TWI290013B - Printed wiring board and method for manufacturing printed wiring board - Google Patents

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1290013 A7 B7 五、發明説明（彳） 本發明之背景： 本發明係有關一種印刷電路板及其製造方法’明顯地 說’係有關一種雙面印刷電路板和多層印刷電路板及其製 造方法，而此等印刷電路板具有多個電氣互連之導體圖案 層形成於其上。 吾人提出，在印刷電路板中，一絕緣體板包含多個導 體圖案，並且導體圖案藉由形成在絕緣體板內之通孔中的 導電性化合物來互相連接。做爲用於這樣的印刷電路板之 製造方法，圖1 2A中所示之方法被提出，在此方法中’ 一實際爲圓柱形之通孔1 2 4被形成於一絕緣體板1 2 3 中，其係由在B階段狀態中，藉由預浸漬一磁芯材料’例 如具有未凝固之（unset )熱固性樹脂之玻璃布，所預備之 預浸（prepreg )所做的。一導電膏1 5 0，其係包含金屬 粒子及由未凝固之熱固性樹脂所做之黏合劑樹脂的層間連 接材料，被裝塡於通孔1 2 4中。其後，該板與形成導體 圖案之導電箔122被層疊。 藉由熱壓製此堆疊體，如圖1 2 B所示，導電膏 1 5 0變成具有凝固之黏合劑樹脂之合而爲一的導電性化 合物1 5 1 ，並且形成導體圖案之導電箔1 2 2藉由形成 在實際爲圓柱形之通孔1 2 4中之實際爲圓柱形的導電性 化合物1 5 1而被互相連接。 在此所提出之技術中，以實際爲圓柱形之導電性化合 物1 5 1來達成形成導體圖案之導電箔1 2 2間的互連’ 因此，在印刷電路板由於變形（例如’彎曲）而遭受應力 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------私衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧时產笱8工消費合作社印製 -4- 1290013 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的·情況中，導電性化合物1 5 1在接合部分1 5 1 b的附 近可能遭受應力集中，而接合部分1 5 1 b係具有導體圖 案（導電箔1 2 2 )的接合部分。如果在接合部分1 5 1 b的附近產生重複或大的應力集中，則互連之可靠度被降 低。 本發明之槪述： 本發明之達成係鑒於上面所述之觀點，連帶一目的在 於提供具有可靠之層間連接的印刷電路板及其製造方法。 爲了達成上述目的，一印刷電路板在一通孔中具有合 而爲一的導電性化合物，此化合物具有一側壁，相鄰於接 觸導體圖案之區域，該壁具有一傾斜角度，以愈遠離側壁 上的導體圖案，愈接近通孔之中心軸這樣的方式斜靠著導 體圖案。 較佳地，導電性化合物被形成，使得橫切平面上之其 剖面部分（通過通孔之中心軸）提供一弓形形狀。 經濟部智慧財4^R工消費合作社印¾ 依據本發明，甚至在由於變形（例如，彎曲）所產生 之應力被施加於印刷電路板，有可能防止應力集中在導電 性化合物之接合部分的附近，因此，避免互連之可靠度變 得更差。膜係由熱塑性樹脂所做的，因此，當具有側壁之 傾斜的導電性化合物被形成時，絕緣膜很輕易被可塑性地 變形，並且通孔很輕易被形成爲和導電性化合物之形狀一 致的形狀。 況且，當藉由燒結金屬粒子來形成化合物時，明顯的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 1290013 A7 __B7 五、發明説明（3) 體積被縮小，因此，導電性化合物很輕易被形成有側壁之 傾斜。 導體圖案係由金屬所做的，層間連接材料包含第一及 弟一金屬粒子’第一金屬粒子能夠形成具有組成導體圖案 之金屬的第一合金，第二金屬粒子具有比加熱溫度還高的 熔點，用以使諸層互相連接，並且能夠形成具有組成第一 金屬III子之金屬的弟一·合金。藉由熱壓製層間連接材料於 介在多個導體圖案之間的通孔中來形成合而爲一的導電性 化合物，因此，導體圖案和導電性化合物及置於其間之固 相擴散層互相電氣連接在一起，而置於其間之固相擴散層 係藉由在組成導體圖案之金屬與導電性化合物中的第一金 屬間之相互固相（mutual solid phase )擴散層來予以形成。 亦即，並非藉由機械接觸來達成導體圖案之間的電氣 連接，而使得層間接觸電阻幾乎不改變，因此，必然致使 互連之可靠度，以避免變得更差。 附圖之簡略說明： 本發明之上面及其他目的、特色及優點將可從下面參 照伴隨之圖形所做成的詳細說明而變得更加明顯，在圖形 中： 圖1 A到圖1 E係顯示本發明之第一實施例中，印刷 電路板之製造程序的一個程序接著一個程序的剖面圖； 圖2 A及圖2 B係在本發明之第一實施例中，分別在 裝塡導電膏於通孔中之後及使諸層互相連接之後，印刷電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------批衣------、玎------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -6- 1290013 A7 B7 五、發明説明（4) 路板的局部放大示意圖； 批衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3係示意顯示本發明之第一實施例中，導電性化合 物之形狀的局部放大圖； 圖4係顯示對形成導體圖案之銅箔與導電性化合物間 之黏著性的計算結果之圖表； 圖5係顯示在印刷電路板的回流焊接程序之後，印刷 電路板之通孔串聯電阻中之改變比値的圖表； 圖6 A及圖6 B係在本發明之第二實施例中，分別在 裝塡導電膏於通孔中之後及使諸層互相連接之後的狀態之 局部放大示意圖； 圖7係顯示用於一多層印刷電路板之組件堆疊組態的 剖面圖； 圖8係顯示用於一多層印刷電路板之另一組件堆疊組 態的剖面圖； 線 圖9係顯示用於一多層印刷電路板之又一組件堆疊組 態的剖面圖； 圖1 0係顯示用於一多層印刷電路板之再一組件堆疊 組態的剖面圖； 圖1 1係顯示用於一多層印刷電路板之仍一組件堆疊 組態的剖面圖；以及 圖1 2 A及圖1 2 B係在習知技術中，分別在裝塡導 電膏於通孔中之後及使諸層互相連接之後，印刷電路板的 局部放大示意圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1290013 A7 B7 五、發明説明（5) 主要元 件 對 眧 j w\ 表 2 1 7 1 單 面導體圖 案膜 2 2 導 體圖案 2 3 樹 脂膜 2 4 1 2 4 通 孔 5 0 5 1 5 〇 導 電膏 6 1 錫 粒子 6 2 銀 粒子 3 6 a 3 6 b 覆 蓋層 3 7 電 極 5 1 1 5 1 導 電性化合 物 5 2 固 相擴散層 5 1 a 側 壁 5 1 b 1 5 1b 接 合部分 1 0 0 印 刷電路板 1 6 2 合 金粒子 8 1 銅 箔 9 1 雙 面膜 1 2 3 絕 緣體板 1 2 2 導 電箔 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 線 較佳實施例之詳細說明： 在下文中，參照圖形來解釋本發明之實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -8- 1290013 A7 __B7_ 五、發明説明（6) (.第一實施例） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖1 A中，一單面導體圖案膜2 1被顯示爲具有多 個導體圖案2 2 ，其藉由鈾刻黏著於樹脂膜2 3之一側i 的導電箔（在此實施例中爲具有1 8 // m厚度的銅箔）來 予以界定。在此實施例中，一係由6 5 - 3 5 %聚連® _ 樹脂及3 5 - 6 5%聚醚醯亞安_樹脂之混合物所做的’具 有2 5 - 7 5 // m厚度之.熱塑性膜被用作樹脂膜2 3 ° 在導體圖案2 2被形成之後，如圖1 B所示，藉由使 樹脂膜2 3暴露於二氧化碳雷射來形成底部具有導體圖案 2 2之實際爲圓柱形的通孔2 4。在通孔2 4的形成期間 ，導體圖案2 2藉由調整二氧化碳雷射的能量及暴露周期 等等而逃過被雷射所穿刺。 除了二氧化碳雷射以外，準分子雷射或其同類之物可 以被使用來形成通孔2 4。除了雷射以外，其他的通孔形 成機構（例如，鑽孔）係可以應用的，但是，藉由雷射光 束之孔機械加工係較佳的，因爲其在細微的孔機械加工上 之能力具有對導體圖案2 2造成最少的損壞。 如圖1 B所示，在通孔2 4被形成之後，係用作層間 連接之材料的導電膏5 0被裝塡於通孔2 4中，如圖1 C 所示。藉由下面所述之步驟來準備導電膏，6 0 g的松油 酯，其係一種有機溶劑，被加到3 0 0 g之具有5 # m平 均粒子尺寸及0 · 5m2/g比表面的錫粒子6 1 (第一金 屬粒子且如圖2 A所不），及3 0 0 g之具有l//m平均 粒子尺寸及1 · 2 m 2/ g比表面的銀粒子6 2 (第二金屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 1290013 A7 B7 五、發明説明（7) 粒子且如圖2 A所示），藉由混合器來調合此混合物以使 其成糊膏狀。 在導電膏5 0藉由一網目印刷機，使用金屬遮罩而被 印刷及裝塡於單面導體圖案膜2 1的通孔2 4中之後，松 油酯被蒸發於1 4 0 - 1 6 0 °C 3 0分鐘。在此實施例 中，網目印刷機被用來使導電膏5 0裝塡進通孔2 4之內 ，但是，其他使用滴注器或其同類之物的方法係可用的， 祇要該等方法致使可靠的裝塡。 除了松油酯以外的有機溶劑可以應用做爲製造導電膏 之溶劑，但是，具有1 5 0 °C或1 5 0 °C以下之沸點的有 機溶劑可能會隨時間而變地增加導電膏5 0的黏性，另一 方面，具有高於3 0 0 °C之沸點的有機溶劑係不利的，因 爲其蒸發時間變得較長。 在此實施例中，具有5 //m平均粒子尺寸及〇 . 5 m2 / g比表面的錫粒t及具有1 //Hi平均粒子尺寸及1 . 2 m 2 / g比表面的銀粒子被用於導電膏5 0，金屬粒子較佳 具有0 · 5 — 20#m平均粒子尺寸及〇 . 1 - 1 . 5m2 / g比表面。 在金屬粒子具有小於0 · 5 //m之平均粒子尺寸或大 於1 · 5 m 2 / g之比表面的情況中，需要許多有機溶劑， 以使膏狀物調整到用於通孔裝塡的適當黏度。含有許多有 機溶劑之導電膏需要長的時間用來蒸發，並且如果蒸發不 充分，在互連時間周期期間，會因爲加熱而產生許多氣體 ，因此，可能在通孔2 4中會產生空隙，並且互連之可靠 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 1290013 A7 ____B7 ___ 五、發明説明（8) 度被降低。 另一方面，在金屬粒子具有大於2 0 // ηι之平均粒子 尺寸或小於0 · 1 m 2/ g之比表面的情況中，變得難以使 膏狀物裝塡進通孔之中。除此之外，金屬粒子可能被不均 勻地分布，而使其在加熱之後，變得難以提供由均質之合 金所做的導電性化合物5 1。 在導電膏5 0被裝塡進通孔2 4中之前，導體圖案 2 2之面向通孔2 4的表面可以被稍微地蝕刻或減少’藉 此，敘述於後之固相擴散被較佳地完成。 在使導電膏5 0裝塡進通孔2 4中及其蒸發之時’多 個單面導體圖案膜2 1 (舉例來說，四個膜）被堆疊，如 圖1 D所示。下側的一對單面導體圖案膜2 1被堆疊’而 使得包含導體圖案2 2之面朝下，上側的另一對單面導體 圖案膜2 1被堆疊，而使得包含導體圖案2 2之面朝上。 亦即，被放在內側的一對單面導體圖案膜2 1被堆疊 在一起，使得不包含導體圖案2 2之面彼此相向，另一對 單面導體圖案膜2 1被堆疊，而使得其中一膜之包含導體 圖案2 2的面朝向另一膜之不包含導體圖案2 2的面。 一覆蓋層3 6 a ，其係一覆蓋頂層上之導體圖案2 2 的抗鈾劑層，被堆疊於具有多個層之經堆疊的單面導體圖 案膜2 1之上，而且一覆蓋層3 6 b，其係一覆蓋底層上 之導體圖案2 2的另一抗蝕劑層，也是一樣。 覆蓋層3 6 a被機械加工以提供一孔洞，一電極3 2 經由該孔洞而露出於頂層上之導體圖案2 2的預定位置中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 -11 - 1290013 A7 ___B7 五、發明説明（9) ’·並且覆蓋層3 6 b也是一樣被機械加工以提供另一孔洞 ’ 一電極3 7經由該另一孔洞而露出於底層上之導體圖案 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 2的預定位置中。在此實施例中，和用作樹脂膜2 3相 同之樹脂膜，其係具有2 5 - 7 5 // m厚度之熱塑性膜， 係由6 5 - 3 5 %樹脂及3 5 - 6 5 %樹脂之混合物所做 的，被用作覆蓋層3 6 a及3 6 b。 如圖1 D所示，在堆疊單面導體圖案膜2 1及覆蓋層 3 6 a和覆蓋層3 6 b之後，經堆疊之單元藉由一真空熱 壓機而從其頂面及底面被熱壓製。在此實施例中，此經堆 疊之單元在2 - 10MP壓力，於24〇一 350 °C之加 熱溫度下被熱壓製1 0 - 2 0分鐘。 藉此，如圖1 E所示，各單面導體圖案膜2 1及覆蓋 層3 6 a和覆蓋層3 6 b被黏結在一起。在樹脂膜2 3及 覆蓋層3 6 a ，3 6 b熱熔合在一起而被合而爲一的同時 ，和通孔2 4中之導電膏5 0相鄰的導體圖案2 2被互相 連接，並且提供一多層印刷電路板1 〇 〇，具有電極3 2 在其一面上’及電極3 7在其另一面上。樹脂膜2 3及覆 蓋層3 6 a ，3 6 b係由相同之熱塑性樹脂所做的，使得 此二者藉由被熱軟化及熱壓製而被牢牢地合而爲一。 在下文中，參照圖2 A及圖2 B來解釋互連的機制。 當導電膏5 0被加熱於2 4 0 - 3 5 0°C時，因爲錫粒子 6 1的熔點和銀粒子6 2的熔點分別爲2 3 2 °C及9 6 1 t，所以錫粒子6 1熔解並黏著於銀粒子6 2的表面上。 當在此狀態中繼續加熱時，被熔解之錫開始自銀粒子的表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~ ' -12- 1290013 A7 B7 一 - — -— --------------------- - … . 一 五、發明説明（j 面.擴散，並且一合金（熔點爲4 8 0 °C )被形成在錫與銀 之間。在此情況中，導電膏係在2 - 1 0 Μ P之壓力下’ 因此，如圖2 Β所示，導電性化合物5 1被形成於通孔 2 4中，連帶有錫-銀合金形成。 除此之外，在導電性化合物5 1被形成於通孔2 4之 中的同時，此經加壓之導電性化合物5 1被壓製而朝向_ 孔2 4的底部，藉此，在導電性化合物5 1中所含的錫和 在形成導體圖案2 2之銅箔中所含的銅互相擴散，並且一 固相擴散層5 2被形成在導電性化合物5 1與導體圖案 2 2之間的介面處。 雖然在圖2 Α及圖2 Β未顯示出，固相擴散層被類似 地形成在通孔2 4之底面的導體圖案2 2與導電性化合物 5 1之間的介面處。因此，在通孔2 4之頂部及底部的導 體圖案2 2兩者皆藉由合而爲一之導電性化合物5 1及固 相擴散層5 2而被電氣互連。這樣’在導體圖案2 2藉由 以真空熱壓機之熱壓製而被互相連接的同時，甚至在形成 固相擴散層5 2之後，導電性化合物5 1繼續被燒結’並 且導電性化合物5 1收縮。在此實施例中，導電性化合物 5 1在體積上比導電膏5 0還小1 0 - 2 0 %。 因爲藉由真空熱壓機來熱壓製絕緣體樹脂膜2 3 ，所 以樹脂膜2 3在可伸展的方向上變形，並且和通孔2 4相 鄰的樹脂膜2 3變形而突出進入通孔2 4之內，使樹脂膜 2 3的彈性係數減少到5 - 4 0 Μ P a ，而同時被真空熱 壓機所熱壓製。如果具有減少之彈性係數的樹脂膜2 3被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） (锖先閱讀背面之泣意事項存填寫本頁) -装· 訂 -13- 1290013 A7 ____B7 五、發明説明（〇 這·樣地壓製，則在絕緣體樹脂膜2 3中產生實際爲均質的 壓力（流體靜壓力）。 繼續以在樹脂膜2 3中所提供之實際爲均質的壓力來 實施壓製，並且和通孔2 4相鄰的樹脂膜2 3被可塑性地 變形而突出進入通孔2 4之內，樹脂膜2 3進入通孔2 4 內之突出量在通孔2 4的中央部分（在中心方向上之通孔 2 4的中央部分）變得比在連接至導體圖案2 2之末端部 分（在中心軸方向上之通孔2 4的末端部分）還大。 亦即，如圖3所示，通孔2 4之側壁，其實際上在熱 壓製之前爲圓柱形，變形而使得在通過通孔2 4之中心軸 的剖面上之側壁的形狀，藉由如上所述地讓樹脂膜2 3突 入通孔2 4內而提供一弓形形狀。 那時，化合物5 1之明顯體積隨著燒結進行而減小， 在收縮的同時，化合物5 1被樹脂膜2 3所擠壓，樹脂膜 2 3突出而使得其剖面形狀提供一弓形形狀。因此，樹脂 膜2 3在進入通孔2 4內之突出方向上的變形和導電性化 合物5 1的收縮同步進行，使得通孔2 4之側壁總是和導 電性化合物5 1接觸。結果，如圖3所示’導電性化合物 5 1之側壁被形成，以提供一通過通孔2 4之中心軸的弓 形形狀於剖面上。 亦即，導電性化合物5 1之側壁5 1 a以愈遠離導體 圖案2 2 ，愈接近通孔2 4之中心軸這樣的方式而被形成 斜倚著導體圖案2 2。 在熱壓製程序期間，樹脂膜2 3的彈性係數較佳爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -訂 -14- 1290013 A7 ___B7 五、發明説明（j 1 1 0 0 0 Μ P a。如果樹脂膜2 3的彈性係數大於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 0 0 Μ P a ，則難以在樹脂膜2 3中提供均質的內部 壓力，並且難以藉由熱熔合而使樹脂膜2 3黏結在一起， 另一方面，如果樹脂膜2 3的彈性係數小於1 Μ P a ，則 樹脂膜太容易熱流動而不能保持印刷電路板1 0 0的形狀 〇 導電性化合物5 1對導電膏5 0的體積縮減比率較佳 爲5 %或大於5 %，如果縮減比率小於5 %，則難以形成 具有大得足以倚著導體圖案之傾斜角度之導電性化合物 5 1的側壁5 1 a。 依據第一實施例中之組態及製造方法，甚至在由於變 形（例如，彎曲）所產生之應力被施加於印刷電路板 1 0 0的情況中，有可能防止顯示於圖3之接合部分5 1 b中的應力集中，因爲導電性化合物5 1之側壁5 1 a被 形成有傾斜角度。況且，因爲導電性化合物5 1之側壁被 形成以提供一弓形形狀於剖面上，其通過通孔2 4之中心 軸，所以導電性化合物5 1的任何其他部分可能遭受較少 應力集中，因此，致使互連之可靠度避免變差。 印刷電路板1 0 0的多個導體圖案2 2和導電性化合 物5 1及固相擴散層5 2二者電氣互連，導電性化合物 5 1包含藉由燒結所形成之錫-銀合金，而固相擴散層 5 2則被做成於導電性化合物5 1中之錫與組成導體圖案 2 2的銅之間。因此，導體圖案2 2之電氣連接並非藉由 機械接觸來予以達成，使得層間接觸電阻幾乎不改變，因 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -15- 1290013 A7 B7 五、發明説明（j 此.，進一步防止互連之可靠度避免變差。 除此之外’單面導體圖案膜2 1及覆蓋層3 6 a和覆 蓋層 3 6 b之堆疊統一，以及導體圖案2 2的互相連接 藉由熱壓製來予以同時實施，因此，能夠減少印刷電路板 1 0 0之製造程序的數目，並且也能夠減少電路板的製造 成本。 在此實施例中，導電膏5 0的金屬成分爲5 0重量百 分比的錫和5 0重量百分比的銀，金屬成分中的錫含量較 佳爲 2 0 ~ 80%。 圖4顯示當改變導電膏5 0中之錫對銀的比値時，在 形成導體圖案2 2之銅箔與導電性化合物間之黏著性的變 化’黏著性評估之實施如下。和在此實施例中用於導電膏 5 0之相同的錫粒子及銀粒子被用作金屬成分，松油酯以 等於金屬成分之1 0重量百分比的量被加到金屬成分中， 並且混合物被處理以提供一膏狀物，此膏狀物被印刷在銅 箔的有光澤側上，並且在上述的狀態下被蒸發。而後，另 一銅箔被堆疊在經蒸發之膏狀物上，使得其無光澤側接觸 膏狀物，以導電性化合物置於其間之二銅箔在上述的狀態 下藉由熱壓製來予以黏結。 因爲當製造印刷電路板時，單面導體圖案膜被堆疊， 使得各膜面向相同的方向，一裝塡有其通孔中之導電性化 合物的孔被形成在那兩側之間，所以其中一銅范之有光澤 側和另一銅箔之無光澤側被黏結，所黏結之二銅范以1 〇 m m / m i η之速度被剝離，並且剝離力量被定義爲其間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本莧) -装· 訂 -16- 1290013 A7 B7 五、發明説明（u 之.黏著性。 結果，介於2 0 - 8 0 %之間的錫含量提供比1 . 〇 N /m m還另人滿意的黏著性，其係介於絕緣體與銅箔之 間的黏著性。在2 0 - 8 0 %之錫含量範圍內之剝離中的 分裂模式並非介於銅箔與導電性化合物之間的邊界剝離， 而是導電性化合物的內部分裂，這意謂著比導電性化合物 更強壯的固相擴散層被形成在銅箔與導電性化合物之間。 圖5顯示當改變裝塡於通孔2 4內之導電膏5 0中錫 對銀的比値時，在印刷電路板1 0 0的回流焊接程序之後 ，串聯通孔電阻對通孔初始串聯電阻的改變比値。 已經實施之評估如下。和使用於上述之導電膏5 0相 同的錫粒子及銀粒子被用作金屬成分，松油酯以等於金屬 成分之1 0重量百分比的量被加到金屬成分中，並且混合 物被處理以提供一膏狀物，此膏狀物5 0被裝塡於單面導 體圖案膜的通孔2 4中，並且在上述的狀態下被蒸發。一 銅箔被堆疊在單面導體圖案膜的絕緣體側上，所堆疊之單 元在上述的狀態下被熱壓製，以此方式來準備一具有導體 圖案之雙面板，用以測量通孔之串聯電阻。 以後，如所準備地測量雙面板之通孔串聯電阻，並且 之後，該板通過具有2 5 0 t之溫度及5分鐘之時間期間 的回流程序，從所測量之値來計算介於其間的電阻改變比 値。 結果，介於2 0 - 8 0 %之間的錫含量確保藉由回流 所產生之電阻改變比値爲2 0 %或小於2 0 %，其通常是 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 批衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

’1T -線 -17- 1290013 A7 B7 五、發明説明（y 提.供令人滿意的可靠度之最大値。因此，如果藉由使用如 上所述之具有金屬成分中2 0 - 8 0%之錫含量的導電膏 5 0做爲層間連接材料來製造印刷電路板，則有可能提供 具有優異之連接可靠度的印刷電路板。 在此實施例中，導電膏5 0含有錫粒子6 1及銀粒子 6 2，並且藉由合金化及燒結此二金屬來構成導電性化合 物5 1。但是，導電膏5 0不必要是金屬粒子被燒結之材 料，舉例來說，導電膏5 0可以是一種材料，其含有金屬 粒子及做爲黏合劑樹脂之未凝固的熱固性樹脂，並且變成 一導電性化合物，其金屬粒子被凝固之熱固性樹脂來予以 支撐。 相較於導電膏之體積，祇要導電性化合物的體積由於 熱固性樹脂的縮小而被減小（較佳減小多於5 % ) ’有可 能形成導電性化合物的側壁，依距離導體圖案愈遠，愈靠 近通孔之中心軸這樣的方式斜靠著導體圖案。也在此情況 中，有可能防止應力集中於導電性化合物與導體圖案間之 接合部分的附近。但是，在此情況中，互連係根據接觸導 通，使得從可靠度的觀點來看，上面所述之實施例係較佳 的。 在此實施例中，銀粒子被用作第二金屬粒子’但是’ 任何其他的金屬粒子可以被使用，祇要該粒子在互連周期 期間不會熔解，並且和錫形成合金，而錫爲第一金屬粒子 ，可應用之金屬有銅（熔點1 0 8 3 °c )、金C熔點 1 0 6 3 °C )、鉑（熔點1 7 6 9 °C )、紀（熔點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-18- 1290013 A7 B7 五、發明説明（d 1 .5 5 2 °c )、鎳（熔點 1 4 5 3 °C )、鋅（熔點 4 1 9 °C )、等等。做爲第二金屬粒子，這些金屬視情況 而可以分開或組合使用。 在此寳施例中，包含在導電膏5 0中之金屬粒子只有 錫粒子6 1及銀粒子6 2。但是，爲了改善導電膏5 0的 形狀保持能力，具有低熔點之金屬粒子（例如銥粒子）或 具有約1 - 1 0 0 n m粒子尺寸之金屬粒子（例如銀粒子 )可以被加進膏狀物5 0。藉此，有可能維持導電膏5 0 的形狀保持能力較佳，直到層間連接程序爲止。 況且，爲了使導電性化合物5 1的熱膨脹係數調整到 接近絕緣體樹脂膜2 3的熱膨脹係數起見，不會和錫形成 合金之其他的金屬粒子可以被加進。除了金屬粒子以外， 非導電性無機塡料或其同類之物可以被加進，但是，加進 太多以使導電性化合物5 1合而爲一係不利的。 在此實施例中，導電膏5 0包含金屬粒子6 1及6 2 和有機溶劑。一分散劑可以以等於導電膏5 0之總固體成 分的0 · 0 1 - 1 . 5重量百分比的量被加進導電膏50 ’這使其較容易將金屬粒子均勻地分散於導電膏5 0中。 少於0 · 0 1重量百分比的分散劑含量幾乎不提供分散效 應’並且多於1 _ 5重量百分比的分散劑含量妨礙導電性 化合物5 1藉由燒結而被合而爲一，有可能使用磷酸酯及 硬脂酸酯或其同類之物做爲分散劑。 在此實施例中，不是以膏狀材料做爲導電膏5 0，粒 狀材料係可應用的，祇要有可能將材料裝塡於通孔2 4中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 線 -19- 1290013 A7 _ B7 五、發明説明（ C第二實施例） 有可能使用包含合金粒子之導電膏，而合金粒子包含 組成第一金屬粒子之第一金屬及組成第二金屬粒子之第二 金屬。舉例來說，如圖6A所示，導電膏150，其包含 有機溶劑及合金粒子1 6 2，而合金粒子1 6 2包含5〇 重量百分比的錫和5 0重量百分比的銀，被裝塡於單面導 體圖案膜2 1的通孔2 4中，並且被蒸發。以後，單面導 體圖案膜2 1較佳被堆疊，並且所堆疊之單元從其兩側被 熱壓製，以藉由燒結通孔2 4中之合金粒子來形成合而爲 一的導電性化合物5 1。 導電性化合物5 1被加壓，而同時被壓製於通孔2 4 中，使得化合物5 1被壓製朝向導體圖案2 2的表面，其 組成通孔2 4的底部。藉此，包含在導電性化合物5 1中 的錫和形成導體圖案2 2之銅箔的銅互相以固相而擴散， 以便在導電性化合物5 1與導體圖案2 2之間的邊界處形 成固相擴散層。 當合金1 6 2之燒結如上所述地進行時，樹脂膜2 3 變形，使得當導電性化合物5 1之體積減小時，此膜2 3 突出進入通孔2 4之內，因此，提供和第一實施例相同的 功效。 那時，如上所述，第二金屬不限於銀，銅、金、鉑、 鈀、.鎳、鋅等等皆可分開或組合地應用做爲第二金屬粒子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） ---------批衣------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 1290013 A7 五、發明説明（d 。.在此實施例中，導電膏1 5 0的金屬成分爲5 0重量百 分比的錫和5 0重量百分比的銀。也和在第一實施例中一 樣，金屬成分的錫含量較佳爲2 0 - 8 0 %。 此外，在上述實施例中’如圖1 D所示’單面導體圖 案膜2 1被堆疊於印刷電路板1 〇 〇的製造程序中’但是 ，堆疊組態並不限於此組態’而是任何其他的組態可以被 使用，祇要該等組態係用來提供需要層間連接的多層或雙 面印刷電路板。 舉例來說，圖7中所示之組態係可能的。在此組態中 ，以將一具有覆蓋其整個一面之銅箔導體圖案的單面導體 圖案膜7 1 、一單面導體圖案膜2 1及一銅箔8 1堆疊在 一起，然後熱壓製此堆疊單元，而後界定銅箔於兩側等步 驟來做成一多層印刷電路板。 圖8中所示之另一'組態也是可能的。在此組·中’以 將一單面導體圖案膜2 1及一雙面膜9 1堆疊在一起，而 後熱壓製此堆疊單元等步驟來做成一多層印刷電路板。 況且，圖9中所示之又一組態也是可能的。在此組態 中，以將樹脂膜2 3堆疊於雙面膜9 1的兩側上，然後將 銅箔8 1堆疊於此堆疊單元，而後熱壓製此最後的堆疊單 兀等步驟來做成一多層印刷電路板。 圖1 0中所示之再一組態也是可能的。在此組態中’ 以將銅箔8 1堆疊於樹脂膜2 3上，然後熱壓製此堆疊單 元，而後界定銅箔於兩側等步驟來做成一多層印刷電路板 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-21 - 1290013 A7 B7 五、發明説明（d 圖1 1中所示之仍一組態也是可能的。在此組態中， 以將單面導體圖案膜7 1及銅箔8 1堆疊在一起，然後熱 壓製此堆疊單元，而後界定銅箔於兩側等步驟來做成一多 層印刷電路板。 在上述實施例中，一由6 5 — 3 5%聚連醚酮樹脂及 3 5 - 6 5 %聚醚醯亞宏J射脂之混合物所做的樹脂膜被用 於樹脂膜23及覆蓋層36a ，36b。有可能使用藉由 將非導電性塡料加到聚連醚酮樹脂及聚醚醯亞胺樹脂所做 的膜來代替此膜，也有可能僅使用聚連醚酮（P E E K ) 及聚醚醯亞胺（PE I )其中一者。 除此之外，熱塑性聚醯亞宏^或液晶聚合物也是可應用 的，較佳使用一種樹脂膜，其在熱壓製期間之加熱溫度時 具有1 - 1 Ο Ο Ο Μ P a的彈性係數，並且在後續程序中 具有爲焊接所需的熱阻。 在上述實施例中，銅被用作組成導體圖案2 2之金屬 ，但是，除了銅以外，有可能使用和導電性化合物5 1中 所含之錫相互以固相而擴散的其他金屬。除此之外，導體 圖案2 2並不需要整個係由和導電性化合物5 1中所含之 錫（第一金屬）相互擴散的金屬所做的，有可能使用具有 一電鍍層於其上之導體圖案，其係由例如銀及金之金屬所 做的，並且和導電性化合物5 1中所含的錫（第一金屬） 相互擴散。任何導體圖案皆係可應用的’祇要該等圖案在 其對應於通孔2 4之位置處具有能夠和導電性化合物5 1 中所含之錫（第一金屬）相互擴散的金屬。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本買〕 •裝· 訂 -22- 1290013 A7 B7 五、發明説明（d 是被 但不 ， @ 層數 4 其 含 ， 包層 ο 案 ο 圖 1 體 板導 路個 電多 刷含 印包 ， ο 中 ο 例 1 施板 實要 述祇 上， 在然 。 當定 ， 限 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -23-

Claims (1)

1290013 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第901 32224號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國96年7月10日修正 I —種印刷電路板（100)，包含多個導體圖案（22)，而 導體圖案（22)藉由形成在一樹脂膜（23)中之通孔（24)中的合 而爲一之導電性化合物（5 1)互相電連接，該印刷電路板 〇〇〇)之特徵在於： 通孔（24)中之合而爲一的導電性化合物（51)具有其側壁 (5 la)的傾斜角度，其相鄰於一接觸導體圖案（22)之區域， 以愈遠離側壁（5 la)上的導體圖案（22)，愈接近通孔（24)之中 心軸這樣的方式斜靠著導體圖案（22); 導體圖案（22)係由金屬所做的； 合而爲一的導電性化合物（51)包括和組成導體圖案（22) 之金屬形成合金的第一金屬，及具有比用以使諸層互相連 接之加熱溫度還高之熔點的第二金屬；以及 導體圖案（22)和一固相擴散層（5 2)互相電連接，而固相 擴散層（52)係藉由組成導體圖案（22)之金屬與導電性化合物 (5 1)中之第一金屬間的相互固相擴散所形成的。 2. 如申請專利範圍第1項之印刷電路板（100)，進一步 特徵在於導電性化合物（5 1)之側壁（5 1 a)在通過通孔（24)之中 心軸的橫切平面上具有一弓形形狀。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之印刷電路板（1 00) ，進一步特徵在於其樹脂膜（23)係由熱塑性樹脂所做的。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之印刷電路板（100) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------------^------1T------^ I_ (請先聞嘰背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1290013 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ，進一步特徵在於導電性化合物（51)係由做成自金屬粒子 (6 1，62)之燒結金屬所做的。 5. —種印刷電路板（100)之製造方法，該方法包括程序 將一層間連接材料（50，150)裝塡於形成在樹脂膜（23)中 之通孔（24)中；以及 使多個導體圖案（22)和一藉由熱壓製在多個導體圖案 (22)間之通孔（24)中的層間連接材料（50，1 50)所形成之導電 性化合物（5 1)互相電連接，其特徵在於： 互連程序包含熱壓製樹脂膜（23)以使樹脂膜（23)變形而 突出進入通孔（24)之內，藉以形成導電性化合物（51)之側壁 (5 la)的傾斜角度，其相鄰於一接觸導體圖案（22)之區域， 以愈遠離側壁（5 la)上的導體圖案（22)，愈接近通孔（24)之中 心軸這樣的方式斜靠著導體圖案（22)。 6. 如申請專利範圍第5項之製造方法，進一步特徵在 於，在層間連接程序中，化合物（5 1)之剖面被形成爲在通過 通孔之中心軸的橫切平面上的弓形形狀。 7. 如申請專利範圍第5項或第6項之製造方法，進一 步特徵在於樹脂膜（23)係由熱塑性樹脂所做的。 S.如申請專利範圍第7項之製造方法，進一步特徵在 於，當在層間連接程序中，藉由熱壓製層間連接材料（50, 15〇)來形成合而爲一的導電性化合物（51)時，相較於層間連 接材料（50，150)之體積，合而爲一的導電性化合物（51)之體 積被縮減。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 2 - ^------、耵------^ (請先閲-«背面之注意事項再填寫本頁) 1290013 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範固 9.如申請專利範圍第8項之製造方法，進一步特徵在 方、導電丨生化σ物（5 1)對層間連接材料（5 〇，丨5 〇 )之體積縮減比 値爲大於5 %。 10·如申請專利範圍第8項之製造方法，進一步特徵 在於： 層間連接材料（50，150)含有金屬粒子（61，62，162);以 及 層間連接程序包含當層間連接材料（5〇，15〇)被熱壓製 時’燒結金屬粒子（61，62，162)以形成合而爲一的導電性化 合物（5 1)。 11.如申請專利範圍第1 0項之製造方法，進一步特徵 在於： 導體圖案（22)係由金屬所做的； 層間連接材料（5〇，15〇)中所含之金屬粒子（61，62，162) 包含第一金屬粒子（61)，其和組成導體圖案（22)之金屬形成 第一合金，及第二金屬粒子（62)，其具有比用以使諸層互相 連接之加熱溫度還高的熔點，並且和組成第一金屬粒子（6 1 ) 之金屬形成第二合金；以及 藉由在各自組成第一金屬粒子（61)及第二金屬粒子（62) 的二金屬之間做成第二合金，以形成被燒結及合而爲一的 導電性化合物（51)，並且藉由透過熱壓製置於多個導體圖案 (22)間之層間連接材料（50，1 50)來提高分別組成第一金屬粒 子（6 1)及導體圖案（22)之金屬間的相互固相擴散，使多個導 體圖案（22)互相電連接。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ^------1Τ------0 (請先閲·«背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1290013 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 12.如申請專利範圍第8項之製造方法，進一步特徵 在於層間連接程序包含使樹脂膜（23)加熱於當組成樹脂膜 (23)之熱塑性樹脂的彈性係數爲1 一 1〇0〇 MPa時之溫度。 13·如申請專利範圍第11項之製造方法，進一步特徵 在於第一粒子（6 1)爲錫，並且以介於20重量百分比與go重 量百分比之間的量被包含在層間連接材料（50)中。 14.如申請專利範圍第丨3項之製造方法，進一步特徵 在於所包含錫之量爲50重量百分比。 1 5 ·如申請專利範圍第1項之印刷電路板（〗〇 〇)，其中 ，第一金屬爲錫且第二金屬爲銀。 1 6 _ —種印刷電路板（1 0 0 )，包含： 一樹脂膜（23)，具有一通孔（24); 一對導體圖案（22)，其包含一金屬，並且被形成於絕緣 體板（100)上； 一合而爲一的導電性化合物（51)，其包含第一金屬及第 二金屬，而第二金屬具有比用來使導體圖案（22)互連所需之 加熱溫度還高的熔點；以及 一對固相擴散層（52)，其係藉由在包含於導體圖案（22) 中之金屬與包含於導電性化合物（5 1)之第一金屬間的互相固 相擴散來予以形成的，其中，藉由合而爲一的導電性化合 物（5 1)及固相擴散層（5 2)而使導體圖案（22)互相電連接。 17.如申請專利範圍第16項之印刷電路板（100)，其中 ，導電性化合物（5 1)爲一包含由金屬粒子（61，62)所做之燒 結金屬的合金。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^------1T------線， (請先閲嗓背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 1290013 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 18.如申請專利範圍第16項或第17項之印刷電路板 (100)，其中，第一金屬爲錫且第二金屬爲銀。 1 9 · 一種印刷電路板（1 〇 〇 )，包含： 一樹脂膜（2 3 )，具有一通孔（2 4); 一對導體圖案（22)，其包含一金屬，並且被形成於樹脂 膜（23)上； 一合而爲一的導電性化合物（5 1)，其包含第一金屬及第 二金屬，而第二金屬具有比用來使導體圖案（22)互連所需之 加熱溫度還高的熔點，其中，導電性化合物（5 1)爲一包含由 金屬粒子（61)所做之燒結金屬的合金，而金屬粒子（61)包含 第一金屬及包含第二金屬的另一金屬粒子（62)，且其中，導 體圖案（22)係藉由合而爲一的導電性化合物（5 1)而互相電連 20.如申請專利範圍第19項之印刷電路板（100)，其中 ，第一金屬爲錫且第二金屬爲銀。 2 1.如申請專利範圍第19項或第20項之印刷電路板 (100)，其中，在通孔（24)中之合而爲一的導電性化合物（5 1) 的側壁具有一以愈遠離側壁上的導體圖案（22)，愈接近通孔 (24)之中心軸這樣的方式之形狀。 I------1T------^ (請先閱部背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家摞準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5-