CN112839426A - 降低电路板导体信号损失的结构 - Google Patents

Abstract

一种降低电路板导体信号损失的结构，该电路板系由一外层线路板、或至少一内层线路板、以及一个别置于各层线路板之间的玻璃纤维树脂胶片予以压合而成；内层线路板在进行压合作业之前，以及外层线路板在进行绿漆作业或高分子材料涂布之前，其经由影像转移制程后完成线路而形成之导体线路，需进行粗化处理使其与树脂增加结合性；其中：在粗化后的导体线路表面，建构一或多个物理性或化学性的平滑通道，使平滑通道的周缘集中电子以提升电子流的流通速度，进而降低导体线路的阻抗，达到降低导体信号损失的功效增进。

Description

降低电路板导体信号损失的结构

技术领域

本发明系有关一种电路板，尤指在粗化的导体线路表面建构一或多个物理性的平滑通道，以减少电流通过产生阻抗之一种降低电路板导体信号损失的结构。

背景技术

按，无处不在的电子产品，不论是电视机、手机、电脑等，其内部都有电路板的存在。电路板主要的功能是将电子零件连接在一起，而印刷电路板PCB(Printed CircuitBoard)，是在不导电材料所制成的基板，利用其表面贴附的导电铜箔形成铜箔基板(CCL)；电路板其导体线路的制作，系以物理方式如:刷磨、喷砂，化学方式如:微蚀等方法先将铜箔表面做适当的粗化处理，再以适当的温度及压力将干膜光阻密合贴附其上；将贴好干膜光阻的基板送入紫外线曝光机中曝光，光阻在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应(该区域的干膜在稍后的显影、蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂)，而将底片上的线路影像移转到板面干膜光阻上，先以碱性水溶液如:碳酸钠水溶液将膜面上未受光照的区域显影去除，再用化学方式如:盐酸水溶液、或硫酸、双氧水混合溶液、或碱性水溶液，将裸露出来的铜箔腐蚀去除，以完成导体线路之线路制程。

次按，由于电子产品多朝向快速与功能性的方向发展，因此单面电路板已演进到多层电路板的运用；一般多层电路板之结构如图3所示，系由至少一片之外层线路板910与至少一片之内层线路板920所构成，各层线路板上分别具有导体线路930，以及连结各层导体线路930之导通孔940；其制作流程如图1所示，其系将多片已完成内层导体线路制程901(含光阻压模、光阻曝光、光阻显影与线路蚀刻)的电路板，藉由一玻璃纤维树脂胶片置于各片之间以进行压合903；而在压合之前，该导体线路需先进行粗化处理902，使其在压合过程中得与该玻璃纤维树脂胶片产生良好的粘合性能。压合成一体之多片内层电路板即可进行包括导通孔(含埋孔、盲孔)、零件固定孔之钻孔作业904，续将该导通孔予以镀铜905，以完成层间电路的连通。接续则进行外层板的导体线路制程906(含光阻压模、光阻曝光、光阻显影与线路蚀刻)、与后续之绿漆908作业，其系在导体线路上面披覆一绝缘树脂层以避免其氧化；而在绿漆908作业之前，该导体线路亦需进行粗化处理907，使其在绿漆、或是高分子材料涂布908过程中该导体线路得与该绝缘树脂层产生良好的结合性。经查，前述之内层电路板920与外层电路板910都经由粗化处理902/907，使其导体线路930形成粗化表面950，以提升其与树脂产生较佳的结合性；惟查，依据集肤效应(Skin Effect)原理及新竹工业技术研究院等单位的研究报告，金属在不同的频率下的集肤效应，当频率越高，电流越会往表面集中，且传输线在传输高频信号时，由于高斯定律，电场主要集中于内层，导致电流强耦合区域也在金属的内侧，

由于高频有集肤效应，所以越高的频率，电流会越集中于金属表面，所以如果PCB的金属表面粗糙度越高，传输损号越高。

是以，如图2所示导体线路930的表面粗化，将使得导体线路930表面的电子流速降低，并使通过该导体线路的电流阻抗增加，进而造成传输信号的速率低落。由于多层电路板系应用层间电路以传输各种元件与设备的控制信号，而粗化流程却降低了传输信号的效率，因此如何改善粗化流程的负面效益乃成为本发明人所要思考改进的课题。

发明内容

缘是，本发明之主要目的，系在提供一种在内、外层电路板中完成粗化的导体线路表面，建构一物理性或化学性的平滑通道，以减少电流通过产生阻抗之一种降低电路板导体信号损失的结构。

本发明系应用集肤效应(Skin effect)的原理，使电流集中在导体的「皮肤」部分，以降低电流流通的阻抗；由于电场驱动电子运动，也就是电流，而电流流动时，便会在其周围形成一个磁场，依据安培右手定则，若姆指指着电流方向，磁场的方向为其余四指弯曲的方向，其强度在中心最强，离中心越远越弱(与距离的平方成反比)。当电流大小发生变化时，磁场强度也随之变化，这个变化的磁场又会形成一个反向电场(愣次定律)。同理，导体的中心磁场变化量最大，反向电场也最大。如此一来一往，使得导体中心的电场密度远小于外侧，即导体中心的电流密度远小于外侧，因而形成了集肤效应。

为达上述目的，本发明所采用的技术手段，包含:该电路板系将至少一外层线路板、至少一内层线路板、以及一个别置于各层线路板之间的玻璃纤维树脂胶片予以压合；且在压合之前，该内层线路板经由影像转移制程后完成线路而形成导体线路，且其导体线路的表面采行粗化处理，使其在压合过程中得与该玻璃纤维树脂胶片产生粘合性能；该外层线路板系在经由影像转移制程后完成线路而形成导体线路，且在进行绿漆作业、或是以高分子材料涂布之前，其导体线路亦需进行粗化处理，使其与绿漆作业之绝缘树脂层、或是以高分子材料涂布当作绝缘层增加结合性；

其特征在于：至少在该内、外层线路板其中之一，在其经粗化处理后的导体线路表面，建构一平滑通道，使该平滑通道的周缘集中电子以提升电子流的流通速度，进而降低导体线路的阻抗，达到降低导体的信号损失。

依据前揭特征，本发明中该平滑通道更包括为矩形沟槽或其他几何形状之沟槽所构成。

依据前揭特征，本发明中该平滑通道包括为单一沟槽所构成。

依据前揭特征，本发明中该平滑通道包括为多条沟槽所构成。

依据前揭特征，本发明中该平滑通道包括以物理性方式、化学性方式，或其二者的组合方式所成型。其包括以:激光切割、机械切割、影像转移的制造流程、电浆蚀刻其中任一或其组合式。

藉助前揭特征，本发明「降低电路板导体信号损失的结构」具有如下之效益：本发明系在内、外层线路板经粗化处理后的导体线路表面，建构一物理性或化学性的平滑通道，基于集肤效应的原理，电流将集中在导体「皮肤」部分的特性，则多条几何形状之沟槽，将使导体线路的「皮肤」平滑面积增大，更可以提升电子流在导体线路的流通速度，进而降低导体线路的阻抗，达到降低导体信号损失的功效增进。

附图说明

图1：系一种现有多层电路板之制造流程图。

图2：系导体线路表面粗化作业之示意图。

图3：系一种现有多层电路板之结构示意图。

图4：系多层电路板之结构示意图。

图5：系本发明降低电路板导体信号损失结构之制造流程图。

图6A：系导体线路表面粗化之结构示意图。

图6B：系导体线路表面建构平滑通道之结构示意图。

图7A：系导体线路表面粗化其电流流速降低之示意图。

图7B：系导体线路建构平滑通道其电流流速提升之示意图。

图8：系本发明建构一条矩形平滑通道之结构示意图。

图9：系本发明建构二条矩形平滑通道之结构示意图。

附图标记列表：

10—内层线路板；20—外层线路板；30—基板；40—导体线路；50—粗化表面；501—山峰；502—山谷；60—平滑通道；80—玻璃纤维树脂胶片；101—内层导体线路制程；102—粗化处理；103—建构平滑通道；104—压合；105—钻孔；106—镀铜；107—外层导体线路制程；108—粗化处理；109—建构平滑通道；110—绿漆作业；601—第一平滑通道；602—第二平滑通道；e-—电子；I—电流；S—平滑通道宽度；S1—第一通道宽度；S2—第二通道宽度；W—导体线路宽度。

具体实施方式

为充分了解本发明，兹藉由下述具体之实施例，并配合所附之图式，对本发明做一详细说明。本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的目的、特征及功效。须注意的是，本发明可通过其他不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点，在不悖离本发明的精神下进行各种变更。另外，本发明所附之图式仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范围。说明如后：

首先，请参阅图4所示，为多层电路板的结构，系包括至少一外层线路板20、至少一内层线路板10、以及一个别置于该各层线路板10/20之间的玻璃纤维树脂胶片80，应用一压合机予以压合而成；而本发明中，系视电子产品的需要，可将该结构扩充为多片之内层线路板10，亦可将其上、下两层制成外层线路板20之结构。本发明「降低电路板导体信号损失的结构」之制造流程，如图5所示，其系先将多片之铜箔基板进行包括光阻压模、光阻曝光、光阻显影与线路蚀刻之内层导体线路制程101，使该铜箔基板形成具有导体线路40之内层线路板10，续将该导体线路40进行粗化处理102使其形成粗化表面50，并在该导体线路40表面建构物理性的平滑通道103/60，再藉由一玻璃纤维树脂胶片80置于各片线路板之间，应用一压合机以进行压合104；压合成一体之多片内层电路板10即可进行钻孔105作业，该钻孔105系包括导通孔(含埋孔)与零件固定孔，接续则将该导通孔予以镀铜106，以完成各层间其导体线路40之电路连通。接续系对外层板进行包括光阻压模、光阻曝光、光阻显影与线路蚀刻之外层导体线路制程107，使外层线路板20具有导体线路40，续将该导体线路40进行粗化处理108使其形成粗化表面50，并在该导体线路40表面建构物理性的平滑通道109/60，而后续之绿漆110作业，其系在导体线路40上面披覆一绝缘树脂层以避免其氧化。

由于电路板上导体线路的表面粗化，将造成传输信号的速率低落，图6A所示，为内、外层线路板10/20其基板30上形成导体线路40的配置状况，而图7A所示，为粗化表面50的导体线路40，其形状如同无数的山峰501与山谷502，由于电子e-在该导体线路40上流动就如同翻山越岭一般，阻力重重，故其电流I通过该导体线路40将因阻抗而降低流速；集肤效应(Skin effect)的原理，则在使电流集中于导体的「皮肤」，以降低电流流通的阻抗；因此本发明乃应用其原理，如图6B所示，在该导体线路40的表面建构一平滑通道60；本实施例中，该平滑通道60包括以物理性方式、化学性方式，或其二者的组合方式所成型；其包括以:激光切割、机械切割、影像转移的制造流程、电浆蚀刻其中任一或其组合式。再者，本发明所述的平滑通道60，其中该「平滑」系指相对于该导体线路40的粗化表面50而言，并非指完全的光滑面，因无论是物理性或化学性加工，皆不易获致完全的光滑面，此为现有技术及知识，容不赘述。何况本发明系应用集肤效应(Skin effect)的原理，只要该电路板上的导体线路有一条「非粗化」的表面通道，即可避免传输信号的速率低落。

再从图7B的示意图可进一步了解，平滑通道60就好比前述的山峰501与山谷502被铲平，由于电子e-在该导体线路40上流动如同平路行走一般，阻力甚小，故其电流I通过该导体线路40将因阻抗降低而提高流速；本发明中该平滑通道60的断面形状包括为矩形沟槽或其他几何形状之沟槽所构成，且平滑通道60的数量更可依导体线路40的大小，在表面建构成多条。基于集肤效应将使电流集中在导体「皮肤」的特性，则多条几何形状之沟槽，将使导体线路「皮肤」的平滑表面积增大，因此更可以提升电子流在导体线路40的流通速度，进而降低电流的阻抗，达到降低导体信号损失的功效，如图8～9所示；本发明中，在导体线路40的表面建构平滑通道60，系在降低导体线路阻抗进而降低导体信号的损失；惟，粗化表面50上过大的平滑通道60，亦将减低导体线路40与树脂间的结合性，因此，无论如图8所示系建构一平滑通道60，或如图9所示系建构一第一平滑通道601与一第二平滑通道602，其平滑通道宽度S，或第一通道宽度S1与第二通道宽度S2的总合，若控制在不大于该导体线路宽度W的1/3，则将会有最佳的结合性与信号传输效益。

由于本发明系在内、外层线路板10/20经粗化处理后的导体线路40表面，建构一物理性或化学性的平滑通道60，且该平滑通道60包括矩形沟槽或其他几何形状之沟槽，以及该平滑通道60更可建构成多条；基于集肤效应的原理，电流将集中在导体「皮肤」的特性，则多条几何形状之沟槽，将使导体线路的「皮肤」平滑表面积增大，更可以提升电子流在导体线路的流通速度，进而降低导体线路的阻抗，达到降低导体信号损失的功效增进。

综上所述，本发明所揭示之技术手段，确具「新颖性」、「进步性」及「可供产业利用」等发明专利要件，祈请钧局惠赐专利，以励发明，无任德感。

惟，上述所揭露之图式、说明，仅为本发明之较佳实施例，大凡熟悉此项技艺人士，依本案精神范畴所作之修饰或等效变化，仍应包括在本案申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种降低电路板导体信号损失的结构，该电路板系将至少一外层线路板、至少一内层线路板、以及一个别置于各层线路板之间的玻璃纤维树脂胶片予以压合；且在压合之前，该内层线路板经由影像转移制程后完成线路而形成导体线路，且其导体线路的表面采行粗化处理，使其在压合过程中得与该玻璃纤维树脂胶片产生黏合性能；该外层线路板系在经由影像转移制程后完成线路而形成导体线路，且在进行绿漆作业、或是以高分子材料涂布之前，其导体线路亦需进行粗化处理，使其与绿漆作业之绝缘树脂层、或是以高分子材料涂布当作绝缘层增加结合性；

其特征在于：至少在该内、外层线路板其中之一，在其经粗化处理后的导体线路表面，建构一平滑通道，使该平滑通道的周缘集中电子以提升电子流的流通速度，进而降低导体线路的阻抗，达到降低导体的信号损失。

2.根据权利要求1所述的降低电路板导体信号损失的结构，其特征在于：该平滑通道更包括为矩形沟槽或其他几何形状之沟槽所构成。

3.根据权利要求2所述的降低电路板导体信号损失的结构，其特征在于：该平滑通道包括为单一沟槽所构成。

4.根据权利要求2所述的降低电路板导体信号损失的结构，其特征在于：该平滑通道包括为多条沟槽所构成。

5.根据权利要求1所述的降低电路板导体信号损失的结构，其特征在于：该平滑通道包括以物理性方式、化学性方式，或其二者的组合方式所成型。

6.根据权利要求5所述的降低电路板导体信号损失的结构，其特征在于：该平滑通道的成型方式包括以:激光切割、机械切割、影像转移的制造流程、电浆蚀刻其中任一或其组合式。

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