CN103140057A - 过孔镀层方法和使用该方法制造的印刷电路板 - Google Patents

过孔镀层方法和使用该方法制造的印刷电路板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种过孔镀层方法，包括在印刷电路板的过孔上执行图案镀层的第一镀层步骤；以及在该图案镀层上执行图案填充镀层的第二镀层步骤，由此在提高过孔填充效率的同时可以降低在高电流密度区域处镀层厚度的偏差，从而使得能够显著提高印刷电路板的质量。

Description

过孔镀层方法和使用该方法制造的印刷电路板
相关申请的交叉引用
根据美国法典第35卷119章，本申请要求2011年12月5日提交的题为“过孔镀层方法和使用该方法制造的印刷电路板（Via Hole PlatingMethod and Printed Circuit Board Manufactured Using the Same）”的韩国专利申请系列号No.10-2011-0129137的权益，其整体内容通过引证方式结合于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板，更具体地，涉及一种在过孔（via hole，导通孔）镀层（plating，镀覆）厚度上具有减小的偏差的印刷电路板以及该印刷电路板的过孔镀层方法。
背景技术
根据由于前沿的电子装置和产品带来的电子装置和产品近期的小型化和技术整合的持续发展，制造用于电子装置等的印刷电路板的工艺也已需要多种变化，以与小型化和技术整合相对应。
用于制造印刷电路板的方法已从最初的单面印刷电路板发展为双面印刷电路板，并且进而发展为多层印刷电路板。特别地，在制造多层印刷电路板中，已执行被称为所谓的构建方法的制造方法。
形成了多种过孔，诸如内过孔（IVH）、盲孔（BVH）、镀层通孔（PTH）等等，以在制造多层印刷电路板的过程中将在每层中的电路图案和电子元件电连接。
所述过孔通过在印刷电路板上形成具有钻孔的过孔而完成，以在印刷电路板的表面上和过孔的内部周边表面上执行去沾污处理，然后将过孔的内部空间填充以镀层溶液（过孔填充）。
这里，因为过孔的填充取决于图案填充化学产物的效率，所以由于高电流密度区域处的镀层溶液中的阻力而在镀层厚度中发生快速偏差（约为1.4ASD或者更高）。
为了解决上述问题，可以降低用于镀层的电流密度。然而，因为这种情况需要改变在设备中设定的镀层时间，所以不可能在实际生产中执行。
另外，在仅仅执行图案填充镀层两次的情况下，难以满足用于过孔填充的临界电流密度（1.0ASD），从而可能不能获得期望水平的过孔填充效率。
图1是通过两次执行图案填充镀层而形成的过孔的横截面视图。如图1所示，在形成于基底基板（base substrate）12上的过孔15处第一次执行图案填充镀层以形成第一镀层13，并且再次执行图案填充镀层以形成第二镀层14。
这里，因为使用低电流来执行镀层来保证第一镀层13的镀层厚度中的偏差，所以第二镀层14处的临界电流密度是不足的，使得过孔未完全填充而产生凹痕。
发明内容
本发明的目的是提供能够使过孔的镀层厚度偏差降低以及提高印刷电路板中的过孔填充效率的过孔镀层方法，以及使用该方法制造的印刷电路板。
根据本发明的第一示例性实施方式，提供了一种过孔镀层方法，包括：在印刷电路板的过孔上执行图案镀层的第一镀层步骤；以及在图案镀层上执行图案填充镀层的第二镀层步骤。
第一镀层步骤可以包括形成非电镀镀层的非电镀步骤；以及形成电镀镀层的电镀步骤。
可以在第二镀层步骤中使用比第一镀层步骤中粘性更高的镀层溶液。
可以在第二镀层步骤中使用比第一镀层步骤中硫酸含量更少的镀层溶液。
根据本发明的第二示例性实施方式，提供了一种印刷电路板，包括：具有其中形成有过孔的基底基板；在过孔中通过图案镀层形成的第一镀层；位于第一镀层上并且通过图案填充镀层形成的第二镀层。
第一镀层可以包括通过非电镀形成的非电镀镀层；以及通过电镀形成的电镀镀层。
第二镀层可以由粘性比第一镀层的粘性高的镀层溶液形成。
第二镀层可以由硫酸含量比第一镀层的硫酸含量小的镀层溶液形成。
附图说明
图1是通过两次执行图案填充镀层而形成的过孔的截面图；
图2是通过执行本发明的过孔镀层方法而形成的过孔的截面图；
图3示出了根据相关技术的镀层方法的处理能力的图表；以及
图4示出了根据本发明的过孔镀层方法的处理能力的图表。
具体实施方式
下面，参照附图描述本发明的示例性实施方式。然而，仅以实例的方式描述示例性实施方式，并且本发明不局限于这些示例性实施方式。
在描述本发明时，当与本发明相关的公知技术的详细描述可能并不必然使本发明的精神不清楚时，可以将这些详细描述省略。此外，考虑本发明中的功能而定义下面的术语并且使用者和操作者可以根据意图而以不同的方式理解这些术语。因此，应当根据说明书全文的内容来理解这些术语的定义。
因此，可以由权利要求确定本发明的精神并且可以提供下面的示例性实施方式以向本领域技术人员有效地描述本发明的精神。
图2是通过执行本发明的过孔镀层方法而形成的过孔的截面图。参照图2，本发明的过孔镀层方法可以包括第一镀层步骤和第二镀层步骤。
首先，当考虑过孔125的形成过程时，可以使用在热固性树脂成分中置入（impregnate）的覆铜层压板（CCL）和玻璃纤维基板来作为其中形成有过孔125的印刷电路板100的基底基板120的原材料。在这些材料中，CCL包括通过顺序堆叠绝缘层和铜膜而形成的单面覆铜层压板，以及通过顺序堆叠下部铜膜、绝缘层、和上部铜膜而形成的双面覆铜层压板。
此外，过孔125—该过孔为穿透基底基板120的镀层通孔（PTH）—可以连接至下部图案110，并且通过使用X光钻或传感器钻来钻出参照孔并且然后基于参照孔使用计算机数控（CNC）钻来执行钻孔过程而在基板上的期望位置处形成。
此外，过孔125可以通过使用紫外（UV）激光束、二氧化碳（CO2）激光束等而形成。这里，激光束不局限于这些。可以通过使用各种激光单元而形成过孔125。
然后，优选地执行清理毛刺和去沾污的过程，去除来自由上述过程形成的过孔125的多种污染物和杂质。清理毛刺的过程去除在钻孔过程中产生的覆铜的糙度、在过孔内壁上的灰尘颗粒、在覆铜表面上的灰尘颗粒、指纹等等，并且为覆铜的表面提供粗糙度，从而增加在后续的镀层过程中铜的粘结性。
同时，在钻孔过程中产生的热，使形成基板的树脂熔化并附着至过孔内壁。去除沾污的过程就是将附着至基板的树脂清除的过程。附着至过孔125的内壁上的熔化树脂成为恶化铜镀层的质量的决定因素。
同时，第一镀层步骤（其为执行图案镀层的步骤）与图案同时执行。此外，第一镀层步骤可以包括形成非电镀镀层的非电镀步骤；以及形成电镀镀层的电镀步骤。更具体地，通过执行非电镀镀铜（诸如化学镀铜）并且然后通过使用沉积种子层（deposited seed layer）执行电镀镀铜来执行第一镀层步骤。
因为上述的第一镀层步骤中执行的图案镀层在镀层厚度上具有小的偏差，并且在保证镀层厚度偏差降低的同时通过第一镀层步骤减小过孔125的内部尺寸，由此可以容易地在随后的第二镀层步骤中对过孔125进行填充。
在第一镀层步骤之后执行的第二镀层步骤中，可以使用比在第一镀层步骤中所用的镀层溶液粘性更高的镀层溶液。优选地，可以使用比在第一镀层步骤中的镀层溶液的硫酸含量更小的镀层溶液。这里，硫酸是降低镀层溶液的溶解阻力的材料。甚至在第二镀层步骤中包含更少量的硫酸的情况下，与第一镀层步骤相比，通孔过孔125的尺寸由于第一镀层步骤而变小，使得即使使用比在同时执行图案填充过程和过孔填充过程的情况下更大量的硫酸，也可以保证由此降低镀层厚度上的偏差。
同时，根据本发明的过孔镀层方法制造的印刷电路板100可以包括基座衬底120、第一镀层130和第二镀层140。
将基底基板的上层连接至下层的过孔125在基底基板120上形成。此外，第一镀层130可以通过图案镀层而形成，并且包括通过非电镀形成的非电镀镀层；以及通过电镀形成的电镀镀层。
如上所述，通过执行诸如化学镀铜的非电镀镀铜并且然后通过使用沉积种子层执行电镀镀铜而形成第一镀层。
此外，第二镀层140可位于第一镀层130上，并且通过使用具有比第一镀层130的镀层溶液的粘性高的镀层溶液而形成。优选地，可以通过使用硫酸含量比第一镀层130中的硫酸含量少的镀层溶液形成第二镀层140。硫酸是降低镀层溶液的溶解阻力的材料，并允许形成第二镀层的镀层溶液具有比形成第一镀层的镀层溶液高的粘性，由此使得能够保证过孔填充效率。
图3示出了根据相关技术的镀层的处理能力的图表，并且图4示出了根据本发明的过孔镀层方法的处理能力的图表。
当参照图3和图4将相关技术的过孔镀层方法的镀层厚度中的偏差与根据本发明的过孔镀层方法的镀层厚度中的偏差相比较时，在执行图3所示的相关技术的过孔镀层的方法的情况下，镀层厚度的偏差的处理能力指标（process capability index，Cpk）的值为0.78。
然而，在执行图4所示的本发明的过孔镀层方法的情况下，镀层厚度的偏差的Cpk值为1.14，从而可以认识到与相关技术的情况相比，在本发明的情况下的镀层厚度的偏差可以降低约30%。
在图3和图4中，下限（L&L）为15，上限（U&L）为31，并且样本数量为23。
根据本发明的过孔镀层方法和使用该方法制造的印刷电路板可以降低在高电流密度区域处的镀层厚度的偏差以及提高过孔填充效率，由此能够显著提高印刷电路板的质量。
尽管已公开本发明的示例性实施方式以用于说明的目的，本领域的技术人员会认识到在不偏离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，多种修改、增添和替换是可能的。
据此，本发明的范围不应当理解为局限于所描述的实施方式而由所附权利要求以及其等同物所限定。

Claims (8)

1.一种过孔镀层方法，包括：
在印刷电路板的过孔上执行图案镀层的第一镀层步骤；以及
在所述图案镀层上执行图案填充镀层的第二镀层步骤。
2.根据权利要求1所述的过孔镀层方法，其中，所述第一镀层步骤包括：
形成非电镀镀层的非电镀步骤；以及
形成电镀镀层的电镀步骤；
3.根据权利要求1所述的过孔镀层方法，其中，在所述第二镀层步骤中使用的镀层溶液的粘性大于在所述第一镀层步骤中使用的镀层溶液的粘性。
4.根据权利要求3所述的过孔镀层方法，其中，在所述第二镀层步骤中使用的镀层溶液包含的硫酸量少于在所述第一镀层步骤中使用的镀层溶液包含的硫酸量。
5.一种印刷电路板，包括：
基底基板，所述基底基板中形成有过孔；
第一镀层，所述第一镀层通过图案镀层形成于所述过孔中；以及
第二镀层，所述第二镀层位于所述第一镀层上并通过图案填充镀层形成。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板，其中，所述第一镀层包括：
通过非电镀形成的非电镀镀层；以及
通过电镀形成的电镀镀层；
7.根据权利要求5所述的印刷电路板，其中，形成所述第二镀层的镀层溶液的粘性高于形成所述第一镀层的镀层溶液的粘性。
8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，形成所述第二镀层的镀层溶液包含的硫酸量少于形成所述第一镀层的镀层溶液包含的硫酸量。
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CN111163582A (zh) * 2020-01-02 2020-05-15 上海航天电子通讯设备研究所 一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板及其制造方法

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