TW201350531A - 預浸材料及包含其之印刷電路板與印刷電路板製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種預浸材料及一種印刷電路板。預浸材料包括絕緣樹脂合成物。絕緣樹脂合成物浸潤於具有一纖維材料及一多孔支撐體之一基板內。印刷電路板包括作為一絕緣層之預浸材料。根據本發明，藉由使用混合纖維材料及多孔支撐體來作為基板，基板用於絕緣樹脂之浸潤及沉積多孔支撐體於纖維材料周圍來改善耐火性、減少重量及加強機械特性是可能的。再者，藉由結合多孔支撐體及一基本樹脂並沉積纖維材質於接收一力量之一主要結構部，用以強化部分或全部強度、增加製造產品、增加彎折強度、抗震、防火及耐久形態並確保改善熱膨脹係數是可能的。

Description

預浸材料及包含其之印刷電路板與印刷電路板製造方法
本發明係有關一種預浸材料及一種包含其之印刷電路板與一種印刷電路板之製造方法。
一印刷電路板(PCB)可作為於幾乎所有相關電子產業中之一基礎元件，相關電子產業包括資訊設備及電子產品。特別地是，由於近年來介於電子裝置及元件之小型及薄型化的整合，增加了連接至小型電子元件之基板的重要地位。
印刷電路板被分類為單側印刷電路板、雙側印刷電路板及多層印刷電路板。隨著科技的發展，多層產品之比例逐漸增加，因此導致其市場需求。由於多層產品形成新世代PCBs((嵌入PCBs等))之基礎，層疊製程已被視為是PCB產業中一關鍵角色。
一種PCB之一球閘陣列(ball grid array,BGA)產品係藉由嵌入一半導體於其上來作為一封裝件產品。然而，BGA產品及半導體產品之熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion,CTE)的差異所產生之問題對於產品品質上有負面影響。再者，於製造BGA產品的過程中，基板翹曲(warpage)在執行製程時導致例如是基板損壞或其他類似情況的缺陷，且成為尺寸誤差及各種偏心(eccentricity)之主要原因。
同時，於印刷電路板中，一絕緣層係形成於包括一電路圖案形成於其上之一基板上，且絕緣層主要係由一預浸材料(PPG)組成，預浸材料具有一典型地聚合物樹脂組成物(polymer resin composition)浸潤(impregnate)於玻璃纖維內之結構。
構成絕緣層之玻璃纖維係用以供給絕緣層之機械強度及尺寸穩定度。再者，聚合物樹脂組成物包括一銅箔、一聚合物樹脂、一固化劑、一阻燃劑、一無機填充物。一聚合物樹脂用以作為玻璃纖維之黏著及介層絕緣，固化劑用以固化(交叉連結)樹脂以增加物理/化學強度，阻燃劑作為火焰阻隔，無機填充物用以提供機械強度、尺寸穩定度及火焰阻隔。
參照第1圖中，一現今使用之預浸材料10具有由一聚合物樹脂11、一無機填充物12及一玻璃纖維13層疊之結構中。由於數層間CTE之差異，結構導致翹曲及基板之尺寸不穩定，產品中之一溫度梯度(temperature gradient)(由於新產品((例如是一金屬核))的熱輻射方向不協調)，降低了產品之單一性及 產量。
絕緣層係由於一半固化狀態之預浸材料所組成，及為了克服由於預浸材料中CTE差異之問題，已經分別地著手研究於聚酯物樹脂、無機填充物及玻璃纖維之改善。
其中，研究無機填充物及玻璃纖維之改善是居於首位的，但由於無機填充物於光學/機械研磨中具有一負面影響後，無機填充物之種類及含量被受到限制。
以玻璃纖維而言，藉由改善玻璃性質及纖維結構之性質和減少玻璃纖維直徑，以降低CTE、維持絕緣層之機械強度(此為一項傳統的功能)及維持尺寸穩定度與彈性(形狀彈性及體積彈性)穩定度或類似情況之技術已被試驗，但卻由於製程科技而有所限制。
就使用現存的玻璃纖維作為支撐所製造之預浸材料而言，CTE會依據玻璃纖維之種類及纖維結構之方向而改變，使得例如是基板的翹曲、尺寸誤差或其他類似情況之問題可能會發生。因此，基板可以具有耐壓性(compression resistance)，但不易抵抗翹曲、扭力或張力。
再者，對玻璃纖維而言，為了使CTE差異降至最低，無機填充物於絕緣樹脂組成物中的含量受到限制，且無機填充物相互結塊之問題仍然存在。因此，解決此問題之方法是有需要的。
同時，為了執行一高密度產品，於印刷電路板中， 一線路圖案變得更精細，且一線路方法自一遮罩方法(tenting method)被轉換至一半加成製程(semi-additive process,SAP)方法。
遮罩方法係為一種形成一線路圖案於一預浸材料100之方法，如第2圖中所示，預浸材料100使用銅箔基板(copper clad laminate,CCL)之一銅箔層140及一電鍍層130。
SAP方法係為一種藉由形成一電鍍層130以形成一線路圖案之方法，電鍍層130形成於一種子層通過無電電鍍140形成於一預浸材料100之後而不需要形成一線路，如第3圖中使用一銅箔基板之銅所形成之線路，而問題是界於種子層140及預浸材料100之附著性較低。
因此，為了應用如第4圖中所示之SAP方法，以一預浸材料製造一產品之方法開始被使用，預浸材料包括一底漆樹脂(primer resin)或一鹼溶性層(alkaline-soluble layer)。
請參照第4圖中，一鋁箔120被層疊於包括一底漆樹脂層或一鹼溶性層(alkaline-soluble layer)110之一預浸材料100上，執行研磨及去汙製程(desmear processe)及藉由一完全蝕刻製程(full-etching process)移除銅箔120。接著，吸附一鈀金屬層(Pd layer)150，執行一化學銅電鍍140製程，使用一乾膜光阻(dry film resist,DFR)160形成一銅圖案130，及藉由執行剝除(stripping)及蝕刻形成一最終所需圖案(final desired pattern)。
然而，於完全蝕刻製程期間後，產生了例如是樹脂表面異常、不平整或低剝離強度(界於樹脂及線路間附著之劣化)之問題。因此，中和作用及烘烤製程被加入來用以改善，但中和作用及烘烤製程的附加並非一種根本解決方法且缺陷仍持續發生。
再者，由於CTE異常於半導體封裝期間產生之表面翹曲及翹曲情況。因此，由於低剝離強度及表面異常而具有線路故障之風險，且具有例如是缺乏耐壓性及高張力之未解決缺點。
因此，現今方法具有例如是圖案突起之高風險的缺點，由於許多不必要之製程(如：完全蝕刻、烘乾等製程)及不必要之材料的使用導致高製程成本，由於樹脂表面之異常、缺乏耐壓性及翹曲、扭力或張力之缺點導致精細線路圖案之高風險。因此，能克服此些問題之一印刷電路板是被需要的。
本發明係用以解決以預浸狀態使用之印刷電路板之絕緣層的支撐體與絕緣樹脂組成物間CTE之差異所產生之現有問題，於預浸狀態中，現存之絕緣樹脂組成物浸潤於支撐體內，支撐體例如是玻璃纖維或其他類似物。本發明之一目的係提供一種預浸材料，此預浸材料藉由使用一新的支撐體而能改善CTE差異所導致之問題且具有極佳之物理性質而不會造成基板翹曲、基板扭曲或類似情況。
再者，本發明之另一目的提供一種印刷電路板及一種印刷電路板之製造方法，印刷電路板包括一絕緣層，絕緣層由一預浸材料製成。
根據本發明之一方面以達成目的，提供一種預浸材料，預浸材料藉由浸潤一絕緣樹脂組成物(insulating resin composition)於一基板中所備製而成，基板包括一纖維材料及一多孔支撐體(porous support)。
纖維材料可以由選自至少一玻璃纖維、編織玻璃纖維(woven glass fibers)、編織氧化鋁玻璃纖維(woven alumina glass fibers)、玻璃纖維非編織布料(glass fiber non-woven fabrics)、二氧化矽玻璃纖維(silica glass fibers)、編織碳纖維(woven carbon fibers)、碳纖維(carbon fibers)、纖維非編織布料(cellulose non-woven fabrics)、聚合物編織布料(polymer fabrics)、氧化鋁纖維(alumina fibers)、矽碳化物纖維(silicon carbide fibers)、石棉(asbestos)、礦石綿(rock wool)、礦物綿(mineral wool)、石膏細絲(gypsum whisker)及其編織布料(woven fabrics)或非編織布料non-woven fabrics)、液晶聚酯(liquid crystal polyester)、聚酯纖維(polyester fibers)、氟化物纖維(fluoride fibers)、聚苯噁唑纖維(polybenzoxazole fibers)、具有聚醯胺纖維之玻璃纖維(glass fibers with polyamide fibers)、具有碳纖維之玻璃纖維(glass fibers with carbon fibers)、具有芳香聚酯之玻璃纖維(glass fibers with aromatic polyester)、玻璃紙 (glass paper)、雲母紙(mica paper)、氧化鋁紙(alumina paper)、牛皮紙(kraft paper)、棉紙(cotton paper)及紙玻璃結合紙(paper-glass combined paper)。
纖維材料可以是包括一布料或一紙張之形式。
多孔支撐體較佳地可具有200至2000m2/g之一特定表面積。
多孔支撐體之孔洞之尺寸較佳地可以是80微米或更小。
多孔支撐體可由選自至少一多孔無機材料(porous inorganic material)及至少一多孔聚合物(porous polymer)的至少一種所製成，多孔無機材料選自由氣凝膠(aerogel)、二氧化矽(silica)、熔融矽石(fused silica)、玻璃(glass)、氧化鋁(alumina)、白金(platinum)、鎳(nickel)、二氧化鈦(titania)、二氧化鋯(zirconia)、釕(ruthenium)、鈷(cobalt)及其組合所組成之群組；多孔聚合物選自由尿素樹脂(urea resin)、酚樹脂(phenol resins)、聚苯乙烯樹脂(polystyrene resins)及其組合所組成之群組。
絕緣樹脂組成物可以包括一基底樹脂(base resin)及一填充物。
基底樹脂可以為至少一環氧樹脂，其中環氧樹脂選自由選自苯酚酚醛型環氧樹脂(phenol novolac type epoxy resins)、甲酚酚醛型環氧樹脂(cresol novolac type epoxy resins)、 萘酚改質酚醛型環氧樹脂(naphthol modified novolac type epoxy resins)、雙酚A型環氧樹脂(bisphenol A type epoxy resins)、雙酚F型環氧樹脂(bisphenol F type epoxy resins)、聯苯型環氧樹脂(biphenyl type epoxy resins)及三苯型環氧樹脂(triphenyl type epoxy resins)所組成之群組的至少一酚基縮水甘油乙醚型環氧樹脂(phenol based glycidyl ether type epoxy resin)；具有雙環戊二烯骨架(dicyclopentadiene skeleton)之雙環戊二烯型環氧樹脂(dicyclopentadiene type epoxy resins)；具有萘骨架(naphthalene skeleton)之萘型環氧樹脂(naphthalene type epoxy resins)；二羥基苯并哌喃型環氧樹脂(dihydroxy benzopyran type epoxy resins)；縮水甘油胺型環氧樹脂(glycidylamine type epoxy resins)；三苯甲烷型環氧樹脂(triphenylmethane type epoxy resins)；四苯乙烷型環氧樹脂(tetraphenylethane type epoxy resins)及其混合樹脂所組成之群組。
多孔支撐體可以包括一填充物。
基底樹脂於絕緣樹脂組成物中之含量係為10至80重量百分比。
再者，根據達成本發明目的之另一實施例，提供一種印刷電路板，印刷電路板包括由如上所述之預浸材料所製成之一絕緣層。
根據本發明之一實施例，印刷電路板之一線路圖案可以藉由至少一方法所形成，方法係選自一半加成製程 (semi-additive process，SAP)方法、一修正半加成製程(modified semi-additive process，MSAP)方法及一進階修正半加成製程(advanced modified semi-additive process，AMSAP)方法所構成之群組。
印刷電路板之線路圖案可以形成於預浸材料中之一多孔支撐體上，及線路圖案可以形成於多孔載體之一表面上及多孔載體之一孔洞(pore)中。
根據本發明之一實施例中，絕緣層可以是一絕緣薄膜。
再者，根據本發明中用以達成目的之另一實施例，提供一多層印刷電路板，多層印刷電路板包括一絕緣層、一鋁箔及一聚合物薄膜(polymer film)。絕緣層由預浸材料製成，鋁箔及聚合物薄膜形成於絕緣層之至少一上表面及一下表面。
根據本發明之一實施例中，絕緣層可以包括例如是複數層，及複數個纖維材料之類型及形狀可以是彼此不同地。
根據本發明之一實施例中，複數絕緣層可以包括預浸材料，預浸材料於一上表面及一下表面中具有非對稱結構。
同時，本發明之另一目的提供一種用以製造一印刷電路板之方法，方法包括形成一絕緣層於預浸材料上，預浸材料由一多孔支撐體及一纖維材料所製成；暴露一多孔支撐體之一部分結構，多孔支撐體包括於絕緣層中；執行一化學銅電鍍(chemical copper plating)於多孔支撐體上；及形成一線路圖案 於多孔支撐體上。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10、100、200‧‧‧預浸材料
11‧‧‧聚合物樹脂
12‧‧‧無機填充物
13‧‧‧玻璃纖維
110‧‧‧鹼溶性層
120‧‧‧鋁箔
130‧‧‧電鍍層
140‧‧‧銅箔層
150‧‧‧鈀金屬層
160‧‧‧乾膜光阻
211‧‧‧基底樹脂
212‧‧‧填充物
213‧‧‧多孔支撐體
214‧‧‧纖維材料
215‧‧‧基板
220‧‧‧絕緣層
230‧‧‧線路圖案
本發明中之較佳實施例，將配合下列圖式作為說明。然其本發明中之較佳實施例並非用以限定本發明。本說明書中省略了一些習知的組成構件以及處理過程技術，並非用以隱藏本發明中之必要技術。本說明書內容揭露本發明之功能，同時可依據不同使用者或是操作者所需做更動。實施例內容根據本發明中之技術詳述如下。
第1圖繪示一絕緣層之一預浸材料之一結構。
第2圖繪示使用一遮罩方法形成一電路圖案之一方法。
第3圖繪示使用一SAP方法形成一線路圖案之一方法。
第4圖繪示以一SPA方法使用一底漆樹脂形成一線路圖案之一方法。
第5圖繪示根據本發明一實施例中之一預浸材料之一結構。
第6圖繪示根據本發明一實施例中之一印刷電路板。
第7圖繪示根據本發明一實施例中製造一印刷電路板之一製程。
第8圖繪示使用一多孔支撐體作為一線路圖案之一支撐體之一印刷電路板。
第9至11圖繪示根據本發明之一實施例中包括一預浸材料絕 緣層之一多層印刷電路板之一結構。
以下將配合所附圖式，對於本發明之範例實施例進行詳細說明。
此處所用的術語僅係用於描述特殊的範例實施例，而非限制本發明。在說明書中，單數形式包括複數形式，除非上下文另有清楚地說明。當術語「包括」及/或「包含」於此使用時，除了所述的形狀、數量、步驟、操作、元件及/或其組合外，並不排除其他形狀、數量、步驟、操作、元件及/或其組合。
本發明係有關於預浸材料及印刷電路板，預浸材料藉由浸潤絕緣樹脂組成物於多孔支撐體中而形成，印刷電路板包括作為絕緣層之預浸材料。
根據本發明一實施例中之一預浸材料200繪示於第5圖。
本發明之預浸材料200具有一基板215之一結構，基板215包括一多孔支撐體213及一纖維材料214，基板215預浸於一絕緣樹脂組成物中，絕緣樹脂組成物包括一基底樹脂211及一填充物212。
在過去，當使用僅包括玻璃纖維之一預浸材料製造一產品時，內部局部機械特性是安全地，但一熱膨脹係數根據布料(纖維)之方向產生改變，因此產生了缺陷。
因此，本發明中，藉由克服多孔載體之缺點，纖維材料包括於多孔支撐體中，以作為絕緣樹脂組成物之基板。多孔載體具有由於耐熱性、寬表面範圍及CTE的無方向性之一些風險，但具有低機械強度。
根據本發明之纖維材料可以由選自至少一玻璃纖維、編織玻璃纖維(woven glass fibers)、編織氧化鋁玻璃纖維(woven alumina glass fibers)、玻璃纖維非編織布料(glass fiber non-woven fabrics)、二氧化矽玻璃纖維(silica glass fibers)、編織碳纖維(woven carbon fibers)、碳纖維(carbon fibers)、纖維非編織布料(cellulose non-woven fabrics)、聚合物編織布料(polymer fabrics)、氧化鋁纖維(alumina fibers)、矽碳化物纖維(silicon carbide fibers)、石棉(asbestos)、礦石綿(rock wool)、礦物綿(mineral wool)、石膏細絲(gypsum whisker)及其編織布料(woven fabrics)或非編織布料non-woven fabrics)、液晶聚酯(liquid crystal polyester)、聚酯纖維(polyester fibers)、氟化物纖維(fluoride fibers)、聚苯噁唑纖維(polybenzoxazole fibers)、具有聚醯胺纖維之玻璃纖維(glass fibers with polyamide fibers)、具有碳纖維之玻璃纖維(glass fibers with carbon fibers)、具有芳香聚酯之玻璃纖維(glass fibers with aromatic polyester)、玻璃紙(glass paper)、雲母紙(mica paper)、氧化鋁紙(alumina paper)、牛皮紙(kraft paper)、棉紙(cotton paper)及紙玻璃結合紙(paper-glass combined paper)。
纖維材料可以是包括一布料或一紙張之形式。
請參照第5圖中，由於根據本發明之多孔支撐體213具有包括許多孔洞(pore)之一多孔結構，而具有一寬表面面積。舉例來說，根據本發明中之多孔支撐體213較佳地具有一200至2000m2/g之一特定表面積。
當根據本發明中多孔支撐體213之特定表面積小於200 m2/g時，耐熱性係為不足夠。再者，當多孔支撐體213之特定表面積太大而超過2000 m2/g時，由於機械特性的惡化而不佳地。
再者，根據本發明之多孔支撐體213具有極佳地熱穩定性及熱膨脹係數的無方向性之特性。因此，根據本發明之多孔支撐體213較佳地可以使用於將例如是基板翹曲及尺寸不穩定等問題降至最低。此些問題是由於使用於根據纖維方向之傳統支撐體的玻璃纖維之熱膨脹係數改變而導致。再者，在玻璃纖維之情況下，於絕緣樹脂組成物中填充物之含量受到限制而將不同熱膨脹係數之差異降至最低，並且產生填充物結塊(agglomeration)。
然而，如第5圖中所示，當使用根據本發明中之多孔支撐體，填充物212可以導入((introduce))多孔支撐體213之間，使得將填充物結塊之情況降至最低是可能的。再者，多孔支撐體213之特性可藉由包括纖維材料214來加強。
也就是說，本發明中，填充物可包括於絕緣樹脂組 成物中或預先包括於絕緣樹脂組成物及多孔支撐體中。當填充物被包括於多孔支撐體中時，填充物可以藉由噴塗等方式預先分配於多孔支撐體之孔洞中。在此情況下，藉由非均勻分佈填充物來克服結塊情況是可能的。
根據本發明中多孔支撐體213之孔洞之尺寸係小於80微米，根據預浸填充物之導入及分配情況較佳地為0.01至30.00微米。
根據本發明之具有上述性質之多孔支撐體可以由選自至少一多孔無機材料及至少一多孔聚合物的至少一種所製成，多孔無機材料選自由氣凝膠(aerogel)、二氧化矽(silica)、熔融矽石(fused silica)、玻璃(glass)、氧化鋁(alumina)、白金(platinum)、鎳(nickel)、二氧化鈦(titania)、二氧化鋯(zirconia)、釕(ruthenium)、鈷(cobalt)及其組合所組成之群組；多孔聚合物選自由尿素樹脂(urea resin)、酚樹脂(phenol resins)、聚苯乙烯樹脂(polystyrene resins)及其組合所組成之群組，且其中以氣凝膠係為最佳。
由於根據本發明之多孔支撐體可具有平均的分佈而具有極佳物理性質，且能夠簡單地替換先前技術中使用之支撐體，預浸材料可輕易地被製造。
同時，根據本發明之絕緣樹脂組成物可以包括基底樹脂及填充物。絕緣樹脂組成物係用於層間絕緣，使用於現存絕緣層中及具有極佳絕緣性質之聚合物樹脂可使用作為基底樹脂。
根據本發明，具有不同形狀之環氧樹脂可用作為基底樹脂。舉例來說，環氧樹脂可以為選自由選自苯酚酚醛型環氧樹脂(phenol novolac type epoxy resins)、甲酚酚醛型環氧樹脂(cresol novolac type epoxy resins)、萘酚改質酚醛型環氧樹脂(naphthol modified novolac type epoxy resins)、雙酚A型環氧樹脂(bisphenol A type epoxy resins)、雙酚F型環氧樹脂(bisphenol F type epoxy resins)、聯苯型環氧樹脂(biphenyl type epoxy resins)及三苯型環氧樹脂(triphenyl type epoxy resins)組成之群組之至少一酚基縮水甘油乙醚型環氧樹脂(phenol based glycidyl ether type epoxy resin)；具有雙環戊二烯骨架(dicyclopentadiene skeleton)之雙環戊二烯型環氧樹脂(dicyclopentadiene type epoxy resins)；具有萘骨架(naphthalene skeleton)之萘型環氧樹脂(naphthalene type epoxy resins)；二羥基苯并哌喃型環氧樹脂(dihydroxy benzopyran type epoxy resins)；縮水甘油胺型環氧樹脂(glycidylamine type epoxy resins)；三苯甲烷型環氧樹脂(triphenylmethane type epoxy resins)；四苯乙烷型環氧樹脂(tetraphenylethane type epoxy resins)及其混和樹脂所組成之群組的至少一種。
更特別地是，環氧樹脂可以是N,N,N',N'-四縮水甘油-4,4'-甲基苯胺(N,N,N',N'-tetraglycidyl-4，4'-methylenebisbenzenamine)、鄰甲酚甲醛酚樹脂之聚縮水甘油乙醚(polyglycidyl ether of o-cresol-formaldehyde novolac)或其混 合物。
環氧樹脂佔電路板全部成分之含量較佳地可以為10到80重量百分比，於含量落於上述範圍之情況下，絕緣組成物及金屬(例如是銅或其他類似物)間之黏著力可以被改善，且抗化學性、熱性質及尺寸穩定性可以被改善。
另外，根據本發明之填充物可以包括一有機填充物及無機填充物，並包括選自由天然矽石(natural silica)、熔融矽石(fused silica)、非晶形二氧化矽(amorphous silica)、中空二氧化矽(hollow silica)、氫氧化鋁(aluminum hydroxide)、水鋁土(boehmite)、氫氧化鎂(magnesium hydroxide)、氧化鉬(molybdenum oxide)、鉬酸鋅(zinc molybdate)、硼酸鋅(zinc borat)、錫酸鋅(zinc stannat)、硼酸鋁(aluminum borate)、鈦酸鉀(potassium titanate)、硫酸鎂(magnesium sulfate)、碳化矽(silicon carbide)、氧化鋅(zinc oxide)、氮化矽(silicon nitride)、氧化矽(silicon oxide)、鈦酸鋁(aluminum titanate)、鈦酸鋇(barium titanate)、鈦酸鍶鋇(barium strontium titanate)、氧化鋁(aluminum oxide)、鋁(alumina)、黏土(clay)、高嶺土(kaolin)、滑石(talc)、煅燒黏土(calcined clay)、煅燒高嶺土(calcined kaolin)、煅燒滑石(calcined talc)、雲母石(mica)、短玻璃纖維及其混和物所組成之群組的至少一無機填充物，但並特別不侷限於此。
舉例來說，有機填充物的一個範例包括環氧樹脂粉 末、三聚氰胺樹脂粉末(melamine resin powder)、尿素樹脂粉末(urea resin powder)、苯代三聚氰胺樹脂粉末(benzoguanamine resin powder)、苯乙烯樹脂(styrene resin)及其類似物，但並不侷限於此。
再者，根據本發明之絕緣樹脂組成物可以更包括添加物，例如是填充物、軟化劑、塑化劑、抗氧化劑、阻燃劑、阻燃輔料(flame retardant adjuvant)、潤滑劑、抗靜電劑、著色劑、熱安定劑、光安定劑、紫外線吸收劑、耦合劑、防沉澱劑或其類似物，只要本發明預浸材料之物理性質不惡化，添加物之種類及含量並不特別侷限。
根據本發明範例實施例之用於印刷電路版之絕緣樹脂組成物可以藉由以各種方法(例如是於室溫下混合、以熔融態混合或類似之方法)混合組成物來製備。
根據本發明之預浸材料可藉由相互混合絕緣樹脂組成物及多孔支撐體而形成。更特別的是，預浸材料可以藉由塗佈(apply)或浸潤絕緣樹脂組成物於多孔支撐體中、硬化產物，並接著移除溶劑來製成。浸潤方法的一個範例包括浸漬塗佈法(dip coating method)、滾軸塗佈法(roll coating method)或其他類似之方法，但並不侷限於此。
浸潤之絕緣樹脂組成物的含量可以是基於100重量百分比之多孔支撐體為100至30000重量百分比。當浸潤之絕緣樹脂組成物的含量係少於100重量百分比時，浸潤並不進行，當 絕緣樹脂組成物含量係大於30000重量百分比時，多孔支撐體之熱效應可能會惡化。
當絕緣樹脂組成物係以上述範圍浸潤，預浸材料之機械強度及尺寸穩定度可以改善。另外，預浸材料之黏著性被改善，使得與其他預浸材料之緊密黏著可以被改善。
再者，本發明中包括於基板內中之多孔支撐體可以包括填充物。舉例來說，在填充物預先分散於多孔支撐體的孔洞間之後，絕緣樹脂組成物可以浸潤於分散在多孔支撐體內之填充物中。
第6圖繪示根據本發明一實施例中之一印刷電路板。印刷電路板可以包括一絕緣層220，絕緣層220由具有一結構之一預浸材料製成，一絕緣樹脂組合物於一結構中，一絕緣樹脂組合物包括浸潤於一基板215內之一基底樹脂211及一填充物212，基板215包括繪示於第5圖中之一多孔支撐體213及一纖維材料214，及一線路圖案230形成於絕緣層之一表面或雙表面上。根據本發明之一實施例中，絕緣層可以是一絕緣薄膜(insulation film)。
第7圖繪示根據本發明一實施例中製造一印刷電路板之一製程。於一PET薄膜被層疊於由一多孔支撐體及一纖維材料備製而成之一預浸材料後，PET薄膜210被移除接著執行研磨。使用於此處之PET薄膜通常係為一脂溶性產品(fat-soluble product)，但不受限於此型態，因可以藉由一清潔製程(cleaning process)來被移除之一水溶性薄膜也可以被使用。
接著，執行一去汙製程(desmear process)。多孔支撐體213之一部分結構A藉由去汙製程被暴露出表面。以往，一單獨表面粗糙度應藉由去汙製程來形成，但於本發明中，於去汙製程期間由於多孔支撐體之部份結構被暴露出表面，一預定之粗糙度係形成於表面上，而不需一單獨表面處理製程。因去汙製程暴露之結構係利用一移除於執行研磨期間產生之污跡(smear)，汙跡係為當凹洞執行製程時，由於環氧樹脂黏著或融化於一凹洞之內部牆面之現象。
再者，當不執行以往使用之去汙製程時，多孔支撐體之部份結構可以被暴露出來，當備製多孔載體之預浸材料200時，藉由處理水溶性表面塗佈而不需去汙製程。表面粗糙度係藉由多孔支撐體之孔洞尺寸來決定，及表面形狀係藉由表面塗佈來調整。
因此，根據本發明中印刷電路板之一線路圖案230係形成於多孔支撐體213上。由於根據本發明之多孔支撐體內部具有許多孔洞，線路圖案230可以形成於多孔支撐體213之雙表面上及多孔支撐體213之內部孔洞中。因此，多孔支撐體213藉由於線路圖案230及一絕緣層間形成一物理性交互連結(physically cross-linked)之結構來改善內部附著力。
再者，於傳統產品中為了於一線路及一樹脂間形成一粗糙度，一鋁箔被層疊來用以轉換鋁箔之一粗糙度至被使用之 一預浸材料(當使用一銅箔時，於藉由一磨砂表面(matte surface)之一界面活性劑形成一電鍍層期間，一非電鍍缺陷可能會產生)、一底漆樹脂或一鹼溶性層之一表面上。然而，於本發明中，不是藉由利用例如是樹脂層之粗糙度，而是藉由多孔支撐體之粗糙度來確保附著度及克服例如是一樹脂表面異常之缺陷是可能的。
接著，吸附鉛250，執行一化學銅電鍍240製程及使用一乾膜光阻(dry film resist)260形成一電鍍層，使電鍍層形成線路圖案230，及藉由執行剝除(stripping)及蝕刻以形成一最終所需圖案(final desired pattern)。
如第8圖中所繪示，相較於藉由使用具有一寬表面面積之多孔支撐體213作為線路圖案230之一支撐體的一聚合物纖維，根據本發明中之印刷電路板可確保機械特性之穩定性。再者，由於根據本發明之多孔支撐體具有熱膨脹係數之非方向性，不會有翹曲或產品尺寸異常之情況。因此，於封裝期間，相對安全之技術優勢是可能的。於其他公司具有一低熱膨脹係數之材料的情況下由於結塊的產生，一無機填充物之含量相對地高且製程地惡化，但由於本發明可以應用一低熱膨脹係數。
再者，藉由附加多孔支撐體之結構及機械的方法，通過加熱及加壓以固化(curing)及耦合(coupling)是可以改善多孔支撐體之附著性。
再者，當浸潤包括多孔支撐體之預浸材料於樹脂中 時，例如是有機填充物被分佈於多孔氣凝膠中，相較於僅使用玻璃纖維作為一支撐體更有效於改善CTE。雖然預浸材料不能浸潤於樹脂中，於封裝件被表面處理以填充孔洞及剩餘部分被維持於一孔洞狀態之期間，由於只有一部分受到接觸，是可以應用至一熱輻射系統。
表面粗糙度可以藉由結構改變或多孔支撐體之調整來被調整，及藉由維持低表面粗糙度執行一較佳圖案化之能力。因此，於形成線路期間，藉由事先預防額外地缺陷(銅金屬殘留等)來應用一附加較佳線路，及可以藉由移除所產生之殘留銅金屬來將滲漏缺陷降至最低。
再者，於形成線路圖案中藉由未使用一銅箔可改善製程效率，因此直接處理於本發明中預浸材料之表面上之線路圖案，線路圖案具有相對高之CO2吸收速率。
第9圖至第11圖繪示根據本發明實施例中不同之印刷線路圖案。
請參照第9圖，印刷電路板可以是一銅箔基板，銅箔基板包括一絕緣層220及銅箔240，銅箔240形成於絕緣層之雙表面上。再者，雖未繪示，銅箔可以只形成於絕緣層之一表面上。
如上所述，絕緣層220係為一預浸材料，預浸材料藉由浸潤於本發明一實施例中之一絕緣樹脂組合物於包括一多孔支撐體及一纖維材料之一基板中所備製而成。
銅箔240係形成於絕緣層220上並熱處理以形成銅箔基板。一線路圖案可以藉由圖案化銅箔基板之銅箔240來形成。
再者，一聚合物薄膜可以被包括來用以取代銅箔240。
根據本發明之一實施例中，如第10圖所繪示，包括一絕緣層220之一上表面及下表面之預浸材料200a及200b可以具有不對稱之結構。
根據本發明之一實施例中，如第11圖所繪示，一絕緣層220可以由複數層220a及220b所組成，及包括複數個絕緣層之纖維材料214a及214b的類型及形狀可以是彼此不同。
由於是以預浸材料所製成本發明之絕緣層，絕緣層具有一導電線路圖案，絕緣層可以應用於所有需要介電絕緣之各種印刷線路板。
再者，根據本發明之一實施例中，印刷電路版之線路圖案可以藉由至少一方法所形成，方法係選自一半加成製程(semi-additive process，SAP)方法、一修正半加成製程(modified semi-additive process，MSAP)方法及一進階修正半加成製程(advanced modified semi-additive process，AMSAP)方法所構成之群組。
根據本發明之印刷電路板係被區分為用以固定元件於其上之母板(motherboard)及用以固定半導體於其上之積體電路(Integrated Circuit,IC)基板，，且依據材料種類，可以區分 成使用環氧樹脂(epoxy resin)、酚樹脂(phenol resin)及雙馬來醯亞胺-三氮雜苯(Bismaleimide Triazine,BT)之剛性基板、使用聚亞醯胺(polyimide)之軟性基板、例如是金屬芯基板、陶瓷芯基板、剛性可饒式基板、嵌入式基板及光學基板之特殊基板。再者，依據層數，印刷電路板可以區分成單側印刷電路板、雙側印刷電路板及多層印刷電路板，且根據形狀，印刷電路板可以區分成BGA、針閘陣列(Pin Grid Array,PGA)及閘格陣列(Land Grid Array,LGA)。本發明可以使用於上述不同之印刷電路板。
根據本發明，藉由使用一纖維材料及一多孔支撐體之混合作為一基板，基板用以一絕緣樹脂組合物之浸潤及沉積多孔支撐體於纖維材料之周圍，可以改善耐火性、減少重量及將強機械特性。再者，相較於藉由結合多孔支撐體之傳統產品，傳統產品係優於對抗張力卻弱於對抗抗壓強度(compressive strength)，及一基底樹脂係弱於對抗張力卻強於對抗抗壓強度，及沉積纖維材料於接收一力量之一主要結構部分，可以加強局部/全面地強度、增進產品之製造、增加彎曲壓力之阻力、耐震、防火及耐久性，及確保改善於一熱膨脹係數。
另外，雖然損壞從外部產生，損壞因鄰接的多孔支撐體不會被擴大，而僅局部產生，且負載壓力之物理性質因多孔結構而為極佳，使得印刷電路版之損壞可以降低。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所介定者為準。
200‧‧‧預浸材料
211‧‧‧基底樹脂
212‧‧‧填充物
213‧‧‧多孔支撐體
214‧‧‧纖維材料
215‧‧‧基板

Claims (22)

  1. 一種預浸材料，該預浸材料藉由浸潤一絕緣樹脂組合物(insulating resin composition)於一基板中所備製而成，該基板包括一纖維材料及一多孔支撐體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該纖維材料選自至少一玻璃纖維、編織玻璃纖維(woven glass fibers)、編織氧化鋁玻璃纖維(woven alumina glass fibers)、玻璃纖維非編織布料(glass fiber non-woven fabrics)、二氧化矽玻璃纖維(silica glass fibers)、編織碳纖維(woven carbon fibers)、碳纖維(carbon fibers)、纖維非編織布料(cellulose non-woven fabrics)、聚合物編織布料(polymer fabrics)、氧化鋁纖維(alumina fibers)、矽碳化物纖維(silicon carbide fibers)、石棉(asbestos)、礦石綿(rock wool)、礦物綿(mineral wool)、石膏細絲(gypsum whisker)及其編織布料(woven fabrics)或非編織布料non-woven fabrics)、液晶聚酯(liquid crystal polyester)、聚酯纖維(polyester fibers)、氟化物纖維(fluoride fibers)、聚苯噁唑纖維(polybenzoxazole fibers)、具有聚醯胺纖維之玻璃纖維(glass fibers with polyamide fibers)、具有碳纖維之玻璃纖維(glass fibers with carbon fibers)、具有芳香聚酯之玻璃纖維(glass fibers with aromatic polyester)、玻璃紙(glass paper)、雲母紙(mica paper)、氧化鋁紙(alumina paper)、牛皮紙(kraft paper)、棉紙(cotton paper)及紙玻璃結 合紙(paper-glass combined paper)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該纖維材料係包括於一布料(fabric)或一紙張(sheet)之內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該多孔支撐體具有200至2000m2/g之一特定表面積。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該多孔支撐體之孔洞之尺寸小於80微米。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該多孔支撐體係由選自至少一多孔無機材料(porous inorganic material)及至少一多孔聚合物(porous polymer)之至少一種所製成，該多孔無機材料選自由氣凝膠(aerogel)、二氧化矽(silica)、熔融矽石(fused silica)、玻璃(glass)、氧化鋁(alumina)、白金(platinum)、鎳(nickel)、二氧化鈦(titania)、二氧化鋯(zirconia)、釕(ruthenium)、鈷(cobalt)及其組合所組成之群組；該多孔聚合物選自由尿素樹脂(urea resins)、酚樹脂(phenol resins)、聚苯乙烯樹脂(polystyrene resins)及其組合所組成之群組。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該絕緣樹脂 組成物包括一基底樹脂及一填充物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之預浸材料，其中該基底樹脂係為至少一環氧樹脂，其中該環氧樹脂選自由選自苯酚酚醛型環氧樹脂(phenol novolac type epoxy resins)、甲酚酚醛型環氧樹脂(cresol novolac type epoxy resins)、萘酚改質酚醛型環氧樹脂(naphthol modified novolac type epoxy resins)、雙酚A型環氧樹脂(bisphenol A type epoxy resins)、雙酚F型環氧樹脂(bisphenol F type epoxy resins)、聯苯型環氧樹脂(biphenyl type epoxy resins)及三苯型環氧樹脂(triphenyl type epoxy resins)所組成之群組之至少一酚基縮水甘油乙醚型環氧樹脂(phenol based glycidyl ether type epoxy resin)；具有雙環戊二烯骨架之雙環戊二烯型環氧樹脂(dicyclopentadiene type epoxy resins)；具有萘骨架之萘型環氧樹脂(naphthalene type epoxy resins)；二羥基苯并哌喃型環氧樹脂(dihydroxy benzopyran type epoxy resins)；縮水甘油胺型環氧樹脂(glycidylamine type epoxy resins)；三苯甲烷型環氧樹脂(triphenylmethane type epoxy resins)；四苯乙烷型環氧樹脂(tetraphenylethane type epoxy resins)及其混和樹脂所組成的群組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之預浸材料，其中該多孔支撐體包括一填充物。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之預浸材料，其中該基底樹脂於該絕緣樹脂組成物中之含量係為10至80重量百分比。
  11. 一種印刷電路板，該印刷電路板包括根據申請專利範圍第1項中所述之該預浸材料所製成之一絕緣層。
  12. 申請專利範圍第11項所述之印刷電路板，其中該印刷電路板包括一線路圖案，該線路圖案藉由至少一方法所形成，該方法係選自一半加成製程(semi-additive process，SAP)方法、一修正半加成製程(modified semi-additive process，MSAP)方法及一進階修正半加成製程(advanced modified semi-additive process，AMSAP)方法所構成之群組。
  13. 申請專利範圍第12項所述之印刷電路板，其中該印刷電路板之該線路圖案係形成於一多孔支撐體上，該多孔支撐體於該預浸材料中，該線路圖案係形成於該多孔支撐體之一表面上及該多孔支撐體之一孔洞中。
  14. 申請專利範圍第11項所述之印刷電路板，其中該絕緣層 係為一絕緣薄膜。
  15. 一種多層印刷線路板，包括：一絕緣層，該絕緣層係由根據申請專利範圍第1項所述之該預浸材料所製成；以及一銅箔及一聚合物薄膜(polymer film)，形成於該絕緣層之至少一上表面及一下表面。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述之多層印刷線路板，其中該絕緣層包括複數層，並且包含於其內之纖維材料之類型及形狀係為彼此不同。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述之多層印刷線路板，其中該些絕緣層包括該預浸材料，該預浸材料於其一上表面及一下表面具有不同之不對稱結構。
  18. 一種用以製造一印刷電路板之方法，該方法包括：形成一絕緣層，該絕緣層係由一預浸材料所形成，該預浸材料係以一多孔支撐體及一纖維材料製成；暴露該多孔支撐體之結構之一部分，該部分包括於該絕緣層中；於該多孔支撐體上執行一化學銅電鍍(chemical copper plating)；以及形成一線路圖案於該多孔支撐體上。
  19. 根據申請專利範圍第18項所述之製造該印刷電路板之方法，其中暴露包括於絕緣層中之該多孔支撐體之結構之該部分之步驟係藉由執行一去汙製程(desmear processe)於該多孔支撐體或塗佈該預浸材料之表面，該預浸材料係由該多孔支撐體及該水溶性纖維材料(fibrous material water-solubly)所製成。
  20. 根據申請專利範圍第18項所述之製造該印刷電路板之方法，其中該線路圖案係形成於該多孔支撐體之一表面及該多孔支撐體之一孔洞中。
  21. 根據申請專利範圍第18項所述之製造該印刷電路板之方法，更包括：形成一銅(箔)及一聚合物薄膜於附加地該絕緣層之至少一底表面及一頂表面間。
  22. 根據申請專利範圍第18項所述之製造該印刷電路板之方法，其中在形成該絕緣層之步驟中，該絕緣層包括數層；以及該些絕緣層包括具有不同非對稱結構之該預浸材料。
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