專利名稱：電路板的導孔制造方法及其結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電路板的導孔制造方法及其結構，特別是涉及一種在線路基板 (circuit substrate)上形成一個導孔結構，該導孔結構使得位于該線路基板上、下表面的二個以上不同電路得以各自電性連接。
背景技術：
隨著電子科技的進步，電子產品一直朝向輕型及小型化發展。因此，電子產品的積集度(integration)愈來愈高。為了符合此種發展趨勢，電子產品內裝設電子元件的電路板由單一線路層發展到雙層、四層、八層，甚至十層線路層以上的基板，由此使得電子元件更密集的設置于電路板上，以縮小電子產品的體積。多層線路層的基板中，各線路層間的連線通常需要鍍通孔(plated throughhole, PTH)、盲孔(bind via)、埋孔(buried via)等導孔(via)以達成電性連接。現有的在電路板上制作鍍通孔的方法，首先是在一線路基板的兩側表面分別形成線路層，接著，形成至少一貫穿孔貫穿線路基板的兩側表面。然后，在貫穿孔側壁上形成一金屬層，此金屬層的功用在于連通線路基板兩側表面上的線路層，由此，使上下兩側面的線路層之間具有電性連接的通道。上述的方法的限制在于一個貫穿孔僅能供上述線路基板兩側表面上的一條線路達成電性連接。第二條線路需要另一貫穿孔以達成電性連接。如此，貫穿孔的數量增加也導致電路板的面積無法有效減小。為此，本發明人有感上述問題有待改善，乃潛心研究并配合學理的運用，從而提出一種設計合理且有效改善上述問題的發明。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是為了克服現有技術中的貫穿孔的數量增加導致電路板的面積無法有效減小等缺陷，提供一種電路板的導孔制造方法及其結構，在一線路基板(circuit substrate)上形成一個導孔結構，該導孔結構使得位于該電路板之上、下表面的二個以上不同電路得以各自電性連接，由此可以至少減少一半貫穿孔的數量，而有效減小電路板的面積。本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的本發明提供一種電路板的導孔制造方法，其包括下列步驟提供一線路基板，該線路基板的上表面及下表面各形成第一電路及第二電路；鉆設一貫穿該線路基板的第一通孔；在該第一通孔內表面形成一第一金屬層，并使該第一金屬層接觸該線路基板的該第一電路；在該第一通孔內填滿一絕緣填充物，并覆蓋該第一金屬層；鉆設一貫穿該絕緣填充物的第二通孔；最后，在該第二通孔內表面形成一第二金屬層并局部地覆蓋該第二電路，使位于該上表面及該下表面的該第二電路通過該第二金屬層電性連接。其中，該第一通孔是鉆設通過該第一電路，并且該絕緣填充物局部地覆蓋于與該第二電路位于同一側的該第一電路。其中，該絕緣填充物為有機銅化合物。其中，其中形成該第二金屬層的步驟包括在該絕緣填充物表面形成一連接該第二電路的金屬種子層作為該第二金屬層的基礎；及以無電鍍法(electroless plating)附著一沉積金屬層在該金屬種子層上以形成
該第二金屬層。其中，形成該金屬種子層的步驟包括以雷射加工的方式鉆設該第二通孔以在該第二通孔的內表面形成部份該金屬種子層；及以雷射在靠近該第二電路的該絕緣填充物的表面形成溝槽，由此在該溝槽內形成另外部份該金屬種子層，以連接該第二通孔內的該金屬種子層并且連接該第二電路。其中，該第二電路鄰近該第一電路，且在該第一電路及該第二電路之間形成一縫隙，其中，該第一通孔鄰近該縫隙。其中，該絕緣填充物局部地覆蓋于該線路基板的該上表面及該下表面，并且覆蓋該縫隙、局部的該第二電路、以及位于該縫隙一側的該第一電路。其中，該絕緣填充物完全環繞于該第一通孔的上方外圍及下方外圍。其中，該第二金屬層覆蓋位于該第一電路上及該縫隙上的該絕緣填充物，并接觸該第二電路。其中，該第二金屬層局部地覆蓋于該第二通孔的一側。本發明還提供一種電路板的導孔結構，其包括一線路基板，該線路基板具有第一電路及第二電路，該第一電路及該第二電路各形成于該線路基板的上表面及下表面、以及一貫穿該線路基板的第一通孔；該第一通孔內表面形成一第一金屬層，該第一金屬層接觸該線路基板的該第一電路；該第一通孔的該第一金屬層之間填滿一絕緣填充物，該絕緣填充物覆蓋該第一金屬層；該絕緣填充物具有一貫穿其間的第二通孔；該第二通孔內表面形成有一第二金屬層，該第二金屬層局部地覆蓋該第二電路，該第二金屬層電連接于位于該上表面及該下表面的該第二電路。其中，該第一通孔通過該第一電路，并且該絕緣填充物局部地覆蓋于與該第二電路位于同一側的該第一電路。其中，該絕緣填充物為有機銅化合物。其中，該第二金屬層包括一作為該第二金屬層的基礎的金屬種子層及一附著于該金屬種子層上的沉積金屬層。其中，該線路基板具有一形成于該第一電路及該第二電路之間的縫隙，其中該第一通孔鄰近該縫隙，該第二電路鄰近該第一電路。其中，該絕緣填充物局部地覆蓋于該線路基板的該上表面及該下表面，并且覆蓋該縫隙、局部的該第二電路、以及位于該縫隙一側的該第一電路。其中，該絕緣填充物完全環繞于該第一通孔的上方外圍及下方外圍。其中，該第二金屬層覆蓋位于該第一電路上及該縫隙上的該絕緣填充物，并接觸該第二電路。
其中，該第二金屬層局部地覆蓋于該第二通孔的一側。本發明中，上述優選條件在符合本領域常識的基礎上可任意組合，即得本發明各較佳實例。本發明的積極進步效果在于本發明在該線路基板(circuit substrate)上形成一個導孔結構，該導孔結構使得位于該電路板之上、下表面的第一及第二電路得以各自電性連接，由此可以至少減少一半貫穿孔的數量，而有效減小電路板的面積。為了能更進一步了解本發明為達成上述目的所采取的技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明、附圖，相信本發明的目的、特征與特點，當可由此得以深入且具體的了解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
圖1為本發明的電路板的導孔制造方法的形成第--通孔的剖面示意圖。
圖2為本發明的電路板的導孔制造方法的形成第--金屬層的剖面示意圖。
圖3為本發明的電路板的導孔制造方法中填充絕緣填充物的剖面示意圖。
圖4為本發明的電路板的導孔制造方法中鉆設第二二通孔的剖面示意圖。
圖5為本發明的電路板的導孔制造方法的形成第二二金屬層的剖面示意圖。
主要元件符號說明
線路基板10
上表面IOa 下表面 IOb
第一電路lla、llb、llc、lld
第二電路12a,12b
縫隙13a、13b
第一通孔hi 第二通孔h2
第一金屬層20
第二金屬層40
沉積金屬層40，
絕緣填充物30、30a、30b
溝槽gl、g2
金屬種子層M1、M具體實施例方式下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。請圖1，為本發明的電路板的導孔制造方法的形成第一通孔的剖面示意圖。首先， 先提供一線路基板10 ；該線路基板10的上表面IOa及下表面IOb各形成第一電路IlaUlb 及第二電路12a、12b。此外，包括鉆設一貫穿該線路基板10的第一通孔hi。該第一通孔hi 的形成方式可以是以鉆頭鉆設而成。若有需要時，其中進一步包括去毛邊(de-burr)的步驟，以去除該第一通孔hi內的毛邊(burr)。例如以機器刷磨、超音波及高壓沖洗。或者包括去膠渣(de-smear)的步驟，以去除高溫鉆孔時所產生的膠渣(smear)。在本實施例中，由于該第一通孔hi穿過該第一電路，該第一電路有一部份的線路IlcUld(與IlaUlb同一線路)由圖1的剖面側視角度來看，是位于該第一通孔hi的右側，即與該第二電路12a、12b位于同一側。其中該第二電路12a、12b鄰近該第一電路11c、 lld，且在該第一電路lie及該第二電路12a、第一電路Ild及該第二電路12b之間分別形成一縫隙13a、13b，其中該第一通孔hi鄰近該縫隙13a、13b。此實施例的優點在于，之后形成的金屬層與第一電路有全面而較良好的接觸。另一種實施方式，該第一通孔也可以位于該第一電路與該第二電路之間，僅該第一電路延伸至該第一通孔的部份邊緣。請參考圖2，為本發明的電路板的導孔制造方法的形成第一金屬層的剖面示意圖。 此步驟中，于該第一通孔hi內表面形成一第一金屬層20并且該第一金屬層20分別延伸至該線路基板10的該上表面IOa及該下表面10b，并使該第一金屬層20接觸該線路基板10 的該第一電路 lla、llb、llc、lld。該第一金屬層20可以是以電鍍(electroplating)或無電鍍 (electrolessplating)方法形成。無電鍍又稱之為化學鍍(chemical plating)或自身催化電鍍(autocatalytic plating)。無電鍍是指于水溶液中的金屬離子被在控制的環境下， 予以化學還原，而不需電力鍍在基材(substrate)上。本實施例是采用無電鍍銅于該第一通孔hi的內表面。請參考圖3，為本發明的電路板的導孔制造方法中填充絕緣填充物的剖面示意圖。此步驟中，一絕緣填充物30被填滿于該第一通孔hi內，并使該絕緣填充物30 局部地覆蓋于該第一電路。即，覆蓋與該第二電路12a、12b位于同一側的該第一電路llc、lld。本實施例中，該絕緣填充物30可以是聚合物基復合物(Polymer Matrix Composites PMCs)，其中包含有機金屬化合物的成份。有機金屬化合物可以是有機銅化合物(Cu-organic-complex)，例如二烴基銅鋰，以配合無電鍍方法。此外，進一步可配合需要， 硬化該絕緣填充物30，使其適合鉆孔。其中該絕緣填充物30局部地覆蓋于該線路基板10 的上表面及下表面、部份該第二電路1 與12b，并且覆蓋該縫隙13a、13b以及位于該縫隙 13aU3b 一側的該第一電路llc、lld。本實施例中，該絕緣填充物30完全環繞于該第一通孔hi的上方外圍及下方外圍，且局部地覆蓋位于該縫隙13a、i;3b另一側的該第一電路11a、 lib。請參考圖4，為本發明的電路板的導孔制造方法中鉆設第二通孔的剖面示意圖。 此步驟鉆設一貫穿該絕緣填充物30的第二通孔h2。該第二通孔h2是以雷射鉆孔方式形成。該絕緣填充物30可分為靠近第一電路IlcUld的絕緣填充物30a以及靠近該第二電路12a、12b的絕緣填充物30b。接著，形成一連接該第二電路12a、12b的金屬種子層Ml、M2于該絕緣填充物30b 表面。此步驟可分為，首先以雷射(例如二氧化碳雷射)鉆孔的方式形成該第二通孔h2。由此二氧化碳雷射可破壞有機金屬化合物的鍵結以析出金屬原子(metal atom)在該第二通孔h2內表面，作為無電鍍過程中的金屬種子(seed)層Ml ；然后，接著以二氧化碳雷射在該絕緣填充物30b的表面形成兩溝槽gl及g2。由此于該些溝槽gl、g2內形成另外的金屬種子層M2以連接在該第二通孔h2內表面的該金屬種子層Ml并且連接該第二電路12a、12b。 上述形成金屬種子層過程中需要適當的清潔步驟。請參考圖5，為本發明的電路板的導孔制造方法的形成第二金屬層的剖面示意圖。 通過無電鍍(electroless plating)方法形成一第二金屬層40以連接該第二電路12a、12b。在無電鍍過程中，通過氧化還原使金屬離子自該金屬種子層M1、M2上附著一沉積金屬層40’。上述金屬種子層Ml、M2成為該第二金屬層40的基礎，即第二金屬層40包括作為基礎的該金屬種子層及附著在該金屬種子層上的沉積金屬層。此步驟形成該第二金屬層40 于該第二通孔h2內表面并局部地覆蓋該第二電路12a、12b，使位于該上表面IOa及該下表面IOb的該第二電路12a、12b通過該第二金屬層40電性連接。更仔細的說，該第二金屬層 40覆蓋位于該第一電路IlcUld上及該縫隙13a、13b上的該絕緣填充物30b，并接觸該第二電路12a、12b。該第二金屬層40僅局部地覆蓋于該第二通孔h2的一側。若上述第二金屬層40是銅，進一步可以再形成另一保護層于該第二金屬層40上。本發明通過上述的制造方法，即可獲得一種電路板的導孔結構。其優點在于單層的該線路基板10，通過同一導孔(via)，即可使位于該線路基板10的上表面IOa的該第一電路Ila及該第二電路12a分別電連接位于該下表面IOb的該第二電路12b。由此減少通孔的數量、縮小線路基板使用的面積，產品更為輕薄短小。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種電路板的導孔制造方法，其特征在于，其包括下列步驟提供一線路基板，該線路基板的上表面及下表面均形成第一電路及第二電路； 鉆設一貫穿該線路基板的第一通孔；在該第一通孔內表面形成一第一金屬層，并使該第一金屬層接觸位于該線路基板的該上、下表面的該第一電路；向該第一通孔內填滿一絕緣填充物且覆蓋該第一金屬層； 鉆設一貫穿該絕緣填充物的第二通孔；及在該第二通孔內表面形成一第二金屬層并局部地覆蓋該第二電路，使位于該上表面及該下表面的該第二電路通過該第二金屬層電性連接。
2.如權利要求1所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該第一通孔是鉆設通過該第一電路，并且該絕緣填充物局部地覆蓋于與該第二電路位于同一側的該第一電路。
3.如權利要求1所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該絕緣填充物為有機銅化合物。
4.如權利要求3所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，其中形成該第二金屬層的步驟包括在該絕緣填充物表面形成一連接該第二電路的金屬種子層作為該第二金屬層的基礎；及以無電鍍法附著一沉積金屬層在該金屬種子層上以形成該第二金屬層。
5.如權利要求4所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，其中形成該金屬種子層的步驟包括以雷射加工的方式鉆設該第二通孔以在該第二通孔的內表面形成部份該金屬種子層；及以雷射在靠近該第二電路的該絕緣填充物的表面形成溝槽，由此在該溝槽內形成另外部份該金屬種子層，以連接該第二通孔內的該金屬種子層并且連接該第二電路。
6.如權利要求1所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該第二電路鄰近該第一電路，且在該第一電路及該第二電路之間形成一縫隙，其中，該第一通孔鄰近該縫隙。
7.如權利要求6所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該絕緣填充物局部地覆蓋于該線路基板的該上表面及該下表面，并且覆蓋該縫隙、局部的該第二電路、以及位于該縫隙一側的該第一電路。
8.如權利要求7所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該絕緣填充物完全環繞于該第一通孔的上方外圍及下方外圍。
9.如權利要求7所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該第二金屬層覆蓋位于該第一電路上及該縫隙上的該絕緣填充物，并接觸該第二電路。
10.如權利要求9所述的電路板的導孔制造方法，其特征在于，該第二金屬層局部地覆蓋于該第二通孔的一側。
11.一種電路板的導孔結構，其特征在于，其包括一線路基板，該線路基板具有第一電路及第二電路，該第一電路及該第二電路各形成于該線路基板的上表面及下表面、以及一貫穿該線路基板的第一通孔；一第一金屬層形成于該第一通孔內表面，該第一金屬層接觸該線路基板的該第一電路；一絕緣填充物填滿于該第一通孔內，且覆蓋該第一金屬層；一貫穿該絕緣填充物的第二通孔；及一第二金屬層，該第二金屬層形成于該第二通孔內表面并局部地覆蓋該第二電路，該第二金屬層電連接于位于該上表面及該下表面的該第二電路。
12.如權利要求11所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該第一通孔通過該第一電路，并且該絕緣填充物局部地覆蓋于與該第二電路位于同一側的該第一電路。
13.如權利要求11所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該絕緣填充物為有機銅化合物。
14.如權利要求13所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該第二金屬層包括一作為該第二金屬層的基礎的金屬種子層及一附著于該金屬種子層上的沉積金屬層。
15.如權利要求11所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該線路基板具有一形成于該第一電路及該第二電路之間的縫隙，其中該第一通孔鄰近該縫隙，該第二電路鄰近該第一電路。
16.如權利要求15所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該絕緣填充物局部地覆蓋于該線路基板的該上表面及該下表面，并且覆蓋該縫隙、局部的該第二電路、以及位于該縫隙一側的該第一電路。
17.如權利要求16所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該絕緣填充物完全環繞于該第一通孔的上方外圍及下方外圍。
18.如權利要求16所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該第二金屬層覆蓋位于該第一電路上及該縫隙上的該絕緣填充物，并接觸該第二電路。
19.如權利要求18所述的電路板的導孔結構，其特征在于，該第二金屬層局部地覆蓋于該第二通孔的一側。
全文摘要
本發明公開了一種電路板的導孔制造方法及其結構，首先在一線路基板的上表面及下表面各形成第一電路及第二電路、及形成一貫穿該線路基板的第一通孔；該第一通孔內表面形成一第一金屬層，該第一金屬層接觸該線路基板的該第一電路；該第一通孔的該第一金屬層之間填滿一絕緣填充物，該絕緣填充物覆蓋該第一金屬層；該絕緣填充物具有一貫穿其間的第二通孔；該第二通孔內表面形成有一第二金屬層，該第二金屬層局部地覆蓋該第二電路，該第二金屬層電連接于位于該上表面及該下表面的該第二電路。由此同一導孔結構可電性連接第一、第二電路。本發明通過該導孔可以至少減少一半貫穿孔的數量，而有效減小電路板的面積。
文檔編號H05K1/11GK102448257SQ20101050525
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者吳明哲 申請人:環旭電子股份有限公司, 環鴻科技股份有限公司