TWI227104B - Multi-layer circuit board and method of making the same - Google Patents

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1227104 玖、發明說明： (一） 發明所屬之技術領域： (關聯之專利申請案） 本專利申請案係根據2002年8月28日提出申請之曰本 專利申請第2002-247974號，因此該申請案之整體內容被 本文採作爲參考。 本發明係關於利用由能形成光學上各向異性熔相之熱塑 性聚合物之薄膜作爲絕緣層之多層電路板，及關於製造這 種多層電路板之方法。 於敘述本發明之際，除非特別註明，否則能形成光學上 各向異性熔相之熱塑性聚合物係被稱爲”熱塑性液晶聚合 物”，及使用這種熱塑性聚合物之薄膜被稱爲”熱塑性液晶 聚合物薄膜’’。 (二） 先前技術： 爲了實現在多層電路板上之三維電氣連接，構成多層電 路板之印刷接線板包含形成在印刷接線板之表面上之接線 (常稱爲’’表面接線”或”電路圖樣·，），形成在印刷接線板內部 延伸之接線（以下稱爲”層內接線”（，，intra-layer wiring”））， 及形成在若干印刷接線板之厚度方向上完全貫穿延伸之接 線（以下柄爲’層際接線，’（i n t e r 1 a y e r w i r i n g ”））。 多層電路板一般係使用具有不同化學成份及/或抗熱性 質（如熔點）之薄片作成’及一般由一張或多張具有層內及/ 或表面接線之薄片及/或一張或多張其上無形成接線之薄 片之熱壓縮結合而製成。如果形成多層電路板之各個薄片 -6- 1227104 之材料具有相同之熔點時則在進行熱壓縮結合過程期間會 同時熔融。因此，各個薄片之材料之熔點須各不相同。 謹舉美國專利第5，7 1 9，3 5 4號及日本專利申請公開公報 第平1 1 - 3 0 9 8 0 3號爲例，此兩文件揭示一種多層電路板， 其包括由熱塑性液晶聚合物作成、且具有表面接線及層內 接線之兩個薄膜之印刷接線板，及形成在前述兩個薄膜之 間之熱塑性液晶聚合物薄膜之黏結層，其中，黏結層之熔 點低於前述兩個薄膜之熔點。於此已知之多層電路板上， 印刷接線板間係藉黏結層（例如，參看美國專利第5，7 1 9，3 5 4 號之第1D及1E圖，及日本專利申請公開公報第平11-309803 號之第1圖）而在電氣上相互絕緣。具體言之，美國專利第 5，7 1 9，3 5 4號文件之第5欄上之第6 1至64行及第6欄上之 第4至第6行，敘述需要在黏結層上鑽孔以形成通孔、且 接著塡注金屬俾在印刷連接板間形成電氣連接。 有關上述之鑽孔，傳統上係採用鑽或雷射，在既定之地 點進行鑽孔以形成各個通孔。至於上述之塡注金屬，傳統 上使用之方法（以下稱爲”噴鍍法"）係接續以化學及電鍍方 法而@在通孔之壁面上形成鍍佈層。另外，也可採用其它 方法（以下稱爲”黏貼法”），其係施加導電性糊狀物、或印刷 ，以塡充藉雷射或利用鑽所形成之通孔，然後俟其硬化。 但是，發現需要形成貫穿印刷接線板及黏結層之通孔之 多層電路板具有一個問題，亦即，無法在電路板上形成層 際連接用之通孔處之前面及背面區域上形成接線及裝設電 氣零件。因此，此已知之多層電路板不僅無法符合近年電 1227104 子零件之高密度表面構裝之需求，且製作此已知之多層電 路板之方法包含一系列之製造步驟，若干步驟冗長到需要 複雜之流程控制。 (三）發明內容： 本發明係鑑於上述之問題之情況下而創作出者。本發明 之一個層面係提供一種製作多層電路板之方法，其中，熱 塑性液晶聚合物薄膜係被熱壓縮成一體。熱塑性液晶聚合 物薄膜包含第1且至少兩層以上之薄膜，第2薄膜及第3 薄膜，每層薄膜皆由能形成光學上各向異性熔相之熱塑性 聚合物所製成。第1薄膜具有低熔點，第2及第3薄膜各 自之熔點皆高於第1薄膜之熔點。另外，至少在第2或第 3薄膜之一側表面上具有電路圖樣。第1薄膜係形成在第2 及第3薄膜之間，藉熱壓縮使第1至第3薄膜成一體。此 方法包括在進行熱壓縮第1至第3薄膜期間，使在第2及 或3薄膜之一側表面上之一個電路圖樣係經第1薄膜而與 第2或第3薄膜之另一側表面接觸。 另外，本發明提供一種能達成電子零件之高密度表面構 裝之改良多層電路板。該多層電路板能藉簡化之製造過程 產生。本發明之多層電路板包括第1且至少有兩層以上之 薄膜，第2薄膜及第3薄膜，每層薄膜皆由能形成光學上 各向異性熔相之熱塑性聚合物製成。第1薄膜具有低熔點 ，而第2及第3薄膜之熔點皆高於第1薄膜之熔點。第1 薄膜係被置於第2與第3薄膜之間並藉熱壓縮而與第2及 第3薄膜黏結在一起。電路圖樣係形成在第2及第3薄膜 -8- 1227104 之一或兩者上，在第2及第3薄膜上之一側表面上之至少 一個電路圖樣係經第1薄膜而與第2或第3薄膜之另一側 表面接觸。 依本發明之優點係能抑制由於第1薄膜之樹脂流動導致 形成在第2及第3薄膜上之各自之電路圖樣產生不要之位 移，而且能在電路圖樣間建置可靠之電氣連接。本發明之 多層電路板保持諸如低吸水性及優良之電氣特性之熱塑性 液晶聚合物之優良性質。另外，本發明之多層電路板能滿 足一般電路板所需之抗熱。 (四）實施方式： 無論如何，本發明將隨著參照附圖對較佳實施例所作之 敘述而更形淸楚。但是，實施例及附圖係僅用於說明及解 說而已，絕非限制本發明之範圍，本發明之範圍係由申請 專利範圍各項所決定。附圖內，所有不同圖上所示之相同 部份係用相同符號表示。 (較佳實施例之詳細敘述） 能實用於本發明之第1至第3熱塑性液晶聚合物薄膜A 、B及C之每個薄膜之具體材料例如係包括（但不特別限定） 從下列（1 )至（4)之化合物，及它們之衍生物製成之已知熱互 變（thermotropic)液晶聚酯（polyester)及熱互變液晶聚酯醯 胺（polyester amide) 〇 (1)芳烴或脂肪族二經基化合物（Aromatic ο ι· aliphatic dihydroxy compounds)，其等之代表例係如下表1所示。 -9_ 1227104 表1 ··芳烴或脂肪族二羥某化合物之化璺式之代表

HO

X HCT Η〇. 〇Η (X :氫原子或鹵原子、或低烷基 苯基（lower alky，phenyl)或同族） h〇-〇-〇-〇h ,Y_〇_0H (y: -ch2-，-S-或闯族）

OH

HO

HO. 〇H ,

HO(CH2)n〇H (n: 2 至 12 之整數） (2 )芳烴或脂肪族二竣酸（Aromatic or aliphatie dicarboxylicacids)，其等之代表例如下表2所示。 表2 :芳烴或脂肪族二羧酸之化學式之代表例

HOOCH0^COOH

HOOC

C〇〇H HOOC~〇-〇^COOH , HOOCO-h^-COOH ,

HOOC- H00C~^^0CH2CH2 0-^^~C00H , ^-COOH , HOOC(CH2)nCOOH (n: 2 至 12 之整數） (3)芳烴經酸（Aromatic hydroxycarboxylic acids)，宜等 之化學式之代表例如下表3所示。 -10- 1227104 表3 :芳焊羥酸化璺式之代表例

HO (X:氫原子或鹵原子、或低院基 苯基或同族）

.COOH

HO

h〇OQc〇〇h , COOH (4)芳烴二胺、芳烴羥胺及芳烴氨基酸（Aromatic diamines aromatic hydroxyamines and aromatic aminocarboxylic acids)，其等之代表例係如下表4所示。 表 4 :芳烴二胺、芳烴羥胺及芳烴氨基酸之代學 表例 Η2Ν-η〇-ΝΗ2, H2N--Q-OH, H2N--^^-COOH 自這些起始化合物（starting compounds)製成之熱塑性液 晶聚合物之代表例包括具有下表5之（a)至（e)所示之結構 單元（structural units)之共聚合物（copolymers)。 表5 :熱塑性液晶聚合物之代表例之結構蜇元 (a)乇OC^Q~CO+七〇eH2CH2〇+f〇C>^-G>+ _、 共聚合物

㈦ •OC GO- (C)乇QC-^-C〇子 (d) CO： .〇 - 今共聚合物 共聚合物 1227104 +0Ό^γ"Ό^0今共聚合物 (Y:-0-，-CH2-，-S -或同族） 這些熱塑性液晶聚合物具有係爲轉變到光學上各向異性 熔相之溫度之熔點，其値最好在約200至400 °c之範圍， 約2 5 0至3 5 0 °C之範圍更佳，俾產生之薄膜能具有所要之 抗熱性及所要之可處理性。 只要不影響本發明之效果，視需要可添加各種添加劑， 如潤滑劑、抗氧化劑及充塡劑之一種或其等之混合物。 於本發明之實用上，作爲其上形成有圖樣之印刷接線板 之熱塑性液晶聚合物薄膜，亦即，熱塑性液晶聚合物薄膜 B及C應係爲高熔點之薄膜，而介設在印刷接線板之間作 爲黏結層之熱塑性液晶聚合物薄膜，亦即，熱塑性液晶聚 合物薄膜A，應係爲熔點低於薄膜B及C之熔點之薄膜。 熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之各個熔點Tm2B及Tm2C 應高於熱塑性液晶聚合物薄膜A之熔點。每個熱塑性液晶 聚合物薄膜B及C之熔點與熱塑性液晶聚合物薄膜A(亦即 ，Tm2B-Tmi及Tn^C-Tm!)間之差最好大於10°C，而大於 1 5 °C更佳。

熱塑性液晶聚合物薄膜A之厚度最好係實質上等於電路 圖樣之厚度，此電路圖樣俟疊積熱塑性液晶聚合物薄膜B 及C後係穿透熱塑性液晶聚合物薄膜A。爲此目的，熱塑 性液晶聚合物薄膜A在被疊積熱塑性液晶聚合物薄膜B及 C前之厚度最好係爲形成在熱塑性液晶聚合物薄膜B及C 1227104 &〜上並穿透熱塑性液晶聚合物薄膜A之電路圖樣之高度 之1/5至1.5倍之範圍，最好係爲1/2至1.2倍之範圍。

熱塑性液晶聚合物薄膜B及C係在夾置熱塑性液晶聚合 物薄膜A後在低於熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之各自之 培點Tm2B及Tm2C及高於熱塑性液晶聚合物薄膜A之熔點 ΤίΏ 1之溫度下被執行熱壓縮結合。在進行熱壓縮結合期間 ’熱塑性液晶聚合物薄膜Β及C不被塑性化，因此，具有 能避免在形成於熱塑性液晶聚合物薄膜Β及C上之各個圖 樣之位置上產生不欲有之位移之優點。 另外，因爲熱塑性液晶聚合物薄膜Α疊積後之厚度係實 質等於穿透熱塑性液晶聚合物薄膜A之電路圖樣之高度， 電路圖樣能穿透熱塑性液晶聚合物薄膜A，此薄膜A係藉 熱壓縮結合而被熱熔以致充份塑性化，並與熱塑性液晶聚 合物薄膜B及C之各自之另一側表面接觸而在兩者皆作爲 印刷接線板之熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之間達成電氣 連接及物理結合。

另須一提者，被熱壓縮結合之熱而塑性化之熱塑性液晶 聚合物薄膜A能充塡電路圖樣四周之空隙，進而得出具有 良好絕緣性質之多層電路板。 熱塑性液晶聚合物薄膜B及C各具有熱變形溫度Td2B 及Td2C，此兩溫度Td2B及Td2C(最好係高於熱塑性液晶聚 合物薄膜A之熱變形溫度Td】20 °C或以上，此種溫度能抑 制熱塑性液晶聚合物薄膜B及C在進行熱壓縮期間產生塑 性變形俾避免在形成於熱塑性液晶聚合物薄膜B及C上之 -13- 1227104 各個電路圖樣之位置上形成任何不欲有之位移。 另須一提者，如果需要，可使各個熱塑性液晶聚合物薄 膜經熱處理以提高其等之熔點及熱變形溫度至所要之値。 茲舉例說明，熱處理之情況若係爲對具有熔點爲2 8 3 °C及 熱變形溫度爲260°C之熱塑性液晶聚合物薄膜在26CTC下加 熱5小時會將熔點及熱變形溫度分別提昇到3 20°C及3 10t。

本發明實用之熱塑性液晶聚合物薄膜可使用已知之擠製 成型技術製成。在這些擠製成型技術中，在工業上最爲有 利者爲 T 模法（T-die process)、及充氣法（inflation process) 。尤其對於充氣法，拉伸（drawing)所造成之應力不僅能被 施加於薄膜之機械軸之方向上（此方向以下稱爲”MD方向"） ，而且也能被施加於與MD方向成正交之方向上（以下稱爲 ” TD ”方向）。因此，充氣方法係爲有效，進而有利於採用以 製造具有在MD及TD兩方向上良好平衡之物理及熱性質之 熱塑性液晶聚合物薄膜。另外，本發明實用之熱塑性液晶

聚合物薄膜較佳地在MD及TD兩個方向上之物理及熱性質 係爲實質地各向同性（isotropic)，進而能獲得幾無彎翹不平 之多層電路板。 本發明實用之各個熱塑性液晶聚合物薄膜具有依應用領 域而變化之節段定向比（segment orientation ratio : S0R) 。如果S OR大於1 · 5時熱塑性液晶聚合物之分子方位之差 異則可觀，進而熱塑性液晶聚合物薄膜變硬而容易在M D 方向上斷裂。在熱處理期間，若多層電路板需要有外形穩 定性（s h a p e s t a b i 1 i t y )，如無翹起不平時，則組成熱塑性液 •14- 1227104 晶聚合物薄膜之SOR最好不大於1 .3。特別是，具有SOR 不大於1 · 3之熱塑性液晶聚合物薄膜能在MD及TD兩個方 向上呈現出較佳平衡之物理及熱性質，進而使薄膜在實用 上更爲有利。另外，若爲在熱處理期間需要實質上無變翹 之高精密度之多層電路板時則組成多層電路板之熱塑性液 晶聚合物薄膜之S Ο R最好小於1 . 〇 3。 上述之節段定向比（S OR)係表示分子定向之角度且與傳 統之 MOR(molecular orientation ratio)(分子定向比）迴異 ’ SOR係表不有考慮物件（〇bject)之厚度之値。SOR係可用 下述方式計算。 使用含有微波共振波導之微波分子定向角度量測裝置， 將熱塑性液晶聚合物薄膜插入微波共振波導內並使薄膜之 表面垂直於微波之傳播方向，測定透過薄膜傳送之微波之 電場強度（亦即，微波滲透性）。根據此測定値，藉下述方 程式計算m値（以下稱爲”折射率”）。： m = (Zo/z)x[l-imax/io]

:其中’ Zo係表示裝置常數；z係表示接受測定之物件之 平均厚度；i m ax係表示當改變微波之頻率時能獲得最大微 波滲透性（perm eability)時之頻率；及ί〇係表示當平均厚度 爲0 ’亦即’無物件存在時，能獲得最大微波滲透性時之 頻率。 接者’藉用m9〇除m〇求出節段定向比，SOR(亦即， SOhmo/m^) ’其中m〇係表示當物件之旋轉角度相對於微 波之振動方向係爲〇。時得出之m値，亦即，當微波之振動 -15- 1227104 方向係與物件之分子皆已定向之方向一致且呈現出最小微 波滲透性之m値’及m9()係表示當物件之旋轉角度相對於 微波之振盪方向係爲9 0。時獲得之m値。 能被實用於本發明之熱塑性液晶聚合物薄膜之厚度並不 特別限定於某一特定之値，但是，若其用作爲與其上形成 之電路圖樣成一體之多層電路板之印刷電路板之薄膜]3及 C之任一時厚度最好不大於5mm，而在至3mm之範圍 內則更佳。相反地，若是用在可撓性印刷電路板時，則熱 塑I生液晶聚合物薄膜最好不大於5 0 0 μ m，而在1 0到2 5 0 μ m 之範圍內更佳。 於本發明之實用上，作爲印刷連接板之熱塑性液晶聚合 物薄膜B及C之至少之一具有電路圖樣。此電路圖樣能以 已知方式形成。例如，可藉下列之任一個方法形成電路圖 樣： U)藉熱壓縮將熱塑性液晶聚合物薄膜及金屬片黏結成

一體’接著藉蝕刻以形成電路圖樣。 (b)首先藉氣相噴鍍，如濺射技術、離子噴鍍（i〇n plating) 技術及蒸著（v a p o r d e p o s i t i ο η)技術或液相噴鍍（1 i q u i d p h a s e Plating)在熱塑性液晶聚合物薄膜之表面上形成導電層，接 著形成電路圖樣。 能適用於上述（a)項方法之金屬片之材料包含適於作電 氣連接之金屬，如銅、金、銀、鎳或鋁。在這些金屬當中 ’銅係爲最佳。上述之金屬片之厚度最好係在1到50μηι 之範圍內，而在5到20μηι之範圍內更佳。 -16- 1227104 能適用於上述（b)項方法之導電層之材料包含上述金屬 之一。在這些金屬當中，銅係爲最佳。上述之導電層之厚 度’雖未特別限定於某一特定値，但最好係在1至5 0 μ m 之範圍內，而在5到2 0 μ m之範圍內更佳。 形成在熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之任一上之電路圖 樣具有對應於上述之金屬片或導電層之厚度，且此厚度最 好係在1至50μηι之範圍內，而在5到20μηι之範圍內更佳。

視需要，熱塑性液晶聚合物薄膜Β及C具有1個或多個 微通孔（micro-vias)，將導電性材料，如導電性糊或焊錫充 塡於其內，進而實現電路圖樣之內部及/或外部之電氣連接 。在本項技術上用於形成這些微通孔之適當方法係爲熟知 ，其包含雷射處理，此處理係利用二氧化碳雷射、γ A G雷 射或準分子雷射（e X i m e r 1 a s e r);及利用鹼性溶液進行之化 學蝕刻。另外，視需要，熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之 一或兩者可形成一個或多個通孔。這些通孔能藉鑽孔方法

及上述任一種微通孔形成方法而形成。 能使用任何已知之方法充塡導電性材料於這些微通孔及 /或通孔內，其例有包括利用無電式電鍍（electroless plating)技術及/或電解噴鍍（electrolytic plating)技術進行 之銅圖樣噴鍍及充塡導電性糊。 於本發明之實施例中，能藉熱壓縮結合具有電路圖樣之 熱塑性液晶聚合物薄膜B及C及介設在熱塑性液晶聚合物 薄膜B及C之間之熱塑性液晶聚合物薄膜a而製成。這種 情形，形成在熱塑性液晶聚合物薄膜B及C上之各個電路 -17- 1227104 圖樣之至少之一係配置成穿透熱塑性液晶聚合物薄膜A。 上述之熱壓縮結合可利用任可已知之措施，如加熱輥 (heating rolls) ’ 係以平床熱壓型（heat-press of a flat bed type)、平床真空熱壓型（vacuum heat-press of flat bed type) 、或雙帶擠壓（double-belted press)來執行。此熱壓縮結合 可持續或整批執行。 熱壓縮結合最好係在使熱塑性液晶聚合物薄膜A充份地 塑性化’但不致使熱塑性液晶聚合物薄膜B及C塑性化之 溫度下進行。具體言之，執行熱壓縮結合之溫度Tp(°C )最 | 好符合下述條件（1)及（2)，而符合下述條件（3)及（4)更佳： (1 ) Tm 1 ^ Tp

(2) T p < T m 2 Β 及 Tp < T m 2 C (3) Trm-f 5 ^ Tp (4) Tp<Tm2B-10 及 Tp<Tm2C-1 0 另外，溫度Tp除了符合上述條件最好也符合下述條件（5 ) ，而符合下述條件（6)更佳：

(5) Tp<Td2B 及 Tp < T d 2 C (6) Tp<Td2B-10 及 Tp<Td2C-10 熱壓縮結合係在一般爲1到lOMPa之範圍內之壓力下進 行，最好在2到6 Μ P a之範圍內，而在3到5 Μ P a之範圍內 更佳。 下面將參照附圖詳細說明本發明之較佳實施例。 參照第1圖，其係示意地示出製造本發明之第1較佳實 施例之多層電路板。具體言之，第1 A圖示出組成在執行熱 壓縮結合前之多層電路板之構件之配置。如圖示，使用1 -18- 1227104 個熱塑性液晶聚合物薄膜A及兩個熱塑性液晶聚合物薄膜 B及C。熱塑性液晶聚合物薄膜B具有電路圖樣〇及微通 孔E、而熱塑性液晶聚合物薄膜c則具有兩個電路圖樣〇 及兩個微通孔E。導電性材料F，如導電性糊或焊料係充塡 於個微通孔E內，俾形成在熱塑性液晶聚合物薄膜^上之 電路圖樣D在薄膜B及C與介設在其等之間之薄膜a經熱 壓縮結合後能形成外部之電氣連接。薄膜A之厚度係設定 爲在熱壓縮結合後實質上等於電路圖樣D之高度。 熱壓縮結合係以下述方式進行。薄膜B及C係形成面對 面之關係，且薄膜B上之電路圖樣D係與薄膜C上之電路 圖樣相對，及薄膜A係介設在薄膜B及C之間。接著在薄 膜A至C之堆疊之外部配置金屬片G及G，然後將組成之 總件整體加熱到低於熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之熔點 之溫度，但高於熱塑性液晶聚合物薄膜A之熔點以執行熱 壓縮結合。 第1 B圖係示出熱塑性液晶聚合物薄膜a至C被熱壓成 一體後之多層電路板。如圖示，俟熱壓縮後，貫穿熱塑性 液晶聚合物薄膜A之電路圖樣D係保持與熱塑性液晶聚合 物薄膜B及C之另一側表面接觸。同時，在每個熱塑性液 晶聚合物薄膜B及C上之電路圖樣D四周遺留下之空隙係 被熱塑性液晶聚合物薄膜A充塡。 如此製成之多層電路板，位在各個多層電路板之外部表 面上之金屬片G可被蝕刻而形成電路圖樣，此電路圖樣係 藉充塡導電性材料F於微通孔E內而與層內電路圖樣行電 氣連接。 -19- 1227104 氣連接。 薄膜B及C之熔點相同。替選地，只要兩者皆高於薄膜 A之熔點，薄膜B及C之熔點可相互不同。另外，於第1 圖上之本發明之實施上可省略1張金屬片G或兩者皆省略。 另要一提者，雖未圖示，但本發明並不排除這種實施例 ’亦即另包含’藉雷射處理、鑽孔或化學蝕刻，形成貫穿 多層電路板之通孔俾達成整體印刷電路板之電氣連接。 第2圖示出依本發明第2較佳實施例製作多層電路板之 方法，其中第2A圖示出組成熱壓縮結合前之多層電路板之 構件之配置。如圖示，熱塑性液晶聚合物薄膜B及C之上 部表面皆有形成電路圖樣D。熱塑性液晶聚合物薄膜B之 下部表面係隔著熱塑性液晶聚合物薄膜A而與熱塑性液晶 聚合物薄膜C之上部表面相對。上述之這些熱塑性液晶聚 合物薄膜A至C之堆疊經熱壓縮成一體後即可得出多層電 路板。 第2 B圖示出熱壓縮結合後之多層電路板。從圖上容易瞭 解形成在熱塑性液晶聚合物薄膜C上之電路圖樣D貫穿與 熱塑性液晶聚合物薄膜B之下部表面保持接觸之薄膜A。 第2A及2B圖上所示之多層電路板之其它結構上之特徵 係與第1 A及1 B圖所示之多層電路板者相同，因此爲簡化 起見，省略其細節之說明。第2 A及2B圖上對應第1 A及 1B圖之部份者係用相同之符號表示。另一提者是在第2A 及2B圖上未採用在第1 A及1 B圖上設在薄膜B側之金屬 片G 〇 -20- 1227104 第3圖示出依本發明之第3較佳實施例製成多層電路板 之方法，其中第3 A圖示出組成熱壓縮結合前之多層電路板 構件之配置。如圖示，熱塑性液晶聚合物薄膜B之上部表 面有形成金屬層Μ及其下部表面有形成電路圖樣d，而熱 塑性液晶聚合物薄膜C之上部表面有形成電路圖樣〇。熱 塑性液晶聚合物薄膜C之上部表面係隔著熱塑性液晶聚合 物薄膜Α與熱塑性液晶聚合物薄膜Β之下部表面相對。上 述配置之熱塑性液晶聚合物薄膜Α到C之堆疊藉熱壓縮成 一體後即可得出多層電路板。第3B圖係示出熱壓縮結合後 之多層電路板。 第3 A及3 B圖所示之多層電路板之其它結構上之特徵係 與第1A及1B圖所示之多層電路板者相同，因此，爲了簡 化起見，省略其詳細說明。第3 A及3 B圖所示之部份對應 第1A及1B圖者係用相同之符號表示。 桌4圖不出依本發明之第4較佳實施例，製作多層電路 板之方法。於此實施例上，上部表面上有形成電路圖樣D 之熱塑性液晶聚合物薄膜B係首先與熱塑性液晶聚合物薄 膜A熱壓縮成一體以形成第4B圖所示之第1薄片。接著 ，將如此形成之第1薄片，如第4 B圖所示，與具有電路圖 樣D之熱塑性液晶聚合物薄膜C熱壓縮以得出如第4 C圖 所示之多層電路板。 這種情形，形成於熱塑性液晶聚合物薄膜C上之電路圖 樣D貫穿與熱塑性液晶聚合物薄膜B之表面保持接觸之熱 塑性液晶聚合物薄膜A。在此一提者，在第1 A及1 B圖上 1227104 分別接近薄膜B及C之兩張薄膜G在第4A及4B圖上並未 採用。 第4 A至4 C圖所示之多層電路板之其它結構上之特徵係 與第1A及1B圖上所示之多層電路板者相同，因此，爲了 簡化起見，其細節不再贅述。第4A至第4C圖上所示之部 份對應第1 A及1 B圖所示之部份係用相同之符號代表。 第5圖示出依本發明之第5較佳實施例製作電路板之方 法。於此實施例上，無形成電路圖樣之熱塑性液晶聚合物 薄膜B及具有電路圖樣D和被充塡導電性材料F之微通孔 E之熱塑性液晶聚合物薄膜C，如第5 A圖所示，係藉熱壓 縮而與介設於其特之間之熱塑性液晶聚合物薄膜A形成如 第5 B圖所示之薄片結構。然後，如第5 C圖所示，在熱塑 性液晶聚合物薄膜B上至少形成一個微通孔E，接著充塡 導電性材料F。然後，在熱塑性液晶聚合物薄膜B之上部 表面形成電路圖樣D而得出如第5 D圖所示之多層電路板。 另外一提者在第1A及1B圖上設在薄膜B及C側之兩張 金屬片G在第5A至5D圖上未被採用。 示於第5 A至5 D圖上之多層電路板之其它結構上之特徵 係與第1A及1B圖所示之多層電路板者相同，因此，爲了 簡化起見，對其細節不再贅述。第5A至5D圖上對應第1 A 及1 B圖之部份者係用相同符號表示。 第6圖示出依本發明之第6較佳實施例之方法製造之多 層電路板。此多層電路板係採用具有電路圖樣D之多數熱 塑性液晶聚合物薄膜B及C(印刷接線板）及對應數量之熱 -22- 1227104 塑性液晶聚合物薄膜A。這些薄膜A至C之總件以每個熱 塑性液晶聚合物薄膜A介設在相鄰之熱塑性液晶聚合物薄 膜B及C之間藉熱壓縮成一體。當然，印刷接線板係通過 充塡在形成於熱塑性液晶聚合物薄膜B及C上之微通孔E 之導電性材料F而相互在電氣上連接。 第7圖示出依本發明之第7較佳實施例之方法製造之多 層電路板。此實施例，電路圖樣D具有變化之高度，且只 有最大高度之電路圖樣D才貫穿熱塑性液晶聚合物薄膜a 。具有較小高度之其它電路圖樣則淸楚地示出係埋設在熱 塑性液晶聚合物薄膜A內。在此一提者，如最右邊部份所 示，形成在熱塑性液晶聚合物薄膜B及C上之電路圖樣D 可保持直接相互接觸。 第7圖所示之多層電路板之其它結構上之特徵係與第1 B 圖所示之多層電路板者相同。因此，爲了簡化起見，其等 之細節不再贅述。第7圖所示之部份對應第1 B圖所示者係 用相同符號表示。 藉已知之方法，例如先前討論之美國專利第 5，7 1 9，3 5 4 號及日本專利申請案公開公報第平1 1 - 3 〇 9 8 〇 3號所揭示， 製造之多層電路板係示於第8圖。於此已知之製造方法之 實施上，首先將各具有電路圖樣D之熱塑性液晶聚合物薄 膜B及C並使在薄膜B上之電路圖樣與在薄膜C上之電路 圖樣相對及以熱塑性液晶聚合物薄膜A介設在其等之間。 然後將如此配置之薄膜A至C之堆疊藉熱壓縮而成一體。 此多層電路板，因熱塑性液晶聚合物薄膜A之厚度大， -23- 1227104 沒有電路圖樣D貫穿熱塑性液晶聚合物薄膜a，而係如第 9圖所示埋藏在熱塑性液晶聚合物薄膜a內。因此，各具 有電路圖樣D之熱塑性液晶聚合物薄膜B及c在電氣上係 互相絕緣。 下文將舉一些實例來說明本發明，但這些實例非爲限制 性而係說明性。 在此一提者所有這些實例，有關熱塑性液晶聚合物薄膜 之物理性質，包含熔點、熱變形溫度及薄膜厚度；及多層 電路板之物理性質，包含微通孔之非對心（misalignment) 、黏結強度及電傳導度係用下述方式予以評估。 (1) 熔點： 使用不同之掃瞄用熱量計觀察薄膜之熱行爲（thermal behavior)以測定熔點。換言之，俟測試之薄膜溫度以20。(：/ 分之速率上昇到完全熔化薄膜後，將熔化之薄膜以50。(： / 分之速率急速冷卻到50°C，及當溫度再度以20°C /分之速 度上昇時，記錄呈現出之吸熱曲線（endothermic curve)之峰 値溫度以作爲薄膜之熔點。 (2) 熱變形溫度： 當加熱時藉熱機械分析儀（thermomechanical analyzer) (島津公司（Shim adzu corporation)製之"ΤΜΑ-50Π)描繪表示 溫度對熱塑性液晶聚合物之熱變形之關係之曲線（熱變形 曲線），及熱變形溫度係由通過在高溫領域上之熱變形曲線 及低溫領域上之熱變形曲線之近似線性化直線之各個交叉 點之間出現之溫度所定義。 -24- 1227104 (3) 薄膜厚度： 利用數位厚度計（三菱東洋公司（Mitsutoyo Corporation) 製），在TD方向上每隔1 cm量測熱塑性液晶聚合物薄膜’ 薄膜厚度係以隨意選定之1 〇個薄膜厚度之平均値表示° (4) 微通孔之非對心（Micro-via Misalignment): 藉掃瞄用電子顯微鏡檢查法觀察多層電路板之垂直斷面 以決定，如第10D圖所示，在薄膜F2位在薄膜F1上方’ 具有半徑R之微通孔之底部圓形平面之中心位置與在薄膜 F2位在薄膜F 1底下，具有半徑R之頂部圓形平面之中心 位置間之水平距離L。非對心之量係用下式計算： 微通孔非對心（％) = L/Rxl00 ;其中，R係微通孔之設計半徑。 (5 )黏結強度： 自多層電路板上無形成電路圖樣之領域切割出1 cm寬之 試件，然後藉雙面膠帶（double-sided adhesive tape)將最外 層黏貼固定於平板上。依日本JIS C 5016之180°剝離強度 試驗方法，當以每分鐘5 0mm之速率剝離薄片之相對之另 一側最外層時即決定剝離強度。 (6)電傳導度（Electroconductivity) ·· 爲了確知通過多層電路板之全部薄膜層之電傳導度，藉 連接於多層電路板之相對之最外側電路圖樣之電極以量測 兩個最外側電路圖樣間之電阻R 1，前述之外側電路圖樣係 經微通孔而與內層行電氣連接。以R2代表設計之電阻， [111/112\100]則係作爲評估電傳導度之指數（％)。 -25- 1227104 (參考例1) 由p-經基苯甲酸（P-hydroxybenzoic acid)及6 -經基-2-萘 酸（6-hydroxy-2-naphthoic acid)組成並具有熔點爲 283 °C 之熱塑性液晶聚合物被熔擠（m e 11 - e X t r ία d e d)後藉充氣技術 被拉伸（drawn)，其中拉伸比係2.0及吹氣比（blow rati o)係 6 · 0，以得出厚度爲2 0 μιη之熱塑性液晶聚合物薄膜F 1，其 具有節段定向比（SOR)爲1·03，熔點爲2 8 3 t及熱變形溫度 爲 2 60°C。 (參考例2) 由P-羥基苯甲酸及6-羥基-2-萘酸組成並具有熔點爲3 25 °C 之熱塑性液晶聚合物被熔擠後藉充氣技術被拉伸，其中拉 伸比係2.0及吹氣比係6.0，以得出厚度爲50μηι之熱塑性 液晶聚合物薄膜F2，其具有節段定向比（S 0 R)爲1 . 0 3，熔 點爲3 2 5 °C，及熱變形溫度爲3 0 5 °C。 (例1) 藉下述步驟1至4得出多層電路板，這些步驟分別示於 第10A至10D圖。 步驟1 : 藉參考例2，利用二氧化碳雷射在熱塑性液晶聚合物薄 膜F2之既定部份上形成設計直徑爲1〇〇 μιη之微通孔。然 後’用導電性糊充塡微通孔，接著藉初步之加熱使導電性 糊硬化（第1 0 Α圖）。 步驟2 : 將厚度爲1 8 μ m之電解銅搭黏結在具有藉步驟1得出之 -26- 1227104 微通孔之熱塑性液晶聚合物薄膜F2之上下兩側表面上。接 著，在溫度爲335 °C，壓力爲3MPa下藉真空熱壓將前述堆 疊（銅箔/熱塑性液晶聚合物薄膜/銅箔）熱壓縮成一體，以得 出雙側銅外被之薄片，此時薄片內充塡於微通孔內之導電 性糊係完全硬化。然後，薄片之第1表面之既定部份及與 第1表面相反之第2表面之整面各被包覆抗蝕薄膜。接著 ’利用水性氯化鐵（a q u e 〇 u s f e r r i c c h 1 〇 r i d e )作爲触刻劑， 蝕刻薄片之第1表面露出在抗蝕薄膜外之銅箔之部份，隨 後去除抗蝕薄膜以得出單側之銅外被薄片1，此薄片內之 微通孔係形成在熱塑性液晶聚合物薄膜F2之內層，此薄膜 之一個表面上有形成電路圖樣D(第10B圖）。 接著，在隨後之步驟2上製成無電路圖樣之相似單側銅 外被薄膜2，亦即，製作其內具有微通孔之熱塑性液晶聚 合物薄膜F2之兩片1 8 μηι之電解銅箔之雙側銅外被薄片， 接著藉蝕刻自雙側銅外被薄片之外部表面之一去除銅箔。 步驟3 : 藉步驟2得出之單側銅外被薄片〗及2配置在藉參考例 1得出之熱塑性液晶聚合物薄膜F 1之兩側，在各個單側銅 外被薄片1及2上覆蓋銅層G，單側銅外被薄片係藉銷疊 合法（pin-lamination method)朝外定向俾單側之銅外被薄 片1及2之微通孔之中心位置精確地相對。此總件隨後在 溫度爲2 8 8 °C、壓力爲3MPa下被熱壓縮成一體以得出薄片 (第1 0C圖）。 步驟4 : 1227104 藉步驟3得出之薄片之最外層上之銅箔係藉步驟2採用 之技術進行圖樣蝕刻以形成具有三個導電層之多層電路板 (第10D圖）。此多層電路板之形狀係扁平。多層電路板之 評估結果係示於表6。從表6能易明白，如此製成之多層 電路板確實有用。 (比較例1 ) 除了步驟3不使用只有1張熱塑性液晶聚合物薄膜f 1， 而使用中間介設單側銅外被薄片1及2之兩張熱塑性液晶 聚合物薄膜F 1外，重複例1之步驟1至4以得出多層電路 板。評估得出之多層電路板，其結果係示於表6。從表6 能容易明白，此比較用之多層電路板呈現出較大微通孔非 對心及低電傳導度。觀察此多層電路板之垂直斷面顯示出 由薄膜F 1產生之熱塑性液晶聚合物之薄膜仍殘留在層內 電路圖樣與微通孔之間。 · 表6 微通孔非對心 結合強度 電傳導度 (%) (kgf/cm) (%) 例1 0.3 1.1 99.2 比較例1 38.6 1 . 1 15.7 雖然本發明之參照附圖藉較佳實施例說明如上，但這些 僅用於說明爲目的，熟悉此項技術者當閱悉本發明介紹之 規範時容易在明顯之框架內想出很多修改及變更。因此， 這些修改及變更，除非使說明之本發明之範圍偏離後附之 申請專利範圍’否則應包含於本發明之範圍內。 -28- 1227104 (五）圖式簡單說明： 第1 A及1 B圖係示出製作本發明之第〗較佳實施例之多 層電路板之順序，其中，第1 A圖係爲在熱壓縮結合前組成 多層電路板之構件之配置之垂直斷面圖，第1B圖係爲在熱 壓縮結合後多層電路板之垂直斷面圖。 第2A及2B圖係示出製作本發明之第2較佳實施例之多 層電路板之順序，其中，第2 A圖係爲在熱壓縮結合前組成 多層電路板之構件之配置之垂直斷面圖，第2B圖係爲在熱 壓縮結合後多層電路板之垂直斷面圖。 第3 A及3 B圖係示出製作本發明之第3較佳實施例之多 層電路板之順序，其中，第3 A圖係爲在熱壓縮結合前組成 多層電路板之構件之配置之垂直斷面圖，第3B圖係爲在熱 壓縮結合後多層電路板之垂直斷面圖。 第4A至4C圖係示出製成本發明之第4較佳實施例之多 層電路板之順序。 第5A至5D圖係示出製成本發明之第5較佳實施例之多 層電路板之順序。 第6圖係爲本發明之第6較佳實施例之多層電路板之示 意垂直斷面圖。 第7圖係爲本發明之第7較佳實施例之多層電路板之示 意垂直斷面圖。 第8圖係爲示出製作多層電路板之傳統方法之垂直斷面 圖。 第9圖係爲藉第8圖所示之方法製造之多層電路板之示 -29- 1227104 意垂直斷面圖。 第10A至10D圖係爲示出在製作例1所示之本發明之多 層電路板之方法上各個製作步驟所作出之各個結構之示意 垂直斷面圖。

主要部分之代表符號說明 A 第1薄膜 B 第2薄膜 C 第3薄膜 D 電路圖樣 E 微通孔 F 導電材料 G 金屬片

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Claims (1)

1227104 拾、申請專利範圍： 1 . 一種製作多層電路板之方法，其特徵爲：該多層電路板 包含第1且至少兩層以上之薄膜、第2薄膜及第3薄膜 ’每一層薄膜係由能形成光學上各向異性之熔相之熱塑 性聚合物所作成，第1薄膜之熔點低，第2及第3薄膜 之熔點皆高於第1薄膜之熔點，至少在第2或第3薄膜 上有形成電路圖樣，該第1薄膜係被夾置於該第2及第 3薄膜之間，此三層薄膜然後藉熱壓縮而成一體’該方 法包含： 在進行第1至第3薄膜之熱壓縮結合期間，促使至少 形成在第2或第3薄膜上之電路圖樣穿過該第1薄膜而 與該第2或第3薄膜之相反表面接觸。 2 .如申請專利範圍第1項之製作多層電路板之方法，其中 ，在進行熱壓縮結合前，第1薄膜之厚度係在要貫穿第 1薄膜之電路圖樣之高度之1/5至1.5倍之範圍內。 3 .如申請專利範圍第1項之製作多層電路板之方法，其中 ，第2及第3薄膜各自之熔點係高於第1薄膜之熔點約 1 5 °C或以上。 4 .如申請專利範圍第1項之製作多層電路板之方法，其中 ，第2及第3薄膜之一或兩者至少具有一個通孔。 5 .如申請專利範圍第1項之製作多層電路板之方法，其中 ，第2及第3薄膜之熱變形溫度皆高於第1薄膜者約20 °C 或以上。 6 .如申請專利範圍第1項之製作多層電路板之方法，其中 Ϊ227104 ’胃1 g第3薄膜實質上皆爲各向同性。 7 ’ 種多層電路板，其特徵爲包括： 第1且至少兩層以上之薄膜、第2薄膜及第3薄膜， 胃層薄膜皆由能形成光學上各向異性熔相之熱塑性聚合 物作成，第1薄膜之熔點低，第2及第3薄膜之熔點皆 高於第1薄膜之熔點； 該第1薄膜係被夾置於該第2及第3薄膜之間並藉熱 壓縮而與該第2及第3薄膜成一體；及 在該第2及第3薄膜之一或兩者上形成電路圖樣，至 少形成在第2或第3薄膜之一側表面上之電路圖樣係穿 透第1薄膜而與第2或第3薄膜之另一側表面保持接觸。 8 ·如申請專利範圍第7項之多層電路板，其中，第2及第 3薄膜各自之熔點皆高於第1薄膜之熔點約1 5 t或以上。 9 ·如申請專利範圍第7項之多層電路板，其中，第2及第 3薄膜之熱變形溫度皆高於第1薄膜者約20°C或以上。 1 0 ·如申請專利範圍第7項之多層電路板，其中，第2及第 3薄膜之一或兩者至少具有1個微通孔。 1 1 .如申請專利範圍第7項之多層電路板，其中，第2及第 3薄膜實質上皆爲各向同性。 -32-