CN102026478A - 线路板的基材及其钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种线路板的基材及其钻孔方法。该线路板的基材，具有至少一通孔，并包括一上导电层、一下导电层以及一绝缘层。下导电层相对于上导电层，而绝缘层配置于上导电层与下导电层之间。通孔是贯穿上导电层、绝缘层与下导电层而形成，并具有一位于绝缘层的孔壁。孔壁的表面粗糙度在10微米以内。

Description

线路板的基材及其钻孔方法

技术领域

本发明涉及一种线路板及其制造方法，特别是涉及一种线路板的基材及其钻孔方法。

背景技术

在线路板的制造过程中，通常会进行钻孔程序，以在线路板的板料(plate material)中形成多个通孔(through hole)，其中此板料例如是铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)或是表面上已沉积(deposition)金属层的树脂层。

一般而言，上述通孔钻孔程序通常采用机械钻孔法。而一般的通孔钻孔程序都是利用机械钻孔机来进行。也就是说，目前线路板的通孔大致上都是用机械钻孔法来形成。然而，创造另一种新的线路板的基材及其钻孔方法，以促进科技进步以及经济社会的发展，实属当前重要研发课题之一。

发明内容

本发明提供一种新的线路板的基材，其具有至少一通孔，而此通孔的孔壁的表面粗糙度在10微米以内。

本发明提供一种新的线路板的基材的钻孔方法，以形成上述线路板的基材所具有的通孔。

基于上述，本发明提出的一种线路板的基材，具有至少一通孔，并包括一上导电层、一下导电层以及一绝缘层。下导电层相对于上导电层，而绝缘层配置于上导电层与下导电层之间，其中通孔是贯穿上导电层、绝缘层与下导电层而形成，并具有一位于绝缘层的孔壁(sidewall)。孔壁的表面粗糙度(surface roughness)在10微米以内。

本发明的线路板的基材还可采用以下技术措施进一步实现。

在本发明一实施例中，上述通孔是利用一激光光束烧蚀(ablation)而形成。

在本发明一实施例中，上述通孔的孔径在75微米以下。

在本发明一实施例中，上述绝缘层为一树脂胶片(prepreg)，树脂胶片包括多根纤维材料(fiber material)以及一包覆这些纤维材料的胶材(adhesive material)。这些纤维材料分别具有熔融端(fused end)，而这些熔融端裸露于孔壁，其中一根纤维材料的熔融端熔接另一根纤维材料的熔融端。

在本发明一实施例中，上述通孔更具有一位于上导电层的上开口(top opening)以及一位于下导电层的下开口(bottom opening)，而上开口与下开口重叠(overlap)。上述上开口的口径与下开口的口径的差距在10微米以内。

本发明另提出的一种线路板的基材的钻孔方法。首先，提供一激光钻孔机台，其具有一桌板以及一激光产生器(laser generator)，其中激光产生器能朝向桌板发出一激光光束(laser beam)。接着，配置一激光吸收板于桌板上。接着，配置一板料于激光吸收板(laser-absorbed plate)上。接着，照射激光光束于板料上，以在板料中形成至少一通孔。

本发明的线路板的基材的钻孔方法还可采用以下技术措施进一步实现。

在本发明一实施例中，上述激光吸收板对波长介于200纳米至14000纳米之间的光线的吸收率大于80％。

在本发明一实施例中，在配置板料于激光吸收板上之前，还包括：形成一激光吸收膜层于板料上。当板料配置于激光吸收板上时，激光吸收膜层位于板料与激光吸收板之间。

在本发明一实施例中，上述形成激光吸收膜层的方法包括贴合一干膜(dry film)于板料上。

在本发明一实施例中，当板料配置于激光吸收板上时，激光钻孔机台从桌板吸附板料。

在本发明一实施例中，上述桌板具有多个真空吸孔(vacuum absorption hole)，而激光吸收板具有多个分别与这些真空吸孔相通的贯孔。

在本发明一实施例中，上述桌板包括一第一金属板以及一配置于第一金属板上的第二金属板。

基于上述，本发明利用激光光束对板料进行烧蚀，以在板料上形成至少一个通孔，进而形成具有至少一通孔的线路板的基材。

以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明一实施例的线路板的基材的剖面示意图。

图1B是图1A中线路板的基材在其通孔处的局部放大示意图。

图2A至图2C是图1A中线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。

图3A至图3B是本发明一实施例的线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。

100：线路板的基材    102：通孔

102a：上开口       102b：下开口

104：板料          110a：上导电层

110b：下导电层     120：绝缘层

122：纤维材料      122a：熔融端

124：胶材          200：激光钻孔机台

210：桌板          210a：真空吸孔

212：第一金属板    214：第二金属板

220：激光产生器    300：激光吸收板

302：贯孔          304：激光吸收膜层

A1：局部区域       L1：激光光束

R1：孔径           S1：孔壁

具体实施方式

图1A是本发明一实施例的线路板的基材的剖面示意图。请参阅图1A，线路板的基材100包括一上导电层110a、一下导电层110b以及一绝缘层120。绝缘层120配置于上导电层110a与下导电层110b之间，而下导电层110b相对于上导电层110a，即上导电层110a与下导电层110b分别配置于绝缘层120的相对二侧。

承上述，线路板的基材100具有至少一个通孔102，例如在图1A所示的实施例中，线路板的基材100具有多个通孔102，但在其他未绘示的实施例中，线路板的基材100所具有的通孔102的数量可以只有一个。这些通孔102是贯穿上导电层110a、绝缘层120与下导电层110b而形成。也就是说，这些通孔102是从上导电层110a，经过绝缘层120而延伸至下导电层110b。

通孔102可制作成导电通孔结构(conductive through hole structure)或导电埋孔结构(conductive buried hole structure)，而线路板的基材100可直接制造成双面线路板(double sided circuit board)，或者，也可以制造成多层线路板(multilayer circuit board)中的线路层，例如利用增层法(build-up)，将线路板的基材100制造成多层线路板内的核心线路层(core circuit layer)。在其他未绘示的实施例中，线路板的基材100可以更包括一位于绝缘层120中的金属核心层(metal core layer)。

图1B是图1A中线路板的基材在其通孔处的局部放大示意图。请参阅图1A与图1B所示，各个通孔102具有一位于绝缘层120的孔壁S1，而孔壁S1亦为绝缘层120位于通孔102处的表面。在这些通孔102中，孔壁S1的表面粗糙度在10微米以内。

上述表面粗糙度是指在孔壁S1的单一块局部区域A1内，最高高度与最低高度之间的差距；也可以是在多块局部区域A1内，最高高度与最低高度之间的平均差距；或者是，在同一个通孔102的孔壁S1的所有区域内，最高高度与最低高度之间的差距。因此，在各个局部区域A1或孔壁S1的所有区域内，最高高度与最低高度之间的差距大致上是在10微米以内。

当孔壁S1的表面粗糙度在10微米以内时，有利于后续通孔电镀(Plating Through Hole，PTH)的进行，让电镀金属材料(未绘示)容易沉积在这些孔壁S1上，以顺利在孔壁S1上形成金属层(未绘示)。

此外，孔壁S1的表面粗糙度也可以在5微米以上，并介于5微米至10微米之间。当孔壁S1的表面粗糙度在5微米以上时，可以增加通孔电镀所形成的金属层对孔壁S1的附着力。如此，金属层较不易从孔壁S1脱落。

通孔102可利用激光光束烧蚀而形成，而这些通孔102的孔径R1可在75微米以下，其中孔径R1是指单一个通孔102的平均孔径。激光光束可由二氧化碳激光装置、紫外光激光装置或准分子激光装置所提供，因此激光光束的波长可介于200纳米至14000纳米之间，而此波长的范围相当于从远红外光(far-infrared ray)的波长至近紫外光(Ultraviolet ray，UV ray)的波长。

各个通孔102更具有一上开口102a与一下开口102b。上开口102a位于上导电层110a，而下开口102b位于下导电层110b，其中上开口102a与下开口102b重叠，即上开口102a位于下开口102b的相对处。上开口102a的口径与下开口102b的口径二者差距在10微米以内，而一般机械钻孔法所形成的通孔，其上开口与下开口二者口径的差距大致上也是在10微米以内。

在本实施例中，绝缘层120可以是具有粘性的材料，其例如是树脂胶片，而绝缘层120可包括多根纤维材料122以及包覆这些纤维材料122的胶材124。这些纤维材料122可以是玻璃纤维(glass fiber)，而胶材124可以是树脂材料(resin material)，其例如是环氧树脂(epoxy resin)。

承上述，由于通孔102是利用激光光束烧蚀而形成，即通孔102是用激光光束将部分绝缘层120加热熔化及气化而形成，因此孔壁S1的表面，即绝缘层120在通孔102处的表面，会呈现如同玻璃被融化的外貌，所以这些纤维材料122分别具有多个熔融端122a。

这些熔融端122a裸露于孔壁S1，而这些通孔102会暴露出这些熔融端122a。由于这些通孔102是部分绝缘层120被加热熔化及气化所形成，因此其中一根纤维材料122的熔融端122a会熔接另一根纤维材料122的熔融端122a。也就是说，其中二相邻的纤维材料122会在同一个通孔102内彼此结合。

一般机械钻孔法对树脂胶片所形成的通孔，其孔壁的表面会呈现玻璃纤维破裂的外貌，且基本上在同一个通孔内的任二相邻纤维材料是彼此分离而未结合。因此，通过肉眼直接观看，或是使用放大镜或显微镜等简易的光学仪器来检视，一般人可以很容易地分辨出用激光光束烧蚀而成的通孔102以及一般机械钻孔法所形成的通孔。

图2A至图2C是图1A中线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。请参阅图2A所示，关于本实施例的钻孔方法，首先，提供一激光钻孔机台200，其具有一桌板210以及一激光产生器220，其中激光产生器220可为二氧化碳激光装置、紫外光激光装置或准分子激光装置。

桌板210可以是一种单层结构的板材，或是一种包括多层结构的复合板材。举例而言，当桌板210为复合板材时，桌板210可包括一第一金属板212与一第二金属板214，而第二金属板214配置于第一金属板212上。另外，桌板210可具有多个真空吸孔210a，且真空吸孔210a均为贯穿第一金属板212与第二金属板214而成的贯孔。

接着，配置一激光吸收板300于桌板210上，其中激光吸收板300可以固定在桌板210上，例如激光吸收板300粘合或锁固在桌板210上。激光吸收板300具有多个贯孔302，而这些贯孔302分别对应这些真空吸孔210a，即这些贯孔302分别与这些真空吸孔210a相通。

请参阅图2B所示，接着，配置一板料104于激光吸收板300上，其中板料104可以是铜箔基板或是表面上已沉积金属层的绝缘层，且板料104包括上导电层110a、下导电层110b以及配置于上导电层110a与下导电层110b之间的绝缘层120。另外，在其他未绘示的实施例中，板料104可以更包括一位于绝缘层120中的金属核心层。

当板料104配置于激光吸收板300上时，板料104会被暂时固定在激光吸收板300上，例如板料104通过真空吸附、锁固或夹具夹持等方式而固定在激光吸收板300上。举例而言，由于桌板210具有真空吸孔210a，而激光吸收板300具有这些与真空吸孔210a相通的贯孔302，因此激光钻孔机台200所具有的真空泵(vacuum pump，未绘示)可从真空吸孔210a与贯孔302来吸附板材104。如此，板材104得以暂时被固定在激光吸收板300上。

请参阅图2B与图2C所示，在板料104配置于激光吸收板300上之后，激光产生器220朝向桌板210发出一激光光束L1，并照射激光光束L1于板料104上，并在板料104中形成至少一个通孔102。

详细而言，当激光光束L1照射在板料104上时，激光光束L1会局部加热板料104，以对板料104进行烧蚀。如此，上导电层110a、下导电层110b与绝缘层120三者会受到激光光束L1的局部加热而部分熔化及气化，进而形成通孔102。待通孔102形成之后，一种线路板的基材100基本上已制造完成。

激光吸收板300能吸收激光光束L1，而在激光光束L1烧蚀板料104的过程中，激光光束L1亦会烧蚀位于板料104底下的激光吸收板300。由于激光产生器220可为二氧化碳激光装置、紫外光激光装置或准分子激光装置，所以激光光束L1的波长可介于200纳米至14000纳米之间，而激光吸收板300对波长位于200纳米至14000纳米范围内的光线的吸收率大于80％。如此，激光光束L1能被激光吸收板300有效地吸收，进而可烧蚀激光吸收板300。

承上述，激光吸收板300的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA，又名亚克力)、环氧树脂或聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE，又名铁氟龙)等高分子材料，或是木材、纸浆或陶瓷(ceramics)等能有效地吸收激光光束L1的材料。

当激光光束L1烧蚀板料104，以形成通孔102时，由于激光吸收板300能有效地吸收激光光束L1，使得激光光束L1不易被激光吸收板300所反射，因此下导电层110b难以被反射的激光光束L1所破坏，进而提高线路板的线路可靠度(reliability)。

由于激光光束L1能被激光吸收板300有效地吸收而能烧蚀激光吸收板300，因此调整激光光束L1的参数，例如景深(focus)，让上开口102a的口径与下开口102b的口径二者的差距缩小，而在本实施例中，此差距可以控制在10微米以内。

图3A、图3B是本发明一实施例的线路板的基材的钻孔方法的流程示意图。请参阅图3A所示，本实施例的钻孔方法与前述图2A至图2C所示的钻孔方法相似，差异仅在于：在本实施例的钻孔方法中，在配置板料104于激光吸收板300上之前，会形成一激光吸收膜层304于板料104上。

具体而言，激光吸收膜层304形成于下导电层110b上，因此，当板料104配置于激光吸收板300上时，激光吸收膜层304位于板料104与激光吸收板300之间。形成激光吸收膜层304的方法有很多种，而在本实施例中，形成激光吸收膜层304的方法是贴合一干膜于板料104上。因此，激光吸收膜层304可以是一种干膜。

请参阅图3A与图3B所示，当激光产生器220所发出的激光光束L1烧蚀板料104，以形成通孔102时，激光吸收膜层304也能有效地吸收激光光束L1，让激光光束L1不易被激光吸收膜层304所反射，以保护下导电层110b免受反射的激光光束L1所破坏，提高线路板的线路可靠度。

此外，在激光光束L1烧蚀板料104的过程中，激光光束L1亦能烧蚀激光吸收膜层304与激光吸收板300，而在本实施例中，通过调整激光光束L1的参数，例如景深，也可以缩小上开口102a的口径与下开口102b的口径二者的差距，并能控制此差距在10微米以内。

综上所述，本发明利用激光光束对板料进行烧蚀，以在板料上形成至少一个通孔，同时形成线路板的基材，其中通孔可以制作成导电通孔结构或导电埋孔结构，以作为线路板中多层线路层之间的电性连接。

其次，由于本发明是利用激光光束烧蚀来形成通孔，因此本发明的通孔的孔径可以很容易地控制在75微米以下。相较于公知通孔的机械钻孔法，本发明的钻孔方法不仅具有低成本的优点，同时更符合现今线路板朝向高布线密度发展的趋势。

再者，本发明利用激光吸收板或激光吸收膜层能吸收激光光束，且不易反射激光光束。如此，本发明的钻孔方法能保护板料的导电层(例如下导电层)免受反射的激光光束所破坏，提高线路板的线路可靠度。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种线路板的基材，具有至少一通孔，其特征在于该线路板的基材包括：

一上导电层；

一下导电层，相对于该上导电层；以及

一绝缘层，配置于该上导电层与该下导电层之间，其中该通孔是贯穿该上导电层、该绝缘层与该下导电层而形成，并具有一位于该绝缘层的孔壁，该孔壁的表面粗糙度在10微米以内。

2.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的通孔是利用一激光光束烧蚀而形成。

3.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的通孔的孔径在75微米以下。

4.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的绝缘层为一树脂胶片，该树脂胶片包括多根纤维材料以及一包覆该些纤维材料的胶材，该些纤维材料分别具有多个熔融端，而该些熔融端裸露于该孔壁，其中一根纤维材料的熔融端熔接另一根纤维材料的熔融端。

5.根据权利要求1所述的线路板的基材，其特征在于其中所述的通孔还具有一位于该上导电层的上开口以及一位于该下导电层的下开口，该上开口与该下开口重叠，该上开口的口径与该下开口的口径二者的差距在10微米以内。

6.一种线路板的基材的钻孔方法，其特征在于包括：

提供一激光钻孔机台，其具有一桌板以及一激光产生器，其中该激光产生器能朝向该桌板发出一激光光束；

配置一激光吸收板于该桌板上；

配置一板料于该激光吸收板上；以及

照射该激光光束于该板料上，以在该板料中形成至少一通孔。

7.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的激光吸收板对波长介于200纳米至14000纳米之间的光线的吸收率大于80％。

8.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的在配置该板料于该激光吸收板上之前，还包括：形成一激光吸收膜层于该板料上，当该板料配置于该激光吸收板上时，该激光吸收膜层位于该板料与该激光吸收板之间。

9.根据权利要求8所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的形成该激光吸收膜层的方法包括贴合一干膜于该板料上。

10.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于，当该板料配置于该激光吸收板上时，该激光钻孔机台从该桌板吸附该板料。

11.根据权利要求10所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的桌板具有多个真空吸孔，而该激光吸收板具有多个分别与该些真空吸孔相通的贯孔。

12.根据权利要求6所述的线路板的基材的钻孔方法，其特征在于其中所述的桌板包括一第一金属板以及一配置于该第一金属板上的第二金属板。

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