CN103731998A - 制备印刷电路板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备印刷电路板的方法，该方法包括：制备包括相继形成在其一个表面上的金属层和转移电路图案的载体构件；制备具有内层电路的基底；在所述基底上形成绝缘层；设置所述载体构件以使所述转移电路图案面对所述绝缘层；通过加热以及压缩工艺将所述转移电路图案嵌入所述绝缘层中；以及去除所述载体构件，其中，所述金属层的熔点低于所述转移电路图案的熔点。根据本发明提供的制备印刷电路板的方法，能够简化工艺且减少加工成本以及加工时间。

Description

制备印刷电路板的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月15日提交的、题为“制备印刷电路板的方法（Method for Manufacturing of Printed Circuit Board）”的韩国专利申请No.10-2012-0114310的优先权，将该申请的全部内容引入本申请中以作参考。

技术领域

本发明涉及一种制备印刷电路板的方法。

背景技术

最近，随着电子工业的发展，对多功能的以及小尺寸的电子元件的需求快速增长。

为了顺应这种趋势，在印刷电路板中也需要具有高密度的电路图案，并且已经设计和使用了各种方法以实施精细电路图案。

用于实施精细电路图案的方法可以主要分为半加成法（SAP）和嵌入式工艺（embedded process）。其中，在嵌入式工艺情况下，印刷电路板具有将电路图案浸入到绝缘层中的结构，与半加成法相比，可以改善产品的平面度和强度，并且可以减少彼此相邻的电路图案之间产生电子短路的危险以及可以减少电路图案的损坏。因而，嵌入式工艺适合于精细电路。

有几种实现嵌入式工艺的方法。其中，使用沟槽加工技术（trenchprocessing technology）形成电路图案的方法是通过激光工艺在绝缘层上加工沟槽的方法或者使用化学药品的蚀刻工艺在沟槽中形成电镀层而不是现有方法的依靠干膜的分辨力来形成电路图案。

如上所述在绝缘层上形成沟槽然后形成电路图案的嵌入式工艺中，因为在绝缘层上增加了加工沟槽的附加过程，该嵌入式工艺可能会复杂，所以可能会增加加工时间以及加工成本。

同时，美国专利No.7208341公开了现有技术的印刷电路板。

发明内容

本发明致力于提供一种能够实施高密度电路图案且能够减少彼此相连的电路图案之间产生电子短路的危险的制备印刷电路板的方法。

本发明还致力于提供一种能够通过将板的表面形成为平面来改善与半导体装置的连接可靠性的制备印刷电路板的方法。

本发明还致力于提供一种能够简化工艺且减少加工成本以及加工时间的制备印刷电路板的方法。

根据本发明的优选实施方式，提供了一种制备印刷电路板的方法，该方法包括：制备包括相继形成在其一个表面上的金属层和转移电路图案（transfer circuit pattern）的载体构件；制备基底；在所述基底上形成绝缘层；设置所述载体构件以使所述转移电路图案面对所述绝缘层；通过加热以及压缩工艺将所述转移电路图案嵌入所述绝缘层中；以及去除所述载体构件，其中，所述金属层的熔点低于所述转移电路图案的熔点。

所述载体构件可以由金属制成。

所述金属可以选自由不锈钢基合金以及钛-镍基合金组成的组中的任意一种。

包括相继形成在载体构件的一个表面上的金属层和转移电路图案的所述载体构件的制备可以包括：制备载体构件；在所述载体构件的一个表面上形成金属层；在所述金属层上形成电镀阻膜（plating resist），所述电镀阻膜中与所述转移电路图案相对应的部分被图案化；通过电镀工艺在所述电镀阻膜的图案化的部分上形成电镀层；以及去除所述电镀阻膜。

包括相继形成在载体构件的一个表面上的金属层和转移电路图案的所述载体构件的制备还可以包括：在所述载体构件的一个表面上形成金属层之前，在所述载体构件的一个表面上形成表面粗糙度。

可以通过化学抛光工艺、机械抛光工艺或化学-机械抛光工艺在所述载体构件的一个表面上形成表面粗糙度。

所述表面粗糙度的平均值Ra可以为0.1-2μm。

所述载体构件可以由热膨胀系数与绝缘层相当的材料制成。

所述金属层可以由选自由锡（Sn）、镉（Cd）、铅（Pb）、铋（Bi）、锌（Zn）、铟（In）、它们的合金以及它们的组合物组成的组中的任意一种制成。

所述绝缘层可以为半硬化状态。

制备印刷电路板的方法还可以包括在所述基底上形成内层电路，其中，所述基底的内层电路与嵌入所述绝缘层中的转移电路图案之间的间距为5μm以上。

所述内层电路可以包括用于与外部电连接的连接垫，在去除所述载体构件之后，制备印刷电路板的方法还包括：在所述绝缘层中形成暴露所述连接垫的开口部分；在所述开口部分形成接触所述连接垫的连接通道（connectingvia）；以及在所述绝缘层上形成具有暴露所述连接通道的表面的开口部分的阻焊层。

可以通过从所述绝缘层机械地剥离所述载体构件来去除所述载体构件。

在去除所述载体构件之后，制备印刷电路板的方法还可以包括去除保留在所述绝缘层上的金属层。

所述加热可以在等于或高于所述金属层的熔点且低于所述转移电路图案的熔点的温度下实施。

附图说明

以下结合附图的详细描述将更加清楚地理解本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中：

图1至图11是根据本发明的优选实施方式顺序显示出制备印刷电路板的方法的工艺的横截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图的优选实施方式的详细描述将更加清楚地理解本发明的目的、特征和优点。在整个附图中，使用相同的参考数字表示相同或相似的元件，且省略多余的描述。而且，在以下描述中，术语“第一”、“第二”、“一面”、“另一面”等等用于将某个元件与其他元件区别开来，但这些元件的结构不应该理解为被术语所限定。而且，在本发明的描述中，当确定相关技术的详细描述将使本发明的要点不清楚时，将省略其描述。

下面，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。

图1至图11是根据本发明的优选实施方式顺序显示出制备印刷电路板的方法的工艺的横截面示意图。

首先，参考图1至图5，制备了包括相继形成在其上的金属层110和转移电路图案130的载体构件100。

下面将提供载体构件的具体描述。

首先，参考图1，制备在其一个表面上具有表面粗糙度100a的载体构件100。

在本发明的实施方式中，载体构件100可以由金属制成，但没有具体限定于此，载体构件100是在后续工艺中用于形成嵌入印刷电路板的绝缘层中的转移电路图案130的支持构件（见图5）。

然而，为了在后续工艺中使用电镀法在载体构件100的一个表面上形成金属层110（见图2）以及转移电路图案130，可以优选使用具有导电性的材料，以及可以使用除了上述所述的金属之外具有导电性的任何材料。

下面，作为配置载体构件100的金属，可以使用不锈钢基合金、钛-镍基合金等等，但本发明没有具体限定于此。

另外，根据本发明的实施方式，如图1所示，载体构件100的一个表面可以提供有表面粗糙度100a。

理由是在后续工艺中确保将在载体构件100的一个表面上形成的金属层110与载体构件100粘合，以及将转移电路图案130、用于形成转移电路图案130的电镀阻膜120与载体构件100粘合。在本发明的实施方式中，表面粗糙度100a可以具有的平均值Ra为0.1-2.0μm，但没有具体限定于此。

然而，在载体构件100的一个表面上形成的表面粗糙度100a具有的平均值Ra为0.1μm以下的情况下，载体构件100的一个表面具有变为平面例如玻璃表面的最小粗糙度，导致金属层110、电镀阻膜120以及转移电路图案130之间的粘合不足。因而，在形成金属层110的过程中，电镀阻膜120以及转移电路图案130，可能会发生剥离现象，也就是说，与载体构件100分离开。

另一方面，在载体构件100的一个表面上形成的表面粗糙度100a具有的平均值Ra为2μm以上的情况下，由于太粗糙可能不易于实施具有精细间距的电路图案。

在本发明的实施方式中，在载体构件100的一个表面上形成的表面粗糙度100a可以通过化学抛光工艺或机械抛光工艺来实现。

更具体地，可以通过使用电解浸蚀工艺，喷射磨料（spraying an abrasive）例如氧化铝（Al₂O₃）粉末或毛刷抛光（brush polishing）蚀刻一个表面来形成表面粗糙度100a，但没有具体限定于此。也就是说，可以使用本领域所熟知的任何抛光工艺。

随后，参考图2，在载体构件100的一个表面上形成金属层110，也就是说，形成具有表面粗糙度100a的表面。

在本发明的实施方式中，金属层110可以由选自由锡（Sn）、镉（Cd）、铅（Pb）、铋（Bi）、锌（Zn）、铟（In）、它们的合金以及它们的组合物组成的组中的任意一种制成，但没有具体限定于此。

此后，参考图3，在金属层110上形成其中与转移电路图案130相对应的部分被图案化的电镀阻膜120。

在本发明中，下面将详细描述形成其中与转移电路图案130相对应的部分被图案化的电镀阻膜120的方法。

首先，将电镀阻膜120施覆在金属层110上之后，当在电镀阻膜120上设置与转移电路图案130相对应的被嵌段的部分遮蔽物（mask）且将其暴露时，电镀阻膜120的嵌段部分（the blocked portion），也就是说，与转移电路图案130相对应的部分没有被硬化，以及除了嵌段部分之外，电镀阻膜120的剩余部分被硬化。

然后，通过实施显影工艺（developing process）将未硬化部分的电镀阻膜120去除。

上述所描述的方法仅仅是一个实施例，而且可以使用本领域所熟知的形成图案化的电镀阻膜的所有方法。

接下来，参考图4和图5，通过电镀工艺在电镀阻膜120的图案化的部分120a上形成电镀层之后，可以通过去除电镀阻膜120来制备包括相继形成在其一个表面上的金属层110和转移电路图案130的载体构件100。

在本发明中，电镀工艺可以为电子电镀工艺且使用金属层110作为导线（lead line）来实施，并没有具体限定于此。

根据本发明的实施方式，转移电路图案130可以由铜（Cu）来制备，但没有具体限定于此。

然而，根据本发明的实施方式，转移电路图案130可以由熔点比金属层110高的金属来制备。原因是以使金属层110作为脱模层（release layer）促使载体构件100和绝缘层160分离开。

下面将提供转移电路图案的具体描述。

根据本发明的实施方式，在后续工艺中，将在载体构件100的一个表面上形成的转移电路图案130嵌入到绝缘层160中。在本发明中，为了将转移电路图案130嵌入到绝缘层160中，应该在压缩绝缘层160的同时将绝缘层160加热到半硬化状态的温度下，其中，加热温度可以高于金属层110的熔点。

例如，加热绝缘层160的温度为可以熔化金属层110但不能熔化转移电路图案130的温度。

因而，将转移电路图案130嵌入绝缘层160后，转移电路图案130处于没有熔化且保持初始形状的状态，而金属层110被熔化，以至于载体构件100以及绝缘层160可以保持在载体构件100以及绝缘层160彼此分开的状态下，由于熔化的金属层110，当施加很少体力（physical force）时可以容易地将载体构件100从绝缘层160分离开剥离。

由于以后可以再利用如上所述的剥离下来的载体构件100，所以减少了加工成本。

接下来，参考图6，将载体构件100设置在绝缘层160上以便使转移电路图案160与在基底B上形成的绝缘层160相对。

在本发明中，尽管如图6所示的情况，在基底B的两个表面上分别形成绝缘层160，以及两个载体构件100被分别设置在各个绝缘层160上，但这种情况仅仅是一个实施例，并没有具体限定于此。可以仅仅在基底B的一个表面上形成绝缘层160且设置载体构件100。

在本发明中，基底B如图6所示是包括在绝缘材料150上形成的内层电路151的印刷电路板。尽管为了便于解释，在图6中简要地显示出基底B，但是本领域技术人员能够易于理解的是可以使用包括在基底B的绝缘材料150上形成至少一层电路的普通多层印刷电路板。

可以使用树脂绝缘材料作为绝缘材料150。可以使用热固性树脂例如环氧树脂、热塑性树脂例如聚酰亚胺树脂、具有如玻璃纤维或无机填料浸渍于其中的增强材料的树脂，例如半固化片作为树脂绝缘材料。另外，可以使用热固性树脂、光固性树脂（photo-setting resin）和/或其类似物，但树脂绝缘材料没有具体限定于此。

如图6所示，内层电路151可以包括电路图案151a、通道（via）151c以及连接垫113，且内层电路151可以由在电路板领域中用作电路的导电金属的任意材料制成没有限定。然而，在印刷电路板中，可以通常使用铜。

根据本发明的实施方式，基底B的内层电路151可以以浮雕形式（embossed form）形成，其中，内层电路在绝缘材料151上突出，但没有具体限定于此。

另外，在基底B上形成的以便覆盖内层电路151的绝缘层160也可以由与基底B的绝缘材料150相类似的树脂绝缘材料制备，但没有具体限定于此。

根据本发明的实施方式，绝缘层160可以为半硬化状态，但没有具体限定于此。

接下来，参考图7以及图8，在通过加热以及压缩工艺将转移电路图案130嵌入到绝缘层160之后，去除载体构件100。

在这种情况下，加热温度可以等于或高于在载体构件100的一个表面上形成的金属层110的熔点以及可以低于转移电路图案130的熔点。

因而，当将载体构件100以如图7所示的箭头方向压缩时，转移电路图案130嵌入绝缘层160后，转移电路图案130处于没有熔化且同时保持初始形状的状态，而金属层110被熔化，以至于载体构件100以及绝缘层160可以成为载体构件100以及绝缘层160彼此分离开的状态。

然后，通过从绝缘层160上去除熔化的金属层110，使得载体构件100与绝缘层160分离开。在这时，为了易于从绝缘层160上去除载体构件100，可以施加很少的体力。

如上所述，载体构件100不是通过蚀刻去除而是机械剥离从而去除，这样可以重新使用载体构件100，因而可能减少加工成本。

同时，如图8所示，在去除载体构件100之后，熔化的金属层110可以保留在绝缘层160上，以及保留的金属层110可以通过刻蚀工艺去除。去除保留的金属层110后的状态如图9所示。

进一步，在本发明的实施方式中，在如上所述的加热状态下进行压缩过程时，因为当每种元件，即，基底B、绝缘层160以及载体构件100的热膨胀系数不同时，制备的印刷电路板可能会产生翘曲，所以可以使用热膨胀系数与基底B的绝缘材料150以及绝缘层160的热膨胀系数相同的载体构件100，但没有具体限定于此。

另外，根据本发明的实施方式，可以形成印刷电路板以便在嵌入到绝缘层160中的转移电路图案130与基底B的内层电路151之间的间距A至少为5μm。

原因是防止由于在导电层之间的间距为5μm以下的情况下在操作产品的时候可能会产生电信号导致绝缘击穿而电短路。

如上所述，通过加热以及压缩工艺在载体构件100上形成转移电路图案130并转移到绝缘层160中嵌入其中，该工艺相对于在绝缘层中形成沟槽以及在形成的沟槽上形成电路图案的方法，简化了工艺，因而，可能减少加工时间以及加工成本。

接下来，参考图10，在绝缘层16中形成暴露内层电路151的连接垫151c以电连接到外部装置的开口部分160a之后，在开口部分160a处形成与连接垫151接触的连接通道170。

在这种情况下，可以使用激光钻、机械钻等等在绝缘层160中形成开口部分160a，但没有具体限定于此。

进一步，可以在开口部分160a处通过电镀或填充导电膏形成连接通道170，但没有具体限定于此。

接下来，参考图11，在绝缘层16上形成阻焊层180，阻焊层180具有暴露连接通道170的表面的开口部分180a。

在本发明中，阻焊层180可以保护外层电路作为保护层，形成的阻焊层180可以具有电绝缘性质，以及可以由本领域所熟知的例如阻焊油墨（solderresist ink）、阻焊膜、密封剂（encapsulant）等等来制成。然而，阻焊层的材料没有具体限定于此。

在这种情况下，作为在板上形成阻焊层180的方法，在阻焊层是由油墨制备的情况下，有丝网印刷法、辊涂法、帘式涂布法（curtain coating method）、喷淋法等等，以及在阻焊层是由膜制备的情况下，有真空层压法。

丝网印刷法是使用丝网印版将阻焊油墨涂覆在板上的方法。在这种方法中，由于通过丝网印版被涂覆的阻焊油墨是硬化的以及与此同时形成图案，所以图案化工艺例如暴露工艺（exposure process）、显影工艺以及激光工艺等等是没有必要的。

辊涂法是将油墨薄薄地涂覆在橡胶辊上以将油墨涂覆在板上的方法，油墨的粘度低于丝网印刷法中使用的阻焊油墨的粘度。

另外，帘式涂布法是通过狭缝喷射阻焊油墨以形成帘状的膜并且与此同时将板涂覆上油墨的方法，阻焊油墨的粘度低于辊涂法中使用的油墨的粘度，以及喷淋法是将阻焊油墨喷淋以涂覆油墨的方法。

进一步，可以使用激光钻、机械钻等等形成开口部分180a，但没有具体限定于此。

根据本发明的优选实施方式，通过上述方法以将最外层电路图案嵌入到绝缘层的形状来形成印刷电路板，使用于保护最外层电路图案的阻焊层的表面可以形成为平面，从而当后来将具有高密度的输入/输出垫的半导体芯片安装在印刷电路板上时，使提高连接稳定性成为可能。

接下来，尽管没有显示，还可以在通过开口部分180a暴露的连接通道170上形成表面处理层。

表面处理层可以为本领域所熟知的任意表面处理层以及可以通过例如电镀金（electro gold plating）、浸金电镀（immersion gold plating）、有机保焊剂（OSP）或浸锡电镀、浸银电镀、化学镍金（ENIG）、直接浸金（directimmersion gold）（DIG）电镀、热风焊料整平（HASL）等等来形成，形成的表面处理层是为了防止连接通道170的氧化以及为了增加与后面相连接的外部装置的粘合。

根据本发明，印刷电路板以最外层电路嵌入的形状来形成，这样板的表面可以为平面，从而使改善与半导体装置的连接稳定性成为可能。

另外，根据本发明，在载体构件的一个表面上形成熔点比电路图案的熔点低的金属层且作为脱模层，这样因为可以通过机械剥离工艺而不是蚀刻工艺去除载体构件，载体构件可以再利用，因而减少加工成本是可能的。

进一步，根据本发明，在载体构件上形成电路图案以及通过压缩工艺将电路图案转移到绝缘层中嵌入其中，与根据现有技术形成沟槽来形成嵌入的电路图案的方法相比，这样的工艺可以简化工艺以及可以减少加工时间。

尽管为了阐述的目的公开了本发明的实施方式，但不应理解为本发明限定于此，且本领域的技术人员应当理解的是，在没有偏离本发明的精神和范围的情况下，各种修改、添加和替换都是可能的。

因此，任意和所有的修改、变动或等同设置应该视为在本发明的范围内，以及随附的权利要求书已经公开了本发明的详细范围。

Claims (15)

1.一种制备印刷电路板的方法，该方法包括：

制备包括相继形成在其一个表面上的金属层和转移电路图案的载体构件；

制备基底；

在所述基底上形成绝缘层；

设置所述载体构件以使所述转移电路图案面对所述绝缘层；

通过加热以及压缩工艺将所述转移电路图案嵌入所述绝缘层中；以及

去除所述载体构件，

其中，所述金属层的熔点低于所述转移电路图案的熔点。

2.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述载体构件由金属制成。

3.根据权利要求2所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述金属选自由不锈钢基合金以及钛-镍基合金组成的组中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，包括相继形成在载体构件的一个表面上的金属层和转移电路图案的所述载体构件的制备包括：

制备载体构件；

在所述载体构件的一个表面上形成金属层；

在所述金属层上形成电镀阻膜，所述电镀阻膜中与所述转移电路图案相对应的部分被图案化；

通过电镀工艺在所述电镀阻膜的图案化的部分上形成电镀层；以及

去除所述电镀阻膜。

5.根据权利要求4所述的制备印刷电路板的方法，其中，包括相继形成在载体构件的一个表面上的金属层和转移电路图案的所述载体构件的制备还包括：在所述载体构件的一个表面上形成金属层之前，在所述载体构件的一个表面上形成表面粗糙度。

6.根据权利要求5所述的制备印刷电路板的方法，其中，通过化学抛光工艺、机械抛光工艺或化学-机械抛光工艺在所述载体构件的一个表面上形成表面粗糙度。

7.根据权利要求5所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述表面粗糙度的平均值Ra为0.1-2μm。

8.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述载体构件由热膨胀系数与绝缘层相当的材料制成。

9.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述金属层由选自由锡、镉、铅、铋、锌、铟、它们的合金以及它们的组合物组成的组中的任意一种制成。

10.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述绝缘层为半硬化状态。

11.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，基底的制备还包括在所述基底上形成内层电路，

其中，所述基底的内层电路与嵌入所述绝缘层中的转移电路图案之间的间距为5μm以上。

12.根据权利要求11所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述内层电路包括用于与外部电连接的连接垫，

在去除所述载体构件之后，制备印刷电路板的方法还包括：

在所述绝缘层中形成暴露所述连接垫的开口部分；

在所述开口部分形成接触所述连接垫的连接通道；以及

在所述绝缘层上形成具有暴露所述连接通道的表面的开口部分的阻焊层。

13.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，通过从所述绝缘层机械地剥离所述载体构件来去除所述载体构件。

14.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，在去除所述载体构件之后，所述方法还包括：去除保留在所述绝缘层上的金属层。

15.根据权利要求1所述的制备印刷电路板的方法，其中，所述加热在等于或高于所述金属层的熔点且低于所述转移电路图案的熔点的温度下实施。

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