TWI634822B - 電路板結構及其製造方法 - Google Patents

電路板結構及其製造方法 Download PDF

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TWI634822B
TWI634822B TW106113052A TW106113052A TWI634822B TW I634822 B TWI634822 B TW I634822B TW 106113052 A TW106113052 A TW 106113052A TW 106113052 A TW106113052 A TW 106113052A TW I634822 B TWI634822 B TW I634822B
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黃俊晴
錢政煌
陳秋寶
洪毓謙
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南亞電路板股份有限公司
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Abstract

本發明實施例係關於一種電路板結構，其包括基板、設置於該基板中之第一開口。上述第一開口之側壁與基板之側壁連接。上述電路板結構亦包括設置於上述第一開口之側壁上之第一接著金屬層以及設置於上述基板之側壁上之側壁金屬層。上述側壁金屬層直接接觸第一接著金屬層。

Description

電路板結構及其製造方法
本發明實施例係有關於一種電路板結構，且特別有關於一種具有側壁金屬層之電路板結構及其製造方法。
印刷電路板(Printed circuit board，簡稱PCB)係廣泛的使用於各種電子設備當中。印刷電路板不僅可固定各種電子零件外，且能夠提供使各個電子零件彼此電性連接。
在印刷電路板的設計中，有時需於印刷電路板的側壁上形成金屬層，然而在現有的技術中，經常發生上述金屬層從印刷電路板的側壁上剝離之情況。
因此，需要一種新的印刷電路板結構之製造方法來改善上述金屬層剝離之問題。
本發明實施例提供一種電路板結構，包括：基板；第一開口，設置於上述基板中，且上述第一開口之側壁與基板之側壁連接；第一接著金屬層，設置於上述第一開口之側壁上；以及側壁金屬層，設置於上述基板之側壁上，且上述側壁金屬層直接接觸第一接著金屬層。
本發明實施例亦提供一種電路板結構之製造方法，包括：提供基板；形成第一開口於上述基板中；形成第一接著金屬層於上述第一開口之側壁上；進行成型加工製程以形成上述基板之側壁，且上述基板之側壁與第一開口之側壁連接；形成側壁金屬層於上述基板之側壁上，且上述側壁金屬層直接接觸第一接著金屬層。
10、20、30、40‧‧‧電路板結構
100‧‧‧基板
100A‧‧‧基板之側壁
102‧‧‧底板
104‧‧‧第一金屬層
202、204、202’、204’、206’‧‧‧開口
202A、204A、202’A、204’A‧‧‧開口側壁
302、304‧‧‧電鍍通孔
306‧‧‧第一接著金屬層
306A‧‧‧第一接著金屬層之表面
306A’‧‧‧第一接著金屬層之表面之一部分
402‧‧‧塞孔材料
502‧‧‧基板中之開口或溝槽
602‧‧‧側壁金屬層
902‧‧‧介電層
902A‧‧‧介電層之側壁
904’‧‧‧介電層中之開口
904’A‧‧‧開口之側壁
906‧‧‧第二接著金屬層
908‧‧‧金屬墊
A1-A2‧‧‧切割線
C1-C2‧‧‧切割線
P1、P2‧‧‧圓心
S‧‧‧弦的長度
T1‧‧‧第一接著金屬層之厚度
T2‧‧‧側壁金屬層之厚度
W‧‧‧寬度(或直徑)
以下將配合所附圖式詳述本發明之實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，各種特徵並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本發明實施例的特徵。
第1A圖係繪示出本發明實施例之電路板結構之製造方法的起始步驟。
第1B圖係為沿著第1A圖之切割線A1-A2所繪示之剖面圖。
第2A圖係繪示出本發明實施例之電路板結構之製造方法中的一個步驟。
第2B圖係為沿著第2A圖之切割線A1-A2所繪示之剖面圖。
第3A圖係繪示出本發明實施例之電路板結構之製造方法中的一個步驟。
第3B圖係為沿著第3A圖之切割線A1-A2所繪示之剖面圖。
第4A圖係繪示出本發明實施例之電路板結構之製造方法中的一個步驟。
第4B圖係為沿著第4A圖之切割線A1-A2所繪示之剖面圖。
第5A圖係繪示出本發明實施例之電路板結構之製造方法中的一個步驟。
第5B圖係繪示出本發明實施例之電路板結構之製造方法中的一個步驟之上視圖。
第6圖係繪示出本發明實施例之電路板結構10之立體圖。
第7圖係繪示出本發明實施例之電路板結構20之立體圖。
第8圖係繪示出本發明實施例之電路板結構30之剖面圖。
第9圖係繪示出本發明實施例之電路板結構40之剖面圖。
以下公開許多不同的實施方法或是例子來實行本發明實施例之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的實施例以闡述本發明。當然這些實施例僅用以例示，且不該以此限定本發明實施例的範圍。例如，在說明書中提到第一元件形成於第二元件之上，其包括第一元件與第二元件是直接接觸的實施例，另外也包括於第一元件與第二元件之間另外有其他元件的實施例，亦即，第一元件與第二元件並非直接接觸。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明實施例，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方 位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則其中使用的空間相關形容詞也可相同地照著解釋。
本發明實施例之電路板結構之製造方法，係於基板中形成開口，並於上述開口中形成接著金屬層，接著進行成型加工製程以形成上述基板之一側壁並露出上述接著金屬層，接著形成側壁金屬層於上述基板之側壁上，且上述側壁金屬層係直接接觸接著金屬層。由於側壁金屬層與接著金屬層之間的接合力較大，因此可改善前述側壁金屬層從電路板結構剝離之問題。
【第一實施例】
第1A-1B圖繪示出本實施例之電路板結構之製造方法的起始步驟，其中第1A圖為立體圖，而第1B圖係為沿著第1A圖中之切割線A1-A2所得之剖面圖。首先，提供基板100。於本實施例中，基板100可包括覆金屬積層板(metal-clad laminate，例如：銅箔基板)，其可包括底板102以及設置於底板102兩相反面上之第一金屬層104。舉例而言，底板102可包括紙質酚醛樹脂(paper phenolic resin)、複合環氧樹脂(composite epoxy)、聚亞醯胺樹脂(polyimide resin)、玻璃纖維(glass fiber)、其他適當之絕緣材料或上述之組合，且其厚度可為1000μm至2000μm。第一金屬層104可包括銅、銀、其他適當之金屬、其合金或上述之組合，且其厚度可為25μm至75μm。可使用適當之方法形成第一金屬層104於底板102上，例如：濺鍍(sputtering)、壓合(laminate)、塗佈(coating)或上述之組合。應注意的是，於本發明一些其他實施例中，基板100並不限定為 覆金屬積層板，其亦可包括單層板、高密度連接板或其他適當之基板。
接著，請參照第2A-2B，形成開口202及204於基板100中並貫穿基板100。於本實施例中，如第2A圖所示，在上視圖中，開口202及204可為圓形且各自具有圓心P1及P2，然而在一些其他實施例中，開口202及204各自可為橢圓形、長圓形、矩形、方形或其他適當之形狀。舉例而言，可使用機械鑽孔、雷射鑽孔、其他適當之方法或上述之組合形成開口202及204。於本實施例中，係以機械鑽孔之方式形成開口202及204，因此如第2B圖所示，開口202及204可具有實質上筆直之側壁202A及204A及實質上均勻之寬度(或直徑)W。舉例而言，寬度W可為200至400μm。如第2A-2B圖所示，於本實施例中，開口202之寬度與開口204之寬度相等，而可使製程簡單化，然而在一些其他實施例中，亦可視需求使開口202與開口204具有不同之寬度。
應注意的是，雖然於第2A及2B圖中係繪示形成兩個開口(202及204)，然而本發明並不依此為限，可依實際需要形成兩個以上或僅形成一個開口。
接著，如第3A-3B圖所示，形成第一接著金屬層306於開口202及204之側壁202A及204A上。在後續的步驟中，第一接著金屬層306將與形成於電路板結構側壁上之側壁金屬層直接接觸，而可避免側壁金屬層剝離之問題，於後文將對此更加詳細敘述。在本實施例中，由於開口202及204係貫穿基板100且所形成之第一接著金屬層306並未填滿開口202及204，因而 於基板100中形成了電鍍通孔(plated through hole)302及304。舉例而言，第一接著金屬層306可包括銅、鎢、銀、錫、鎳、鉻、鈦、鉛、金、鉍、銻、鋅、鋯、鎂、銦、碲、鎵、其他適當之金屬材料、其合金或上述之組合，且其厚度T1可為20μm至50μm。
舉例而言，可使用濺鍍製程、無電鍍製程、其他適當之方法或上述之組合先形成一晶種層(未繪示)於開口202及204之側壁202A及204A上，接著以上述晶種層充當導電路徑進行電鍍製程以形成第一接著金屬層306(其包括上述晶種層)。在一些實施例中，上述晶種層可包括銅、鎢、銀、錫、鎳、鉻、鈦、鉛、金、鉍、銻、鋅、鋯、鎂、銦、碲、鎵、其他適當之金屬材料、其合金或上述之組合。舉例而言，上述晶種層之厚度可為20μm至50μm。
於形成第一接著金屬層306之後，可視需求對第一接著金屬層306進行表面處理製程。在一些實施例中，上述表面處理製程可為粗化製程，其可提高第一接著金屬層306之表面粗糙度，因而可提高後續填入電鍍通孔302及304中之塞孔材料與第一接著金屬層306之間的接合力。
接著，如第4A-4B圖所示，將塞孔材料402填充於電鍍通孔302及304中。舉例而言，塞孔材料402可包括絕緣材料(例如：油墨、樹脂或其他適當之絕緣材料)、導電材料(例如：塞孔銅膏、銀膏或其他適當之導電材料)、其他適當之塞孔材料或上述之組合。在一些實施例中，如第4A-4B圖所示，塞孔材料402可填滿開口202及204未被第一接著金屬層306填充之 部分，因此可增加第一接著金屬層306與基板100之間的接合力。
接著，沿著第4A圖的切割線C1-C2進行成型加工製程以移除部分之基板100、第一接著金屬層306及塞孔材料402。如第5A圖所示，於上述成型加工製程之後，基板100形成側壁100A，其係與開口202’及204’之側壁202’A及204’A相連接。在一些實施例中，如第5A圖所示，在上述成型加工製程之後，基板側壁100A露出第一接著金屬層306之表面306A，其係與基板100之側壁100A共平面。
於本實施例中，切割線C1-C2可不通過開口202及204之圓心P1及P2，而在上述成型加工製程後，於上視圖中，開口202’及204’係為弓形(例如：優弓形)。在一些實施例中，於上視圖中，開口202’及204’係為優弓形，且其弦的長度S可為開口202及204之寬度(或直徑)W的1/4至1，相較於開口202’及204’於上視圖中為劣弓形的情況，在上述實施例中，塞孔材料402較不易脫落。在一些其他的實施例中，亦可視需求使切割線C1-C2通過開口202及204之圓心P1及P2，因此於成型加工製程後，於上視圖中，開口202’及204’係為半圓形。
應注意的是，於本實施例中，側壁100A係為基板100之外側壁，然而在一些其他的實施例中，如第5B圖之上視圖所示，上述成型加工製程係於基板100內形成開口(或溝槽)502，因此所形成之側壁100A係為基板100之內側壁，其係連接基板100內之開口(或溝槽)502。
接著，請參照第6圖，形成側壁金屬層602於基板 100之側壁100A上而形成本實施例之電路板結構10。舉例而言，側壁金屬層602可與電路板結構10之其他元件電性連接而可提升電路設計之彈性。另外，側壁金屬層602亦可充當電路板結構10之屏蔽金屬層，而可降低電磁波的干擾。在一些實施例中，側壁金屬層602可充當金屬散熱層而提高電路板結構10之散熱速度。應注意的是，於本實施例中，側壁金屬層602係完全覆蓋基板100之側壁100A，而可提高屏蔽電磁波及散熱之效果，然而在一些其他的實施例中，亦可視需求使側壁金屬層602僅部分地覆蓋基板100之側壁100A。
如第6圖所示，側壁金屬層602係直接接觸第一接著金屬層306之表面306A及塞孔材料402。舉例而言，側壁金屬層602可包括銅、鎢、銀、錫、鎳、鉻、鈦、鉛、金、鉍、銻、鋅、鋯、鎂、銦、碲、鎵、其他適當之金屬材料、其合金或上述之組合，且其厚度T2可為20μm至50μm。
舉例來說，可使用濺鍍製程、無電鍍製程、其他適當之方法或上述之組合先形成一晶種層(未繪示)於基板100之側壁100A上，接著以上述晶種層充當導電路徑進行電鍍製程以形成側壁金屬層602(其包括上述晶種層)。在一些實施例中，上述晶種層可包括銅、鎢、銀、錫、鎳、鉻、鈦、鉛、金、鉍、銻、鋅、鋯、鎂、銦、碲、鎵、其他適當之金屬材料、其合金或上述之組合。舉例而言，上述晶種層之厚度可為20μm至50μm。
承前述，由於側壁金屬層602與第一接著金屬層306係皆由金屬材料所形成，因此兩者之間具有良好之接合力 而可避免側壁金屬層602自基板100剝離之問題。在一些實施例中，側壁金屬層602與第一接著金屬層306係由相同之金屬所形成(例如：兩者皆由銅所形成)，而可達到較佳之接合效果。
【第二實施例】
本實施例包括與第一實施例類似之製造步驟，惟其係以第一接著金屬層306完全填滿開口202’及開口204’。
如第7圖所示，本實施例之電路板結構20之第一接著金屬層306係完全填滿開口202’及開口204’，因此可進一步提高第一接著金屬層306與側壁金屬層602之間的接觸面積而增加兩者之間的接合力。
舉例而言，在開口202及204於上視圖中為圓形時，在進行前述成型加工製程之後，在上視圖中，開口202’及204’可為半圓形，以將第一接著金屬層306與側壁金屬層602之間的接觸面積最大化而增加兩者之間的接合力。在一些其他實施例中，亦可視需求使開口202’及204’在進行前述成型加工製程之後，在上視圖中為弓形(例如：優弓形)。
【第三實施例】
本實施例包括與第一實施例類似之製造步驟，惟其所形成之電路板結構30之開口202’、204’及206’並未貫穿基板100。
如第8圖所示，電路板結構30之第一接著金屬層306係形成於開口202’、204’及206’中，且開口202’、204’及206’並未貫穿基板100。舉例而言，可使用機械鑽孔、雷射鑽孔、其他適當之方法或上述之組合形成開口202’、204’及206’。於 本實施例中，係以雷射鑽孔之方式形成開口202’、204’及206’，因此開口202’、204’及206’具有漸尖之側壁。在一些實施例中，由於第一接著金屬層306之表面306A更具有橫向延伸部分306A’，因此可更進一步改善側壁金屬層602自基板100剝離之問題。
【實施例四】
本實施例包括與第一實施例類似之製造步驟，惟其所形成之電路板結構40更包括介電層902設置於基板100之上。
如第9圖所示，本實施例之電路板結構40更包括介電層902設置於基板100之上，且介電層902之側壁902A與基板100之側壁100A共平面。舉例而言，介電層902可包括紙質酚醛樹脂(paper phenolic resin)、複合環氧樹脂(composite epoxy)、聚亞醯胺樹脂(polyimide resin)、玻璃纖維(glass fiber)、其他適當之介電材料或上述之組合。在本實施例中，開口202’及形成於側壁202’A上之第一接著金屬層306可更設置於介電層902中，因此可增加第一接著金屬層306與側壁金屬層602之間的接觸面積而提高兩者之間的接合力，而可進一步改善側壁金屬層602剝離之問題。
如第9圖所示，可於介電層902中形成開口904’，且於其中設置有第二接著金屬層906。開口904’之側壁904’A可與介電層902之側壁902A連接。在一些實施例中，開口904’可包括與開口202’及204’相同或類似之性質，且第二接著金屬層906可包括與第一接著金屬層306相同或類似之性質。在一些實施 例中，由於側壁金屬層602亦直接接觸第二接著金屬層906，因此可進一步避免因接合力不足所產生之側壁金屬層602剝離之問題。在一些實施例中，側壁金屬層602與第二接著金屬層906係由相同之金屬所形成(例如：兩者皆由銅所形成)，而可達到較佳之接合效果。
如第9圖所示，可於介電層902上形成金屬墊908。舉例而言，金屬墊908可包括銅、鎢、銀、錫、鎳、鉻、鈦、鉛、金、鉍、銻、鋅、鋯、鎂、銦、碲、鎵、其他適當之金屬材料、其合金或上述之組合。在一些實施例中，由於側壁金屬層602亦直接接觸金屬墊908，因此可進一步避免因接合力不足所產生之側壁金屬層602剝離之問題。在一些實施例中，金屬墊908與第二接著金屬層906亦可由相同之金屬所形成(例如：兩者皆由銅所形成)，而可達到較佳之接合效果。
應注意的是，雖然於本實施例之電路板結構40中，開口204’中之第一接著金屬層306、開口904’中之第二接著金屬層906以及金屬墊908係相互對齊而可使製程簡單化，然而在一些其他的實施例中，亦可視需求使上述接著金屬層與金屬墊彼此之間具有其他適當之排列方式。
綜合上述，本發明實施例之電路板結構之製造方法，係於電路板之側壁開口中形成接著金屬層，並使其與側壁金屬層直接接觸。相較於沒有形成接著金屬層的情況，由於接著金屬層與側壁金屬層之間的接合力較大，因此可改善側壁金屬層從電路板結構剝離之問題。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其 並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (18)

  1. 一種電路板結構，包括：一基板；一第一開口，設置於該基板中，且該第一開口之一側壁與該基板之一側壁連接；一第一接著金屬層，設置於該第一開口之側壁上；以及一側壁金屬層，設置於該基板之側壁上，且該側壁金屬層直接接觸該第一接著金屬層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該第一開口貫穿該基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該第一接著金屬層未填滿該第一開口。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電路板結構，更包括一塞孔材料，其中該塞孔材料填滿該第一開口。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電路板結構，其中在一上視圖中該第一開口為一弓形。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該第一接著金屬層係填滿該第一開口。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電路板結構，其中在一上視圖中該第一開口為一半圓形。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該第一接著金屬層與該側壁金屬層包括相同之金屬。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該基板包括覆金屬積層板，其包括一底板以及設置於該底板上之一金屬層。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之電路板結構，更包括：一介電層，設置於該基板之上，其中該介電層具有一側壁與該基板之側壁共平面，且該第一開口及第一接著金屬層更設置於該介電層中。
  11. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之電路板結構，更包括：一介電層，設置於該基板之上，其中該介電層具有一側壁與該基板之側壁共平面；一第二開口，設置於該介電層中，且該第二開口之一側壁與該介電層之側壁連接；一第二接著金屬層，設置於該第二開口之側壁上，且該側壁金屬層直接接觸該第二接著金屬層。
  12. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之電路板結構，更包括：一介電層，設置於該基板之上，其中該介電層具有一側壁與該基板之側壁共平面；一金屬墊，設置於該介電層之上，且該側壁金屬層直接接觸該金屬墊。
  13. 一種電路板結構之製造方法，包括：提供一基板；形成一第一開口於該基板中；形成一第一接著金屬層於該第一開口之一側壁上；進行一成型加工製程，以形成該基板之一側壁，且該基板之側壁與該第一開口之側壁連接；形成一側壁金屬層於該基板之側壁上，且該側壁金屬層直接接觸該第一接著金屬層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電路板結構之製造方法，其中形成該第一開口於該基板中之步驟包括機械鑽孔、雷射鑽孔或上述之組合。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之電路板結構之製造方法，其中形成該第一接著金屬層於該第一開口之側壁上之步驟包括一電鍍製程。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之電路板結構之製造方法，其中於該電鍍製程中形成一電鍍通孔(plated through hole，PTH)於該基板中。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之電路板結構之製造方法，其中該成型加工製程移除了該基板之一部分及該第一接著金屬層之一部分。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之電路板結構之製造方法，其中該第一接著金屬層與該側壁金屬層包括相同之金屬。
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