TWI483657B - 線路板的鑽孔方法 - Google Patents

Description

線路板的鑽孔方法

本發明乃是關於一種線路板的鑽孔方法。

習知的線路板製作過程中，通常會經過壓合(lamination)、鑽孔以及通孔電鍍(Plating Through Hole，PTH)等製程，其中壓合及鑽孔製程，是將銅箔與樹脂片(prepreg)壓合後，利用雷射對線路板進行鑽孔。在銅箔製作時，銅箔的毛面(Matte side)面需進行瘤化處理，以增加表面積，從而增加銅箔和樹脂片之間的附著力。而生產銅箔時所進行的瘤化處理(Nodulization))，會在銅箔壓合面與樹脂片的接合面之間殘留砷、鋅、鉻、鎳等金屬。

此外，在銅箔與樹脂片壓合後，以及利用雷射對線路板鑽孔前，通常會對銅箔進行黑氧化(black oxide treatment)或棕氧化處理，以在銅箔表面上形成黑氧化層或棕氧化層。利用黑氧化層或棕氧化層，能增加銅箔表面對雷射的吸收率，讓雷射能順利地燒蝕(ablating)銅箔以及其底下的樹脂片。習知的黑氧化層成分比例中包括重量百分比介於4至5%的碳，重量百分比介於22至24%的氧以及重量百分比介於71至73%的銅，其中前述重量百分比是指黑氧化層內各元素的重量(例如銅、氧或碳)與黑氧化層總重量之間的比例。

在利用雷射對線路板鑽孔後，會進行除膠渣流程(desmear)，而將銅箔表面的黑氧化層或棕氧化層去除，才能進行後續的電鍍製程。

本發明提供一種線路板的鑽孔方法，其利用光澤度偏低的導電 層與絕緣層壓合，以幫助雷射鑽孔的進行。

本發明一實施例提供線路板的鑽孔方法，其包括提供基板，基板包括導電層以及與導電層面對面地連接的絕緣層，其中導電層具有光吸收面與相對於光吸收面的接合面，而絕緣層連接並接觸接合面，以及照射雷射光束於光吸收面，以移除部分導電層與部分絕緣層。

基於上述方法，在以雷射對線路板鑽孔前，不需要對導電層進行黑氧化或棕氧化處理。如此，可以減少線路板的製造步驟，從而幫助縮短線路板的製造時間。

為了能更進一步瞭解本發明的特徵及功效，請參閱以下詳細說明以及所附圖式。然而，所附圖式僅提供參考與舉例說明，並非用來對本發明的權利保護範圍加以限制。

1、1’、1”‧‧‧基板

10a、10b‧‧‧導電層

10’‧‧‧線路層

101‧‧‧光吸收層

100a‧‧‧光吸收面

102‧‧‧主體層

103‧‧‧接合層

100b‧‧‧接合面

11a、11b‧‧‧絕緣層

110‧‧‧結合面

12‧‧‧開口

13‧‧‧金屬柱

20‧‧‧雷射光束

圖1A至圖1C顯示本發明一實施例之線路板的鑽孔方法的流程剖面示意圖。

圖1A至圖1C顯示線路板鑽孔製程中不同步驟之線路板的剖面示意圖。請參閱圖1A，首先，提供一基板1，其例如是具有金屬箔片的基板、金屬核心板(metal core substrate)或是線路板的半成品，其中上述具有金屬箔片的基板可以是銅箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)。線路板的半成品例如是在增層法(built-up)製造過程中，剛壓合好樹脂片與金屬箔片(例如銅箔)，並在形成盲孔或通孔於前述銅箔前的線路基板。圖1A的基板1是線路板的半成品為例說明。

在本實施例中，基板1具有多層導電層以及多層絕緣層，其中導電層與絕緣層交替堆疊，並且每一導電層至少與一絕緣層面對面地連接。在本發明實施例中，基板1為四層板。也就是說，本實施例的基板1是由四層導電層夾置三層絕緣層11a、11b而形 成，其中四層導電層包括兩層導電層10a及兩層導電層10b。兩層導電層10a夾合絕緣層11a，並且導電層10a已經過蝕刻製程而形成圖案化的線路層。絕緣層11b及導電層10b則分別被壓合於導電層10a上，並且導電層10b位於最外側。另外，導電層10b尚未形成盲孔或通孔。

絕緣層11a可以是由樹脂片固化而形成，而構成樹脂片的材質例如是酚醛樹脂(phenolic resin)、環氧樹脂(epoxy)或聚亞醯胺樹脂(bismaleimide triazine)等熱固型樹脂。絕緣層11b具有結合面110，其與導電層10b相互接合。

具體而言，導電層10b包括光吸收層101、主體層102及接合層103，其中主體層102位於光吸收層101與接合層103之間。在本發明實施例中，導電層10b可以是表面經過奈米處理的金屬箔片(例如銅箔)，而金屬箔片的上下表面經奈米處理之後，形成氧化銅層，從而形成光吸收層101與接合層103。也就是說，構成主體層102的主要材料為銅，而構成光吸收層101及接合層103的主要材料為氧化銅。

光吸收層101具有一光吸收面100a，而接合層103具有一接合面100b，其中光吸收面100a與接合面100b分別為導電層10b的兩相對表面。在本發明實施例中，接合面100b是指當金屬箔片貼合於絕緣層11b時和絕緣層11b接合的面，而光吸收面100a是指在後續的製程中，將被雷射光束20照射的表面。實質上，光吸收面100a與接合面100b的組成及光澤度大致相同。

光吸收層101的成分含銅、氧及碳。在一實例中，導電層10b的成分包括重量百分比介於3至6%的碳，重量百分比介於1至3%的氧以及重量百分比介於92至95%的銅，其中前述重量百分比是指導電層10內各元素的重量(例如銅、氧或碳)與導電層10總重量之間的比例。

光吸收層101可由多個相連的奈米顆粒所構成，而這些奈米顆 粒的粒徑小於500奈米。以肉眼觀察，光吸收面100a的顏色為黑色或相當接近黑色的棕黑色。此外，光吸收面100a的十點平均粗糙度(ten point height of irregularities，Rz)小於4微米。

導電層10b是以接合層103的接合面100b接合於前述絕緣層11b的結合面110。接合層103同樣是由多個相連的奈米顆粒所構成，接合面100b的十點平均粗糙度小於1.5微米，但接合層103與絕緣層11b之間的附著力仍可符合業界的標準。當導電層10b以接合面100b與絕緣層11b壓合後，經拉力(peeling strength)測試後的拉力值大於0.6kgF/cm。此外，在導電層10b尚未與絕緣層11b貼合前，以肉眼所觀察到的接合面100b為黑色或相當接近黑色的棕黑色。

要特別說明的是，導電層10b是使用表面經過奈米處理的金屬箔片。縱使未對接合面100b進行瘤化處理，導電層10b的接合面100b仍保有一定程度的粗糙度，即導電層10b與絕緣層11b之間仍可以產生一定強度的附著力。因此，在沒有對接合面100b進行瘤化處理的前提下，在接合面100b與絕緣層11的結合面110之間，並未殘留砷、鋅、鉻或鎳等金屬。

接著，請參照圖1B，照射一雷射光束20於光吸收面10a，以移除部分導電層10與部分絕緣層11，並形成具有開口12的基板1’。前述雷射光束20的波長可介於770奈米至15微米，即雷射光束20的波長可介於紅外光的波長範圍。此外，在一實施例中，可利用二氧化碳雷射來產生前述的雷射光束20。

由於導電層10b的光吸收面100a為黑色或相當接近黑色的棕黑色，因此光吸收面100a可吸收雷射光束20。如此，在進行雷射鑽孔步驟前，則不須要對導電層10b的光吸收面100a進行黑氧化或棕氧化處理，可以直接鑽孔。

另外，在本發明實施例中，當以雷射光束20移除部分導電層 10b及部分絕緣層11b時，可形成至少一開口12。在本實施例中，開口12可為盲孔。

在形成開口12之後，基板1’會經過除膠渣製程。之後，請參照圖1C，基板1’會進行通孔電鍍製程與微影蝕刻製程，以形成包括線路層10’的基板1”，其中線路層10’是圖案化(patterning)導電層10b而形成，而基板1”可以是線路板的半成品或實質上已製造完成的雙面線路板(double-sided wiring board)。

在上述通孔電鍍製程，會依序進行無電電鍍製程與電鍍製程，以在開口12內形成金屬沉積物，進而形成連接線路層10’及導電層10a的金屬柱13。利用此位於開口12內的金屬柱13，位於絕緣層11b相對兩側表面導電層10a及線路層10’能電性導通。

值得說明的是，進行後續電鍍製程之前，不須要特別移除光吸收層101，而可在除膠渣製程後，直接進行電鍍製程。也就是說，在本發明實施例中，不需要對導電層10b進行去黑化的製程。

本發明實施例的技術特徵也可應用在雙面板的通孔製作流程中。詳細而言，上述基板為兩片金屬箔片夾合一絕緣層而形成的銅箔基板。進行雷射鑽孔製程時，是對銅箔基板的兩相對側表面鑽孔。

整體而言，本發明實施例之線路板鑽孔方法是利用表面經奈米處理的導電層和絕緣層進行壓合。相較於習知的製程，本發明實施例的導電層不須要預先進行瘤化處理。另外，壓合後的基板在雷射鑽孔前，也不須如習知需對導電層表面進行黑氧化處理。因此，在雷射對基板鑽孔後，亦不須要對導電層表面進行去黑氧化的處理，而可直接進行電鍍製程。相較於習知線路板的製程，前述本發明實施例所揭露的方法可以再減少以下製程：黑氧化以及去黑化製程的條件下，製造線路板，從而達到減少線路板製造步 驟的功效。

雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

1‧‧‧基板

10a、10b‧‧‧導電層

101‧‧‧光吸收層

100a‧‧‧光吸收面

102‧‧‧主體層

103‧‧‧接合層

100b‧‧‧接合面

11a、11b‧‧‧絕緣層

110‧‧‧結合面

Claims (9)

1. 一種線路板的鑽孔方法，包括：提供一基板，該基板包括一導電層以及一與該導電層面對面地連接的絕緣層，其中該導電層具有一光吸收面與一相對於該光吸收面的接合面，該絕緣層連接並接觸該接合面，且該接合面的十點平均粗糙度(ten point height of irregularities，Rz)小於1.5微米，其中該導電層的成分包括重量百分比介於3至6%的碳，重量百分比介於1至3%的氧，以及重量百分比介於92至95%的銅；以及照射一雷射光束於該光吸收面，以移除部分該導電層與部分該絕緣層。
2. 如請求項1所述之線路板的鑽孔方法，其中該光吸收面的十點平均粗糙度小於4微米。
3. 如請求項1所述之線路板的鑽孔方法，其中該導電層包括：一光吸收層，具有該光吸收面；以及一主體層，形成於該光吸收層與該絕緣層之間。
4. 如請求項3所述之線路板的鑽孔方法，其中該導電層更包括一接合層，該接合層具有該接合面，而該主體層位在該接合層與該光吸收層之間。
5. 如請求項1所述之線路板的鑽孔方法，其中該光吸收層的成分含銅、氧以及碳。
6. 如請求項1所述之線路板的鑽孔方法，其中該雷射光束的波長介於770奈米至15微米。
7. 如請求項1所述之線路板的鑽孔方法，其中該光吸收層是由多個相連的奈米顆粒所構成。
8. 如請求項1所述之線路板的鑽孔方法，其中該接合層是由多個相連的奈米顆粒所構成。
9. 如請求項8所述之線路板的鑽孔方法，其中各該奈米顆粒的粒徑小於500奈米。