CN1972564A - 利用激光钻孔机的过孔形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用激光钻孔机的过孔(viahole)形成方法，其包括：(a)准备在绝缘层的两面形成有电路的第一电路基板；(b)准备在待形成过孔的位置通过机械钻孔钻有孔的多个预浸料(prepreg)；(c)在上述形成有第一电路基板电路的两面层积上述预浸料；以及(d)利用激光钻孔机对上述(c)步骤中对从预浸料流出的树脂填充的过孔位置进行加工，从而形成过孔。

Description

利用激光钻孔机的过孔形成方法
技术领域
本发明涉及一种利用激光钻孔机的过孔(via hole)形成方法，更具体的说，本发明涉及一种在形成有电路基板电路的两面上层积多个预浸料，之后，利用激光钻孔机对在层积时对被从预浸料流出的树脂填充的过孔位置进行加工，从而形成过孔的方法，其中，多个预浸料在待形成过孔的位置通过机械钻孔而钻有孔。
背景技术
近年来，随着电子产业急速的数字化及网络化，要求电子设备实现小型化、轻型化、薄形化以及高性能化，由此电子设备部件也同样实现了高集成化及超薄化。
由此，安装有高集成化及超薄化部件的印刷电路板，即，薄型化成为了课题。为了解决此问题，有必要增加基板电路的设计自由度，为此，试图通过采用微型通道、层积(build up)等多种新技术来解决。
特别是，随着半导体元件的集成度的逐渐提高，作为对应于高集成化和微小的设置间距要求的方法，微型过孔受人注目。
尤其，MLB(multi layer board：多层电路板)基板由经由整层的通孔(through hole)构成，但是，层积印刷电路板(PCB)进一步要求高密度的配线，因此，可以进行层间选择性导通的盲(blind)过孔受人注目。
现在，形成上述印刷电路板的盲过孔的方法公知的有机械钻孔法、等离子蚀刻法、端口通道(port via)法以及激光法等。
并且，上述激光法为目前最为常用的用于形成印刷电路板的盲过孔的方法，公知的有利用激态原子(excimer)、Nd:YAG、以及CO2类型的激光钻孔的方法，且通常适用于加工深度在150μm以下、直径在250μm以下的微型盲过孔。
图1A至图1D是根据现有技术的利用激光钻孔形成印刷电路板过孔的一实施例，概略地示出了其形成过程。
如图1A至图1D所示，利用现有激光钻孔形成印刷电路板过孔的方法包括激光钻孔加工工序-除污工序以及镀铜工序-形成电路工序。
也就是说，为了形成印刷电路板的过孔，在如图1A所示的铜箔层积板101上首先钻出如图1B所示的贯通两层的过孔102。
此外，如图1C所示，进行除污工序，并利用铜等导体对孔的内边进行电镀，形成镀铜层103，且使其具有导电性。之后，形成电路图案，从而形成印刷电路板。
此时，在上述铜箔层积板中，以前，将使用树脂的RCC(resincoating copper)材料用作绝缘层，但是，存在机械强度不足，且随温度变化引起的尺寸变化(热膨胀率)大于金属的10倍的问题，从而为了解决这些问题，现在陆续出现了在绝缘层中采用使用玻璃纤维作为加强材料的预浸料(prepreg)产品。
由于使用上述的加强材料，所以增强了树脂的纵横方向(例如，X，Y方向)的强度，减少源于温度的尺寸变化。
但是，在使用激光钻孔形成过孔时，采用上述预浸料的铜箔层积板与没有采用补偿材料的现有RCC产品相比，要一边燃烧玻璃纤维一边进行加工，从而增加了加工的难度，且存在加工时间长的问题。
此外，由于一边燃烧玻璃纤维一边进行加工，形成的过孔的侧表面不均匀，从而发生电镀不良问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种可以大幅缩短加工时间、利用激光钻孔机的过孔形成方法，其方法为：在形成有电路基板电路的两面层积在待形成过孔的位置通过机械钻孔而钻有孔的预浸料，在上述层积步骤中，由从预浸料流出的树脂填充通过机械钻孔而钻有孔的位置，利用激光钻孔机加工被树脂填充的过孔位置，形成过孔。
并且，本发明的另一目的在于提供一种利用激光钻孔机的过孔形成方法，其预先将预浸料的玻璃纤维利用机械钻孔机清除，利用激光钻孔机对填充在此的树脂进行加工，从而形成过孔，由于孔形状均匀，降低了电镀不良现象。
为了实现上述目的，本发明利用激光钻孔机形成过孔的方法包括：(a)准备在绝缘层的两面形成有电路的第一电路基板；(b)准备在待形成过孔的位置通过机械钻孔而钻有孔的多个预浸料；(c)在上述形成有第一电路基板电路的两面层积上述预浸料；以及(d)进行上述(c)步骤时，在从预浸料流出的树脂填充的过孔位置，利用激光钻孔机加工过孔。
根据上述描述，本发明由于在形成有电路基板电路的两面层积在待形成过孔的位置通过机械钻孔而钻有孔的预浸料，在进行该层积步骤时，从预浸料流出树脂，且填充通过机械钻孔钻有孔的位置，利用激光钻孔机对被树脂填充的过孔位置进行过孔加工，由此可以大幅缩短加工时间。
此外，根据本发明，利用机械钻孔机预先清除预浸料的玻璃纤维，对填充在此的树脂利用激光钻孔机进行加工，从而形成过孔，由此可以保证孔的均匀化，减少了电镀不良现象。
附图说明
图1A至图1D是根据现有技术的利用激光钻孔机加工的印刷电路板过孔的形成方法的流程图。
图2A至图2J是根据本发明的一个实施例的利用激光钻孔机的过孔形成方法的流程图。
图3是在本发明的一个实施例中使用的预浸料的形状图。
具体实施方式
以下参照附图具体说明本发明的优选实施例。
图2A至图2J是根据本发明一个实施例的利用激光钻孔机的过孔形成方法的流程图。
首先，如图2A所示，准备在绝缘层201的两面形成有电路202的第一电路基板200。此时，上述绝缘层201可以使用预浸料或者树脂中的任意一种，上述电路202使用通常的电解铜箔。
其次，如图2B所示，在待形成过孔211的位置通过机械钻孔准备钻有孔的多个预浸料210。上述预浸料210是在玻璃纤维等的基础材料中渗透热硬化性树脂，硬化至B阶段(B阶段是指树脂的半硬化状态)的薄片状原材料(参照图3)，作为铜箔层积板的基础原材料以及多层PCB的层间粘接剂使用。
此时，为了在形成过孔时干净地清除玻璃纤维212，在待形成过孔211的位置进行机械钻孔(例如，利用CNC钻孔机的钻孔)。
如图2C所示，在形成有上述第一电路基板200的电路202的两面上对上述预浸料210进行层积。使在待形成过孔211的位置钻孔的上述预浸料210与第一电路基板200的过孔211形成位置一致，且进行加压。
上述加压是在外部加热的同时进行加压的热压。此时，由于上述工序所产生的热能使上述B阶段的热硬化层软化，并且，由于软化，预浸料210的树脂流向进行过机械钻孔的过孔211形成位置，从而过孔211被填满。
如图2D所示，在层积有上述预浸料210的第一电路基板200上，通过机械钻孔形成通孔220。上述通孔220优选通过机械钻孔(例如，利用CNC钻孔机的钻孔)形成。
如图2E所示，形成上述通孔220后，在过孔211的位置利用激光钻孔机形成过孔211，该过孔的位置被从预浸料210流出的树脂填充。上述激光钻孔机可以使用现有的所有激光钻孔机(例如，激态原子、Nd:YAG以及CO2类型的激光钻孔机等)，且以从待形成被树脂填充的过孔211的位置的表面到形成有电路202的位置为深度进行加工。
如图2F所示，在形成有上述通孔220以及过孔211的电路基板的整个表面形成无电解镀铜层230。此时，优选地是，在形成上述无电解镀铜层230之前，进行清除各种污质和异质的去毛刺(Deburring)和除污(Desmear)。
此外，上述无电解镀铜层230是为了使预浸料210的表面具有导电性而采用的电镀方法，通过析出反应实现，且该析出反应由催化剂促进。通过上述的方法生成的上述无电解镀铜层230在形成后述的第二电路基板的电路层时，起到衬垫(seed)的作用。
如图2G所示，在形成有上述无电解镀铜层230的表面，通过图像形成工艺，形成电路图案。叠层感光性材料之后，按曝光、显影的顺序进行上述图像形成工艺，其中，上述感光性材料通过后述的电解镀铜构成电路层时为了确保一定厚度的电路层高度，与薄涂敷的液相感光材料相比优选使用干膜240。
如图2H所示，在上述形成有电路图案的整个表面进行电解镀铜。上述电解镀铜使用通过电解的方法将金属离子化，且析出至放在阴极的导电性材料的表面的电镀方式，尤其，分别向基板施加阴极向铜的供给源的阳极小球(anode ball)施加阳极，且通过电镀液内的硫酸铜和阳极小球供给的铜离子之间的氧化/还原反应，析出至施加有阴极的基板，形成电镀铜膜，由此进行电镀。
此时，上述电镀液使用在无机药品硫酸铜(CuSO4，5H2O)、硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)中添加有机成分光泽剂的溶液。
填充上述通孔220同时在形成有电路图案的整个表面通过电解镀铜层250进行上述电解镀铜，但是，考虑到施工时间，优选镀铜的高度低于上述干膜240的高度。
如图21所示，接着，剥离上述电解镀铜层250中的干膜240。由于剥离了上述干膜240，所以没有被剥离的剩下的电解镀铜层250具有后述的电路层的形状。
如图2J所示，剥离后的上部上没有形成电解镀铜层250的无电解镀铜层230进行蚀刻，形成电路层，由此形成第二电路基板260。
此时，没有被蚀刻的无电解镀铜层230作为电解镀铜层250的衬垫，从而与电解镀铜层250一同形成电路层。
并且，在图2J中示出了层积3层的电路基板的例子，但是，本发明并不限定于此，还适用于层积3层以上的电路基板的构成。
通过上述优选实施例，详细说明了本发明的技术方案，但是，上述实施例只是用于说明本发明，并不是用于限定本发明。并且，可以理解的是，对于本领域技术人员来说，在不超过本发明的技术范围的情况下，本发明可以有各种变形。
附图标记说明
200第一电路基板    210预浸料
212玻璃纤维        211过孔
220通孔
230无电解镀铜层    250电解镀铜层
260第二电路基板

Claims (5)

1.一种利用激光钻孔机的过孔形成方法，其特征在于，包括：
(a)准备在绝缘层的两面形成有电路的第一电路基板；
(b)准备在待形成过孔的位置通过机械钻孔钻有孔的多个预浸料；
(c)在形成有所述第一电路基板电路的两面层积所述预浸料；以及，
(d)利用激光钻孔机对在进行所述(c)步骤时被从所述预浸料流出的树脂填充的过孔位置进行加工，从而形成过孔。
2.根据权利要求1所述的利用激光钻孔机的过孔形成方法，其特征在于，
在所述(d)步骤之后，还包括：
(e)在层积有所述预浸料的电路基板上利用机械钻孔形成通孔。
3.根据权利要求1所述的利用激光钻孔机的过孔形成方法，其特征在于，
在所述(d)步骤之后，还包括：
(f)在通过所述(d)步骤形成的电路基板的整个表面上形成无电解镀铜层。
4.根据权利要求3所述的利用激光钻孔机的过孔形成方法，其特征在于，
在所述(f)步骤之后，还包括：
(g)通过图像形成步骤，在形成有所述无电解镀铜层的表面形成电路图案；
(h)在形成有所述电路图案的整个表面上进行电解镀铜；
(i)剥离所述电解镀铜层中残留的干膜；以及，
(j)进行所述剥离后，对上部上没有形成电解镀铜的无电解镀铜层进行蚀刻，且形成电路层，从而形成第二电路基板。
5.根据权利要求4所述的利用激光钻孔机的过孔形成方法，其特征在于，
在所述(j)步骤之后，还包括：
(k)在通过所述(j)步骤形成的形成有所述第二电路基板电路的表面上，对多个预浸料进行层积，其中，所述多个预浸料是在形成过孔的位置通过机械钻孔进行钻孔的多个预浸料；同时，利用激光钻孔机分别对在所述积层时从预浸料流出的树脂填充的过孔位置进行加工，形成过孔，且对此进行电镀，从而形成多层电路层。
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