TW201330737A - 在電路板上形成通孔之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭示一種在電路板上形成通孔之方法，該電路板包括一絕緣層和設置於該絕緣層上、下之金屬層，該形成通孔之方法包括以下步驟：選擇性地移除各金屬層的一部分，該處金屬層將會形成通孔，藉以使該絕緣層曝光；以及移除該已曝光之絕緣層，其中移除已曝光絕緣層之步驟包括化學溶脹該已曝光之絕緣層並移除該受溶脹之絕緣層。

Description

在電路板上形成通孔之方法
本發明所揭示具體實施例之方法係關於在電路板上形成作為導電通路之通孔，特別是關於在電路板上形成通孔之方法。
本申請案在此聲明以2012年01月03日提出申請之韓國專利申請第10-2012-0000603號案主張優先權，該申請之全部內容已合併於本說明中作為參考。
隨著電子產業迅速地發展，已經發展各種電子元件封裝與電路板等領域中的技術。尤其，由於電子產品日益輕薄而微型化，對於在基板上形成精細電路圖案、輸入/輸出(I/O)端子數量增加、及提供具有二或不同功能封裝等的需求已然提升。
據此，形成一電路板作為一多層電路板，各層之導體藉由各通孔互相電性連接。經由將該電路板穿孔、填充一導電膠至該通孔、以及進行電鍍/無電鍍法而形成一通孔。
傳統相關技術中形成通孔之方法，例如機械鑽孔法和雷射鑽孔法葉已揭示而為人們所了解。
本發明之一或多個具體實施例係提供一種在電路板上形成通孔之方法，藉以獲得與相關技術之機械 鑽孔和雷射鑽孔法一樣的品質。當使用該例示具體實施例的方法，可以降低電路板的製造成本及加快通孔形成的速度。
根據一具體實施例之實施態樣，係提供一種在電路板上形成一通孔之方法，該電路板包含一絕緣層和一分別設置於該絕緣層之上、下面金屬層，該形成通孔的方法包括以下實施製程：選擇性地移除要形成通孔之位置之部分的金屬層，使得該絕緣層曝光；及移除該受到曝光之絕緣層。如有需要可藉由一去除膠渣製程和(或)一電鍍製程處理該通孔之內側壁，在形成該通孔之後，預定的電路圖案係於各金屬層上形成。
所述移除該受曝光之絕緣層可包含化學溶脹該受到曝光之絕緣層以及移除該受溶脹之絕緣層
當該絕緣層包含一玻璃結構材料，該移除該受到曝光之絕緣層可又包含在移除該受溶脹之絕緣層之前或之後對該玻璃結構材料進行一次或多次蝕刻。
該選擇性移除各金屬層之一部分可包含以下實施製程：在各金屬層之表面塗覆一光敏抗蝕劑；將該光敏抗蝕劑曝光與顯影以依據該通孔之圖案使各金屬層曝光；及蝕刻個受到曝光之金屬層以移除該等金屬層，並且可另包含在蝕刻各受到曝光之金屬層後移除餘留之光敏抗蝕劑之實施製程。
可將一種選自如高錳酸鈉或氫氧化鈉之鹼性溶液、如丙酮等之有機溶劑以及其他酸性溶液之群組所 組成之溶劑用於使該曝光之絕緣層化學溶脹。經由對該受到曝光之絕緣層進行化學溶脹，由於外部衝擊而能輕易地分離分子間的組合，因此可以充分減少構成一部分絕緣層之樹脂基體的分子間作用力。
可使用一超音波或高壓水噴柱來移除該受溶脹之絕緣層。
可使用介於28至40千赫(kHz)之超音波來移除該受溶脹之絕緣層。
可使用壓力為5公斤/平方公分(kg/cm2)之高壓水噴柱來移除該受溶脹之絕緣層。
該化學溶脹受到曝光之絕緣層之實施可減少該絕緣層一預定範圍的分子間作用力。
根據另一例示具體實施例之實施態樣，係提供一種在電路板上形成通孔之方法，該方法包括以下實施製程：設置一絕緣層，該絕緣層之第一表面具有第一金屬層，其與第一表面相對之第二表面具有第二金屬層；藉由分別移除部分的第一和第二金屬層而分別使該絕緣層之第一和第二表面曝光；藉由加諸一化學溶劑至該絕緣層的受到曝光部分以減少該絕緣層之分子間作用力；施加一物理性外力以移除該絕緣層之受到曝光部分，藉此形成該通孔；以及對該通孔之內側壁實行一除膠渣製程。
所述絕緣層可包含一玻璃結構材料，所述方法亦可包含蝕刻該玻璃結構材料。
使部分的第一和第二金屬層曝光可包含以下實施製程：分別在第一和第二金屬層之一表面塗覆一光敏抗蝕劑；將該光敏抗蝕劑曝光與顯影，已依據該通孔之圖案分別使第一和第二金屬層曝光；及蝕刻各受到曝光第一和第二金屬層以個別移除部分的第一和第二金屬層。
茲將參照附加圖示詳細說明各例示具體實施例。在各圖示中，在不妨礙對本發明概念的瞭解下，可以在本發明之概念範圍內示意性簡化或部分省略相應的製程和元件，將由相同或相似的圖號來表示相同或相似的元件。
第1A~1D圖係一電路板100之示意剖視圖，用以繪示經選擇性移除各將要形成通孔之金屬層20以曝光一絕緣層10之實施方式，其中該通孔係依據一例示具體實施例之方法而在該電路板100上形成。
參照第1A圖，該電路板100包含一絕緣層10和二分別設置於該絕緣層10之上、下面的金屬層20。該電路板100可能類似一銅箔基板(CCL)。該電路板100可為一用於半導體晶片封裝或印刷電路板(PCB)之電路板。
預定的電路圖案係設置於各金屬層20上。該絕緣層10支撐該電路板100並阻礙各金屬層20之間的 電性連接。因此，藉由該絕緣層10在各金屬層20之間之預定位置形成數個用於電性連接之通孔。
第1A~1D圖係繪示經選擇性移除金屬層20以使絕緣層10曝光之實施方式，又被稱作窗孔形成實施方式，其中孔洞係依據一例示具體實施例之方法在電路板100上形成。要移除該等金屬層20之位置以及將經過該等金屬層20曝光之一相對應的絕緣層10的位置皆是在設計用於該電路板100之電路圖案時事先預定的。
根據預定電路圖案來移除該金屬層20之實施製程，可經由使用一光刻製程及蝕刻該金屬層20以選擇性使與各通孔相對應之金屬層20曝光而實行。
在移除該金屬層20之實施製程中，係將一光敏抗蝕劑30塗覆於各金屬層20之一表面上，該光敏抗蝕劑30經使用一通孔圖案遮罩(未顯示輿圖中)而受到曝光與顯影以形成該光敏抗蝕劑30之預備圖案，用以選擇性地使該金屬層20各通孔將要形成之位置對應之部分曝光(參見第1B圖)。隨後，經由以該光敏抗蝕劑30之預備圖案將該金屬層20之未曝光部分遮覆之形式使用一蝕刻劑將該金屬層20之受曝光部分移除。因此，該絕緣層10與通孔圖案相對應之部位受到曝光(參見第1C圖)。
可在一通孔於絕緣層10形成之前或之後將餘留之光敏抗蝕劑30的預備圖案移除。然而，由於與一 用於溶脹該受曝光之絕緣層10之化學劑起作用，形成通孔的品質可能下降，可以在該金屬層20受到蝕刻(參見第1D圖)後立即移除該光敏抗蝕劑30之預備圖案。
第2A、2B係根據一例示具體實施例藉由移除由於窗洞形成法而受到曝光之絕緣層10而形成一通孔40之實施方式。形成該通孔40之實施方式首先包含化學溶脹一受曝光之絕緣層10之(第2A圖)前處理操作，然後進行物理性性移除該溶脹的絕緣層10(第2B圖)。當該絕緣層10包含一樹脂基體之玻璃結構材料，如玻璃布，玻璃纖維，和玻璃填料(未圖示)，形成該通孔40之實施製程又可包含經使用一酸性溶液，例如氫氟酸(HF)或一習知的玻璃蝕刻劑，蝕刻該絕緣層10以移除該玻璃布之步驟。
在上述例示具體實施例中，該通孔40之形成係經由依序進行上述二特定的處理製程而實行，以便不僅能高速形成該通孔40並且獲得好的品質。亦即，個別進行此二實施製程而同時形成數個通孔，以至可以加快形成該通孔的速度。此外，當該通孔40只有在溶解該絕緣層10時形成，該通孔40之內側壁可被溶解。據此，一設置於該金屬層20下方之絕緣層10之內部區域亦被溶解，從而大大幅降低形成該通孔40之品質。與之相反，當僅使用物理性方法來移除該曝光之絕緣層10，而未經溶脹該絕緣層10之預先 處理時，該電路板100或通孔40之內側壁由於加諸於該電路板100之負載可能遭受損壞。因此，根據此例示具體實施例，該通孔40可經施加一不損壞該電路板100之物理性外力而機械性顯著地形成，其中藉由化學預先處理而曝光之絕緣層10的分子間作用力係減至一預定範圍內。可經由使用一超音波或高壓水噴柱而施加該物理性外力。因此，可同時達到形成高品質之通孔40以及加快形成該通孔40之速度。
對於該受曝光之絕緣層10進行化學溶脹，使得用以形成該絕緣層10之聚合物基體材料之分子間組合由於使該絕緣層10與具有與該絕緣層10親合之預定化學溶劑S作用的外部衝擊而能輕易分離。上述化學溶脹可藉由將該化學溶劑S浸漬於該電路板100或藉由噴灑該化學溶劑S至該電路板100上而加以進行。
用於化學溶脹之化學溶劑S的類型並沒有特別限制於此，而可以適當選用形成絕緣層10、與該絕緣層10親合之材料。例如，化學溶劑S可為一選自如高錳酸鈉或氫氧化鈉等之鹼性溶液、如丙酮等之有機溶劑、以及其他酸性溶液所組成之溶劑。當該絕緣層10的基體材料是環氧材料，化學溶劑S可能是一種選自習知的酸性溶液而組成，其中可能發生環氧溶脹之溶劑，例如鹼性或中性蝕刻劑。
可適當地控制實施溶脹之溫度或時間長度，以在 不對電路板100施加過大之附載或由於絕緣層10過度溶脹下不完全溶解該絕緣層10。溫度可控制在介於室溫和大約攝氏90度之間，時間長度可限制在大約10分鐘。
可運用一由高輸出超音波或高壓水噴柱傳送之物理性外力P來進行所述的物理性移除該受溶脹之嚼絕緣層10。外力P的方向可與該電路板100垂直。可選擇使外力P之強度不至於損壞電路板100。例如，可將超音波控制在大約28至40千赫(kHz)的範圍，將水射流的壓力控制在大約5公斤/平方公分(kg/cm2)的範圍。如上所述，當該絕緣層10包含一以樹脂基體構成之玻璃布，如有必要，在進行超音波或水壓處理之前或之後，可能要使用氫氟酸(HF)來反覆進行玻璃蝕刻好幾次，用以將物理性移除該絕緣層10時可能仍殘留之玻璃布移除。
第3A、3B圖顯示電路板100之剖面照片，其中通孔40形成時具有較佳的品質。第3A圖顯示絕緣層10受到化學溶脹時的情形。該絕緣層10係在一窗口之垂直方向(金屬層20被移除之一個區域)受到化學溶脹。第3B圖顯示藉由一高輸出超音波或高壓水噴柱從絕緣層10移除樹脂和玻璃布以及清楚形成通孔40內側壁之情形。
第4A~4C圖係電路板100之示意剖視圖，用以繪示通孔40形成後如第2A、2B圖所示之製造該電 路板之實施方式。可藉由移除塗抹在通孔40內壁上之環氧樹脂之除膠渣製程來處理通孔40之內側壁，而該通孔40經由使用如硫酸，鉻酸，或高錳酸鹽等溶劑而在該電路板100上形成，接著一電鍍層50藉由電鍍/無電鍍法形成，用以使該金屬層20導電(參見第4A圖)。之後，使用光刻製程將一光敏抗蝕劑30’塗覆於該金屬層20上，該光敏抗蝕劑30’隨即受到曝光與顯影。之後，形成與各電路圖案對應之光敏抗蝕劑30’的預備圖案，接著該金屬層20受到蝕刻而形成一金屬電路層21(參見第4B圖)。隨後，在移除該光敏抗蝕劑30之預備圖案後，將一光阻焊劑(PSR)60塗覆於該金屬電路層21，藉此完成該電路板100之製造(參見第4C圖)。
如上所述，在根據一例示具體實施例在一電路板形成一通孔40之方法中，係同步形成數個通孔，以便降低成本及加快形成該通孔40之速度。此外，由於施行二個實施製程：化學溶脹一絕緣層10及物理性移除該絕緣層10，因此可獲得高處理精度。
雖然本發明之各例示實施例僅用以作為圖示說明，熟習該項技術者應知悉各種修改而沒有偏離以下申請專利範圍所定義之本發明的概念皆是有可能。
以上参照附圖說明了本發明的實施事例，但是，應理解本發明所屬領域的技術人員在不脫離本發明的技術思想或不改變必要特徵的範圍內可以實施為 其他的具體形態。因此，以上所述的實施例只不過是用來舉例說明而已，並不限定本發明之權利範圍。
100‧‧‧電路板
10‧‧‧絕緣層
20‧‧‧金屬層
30、30'‧‧‧光敏抗蝕劑
S‧‧‧化學溶劑
P‧‧‧物理性外力
40‧‧‧通孔
21‧‧‧金屬電路層
50‧‧‧電鍍層
60‧‧‧光阻焊劑
上述和(或)其他實施態樣將可藉由各例示具體實施例之詳細說明與附加圖示而更加清楚明白，其中：第1A至1D圖係一電路板之示意剖視圖，用以說明經由選擇性移除各金屬層使一絕緣層曝光之實施方式，其中一通孔係依據一例示具體實施例之在電路板上形成通孔之方法而在該金屬層形成；第2A及2B圖係第1A至1D圖所示電路板之示意剖視圖，用以說明經由移除該受到曝光之絕緣層以形成一通孔之實施方式；第3A及3B圖係顯示於第2圖所示之電路板形成一通孔的照片；及第4A至4C圖係如第2A及2B圖所示形成該通孔後製造該電路板之示意剖視圖。
10‧‧‧絕緣層
20‧‧‧金屬層
40‧‧‧通孔
P‧‧‧外力

Claims (14)

  1. 一種在電路板上形成通孔之方法，該電路板包括一絕緣層和一分別設置於該絕緣層之上、下面的金屬層，該方法包括：選擇性地移除各金屬層之一部分，該金屬層上將要形成通孔，藉以使該絕緣層曝光；及移除該受到曝光之絕緣層；其中移除該受到曝光之絕緣層包括化學溶脹該受到曝光之絕緣層以及移除該受到溶脹之絕緣層的製程。
  2. 如申請專利範圍第1項之在電路板上形成通孔之方法，其中該絕緣層包括一玻璃結構材料，移除該受到曝光之絕緣層又包括蝕刻該玻璃結構材料的製程。
  3. 如申請專利範圍第2項之在電路板上形成通孔之方法，其中蝕刻該玻璃結構材料係在移除受到溶脹之絕緣層之前或之後實行。
  4. 如申請專利範圍第1項之在電路板上形成通孔之方法，其中選擇性移除各金屬層之一部份的實施製程包括：在各金屬層之一表面塗覆一光敏抗蝕劑；將該光敏抗蝕劑曝光與顯影以依據該通孔之圖案使各金屬層曝光；及 蝕刻各受到曝光之金屬層以移除各金屬層的一部分。
  5. 如申請專利範圍第4項之在電路板上形成通孔之方法，其中選擇性移除各金屬層之一部份尚包括移除在蝕刻各受到曝光之金屬層後餘留之光敏抗蝕劑。
  6. 如申請專利範圍第1項之在電路板上形成通孔之方法，其中該化學溶脹該受到曝光之絕緣層之製程係使用一種選自由酸、鹼、或中性蝕刻劑組成之溶劑。
  7. 如申請專利範圍第1項之在電路板上形成通孔之方法，其中係使用一種超音波來移除該受到溶脹之絕緣層。
  8. 如申請專利範圍第7項之在電路板上形成通孔之方法，其中係使用介於28至40千赫(kHz)之超音波來移除該受到溶脹之絕緣層。
  9. 如申請專利範圍第1項之在電路板上形成通孔之方法，其中係使用高壓水噴柱來移除該受到溶脹之絕緣層。
  10. 如申請專利範圍第9項之在電路板上形成通孔之方法，其中係使用壓力為5公斤/平方公分(kg/cm2)之高壓水噴柱來移除該受到溶脹之絕緣層。
  11. 如申請專利範圍第1項之在電路板上形成通孔之 方法，其中該化學溶脹受到曝光之絕緣層之製程係減少該絕緣層一預定範圍的分子間作用力。
  12. 一種在電路板上形成通孔之方法，包括以下實施製程：提供一絕緣層，該絕緣層之第一表面具有第一金屬層，其與第一表面相對之第二表面具有第二金屬層；藉由分別移除部分的第一和第二金屬層而分別使該絕緣層之第一和第二表面曝光；藉由加諸一化學溶劑至該絕緣層的受到曝光部分以減少該絕緣層之分子間作用力；施加一物理性外力以移除該絕緣層之受到曝光部分，藉此形成該通孔；及對該通孔之內側壁實行一除膠渣製程。
  13. 如申請專利範圍第12項之在電路板上形成通孔之方法，其中該絕緣層包括一玻璃結構材料，該方法又包括蝕刻該玻璃結構材料的製程。
  14. 如申請專利範圍第12項之在電路板上形成通孔之方法，其中分別將部分的第一和第二金屬層曝光之步驟包括以下製程：分別在第一和第二金屬層之表面塗覆一光敏抗蝕劑；將該光敏抗蝕劑曝光與顯影以依據該通孔之圖案分別使第一和第二金屬層曝光；及 將各受到曝光之第一和第二金屬層加以蝕刻使得部分的第一和第二金屬層曝光。
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