(dǎo)電層47a被移除時(shí)該鉆頭被基板40a大體上均勻地支撐，從而有助于防止鉆頭在鉆孔期間側(cè)向偏移，并且無(wú)需在鉆孔前用填充材料填充被導(dǎo)電層47a圍繞的空隙。

如圖4f所示，在孔24a被形成在基板40a中后，填充材料22a可以被引入到由基板40a以及電絕緣段18c和18d形成的腔室48a中。填充材料22a可以通過(guò)任何合適的工藝被引入腔室到48a中。例如，填充材料22a可以通過(guò)具有或不具有圖案的涂刷器或模版或篩網(wǎng)被引入到腔室48a中。還可以使用諸如輥、將填充材料22a的加壓供給引入到腔室48a中的加壓頭、具有插入腔室48a中的針的注射器、噴墨印制、或者能夠用填充材料22a填充腔室48a的任何其它手段的將填充材料22a引入到腔室48a中的其它手段。填充材料22a可以位于腔室48a內(nèi)，以便避免形成泡或凹坑。

一旦填充材料22a被引入到腔室48a中并且填充材料22a已經(jīng)固化，則可以使用研磨劑、刷子或其它類型的平整裝置來(lái)平坦化基板40a，以使得填充材料22a的外端大體上與導(dǎo)電層47a的外表面共面。

隨后，如圖4g和圖4h所示，一個(gè)或多個(gè)圖案板60a被設(shè)置在基板40a的第一表面62a或第二表面64a上。當(dāng)在固化的填充材料22a的表面以及電絕緣段18c和18d上進(jìn)行鍍覆時(shí)，一個(gè)或多個(gè)圖案板(圖案板可以作為面板或兩者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，這適用于所有鍍覆工藝)60a包括第二導(dǎo)電層。當(dāng)表面安裝接觸區(qū)域重疊到基板40a具有固化的填充材料22a以及電絕緣段18c和18d的區(qū)域中時(shí)，這將是必需的。一旦該區(qū)域被鍍覆至最優(yōu)厚度，使基板40a通過(guò)利用“剝膜-蝕刻-剝膜”(ses)線的通常被稱為剝膜-蝕刻-剝膜(sn通常用作抗蝕劑，但也可以使用其它材料)工藝的圖像限定工藝。美國(guó)專利6,074,561號(hào)公開(kāi)了“剝膜-蝕刻-剝膜”線的示例，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。如圖4i所示，剝膜-蝕刻-剝膜工藝移除了一個(gè)或多個(gè)圖案板60a的多個(gè)部分、層47a的多個(gè)部分、以及來(lái)自層壓體/銅箔的基底銅。

隨后，可以用焊接掩模、諸如enig的表面加工等來(lái)加工基板40a，從而制造印刷電路板10a。焊接掩?？梢允侵T如光滑類型形式的任何合適的焊接掩模。

示例2

現(xiàn)在將參考圖5a至圖5i描述在基板12a中精確地形成豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d、16e和16f的所遵循的順序步驟的另一示例。圖5a示出了諸如印刷電路板或柔性薄膜基板的絕緣體基板40b。如圖5a和圖5b所示，在絕緣體基板40b中相對(duì)于絕緣體基板40b的上表面以期望的位置和期望的角度形成至少一個(gè)狹槽45b。例如，狹槽45b能夠以大體上垂直于絕緣體基板40b的上表面的角度形成。狹槽45b以使得側(cè)壁46b形成有周邊的形式被形成在基板40b中。狹槽45b包括長(zhǎng)度l5和寬度w5?？梢酝ㄟ^(guò)使用銑削方法形成狹槽45b，但是也可以使用諸如銑削、沖孔、激光鉆孔、水切割、或光界定的任何傳統(tǒng)方法。狹槽45b的長(zhǎng)度l5和寬度w5可以是與絕緣體基板40b的其它設(shè)計(jì)要求相容的任何尺寸。絕緣體基板40b中的全部或大體上全部的開(kāi)口或孔可以同時(shí)形成，而無(wú)論開(kāi)口或孔是否最終形成為如下所述的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16d、16e和16f。這避免了在隔開(kāi)的孔形成工藝與隨后形成的布線圖案之間發(fā)生的特別是來(lái)自公差累積的未對(duì)準(zhǔn)，該布線圖案通過(guò)使用必須與豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)掩模形成。由于印刷電路板的布線圖案變得越來(lái)越細(xì)密，這個(gè)因素尤其重要。

此后，如圖5c所示，添加導(dǎo)電種子層(未示出)，隨后添加由第一導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)電層47b，第一導(dǎo)電材料被沉積在基板40b和側(cè)壁46b的表面上，以在被導(dǎo)電層47b圍繞的基板40b中留有開(kāi)口。在實(shí)施例中，第一導(dǎo)電材料是銅，并且可以沉積成在約2.54微米至約25微米之間的范圍內(nèi)的厚度、或者沉積成在大約5微米至大約25微米的范圍內(nèi)的厚度、或者沉積成大約15微米的厚度。側(cè)壁46b上的導(dǎo)電層47b可以足夠厚，以提供能夠經(jīng)受得住在隨后的部件組裝和使用期間印刷電路板所受到的熱波動(dòng)和侵蝕性處理的穩(wěn)健機(jī)械結(jié)構(gòu)。如上所述，對(duì)于貫通結(jié)構(gòu)，厚度可以在約20微米至25微米的范圍內(nèi)，而對(duì)于盲結(jié)構(gòu)，厚度例如可以為約15微米。

在實(shí)施例中，使用電解鍍覆工藝沉積導(dǎo)電層47b。電解工藝可以遵循涉及直接金屬化工藝或無(wú)電工藝的表面處理步驟。該表面處理步驟包括沉積使表面敏化并有助于導(dǎo)電層47b與側(cè)壁46b的粘合的導(dǎo)電種子薄層。直接金屬化包括在沉積導(dǎo)電層47b前在基板表面和豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)側(cè)壁46b上沉積導(dǎo)電分子薄層(未示出)。導(dǎo)電層47b也可以是鈀或鉑。該工藝避免了典型的催化沉積銅，從而使該裝置更經(jīng)濟(jì)可行。

無(wú)電表面處理工藝包括在沉積導(dǎo)電層47b前在基板40b和側(cè)壁46b的表面上沉積可以是銅的導(dǎo)電種子薄層(未示出)至在約30微米和約200微米之間的范圍內(nèi)的厚度，并且在一個(gè)實(shí)施例中，沉積至在約70微米和約80微米之間的范圍內(nèi)的厚度。

在電解沉積前的表面處理使得側(cè)壁46b上的導(dǎo)電層47b高度線性分布。

隨后，如圖5d所示，孔24a被形成在基板40b中，孔24a與側(cè)壁46b和導(dǎo)電層47b交迭。孔24a移除側(cè)壁46b上的導(dǎo)電層47b的一部分，以使得孔24a形成與導(dǎo)電層47b電絕緣的段18c和18d?？?4a可以包括優(yōu)選地大于狹槽45b的寬度w5的直徑d6。在鉆孔時(shí)，使用具有大于直徑w5的直徑d6的鉆頭允許在導(dǎo)電層47b被移除時(shí)該鉆頭被基板40b大體上均勻地支撐，以幫助防止鉆頭在鉆孔期間側(cè)向偏移，并且無(wú)需在鉆孔前用填充材料填充被導(dǎo)電層47b圍繞的空隙。

如圖5e所示，在孔24a被形成在基板40b中之后，填充材料22b可以被引入到由基板40b以及電絕緣段18c和18d形成的腔室48b中。填充材料22b可以通過(guò)任何合適的工藝被引入腔室到48b中。例如，填充材料22b可以通過(guò)具有或不具有圖案的涂刷器或模版或篩網(wǎng)被引入到腔室48b中。還可以使用諸如輥、將填充材料22b的加壓供給引入到腔室48b中的加壓頭、具有插入腔室48b中的針的注射器、噴墨印制、或者能夠用填充材料22b填充腔室48b的任何其它手段的將填充材料22b引入到腔室48b中的其它手段。填充材料22b可以位于腔室48b內(nèi)，以便避免形成泡或凹坑。

一旦填充材料22b被引入到腔室48b中并且填充材料22b已經(jīng)固化，則可以使用研磨劑、刷子或其它類型的平整裝置來(lái)平坦化基板40b，以使得填充材料22b的外端大體上與導(dǎo)電層47b的外表面共面。

隨后，如圖5f和圖5g所示，一個(gè)或多個(gè)圖案板60b被設(shè)置在基板40b的第一表面62b或第二表面64b上。當(dāng)在固化的填充材料22b的表面以及電絕緣段18c和18d上進(jìn)行鍍覆時(shí)，一個(gè)或多個(gè)圖案板60b包括第二導(dǎo)電層。當(dāng)表面安裝接觸區(qū)域重疊到基板40b具有固化的填充材料22b以及電絕緣段18c和18d的區(qū)域中時(shí)，這將是必需的。一旦該區(qū)域被鍍覆至最優(yōu)厚度，使基板40b通過(guò)利用“剝膜-蝕刻-剝膜”(ses)線的剝膜-蝕刻-剝膜(sn通常用作抗蝕劑，但也可以使用其它材料)工藝。美國(guó)專利6,074,561號(hào)公開(kāi)了“剝膜-蝕刻-剝膜”線的示例，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。如圖5h所示，剝膜-蝕刻-剝膜工藝移除了一個(gè)或多個(gè)圖案板60b的多個(gè)部分、和層47b的多個(gè)部分。如圖5g中的虛線所示，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)42b的位于側(cè)壁46b上的導(dǎo)電層47b和由導(dǎo)電層47b形成的邊緣66b限定豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)42b的周邊。

隨后，可以用焊接掩模、諸如enig的表面加工等來(lái)加工基板40b，從而制造印刷電路板10a。焊接掩?？梢允侵T如光滑類型形式的任何合適的焊接掩模。

圖6至圖16示出了具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16以及與豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電段18中的選定多個(gè)段互連的跡線20的基板12的各種示例。圖6至圖16是基板12的示例的局部透視圖，它們并不意圖示出同一示例的多個(gè)視圖。圖6至圖16被編號(hào)，以大體上示出元件位于圖中何處，但是圖6至圖16中的相同的附圖標(biāo)記，例如16a，并不意圖示出完全相同的元件。

圖6是示出垂直延伸穿過(guò)示例性的多層基板12的多個(gè)層的多個(gè)vcs16a-h的局部透視圖，并且vcs16a-h的電絕緣導(dǎo)電段在三個(gè)不同的層被連接至跡線20(為了清楚起見(jiàn)，并非所有的跡線都被編號(hào))。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，本文公開(kāi)的用于形成多個(gè)vcs16a-h的技術(shù)在bga類型部件下形成更多的布線空間以及用于將用來(lái)傳輸電力和接地信號(hào)的跡線20被直接定位在bga類型部件下面的更多的空間。

圖7是示例性的多層基板12的局部透視圖，其中，跡線20從vcs16a-f延伸穿過(guò)基板12的內(nèi)層。

圖8是基板12的局部透視圖，其示出了具有多個(gè)vcs16a-f的球柵陣列，該多個(gè)vcs16a-f具有連接至跡線20并延伸穿過(guò)多個(gè)層的電絕緣導(dǎo)電段。圖8的球柵陣列可以是0.5mm球柵陣列。

圖9是基板12的局部透視圖，其示出了被示出為在六個(gè)豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a-f的填充材料22上的球柵陣列，內(nèi)部跡線和多個(gè)層被省略。圖9的球柵陣列可以是0.5mm的球柵陣列。

圖10是基板12的局部透視圖，其示出了從多個(gè)vcs16a-h延伸的跡線20。

圖11是基板12的局部透視圖，其示出了在多個(gè)層從vcs16a-f延伸的跡線20。

圖12是基板12的局部透視圖，跡線20在基板12的多層從vcs16a-f延伸。

圖13是基板12的另一局部透視圖，跡線被電連接并在多個(gè)層從vcs16a-d延伸。

圖14是具有0.7mm球柵陣列的基板12的另一局部透視圖，0.7mm球柵陣列被示出為位于多個(gè)vcs16a-h上，跡線未被示出。

圖15是示出了vcs16a-f的具有球柵陣列的基板12的另一局部透視圖，其示出了連接至跡線20并且從vcs16a-f延伸的電絕緣導(dǎo)電段。圖15的球柵陣列可以是0.7mm球柵陣列。

圖16是基板12的另一局部透視圖，其示出了在基板12的多個(gè)層從多個(gè)vcs16a-k延伸的跡線20。

盡管本文已經(jīng)將豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16a-f示出并描述為貫通結(jié)構(gòu)，但是應(yīng)當(dāng)理解到，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16也可以形成為盲結(jié)構(gòu)、埋入結(jié)構(gòu)及它們的組合。例如，圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的具有安裝至一個(gè)或多個(gè)豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110的bga類型的部件102的電路板100的剖視圖解。電路板100包括被編號(hào)為112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g和112h的八個(gè)層112。

一個(gè)或多個(gè)豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110可以被構(gòu)造為類似于上述的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16，不同的是當(dāng)在基板12中形成狹槽時(shí)，狹槽被形成有延伸穿過(guò)基板12的第一數(shù)目的層的第一狹槽區(qū)域、以及延伸穿過(guò)基板12的第二數(shù)目的層的第二狹槽區(qū)域，并且第一數(shù)目的層與第二數(shù)目的層不同。在某些情況中，基板具有n層，在本示例中為8層，并且第一數(shù)目的層可以等于n層。在這種情況中，第一區(qū)域?qū)⒀由齑┻^(guò)整個(gè)基板12。

例如，如圖所示，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110可以包括七個(gè)區(qū)域120、122、124、126、128、130和132。區(qū)域120、122、124、126、128、130和132中的每個(gè)具有延伸至電路板100內(nèi)的預(yù)選深度的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電段116(為了清楚起見(jiàn)，僅對(duì)少數(shù)幾個(gè)進(jìn)行編號(hào))，該預(yù)選深度可以與一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電段116在其它區(qū)域120、122、124、126、128、130和132中延伸至的深度相同或不同。例如，區(qū)域120包括延伸(穿過(guò)層112a和112b)至與區(qū)域132中的五個(gè)導(dǎo)電段116同一深度的五個(gè)導(dǎo)電段116，即，該五個(gè)導(dǎo)電段116通過(guò)電路板100的兩個(gè)層，并且具有與傳統(tǒng)盲孔相同的功能。此外，區(qū)域122中的導(dǎo)電段116僅延伸穿過(guò)電路板100的單層，并且具有與盲孔相同的功能。區(qū)域126中的導(dǎo)電段116延伸貫穿電路板100，并且具有與傳統(tǒng)貫通通路相同的功能。此外，在形成導(dǎo)電段116前，形成貫穿電路板100的狹槽增強(qiáng)了流體流入狹槽的能力，從而有助于形成上文參考圖2d、圖4d和圖5e所述的導(dǎo)電層47、47a和47b。電路板100能夠以上述方式被形成，以便使用控制深度銑削(即，在不同深度銑削)加工電路板10來(lái)形成腔室，隨后對(duì)腔室進(jìn)行鍍覆，而后使腔室經(jīng)受分隔鉆孔、銑削或其它操作，以移除導(dǎo)電層的預(yù)選部分，從而形成導(dǎo)電段116，并且移除狹槽的底部的任何導(dǎo)電材料或抗蝕劑，以使導(dǎo)電段116電絕緣。

圖18和圖19示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a(圖18)和136b(圖19)的多層電路板的基板134的其它實(shí)施例。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a和136b包括在側(cè)壁139a和139b上延伸的多個(gè)跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2。如圖所示，跡線138a-1和138a-2具有在側(cè)壁139a上豎直延伸的兩個(gè)第一部分140a-1和140a-2、以及在側(cè)壁139a上水平延伸的第二部分141a-1和141a-2。跡線138b-1和138b-2以彼此不平行的方式在側(cè)壁139b上延伸，并且相對(duì)于基板134的上表面142也呈非90度的角度。跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2的構(gòu)造被以舉例的方式示出，但是應(yīng)當(dāng)理解到，跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2可以具有包括與在基板134內(nèi)部或外部的跡線(未示出)連接的線性部分、弧形部分、以及線性部分和弧形部分的組合的各種形狀。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a(圖18)和136b(圖19)被示出為通孔構(gòu)造，但是豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a(圖18)和136b(圖19)也可以被構(gòu)造為盲構(gòu)型。

圖20和圖21示出的是用于形成跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2的示例性方法。如上所述，可以通過(guò)在基板134內(nèi)形成狹槽143a并隨后將導(dǎo)電材料143b的鍍層施加至狹槽143a的側(cè)壁139a和139b上來(lái)形成豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a和136b。如上所述，導(dǎo)電材料143b例如可以是金或銅。隨后，將具有軸桿145a和切割端145b的銑刀144布置到狹槽143a中。切割端145b向外延伸超出軸145a的周邊，使得切割端145b能夠接合并切割導(dǎo)電材料143b的預(yù)定部分，以移除導(dǎo)電材料143b的不期望部分，從而形成跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2。切割端145b可以具有諸如所示的球形的任何合適的形狀。銑刀144可以被連接至計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)(未示出)，計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)具有馬達(dá)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和引導(dǎo)器，用于在例如沿著x軸、y軸和z軸的至少三個(gè)不同方向上旋轉(zhuǎn)、支撐和移動(dòng)銑刀144，以將切割端145b與導(dǎo)電材料143b接合，以便移除導(dǎo)電材料143b的不期望部分。在該示例中，狹槽143a具有縱向軸線147a以及垂直于縱向軸線147a延伸的側(cè)向軸線147b?？v向軸線147a可以與計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)的y軸對(duì)齊，側(cè)向軸線147b可與計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)的x軸對(duì)齊，并且計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)的z軸可以垂直于上表面142。在另一實(shí)施例中，可以使用成像工藝移除豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a和136b的預(yù)定部分，以形成跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2。在該實(shí)施例中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a和136b鍍覆有正型或負(fù)型光刻膠(光致抗蝕劑)材料。此后，將光刻膠材料的預(yù)定部分曝光，并且隨后使用蝕刻工藝移除豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)136a和136b的不期望部分，以形成跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2?？梢酝ㄟ^(guò)使用連接至光纖端頭(未示出)并通過(guò)光纖端頭發(fā)射光的激光使光刻膠材料的預(yù)定部分曝光。光纖端頭可以被連接至計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)化引導(dǎo)系統(tǒng)具有馬達(dá)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和引導(dǎo)器，用于在例如沿著x軸、y軸和z軸的至少三個(gè)不同方向上旋轉(zhuǎn)、支撐和移動(dòng)光纖端頭，以將由光纖端頭發(fā)射的光瞄準(zhǔn)到光刻膠材料的期望和/或不期望的部分上，以便允許隨后的蝕刻工藝，從而移除導(dǎo)電材料143b的不期望部分。在形成跡線138a-1、138a-2、138b-1和138b-2后，可以對(duì)狹槽143a進(jìn)行填充和遮蓋。

圖22是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150的基板148的另一示例的剖面圖，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150被構(gòu)造成具有底部152的盲構(gòu)型。底部152由電介質(zhì)材料構(gòu)造，以便使豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150的第一導(dǎo)電段154與第二導(dǎo)電段156電絕緣。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150能夠以類似于構(gòu)造如上所述豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16的方式被構(gòu)造，并通過(guò)進(jìn)一步的工藝步驟來(lái)避免用導(dǎo)電材料鍍覆底部152或者從底部152完全移除導(dǎo)電材料?？梢酝ㄟ^(guò)成像工藝使用光纖端頭從底部152移除導(dǎo)電材料，其中，光刻膠被施加至底部152上的導(dǎo)電材料，使用諸如通過(guò)光纖端頭發(fā)射光的激光器的任何合適的光源和蝕刻工藝使光刻膠曝光。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150還包括支撐第一導(dǎo)電段154和第二導(dǎo)電段156的側(cè)壁158。

圖23是圖22所示的基板148和豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150的剖面圖，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150內(nèi)具有填充材料160，印刷電路板材料的一個(gè)或多個(gè)層162遮蓋豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150，使得圖23的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150成埋入構(gòu)型。

圖24是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)184的基板183的另一示例的俯視平面圖，其中，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)184被構(gòu)造成具有底部185和側(cè)壁186的盲構(gòu)型，側(cè)壁186被部分地涂覆有導(dǎo)電材料，以形成第一導(dǎo)電段192、第二導(dǎo)電段194、第三導(dǎo)電段200以及第四導(dǎo)電段202。在該示例中，側(cè)壁186被成形為曲棍形的形式，然而應(yīng)當(dāng)理解到，側(cè)壁186可以也被形成為包括如上所述的細(xì)長(zhǎng)線性狹槽、十字形、彎曲、弧形或圓環(huán)形狀的許多形狀。

圖25a至圖25e是根據(jù)上述實(shí)施例構(gòu)造的印刷電路板300的另一示例的局部透視圖，其中，印刷電路板300具有豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)302，豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)302包括具有導(dǎo)電段306、308、310、312、314、316和318的若干個(gè)盲結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電段306、308和314在印刷電路板300內(nèi)通到與導(dǎo)電段310、312、316和318不同的深度。豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)302還包括具有導(dǎo)電段319的貫通結(jié)構(gòu)。如上所述，導(dǎo)電段306、308、310、312、314、316和318可以由諸如銅、銀或金的任何合適的導(dǎo)電材料構(gòu)造。印刷電路板300包括第一側(cè)330、以及與第一側(cè)330相反的第二側(cè)332。印刷電路板300還包括在第一側(cè)330和第二側(cè)332之間延伸的多個(gè)跡線340a、340b、340c、340d、340e、340f、340g、340h、340i和340j。跡線340a、340b、340c、340d、340e、340f、340g、340h、340i和340j可以由如上所述的諸如銅、銀或金的任何合適的導(dǎo)電材料制成。導(dǎo)電段308被電連接至跡線340a，導(dǎo)電段310被電連接至跡線340b，且導(dǎo)電段312被電連接至跡線340c。跡線340d-340i與導(dǎo)電段306、308、310、312、314、316和319電絕緣。

導(dǎo)電段306、308、310、312、314、316與第一側(cè)330相交并從第一側(cè)330延伸，并且在與第二側(cè)332相交前終止。導(dǎo)電段319與第一側(cè)330及第二側(cè)332都相交并且在第一側(cè)330和第二側(cè)332之間延伸?？蛇x地，填充材料可以位于相鄰成對(duì)的導(dǎo)電段306、308、310、312、314、316和319之間，以提供用于接觸焊盤的結(jié)構(gòu)支撐，并且有助于使導(dǎo)電段306、308、310、312、314、316和319電絕緣。

應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解到，雖然本文所討論的豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被示出為線性或直線構(gòu)造，但是其也可以是彎曲的、弧形的、或支持本設(shè)計(jì)的任何其它形狀。

從前面的描述可以理解到，在不脫離本發(fā)明的真實(shí)精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選和替代實(shí)施例做出各種修改和改變。例如，本發(fā)明的實(shí)施例可以與高密度互連(hdi)技術(shù)相結(jié)合。由于標(biāo)準(zhǔn)pcb技術(shù)已知了豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被形成為通孔、盲孔和/或埋孔的許多不同的結(jié)構(gòu)，則豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16、110、136a、136b、150、162和184也能夠如此。因此，本文所描述的工藝可以與包括但不限于將無(wú)源部件和/或有源部件嵌入到pcb中的已知的pcb技術(shù)、以及多個(gè)順序/高密度互連積層結(jié)構(gòu)結(jié)合使用?？梢詫⑹褂猛谆蛉魏温窨缀兔た?微孔的任何順序或高密度互連結(jié)構(gòu)變成使用豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16、110、136a、136b、150和184的結(jié)構(gòu)。此外，本文所描述的用于形成豎直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)16、110、136a、136b、150和184的工藝可用于構(gòu)造和/或制造諸如單芯片模塊、多芯片模塊以及包括背平面和中間平面的印刷電路板中的至少一種的裝置。

從上面的描述中可以清楚地得出，本文所公開(kāi)和要求保護(hù)的發(fā)明構(gòu)思很好地適用于實(shí)現(xiàn)本文所提及目的并獲得本文所提及和本發(fā)明中固有的優(yōu)點(diǎn)。雖然已經(jīng)為了本公開(kāi)的目的而描述了本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解到，在所公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思的精神內(nèi)和/或如所附權(quán)利要求中所限定，可以進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的許多改變。