CN101534609B - 线路板上的线路结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线路板上的线路结构，其适于电性连接一线路板。该线路板包括至少一接垫与一暴露接垫的防焊层。线路板上的线路结构包括一介电层以及一导电图案层。介电层配置于防焊层上，且介电层具有至少一暴露接垫的开口。导电图案层配置于介电层上，并延伸至开口内。导电图案层经由开口连接至接垫。此外，一种制造线路板上的线路结构的方法也被提出。根据本发明，可以降低制造成本并缩短制造时间。
Description
技术领域
本发明是有关于一种线路结构及其制造方法，且特别是有关于一种在线路板上的线路结构及其制造方法。
背景技术
在目前线路板的工艺中，当线路板的线路已大致完成时，通常会再制造一层增层线路，以使线路板上的多个接垫能排列整齐。这样可以使这些接垫的分布位置能符合一些线路板的布线规格，并且可使芯片、无源元件、有源元件等外部电子元件容易组装在线路板上，而目前上述增层线路的制造方法与已知线路板工艺所采用的增层法(build-up process)大致相同。
图1A至图1E是已知一种增层线路的制造方法的流程示意图。请参阅图1A，已知增层线路的制造方法包括以下步骤。首先，提供一线路基板110，其中线路基板110包括二铜线路层112、114以及一位于铜线路层112与114之间的介电层116。线路基板110内的线路结构基本上已完成，且此时的线路基板110尚未被防焊层覆盖，即线路基板110算是线路板的半成品。
请参阅图1B，接着，加热压合一树脂层120于线路基板110上，其中树脂层120覆盖铜线路层112。树脂层120通常是胶片(prepreg)，而树脂层120在加热之后会固化。
请参阅图1C，之后，进行激光钻孔工艺，以在树脂层120上形成一开口H1，其中开口H1会局部暴露出铜线路层112，且开口H1的纵横比(深度与宽度的比)通常介于0.4至2.4之间。请参阅图1D，接着，先后进行无电电镀法以及有电电镀法，以在树脂层120上形成一铜金属层130以及一导电盲孔结构B1。导电盲孔结构B1会从铜金属层130延伸至开口H1内，且导电盲孔结构B1会经由开口H1连接至铜线路层112。
值得一提的是，在进行激光钻孔工艺之后，开口H1的底部会残留一些胶渣，而这些胶渣会造成铜金属层130与铜线路层112之间发生电性接触不良的情形。因此，在形成铜金属层130之前，通常会进行去胶渣工艺(desmear)，以去除这些位于开口H1底部的胶渣。
请参阅图1D与图1E，接着，对铜金属层130进行光刻与蚀刻工艺，以形成一铜线路层130’。之后，形成一覆盖铜线路层130’的防焊层140，其中防焊层140局部暴露铜线路层130’，而被防焊层140所暴露的部分铜线路层130’可以作为连接芯片、无源元件、有源元件或其他外部电子元件的接垫。至此，一种线路板100已制造完成。
由此可知，已知增层线路的制造方法包括激光钻孔工艺、去胶渣工艺以及光刻与蚀刻工艺。为了避免良率降低，当进行激光钻孔工艺以及光刻与蚀刻工艺时，皆需要进行对位程序。这会使得激光钻孔工艺以及光刻与蚀刻工艺需要花费相当多的时间来进行。
此外，激光钻孔工艺所需要的激光光源设备，其价格相当昂贵，而光刻与蚀刻工艺所采用的光阻与蚀刻药液也是很昂贵。其次，树脂层120通常是胶片，而胶片的价格亦是相当高昂。因此，已知增层线路的制造方法具有制造时间费时以及制造成本过高的缺点。
发明内容
本发明是提供一种制造线路板上的线路结构的方法，以降低制造成本。
本发明是提供一种线路板上的线路结构，以缩短制造时间。
本发明提出一种制造线路板上的线路结构的方法，其包括以下步骤。首先，提供一线路板，其中线路板包括一防焊层与至少一接垫，而防焊层暴露接垫。接着，形成至少一介电层于防焊层上，其中介电层具有至少一暴露接垫的开口。接着，形成至少一导电图案层，其中导电图案层配置于介电层上。导电图案层延伸至开口内，且导电图案层经由开口连接至接垫。
在本发明的一实施例中，上述形成介电层包括印刷一绝缘材料于防焊层上及烘烤该绝缘材料。
在本发明的一实施例中，上述绝缘材料包括热固型油墨、树脂、显影型油墨、热固型绝缘膜、感光型绝缘膜或高分子介电层。
在本发明的一实施例中，上述形成导电图案层的方法包括印刷一导电胶或一导电膏于介电层上及烘烤导电胶或导电膏。
在本发明的一实施例中，上述导电胶包括铜胶、银胶、碳胶、纳米银或导电高分子材料，而导电膏包括铜膏、银膏、碳膏、纳米银或导电高分子材料。
在本发明的一实施例中，上述形成导电图案层的方法包括喷涂法、滚轮涂布法、无电电镀法、有电电镀法、溅镀法、蒸镀法、化学气相沉积或物理气相沉积。
在本发明的一实施例中，上述接垫的数量为多个，而导电图案层连接至少一个接垫。
在本发明的一实施例中，还包括形成一保护层于介电层上，其中保护层配置于导电图案层上。
在本发明的一实施例中，上述保护层完全覆盖导电图案层或局部暴露导电图案层。
在本发明的一实施例中，上述介电层的材料与防焊层的材料可相同或不相同。
本发明提出一种线路板上的线路结构，其适于电性连接一线路板。线路板包括至少一接垫与一暴露接垫的防焊层，而线路板上的线路结构包括一介电层以及一导电图案层。介电层配置于防焊层上，且介电层具有至少一暴露接垫的开口。导电图案层配置于介电层上，并延伸至开口内。导电图案层经由开口连接至接垫。
在本发明的一实施例中，上述开口的纵横比介于0.02至0.1之间。
在本发明的一实施例中，上述介电层的厚度介于10微米至30微米之间。
在本发明的一实施例中，上述导电图案层的厚度介于10微米至50微米之间。
本发明因采用印刷方式而形成介电层于防焊层上，因此本发明能在不经由加热压合树脂层、激光钻孔工艺以及去胶渣工艺之前提下，直接形成介电层于线路板的防焊层上。相较于已知技术而言，本发明能降低制造成本以及缩短制造时间。
为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1E是已知一种增层线路的制造方法的流程示意图。
图2是本发明第一实施例的线路板上的线路结构的剖面示意图。
图3A至图3D是图2中线路板上的线路结构300的制造方法的流程示意图。
图4是本发明第二实施例的线路板上的线路结构的剖面示意图。
附图标记说明
100、200、200’：线路板 110：线路基板
112、114、130’：铜线路层 116、310、410：介电层
120：树脂层 130：铜金属层
140、220、220’：防焊层 210、210’：接垫
300、400：线路板上的线路结构
320、420：导电图案层 330、430：保护层
B1：导电盲孔结构 H1、H2：开口
具体实施方式
第一实施例
图2是本发明第一实施例的线路板上的线路结构的剖面示意图。请参阅图2，本实施例的线路板上的线路结构300能电性连接一线路板200，其中线路板200为已制造完成的成品，而线路板200包括多个接垫210与一防焊层220。
图2所示的线路板200虽然包括二个接垫210，但是在其他未有图示披露的实施例中，线路板200可以包括一个接垫210或二个以上的接垫210。此外，图2所示的防焊层220的类型虽然为防焊层定义(Solder Mask Define，SMD)，但是在其他未绘示实施例中，防焊层220的类型也可以是非防焊层定义(Non-Solder Mask Define，NSMD)。
线路板上的线路结构300包括一介电层310以及一导电图案层320。介电层310配置于防焊层220上，且介电层310具有多个暴露接垫210的开口H2。虽然图2所示的介电层310具有二个开口H2，但是根据线路板200所包括的接垫210的数量，介电层310亦可以具有一个开H2或是二个以上的开H2。
此外，介电层310可由印刷一绝缘材料而形成，而该绝缘材料包括热固型油墨、树脂、显影型油墨、热固型绝缘膜、感光型绝缘膜或高分子介电层，其中该印刷绝缘材料的方法可包括钢板印刷、网板印刷或其他适当的印刷方法。当然，介电层310的制作方法亦可以包括喷涂、显影、滚轮涂布、无电电镀、溅镀、蒸镀、化学气相沉积或物理气相沉积。
导电图案层320配置于介电层310上，而且导电图案层320延伸至这些开口H2内，并且经由这些开口H2连接至这些接垫210。导电图案层320的优选厚度可以在10微米至50微米之间，而导电图案层320可由印刷一导电胶或一导电膏而形成，而导电胶与导电膏的差异在于二者的雷诺数(Reynolds number)不同。
详细而言，导电胶的雷诺数比导电膏大，即导电胶比导电膏易于流动。上述的导电胶可以是铜胶、银胶、碳胶或是其他低电阻率的金属胶，而导电膏可以是铜膏、银膏、碳膏或是其他低电阻率的金属膏。此外，导电胶与导电膏也可以包括纳米银、导电高分子材料或是由化学合成方法所制成的非金属材料。印刷导电胶或导电膏的方法可包括钢板印刷、网板印刷或其他适当的印刷方法。
从上述内容得知，导电图案层320与介电层310皆可以用印刷的方式而形成。因此，相较于已知技术而言(请参考图1E)，导电图案层320以及介电层310在结构上与图1E所示的铜线路层130’以及树脂层120有所不同。详细而言，导电图案层320在开口H2处的表面较为平坦(如图2所示)。其次，已知技术的开口H1的侧壁(sidewall)较为陡峭，介电层310的开口H2的侧壁反而较为平缓。因此，介电层310的开口H2具有较小的纵横比，其值可介于0.02至0.1之间。
线路板上的线路结构300还可以包括一保护层330，其中保护层330配置于导电图案层320上，而保护层330的厚度介于10微米至30微米之间。保护层330可以完全覆盖导电图案层320，以保护导电图案层320，进而避免导电图案层320受到损伤。此外，保护层330的材料可以与介电层310或防焊层220相同。
另外，在本实施例中，导电图案层320可以作为一种跳线(jumper)，例如导电图案层320可以连接至少一个接垫210，或是连接其中一个接垫210与另一个接垫210。再者，端视不同的电路设计的需求，导电图案层320也可以连接三个接垫210。当然，导电图案层320还可以连接四个或四个以上的接垫210，而且这些接垫210不会因为与导电图案层320连接而发生短路。
此外，线路板200的相对二表面上也可以分别配置二个线路板上的线路结构300。
以上仅介绍线路板上的线路结构300的构造，接下来将配合图3A至图3D，对线路板上的线路结构300的制造方法进行详细的说明。
图3A至图3D是图2中线路板上的线路结构300的制造方法的流程示意图。请参阅图3A，本实施例的线路板上的线路结构300的制造方法包括下列步骤。首先，提供线路板200，其中线路板200包括多个接垫210以及一暴露这些接垫210的防焊层220。
请参阅图3B，接着，形成介电层310于防焊层220上，其中介电层310具有多个暴露这些接垫210的开口H2。形成介电层310的方法可以是印刷热固型油墨、树脂、高分子介电层或其他绝缘材料于防焊层220上。当介电层310是由印刷热固型油墨而形成时，形成介电层310的方法更可以是烘烤该绝缘材料。如此，绝缘材料得以固化而形成介电层310。
请参阅图3C，接着，形成至少一导电图案层320于介电层310上。在本实施例中，形成导电图案层320的方法可以是印刷导电胶或导电膏于介电层310上。当导电图案层320是由印刷导电胶或导电膏而形成时，形成导电图案层320的方法可以是烘烤该导电胶或该导电膏。如此，导电胶或导电膏得以固化而形成导电图案层320。
导电图案层320除了可以由印刷导电胶或印刷导电膏而形成之外，本实施例还具有其他形成导电图案层320的方法，例如喷涂法(spray coating)、滚轮涂布法、无电电镀法、有电电镀法、溅镀法(sputter)、蒸镀法、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)或物理气相沉积(Physical VaporDeposition，PVD)。
当导电图案层320是由上述方法所形成时，包括以下步骤。首先，形成一全面性覆盖介电层310、防焊层220以及这些接垫210的导电膜层。之后，再进行光刻与蚀刻工艺，以移除部分导电膜层，进而形成导电图案层320。在导电图案层320形成之后，基本上，一种线路板上的线路结构300已制造完成。
请参阅图3D，之后，可以形成一保护层330于介电层310上，其中保护层330可以全面性覆盖导电图案层320，而保护层330的形成方法与材料可以与介电层310或防焊层220相同。
第二实施例
图4是本发明第二实施例的线路板上的线路结构的剖面示意图。请参阅图4，本实施例的线路板上的线路结构400适于电性连接一线路板200’，其中线路板200’包括至少一接垫210’以及一防焊层220’，而线路板上的线路结构400包括一介电层410、一导电图案层420以及一保护层430。须事先说明的是，虽然图4仅绘示一个接垫210’，但在本实施例中，线路板200’亦可以包括多个接垫210’，故图4中的接垫210’的数量并非限定本发明。
线路板上的线路结构400的形成方法、材料以及结构皆与第一实施例相似，故不再重复介绍，惟线路板上的线路结构400与第一实施例的差异之处在于保护层430局部覆盖导电图案420。也就是说，保护层430局部暴露导电图案420。
详细而言，导电图案420被保护层430所暴露的部分(图4中虚线所围绕的部分)可作为连接芯片、无源元件、有源元件或其他外部电子元件的接垫，也就是说，导电图案420能连接上述外部电子元件。
综上所述，本发明的线路板上的线路结构，其介电层是通过印刷绝缘材料于线路板的防焊层上而形成。因此，本发明能在不经由加热压合树脂层、激光钻孔工艺以及去胶渣工艺的前提下，直接形成介电层于线路板的防焊层上。相较于已知技术而言，本发明的制造线路板上的线路结构的方法能大幅降低制造成本以及有效缩短制造时间。
其次，通过印刷导电胶或印刷导电膏，本发明能在介电层上直接形成导电图案层，无须经由光刻与蚀刻工艺。因此，本发明的制造线路板上的线路结构的方法可不必采用光阻与蚀刻药液。这样可以降低线路板上的线路结构在制造过程所产生的污染物，以符合环保的需求。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习本发明所属领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (14)
1.一种制造线路板上的线路结构的方法，包括：
提供一线路板，其中该线路板包括一防焊层与多个接垫，该防焊层暴露所述多个接垫；
形成至少一介电层于该防焊层上，其中该介电层具有暴露所述多个接垫的多个开口；以及
印刷至少一导电图案层，其中该导电图案层配置于该介电层上，该导电图案层延伸至所述多个开口内，且该导电图案层经由所述多个开口连接该线路板中位于同一层的至少两个接垫。
2.如权利要求1所述的制造线路板上的线路结构的方法，其中形成该介电层包括印刷一绝缘材料于该防焊层上。
3.如权利要求2所述的制造线路板上的线路结构的方法，其中该绝缘材料包括热固型油墨、树脂、显影型油墨、热固型绝缘膜、感光型绝缘膜或高分子介电层。
4.如权利要求1所述的制造线路板上的线路结构的方法，其中形成该导电图案层的方法包括印刷一导电胶或一导电膏于该介电层上。
5.如权利要求4所述的制造线路板上的线路结构的方法，其中该导电胶包括铜胶、银胶、碳胶、纳米银或导电高分子材料，而该导电膏包括铜膏、银膏、碳膏、纳米银或导电高分子材料。
6.如权利要求1所述的制造线路板上的线路结构的方法，其中形成该导电图案层的方法包括喷涂法、滚轮涂布法、无电电镀法、有电电镀法、溅镀法、蒸镀法、化学气相沉积或物理气相沉积。
7.如权利要求1所述的制造线路板上的线路结构的方法，还包括形成一保护层于该介电层上，其中该保护层配置于该导电图案层上。
8.一种线路板上的线路结构，适于电性连接一线路板，该线路板包括多个接垫与一暴露该接垫的防焊层，该线路板上的线路结构包括：
一介电层，配置于该防焊层上，该介电层具有暴露所述多个接垫的多个开口；以及
一导电图案层，配置于该介电层上，并延伸至所述多个开口内，而导电图案层经由所述多个开口连接该线路板中位于同一层的至少两个接垫。
9.如权利要求8所述的线路板上的线路结构，其中该导电图案层是由印刷一导电胶或一导电膏而形成。
10.如权利要求8所述的线路板上的线路结构，其中该介电层的材料与该防焊层的材料相同。
11.如权利要求8所述的线路板上的线路结构，其中该介电层的材料与该防焊层的材料不相同。
12.如权利要求8所述的线路板上的线路结构，还包括一保护层，其中该保护层配置于该导电图案层上。
13.如权利要求12所述的线路板上的线路结构，其中该保护层完全覆盖该导电图案层。
14.如权利要求12所述的线路板上的线路结构，其中该保护层局部暴露该导电图案层。
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