TWI617227B - 電路板鑽孔導引結構及具有此鑽孔導引結構之印刷電路板製造方法 - Google Patents

Abstract

一種電路板鑽孔導引結構，包含有一電路板基材以及一鑽孔輔助層形成於電路板基材之上。其中，鑽孔輔助層形成有一鑽孔輔助圖案，而鑽孔輔助圖案包含有一導引區用以導引一鑽針進行電路板基材鑽孔加工時之行進方向，一應力緩衝區形成於導引區的外圍，用以緩衝鑽針鑽孔時所施加於電路板基材的應力，以及一包覆區形成於應力緩衝區的外圍。此外，具有此電路板鑽孔導引結構的印刷電路板製造方法亦在此揭露。

Description

電路板鑽孔導引結構及具有此鑽孔導引結構之印刷電路板製造方法

本揭露中所述實施例內容是有關於一種電路板鑽孔導引結構及此電路板製造方法。特別地，本揭露中所述實施例內容是有關於一種印刷電路板鑽孔導引結構及此印刷電路板製造方法。

印刷電路板(printed circuit board；PCB)是依電路設計將連接電路零件的電子佈線製成圖形(pattern)，再經過特定的機械加工、處理等製程，於絕緣體上使電子導體重現所構成之電路板，主要目的是藉由電路板上的電路讓配置於電路板上的電子零件發揮功能。

在現有多層印刷電路板製程中，對於導通孔的處理有不同的方法，例如以機械鑽孔一次鑽通PCB各層，也就是連同樹脂層例如酚醛樹脂或環氧樹脂與銅箔層一起鑽通而成孔。層間導通連結是先經過多個層板之堆疊壓合，再於預定位 置進行全穿孔形成導通孔(via)。之後以銅包覆電鍍形成導電的銅金屬薄膜於導通孔之孔壁及周圍，然後進行樹脂塞孔及覆蓋銅等步驟，進而進行線路蝕刻，以達到所需的電路板及線路配置。

隨著電子產品的微小化趨勢以及電子產業的進步，鑽孔的精度要求的越來越精確，銅包覆電鍍的品質要求也越來越高，如何能提供合適的電路板製造方法，以達到所需的品質要求，為電路板的生產者所殷殷企盼。

有鑒於此，本揭露內容提出一種電路板鑽孔導引結構及具有此鑽孔導引結構之印刷電路板製造方法。

本揭露內容之一實施態樣是有關於一種鑽孔導引結構，包含有一電路板基材以及一鑽孔輔助層形成於電路板基材之上。其中，鑽孔輔助層形成有一鑽孔輔助圖案，而鑽孔輔助圖案包含有一導引區用以導引一鑽針進行電路板基材鑽孔加工時之行進方向，一應力緩衝區形成於導引區的外圍，用以緩衝鑽針鑽孔時所施加於電路板基材的應力，以及一包覆區形成於應力緩衝區的外圍。

其中，上述之導引區的直徑小於鑽針的直徑，而應力緩衝區的直徑亦小於鑽針的直徑。此外，包覆區的直徑大於鑽針的直徑約50微米以上。

在一或多個實施例中，鑽孔導引結構更包含有一保護層形成鑽孔輔助圖案之上。

本揭露內容之另一實施態樣是有關於一種印刷電路板之製造方法，包含有下列步驟，提供一電路板基材，形成一鑽孔輔助層於電路板基材之上，以及圖案化鑽孔輔助層，進而形成一鑽孔輔助圖案。鑽孔輔助圖案包含有上述之導引區、應力緩衝區以及包覆區。

在一或多個實施例中，上述之鑽孔輔助層係為一光阻層，經由光學顯影製程，以圖案化光阻層。

在一或多個實施例中，上述之鑽孔輔助層係為一銅金屬基材層，經由光學顯影製程，以圖案化銅金屬基材層。

在一或多個實施例中，印刷電路板之製造方法，更包含有形成一保護層形成於鑽孔輔助圖案之上。

綜上所述，本揭露中的印刷電路板之製造方法及其鑽孔導引結構可以利用鑽孔輔助圖案，以更精確地進行電路板基材的鑽孔，亦可以再利用應力緩衝區降低電路板基材所承受鑽針之鑽頂所施加於電路板基材的應力，而包覆區更可以方便後續電鍍製程形成所需的包覆層。此外，形成於鑽孔輔助圖案上的保護層更可以避免電路板基材的損壞，有效提升導通孔的品質。

110~200‧‧‧步驟

210‧‧‧電路板基材

220‧‧‧鑽孔輔助圖案

222‧‧‧包覆區

223‧‧‧直徑

224‧‧‧應力緩衝區

225‧‧‧直徑

226‧‧‧導引區

227‧‧‧直徑

230‧‧‧鑽針

232‧‧‧直徑

234‧‧‧鑽頂

240‧‧‧鑽孔輔助層

250‧‧‧保護層

302‧‧‧多邊形導引區

304‧‧‧三角形導引區

306‧‧‧十字形導引區

308‧‧‧四邊形導引區

310‧‧‧圓形導引區

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖是依照本揭露一些實施例所繪示的一種印刷電路板之製造方法的流程示意圖。

第2A圖是依照本揭露一些實施例所繪示的一種鑽孔導引結構的正視示意圖。

第2B圖是依照本揭露一些實施例所繪示的一種鑽孔導引結構的側視示意圖。

第3圖是依照本揭露一些實施例所繪示的一種鑽孔導引結構的導引區示意圖。

第4圖是依照本揭露一些實施例所繪示的一種鑽孔導引結構的側視示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式進行詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。另外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。

另外，在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅 僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

第1圖是依照本揭露一些實施例所繪示的一種印刷電路板之製造方法。如圖中所示，本發明所揭露之電路板的製造方法說明如下。第2A圖則是依照本揭露一些實施例所繪示的電路板製造時所使用的鑽孔導引結構的正視示意圖，第2B圖是其側視示意圖。

同時參閱第1圖與第2A及2B圖，如圖中所示，步驟110，首先提供一電路板基材210，然後，步驟120，形成一鑽孔輔助層240於電路板基材210上。接著，步驟130，圖案化鑽孔輔助層240，以形成一鑽孔輔助圖案220。其中，鑽孔輔助層240，例如是一光阻層，以便於進行圖案化，進而形成所需的鑽孔輔助圖案220。此外，上述之鑽孔輔助層240亦可以是一銅金屬基材層，經由光學顯影製程，以圖案化銅金屬基材層，進而形成所需的鑽孔輔助圖案220。

然後，參閱步驟150，利用鑽針230與鑽孔輔助圖案220，進行電路板基材210的鑽孔。其中，鑽孔輔助圖案220包含有三環式的鑽孔輔助區，由內而外，分別是導引區226，其有效地導引鑽針230的鑽頂234使其精準地鑽入電路板基材210上正確的位置。導引區226的外側形成有一應力緩衝區224，應力緩衝區224的作用在於降低並緩衝鑽針230直接施加於電路板基材210上的應力，有效地分散鑽針230施加於電路 板基材210上的力量。

應力緩衝區224的在外側則形成有一包覆區222，其功能在於提供形成包覆層所需的空間，以在後續製程中形成所需的包覆層，例如是包覆銅鍍層，進而提高電路板中導通孔(Via)的品質與可靠度。鑽孔輔助圖案220可以利用光學微影等製程，將鑽孔輔助層240的部份材料去除，例如是將導引區226及包覆區222的部份材料去除，以形成凹陷的導引區226及包覆區222，以及位於兩者之間凸起的應力緩衝區224。

接著進入步驟170，進行電鍍製程，例如是利用銅包覆電鍍上述的鑽孔，以在內壁及鑽孔的周圍包覆區222形成所需厚度的連續包覆銅鍍層。步驟180，接著進行塞孔的製程，可以利用樹脂塞孔，亦或者是利用防焊漆塞孔，其均不脫離本發明之精神與範圍。

接著，步驟190，進行覆蓋電鍍(cap plating)，例如是銅覆蓋電鍍(copper cap plating)，以形成所需的銅包覆層(copper cap)。本發明可以有效提高導通孔的導電性能與可靠度，而其中所形成之導通孔可以是通孔(Plating Through Hole；PTH)、盲孔(Blind Via Hole；BVH)或埋孔(Buried Via Hole；BVH)。

步驟200，使用上述之電路板基材製作所需線路，以供電子產品使用。

在一或多個實施例中，鑽孔輔助層240的厚度較佳地約為5微米(Micron)或以上，而當鑽針230的直徑232為一預定的大小時，導引區226的直徑227小於鑽針230的直徑 232，而應力緩衝區224的直徑225較佳地亦小於鑽針230的直徑232，包覆區222的直徑223則大於鑽針230的直徑232。在一或多個實施例中，導引區226的直徑227約可介於25至100微米，較佳地介於50至75微米，可視鑽針230的直徑232大小來決定，而應力緩衝區224的直徑225可以比鑽針230的直徑232小25微米至75微米，例如是50微米。包覆區222的直徑223則可以是大於鑽針230的直徑232約25微米以上，較佳地是大於50微米以上，然本發明並不限定於此。

本發明之電路板的製造方法利用包覆層提高導通孔的導電品質與性能及可靠度，更利用鑽孔輔助層所構成的鑽孔輔助圖案，以更精確地進行電路板基材的鑽孔，同時利用如第3圖中的各種不同形狀的導引區導引鑽針鑽孔的正確位置，例如是圖中所示的多邊形導引區302、三角形導引區304、十字形導引區306、四邊形導引區308以及圓形導引區310，然本發明並不限定於此。本發明再利用應力緩衝區降低電路板基材所承受鑽針之鑽頂所施加於電路板基材的應力，而包覆區更可以方便後續電鍍製程形成所需的包覆層。

再參閱第1圖同時參閱第4圖，值得注意的是，在步驟130之後，更可以增加一步驟140，在上述之電路板基材210及鑽孔輔助圖案220上，進一步形成一保護層250於鑽孔輔助圖案220之上，以進一步地保護電路板基材210，使其在步驟150鑽針進行鑽孔時，更可以避免電路板基材210的損壞，有效提升鑽孔的品質。由於保護層250係利用例如是毯覆式(conformal)的形成於鑽孔輔助圖案220之上，故其並不會 影響鑽針鑽孔精度，且能更進一步提供電路板基材210的保護。

其中，上述之保護層250較佳地可以是乾膜保護層例如是一光阻保護層、化學錫保護層、電鍍錫保護層、金屬合金保護層、鎳鉻合金保護層、化學銅保護層或者是電鍍銅保護層選擇其一或其組合。

當保護層250協助鑽針230鑽孔完成後，部份的保護層250可以無須進行去除，其不影響後續的電路板製程，而部份的保護層250則可以用合適的製程進行保護層的去除，步驟160。例如乾膜保護層可以使用去膜製程加以去除，化學錫保護層則可以使用剝錫的方式進行去除，電鍍錫保護層亦可以使用剝錫的方式進行去除，金屬合金保護層則可以無須去除，鎳鉻合金保護層亦可以選擇不去除，化學銅保護層及電鍍銅保護層則可以使用蝕刻方式加以去除，然本發明並不限定於此。

綜上所述，本揭露中的印刷電路板之製造方法及其鑽孔導引結構利用鑽孔輔助圖案，以更精確地進行電路板基材的鑽孔，亦可以再利用應力緩衝區降低電路板基材所承受鑽針之鑽頂所施加於電路板基材的應力，而包覆區更可以方便後續銅包覆電鍍製程形成所需的包覆銅鍍層，以提高導通孔的導電性能及可靠度。此外，形成於鑽孔輔助圖案上的保護層更可以避免電路板基材的損壞，有效提升導通孔的品質。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種鑽孔導引結構，包含：一電路板基材；以及一鑽孔輔助層，形成於該電路板基材之上，其中該鑽孔輔助層形成有一鑽孔輔助圖案，該鑽孔輔助圖案包含：一導引區，用以導引一鑽針鑽孔時行進的方向；一應力緩衝區，形成於該導引區的外圍，用以緩衝該鑽針鑽孔時所施加於該電路板基材的應力；以及一包覆區，形成於該應力緩衝區的外圍，其中該應力緩衝區的直徑小於該鑽針的直徑，且該包覆區的直徑大於該鑽針的直徑。
2. 如請求項1所述之鑽孔導引結構，其中上述之導引區的直徑小於該鑽針的直徑。
3. 如請求項2所述之鑽孔導引結構，其中上述之包覆區的直徑大於該鑽針的直徑約50微米以上。
4. 如請求項3所述之鑽孔導引結構，更包含一保護層形成該鑽孔輔助圖案之上。
5. 一種印刷電路板之製造方法，包含：提供一電路板基材；形成一鑽孔輔助層於該電路板基材之上；以及圖案化該鑽孔輔助層，以形成有一鑽孔輔助圖案，其中 該鑽孔輔助圖案包含：一導引區，用以導引一鑽針鑽孔時行進的方向；一應力緩衝區，形成於該導引區的外圍，用以緩衝該鑽針鑽孔時所施加於該電路板基材的應力；以及一包覆區，形成於該應力緩衝區的外圍，其中該應力緩衝區的直徑小於該鑽針的直徑且該包覆區的直徑大於該鑽針的直徑。
6. 如請求項5所述之印刷電路板之製造方法，其中上述之鑽孔輔助層係為一光阻層或一銅金屬基材層，經由光學微影製程，以圖案化該光阻層。
7. 如請求項6所述之印刷電路板之製造方法，更包含形成一保護層形成於該鑽孔輔助圖案之上。
8. 如請求項7所述之印刷電路板之製造方法，其中上述之導引區的直徑小於該鑽針的直徑。
9. 如請求項8所述之印刷電路板之製造方法，其中上述之包覆區的直徑大於該鑽針的直徑約50微米以上。