TWI248333B - Multi-layer printed circuit board and method for manufacturing the same - Google Patents

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1248333 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於將絕緣基材和導體圖案所構成之配線層 交互積層的多層電路基板及其製造方法，尤指關於適用於 高頻電路的多層電路基板及其製造方法。 【先前技術】 使用於高頻電路的多層電路基板，乃揭示於例如曰本 特開平1— 120095號公報（USP4、931、354)。該多層 電路基板的構造係包括：積層爲一體之複數陶瓷所形成的 絕緣體層和配線導體，並且在內部配線導體的上側表面及 其側壁和其上側絕緣體層之間形成空洞部。 由於該多層電路基板係在內部配線導體的上側表面及 其側壁和其上側絕緣體層之間形成空洞部，故整體的介電 率得以降低’且信號傳遞延遲等高頻特性得以改善。 然而，影響信號之高頻特性的主要原因不僅是絕緣體 層的介電率，配線導體的表面粗度也會對信號的高頻特性 造成影響。表面電阻會按配線導體表面變粗的程度而變大 ，使流通於配線導體之高頻電流的特性惡化。尤其是，按 高頻電流之頻率變大之程度，高頻電流會因表皮效果流通 於配線導體的表面附近，所以配線導體之表面粗度的影響 很大。 將絕緣基材和導體圖案所構成之配線層交互積層的多 層電路基板，乃揭示於例如日本特開2000 - 3 8464號公報 (3) 1248333 提供不論在表面或在內部，導體圖案的剝離皆可受到抑制 的多層電路基板。 理想的狀態是，上述內部導體圖案包含有形成高頻電 路的高頻導體圖案。在此情況中，如上所述，由於內部導 體圖案的表面粗度係設得比表面導體圖案在絕緣基材側的 表面粗度還小，所以內部導體圖案的表面電阻比表面導體 圖案還小，故內部導體圖案作爲流通高頻電流的配線導體 而言，係比表面導體圖案更優良。因此，使用內部導體圖 案作爲高頻導體圖案的多層電路基板，是適用於高頻電路 之形成的多層電路基板。 理想的狀態是，上述高頻導體圖案爲帶狀線，而帶狀 線具有帶狀導體圖案和一對較寬的接地導體圖案，而帶狀 導體圖案（2 c )係在絕緣基材（1 )的厚度方向，藉著絕 緣基材（1 )挾持於較寬的接地導體圖案（2 g )。更理想 的狀態是，上述各接地導體圖案（2 g )具有彼此相對面側 的表面粗度和相反面側的表面粗度，而彼此相對面側的表 面粗度係小於相反面側的表面粗度。此時，帶狀線係在帶 狀導體圖案和配置於其兩側的接地導體圖案之間，傳送高 頻信號，且在相對之帶狀導體圖案和各接地導體圖案的表 面附近，流通闻頻率的局頻電流。因此，使用內部導體圖 案作爲帶狀線的多層電路基板，是適用於高頻電路之形成 的多層電路基板。尤其，在接地導體圖案中，將彼此相對 面側之表面粗度變小的帶狀線，相較於沒有變小的帶狀線 ，可減少對於高頻電流的表面電阻。 -6 - (4) 1248333 理想的狀態是，上述高頻導體圖案係微帶狀線，而微 帶狀圖案具有帶狀導體圖案和較寬的接地導體圖案，而帶 狀導體圖案係在絕緣基材的厚度方向，藉著絕緣基材配置 於較寬的接地導體圖案上。更理想的狀態是，上述帶狀導 體圖案和接地導體圖案，係分別具有彼此相對面側的表面 粗度和相反面側的表面粗度，而各彼此相對面側的表面粗 度’係分別小於相反面側的表面粗度。此時，微帶狀線係 與上述帶狀線同樣的，可在帶狀導體圖案和接地導體圖案 之間，傳送高頻信號，且在各相對之帶狀導體圖案和接地 導體圖案的表面附近，流通高頻率的高頻電流。因此，使 用內部導體圖案作爲微帶狀線的多層電路基板，是適用於 高頻電路之形成的多層電路基板。尤其，將帶狀導體圖案 和接地圖案彼此相對面側之表面粗度變小的微帶狀線，相 較於沒有變小的微帶狀線，可減少表面電阻。 此外，本發明之多層電路基板的製造方法係包括下列 步驟：藉由在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜上，形成金屬 箔所構成的帶狀導體圖案，以製備帶狀導體圖案膜的步驟 ;和藉由在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜上，形成金屬箔 所構成之較寬的接地導體圖案，以製備一對接地導體圖案 膜的步驟；和製備熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜，即，在 對應於上述接地導體圖案的表面，製備沒有配置導體圖案 之空白膜的步驟；和將上述一對接地導體圖案膜，以形成 有接地導體圖案的面爲內側，且接地導體圖案彼此相對而 配置，其後，在上述帶狀導體圖案膜形成有帶狀導體圖案 -7- (6) 1248333 膜彼此貼合的步驟。 依據此構成，可提供不論在表面或在內部’導體圖案 的剝離皆可受到抑制的多層電路基板。又，使用內部導體 圖案作爲高頻導體圖案的多層電路基板，是適用於高頻® 路之形成的多層電路基板。 【實施方式】 第1 A圖是本發明一實施型態之多層電路基板I 0 0。 第1B圖是多層電路基板100在製造途中之各構成要素的 積層狀態圖。 第1 A圖之多層電路基板1 00是將熱可塑性樹脂之絕 緣基材1和金屬箔之導體圖案2所構成的配線層交互積層 的多層電路基板。如第1 B圖所示’該多層電路基板1 0 0 是在熱可塑性樹脂的樹脂膜1 〇上’積層8片形成有金屬 箔所構成之預定導體圖案2的導體圖案膜11至18，而令 此等導體圖案膜相互貼合的構造。第1 A圖之絕緣基材1 和形成其基底之第1 B圖之樹脂膜1 〇的熱可塑性樹脂，可 使用液晶聚合物（LCP )等。又，導體圖案2的金屬箔可 使用銅箔等。此外，如第1A圖所示’導電材料3充塡於 絕緣基材1所設置的孔。藉由該導電材料3，使不同層的 導體圖案2彼此相互連接。 如第1B圖所示，多層電路基板1〇〇中，露出表面之 表面導體圖案2 e在絕緣基材1側的表面粗度2 er，係大於 埋設於多層電路基板1 00內部之內部導體圖案2i的表面 -9 - (7) 1248333 粗度2ir。依據此構成，將表面導體圖案2e在絕緣蓬 側的表面粗度2er設得較粗，以增加密接強度’即使 導體圖案2 e如第1 A圖所示地露出多層電路基板1 0 0 時，亦難以剝離。另一方面，雖然內部導體圖案21 面粗度2 i r比表面導體圖案2 e在絕緣基材1側的表 度2 e r還小，但是，由於內部導體圖案2 i是埋設於 電路基板1 〇 〇的絕緣基材1中，故剝離外力不會作用 體圖案上。因此，第1A圖之多層電路基板不論在表 在內部，導體圖案2的剝離皆得以受到抑制。 第1A圖之多層電路基板100中，內部導體圖案 形成高頻電路的高頻導體圖案2f。另一方面，其他 圖案2i是用以傳送頻率信號低於高頻導體圖案2f的 導體圖案。如上所述，內部導體圖案2f、2i之表面 2 fr、2 i r係設得比表面導體圖案2 e在絕緣基材1側 面粗度2er還小。故內部導體圖案2f、2i的表面電阻 表面導體圖案2e還小，故內部導體圖案2f、2i作爲 高頻電流的配線導體而言，係比表面導體圖案2e {憂 因此，使用表面電阻小的內部導體圖案2f作爲胃胃 圖条2f之弟1A圖的多層電路基板1〇〇，是適用纟々古 路形成的多層電路基板。 第1A圖之多層電路基板100是以下述方式製芒： 首先，在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜1〇 ± 形成有金屬箔所構成之預定導體圖案2的導p g $月: 至1 8。繼之，利用雷射加工，形成以導體圖案)、 ;材1 表面 表面 的表 面粗 多層 在導 面或 2f是 導體 一般 粗度 的表 係比 流通 良。 導體 頻電 製備 111 底的 -10- (9) 1248333 其他多層電路基板l 〇 1、1 02的例子。 第3 Α圖是高頻導體圖案爲帶狀線（suipe · line )時 的例子。第3 A圖是多層電路基板1 0 1的剖面模式圖，第 3 B圖是多層電路基板1 0 1在製造途中之各構成要素的積 層狀態圖。 第3 A圖所示，帶狀線係在積層方向，於帶狀導體圖 案2 c的兩側，藉著絕緣基材1，配置較寬的接地導體圖 案2 g之構造。帶狀線可在帶狀導體圖案2 c和配置於其兩 側的接地導體圖案2 g之間傳送高頻信號。第3 A圖是關 於傳送帶狀線的高頻信號，而以箭號表示電場的狀態。隨 著該高頻信號的傳送，而在相對之帶狀導體圖案2 c和各 接地導體圖案2g的表面附近，流通高頻的高頻電流。 第3 A圖之多層電路基板1 0 1中，帶狀線的帶狀導體 圖案2 c和各接地導體圖案2 g係當作內部導體圖案而形成 。如上所述，內部導體圖案2c、2g的表面粗度2cr、2gr ，係設得比表面導體圖案2 e在絕緣基材1側的表面粗度 2er還小。因此，內部導體圖案所屬之帶狀導體圖案2c和 各接地導體圖案2g的表面電阻係小於表面導體圖案2e的 表面電阻，故以內部導體圖案2c、2g構成帶狀線之第3 A 圖的多層電路基板1 〇 1，是適用於高頻電路的多層電路基 板。 多層電路基板1 〇 1的帶狀線是以下述方式製造。 在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜1 〇上，製備第3 B圖 的帶狀導體圖案膜1 5 s，而該帶狀導體圖案膜1 5 s係形成 -12- (10) 1248333 有金屬箔所構成之帶狀導體圖案2c °又’在熱可塑性樹 脂所構成的樹脂膜10上，製備第3 B圖的接地導體圖案膜 1 3 s、1 6 S，而該接地導體圖案膜1 3 s、1 6 s係形成有金屬 箔所構成之較寬的接地導體圖案2 g °再者’製備熱可塑 性樹脂所構成的樹脂膜1 0，即’在對應於接地導體圖案 2g的位置，製備去除導體圖案的空白（sPace )膜（即， 沒有導體圖案的膜）1 4 s。 繼之，如第3 B圖所示，將兩片接地導體圖案膜1 3 s • 1 6 s，以其形成有接地導體圖案2 g的面爲內側，且接地 導體圖案2 g彼此相對而配置。此外’在帶狀導體圖案膜 1 5 s形成有帶狀導體圖案2 c的面上’積層空白膜1 4 s。將 該積層體插入兩片接地導體圖案膜13s、16s之間，而在 帶狀導體圖案2c的兩側，以藉著樹脂膜1 〇配置接地導體 圖案2g之方式積層。 接著，與上述同樣的，利用熱壓板，將第3 B圖之積 層的帶狀導體膜15s、空白膜14s及接地導體圖案13s、 1 6 s，進行加熱·加壓，以令各樹脂膜1 〇彼此貼合。因此 ’可製造第3 A圖之多層電路基板1 0 1的帶狀線。 以作爲多層電路基板之構成要素的導體圖案2i而言 ’爲了確保與樹脂膜1 0的密接強度，一般，樹脂膜1 0側 的表面粗度2ir係設得比樹脂膜1 〇相反側的表面粗度2is 還大。因此’關於兩片接地導體圖案2g，由於第3A圖之 帶狀線是以將表面粗度較小之2gs側的面相對之方式積層 而製成，故與藉由其他積層配置方式製成的帶狀線相比較 -13- (11) 1248333 ，表面電阻較小。因此，第3 A圖之多層電路基板1 Ο 1係 特別適用於高頻電路形成的多層電路基板。 第4 Α圖表示高頻導體圖案係微帶狀線時的例子。第 4A圖是多層電路基板102的剖面模式圖，第4B圖是多層 電路基板1 02在製造途中之各構成要素的積層狀態圖。 如第4A圖所示，微帶狀線是在積層方向，於帶狀導 體圖案2 c的兩側，藉著絕緣基材1，配置較寬之接地導 體圖案2 g的構造。微帶狀線亦與上述帶狀線同樣的，可 在帶狀導體圖案2 c和接地導體圖案2 g之間，傳送高頻信 號。第4A圖是關於傳送微帶狀線的高頻信號，而以箭號 表示電場的狀態。隨著該高頻信號的傳送，分別在相對之 帶狀導體圖案2 c和接地導體圖案2 g的表面附近，流通高 頻的商頻電流。 第4A圖之多層電路基板102中，微帶狀線的帶狀導 體圖案2c和各接地導體圖案2g亦作爲內部導體圖案。如 上所述，內部導體圖案2 i相較於表面導體圖案2 e，在樹 脂膜1 〇側的表面粗度設得較小且表面電阻較小。因此， 以內部導體圖案構成微帶狀線之第4A圖的多層電路基板 1 02，亦爲適用於高頻電路的多層電路基板。 多層電路基板1 02的微帶狀線是以下述方式製造。 與第3 B圖之多層電路基板1 0 1之帶狀線的製造方式 相同，首先，製備第4B圖之帶狀導體圖案膜14m、接地 導體圖案膜16m和空白膜15m。 繼之，將帶狀導體圖案膜1 4m和接地導體圖案膜 -14- (12) 1248333 1 6m ’以其分別形成有帶狀導體圖案2c及接地導體圖案 2 g的面爲內側，且帶狀導體圖案2 c及接地導體圖案） 相對而配置。又，將空白膜1 5m插入帶狀導體圖案膜 1 4 m和接地導體圖案膜】6 ηι之間，以在帶狀導體圖案2 e 的一側，藉著樹脂膜丨〇配置接地導體圖案2 g之方式積 層。 接著’與上述同樣的，利用熱壓板，將積層的帶狀導 體圖案膜1 4 m、空白膜1 5 m及接地導體圖案膜丨6 ηι，進行 加熱·加壓，以令各樹脂膜1 〇彼此貼合。因此，可製造 第4 A圖之多層電路基板丨〇 2的微帶狀線。 如上所述’以作爲多層電路基板之構成要素的導體圖 案2 i而言，爲了確保與樹脂膜丨0的密接強度，一般，樹 脂膜1 0側的表面粗度2 i r係設得比樹脂膜1 〇相反側的表 面粗度2is還大。因此，關於帶狀導體圖案2c和接地導 體圖案2 g，由於第4 A圖之微帶狀線係以將表面粗度較小 之2 c s、2 g s側的面相對積層之方式製成，故與藉由其他 積層配置方式製成的微帶狀線相比較，表面電阻較小。因 此，第4 A圖之多層電路基板1 0 2，是特別適用於高頻電 路形成的多層電路基板。 如上述之說明，上述多層電路基板1〇〇至1〇2皆爲可 廉價地製造，且導體圖案之剝離可受到抑制的多層電路基 板，也是適用於高頻電路之形成的多層電路基板。 【圖式簡單說明】 -15- (13) 1248333 第1 A圖是剖面模式圖，表示本發明一實施型態的多 層電路基板，而第1B圖是剖面圖，表示多層電路基板在 製造途中之各構成要素的積層狀態圖； 第2圖是剖面模式圖，表示本發明之多層電路基板的 製造中，利用加熱·加壓進行貼合的步驟圖； 第3 A圖是剖面模式圖，表示本發明之高頻導體圖案 爲帶狀線時，多層電路基板的一實施型態例，而第3 B圖 是剖面模式圖，表示多層電路基板在製造途中之各構成要 素的積層狀態圖；而且 第4A圖是剖面模式圖，表示本發明之高頻導體圖案 爲微帶狀線時，多層電路基板的實施型態例，而第4B圖 是多層電路基板在製造途中之各構成要素的積層狀態圖。 主要元件對照表 1 2 、 20 、 30 2c、 2g 2e 2c、2f、2g、2i 2er、2fr、2ir、2is、2 c r 3 10 1 1 至 1 8 絕緣基材 導體圖案 帶狀導體圖案 接地導體圖案 表面導體圖案 內部導體圖案 2cs 、 2gr 、 2gs表面粗度 導電材料 樹脂膜 導體圖案膜 -16- 1248333

(14) 13s 、16s' 14m、 16m 接 地 導 體 圖 案 膜 14s 、15m 空 白 膜 15s ->«tr 市 狀 導 體 圖 案 膜 5 1 附 著 防 止 膜 52 衝 材 5 3 金 屬 板 54 埶 > V \ Ν 壓 板 5 5 加 埶 > \ \ \ 器 1 00 至102 多 層 電 路 基 板

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Claims (1)

1248333 ». .... * 拾、申請專利範圍 一 …」 第93 1 0924 8號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國.94年；Γ月10日修正 1 . 一種多層電路基板，其特徵爲： 由：絕緣基材、和配置於絕緣基材表面的表面導體圖 案、和埋設於絕緣基材內部的內部導體圖案所構成’ 而表面導體圖案在絕緣基材側，具有大於內部導體圖 案之表面粗度的表面粗度； 上述內部導體圖案係包括形成高頻電路的高頻導體圖 案。 .^5 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之多層電路基板， ^其中，上述絕緣基材具有將複數熱可塑性樹脂膜積層爲一 乂 ^體的構造， . .v V - ；而內部導體圖案和表面導體圖案係由金屬箔構成，且 0 )¾酉己糸泉»， ,-.Η (° 而表面導體圖案與絕緣基材側相反的一側係露出外部 …。 Γ’ί :!:Ά1 二 ^ 3.如申請專利範圍第1項所記載之多層電路基板， 其中，上述高頻導體圖案係帶狀線， 而帶狀線具有帶狀導體圖案和一對較寬的接地導體圖 案， 而市狀導體圖条係在絕緣基材的厚度方向，藉著絕緣 基材挾持於較寬的接地導體圖案。 一 1 8 - 1248333 4.如申請專利範圍第3項所記載之多層電路基板， 其中，上述各接地導體圖案具有彼此相對面側的表面粗度 和相反面側的表面粗度， 而彼此相對面側的表面粗度係小於相反面側的表面粗 度。 5 .如申請專利範圍第1項所記載之多層電路基板，其 中，上述高頻導體圖案係微帶狀線， 而微帶狀線具有帶狀導體圖案和較寬的接地導體圖案 而帶狀導體圖案係在絕緣基材的厚度方向，藉著絕緣 基材配置於較寬的接地導體圖案上。 6.如申請專利範圍第5項所記載之多層電路基板， 其中，上述帶狀導體圖案和接地導體圖案，係分別具有彼 此相對面側的表面粗度和相反面側的表面粗度， 而各彼此相對面側的表面粗度，係分別小於相反面側 的表面粗度。 7 · —種多層電路基板的製造方法，其特徵係包括下 列步驟： 藉由在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜上，形成金屬箔 所構成的帶狀導體圖案，以製備帶狀導體圖案膜的步驟； 和 藉由在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜上，形成金屬箔 所構成之較寬的接地導體圖案，以製備一對接地導體圖案 膜的步驟；和 一 19 一 1248333 製備熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜，即，在對應於上 述接地導體圖案的表面，製備沒有配置導體圖案之空白膜 的步驟；和 將上述一對接地導體圖案膜，以其形成有接地導體圖 案的面爲內側，且接地導體圖案彼此相對而配置，接著， 在上述帶狀導體圖案膜形成有帶狀導體圖案的面上，積層 1述空白膜，其後，將該帶狀導體圖案膜和空白膜的積層 體’插入上述一對接地導體圖案膜之間，而在上述帶狀導 體圖案的兩側，藉著上述樹脂膜配置接地導體圖案而積層 的步驟；和 將上述帶狀導體圖案膜、空白膜及接地導體圖案膜的 積層體加熱或加壓，以令各樹脂膜彼此貼合的步驟。 8. —種多層電路基板的製造方法，其特徵係包括下 列步驟： 藉由在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜上，形成金屬箱 所構成的帶狀導體圖案，以製備帶狀導體圓案膜的步驟； 和 藉由在熱可塑性樹脂所構成的樹脂膜上，形成金屬歹自 所構成之較寬的接地導體圖案，以製備接地導體圖案膜的 步驟；和 製備熱可塑性fei 所構成的樹脂膜，即，在對應於上 述接地導體圖案的表面，製備沒有配置導體圖案之空白膜 的步驟；和 將上述帶狀導體圖案膜和接地導體圖案膜，以分別形 一 20- 1248333 成有帶狀導體圖案和接地導體圖案的面爲內側，且帶狀導 體圖案和接地導體圖案彼此相對而配置，其後，將空白膜 ，插入帶狀導體圖案膜和接地導體圖案膜之間，而在上述 帶狀導體圖案的一側，藉著上述樹脂膜配置接地導體圖案 而積層的步驟；和 將上述帶狀導體圖案膜、空白膜及接地導體圖案膜的 積層體加熱或加壓，以令各樹脂膜彼此貼合的步驟。