TW201501578A - 具背鑽深度偵測構造的多層電路板及其背鑽深度監控方法 - Google Patents

Abstract

本發明是一種具背鑽深度偵測構造的多層電路板及其背鑽深度監控方法，主要是在一多層基板內的不同厚度處分別形成一線路層，該多層基板上並形成有一個以上在厚度方向上與各線路層直角相交的導通孔，該等線路層中包括一不可移除層和一偵測層，該偵測層並透過導通孔與不可移除層電連接；前述偵測層係位在一背鑽行程以內，其與導通孔間的電連接部分將在多層基板完成背鑽後被移除，因此可在背鑽之後檢測偵測層和不可移除層間是否斷路，以判斷多層基板的背鑽深度是否符合要求。

Description

具背鑽深度偵測構造的多層電路板及其背鑽深度監控方法

本發明係一種多層電路板，尤指一種具背鑽深度偵測構造的多層電路板及監控其背鑽深度的相關技術。

已知多層電路板的其中一種製程大致包括：一次銅、外層乾膜、二次銅、去乾膜、蝕銅、背鑽(Back Drill)、去錫及自動光學檢測(AOI)等步驟；其中一次銅：用以對經過壓合、鑽孔等步驟並具有內層線路的基板進行導通孔電鍍(PTH)；外層乾膜：利用乾膜在前述基板進行外層線路的影像轉移；二次銅：在前述步驟的顯影後加鍍二次銅；在此步驟中將形成外層線路，外層線路並透過導通孔和內層線路電連接。

而一種透過前述步驟完成的多層基板係如圖4所示，在該多層基板80中具有多數的內層線路811~816、外層線路821、822及導通孔83，在進行背鑽步驟之前，導通孔83同時和外層線路821、822及部分內層線路816電連接。但根據電路設計，導通孔83只與部分的外 層線路822及內層線路816電連接，除此以外，導通孔83與其他外層線路821間的電連接構造須透過背鑽予以移除。經過背鑽後的多層基板80係如圖5所示，經由對導通孔83背鑽一深度後，導通孔83與原來電連接的外層線路821隨即呈斷路狀態。

根據業界的規格，前述背鑽步驟有一定的深度要求，以前述多層基板80為例，導通孔83與最下層的內層線路816連接，該內層線路816為一不可移除層，其上一層的內層線路815則為一可能移除層，根據業界的規格要求，背鑽深度應儘量接近不可移除層，以儘量縮短導通孔83經過背鑽後所留下的通孔殘段(Via Stub)830。

但在實際的製程中，經常發生背鑽不全的狀況，以致前述的電連接構造移除不完全，造成背鑽不全的原因包括：

1.背鑽深度不足。

2.鑽針偏移。

3.因多層基板的尺寸脹縮及對位關係，造成鑽針的實際位置變異。

4.因殘銅率不同，造成多層基板區域性板厚變異。

請參閱附件一的影像A，其揭示多層基板因背鑽深度不足，造成應移除電連接構造的內層線路與導通孔間仍然電連接。又請參閱附件一的影像B，則揭示因背鑽與導通孔對位偏移，以致殘留過長的通孔殘段(影像B右上、右下所示影像為左側影像的局部放大)。而過長的通孔殘段將影響電路板的高速訊號品質。

請參閱附件二的訊號波形圖所示，其中波形B為導通孔不具有通孔殘段的訊號波形，波形A為導通孔仍殘留通孔殘段的訊號波形。由波形比較可以明顯看出，具有通孔殘段的訊號出現變形，其高速訊號品質明顯變差。

由上述可知，背鑽不全將影響電路板的訊號品質及正常工作，為確保電路板的訊號品質及正常工作，其背鑽深度必須被有效的監控。

因此本發明主要目的在提供一種具背鑽深度與對位精確性偵測構造的多層電路板，以便在背鑽步驟中方便監控其背鑽深度是否符合標準，以排除因背鑽不全所衍生的訊號品質不良或無法正常工作等問題。

為達成前述目的採取的主要技術手段係令前述多層電路板主要是在一多層基板內的不同厚度處分別形成一線路層，該多層基板上並形成有一個以上在厚度方向上與各線路層直角相交的導通孔，該等線路層中包括一不可移除層和一偵測層，該偵測層係位在一背鑽行程以內，並透過導通孔與不可移除層電連接。

當前述多層基板進行背鑽時，由於多層基板的不可移除層位在鑽針不會到達的背鑽行程以外，偵測層則位在背鑽行程以內，在背鑽完成後，導通孔與偵測層的電連接部分應被移除，亦即完成背鑽後，偵測層與不可移除層應為斷路狀態，若完成背鑽後，偵測層和不可移除層依然短路，則表示該多層基板存在背鑽深度不足或對位偏 移的狀況，則須執行背鑽重工，以確保背鑽深度符合要求。

本發明又一目的在提供一種多層電路板的背鑽深度監控方法。

為達成前述目的採取的主要技術手段係令前述方法包括：對前述多層基板設定一背鑽行程；根據上述背鑽行程對多層基板進行背鑽；對多層基板內的偵測層和不可移除層進行短斷路測試；根據檢測結果判斷前述背鑽行程是否符合標準；前述方法係在依設定的背鑽行程對多層基板完成背鑽後，進一步檢測多層基板內原本透過導通孔電連接的偵測層與不可移除層是否為斷路狀態；當偵測層與不可移除層為斷路，表示背鑽行程達到設定深度，偵測層與導通孔間的電連接部分被移除，故偵測層與不可移除層由短路轉變成斷路；若經檢測，偵測層與不可移除層維持短路狀態，表示偵測層與導通孔間的電連接部分未被完全移除，亦即存在背鑽不足的情況；利用前述上述方法，可有效監控多層電路板的背鑽深度，從而避免因背鑽不全所衍生的訊號品質與良率問題。

10‧‧‧多層基板

11‧‧‧導通孔

12‧‧‧不可移除層

13‧‧‧偵測層

14,15‧‧‧外層線路

GND1~GND3‧‧‧接地層

S1~S3‧‧‧訊號層

80‧‧‧多層基板

811~816‧‧‧內層線路

821、822‧‧‧外層線路

83‧‧‧導通孔

830‧‧‧通孔殘段

圖1係本發明多層基板一較佳實施例的剖視圖。

圖2係本發明多層基板又一較佳實施例的剖視圖。

圖3係本發明多層基板一較佳實施例背鑽完成後的剖視圖。

圖4係已知多層基板的剖視圖。

圖5係已知多層基板背鑽完成後的剖視圖。

附件

一、已知多層基板背鑽不全的影像圖。

二、已知多層基板背鑽後有無通孔殘段的訊號波形比較圖。

三、本發明多層基板背鑽完成後的影像圖。

關於本發明多層電路板的一較佳實施例，請參閱圖1所示，主要是在一多層基板10的不同厚度處分別形成一線路層，並在多層基板10的表面及/或底面形成一外層線路，該多層基板10上並形成有一個以上的導通孔11；在本實施例中，該多層基板10的表面和底面分別形成一外層線路14,15，且分別與導通孔11構成電連接；該等線路層包括多個接地層GND1~GND3和多個訊號層S1~S3，各接地層GND1~GND3和各訊號層S1~S3是相間排列；前述訊號層S1~S3中的至少一個為一不可移除層12，該不可移除層12係與導通孔11電連接；前述接地層GND1~GND3中的至少一個則作為一偵測層13，該偵測層13係透過導通孔11和不可移除層12構成電連接；又偵測層13係位在一背鑽行程內，且其位置與背鑽深度及背鑽完成後的通孔殘段(Via Stub)長度有關，其可選擇任一接地層GND1~GND3作為偵測層13(如圖2所示，係以接 地層GND1作為偵測層13)，本實施例中，係由接地層GND2作為偵測層13。

前述多層基板10是經過一次銅、外層乾膜、二次銅等步驟後構成，接著即進行背鑽。背鑽的目的在於去除導通孔和部分線路層、外層線路的電連接部分，因此會依設定的背鑽行程以鑽針鑽至預定的深度，當背鑽完成後，位在背鑽行程以內的偵測層13與導通孔11的電連接部分將被移除。

請參閱圖3所示，係依背鑽行程鑽至設定深度後的狀態示意，當鑽孔至設定深度時，由於偵測層13位在背鑽行程內，因此偵測層13與導通孔11的電連接部分亦因此被移除，亦即原來偵測層13透過導通孔11與不可移除層12所建立的電連接關係應不復存在。反之，若背鑽完成後，偵測層13與不可移除層12之間的電連接關係依然存在，則表示背鑽行程未達預定深度，而有背鑽不全的情況發生。

因此在背鑽完成後，透過偵測對多層基板10上偵測層13與不可移除層12進行短斷路測試，根據測試結果為短路或斷路，即可判斷多層基板10是否存在背鑽不全的現象。

請參閱附件三所示，是前述多層基板10經過背鑽後的剖面影像，影像A、影像B及影像C所示的多層基板10分別在不同厚度處設以偵測層13，以配合不同的背鑽行程，在以不同的背鑽行程進行鑽孔後，若達到設定深度即可移除偵測層13與不可移除層12間的電連接關係 ，從而達到良好的背鑽深度監控效果。

前述多層基板10在背鑽後，將接續進行去乾膜、蝕銅、去錫及自動光學檢測(AOI)等步驟，前述的短斷路測試步驟可在蝕銅之後、去錫之前進行；亦可在去錫之後、自動光學檢測之前進行。其中一種製程則為在一次銅、外層乾膜、二次銅、去乾膜、蝕銅、背鑽(Back Drill)、去錫及自動光學檢測(AOI)等步驟。

多層基板10在完成短斷路測試之後，若發現背鑽不全時，則執行背鑽重工，以符合設定的背鑽深度要求，若進一步檢測為背鑽鑽斷不可移除層12，則將多層基板10報廢。

由上述可知，利用前述上述具有背鑽深度偵測構造的多層電路板及其背鑽深度監控方法，可有效監控多層電路板的背鑽深度，從而避免因背鑽不全所衍生的訊號品質與良率問題。

10‧‧‧多層基板

11‧‧‧導通孔

12‧‧‧不可移除層

13‧‧‧偵測層

14,15‧‧‧外層線路

GND1~GND3‧‧‧接地層

S1~S3‧‧‧訊號層

Claims (8)

1. 一種具背鑽深度偵測構造的多層電路板，主要是在一多層基板內的不同厚度處分別形成一線路層，該多層基板上並形成有一個以上在厚度方向上與各線路層直角相交的導通孔，該等線路層中包括一不可移除層和一偵測層，該偵測層係位在一背鑽行程以內，並透過導通孔與不可移除層電連接。
2. 如請求項1所述具背鑽深度偵測構造的多層電路板，該等線路層包括多個接地層和多個訊號層；前述訊號層中的至少一個係作為不可移除層，該不可移除層係與導通孔電連接；前述接地層中的至少一個作為一偵測層，該偵測層係透過導通孔和不可移除層構成電連接。
3. 如請求項2所述具背鑽深度偵測構造的多層電路板，該多層基板的表面及/或底面形成一外層線路，該外層線路是與導通孔構成電連接。
4. 一種多層電路板的背鑽深度監控方法，包括：對請求項1至3中任一項所述的多層基板設定一背鑽行程；根據上述背鑽行程對該多層基板進行背鑽；對多層基板內的偵測層和不可移除層進行短斷路測試；根據檢測結果判斷前述背鑽行程是否符合標準。
5. 如請求項4所述多層電路板的背鑽深度監控方法，該多層基板係經一次銅、外層乾膜、二次銅後所構成，並進一步進行背鑽、去乾膜、蝕銅、去錫及自動光學檢測。
6. 如請求項4所述多層電路板的背鑽深度監控方法，該多層基板係經一次銅、外層乾膜、二次銅、去乾膜、蝕銅後所構成，並進一步進行背鑽、去錫及自動光學檢測步驟。
7. 如請求項5所述多層電路板的背鑽深度監控方法，前述短斷路測試是在蝕銅之後、去錫之前進行。
8. 如請求項5所述多層電路板的背鑽深度監控方法，前述短斷路測試是在去錫之後、自動光學檢測之前進行。