CN102448257A

CN102448257A - 电路板的导孔制造方法及其结构

Info

Publication number: CN102448257A
Application number: CN2010105052536A
Authority: CN
Inventors: 吴明哲
Original assignee: HUANXU ELECTRONICS CO Ltd; Universal Global Scientific Industrial Co Ltd
Current assignee: HUANXU ELECTRONICS CO Ltd; Universal Scientific Industrial Co Ltd; Universal Global Scientific Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开了一种电路板的导孔制造方法及其结构，首先在一线路基板的上表面及下表面各形成第一电路及第二电路、及形成一贯穿该线路基板的第一通孔；该第一通孔内表面形成一第一金属层，该第一金属层接触该线路基板的该第一电路；该第一通孔的该第一金属层之间填满一绝缘填充物，该绝缘填充物覆盖该第一金属层；该绝缘填充物具有一贯穿其间的第二通孔；该第二通孔内表面形成有一第二金属层，该第二金属层局部地覆盖该第二电路，该第二金属层电连接于位于该上表面及该下表面的该第二电路。由此同一导孔结构可电性连接第一、第二电路。本发明通过该导孔可以至少减少一半贯穿孔的数量，而有效减小电路板的面积。

Description

电路板的导孔制造方法及其结构

技术领域

本发明涉及一种电路板的导孔制造方法及其结构，特别是涉及一种在线路基板(circuit substrate)上形成一个导孔结构，该导孔结构使得位于该线路基板上、下表面的二个以上不同电路得以各自电性连接。

背景技术

随着电子科技的进步，电子产品一直朝向轻型及小型化发展。因此，电子产品的积集度(integration)愈来愈高。为了符合此种发展趋势，电子产品内装设电子元件的电路板由单一线路层发展到双层、四层、八层，甚至十层线路层以上的基板，由此使得电子元件更密集的设置于电路板上，以缩小电子产品的体积。

多层线路层的基板中，各线路层间的连线通常需要镀通孔(plated throughhole，PTH)、盲孔(bind via)、埋孔(buried via)等导孔(via)以达成电性连接。

现有的在电路板上制作镀通孔的方法，首先是在一线路基板的两侧表面分别形成线路层，接着，形成至少一贯穿孔贯穿线路基板的两侧表面。然后，在贯穿孔侧壁上形成一金属层，此金属层的功用在于连通线路基板两侧表面上的线路层，由此，使上下两侧面的线路层之间具有电性连接的通道。

上述的方法的限制在于一个贯穿孔仅能供上述线路基板两侧表面上的一条线路达成电性连接。第二条线路需要另一贯穿孔以达成电性连接。如此，贯穿孔的数量增加也导致电路板的面积无法有效减小。

为此，本发明人有感上述问题有待改善，乃潜心研究并配合学理的运用，从而提出一种设计合理且有效改善上述问题的发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的贯穿孔的数量增加导致电路板的面积无法有效减小等缺陷，提供一种电路板的导孔制造方法及其结构，在一线路基板(circuit substrate)上形成一个导孔结构，该导孔结构使得位于该电路板之上、下表面的二个以上不同电路得以各自电性连接，由此可以至少减少一半贯穿孔的数量，而有效减小电路板的面积。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种电路板的导孔制造方法，其包括下列步骤：提供一线路基板，该线路基板的上表面及下表面各形成第一电路及第二电路；钻设一贯穿该线路基板的第一通孔；在该第一通孔内表面形成一第一金属层，并使该第一金属层接触该线路基板的该第一电路；在该第一通孔内填满一绝缘填充物，并覆盖该第一金属层；钻设一贯穿该绝缘填充物的第二通孔；最后，在该第二通孔内表面形成一第二金属层并局部地覆盖该第二电路，使位于该上表面及该下表面的该第二电路通过该第二金属层电性连接。

其中，该第一通孔是钻设通过该第一电路，并且该绝缘填充物局部地覆盖于与该第二电路位于同一侧的该第一电路。

其中，该绝缘填充物为有机铜化合物。

其中，其中形成该第二金属层的步骤包括：

在该绝缘填充物表面形成一连接该第二电路的金属种子层作为该第二金属层的基础；及

以无电镀法(electroless plating)附着一沉积金属层在该金属种子层上以形成该第二金属层。

其中，形成该金属种子层的步骤包括：

以雷射加工的方式钻设该第二通孔以在该第二通孔的内表面形成部份该金属种子层；及

以雷射在靠近该第二电路的该绝缘填充物的表面形成沟槽，由此在该沟槽内形成另外部份该金属种子层，以连接该第二通孔内的该金属种子层并且连接该第二电路。

其中，该第二电路邻近该第一电路，且在该第一电路及该第二电路之间形成一缝隙，其中，该第一通孔邻近该缝隙。

其中，该绝缘填充物局部地覆盖于该线路基板的该上表面及该下表面，并且覆盖该缝隙、局部的该第二电路、以及位于该缝隙一侧的该第一电路。

其中，该绝缘填充物完全环绕于该第一通孔的上方外围及下方外围。

其中，该第二金属层覆盖位于该第一电路上及该缝隙上的该绝缘填充物，并接触该第二电路。

其中，该第二金属层局部地覆盖于该第二通孔的一侧。

本发明还提供一种电路板的导孔结构，其包括一线路基板，该线路基板具有第一电路及第二电路，该第一电路及该第二电路各形成于该线路基板的上表面及下表面、以及一贯穿该线路基板的第一通孔；该第一通孔内表面形成一第一金属层，该第一金属层接触该线路基板的该第一电路；该第一通孔的该第一金属层之间填满一绝缘填充物，该绝缘填充物覆盖该第一金属层；该绝缘填充物具有一贯穿其间的第二通孔；该第二通孔内表面形成有一第二金属层，该第二金属层局部地覆盖该第二电路，该第二金属层电连接于位于该上表面及该下表面的该第二电路。

其中，该第一通孔通过该第一电路，并且该绝缘填充物局部地覆盖于与该第二电路位于同一侧的该第一电路。

其中，该绝缘填充物为有机铜化合物。

其中，该第二金属层包括一作为该第二金属层的基础的金属种子层及一附着于该金属种子层上的沉积金属层。

其中，该线路基板具有一形成于该第一电路及该第二电路之间的缝隙，其中该第一通孔邻近该缝隙，该第二电路邻近该第一电路。

其中，该第二金属层局部地覆盖于该第二通孔的一侧。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明在该线路基板(circuit substrate)上形成一个导孔结构，该导孔结构使得位于该电路板之上、下表面的第一及第二电路得以各自电性连接，由此可以至少减少一半贯穿孔的数量，而有效减小电路板的面积。

为了能更进一步了解本发明为达成上述目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的电路板的导孔制造方法的形成第一通孔的剖面示意图。

图2为本发明的电路板的导孔制造方法的形成第一金属层的剖面示意图。

图3为本发明的电路板的导孔制造方法中填充绝缘填充物的剖面示意图。

图4为本发明的电路板的导孔制造方法中钻设第二通孔的剖面示意图。

图5为本发明的电路板的导孔制造方法的形成第二金属层的剖面示意图。

主要元件符号说明

线路基板 10

上表面 10a 下表面 10b

第一电路 11a、11b、11c、11d

第二电路 12a、12b

缝隙 13a、13b

第一通孔 h1 第二通孔 h2

第一金属层 20

第二金属层 40

沉积金属层 40’

绝缘填充物 30、30a、30b

沟槽 g1、g2

金属种子层 M1、M2

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

请图1，为本发明的电路板的导孔制造方法的形成第一通孔的剖面示意图。首先，先提供一线路基板10；该线路基板10的上表面10a及下表面10b各形成第一电路11a、11b及第二电路12a、12b。此外，包括钻设一贯穿该线路基板10的第一通孔h1。该第一通孔h1的形成方式可以是以钻头钻设而成。若有需要时，其中进一步包括去毛边(de-burr)的步骤，以去除该第一通孔h1内的毛边(burr)。例如以机器刷磨、超音波及高压冲洗。或者包括去胶渣(de-smear)的步骤，以去除高温钻孔时所产生的胶渣(smear)。

在本实施例中，由于该第一通孔h1穿过该第一电路，该第一电路有一部份的线路11c、11d(与11a、11b同一线路)由图1的剖面侧视角度来看，是位于该第一通孔h1的右侧，即与该第二电路12a、12b位于同一侧。其中该第二电路12a、12b邻近该第一电路11c、11d，且在该第一电路11c及该第二电路12a、第一电路11d及该第二电路12b之间分别形成一缝隙13a、13b，其中该第一通孔h1邻近该缝隙13a、13b。此实施例的优点在于，之后形成的金属层与第一电路有全面而较良好的接触。另一种实施方式，该第一通孔也可以位于该第一电路与该第二电路之间，仅该第一电路延伸至该第一通孔的部份边缘。

请参考图2，为本发明的电路板的导孔制造方法的形成第一金属层的剖面示意图。此步骤中，于该第一通孔h1内表面形成一第一金属层20并且该第一金属层20分别延伸至该线路基板10的该上表面10a及该下表面10b，并使该第一金属层20接触该线路基板10的该第一电路11a、11b、11c、11d。

该第一金属层20可以是以电镀(electroplating)或无电镀(electrolessplating)方法形成。无电镀又称之为化学镀(chemical plating)或自身催化电镀(autocatalytic plating)。无电镀是指于水溶液中的金属离子被在控制的环境下，予以化学还原，而不需电力镀在基材(substrate)上。本实施例是采用无电镀铜于该第一通孔h1的内表面。

请参考图3，为本发明的电路板的导孔制造方法中填充绝缘填充物的剖面示意图。此步骤中，一绝缘填充物30被填满于该第一通孔h1内，并使该绝缘填充物30局部地覆盖于该第一电路。即，覆盖与该第二电路12a、12b位于同一侧的该第一电路11c、11d。本实施例中，该绝缘填充物30可以是聚合物基复合物(Polymer Matrix Composites PMCs)，其中包含有机金属化合物的成份。有机金属化合物可以是有机铜化合物(Cu-organic-complex)，例如二烃基铜锂，以配合无电镀方法。此外，进一步可配合需要，硬化该绝缘填充物30，使其适合钻孔。其中该绝缘填充物30局部地覆盖于该线路基板10的上表面及下表面、部份该第二电路12a与12b，并且覆盖该缝隙13a、13b以及位于该缝隙13a、13b一侧的该第一电路11c、11d。本实施例中，该绝缘填充物30完全环绕于该第一通孔h1的上方外围及下方外围，且局部地覆盖位于该缝隙13a、13b另一侧的该第一电路11a、11b。

请参考图4，为本发明的电路板的导孔制造方法中钻设第二通孔的剖面示意图。此步骤钻设一贯穿该绝缘填充物30的第二通孔h2。该第二通孔h2是以雷射钻孔方式形成。该绝缘填充物30可分为靠近第一电路11c、11d的绝缘填充物30a以及靠近该第二电路12a、12b的绝缘填充物30b。

接着，形成一连接该第二电路12a、12b的金属种子层M1、M2于该绝缘填充物30b表面。此步骤可分为，首先以雷射(例如二氧化碳雷射)钻孔的方式形成该第二通孔h2。由此二氧化碳雷射可破坏有机金属化合物的键结以析出金属原子(metal atom)在该第二通孔h2内表面，作为无电镀过程中的金属种子(seed)层M1；然后，接着以二氧化碳雷射在该绝缘填充物30b的表面形成两沟槽g1及g2。由此于该些沟槽g1、g2内形成另外的金属种子层M2以连接在该第二通孔h2内表面的该金属种子层M1并且连接该第二电路12a、12b。上述形成金属种子层过程中需要适当的清洁步骤。

请参考图5，为本发明的电路板的导孔制造方法的形成第二金属层的剖面示意图。通过无电镀(electroless plating)方法形成一第二金属层40以连接该第二电路12a、12b。在无电镀过程中，通过氧化还原使金属离子自该金属种子层M1、M2上附着一沉积金属层40’。上述金属种子层M1、M2成为该第二金属层40的基础，即第二金属层40包括作为基础的该金属种子层及附着在该金属种子层上的沉积金属层。此步骤形成该第二金属层40于该第二通孔h2内表面并局部地覆盖该第二电路12a、12b，使位于该上表面10a及该下表面10b的该第二电路12a、12b通过该第二金属层40电性连接。更仔细的说，该第二金属层40覆盖位于该第一电路11c、11d上及该缝隙13a、13b上的该绝缘填充物30b，并接触该第二电路12a、12b。该第二金属层40仅局部地覆盖于该第二通孔h2的一侧。若上述第二金属层40是铜，进一步可以再形成另一保护层于该第二金属层40上。

本发明通过上述的制造方法，即可获得一种电路板的导孔结构。其优点在于单层的该线路基板10，通过同一导孔(via)，即可使位于该线路基板10的上表面10a的该第一电路11a及该第二电路12a分别电连接位于该下表面10b的该第二电路12b。由此减少通孔的数量、缩小线路基板使用的面积，产品更为轻薄短小。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种电路板的导孔制造方法，其特征在于，其包括下列步骤：

提供一线路基板，该线路基板的上表面及下表面均形成第一电路及第二电路；

钻设一贯穿该线路基板的第一通孔；

在该第一通孔内表面形成一第一金属层，并使该第一金属层接触位于该线路基板的该上、下表面的该第一电路；

向该第一通孔内填满一绝缘填充物且覆盖该第一金属层；

钻设一贯穿该绝缘填充物的第二通孔；及

在该第二通孔内表面形成一第二金属层并局部地覆盖该第二电路，使位于该上表面及该下表面的该第二电路通过该第二金属层电性连接。

2.如权利要求1所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该第一通孔是钻设通过该第一电路，并且该绝缘填充物局部地覆盖于与该第二电路位于同一侧的该第一电路。

3.如权利要求1所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该绝缘填充物为有机铜化合物。

4.如权利要求3所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，其中形成该第二金属层的步骤包括：

以无电镀法附着一沉积金属层在该金属种子层上以形成该第二金属层。

5.如权利要求4所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，其中形成该金属种子层的步骤包括：

6.如权利要求1所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该第二电路邻近该第一电路，且在该第一电路及该第二电路之间形成一缝隙，其中，该第一通孔邻近该缝隙。

7.如权利要求6所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该绝缘填充物局部地覆盖于该线路基板的该上表面及该下表面，并且覆盖该缝隙、局部的该第二电路、以及位于该缝隙一侧的该第一电路。

8.如权利要求7所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该绝缘填充物完全环绕于该第一通孔的上方外围及下方外围。

9.如权利要求7所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该第二金属层覆盖位于该第一电路上及该缝隙上的该绝缘填充物，并接触该第二电路。

10.如权利要求9所述的电路板的导孔制造方法，其特征在于，该第二金属层局部地覆盖于该第二通孔的一侧。

11.一种电路板的导孔结构，其特征在于，其包括：

一线路基板，该线路基板具有第一电路及第二电路，该第一电路及该第二电路各形成于该线路基板的上表面及下表面、以及一贯穿该线路基板的第一通孔；

一第一金属层形成于该第一通孔内表面，该第一金属层接触该线路基板的该第一电路；

一绝缘填充物填满于该第一通孔内，且覆盖该第一金属层；

一贯穿该绝缘填充物的第二通孔；及

一第二金属层，该第二金属层形成于该第二通孔内表面并局部地覆盖该第二电路，该第二金属层电连接于位于该上表面及该下表面的该第二电路。

12.如权利要求11所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该第一通孔通过该第一电路，并且该绝缘填充物局部地覆盖于与该第二电路位于同一侧的该第一电路。

13.如权利要求11所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该绝缘填充物为有机铜化合物。

14.如权利要求13所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该第二金属层包括一作为该第二金属层的基础的金属种子层及一附着于该金属种子层上的沉积金属层。

15.如权利要求11所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该线路基板具有一形成于该第一电路及该第二电路之间的缝隙，其中该第一通孔邻近该缝隙，该第二电路邻近该第一电路。

16.如权利要求15所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该绝缘填充物局部地覆盖于该线路基板的该上表面及该下表面，并且覆盖该缝隙、局部的该第二电路、以及位于该缝隙一侧的该第一电路。

17.如权利要求16所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该绝缘填充物完全环绕于该第一通孔的上方外围及下方外围。

18.如权利要求16所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该第二金属层覆盖位于该第一电路上及该缝隙上的该绝缘填充物，并接触该第二电路。

19.如权利要求18所述的电路板的导孔结构，其特征在于，该第二金属层局部地覆盖于该第二通孔的一侧。