CN1933703A - 具有精细图案的印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有精细图案的印刷电路板的制造方法，包括：提供载板；用感光材料涂敷载板；在感光材料上形成第一电路图案；通过干燥印入感光材料之间形成第一电路图案的空隙的导电胶，形成第一电路层；在第一电路层上沉积绝缘层；加工穿过绝缘层的过孔；用感光材料涂敷绝缘层，然后在感光材料中形成第二电路图案；形成第二电路层，并通过干燥印入感光材料间形成第二电路图案的空隙与过孔中的导电胶来填充过孔；以及移除载板。

Description

具有精细图案的印刷电路板及其制造方法
相关申请
本申请要求于2005年9月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2005-0086112号的权益，其公开的全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及印刷电路板，特别地，涉及具有精细图案的印刷电路板及使用导电胶(conductive paste)的制造方法。
背景技术
印刷电路板一般按照以下工艺制造：将铜线布在各种热固性合成树脂制成的电路板的一面或两面；在板上安装半导体芯片、集成电路(IC)或电子元件并为其电气布线，并用绝缘材料涂敷。随着电子元件的发展，引入了通过在上述印刷电路板上堆积制造的多层印刷电路板，另外，对于用于多层印刷电路板的高致密化的互连层与绝缘设计的研究也正在不断发展。
HDI(高密度互连，high density interconnection)基板指应用了高密度电路形成技术的基板，且该HDI基板使各层与绝缘层之间互连的设计自由度最大化，从而提高了其质量与性能。
作为制造多层印刷电路板的工艺，在各层(即内层电路或外层电路)用电气布线制成电路的方法包括加成法(additive method)与减成法(subtractive method)。
加成法通过用电解电镀或无电镀选择提取绝缘基板上的导电材料来制成导线分布图案。根据是否有晶种层(seed layer)用于电解镀铜，可将加成法分为全加成法和半加成法。
减成法通过用腐蚀选择除去压有金属的绝缘基板上的不必要部分而不是导电材料来制成导线分布图案。该方法也称为盖孔蚀刻法，因为是在制成导线分布图案的部分和孔上实施盖孔后才实施蚀刻的。
图1a至1e说明了使用半加成法的印刷电路板的制造工艺。图2a至2c是表示出根据现有技术的印刷电路板的电路图案的示意图。
参照图1a，薄铜层120包在树脂层110两侧的中心层被插入，因而所述中心层也被称为中心铜箔基板(CCL)。
参照图1b，形成有孔130，使得薄铜层120穿过树脂层110相互电连接。孔130可为内部过孔(IVH)。使用机械钻或激光钻来加工孔130。在孔130形成后，用化学镀铜或电镀铜形成镀铜140。
如图1c所示，形成内电路140前，用绝缘树脂填充孔130。
如图1d所示，在形成内层电路140的中心层上熔敷绝缘层150，之后加工过孔160，使得后来绝缘层150上形成的外电路170与内电路140电连接。过孔160可使用机械或激光钻加工。
涂敷属于感光材料的干膜，然后为形成外层电路170，通过曝光和显影形成外层电路170的图案。
之后，如图1e所示，在外层电路170的图案上实施半加成法后，剥落干膜。前述步骤之后实施闪蚀，从而制成外层电路170。
重复上述工艺，可生产有四层或六层的多层印刷电路板。
简而言之，通过在绝缘材料上沉积感光材料、然后通过使用电路掩模曝光显影，并通过半加成法镀铜，制成高密度印刷电路板的电路。
因为湿法要求剥落干膜，上述工艺在为用于高频设备的封装基板的印刷电路板制成精细图案时存在困难。通过图2a至2c，即利用上述工艺形成的印刷电路板图案的示意图，可以证实这些缺陷。
而且，因为干膜后来可以被剥落，干膜至少有一定厚度(约为25微米)。另外，镀铜制成的导电图案，即外层电路，并未牢固附着，镀铜法也因会引起环境污染而受指责。此外，制成电路需要许多工序，从而工艺的交付周期长，制造成本高。
发明内容
因而，本发明的目的在于要提供使用高解析度感光材料制造的具有精细图案的印刷电路板及其制造方法。
本发明目的还在于提供具有精细图案且由于使用的感光材料不需剥落因而精细电路附着力更强的印刷电路板及其制造方法。
而且，本发明的目的还在于提供采用环保工艺，使用胶的干法而不是电镀，具有精细图案的印刷电路板及其制造方法。
另外，本发明的目的在于，提供具有精细图案的印刷电路板及其制造方法，其中过孔由导电胶填充，从而过孔具有平整的表面。
而且，本发明的目的还在于，提供具有精细图案的印刷电路板及其制造方法，由于沉积完成后表面处理步骤中表面已经平整，在涂敷防焊涂层时可提供极佳的附着力，因而可靠性高。
本发明的一方面提供了具有精细图案的印刷电路板的制造方法，包括：提供载板；用感光材料涂敷载板；在感光材料上形成第一电路图案；通过干燥印入感光材料间形成第一电路图案的空隙的导电胶，形成第一电路层；在第一电路层上沉积绝缘层；加工穿过绝缘层的过孔；用感光材料涂敷绝缘层，然后在感光材料中制成第二电路图案；制成第二电路层，并通过干燥被印入感光材料间制成第二电路图案的空隙与过孔中的导电胶来填充过孔；以及移除载板。
此处，在感光材料上制成第一电路图案包括：在感光材料上设置与第一电路层相应的掩模；用预定量的光线照射；移除掩模并显影。
同样，用感光材料涂敷绝缘层然后在感光材料上制成第二电路图案包括：在感光材料上设置与第二电路层相应的掩模；用预定量的光线照射；移除掩模并显影。
另外，第一和第二电路图案各自包括绝缘区图案和导线分布图案，绝缘区图案由凸起的感光材料形成，而导线分布图案通过用导电胶填充绝缘区图案间的空隙制成，绝缘区图案的厚度与导线分布图案的厚度相同或相近。
同样，也通过丝网印刷法印刷导电胶。
此处，通过磨光，印刷的导电胶的厚度与制成第一或第二电路图案的感光材料的厚度相同或相近。
另外，感光材料有绝缘性。
本发明的另一方面，提供了具有精细图案的印刷电路板的制造方法，包括：通过在树脂层上沉积薄铜层制成中心层；在中心层中形成内层电路；沉积绝缘层；用感光材料涂敷绝缘层；在感光材料中制成与外层电路相应的精细图案，并在绝缘层中形成电连接各层的过孔；以及，通过干燥被印入感光材料间制成精细图案的空隙和过孔中的导电胶来形成外层电路和填充过孔。
此处，在感光材料中制成与外层电路相应的精细图案，并在绝缘层中形成电连接各层的过孔，包括：在感光材料上设置与外层电路相应的掩模；用预定量的光线照射；以及移除掩模后显影。
另外，通过丝网印刷法印刷导电胶。
此处，通过磨光，印刷的导电胶的厚度与形成精细图案的感光材料的厚度相同或相近。
同样，感光材料有绝缘性。
本发明的另一方面提供了具有精细图案的印刷电路板，包括：具有在树脂层上沉积薄铜层制成的内层电路的中心层；沉积在中心层上的绝缘层；以及具有由导电胶制成并位于绝缘层上感光材料制成的绝缘区图案间的导线分布图案的外层电路层，导线分布图案的厚度与绝缘区图案的厚度相同或相近。
此处，感光材料有绝缘性。
另外，印刷电路板还包括过孔，用于电连接中心层与外层电路层，而且过孔由导电胶所填充。
此处，导电胶被丝网印刷制成外层电路层并填充过孔。
此处，通过磨光，印刷的导电胶的厚度与感光材料的厚度相同或相近。
本发明总体原理的其他方面与优势将在以下描述中部分地被阐明，而且部分地从以下描述看将是显而易见的，或可由发明总体原理的实践中习得。
附图说明
参照以下描述、所附权利要求及附图，可更好理解本发明的这些和其他特征、方面及优势。
图1a至1e说明了采用半加成法的印刷电路板的制造工艺；
图2a至2c是示出根据半加成法的印刷电路板的电路图案的示意图；
图3a至3c说明了根据本发明实施例的丝网印刷导电胶的方法；
图4a至4i示出了根据本发明实施例，通过丝网印刷导电胶制成具有高密度精细图案的印刷电路板的制造方法；
图5a至5c是说明根据本发明实施例，使用导电胶的印刷电路板的示意图；
图6a至6g示出了根据本发明另一实施例，通过丝网印刷导电胶制成具有高密度精细图案的印刷电路板的制造工艺。
具体实施方式
在本发明中采用了使用导电胶的干法而不是使用电镀的湿法。即多层印刷电路板的各层中形成的导线分布图案是由导电胶而不是镀铜制成的，因而凹进形成导线分布图案的感光材料有绝缘性。
高解析度感光材料被用于凹进形成除绝缘层外、传递电子信号的电路层的导线分布图案。然后，通过丝网印刷法，用导电胶填充凹进的导线分布图案，从而完成电路。通过该工艺，电路图案的厚度可以更薄，电路图案和导线的表面间高度差也可缩小。结果，在表面处理时，能够更平稳地进行防焊涂敷，从而获得薄而均匀的涂层。
图3a至3c说明了根据本发明实施例的丝网印刷导电胶的方法。印刷机、干燥器、紫外线发射设备以及磨光机对于丝网印刷是必要的，因为印刷电路板的一般制造工艺也使用上述设备，所以不会产生追加成本。
参照图3a，有中心层，并形成有图案，以形成中心层外侧的电路。电路图案按以下步骤形成：此处，电路图案由接收传输电子信号的导线分布图案与阻塞电子信号的绝缘区图案组成。
首先在中心层上沉积绝缘层。其次，在绝缘层上涂敷或沉积绝缘的高解析度感光材料302。此处，高解析度被定义为制成电路图案时可以制成精细图案(如15/15微米)。因而，通过使用高解析度感光材料302，可以制成具有精细图案的电路图案。
然后，感光材料302经过曝光/显影以凸起绝缘区图案，凹进导线分布图案：感光材料302残留的区域成为绝缘区图案，后来通过丝网印刷涂敷导电胶的区域304成为导线分布图案。
参照图3b，使用刮板(squeegee)310和网屏320，通过印刷将导电胶330涂敷在图3a中所示的导线分布图案304上。同样，通过印刷，用导电胶330填充图3a中所示的过孔306。
按图3b的箭头指示方向移动刮刀310，通过网屏320将导电胶330均匀地印刷涂敷至图3a的中心层。此时，导电胶330优选比中心层上形成绝缘区图案的感光材料320更厚，从而可以覆盖绝缘区图案。然后加热干燥导电胶330。因为胶有粘性，在印刷电路板上使用时应硬化。因而，通过加热干燥工艺，导电胶330被硬化。
其后，如图3c所示，使用磨光机340打磨硬化的导电胶，现出绝缘层。为此，将磨光机设置为在涂敷的导电胶与感光材料厚度相同时停止打磨。
经过以上步骤，通过使用丝网印刷，在形成电路图案的印刷电路板表面涂敷导电胶，形成了导线分布图案。
图4a至4i示出了根据本发明实施例通过丝网印刷导电胶制成具有高密度精细图案的印刷电路板的制造工艺；
如图4a所示，提供了后来需要移除的载板410来制造第一电路层。
参照图4b，在载板410上沉积或涂敷具有绝缘特性的感光材料420，其部分地通过曝光硬化，其他部分因曝光量没有硬化。也可以相反方式硬化感光材料420。
参照图4c，在感光材料420上形成电路图案，即绝缘区图案与导线分布图案，为第一电路图案。感光材料420凸起形成绝缘区图案，凹进形成导线分布图案，之后通过印刷，用导电胶430填充导线分布图案。可利用感光材料420的特性，通过掩模叠置、曝光、显影形成电路图案。
此处，感光材料420具有高解析性，因而能制成比常规图案更精细的图案。
参照图4d，通过图3a至3c所示的丝网印刷法用导电胶填充凹进的导线分布图案，这样，第一电路图案由填有传输电子信号的导电胶430的导线分布图案与阻塞电子信号的绝缘感光材料420制成的绝缘区图案组成。此处，导电胶430被加热硬化，并优选地用磨光机打磨，从而露出形成绝缘区图案的感光材料420。
参照图4e，第一电路层上施加绝缘材料440来分开各层。绝缘材料440可为能够阻塞电子信号的任何材料，如树脂、聚酯胶片等等。
参照图4f，加工过孔450以电连接第一电路层与之后将制成的第二电路层。使用机械打孔或激光打孔加工过孔450。
在加工有过孔450的绝缘材料440上涂敷或沉积感光材料460，不能覆盖过孔450。
通过掩模叠置、曝光及显影，形成第二电路层的电路图案。因为感光材料460也具有绝缘性，所以绝缘区图案凸起，并且后来将用导电胶填充的导线分布图案凹进。
如图4h所示，按照图3a至3c的丝网印刷法，用导电胶470填充凹进的导线分布图案及过孔450，这样，第二电路层由填有传输电子信号的导电胶470的导线分布图案与阻塞电子信号的绝缘感光材料460制成的绝缘区图案组成。因为电连接第一和第二电路层的过孔450填有导电胶470，第一和第二电路层相互电连接。
此处，导电胶470被加热硬化，并优选用磨光机打磨，露出形成绝缘区图案的感光材料460。
如图4i所示，在完成双面印刷电路板后，移除用于防止印刷电路板弯曲的载板310。
结果，通过使用丝网印刷法涂敷导电胶形成导线分布图，并通过形成高解析度的感光材料的绝缘区图案，从而制造了具有第一和第二电路层的印刷电路板。
图5a至5c是说明根据本发明实施例使用导电胶的印刷电路板的示意图，与图2a至2c的示意图放大比例相同。
在印刷电路板中，接收传输电子信号的电路图案包括导线分布图案50与绝缘区图案55。
与图2a至2c的常规电路图案相比，图5a至5c的导线分布图案50比图2a至2c的导线分布图案20细得多。同样，图5a至5c中所示的填充导线分布图案50之间空隙的绝缘区图案比图2a至2c的绝缘区图案25细得多。因此，可以看出制成了比常规电路图案更精细的电路图案。
图6a至6g示出了根据本发明另一实施例通过丝网印刷导电胶制成具有高密度精细图案的印刷电路板的制造方法。
参照图6a，中心为树脂层510、两侧为薄铜层520的CCL层上形成的所有氧化膜或指纹被去除后，在薄铜层520上产生粗糙，有利于干膜的牢固附着。此处，粗糙指表面上的所有不平整部分。CCL层经过机械和化学打磨与擦光。最后，在CCL层上执行洗净或超声工艺，以移除残留在基板表面的铜、刷子、化工品及湿气的残迹，并使用空气清除孔。然后用热气干燥基板，以提高附着力。此处，树脂层510可由各种厚度的环氧树脂或聚酰亚胺树脂制成，必要时，薄铜层520可仅附着在树脂层510的一侧。
如图6b所示，加工孔530来电连接CCL层两侧的薄铜层520或内层与外层。通过机械打孔或激光打孔(即CO2或钇铝石榴石激光器激光打孔)加工孔530。其后，通过化学或电镀铜，执行电镀540，以在CCL层中形成内层电路。
参照图6d，在形成内层电路前，用绝缘树脂填充图6b的孔530。
其后，参照图6d，沉积绝缘材料560，加工连接内层电路与外层电路的过孔。绝缘材料560可为B态聚酯胶片。聚酯胶片是用于多层印刷电路板中外绝缘层的材料。B态指聚酯胶片处于中等硬度，在此状态时，加热加压超过一定阈值时聚酯胶片可变形。
如图6e所示，在绝缘材料560上涂敷或沉积感光材料570，不能覆盖图6d的过孔。其次，通过掩模叠置、曝光及显影，使感光材料570形成外层电路。此时，感光材料570凹进，从而仅留下形成外层电路的电路图案的绝缘区图案，凹进部分后来以导电胶填充，成为导线分布图案。
此时，感光材料570有绝缘性，因而能阻塞电子信号，形成精细图案。
参照图6f，按图3a至3c中所说明的丝网印刷法，用导电胶580填充导线分布图案与过孔。然后干燥并打磨导电胶580，使表面平整。
参照图6g，可重复图6d至6f的工艺来生产多层印刷电路板。
其后，涂敷或喷涂防焊涂层，并在没有防焊涂层的部分，喷涂焊料与外界连接，以此完成表面处理。
结果，通过以上工艺制成的印刷电路板包括具有在树脂层表面上沉积薄铜层制成的内层电路的中心层、沉积在中心层上的绝缘层、以及精细图案由沉积在绝缘层上的感光材料与导电胶制成的外层电路层。
此处，印刷电路板还可包括：使中心层与外层电路层互连的过孔，过孔填充了导电胶。丝网印刷导电胶，以填充过孔，并形成外层电路层，如图3a至3c所示。
导电胶的厚度与感光材料的厚度相同或相近，这样，露出感光材料形成的绝缘区图案，使导电胶形成的导线分布图案绝缘。

Claims (17)

1.具有精细图案的印刷电路板的制造方法，包括：
(a)提供载板；
(b)用感光材料涂敷所述载板；
(c)在所述感光材料上制成第一电路图案；
(d)通过干燥被印入所述感光材料之间形成所述第一电路图案的空隙中的导电胶，制成第一电路层；
(e)在所述第一电路层上沉积绝缘层；
(f)加工穿过所述绝缘层的过孔；
(g)用所述感光材料涂敷所述绝缘层，然后在所述感光材料中形成第二电路图案；
(h)通过干燥被印入所述感光材料之间形成所述第二电路图案的空隙和所述过孔中的所述导电胶，来形成第二电路层和填充所述过孔；以及
(i)去除所述载板。
2.根据权利要求1所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中所述步骤(c)包括：在所述感光材料上设置与第一电路层相应的掩模；用预定量的光线照射；去除所述掩模并显影。
3.根据权利要求1所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中所述步骤(g)包括：在所述感光材料上设置与第二电路层相应的掩模；用预定量的光线照射；移除所述掩模并显影。
4.根据权利要求1所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中所述第一和第二电路图案各自包括绝缘区图案和导线分布图案，所述绝缘区图案由凸起的感光材料而形成，而所述导线分布图案通过用所述导电胶填充所述绝缘区图案间的空隙而形成，所述绝缘区图案的厚度与所述导线分布图案的厚度相同或相近。
5.根据权利要求1所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中通过丝网印刷法印刷所述导电胶。
6.根据权利要求5所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中通过磨光，使所述印刷的导电胶厚度与形成所述第一或第二电路图案的所述感光材料厚度相同或相近。
7.根据权利要求1所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中所述感光材料有绝缘特性。
8.具有精细图案的印刷电路板的制造方法，包括：
(a)在树脂层上沉积薄铜层，制成中心层；
(b)在所述中心层中形成内层电路；
(c)沉积绝缘层；
(d)用感光材料涂敷所述绝缘层；
(e)在感光材料中形成与外层电路相应的精细图案，并在所述绝缘层中形成电连接各层的过孔；以及
(f)通过干燥印入感光材料间形成所述精细图案的空隙和所述过孔中的所述导电胶，来形成所述外层电路和填充所述过孔。
9.根据权利要求8所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中所述步骤(e)包括：在感光材料上设置与所述外层电路相应的掩模；用预定量的光线照射；移除掩模并显影。
10.根据权利要求8所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中通过丝网印刷法印刷所述导电胶。
11.根据权利要求10所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中通过磨光，印刷的导电胶的厚度与形成所述精细图案的感光材料的厚度相同或相近。
12.根据权利要求8所述的具有精细图案的印刷电路板的制造方法，其中所述感光材料具有绝缘特性。
13.具有精细图案的印刷电路板，包括：
中心层，具有在树脂层上沉积薄铜层形成的内层电路；
绝缘层，沉积在所述中心层上；以及
外层电路层，其具有由导电胶形成并位于所述绝缘层上感光材料形成的绝缘区图案间的导线分布图案，所述导线分布图案的厚度与所述绝缘区图案的厚度相同或相近。
14.根据权利要求13所述的具有精细图案的印刷电路板，其中所述感光材料具有绝缘特性。
15.根据权利要求13所述的具有精细图案的印刷电路板，其中所述印刷电路板还包括过孔，用于电连接所述中心层与所述外层电路层，所述过孔填充有导电胶。
16.根据权利要求15所述的具有精细图案的印刷电路板，其中所述导电胶被丝网印刷，形成所述外层电路层并填充所述过孔。
17.根据权利要求16所述的具有精细图案的印刷电路板，其中通过磨光，印刷的所述导电胶的厚度与所述感光材料的厚度相同或相近。
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