專利名稱：印刷電路板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及用于制造用作核心材料的印刷電路板以構成多層印刷電路板的方法。
背景技術：
圖3是示出具有傳統填隙通孔結構的多層印刷電路板的剖視圖。標號30表示多層印刷電路板，標號31表示雙面印刷電路板，標號31A和31B分別表示導電電路，標號31C表示通孔，標號31D表示填孔樹脂，標號31E表示絕緣襯底，標號32表示單面印刷電路板，標號32A表示絕緣襯底，標號33表示導電區通孔，標號32B表示導電電路。
在用作核心材料的雙面印刷電路板31的兩個表面的每個表面上，對至少一個單面印刷電路板32設置位于其間的至少一個半固化片35。在其中每個單面印刷電路板32上，穿過絕緣襯底32A形成導電區通孔33。這些通孔將單面印刷電路板32的導電電路32B電連接到雙面印刷電路板31的導電電路31A和31B。如圖3所示，在多個單面印刷電路板32互相層疊在雙面印刷電路板31的每面上時，位于外側的單面印刷電路板的導電區通孔33電連接到位于內側的相鄰單面印刷電路板32的導電電路32B。
此外，在雙面印刷電路板31上，為了將設置在兩個表面上的導電電路31A與31B互相連接在一起，形成通孔31C。形成此通孔31C的步驟包括在形成雙面印刷電路板31的絕緣襯底31E上形成孔，在上述孔的內表面順序進行化學鍍和電鍍以形成空心圓柱形導電通路，利用填孔樹脂31D填充這樣形成的通孔以及對雙面印刷電路板31的兩個表面進行拋光。
如上所述，在制造用作核心材料的雙面印刷電路板31的方法中，利用激光照射絕緣襯底31E以在其內形成孔，然后利用通孔電鍍方法形成導電通路。接著，在絕緣襯底表面形成導電圖形，從而形成雙面印刷電路板3L然而，由于在各單獨步驟形成導電通路和導電圖形，所以增加了制造步驟。此外，在利用精制過程(subtractive process)形成圖形時，存在的嚴重問題是，不能獲得微細間距圖形。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種可以在其上實現高密度安裝的印刷電路板以及一種因為在同一個步驟形成導電電鍍圖形和導電通路而減少制造步驟并且可以形成微細間距圖形的制造方法。
為此，根據本發明的一個方面，制造印刷電路板的方法包括在絕緣襯底上的預定位置形成穿透孔的步驟；在設置了穿透孔的絕緣襯底的正面和背面，形成分別具有預定圖形的抗蝕劑薄膜的步驟；對設置了抗蝕劑薄膜的絕緣襯底進行電鍍以在絕緣襯底的正面和背面形成導電電鍍圖形、并在穿透孔的內表面形成導電通路的電鍍步驟，導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及清除抗蝕劑薄膜的后續清除步驟。因此，因為可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
根據上述方法，最好利用無電鍍銅的過程進行電鍍步驟。因此，由于可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
根據上述方法，導電通路在穿透孔的內表面上形成后，最好持續進行電鍍步驟，直到包括穿透孔形成的位置在內的絕緣襯底的整個表面被大致平整化。因此，由于可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
上述方法可以進一步包括在進行清除步驟之前，對設置在絕緣襯底的正面和背面上的導電電鍍圖形表面進行浸蝕的步驟。因此，可以降低導電電鍍圖形表面的不平整性，并且可以調整其厚度。
在上述方法中，最好持續進行電鍍步驟直到絕緣襯底的正面上的導電電鍍圖形的厚度大于每個穿透孔的半徑。因此，由于可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
上述方法可以進一步包括在互相相連的導電電鍍圖形上形成絕緣層的步驟，以及在該絕緣層上形成電路圖形以形成組合襯底的步驟。因此，由于可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
根據本發明的另一個方面，提供了一種制造印刷電路板的方法，該方法包括制備由具有中間樹脂層的兩層樹脂層構成的襯底的步驟，該中間樹脂層設置在這兩層樹脂層之間并且其預定分解溫度比這兩層樹脂層中每層的分解溫度高；利用激光照射襯底上的預定位置以形成穿透孔，使得在兩層樹脂層的每層上形成的每個孔的直徑大于形成在中間樹脂層上的孔的直徑的照射步驟；在設置了穿透孔的襯底的正面和背面形成分別具有預定圖形的抗蝕劑薄膜的步驟；對設置了抗蝕劑薄膜的襯底進行電鍍以同時在絕緣襯底的正面和背面上形成導電電鍍圖形、以及在穿透孔的內表面形成導電通路的電鍍步驟，所述導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及清除抗蝕劑薄膜的后續清除步驟。因此，由于采用了利用互相具有不同分解溫度的材料形成的襯底，所以在對襯底形成孔以及進行浸蝕時，形成在高分解溫度材料上的每個孔的直徑小于形成在低分解溫度材料上的孔的直徑。在對襯底進行電鍍時，該較小孔被封閉，而且電鍍層同時朝著該較小孔的形成位置的上側和下側同時逐漸形成。因此與僅在該孔內的一個方向逐漸形成電鍍層的情況相比，可以在短時間周期內實現上述電鍍步驟。
根據所述另一個方面的方法可以進一步包括利用高錳酸浸蝕襯底的步驟，該襯底設置有在照射步驟形成的穿透孔。因此，可以容易地清除殘留在穿透孔內的樹脂。
根據本發明的又一個方面，印刷電路板包括設置有穿透孔的絕緣樹脂襯底；設置在絕緣樹脂襯底的正面和背面的導電電鍍圖形；以及設置在穿透孔的內表面上的導電通路，并將導電電鍍圖形互相連接在一起；其中利用電鍍銅過程同時形成導電電鍍圖形和導電通路。因此，足夠電鍍量可以填充到每個穿透孔內，不僅如此，還可以同時獲得具有要求厚度的導電電鍍圖形。
根據本發明的上述印刷電路板可以進一步包括絕緣層，其設置在印刷電路板的正面和背面；電路圖形，其設置在絕緣層上以形成復合結構。因此，由于可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
圖1A至1G是示出根據本發明第一實施例制造印刷電路板的各步驟的示意圖；圖2A至2G是示出根據本發明第二實施例制造印刷電路板的各步驟的示意圖；以及圖3是示出具有傳統填隙通孔結構的多層印刷電路板的剖視圖。
具體實施例方式
第一實施例圖1A至1G是示出根據本發明第一實施例制造印刷電路板的各步驟的示意圖。
標號1表示絕緣襯底，標號1B表示導電電路，標號1C表示穿透孔(通孔)，標號1D表示干膜抗蝕劑，標號1E表示電鍍層，標號1F表示絕緣材料。
如圖1A所示，首先制備絕緣襯底L例如，利用玻璃布環氧樹脂、玻璃布雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(bismaleimide triazin resin)、玻璃布聚合(次苯基醚)(phenylene ether)樹脂、或者聚酰亞胺-芳族聚酰胺(polyimide-aramid)液晶聚合物形成絕緣襯底L例如，利用熱凝環氧樹脂形成制備的絕緣襯底1，其厚度約為50μm。在此絕緣襯底1上，利用激光加工過程形成穿透孔1C。利用脈沖發生型CO2氣體激光束發生器進行激光加工。在脈沖能量在0.1至1.0mJ范圍內、脈沖寬度在1至100μs范圍內、光點數量在2至50范圍內的條件下進行此加工過程。利用此激光加工過程形成的穿透孔1C具有約60μm的直徑d1和約40μm的直徑d2。此后，為了清除殘留在穿透孔1C內的樹脂，利用氧等離子放電過程、電暈放電、采用高錳酸鉀的處理過程等進行清除。此外，在穿透孔1C的內表面以及絕緣襯底1的整個正面和背面上，進行無電敷鍍。無電敷鍍形成的層的厚度約為4,500。
接著，在絕緣襯底1的正面和背面噴涂干膜抗蝕劑。具體地說，此干膜抗蝕劑是堿性顯影劑型而且具有光敏性。此干膜抗蝕劑的厚度約為40μm。隨后，對干膜抗蝕劑進行曝光和顯影，從而形成分別具有要求圖形的抗蝕劑膜1D，如圖1B所示。
接著，圖1C是示出進行電鍍處理過程中的狀態的示意圖。將在圖1A所示的步驟通過無電敷鍍形成的層作為電極，利用DC電鍍方法進行此電鍍處理過程。此外，構成電鍍層1E的材料可以是銅、錫、銀、金、銅與錫的合金、銅與銀的合金等，而且可以采用可以進行電鍍的任何金屬材料。將具有圖1B所示步驟實現的干膜抗蝕劑1D的絕緣襯底1浸泡在電鍍槽內。因此，在穿透孔1C和內表面和絕緣襯底1的正面和背面上同時逐漸形成電鍍層1E，因此提高了電鍍層1E的厚度。在進行電鍍時，在分別具有從下表面部分到上表面部分傾斜剖面的、穿透孔1C的內表面上逐漸形成電鍍層1E，因此每個穿透孔1C的底部均被電鍍層1E封閉。
此外，如圖1D所示，以圖1C所示的狀態對絕緣襯底1持續進行電鍍，以使在絕緣襯底1的正面和背面形成的電鍍層1E的厚度t1提高到約60μm。因此，絕緣襯底1的正面和背面包括形成穿透孔的位置，被大致平整化(planarize)。隨后，為了降低分別形成在絕緣襯底1的正面和背面上的電鍍層1E的不平整性，并且為了調整其厚度，進行浸蝕。用于此浸蝕過程的浸蝕溶液含有氯化銅。
采用半加(semi-additive)法，因為在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以減少了加工步驟，而且，除此之外，可以形成具有微細間距的圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
接著，如圖1E所示，清除形成在絕緣襯底1的正面和背面上的干膜抗蝕劑1D。利用脫膜劑實現此清除方法。例如，在此實施例中使用的脫膜劑是堿性脫膜劑。因此，在清除干膜抗蝕劑1D后，在圖1A所示的步驟形成的無電敷鍍層被部分暴露，如圖1E所示。隨后，對無電敷鍍層1E進行浸蝕。例如，在此實施例中使用的浸蝕溶液是過氧化氫與硫酸的混合液。
接著，如圖1F所示，在將絕緣材料層1F形成在絕緣襯底1的正面和背面以及無電敷鍍層1E上后，在絕緣材料層1F上進一步形成電路圖形，從而形成組合襯底(build-up substrate)。作為一種涂敷絕緣材料1F的方法，作為例子提及旋涂、幕涂(curtain coating)、噴涂、或真空層壓。例如，在此實施例中使用的絕緣材料是熱凝環氧樹脂。所涂敷的絕緣材料層1F的厚度在約30μm至50μm范圍內。此外，在涂敷在絕緣襯底1兩面的絕緣材料層1F上形成上述電路圖形，從而形成多層結構。在將導電材料涂敷到絕緣材料層1F的每層上后，通過在導電材料上涂敷抗蝕劑材料、對抗蝕劑材料進行曝光和顯影以及對導電材料進行蝕刻，首先進行上述圖形形成過程。特別是，形成四層印刷電路板1G。
此外，如圖1G所示，在這樣形成的四層印刷電路板1G的最上表面和最下表面上形成其它電路圖形，從而形成組合襯底。具體地說，獲得六層印刷電路板1H。
第二實施例圖2A至2G是示出根據本發明第二實施例制造印刷電路板的各步驟的示意圖。圖2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G所示的、第二實施例的各步驟分別對應于圖1A、1B、1C、1D、1E、1F和1G所示的、第一實施例的各步驟。以下將主要說明第二實施例不同于第一實施例的各方面。
首先，制備圖2A所示的絕緣襯底1。此絕緣襯底1具有三層結構，其中第二絕緣襯底12設置在第一絕緣襯底11的正面，而第三絕緣襯底13設置在其背面。利用從第一實施例中說明的材料中選擇的材料，形成第一絕緣襯底11、第二絕緣襯底12以及第三絕緣襯底13。特別是，利用芳族聚酰胺或環氧樹脂形成第一絕緣襯底11。第一絕緣襯底11的厚度約為25μm，并且其熱分解溫度約為500℃。此外，利用同一種材料構成分別形成在第一絕緣襯底11的正面和背面的第二絕緣襯底12和第三絕緣襯底13。特別是，利用熱凝環氧樹脂形成第二絕緣襯底12和第三絕緣襯底13。第二絕緣襯底12和第三絕緣襯底13均具有約12.5μm的厚度和約300℃的熱分解溫度。利用激光加工過程在此第一絕緣襯底1上形成穿透孔1C。以與第一實施例中的方式相同的方式進行此激光加工過程。然而，由于第一絕緣襯底1的熱分解溫度不同于第二和第三絕緣襯底12和13的熱分解溫度，所以第一絕緣襯底11上的孔的直徑不同于第二和第三絕緣襯底12和13上的孔的直徑。在分解溫度低的第二絕緣襯底12上形成的孔的直徑大于在分解溫度高的第一絕緣襯底11上形成的孔的直徑。更詳細地說，形成在第二絕緣襯底12上的孔具有錐形截面。隨后，為了提高第二絕緣襯底12上的孔直徑與第一絕緣襯底11上的孔直徑之間的差值，對具有穿透孔1C的絕緣襯底11進行浸蝕。此浸蝕過程采用的浸蝕溶液含有高錳酸。與利用芳族聚酰胺或環氧樹脂形成的第一絕緣襯底11相比，容易對利用熱凝環氧樹脂形成的第二絕緣襯底12和第三絕緣襯底13進行浸蝕。因此，形成在第二絕緣襯底12上表面上的孔的直徑d3和這樣形成在其下表面上的直徑d4分別約為50μm和40μm。形成在第一絕緣襯底11上的孔的直徑d5約為30μm，而形成在第三絕緣襯底13上的孔的直徑d6約為40μm。這3個孔構成穿透孔1C。在穿透孔1C的整個內表面和絕緣襯底1的整個正面和整個背面上進行無電敷鍍。無電敷鍍形成的層的厚度約為4,500。
接著，如圖2B所示，以與第一實施例中的方式相同的方式，將干膜抗蝕劑涂敷到絕緣襯底1的正面和背面上。
接著，圖2C是示出進行電鍍時的狀態的示意圖。與在第一實施例中相同，將具有在圖2B所示步驟形成的干膜抗蝕劑1D的絕緣襯底1浸泡在電鍍槽內。因此，在穿透孔1C的整個內表面和絕緣襯底1的整個正面和整個背面上同時逐漸形成電鍍層1E，因此提高了電鍍層1E的厚度。在進行電鍍時，首先用逐漸形成的電鍍層1E填充形成在第一絕緣襯底11上的孔，從而封閉上述孔。由于電鍍層1E同時朝著第一絕緣襯底11內形成孔的位置的上側和下側同時逐漸形成，所以與在第一實施例中僅在孔內的一個方向逐漸形成電鍍層相比，可以縮短電鍍時間。
以與第一實施例中的方式相同的方式和順序執行圖2D至2G所示的后續步驟。
在此實施例中，如上所述，在圖2A所示的步驟利用無電敷鍍過程獲得電鍍層，然后，在上述無電敷鍍層上以圖2C所示步驟進行電鍍，從而形成具有要求厚度的電鍍層。然而，可以僅利用以圖2A所示的步驟進行的無電敷鍍過程形成具有要求厚度的電鍍層。
正如參考第一和第二實施例對本發明所說明的那樣，在利用本發明方法制造印刷電路板時，因為可以在同一個步驟形成導電通路和導電電鍍圖形，所以可以減少加工步驟，并且可以形成微細間距圖形，因此可以獲得一種在其上可以實現高密度安裝的印刷電路板，而且可以獲得一種制造這種印刷電路板的制造方法。
權利要求
1.一種用于制造印刷電路板的方法，該方法包括在絕緣襯底上的預定位置形成穿透孔的步驟；在設置了穿透孔的絕緣襯底的正面和背面，形成分別具有預定圖形的抗蝕劑薄膜的步驟；對設置了抗蝕劑薄膜的絕緣襯底進行電鍍以在絕緣襯底的正面和背面形成導電電鍍圖形、并在穿透孔的內表面形成導電通路的電鍍步驟，導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及清除抗蝕劑薄膜的后續清除步驟。
2.根據權利要求1所述的制造印刷電路板的方法，其中所述電鍍步驟是利用無電鍍銅實現的。
3.根據權利要求1或2所述的制造印刷電路板的方法，其中導電通路在穿透孔的內表面上形成后，持續進行電鍍步驟，直到包括穿透孔形成的位置在內的絕緣襯底的整個表面被大致平整化。
4.根據權利要求1所述的制造印刷電路板的方法，該方法進一步包括在進行后續清除步驟之前，對設置在絕緣襯底的正面和背面上的導電電鍍圖形表面進行浸蝕的步驟。
5.根據權利要求1或2所述的制造印刷電路板的方法，其中持續進行電鍍步驟直到絕緣襯底的正面上的導電電鍍圖形的厚度大于每個穿透孔的半徑。
6.根據權利要求1、2和4之一所述的制造印刷電路板的方法，該方法進一步包括在互相相連的導電電鍍圖形上形成絕緣層的步驟，以及在該絕緣層上形成電路圖形以形成組合襯底的步驟。
7.根據權利要求3所述的制造印刷電路板的方法，該方法進一步包括在互相相連的導電電鍍圖形上形成絕緣層的步驟，以及在該絕緣層上形成電路圖形以形成組合襯底的步驟。
8.根據權利要求5所述的制造印刷電路板的方法，該方法進一步包括在互相相連的導電電鍍圖形上形成絕緣層的步驟，以及在該絕緣層上形成電路圖形以形成組合襯底的步驟。
9.一種用于制造印刷電路板的方法，該方法包括制備由具有中間樹脂層的兩層樹脂層構成的襯底的步驟，該中間樹脂層設置在這兩層樹脂層之間并且其預定分解溫度比這兩層樹脂層中每層的分解溫度高；利用激光照射襯底上的預定位置以形成穿透孔，使得在兩層樹脂層的每層上形成的每個孔的直徑大于形成在中間樹脂層上的孔的直徑的照射步驟；在設置了穿透孔的襯底的正面和背面形成分別具有預定圖形的抗蝕劑薄膜的步驟；對設置了抗蝕劑薄膜的襯底進行電鍍以同時在絕緣襯底的正面和背面上形成導電電鍍圖形、以及在穿透孔的內表面形成導電通路的電鍍步驟，所述導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及清除抗蝕劑薄膜的后續清除步驟。
10.根據權利要求9所述的制造印刷電路板的方法，該方法進一步包括利用高錳酸浸蝕襯底的步驟，該襯底設置有在照射步驟形成的穿透孔。
11.一種印刷電路板，該印刷電路板包括設置有穿透孔的絕緣樹脂襯底；設置在絕緣樹脂襯底的正面和背面的導電電鍍圖形；以及設置在穿透孔的內表面上的導電通路；其中利用電鍍銅過程同時形成導電電鍍圖形和導電通路。
12.根據權利要求11所述的印刷電路板，該印刷電路板進一步包括絕緣層，其設置在印刷電路板的正面和背面；電路圖形，其設置在絕緣層上以形成復合結構。
13.一種用于制造印刷電路板的方法，該方法包括在絕緣襯底上的預定位置形成穿透孔的步驟；在絕緣襯底的正面和背面形成分別具有預定圖形的抗蝕劑薄膜的步驟；對絕緣襯底進行電鍍以在絕緣襯底的正面和背面形成導電電鍍圖形并在穿透孔的內表面形成導電通路的步驟，所述導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及清除抗蝕劑薄膜的步驟。
14.一種用于制造印刷電路板的方法，該方法包括制備由具有中間樹脂層的兩層樹脂層構成的襯底的步驟，該中間樹脂層設置在這兩層樹脂層之間并且其預定分解溫度比這兩層樹脂層中每層的分解溫度高；利用激光照射襯底上的預定位置以形成穿透孔，使得在兩層樹脂層的每層上形成的每個孔的直徑大于形成在中間樹脂層上的孔的直徑的照射步驟；在襯底的正面和背面形成分別具有預定圖形的抗蝕劑薄膜的步驟；對襯底進行電鍍以同時在絕緣襯底的正面和背面上形成導電電鍍圖形、以及在穿透孔的內表面形成導電通路的電鍍步驟，所述導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及清除抗蝕劑薄膜的后續清除步驟。
全文摘要
本發明涉及一種制造印刷電路板的方法，該方法包括在絕緣襯底上的預定位置形成穿透孔；然后，在絕緣襯底的正面和背面，形成具有預定圖形的抗蝕劑薄膜；對形成了抗蝕劑薄膜的絕緣襯底進行電鍍以在絕緣襯底的正面和背面形成導電電鍍圖形，并在穿透孔的內表面形成導電通路，該導電電鍍圖形通過導電通路互相相連；以及后續清除抗蝕劑薄膜。
文檔編號H05K3/46GK1433256SQ0310170
公開日2003年7月30日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年1月18日
發明者首藤貴志, 高橋康仁, 飯田憲司, 高野憲治, 宮崎幸雄 申請人:富士通株式會社