CN102573331A - 制造印刷电路板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造印刷电路板的方法，该方法同时形成过孔和嵌入式的连接盘，因此提高过孔与嵌入式的连接盘的匹配值以确保层间导电的可靠性，该方法进一步地同时形成过孔和嵌入式的连接盘以降低制造成本。此外，形成的嵌入式的连接盘被嵌入第二绝缘层以实现印刷电路板的高密度/高集成，并且，与使用激光形成通孔的方法相比，过孔在较少的时间内形成，由此缩短了工艺时间。

Description

制造印刷电路板的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年12月21日提交的、名称为“制造印刷电路板的方法(Method Of Manufacturing Printed Circuit Board)”的韩国专利申请No.10-2010-0131347的优先权，其在此全部通过引用合并到本申请中。
技术领域
本发明涉及一种制造印刷电路板的方法。
背景技术
随着电子工业的近期发展，对电子器件的高性能和小型化的需求日益增加。因此，在安装有电子元件的印刷电路板上实现高密度电路图案的研究和开发已经得到了开展。
将参照图1到3描述根据现有技术制造印刷电路板的方法。
首先，如图1所示，制作基底基板(base substrate)10，该基底基板10包括与内过孔(inner via)11一起形成的芯层(core layer)13和在芯层13的一个表面或两个表面形成的内电路层15。此后，绝缘层20被堆叠在所述基底基板10的两个表面上，并且导通孔(via hole)25使用激光加工。
然后，如图2所示，在导通孔25的内壁和绝缘层20的暴露的表面形成种层(seed layer)27，且将抗镀剂(plating resist)30施用于种层27的表面。然后，图案化抗镀剂30以打开一个区域，在此区域中形成电路图案41(见图3)或连接盘(land)43(见图3)。
然后，如图3所示，镀覆所述导通孔25(见图2)形成过孔45，在从抗镀剂30(见图2)暴露的种层27上形成外电路层40。把所述种层27用作引脚线(lead line)通过电镀形成所述外电路层40，且在外电路层40形成后，将所述抗镀剂30和被外电路层40暴露的所述种层27都去除。
根据现有技术制造印刷电路板的方法有以下问题：
首先，在绝缘层20里加工导通孔25的工序，以及施用和图案化抗镀剂30以便打开形成连接盘43的区域的工序是分别进行的。在这种情况下，由于用于形成所述导通孔25的加工设备的加工误差，以及用于形成电路图案41和连接盘43的抗镀剂30的曝光设备的加工误差，导致过孔45和连接盘43之间的匹配值下降，由此产生的结果是：层间的导电可靠性下降。
此外，根据现有技术所述印刷电路板的连接盘43通常形成为从所述绝缘层20突出；但是，形成的所述连接盘43的面积应当大于所述导通孔25的上部面积以便确保层间导电的可靠性。连接盘43的尺寸根据所述导通孔可加工性和电路的匹配能力来确定。但是，连接盘43的尺寸通常占用印刷电路板的相当大的面积(七倍或更多倍于导通孔的上部面积)，因此，这成为实现高集成/高密度印刷电路板的一种障碍。
发明内容
本发明提供了一种制造印刷电路板的方法，该方法在实现高集成/高密度印刷电路板时，同时形成过孔和连接盘，因此提高过孔和连接盘的匹配值，从而确保层间导电的可靠性。
根据本发明一个优选实施方式，本发明提供一种制造印刷电路板的方法，该方法包括：(A)提供基底基板，该基底基板包括第一绝缘层和形成于该第一绝缘层的两个表面的内电路层，该内电路层包括电路图案和焊盘部分(pad part)；(B)将第一抗镀剂施用于基底基板的两个表面，并图案化第一抗镀剂以形成开口，以便暴露焊盘部分；(C)形成金属柱，该金属柱包括通过镀覆法在上述开口内形成的过孔和从该过孔延伸并从所述第一抗镀剂的被暴露表面突出的突出部分，该突出部分的直径大于过孔的直径；(D)在去除第一抗镀剂之后，堆叠第二绝缘层于基底基板的两个表面上以便嵌入所述金属柱；和(E)通过抛光第二绝缘层和突出部分、暴露被嵌入第二绝缘层的突出部分的横切面(traverse surface)而形成嵌入式的连接盘。
本方法可以进一步包括(F)在所述第二绝缘层上形成外电路层。
所述基底基板可以进一步包括穿透所述第一绝缘层以与所述焊盘部分电连接的内过孔。
在步骤(C)中，所述突出部分从所述第一抗镀剂突出的厚度可以为30-60μm。
在步骤(E)中，所述嵌入式的连接盘可以通过将所述突出部分抛光成厚度为10-30μm而形成。
步骤(A)可以包括：(A1)在所述第一绝缘层中形成通孔；(A2)在包括所述通孔的所述第一绝缘层上形成第一种层；和(A3)通过采用把所述第一种层用作引线的电镀法而在所述第一绝缘层中形成内电路层，并通过镀覆所述通孔的内部而形成内过孔。
步骤(D)可以进一步包括：在去除第一抗镀剂后，去除从内电路层暴露的所述第一种层。
步骤(F)可以包括：(F1)在所述第二绝缘层上形成第二种层；(F2)将第二抗镀剂施用于所述第二种层和图案化该第二抗镀剂，以便形成在嵌入式的连接盘上的所述第二种层被暴露；(F3)通过镀覆法，在从所述第二抗镀剂暴露的所述第二种层上形成所述外电路层；和(F4)去除所述第二抗镀剂和去除从所述外电路层暴露的所述第二种层。
所述第二种层可以由不同于金属柱的金属制成。
所述第二种层可以由镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、锌(Zn)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、以铅(Pb)-锡(Sn)为基础的焊接合金和镍(Ni)-金(Au)合金制成。
所述内电路层可以由铜制成。
所述金属柱可以以由铜制成。
所述外电路层可以以由铜制成。
附图说明
图1到3是按工艺步骤显示根据现有技术制造印刷电路板的方法的剖面图，以及
图4到16是按工艺步骤显示根据本发明制造印刷电路板的方法的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的实施方式，从而更加清楚地理解本发明的目的、特征和优点。
在本发明的说明书以及权利要求书中所使用的术语和词语不应当理解为局限于通常的含义和字典定义，而应当理解为基于发明人能适当地定义由术语所暗示的概念，以最好地描述他或她已知的实施本发明的方法的原则，这些术语和词语应该理解为具有与本发明的技术范围相关的意思和概念。
通过下面与附图相结合的详细描述可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。在说明书中，在附图中所增加的不同组件的参考数字中，必须指出的是，即使参考的组件在不同的图纸中显示，相同的参考数字指定相同的组件。此外，在本发明的描述中，为以免模糊本发明的主题，已知的相关功能或结构的详细说明将省略其描述。
图4到16是显示了根据本发明的制造印刷电路板的方法的工艺剖面图。在下文中，结合附图4-16详细描述根据本发明的一种优选实施方式的制造印刷电路板的方法。
首先，如图4所示，在第一绝缘层110上采用机械钻孔(例如数控钻孔或者CO2/YAG激光钻孔)加工通孔115。所述第一绝缘层110可以由在印刷电路板通常采用的绝缘材料，例如，复合聚合物树脂例如预浸料坯(prepreg，PPG)来制成。此外，所述第一绝缘层110可以包括环氧基树脂，例如FR4、BT或其类似物或者Ajinomoto积层膜(ABF)或其类似物，但其材料并不特别限制于此。
然后，如图5所示，在包括通孔115的第一绝缘层110上形成第一种层120。在这种情况下，将第一种层120用作电镀法的引脚线，其中，第一种层120可以优选形成为具有预定的厚度或者更大的厚度(例如，1μm)，以便通过电镀法形成内电路层130(见图6)。所述第一种层120可以通过化学镀法或者溅射法(sputtering method)来形成。所述化学镀法是通过去油脂工序、软蚀刻工序、预催化剂处理工序、催化剂处理工序、活化工序和化学镀工序和防氧化处理工序而进行的工艺。同时，溅射法是通过将由等离子或类似物产生的气体的离子颗粒与薄层材料相碰撞在绝缘层上形成化学镀层进行的工艺。
然后，如图6所示，通过采用把所述第一种层120用作引脚线的电镀法在所述第一绝缘层110上形成内电路层130。所述内电路层130包括电路图案135和焊盘部分133。电路层通常可以采用减成法、加成法、半加成法、改进的半加成法或者类似方法在绝缘层上形成。但是，在本发明的本实施方式中，在形成金属柱150(见图9)的过程中把所述第一种层120再次用作进行电镀的引线，以便优选使用半加成法形成所述内电路层130。尤其是，所述第一种层120在形成所述金属柱150的操作中被再次使用，以便即使在内电路层130形成后所述第一种层120保留在所述第一绝缘层110上，且在形成金属柱150形成后所述第一种层120最终被去除。在这种情况下，内电路层130可是由导电金属制成，例如，金、银、铜、镍或者类似物，其材料没有被特别限制；然而，可以优选由通常使用的铜制成。
然后，如图7所示，通过镀覆所述通孔115(见图6)的内部形成内过孔125。提供包括第一绝缘层110、第一种层120、内电路层130和内过孔125的基底基板100。
然后，如图8所示，在所述基底基板100(见图7)的两个表面施用第一抗镀剂140，图案化第一抗镀剂140以形成开口143，以便暴露焊盘部分133。在这种情况下，可以使用干膜或液相的光敏材料作为在第一抗镀剂140里使用的光敏材料，其中该光敏材料可以优选形成的厚度为30μm或者更多，以便确保内电路层130和外电路层60(见图16)之间的绝缘距离。更确切地说，所述第一抗镀剂140施用于基底基板100的两个表面，并在使用掩模(mask)阻挡的状态下用紫外光辐照所述第一抗镀剂140。此后，当所述第一抗镀剂140与显影剂一起施用时，第一抗镀剂140中固化的部分保留，但由于紫外光的选择性辐照没有固化的部分去除，从而形成具有开口143的第一抗镀剂140。
然后，如图9所示，在所述开口143(见图8)里形成过孔155和从过孔155延伸的突出部分153，该突出部分153从第一抗镀剂140的暴露表面突出，且直径大于过孔155的直径，以便形成含有过孔155和突出部分153的金属柱150。在这种情况下，所述过孔155和所述突出部分153通过镀覆法同时形成。换而言之，将在形成所述内电路层130后，保留在第一绝缘层110里的第一种层120作为引脚线进行电镀，由此形成过孔155。然后，控制镀覆的量以形成从过孔155突出的突出部分153，该突出部分153覆盖开口143四周的第一抗镀剂140。在这种情况下，突出部分153从第一抗镀剂140暴露的表面突出的厚度为30-60μm，在随后的工序中抛光该厚度的预定部分以形成嵌入式的连接盘157。突出部分153可以是半球形，其中平坦的表面与第一抗镀剂140相接触。在这种情况下，突出部分153的直径大于过孔155的直径，但是应当在一定的范围内，以便不与与其相邻的另一个突出部分153相接触。在这种情况下，金属柱150的材料不被特别限制，但可以优选由通常使用的铜制成。
然后，如图10所示，去除所述第一抗镀剂140(见图9)和所述第一种层120。可以使用剥离剂(stripper)例如NaOH、KOH或者类似物去除第一抗镀剂140，第一种层120可以采用闪蚀或者软蚀的方式去除，在去除第一抗镀剂140后，第一种层120从内电路层130暴露出。
然后，如图11所示，第二绝缘层160堆叠于所述基底基板100(见图7)的两个表面，以便嵌入所述金属柱150。换而言之，制作半固化的第二绝缘层160以便金属柱150可以穿透，然后将该半固化的第二绝缘层160堆叠于所述基底基板100上进行固化。所述第二绝缘层160可以具有完全地嵌入金属柱150的足够的厚度；但是，优选可以控制第二绝缘层160的厚度，以便所述第二绝缘层160的暴露表面与金属柱150的突出部分153呈现在同一平面上。所述第二绝缘层160可以由通常用于印刷电路板的绝缘材料制成。其材料的种类与所述第一绝缘层110的相同，因此，在此省略重复的解释。
然后，如图12和13所示，抛光所述第二绝缘层160和突出部分153，从而暴露嵌入在第二绝缘层160里的突出部分153的横切面159，由此形成嵌入式的连接盘157。在这种情况下，所述第二绝缘层160和突出部分153可以使用陶瓷抛光轮(ceramic buff)，带式打磨机(belt sander)或类似物进行机械抛光。在本操作里，堆叠在所述基底基板100上的两层第二绝缘层160可以依次被抛光，两层第二绝缘层160的被暴露的表面也可以同时被抛光(图12)。在本操作中，所述突出部分153可以优选被抛光至厚度为10-30μm，突出部分153的横切面159通过抛光工艺可以被暴露。当所述第二绝缘层160的一部分和突出部分153的一部分共同地通过抛光被去除时，突出部分153的横切面159从第二绝缘层160的表面被暴露，未被去除的突出部分153被嵌入第二绝缘层160，由此形成嵌入的连接盘157(图13)。
然后，如图14所示，在所述第二绝缘层160上形成第二种层165，以便形成外电路层180(见图16)。所述第二种层165可以采用化学镀法或溅射法形成。其详细的方法与形成所述第一种层120的方法相同，因此，在此省略其重复的解释。但是，在第二种层165由与金属柱150相同的金属制成时，第二种层165和金属柱150的嵌入式的连接盘157在蚀刻从外电路层180暴露的第二种层165时会被蚀刻，因此，所述第二种层165由不同于金属柱150(见图12)的金属制成，这样可以防止所述蚀刻。镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、锌(Zn)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、以铅(Pb)-锡(Sn)为基础的焊接合金和镍(Ni)-金(Au)合金中的至少任意一种可以被用作所述第二种层165的材料。
然后，如图15所示，把第二抗镀剂170施用于第二种层165和图案化第二抗镀剂170，以便第二种层165的与外电路层180相对应的部分被暴露。图案化第二抗镀剂170的方法与图案化第一抗镀剂140的方法相同。
然后，如图16所示，在通过从所述第二抗镀剂170暴露的所述第二种层165上进行电镀形成所述外电路层180之后，第二抗镀剂170和从外电路层180暴露的第二种层165被去除。在这种情况下，所述第二种层165被作为进行电镀的引脚线，且在形成所述外电路层180后通过软蚀或闪蚀的方式被去除。在这种情况下，所述外电路层180可以由导电金属，例如，金、银、铜、镍或类似物制成，其材料不被特别限制；但是，其可以优选由通常使用的铜制成。
同时，一种通过重复进行一系列工序实现多层印刷电路板的方法也可以包含在本发明保护范围内，该方法包括：在没有直接去除第二种层165的情况下施用和图案化第三抗镀剂(没有显示)于第二种层165，通过再次把第二种层165用作引脚线形成金属柱150，去除第三抗镀剂和第二种层165，形成第三绝缘层(没有显示)，通过抛光形成嵌入式的连接盘157。
根据本发明制造印刷电路板的方法，同时形成过孔和连接盘，且提高过孔和连接盘的匹配值，因此使得提高层间导电可靠性变得可能。
此外，所述连接盘形成为被嵌入所述绝缘层，因此使得实现印刷电路板的高密度/高集成变得可能。
此外，与使用激光形成过孔的方法相比，所述过孔可以在较少的时间内形成，因此使得缩短工艺时间变得可能；并且过孔和连接盘是同时形成的，因此使得减少印刷电路板的制造成本变得可能。
虽然为了说明的目的公开了本发明的优选实施方式，但这些优选实施方式是为了专门解释本发明，因此根据本发明制作印刷电路板的方法并不仅限于上述优选实施方式，但本领域技术人员应当理解，在不偏离随附的权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、补充和替换都是可能的。
因此，这些修改、添加和替换应该认为属于本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种制造印刷电路板的方法，该方法包括：
(A)提供基底基板，该基底基板包括第一绝缘层和形成于该第一绝缘层的两个表面的内电路层，该内电路层包括电路图案和焊盘部分；
(B)将第一抗镀剂施用于基底基板的两个表面，并图案化第一抗镀剂以形成开口，以便暴露焊盘部分；
(C)形成金属柱，该金属柱包括通过镀覆法在上述开口内形成的过孔和从该过孔延伸并从所述第一抗镀剂的被暴露表面突出的突出部分，该突出部分的直径大于过孔的直径；
(D)在去除第一抗镀剂后，堆叠第二绝缘层于基底基板的两个表面上以便嵌入所述金属柱；和
(E)通过抛光第二绝缘层和突出部分、暴露被嵌入在第二绝缘层里的突出部分的横切面而形成嵌入式的连接盘。
2.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，该方法进一步包括(F)在所述第二绝缘层上形成外电路层。
3.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，其中，所述基底基板进一步包括穿透所述第一绝缘层以与所述焊盘部分电连接的内过孔。
4.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，其中，在步骤(C)中，所述突出部分从所述第一抗镀剂突出的厚度为30-60μm。
5.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，其中，在步骤(E)中，所述嵌入式的连接盘通过将所述突出部分抛光成厚度为10-30μm而形成。
6.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，其中，步骤(A)包括：
(A1)在所述第一绝缘层中形成通孔；
(A2)在包括所述通孔的所述第一绝缘层上形成第一种层；和
(A3)通过采用把所述第一种层用作引线的电镀法而在所述第一绝缘层中形成内电路层，并通过镀覆所述通孔的内部而形成内过孔。
7.根据权利要求6所述的制造印刷电路板的方法，其中，步骤(D)进一步包括：在去除所述第一抗镀剂后，去除从所述内电路层暴露的所述第一种层。
8.根据权利要求2所述的制造印刷电路板的方法，其中，步骤(F)包括：
(F1)在所述第二绝缘层上形成第二种层；
(F2)将第二抗镀剂施用于第二种层和图案化该第二抗镀剂，以便形成在嵌入式的连接盘上的第二种层被暴露；
(F3)通过镀覆法，在从所述第二抗镀剂暴露的所述第二种层上形成所述外电路层；和
(F4)去除所述第二抗镀剂和去除从所述外电路层暴露的所述第二种层。
9.根据权利要求8所述的制造印刷电路板的方法，其中，所述第二种层由不同于所述金属柱的金属制成。
10.根据权利要求8所述的制造印刷电路板的方法，其中，所述第二种层由镍、金、银、锌、钯、钌、铑、以铅-锡为基础的焊接合金和镍-金合金制成。
11.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，其中，所述内电路层由铜制成。
12.根据权利要求1所述的制造印刷电路板的方法，其中，所述金属柱由铜制成。
13.根据权利要求2所述的制造印刷电路板的方法，其中，所述外电路层由铜制成。
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