TW200906247A - Printed circuit board manufacturing system and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

200906247 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於印刷電路板製造系統與其製造方法。 【先前技術】 藉由電子零件的微型化來達成電子裝置的微型化。電 子零件的微型化並不意指使功能最小化。而是電子零件必 須在有限的尺寸中具有相同的功能。$此，已經完成對較 大積體電路的研究。 對於較大積體電路而言’印刷電路板之結構係由單層 式改善成多層式。藉由形成一電路圖形基材（eircuit pattern substrate)接著於其上形成另一電路圖形基材來製 造多層式印刷電路板。多層式印刷電路板需要各個基材層 上之電路間的互連結構（interconnecti〇n)。 可藉由概墊與通孔（v i a)提供此互連結構。參照第1圖 來描述襯墊與通孔之間的連接。第1圖係根據先前技術之 印刷電路板的前視圖與放大剖面圖。第1圖中描述了絕緣 板100、基準標記110、襯墊120與通孔130。 將襯墊120與通孔13〇之間的校準距離㈠丨丨“ distance) 標示為d。权準距離d的定義為概塾丨20之申心與通孔13〇 之中心間的距離。大的d距離則無法確保襯墊丨2〇與通孔 1 3 0之間的電性連接。 確保襯墊120與通孔130之間的電性連接需要大尺寸 200906247 的襯墊。這對基材上之電路整合為一阻礙，因為其限制了 基材設計的靈活性。 第 2 圖係根據先前技術進行外形補償（shape compensation)之基材的前視圖。第 2 圖中描述了絕緣板 200 ' 202、基準標記 210、212、襯墊 220、222。 參照第 2(a)圖，顯示設計資料中之絕緣板200的外 — 形。參照第2(b)圖，將製造結果中的絕緣板202之外形重 C ' 疊於絕緣板2 0 0之外形。 此實例中，利用設計資料中襯墊2 2 0的資訊並無法確 保通孔與襯墊之間的電性連接。 有部分研究著重於線性比例補償（linear scale compensation)，其藉由測量基準標記 210、212之位置來 改善通孔-襯墊的一致性。同時，有限數目的基準標記之資 訊的線性壓縮補償無法處理基材在製程過程中發生的複 雜、非線性之變形。 〇 【發明内容】 • 本發明之一態樣係提供印刷電路板製造系統與其製造 _ 方法，其藉由經量測之襯塾位置資訊來產生導通孔（via hole)形成之控制信號好提供改進的處理一致性。 本發明之一態樣提供製造印刷電路板之方法，其包 括：提供包含襯墊與覆蓋襯墊之絕緣層的基材；取得基材 之影像；藉由分析基材之影像來取得襯墊之位置資訊；藉 6 200906247 由移除絕緣層對應於襯墊之位置資訊的一部分而形成 孔；以及以傳導性材質填充導通孔而形成通孔（via)。 取得襯墊之位置資訊包括取得對應於基材影像中 之區域的中心座標。 形成導通孔包括雷射鑽孔處理。藉由雷射鑽孔處 形成通孔可能包括基於襯墊之位置資訊而產生導通孔 的控制信號，以及考量控制信號而將雷射應用在絕緣 應於襯墊之位置資訊的部分。 本發明之另一態樣提供印刷電路板製造系統，其 包含襯墊與覆蓋襯墊之絕緣層的基材，該系統包括： 感應部件，用以取得基材之影像；控制部件，用以產 通孔形成之控制信號；以及雷射應用部件，其考量控 號而將雷射應用在絕緣層對應於襯墊之位置資訊的部 本發明之額外態樣與優點一部分將於下方描述 出，而一部分可由描述顯而易見或可自本發明之實施 得。 導通 襯墊 理而 形成 層對 利用 影像 生導 制信 命。 中提 而獲

【實施方式】 根據本發明某些態樣之印刷電路板製造系統與其 方法的實施例將參照附圖詳細描述於下。參照附圖之 中，不論第幾圖，那些給予相同元件符號之部件為相 相對應的，並省略多餘之解釋。再者，討論本發明較 施例之前將首先描述基本原理。 現將詳細了解本發明整體概念之實施例，其之實 製造 描述 同或 佳實 例描 7 200906247 述於附圖中，其中各個圖中相同之元件符號代表相同之 件。下方描述之實施例藉由參照附圖以說明本發明整體 念。 第3圖係根據本發明揭露之實施例的印刷電路板製 方法之圖示。第4圖係根據本發明揭露之實施例的印刷 路板製造方法之流程圖。第3圖與第4圖中描述了第一 . 緣層400、襯墊402、第二絕緣層404、導通孔406、通 ( 4 0 8、影像感應器4 1 0、雷射應用部件4 2 0、雷射源4 2 2 檢流計4 2 4。 參照第4(a)圖描述提供具有襯墊之基材（S3 10)。第 絕緣層4 0 0係由聚合樹脂（聚醯亞胺 '環氧化物等等）所 成。襯墊402係形成於第一絕緣層400中之電路圖形的 部分。襯墊402可電性連接至形成於第一絕緣層400中 其他電路圖形。 電路圖形包括可藉由移除法與添加法形成之襯 I j 4 0 2。移除法係藉由移除傳導材料（應用在絕緣層上）不需 之部份的圖形化處理。添加法係藉由應用在絕緣層上之 電性鍍覆法的圖形化處理。半添加法係在非電性鍍覆後 _ 用電鍍處理與蝕刻處理的圖形化處理。此外，可將預先 成之電路圖形埋入第一絕緣層。圖形可由金屬材質（例如 銅）所構成且其上可具有金塗層或錫圖層。 第二絕緣層4 0 4覆蓋襯墊4 0 2。可藉由將絕緣材質 用在包括襯墊402之第一絕緣層400上而形成第二絕緣 元 概 造 電 絕 孔 與 構 之 墊 要 非 利 形 應 層 8

200906247 404。第二絕緣層404可由構成第一絕緣層400之相同材質 所構成。 同時，本實施例所製成之印刷電路板可為多層式且在 第一絕緣層400下方具有包括電路圖形之另一絕緣層。 參照第 4(b)圖描述取得具有襯墊之基材的影像 (S320)。可藉由安裝在基材正面的影像感應器410取得基 材之影像。 例如，影像感應器410可為CCD相機。因為構成第一 與第二絕緣層400、404之材質在光學特性上不同於構成襯 墊402之材質，所以可在基材之影像中區別第一與第二絕 緣層400、404和襯墊402。此外，第二絕緣層404對影像 感應器4 1 0所用之波長的高透明度可提供相對清晰之影 像。 取得之基材影像可包括關於具有襯墊4 02之電路圖形 的資訊。接著，可能需要在整個電路圖形影像中界定襯墊 402周圍之區域。 藉由取得以此方法界定之襯墊區域的中心座標來取得 襯墊之位置資訊。例如，藉由將襯墊區域轉換成黑白影像 並計算轉換區域中的質量中心來取得襯墊區域的中心座 標。 步驟S 3 2 0中，可直接測得襯墊4 0 2之位置而不必藉 由比例補償法（scale compensation)推測。 同時，基材可包括基準標記，且可自基材之影像取得 基準標記的位置資訊。基準標記的位置資訊可為襯墊之位 9

200906247 置資訊的原點。再者，基準標記的位置資訊可為南 其能確認基材之對齊方向。 參照第 4(c)圖描述藉由雷射鑽孔而形文 (S330)。藉由對第二絕緣層 404應用雷射而形 4 0 6，這係利用包括雷射源4 2 2與檢流計4 2 4之雷 件 42 0。 如上所述，藉由分析來自影像感應器4 1 0之 可取得有關雷射應用點的資訊。此步驟S 3 3 0可 經測量之襯墊位置資訊而形成導通孔 4 0 6好改# 與導通孔4 0 6之間的一致性。 C02雷射、YAG雷射與準分子雷射可作為本 的雷射源。再者，可因為雷射源的穩定性而利用朋 參照第4 (d)圖描述以傳導性材質填充導通 通孔（S340)。以傳導性材質填充導通孔 406而 408 ° 可利用通孔 4 0 8提供電性連接給基材上之' 來之處理中形成）並形成外電極。在額外的電路圖 在包括通孔408之基材上的實例中，可能需要形 孔4 0 8之絕緣層的額外處理以及在絕緣層上形成 之處理。 可藉由電鍍、網印（screen printing)等來完成 質的填充處理。傳導性材質可為金屬（例如，銅j 導性聚合物。當通孔408形成外電極時可使用包 元素（例如，N i)之傳導性材質。 丨助資訊， 良導通孔 成導通孔 射應用部 基材影像 藉由利用 .襯墊402 實施例中 L衝雷射。 孔而形成 形成通孔 t路（接下 形層形成 成覆蓋通 電路圖形 傳導性材 辱金）與傳 括财腐# 10 200906247 第5圖係根據本發明揭露之實施例的印刷電路板製造 系統之概略圖。第5圖中描述了基材500、襯墊502、導通 孔5 04、影像感應部件5 1 0、雷射應用部件5 2 0、控制部件 530與支撐部件540。 影像感應部件5 1 0取得具有襯墊之基材的影像並將該 影像傳送給控制部件。如上所述，影像感應部件5 1 0可裝 設CCD相機。

同時，影像感應部件所用之波長不落在可見光頻帶 中。為了區別包括襯墊502之電路圖形與絕緣層，可在影 像取得中對基材應用紅外線與X光頻帶的光線。 控制部件5 3 0藉由分析來自影像感應部件5 1 0之影像 而產生導通孔形成之控制訊號。 藉由分析基材之影像可取得襯墊502之位置資訊。為 此，可參照第3圖與第4圖完成上述之影像處理。 導通孔形成之控制信號可包括檢流計角度調控的控制 信號以及雷射功率調控的控制信號。控制檢流計的驅動角 度可控制雷射光束。導通孔區域外的雷射功率減少可避免 絕緣層不必要的移除。 雷射應用部件5 2 0可根據來自控制部件5 3 0之導通孔 形成的控制信號對基材5 0 0應用雷射。此實施例中，雷射 應用部件520包括雷射源522與檢流計524。 檢流計5 2 4藉由控制耦接於驅動馬達之反射主體的角 度而在x-y方向中以雷射掃描基材。雷射源產生可移除基 材500之絕緣層的雷射光束。 11

200906247 如上所示，導通孔形成之控制信號包括檢流計5 24之 角度調控的控制信號以及雷射源5 2 2之功率調控的控制信 號。 同時，雷射應用部件包括此實施例中使用之檢流計且 可修改光學系統之配置。例如，可設置在x-y平面中移動 反射主體與雷射源之光學系統。 同時，印刷電路板製造系統5 0 0可包括鄰近影像感應 器510之影像取得臺以及鄰近雷射應用部件520之雷射處 理臺。這兩平臺可同時處理不同基材。 支撐部件540在處理過程中支撐基材500。若有需要， 基材500可由耦接的支撐部件所攜帶。 第6圖係根據先前技術與本發明所揭露之實施例的導 通孔數目與距離（實際的導通孔與理想上一致的導通孔 (ideally conformed via hole)之間）之分布圖。第6圖中描 述了基材600、理想上一致的導通孔602與實際的導通孔 604 ° 理想上一致的導通孔602為完美符合基材上之襯墊的 導通孔。理想上一致的導通孔6 0 2之中心位置可完美地配 對於基材上之襯墊的中心位置。由於處理中的錯誤，實際 的導通孔 604與理想上一致的導通孔 602之間相差距離 d2 ° 第 6(b)圖描述根據先前技術之導通孔數目與距離 d2 的分布圖。第6 (c)圖描述本發明實施例之導通孔數目與距 離d2的分布圖。 12

200906247 參照第6 (b)圖，大多數的導通孔具有大於1 0 分隔距離。同時參照第6 (c)圖，分隔距離則保持； 微米。如此，可藉由考量導通孔形成處理的經測量 位置資訊來改善通孔與襯墊之間的一致性。 同時，應理解第6 (c)圖為一實例，並非用來限 明之優點。 根據上述之本發明的某些實施例，印刷電路板 統與其製造方法可允許藉由考量導通孔形成中的襯 資訊來提供改善之處理一致性，即便基材具有部分 性變形。改善之一致性可允許基材設計更具靈活性 電路板上之電路系統中具有更多的積體電路。 雖然上述指出用於不同實施例之本發明新穎特 熟悉技術人士可以理解其可在不悖離本發明之範圍 述之元件與處理的形式與細節作出不同的省略、替 改。因此，本發明之範圍係由附屬之申請專利範圍 由上述所界定。所有接近申請專利範圍之均等意義 之變化均包含於其範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖係根據先前技術之印刷電路板的前視圖 剔面圖。 第 2圖係根據先前技術進行外形補償之基材 圖。 第3圖係根據本發明揭露之實施例的印刷電路 微米的 卜於 10 之襯墊 制本發 製造系 墊位置 或非線 且印刷 徵，但 下對描 換與修 而不是 與範圍 與放大 的前視 板製造 13 200906247 方法之圖示。 第4圖係根據本發明揭露之實施例的印刷電路板製造 方法之流程圖。 第5圖係根據本發明揭露之實施例的印刷電路板製造 系統之概略圖示。 第6圖係根據先前技術與本發明揭露之實施例的導通 孔數目以及距離（實際的導通孔與理想上一致的導通孔之 間）之分布圖。 【主要元件符號說明】 100、 200 ' 202 絕緣板 120 > 220 ' 222 、 402 ' 502 130 ' 408 通孔 404 第二絕緣層 4 1 0、5 1 0 影像感應器 422、522 雷射源 500、600 基材 540 支撐部件 604 實際的導通孔 110、 210、 212 基準標記 襯墊 400 第一絕緣層 406、504 導通孔 420、520 雷射應用部件 424、524 檢流計 530 控制部件 602 理想上一致的導通孔 14

Claims (1)

1. 200906247 十、申請專利範圍： 1. 一種製造印刷電路板之方法，其至少包含： 提供一基材，該基材包括一襯墊與一覆蓋該襯墊之絕緣 層； 取得該基材之一影像； 藉由分析該基材之影像取得該襯墊之位置資訊； 藉由移除該絕緣層上對應於該襯墊之位置資訊的一部 分而形成一導通孔（via hole);以及 以一傳導性材質填充該導通孔而形成一通孔（via)。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中取得該襯墊之 位置資訊的步驟包括在該基材之影像中取得對應於該 襯墊之區域的一中心座標。

   3 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該導通孔 的步驟包括雷射鑽孔處理。 4.如申請專利範圍第3項所述之方法，其中形成該導通孔 的步驟包括： 基於該襯墊之位置資訊而產生用以形成該導通孔之一 控制信號；及 考量該控制信號而對與該襯墊之位置資訊相對應的該 絕緣層部分應用雷射。 15 200906247 5 . —種印刷電路板製造系統，其使用包括有一襯墊與一覆 蓋該襯墊之絕緣層的一基材，該系統至少包括： 一影像感應部件，用以取得該基材之一影像； 一控制部件，用以產生形成導通孔之一控制信號；及 一雷射應用部件，其考量該控制信號而對與該襯墊之位 置資訊相對應的該絕緣層部分應用雷射。 16