CN101754578B - 咬合式电路结构及其形成方法 - Google Patents

Abstract

兹揭示一种咬合式电路结构及其形成方法。上述咬合式电路结构包含基材、位于基材上的介电层、位于介电层中的沟槽，以及填满沟槽并与之咬合的导电材料，其中通过移除一部分介电层而使得导电材料部分嵌入于沟槽中且部分突出于沟槽外。

Description

咬合式电路结构及其形成方法

技术领域

本发明涉及一种咬合式电路结构及其形成方法。特定言之，本发明涉及一种半突出式的电路结构及其形成方法。

背景技术

电路板是电子装置中的一种重要的元件。为了追求更薄的成品厚度、因应细线路的需求、突破蚀刻与信赖性的缺点，嵌入式结构已逐渐兴起。由于嵌入式结构是将线路图案全部埋入基材中，因此有助于减少封装成品的厚度。

随着电子产品朝轻薄短小发展，在各种不同的应用场合中，例如，无线通讯领域、携带型电子产品、汽车仪表板等等，电路板往往被置放于有限的产品内部空间中，或者是另透过排线及模块化的接头，将电子产品的电子元件外接至电路板，例如汽车仪表板或者设有电子功能的方向盘。

就目前的技术而言，已知有数种方法以形成此等电路板。其中一种方法称为转印技术，其提供一种具有图案化线路的待转印版，再利用反压方式将线路层埋压入介电层中。另外一种方法则是使用激光将基材图案化，来定义镶嵌形式的结构，再使用导电材料来填满形成在基材上的凹穴，以完成埋入式结构。

一般说来，基材的表面要先经过活化，才能使得导电材料成功地填满在基材上的凹穴，通常是使用无电电镀的技术。更有甚者，还有一种材料是不需要先经过无电电镀技术的活化步骤，就可以让导电材料填入基材上的凹穴中。

就当前的技术方案而言，其制作方式是直接线路设计。例如前述使用激光将基材图案化，来定义镶嵌形式的结构，再使用导电材料来填满形成在基材上的凹穴，以完成嵌入式结构。由于集中细线路的开发，故同一线路层都设计成激光凹埋深度皆大于或等于线路铜层厚度要求。由于激光加工的产能与镶嵌结构的尺寸，即面积×深度的积，有明显的负相关性。所以对于大范围或是高深度的镶嵌结构来说，激光加工的影响更大、造成产能明显偏低，不符合工业生产要求的经济规模。

如何在持续追求“短、小、轻、薄”的潮流中不断开发新的技术，既能增加激光加工的产能，又还能兼顾电路板的品质，实乃本领域的一重要课题。

发明内容

本发明于是提出一种咬合式电路结构及其制法。本发明咬合式电路的制法，可以一方面增加激光加工的产能，另一方面还能兼顾电路板的品质。实为不可多得的技术方案。

本发明首先提出一种咬合式(anchor)电路结构。本发明的咬合式电路结构，包含基材、位于基材上的介电层、位于介电层中的沟槽，以及填满沟槽并与的咬合的导电材料。本发明咬合式电路结构中的导电材料通过移除一部分介电层而部分嵌入于沟槽中且部分突出于沟槽外。

该介电层包含聚合物，该聚合物选自于由环氧树脂、改质的环氧树脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亚苯基氧化物、聚酰亚胺、酚醛树脂、聚砜、硅素聚合物、BT树脂、氰酸聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、液晶高分子、聚酰胺6、尼龙、共聚聚甲醛、聚苯硫醚以及环状烯烃共聚高分子所组成的群组。

本发明其次提出一种形成咬合式电路结构的方法。首先，提供基材，基材另包含位于其上的介电层。其次，图案化介电层以形成沟槽。然后，将导电材料填入沟槽中并与沟槽咬合，并通过移除一部分介电层使得导电材料部分嵌入于沟槽中并部分突出于沟槽外。

由于本发明咬合式电路结构中的导电材料部分嵌入于沟槽中又部分突出于沟槽外，所以使用激光加工沟槽的凹埋深度不再需要大于或等于线路铜层厚度。换言之，激光加工的沟槽深度可以减小到能维持电路板的品质要求即可。既然镶嵌结构的尺寸变小，激光加工的产能便可以提升至符合工业生产要求的经济规模，而解决了前述的问题。

附图说明

图1-4例示形成本发明咬合式电路结构方法的实施例；

图5例示本发明咬合式电路结构的实施例。

附图标记说明

100咬合式电路结构

101基材

110介电层

111第一介电层

112第二介电层

120沟槽

121、122、123、124形状

130导电材料

具体实施方式

本发明提供一种咬合式电路结构及其制法。经由本发明咬合式电路的制法，会形成部分嵌入于沟槽中，而部分突出于沟槽外的导电层，故称为咬合式电路。于是一方面增加激光加工的产能之外，另一方面又同时兼顾电路板的品质。

本发明首先提出一种形成用以咬合式电路结构的方法。图1-4例示形成本发明咬合式电路结构方法的实施例。首先，请参考图1，提供基材101，并于基材上形成介电层110。基材101可以为单层板，也可以为多层板。介电层110通常由不导电的材料所组成，例如聚合物。可以使用例如印刷法、喷涂法或是滚涂法，将聚合物的液体印在基材101上后，再待介电层110定型即可。另外，尚可以非液态的膜状型态方式，利用热压合形成于基材上。视情况需要，介电层110还可以分成为第一介电层111与第二介电层112的组合。

介电层110中可以进一步包含触媒颗粒。触媒颗粒又可以包含纳米颗粒及/或过渡金属的配位化合物。过渡金属的配位化合物，例如可以是：过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属错合物、过渡金属螯合物或其组合。合用的过渡金属可以为锌(Zn，Zinc)、铜(Cu，Copper)、银(Ag，Silver)、金(Au，Gold)、镍(Ni，Nickel)、钯(Pd，Palladium)、铂(Pt，Platinum)、钴(Co，Cobalt)、铑(Rh，Rhodium)、铱(Ir，Iridium)、铟(In，Indium)、铁(Fe，Iron)、锰(Mn，Manganese)、铬(Cr，Chromium)、钨(W，tungsten)、钒(V，Vanadium)、钽(Ta，Tantalum)或钛(Ti，Titanium)...等等。一但使用例如激光活化以后，介电层110在此触媒颗粒的帮助下，可以辅助另一导电层的成形。

其次，请参考图2，继续将介电层110图案化以形成沟槽120。沟槽120可以视情况需要，具有多种的形状，例如V形121、U形122、梯形123、方形124或其组合。图2即例示沟槽一些可能形状的剖面图。

图案化介电层110的方式可以使用物理方法及/或化学方法。物理方法可以包括使用激光烧蚀工艺、等离子体蚀刻工艺与机械切割工艺...等等多种方法。其中，可以使用红外线激光、紫外线激光、准分子(Excimer)激光或远红外线激光等激光光源来进行激光烧蚀工艺。或是，可以使用水刀切割、喷砂与外型切割来进行机械切割工艺。

如果使用化学方法来图案化介电层时，可以使用包括氧化还原蚀刻、碱性蚀刻、酸性蚀刻与非质子极性溶剂蚀刻...等等多种方法。用来进行非质子极性溶剂蚀刻的溶剂，例如为N-甲基-2-四氢吡咯酮(N-Methyl-2-Pyrrolidone，NMP)、二甲基乙酰胺(N，N-dimethylacetamide，DMAC)、二甲基甲酰胺(Dimethylformamide，DMF)、二甲基亚砜(Dimethylsulfoxide，DMSO)、四氢呋喃(Tetrahydrofuran，THF)、1，2-二氯乙烷(1，2-dichloroethane，DCE)、氯仿(Chloroform)或其组合。

接下来，请参考图3，完成介电层110的图案化之后，即可将导电材料130填入沟槽120中，例如使用电镀法，将导电材料130，例如铜与铝，填入沟槽120。填入沟槽120中的导电材料130还会与沟槽120咬合，在是使得导电材料130、介电层110与基材101一起形成了图案化电路结构。

需要特别注意的是，填入沟槽120中的导电材料130，是部分嵌入于沟槽120中并部分突出于沟槽120外的。换句话说，导电材料130并不是完全嵌入于沟槽120中，也不是完全突出于介电层110外。嵌入于沟槽120中的导电材料130的比例视情况需要而定，例如，嵌入的深度为导电材料130总高度的1％-70％之间，只要沟槽120能将导电材料130充分咬合，使得导电材料130能够符合拉力测试规格，较适嵌入的深度，可以不大于导电材料130总高度的三分之一。

如果介电层110分成第一介电层111与第二介电层112的组合时，在本发明实施态样中，第二介电层112可以视为阻障层，或具有较第一介电层111更高的激光能量吸收率。于是当导电材料130填入沟槽120后，即可以移除第二介电层112，使得导电材料130部分嵌入于沟槽120中并部分突出于沟槽120外，如图4所示，以突显本发明特征。

在经过上述步骤后，即可得到本发明的咬合式电路结构。图5例示本发明咬合式电路结构的实施例。本发明的咬合式电路结构100，如图5所示，包含基材101、介电层110、多种形状的沟槽120，例如V形121、U形122、梯形123、方形124与导电材料130。填入沟槽120中的导电材料130即与沟槽120咬合，而部分嵌入于沟槽120中并部分突出于介电层110外。本发明咬合式电路结构100的其余特征与变化可以参考前者，而不予赘述。

由于本发明咬合式电路结构中的导电材料形成部分嵌入于沟槽中并部分突出于沟槽外的特征，所以使用激光加工的沟槽的深度不再需要大于或等于线路铜层厚度。换言之，导电材料嵌入于沟槽部分的深度只要足以通过线路拉力测试规格即可。本发明咬合式电路的制法，可以一方面增加激光加工的产能，本发明咬合式电路另一方面还能兼顾电路板的品质。实为鱼与熊掌兼得的优良技术方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种咬合式电路结构，包含：

基材;

介电层，位于该基材上；

沟槽，位于该介电层中；以及

导电材料，填满该沟槽并与该沟槽咬合，其中通过移除一部分介电层使得该导电材料部分嵌入于该沟槽中并部分突出于该沟槽外。

2.如权利要求1的咬合式电路结构，其中该介电层包含聚合物，该聚合物选自于由环氧树脂、改质的环氧树脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亚苯基氧化物、聚酰亚胺、酚醛树脂、聚砜、硅素聚合物、BT树脂、氰酸聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯树脂、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、液晶高分子、聚酰胺6、尼龙、共聚聚甲醛、聚苯硫醚以及环状烯烃共聚高分子所组成的群组。

3.如权利要求1的咬合式电路结构，其中该介电层包含多个触媒颗粒。

4.如权利要求3的咬合式电路结构，其中这些触媒颗粒包括多个纳米颗粒。

5.如权利要求3的咬合式电路结构，其中这些触媒颗粒的材料包括过渡金属的配位化合物。

6.如权利要求5的咬合式电路结构，其中该过渡金属的配位化合物选自于由过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属错合物、过渡金属螯合物及上述材料的组合所组成的群组。

7.如权利要求1的咬合式电路结构，其中该导电材料嵌入该沟槽中的深度范围为介于该导电材料总高度的1％至70％之间。

8.一种形成咬合式电路结构的方法，包含：

提供基材，该基材另包含位于其上的介电层：

图案化该介电层以形成沟槽；

将导电材料填入该沟槽并与该沟槽咬合；

移除一部分介电层使得该导电材料部分嵌入于该沟槽中并部分突出于该沟槽外。

9.如权利要求8的形成咬合式电路结构的方法，其中该介电层包含多个 触媒颗粒。

10.如权利要求9的形成咬合式电路结构的方法，其中这些触媒颗粒包括多个纳米颗粒。

11.如权利要求9的形成咬合式电路结构的方法，其中这些触媒颗粒的材料包括过渡金属的配位化合物。

12.如权利要求11的形成咬合式电路结构的方法，其中该过渡金属的配位化合物选自于由过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属错合物以及过渡金属螯合物所组成的群组。

13.如权利要求8的形成咬合式电路结构的方法，其中使用物理方法来图案化该介电层，其中该物理方法包括激光烧蚀工艺、等离子体蚀刻工艺或机械切割工艺。

14.如权利要求8的形成咬合式电路结构的方法，其中使用化学方法来图案化该介电层，其中该化学方法包括氧化还原蚀刻、碱性蚀刻、酸性蚀刻或非质子极性溶剂蚀刻。

15.如权利要求8的形成咬合式电路结构的方法，其中将导电材料填入该沟槽的方法包括无电电镀法。

16.如权利要求8的形成咬合式电路结构的方法，其中该导电材料嵌入该沟槽中的深度范围为介于该导电材料总高度的1％至70％之间。 

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