CN103428988B - 印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种制造印刷电路板（PCB）的方法以及PCB。所述方法包括：将树脂从基板的一个表面侧填充在形成在基板处的通孔中；在预定的时间段内从基板的另一表面侧向填充在通孔中的树脂发射光；在基板的所述另一表面上施加另一树脂。

Description

印刷电路板及其制造方法

本申请要求于2012年5月22日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0054452号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种印刷电路板（PCB），更具体地说，涉及一种PCB及其制造方法。

背景技术

为了制造半导体封装件，需要一种其上将被安装包括电路的半导体芯片的基板。基板具有位于其一个表面上或者其两个表面上的电路图案，以将电信号从半导体芯片传输到外部装置或者接收来自外部装置的电信号。为了电连接形成在基板的两个表面上的电路图案，在基板中形成多个通孔并且对多个通孔进行电镀。在电镀之后，用树脂填充通孔的空的空间。

填充在通孔中的树脂被固化。树脂在进行固化时凹入。一旦填充在通孔中的树脂凹入，当半导体芯片安装在基板上时，半导体芯片和基板之间的粘合力就降低。为了防止填充在通孔中的树脂凹入，已经开发了使树脂平坦的方法。

在公开号为11-340626的日本专利申请（在下文中，称为参考文件）中公开了使填充在通孔中的树脂平坦的方法。所述参考文件公开了在通孔中填充树脂并将紫外光施加到基板的整个表面上的方法。像这样，一旦将紫外光施加到基板的整个表面，紫外光就会对形成在基板上的电路图案造成影响，由此降低了电路图案的导电性。

发明内容

一个或更多个示例性实施例提供一种使填充在通孔中的树脂平坦的PCB以及制造该PCB的方法。

根据示例性实施例的方面，提供一种制造PCB的方法，所述方法包括：将树脂从基板的一个表面侧填充在形成在基板处的通孔中；在预定的时间段内从基板的另一表面侧向填充在通孔中的树脂发射光；在基板的所述另一表面上施加另一树脂。

为了发射光，可以提供掩模，所述掩模被图案化为使得光被阻挡发射到没有形成通孔的区域并且使光施加到通孔。所述掩模可以设置在基板的所述另一表面上方，光可以发射到所述掩模。

可以在基板的所述另一表面上施加所述另一树脂两次。

施加所述另一树脂两次的步骤可以包括：在基板的所述另一表面上第一次施加树脂；使基板第一次固化；在基板的所述另一表面上第二次施加树脂；使基板第二次固化。

根据另一示例性实施例的方面，提供了一种制造PCB的方法，所述方法包括：将树脂从基板的一个表面侧填充在形成在基板处的通孔中；在预定的时间段内从基板的另一表面侧向填充在通孔中的树脂施加热空气；在基板的所述另一表面上施加另一树脂。

为了施加热空气，可以提供掩模，所述掩模被图案化为使得热空气被阻挡施加到没有形成通孔的区域并且使热空气施加到通孔。所述掩模可以设置在基板的所述另一表面上方，将热空气施加到所述掩模。

可以在所述另一表面上施加所述另一树脂两次。

施加所述另一树脂两次的步骤可以包括：在基板的所述另一表面上第一次施加树脂；使基板第一次固化；在基板的所述另一表面上第二次施加树脂；使基板第二次固化。

所述方法还可以包括在图案化基板的至少一个表面之后，使基板固化。

根据另一示例性实施例的方面，提供了一种通过使用上述方法中的一种方法制造的PCB。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，上述和其它方面将变得更加明显，在附图中：

图1是示出根据示例性实施例的制造PCB的方法的流程图；

图2A到图2D是示出根据示例性实施例的在图1的方法中的填充通孔的操作的剖视图；

图3A是示出根据示例性实施例的树脂涂覆在基板的表面上的状态的剖视图；

图3B是示出根据示例性实施例的图3A中的基板被固化的状态的剖视图；

图4是用于说明根据示例性实施例的通过使用丝网印刷将液态树脂涂覆在基板上的方法的剖视图；

图5A和图5B是用于说明根据示例性实施例的通过使用辊式涂覆将液态树脂涂覆在基板上的方法的剖视图；

图6是用于说明根据示例性实施例的将光施加到基板的方法的剖视图；

图7是示出通过使用图6的示例性实施例的方法将光施加到基板所获得的结果的剖视图；

图8是示出根据示例性实施例的树脂涂覆在基板的另一表面上的状态的剖视图；

图9A到图9D是用于说明根据示例性实施例的将树脂在基板的另一表面上涂覆两次的方法的剖视图；

图10是示出通过使用根据示例性实施例的方法制造的PCB的剖视图；

图11是示出根据另一示例性实施例的制造PCB的方法的流程图；

图12是用于说明根据示例性实施例的将热空气施加到基板的方法的剖视图；

图13A是示出当按照传统的方法使填充在通孔中的树脂平坦时的基板的剖视图；

图13B是示出当按照根据示例性实施例的方法使填充在通孔中的树脂平坦时的基板的剖视图。

具体实施方式

通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，对于本领域普通技术人员来讲，发明构思将变得更加明显。在附图中，相同的标号指示相同的构件。

图1是示出根据示例性实施例的制造PCB202的方法的流程图。参照图1到图3B，该方法包括操作111到操作131。

在操作111中，通过树脂241填充形成在基板210处的通孔221。可以通过涂覆树脂241来填充通孔221。

可以在基板210处形成多个通孔221。为了简便起见，将基于一个通孔221形成在基板210处的假设来进行以下描述。

为了在基板210处形成通孔221，可以执行下述四个步骤。

在第一步骤中，参照图2A，制备基板210，基板210包括芯基板201以及形成在芯基板201的两个表面上的铜层211和212。铜层211和212可以由均具有导电性的金属层来代替。芯基板201可以由诸如玻璃布、环氧树脂、聚酰亚胺、聚合物、液晶聚合物、聚四氟乙烯（PTFE）、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯的绝缘材料中的一种或组合来形成。芯基板201具有平面形状。芯基板201可以由刚性材料或柔性材料形成。

可以在铜层211和芯基板201之间和/或铜层212和芯基板201之间形成粘合层（未示出）。由于粘合层，铜层211和212附着到芯基板201。可以通过在粘合层上堆叠尺寸与芯基板201的尺寸相同的铜板来形成铜层211和212，或者可以通过使用真空沉积在芯基板201上沉积铜材料来形成铜层211和212。真空沉积的示例可以包括溅射、热蒸发和电子束沉积。

由于铜层211和212在执行电镀时被用作电流流动的介质，因此优选但非必须的是，铜层211和212是薄的，以降低成本。为此，薄的铜层可以堆叠在芯基板201的两个表面上，或者堆叠在芯基板201上的铜层211和212可以被抛光成薄的。

在第二步骤中，参照图2B，形成垂直贯穿基板210的通孔221。可以通过使用钻孔机或者通过使用激光束来形成通孔221。

在第三步骤中，参照图2C，通过使用无电镀在通孔221的内壁上形成第一镀铜层231。第一镀铜层231形成为厚度比铜层211和212中每个铜层的厚度薄。

在第四步骤中，参照图2D，通过使用电镀在第一镀铜层231的表面上形成第二镀铜层232。由于第一镀铜层231和第二镀铜层232，形成在基板210的底表面上的铜层211和形成在基板210的顶表面上的铜层212彼此电连接。即，由于形成在通孔221的内壁上的镀铜层的厚度因第二镀铜层232而增加，所以形成在基板210的底表面上的铜层211和形成在基板210的顶表面上的铜层212稳定地彼此电连接。

接下来，可以执行对铜层211和212的表面进行清洁的工艺。为了清洁铜层211和212的表面，可以执行湿法清洁或等离子体处理。为了执行等离子体处理，强制等离子体与铜层211和212的表面碰撞。因此，铜层211和212的表面能增加。因此，当树脂241和251作为光致抗蚀剂层（见图8）形成在铜层212上时，光致抗蚀剂层与铜层211和212之间的粘合力增加，并且因此，当形成光致抗蚀剂层的图案时不发生缺陷。

参照图3A，通过在基板210的表面（例如，基板210的底表面）上涂覆树脂241来填充通孔221（参照图2D）。由于通孔221被树脂241填充，所以通孔221处无空隙形成。涂覆在基板210的底表面上的树脂241可以包括光阻焊（photo solder resist）（树脂241位于通孔221的内壁和铜层211和/或212的边缘表面上）。

在将树脂241涂覆在基板210的底表面上之后，使基板210固化。一旦基板210固化，填充在通孔221中的树脂241凹入而具有凹入部分245和246，如图3B中所示。

为了使基板210固化，可以执行红外固化或炉子固化（oven curing）。可以通过对基板210预热1分钟、在60℃对基板210加热3分钟、在70℃对基板210加热3分钟、在80℃对基板210加热3分钟以及对基板210冷却1分钟，来执行涉及通过使用红外光使基板210固化的红外固化。当执行红外固化时，由于从树脂241的接触基板210的内表面发生固化，所以树脂241的粘合力增加。炉子固化通过将基板210放入被加热到预定温度（例如，300℃到400℃）的炉子（未示出）中并加热基板210预定的时间段，使涂覆在基板210上的树脂241固化。温度和时间是示例性的而不受限制，并且可以根据基板210的类型或者设备的类型变化。

为了在基板210的表面上涂覆树脂241，可以使用丝网印刷和辊式涂覆。如果将要被涂覆在基板210上的树脂是液态的，则可以使用丝网印刷或辊式涂覆。

参照图4，在丝网印刷中，丝网掩模401设置在基板210上方，液态树脂从丝网掩模401转印到基板210。在这种情况下，通过将热施加到液态树脂使液态树脂固化。丝网掩模401包括丝网411、张力网421和固定框431。丝网411作为印刷效果区域，其中形成有多个孔413。丝网411与基板210的顶表面叠置，液态树脂通过丝网411转印到基板210的顶表面。张力网421能够使丝网411维持恒定的张力。固定框431用于固定张力网421。

参照图5A，在辊式涂覆中，当卷绕在供应辊511上的基板210松开，随后被卷绕在接收辊512上时，可以通过使基板210穿过容纳液态树脂525的容器521来将液态树脂525涂覆在基板210的表面上。可以通过调节基板210经过液态树脂525的时间和速度来调节涂覆在基板210上的液态树脂525的厚度。为了使涂覆在基板210的表面上的液态树脂525固化，可以将热施加到基板210。

参照图5B，在辊式涂布的另一示例中，当卷绕在供应辊511上的基板210松开，随后被卷绕在接收辊512上时，可以通过喷嘴523将液态树脂525喷射到基板210来将液态树脂525涂覆在基板210的表面上。可以通过调节通过喷嘴523喷射的液态树脂525的量和强度或供给基板210的速度，来调节涂覆在基板210上的液态树脂525的厚度。为了使涂覆在基板210的表面上的液态树脂525固化，可以将热施加到基板210。

在操作121中，在预设的时间段内向位于基板210的另一表面（例如，基板210的顶表面）上的填充在通孔221中的树脂241发射光613和615（见图6）（例如，紫外光）。当向基板210的所述另一表面发射光613和615时，光613被阻挡发射到没有形成通孔221的区域，而光615发射到通孔221。即，被图案化以阻挡光613发射到没有形成通孔221的区域并使光615发射到通孔221的掩模601设置在基板210的顶表面上，并且光613和615向掩模601发射。光613和615可以是紫外光。

参照图6，掩模601设置在基板210上，紫外光源611设置在掩模601上。掩模601由能够阻挡紫外光的材料形成。多个孔605按照位置和尺寸与形成在基板210处的多个通孔221（见图2B）相同的图案形成在掩模601中。因此，由紫外光源611发射的紫外光613和615通过形成在掩模601处的多个孔605仅发射到形成在基板210处的多个通孔221。即，掩模601被制造和设置成使得仅基板210的通孔221暴露于紫外光613和615下。

填充在每个通孔221中的树脂241在固化期间凹入。在这种状态下，当将紫外光615发射到填充在通孔221中的树脂241时，树脂241被光学固化并且防止在固化期间凹入（见图7）。

树脂241被光学固化的速度根据掩模601和基板210之间的距离、紫外光615发射到填充在通孔221中的树脂241期间的时间以及紫外光615的强度而变化。在这种情况下，必要的是，设置填充在通孔221中的树脂241被充分固化且防止凹入的紫外曝光条件。

如上所述，在基板210上方设置掩模601和将填充在通孔221中的树脂241暴露于紫外光615下的工艺简单，暴露于紫外光615下的树脂241在短时间内固化。即，使填充在通孔221中的树脂241平坦的工艺简单且花费的时间短。

在操作131中，参照图8，将树脂251涂覆在基板210的顶表面上。树脂251可以包括光阻焊。由于涂覆在基板210的顶表面上的树脂251，填充在通孔221中的树脂251的凹入部分246（见图7）被填满。因此，如图8中所示，涂覆在基板210的顶表面上的树脂251变平坦。

树脂251可以在基板210的顶表面上仅涂覆一次或者涂覆两次。当树脂251被涂覆两次时，涂覆在基板210的顶表面上的树脂251的平坦度被提高。

为了在基板210的顶表面上涂覆树脂251两次，可以执行下面四个步骤。

参照图9A，在第一步骤中，将树脂261涂覆在基板210的顶表面上。由于树脂261被涂覆在基板210上，所以树脂241的凹入部分246（见图7）被填满。为了在基板210的顶表面上涂覆树脂261，可以使用丝网印刷或辊式涂覆。可以以与在操作111中描述的方式相同的方式执行丝网印刷或辊式涂覆。

参照图9B，在第二步骤中，固化基板210。当基板210被固化时，涂覆在基板210的顶表面上的树脂261被固化。随着树脂261被固化，填充在通孔221中的树脂261的体积减小并且凹入而具有凹入部分。在这种情况下，该凹入部分的深度小于在操作111中的凹入部分246的深度。为了使基板210固化，可以执行红外固化或炉子固化。可以以与在操作111中描述的方式相同的方式执行红外固化或炉子固化。

参照图9C，在第三步骤中，将树脂271涂覆在基板210的顶表面上。即，将树脂271涂覆于涂覆在基板210上的树脂261上。由于树脂271被涂覆在基板210上，所以位于基板210的顶表面上的填充在通孔221中的树脂261的凹入部分被填满。为了涂覆树脂271，可以使用丝网印刷或辊式涂覆。可以以与在操作111中描述的方式相同的方式执行丝网印刷或辊式涂覆。

参照图9D，在第四步骤中，再次固化其上涂覆有树脂271的基板210。当基板210被固化时，涂覆在基板210的顶表面上的树脂271被固化。随着树脂271被固化，涂覆在通孔221上的树脂271的体积减小并且凹入而具有凹入部分。在这种情况下，该凹入部分的深度小于在第二步骤中的凹入部分的深度。为了使基板210预固化，可以执行红外固化或炉子固化。可以以与在操作111中描述的方式相同的方式执行红外固化或炉子固化。

如上所述，由于在基板210的顶表面上涂覆树脂251两次，所以位于基板210的顶表面上的涂覆在通孔221上的树脂251变平坦。

参照图10，树脂251涂覆在基板210的顶表面上，并且基板210的两个表面被图案化，由此完成了PCB202的制造。为了图案化基板210的两个表面，可以在基板210的两个表面上涂覆光致抗蚀剂，然后可以执行掩模、曝光、显影和蚀刻。由于基板210的两个表面可以通过使用通用方法图案化，所以没有给出对通用方法的详细说明。根据另一示例性实施例，可以仅图案化一个表面，以完成PCB202的制造。

在基板210的两个表面被图案化之后，可以再次固化PCB202。当在此时固化PCB202时，涂覆在PCB202上的树脂241和251被完全固化。在这种情况下，位于PCB202的表面（即，底表面）上的填充在通孔221中的树脂241被固化并且凹入预定的深度。将制造半导体封装件所需的半导体芯片附着到PCB202的另一表面（即，顶表面）。因此，即使位于PCB202的表面上的填充在通孔221中的树脂241凹入，半导体封装件也不受影响。为了在图案化基板210之后固化PCB202，可以使用红外固化或炉子固化。可以以与在操作111中描述的方式相同的方式执行红外固化或炉子固化。

图11是示出根据另一示例性实施例的制造PCB202的方法的流程图。参照图11，该方法包括操作1111到操作1131。操作1111和操作1131与操作111和操作131相同，因此将仅说明操作1121以避免重复的说明。

在操作1121中，在预定的时间段内将热空气施加到位于基板210的顶表面上的填充在通孔221中的树脂241（见图12）。当将热空气施加到基板210的顶表面时，热空气被阻挡施加到没有形成通孔221的区域，并且热空气被施加到通孔221。掩模1201设置在基板210的顶表面上方（见图12）并且热空气被施加到掩模1201，其中，掩模1201被图案化为使得热空气被阻挡施加到没有形成通孔221的区域并且热空气被施加到通孔221。

图12是用于说明将热空气施加到基板210的方法的剖视图。参照图12，掩模1201设置在基板210上，加热器1211设置在掩模1201上方。掩模1201由能够阻挡热空气1213的材料形成。多个孔1205按照位置和尺寸与形成在基板210处的多个通孔221相同的图案形成在掩模1201处。因此，由加热器1211发射的热空气1213和1215通过形成在掩模1201中的多个孔1205仅施加到形成在基板210处的多个通孔221。即，掩模1201被制造和设置成使得仅基板210的通孔221暴露于热空气1213和1215下。

树脂241填充在基板210的每个通孔221中。随着热空气1215被施加到通孔221，填充在通孔221中的树脂241被固化并且其体积损失。即，如图12中所示，通孔221的中心部分最大地凹入。

填充在通孔221中的树脂241的固化速度根据掩模1201和基板210之间的距离、热空气1215施加到通孔221期间的时间以及热空气1215的强度变化。在这种情况下，必要的是，设置填充在通孔221中的树脂241被充分固化并且被最大地凹入的条件。

一旦填充在通孔221中的树脂241最大地凹入，位于基板210的顶表面上的填充在通孔221中的树脂251就可以变平坦。

如上所述，在基板210上方设置掩模1201以及将填充在通孔221中的树脂241暴露于热空气1215下的工艺简单，并且暴露于热空气1215下的树脂241在短时间内固化。即，使填充在通孔221中的树脂241平坦的工艺简单且花费的时间短。

在将树脂251涂覆在基板210的顶表面上的操作1131之后，可以如图10中所示地将基板210的两个表面图案化。为了图案化基板210的两个表面，可以在基板210的两个表面上涂覆光致抗蚀剂，然后可以执行掩模、曝光、显影和蚀刻。由于基板210的两个表面可以通过使用通用方法图案化，所以没有给出对通用方法的详细说明。

在基板210的两个表面被图案化之后，可以固化基板210。当在此时固化基板210时，涂覆在基板210上的树脂241和251被完全固化。在这种情况下，位于基板210的底表面上的填充在通孔221中的树脂241被固化并且凹入预定的深度。由于制造半导体封装件所需的半导体芯片附着到基板210的顶表面，所以即使位于基板210的底表面上的填充在通孔221中的树脂241凹入，半导体封装件也不受影响。为了在此时固化基板210，可以使用红外固化或炉子固化。可以以与在操作111中描述的方式相同的方式执行红外固化或炉子固化。

图13A是示出按照传统的方法使树脂256平坦的PCB203的剖视图，图13B是示出按照根据上面的示例性实施例的方法使树脂255平坦的PCB202的剖视图。参照图13A和图13B，位于PCB203的顶表面上的填充在通孔中的树脂256不是完全平坦的，而位于PCB202的顶表面上的填充在通孔中的树脂255是完全平坦的。

根据示例性实施例，当制造PCB时，将树脂填充在形成有通孔的基板中并且将紫外光或热空气仅施加到填充在通孔中的树脂。因此，填充在通孔中的树脂最大地凹入。

如上所述，当填充在通孔中的树脂最大地凹入时，将树脂涂覆在基板上并且使填充在通孔中的树脂平坦。

使树脂平坦的工艺简单且花费的时间短。另外，由于在涂覆在通孔上的树脂平坦时制造PCB，所以可以降低由用户察觉到的次品率。另外，可以降低制造PCB的整体成本。

虽然已经使用特定的术语参照本发明构思的示例性实施例具体地示出并描述了本发明构思，但是已经使用实施例和术语来说明本发明构思，并且这些实施例和术语不应被理解为限制由权利要求所限定的本发明构思的范围。因此，本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以在此进行形式和细节上的各种改变。

Claims (6)

1.一种制造印刷电路板的方法，所述方法包括：

将第一树脂从基板的第一表面侧填充在形成在基板处的通孔中；

使基板固化以在填充在通孔中的第一树脂上提供第一凹入部分；

在预定的时间段期间从基板的与所述第一表面侧相对的第二表面侧向填充在通孔中的第一树脂发射光，当将光从基板的第二表面侧施加到第一树脂时，光仅被发射到通孔，并且光被阻挡发射到没有形成通孔的区域；以及

在基板的第二表面侧和第一凹入部分上施加第二树脂的第一层，

其中，在基板的第二表面侧上施加第二树脂的第一层包括施加所述第二树脂的第一层两次，施加所述第二树脂的第一层两次包括：

在基板的第二表面侧上第一次施加第二树脂的第一层；

使基板固化第一时间；

在基板的第二表面侧上第二次施加第二树脂的第一层；

使基板固化第二时间，

其中，所述方法还包括：

在基板的第二表面侧上施加第二树脂的第一层之后，图案化基板的至少一个表面；

在图案化基板的所述至少一个表面之后，使基板固化。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在基板的第二表面侧上方设置掩膜并且将光发射到掩膜，所述掩膜 被图案化为使得光被阻挡发射到没有形成通孔的区域并且使光施加到通孔。

3.一种通过权利要求1到权利要求2中的任意一项权利要求的方法制造的印刷电路板。

4.一种制造印刷电路板的方法，所述方法包括：

将第一树脂从基板的第一表面侧填充在形成在基板处的通孔中；

使基板固化以在填充在通孔中的第一树脂上提供第一凹入部分；

在预定的时间段期间从基板的与第一表面侧相对的第二表面侧向填充在通孔中的第一树脂施加热空气，当将热空气从基板的第二表面侧施加到第一树脂时，热空气仅被施加到通孔，并且热空气被阻挡施加到没有形成通孔的区域；以及

在基板的第二表面侧和第一凹入部分上施加第二树脂的第一层，

其中，在基板的第二表面侧上施加第二树脂的第一层包括施加第二树脂的第一层两次，

施加第二树脂的第一层两次包括：

在基板的第二表面侧上第一次施加第二树脂的第一层；

使基板固化第一时间；

在基板的第二表面侧上第二次施加第二树脂的第一层；

使基板固化第二时间，

其中，所述方法还包括：

在基板的第二表面侧上施加第二树脂的第一层之后，图案化基板的至少一个表面；

在图案化基板的所述至少一个表面之后，使基板固化。

5.如权利要求4所述的方法，其中，在基板的第二表面侧上方设置掩膜并且将热空气施加到掩膜，所述掩膜 被图案化为使得热空气被阻挡施加到没有形成通孔的区域并且使热空气施加到通孔。

6.一种通过使用权利要求4到权利要求5中的任意一项权利要求的方法制造的印刷电路板。