CN104684278A - 线路板的钻孔方法 - Google Patents

Abstract

一种线路板的钻孔方法，其包括提供基板，基板包括导电层以及与导电层面对面地连接的绝缘层，其中导电层具有光吸收面与相对于光吸收面的接合面，而绝缘层连接并接触接合面；以及照射激光束于光吸收面，以移除部分导电层与部分绝缘层。

Description

线路板的钻孔方法

技术领域

本发明是关于一种线路板的钻孔方法。

背景技术

现有的线路板制作过程中，通常会经过压合（lamination）、钻孔以及通孔电镀（Plating Through Hole，PTH）等工艺过程，其中压合及钻孔工艺，是将铜箔与树脂片（prepreg）压合后，利用激光对线路板进行钻孔。在铜箔制作时，铜箔的毛面(Matte side)面需进行瘤化处理，以增加表面积，从而增加铜箔和树脂片之间的附着力。而生产铜箔时所进行的瘤化处理(Nodulization)，会在铜箔压合面与树脂片的接合面之间残留砷、锌、铬、镍等金属。

此外，在铜箔与树脂片压合后，以及利用激光对线路板钻孔前，通常会对铜箔进行黑氧化(black oxide treatment)或棕氧化处理，以在铜箔表面上形成黑氧化层或棕氧化层。利用黑氧化层或棕氧化层，能增加铜箔表面对激光的吸收率，让激光能顺利地烧蚀（ablating）铜箔以及其底下的树脂片。现有的黑氧化层成分比例中包括重量百分比介于4至5%的碳，重量百分比介于22至24%的氧以及重量百分比介于71至73%的铜，其中前述重量百分比是指黑氧化层内各元素的重量（例如铜、氧或碳）与黑氧化层总重量之间的比例。

在利用激光对线路板钻孔后，会进行除胶渣流程（desmear），而将铜箔表面的黑氧化层或棕氧化层去除，才能进行后续的电镀工艺。

发明内容

本发明提供一种线路板的钻孔方法，其利用光泽度偏低的导电层与绝缘层压合，以帮助激光钻孔的进行。

本发明一实施例提供线路板的钻孔方法，其包括：

提供一基板，该基板包括一导电层以及一与该导电层面对面地连接的绝缘层，其中该导电层具有一光吸收面与一相对于该光吸收面的接合面，该绝缘层连接并接触该接合面，且该接合面的十点平均粗糙度(ten point height ofirregularities，Rz)小于1.5微米，其中该导电层的成分包括重量百分比介于3至6%的碳，重量百分比介于1至3%的氧，以及重量百分比介于92至95%的铜；以及

照射一激光束于该光吸收面，以移除部分该导电层与部分该绝缘层。

优选地，该光吸收面的十点平均粗糙度小于4微米。

优选地，该导电层包括：

一光吸收层，具有该光吸收面；以及

一主体层，形成于该光吸收层与该绝缘层之间。

优选地，该导电层更包括一接合层，该接合层具有该接合面，而该主体层位在该接合层与该光吸收层之间。

优选地，该光吸收层的成分含铜、氧以及碳。

优选地，该激光束的波长介于770纳米至15微米。

优选地，该光吸收层是由多个相连的纳米颗粒所构成。

优选地，该接合层是由多个相连的纳米颗粒所构成。

优选地，各该纳米颗粒的粒径小于500纳米。

基于上述方法，在以激光对线路板钻孔前，不需要对导电层进行黑氧化或棕氧化处理。如此，可以减少线路板的制造步骤，从而帮助缩短线路板的制造时间。

为了能更进一步了解本发明的特征及功效，请参阅以下详细说明以及所附附图。然而，所附附图仅提供参考与举例说明，并非用来对本发明的权利保护范围加以限制。

附图说明

图1A至图1C为本发明一实施例的线路板的钻孔方法的流程剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、1’、1”：基板

10a、10b：导电层

10’：线路层

101：光吸收层

100a：光吸收面

102：主体层

103：接合层

100b：接合面

11a、11b：绝缘层

110：结合面

12：开口

13：金属柱

20：激光束

具体实施方式

图1A至图1C为线路板钻孔工艺中不同步骤的线路板的剖面示意图。请参阅图1A，首先，提供一基板1，其例如是具有金属箔片的基板、金属核心板（metal core substrate）或是线路板的半成品，其中上述具有金属箔片的基板可以是铜箔基板（Copper Clad Laminate，CCL）。线路板的半成品例如是在增层法（built-up）制造过程中，刚压合好树脂片与金属箔片（例如铜箔），并在前述铜箔前的线路基板上形成盲孔或通孔。图1A的基板1是线路板的半成品为例说明。

在本实施例中，基板1具有多层导电层以及多层绝缘层，其中导电层与绝缘层交替堆栈，并且每一导电层至少与一绝缘层面对面地连接。在本发明实施例中，基板1为四层板。也就是说，本实施例的基板1是由四层导电层夹置三层绝缘层11a、11b而形成，其中四层导电层包括两层导电层10a及两层导电层10b。两层导电层10a夹合绝缘层11a，并且导电层10a已经过蚀刻工艺而形成图案化的线路层。绝缘层11b及导电层10b则分别被压合于导电层10a上，并且导电层10b位于最外侧。另外，导电层10b尚未形成盲孔或通孔。

绝缘层11a可以是由树脂片固化而形成，而构成树脂片的材质例如是酚醛树脂(phenolic resin)、环氧树脂(epoxy)或聚亚酰胺树脂(bismaleimidetriazine)等热固型树脂。绝缘层11b具有结合面110，其与导电层10b相互接合。

具体而言，导电层10b包括光吸收层101、主体层102及接合层103，其中主体层102位于光吸收层101与接合层103之间。在本发明实施例中，导电层10b可以是表面经过纳米处理的金属箔片（例如铜箔），而金属箔片的上下表面经纳米处理之后，形成氧化铜层，从而形成光吸收层101与接合层103。也就是说，构成主体层102的主要材料为铜，而构成光吸收层101及接合层103的主要材料为氧化铜。

光吸收层101具有一光吸收面100a，而接合层103具有一接合面100b，其中光吸收面100a与接合面100b分别为导电层10b的两相对表面。在本发明实施例中，接合面100b是指当金属箔片贴合于绝缘层11b时和绝缘层11b接合的面，而光吸收面100a是指在后续的工艺中，将被激光束20照射的表面。实质上，光吸收面100a与接合面100b的组成及光泽度大致相同。

光吸收层101的成分含铜、氧及碳。在一实例中，导电层10b的成分包括重量百分比介于3至6%的碳，重量百分比介于1至3%的氧以及重量百分比介于92至95%的铜，其中前述重量百分比是指导电层10内各元素的重量（例如铜、氧或碳）与导电层10总重量之间的比例。

光吸收层101可由多个相连的纳米颗粒所构成，而这些纳米颗粒的粒径小于500纳米。以肉眼观察，光吸收面100a的颜色为黑色或相当接近黑色的棕黑色。此外，光吸收面100a的十点平均粗糙度(ten point height ofirregularities，Rz)小于4微米。

导电层10b是以接合层103的接合面100b接合于前述绝缘层11b的结合面110。接合层103同样是由多个相连的纳米颗粒所构成，接合面100b的十点平均粗糙度小于1.5微米，但接合层103与绝缘层11b之间的附着力仍可符合业界的标准。当导电层10b以接合面100b与绝缘层11b压合后，经拉力(peeling strength)测试后的拉力值大于0.6kgF/cm。此外，在导电层10b尚未与绝缘层11b贴合前，以肉眼所观察到的接合面100b为黑色或相当接近黑色的棕黑色。

要特别说明的是，导电层10b是使用表面经过纳米处理的金属箔片。纵使未对接合面100b进行瘤化处理，导电层10b的接合面100b仍保有一定程度的粗糙度，即导电层10b与绝缘层11b之间仍可以产生一定强度的附着力。因此，在没有对接合面100b进行瘤化处理的前提下，在接合面100b与绝缘层11的结合面110之间，并未残留砷、锌、铬或镍等金属。

接着，请参照图1B，照射一激光束20于光吸收面100a，以移除部分导电层10与部分绝缘层11，并形成具有开口12的基板1’。前述激光束20的波长可介于770纳米至15微米，即激光束20的波长可介于红外光的波长范围。此外，在一实施例中，可利用二氧化碳激光来产生前述的激光束20。

由于导电层10b的光吸收面100a为黑色或相当接近黑色的棕黑色，因此光吸收面100a可吸收激光束20。如此，在进行激光钻孔步骤前，则不须要对导电层10b的光吸收面100a进行黑氧化或棕氧化处理，可以直接钻孔。

另外，在本发明实施例中，当以激光束20移除部分导电层10b及部分绝缘层11b时，可形成至少一开口12。在本实施例中，开口12可为盲孔。

在形成开口12之后，基板1’会经过除胶渣工艺。之后，请参照图1C，基板1’会进行通孔电镀工艺与微影蚀刻工艺，以形成包括线路层10’的基板1”，其中线路层10’是图案化（patterning）导电层10b而形成，而基板1”可以是线路板的半成品或实质上已制造完成的双面线路板（double-sided wiringboard）。

在上述通孔电镀工艺中，会依序进行无电电镀工艺与电镀工艺，以在开口12内形成金属沉积物，进而形成连接线路层10’及导电层10a的金属柱13。利用此位于开口12内的金属柱13，位于绝缘层11b相对两侧表面导电层10a及线路层10’能电性导通。

值得说明的是，进行后续电镀工艺之前，不须要特别移除光吸收层101，而可在除胶渣工艺后，直接进行电镀工艺。也就是说，在本发明实施例中，不需要对导电层10b进行去黑化的步骤。

本发明实施例的技术特征也可应用在双面板的通孔制作流程中。详细而言，上述基板为两片金属箔片夹合一绝缘层而形成的铜箔基板。进行激光钻孔工艺时，是对铜箔基板的两相对侧表面钻孔。

整体而言，本发明实施例的线路板钻孔方法是利用表面经纳米处理的导电层和绝缘层进行压合。相较于现有的工艺，本发明实施例的导电层不需要预先进行瘤化处理。另外，压合后的基板在激光钻孔前，也不须如现有需对导电层表面进行黑氧化处理。因此，在用激光对基板钻孔后，也不需要对导电层表面进行去黑氧化的处理，而可直接进行电镀工艺。相较于现有线路板的工艺，前述本发明实施例所揭露的方法可以再减少以下工艺：黑氧化以及去黑化工艺的条件下，制造线路板，从而达到减少线路板制造步骤的功效。

虽然本发明以前述实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种线路板的钻孔方法，其特征在于，包括：

提供一基板，该基板包括一导电层以及一与该导电层面对面地连接的绝缘层，其中该导电层具有一光吸收面与一相对于该光吸收面的接合面，该绝缘层连接并接触该接合面，且该接合面的十点平均粗糙度小于1.5微米，其中该导电层的成分包括重量百分比介于3至6%的碳，重量百分比介于1至3%的氧，以及重量百分比介于92至95%的铜；以及

照射一激光束于该光吸收面，以移除部分该导电层与部分该绝缘层。

2.如权利要求1所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该光吸收面的十点平均粗糙度小于4微米。

3.如权利要求1所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该导电层包括：

一光吸收层，具有该光吸收面；以及

一主体层，形成于该光吸收层与该绝缘层之间。

4.如权利要求3所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该导电层更包括一接合层，该接合层具有该接合面，而该主体层位在该接合层与该光吸收层之间。

5.如权利要求1所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该光吸收层的成分含铜、氧以及碳。

6.如权利要求1所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该激光束的波长介于770纳米至15微米。

7.如权利要求1所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该光吸收层是由多个相连的纳米颗粒所构成。

8.如权利要求1所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，该接合层是由多个相连的纳米颗粒所构成。

9.如权利要求8所述的线路板的钻孔方法，其特征在于，各该纳米颗粒的粒径小于500纳米。