TWI665950B - 多層印刷電路板及製作多層印刷電路板的方法 - Google Patents

Abstract

多層印刷電路板包含第一外電路層、內電路層、第二外電路層、連通柱及高介電損耗防焊油墨層。第一外電路層包含第一導線，且第一導線傳輸高頻訊號。內電路層包含第二導線。第一外電路層是設置於內電路層之一側，而第二外電路層是設置於內電路層之另一側。連通柱自第一外電路層貫穿至第二外電路層，並耦接於第一導線及第二導線。第二導線經由連通柱耦接至第一導線以傳輸高頻訊號。高介電損耗防焊油墨層設置於連通柱外露於第二外電路層外的開路殘段端。

Description

多層印刷電路板及製作多層印刷電路板的方法

本發明係有關於一種多層印刷電路板，尤其是一種能夠減少高速訊號失真的多層印刷電路板。

在先前技術中，多層印刷電路板常利用連通柱(via)來連接位於不同層板(layer)間的導線，一般來說，連通柱可能包含貫穿孔(through hole via)、盲孔(Blind hole)及埋孔(Buried hole)等不同形式，其中以盲孔及埋孔來製作連通柱的方式由於成本較高，因此在實作上較少使用，最常見連通柱仍是以貫穿孔形式來實作居多。在此情況下，如欲連接的導線為帶線(stripline)，亦即導線是位於多層印刷電路板中的內電路層中，則在連通柱上必然會留下開路殘段(open via stub)，而開路殘段的共振效應常會造成嚴重的高速訊號失真問題。

為解決開路殘段所造成的訊號失真問題，先前技術常採用背鑽(back-drilling)的技術，亦即在多層印刷電路的製作程序中，可由下往上利用機械鑽頭將連通柱的開路殘段移除。然而，使用背鑽的做法不僅會增加製程上的複雜度，且由於背鑽的機械公差會限制背鑽的鑽孔深度，因此在連通柱分布密度較高的區域(如中央處理器下方)，背鑽也無法完整地移除開路殘段，使得高速訊號失真的問題難以解決。

本發明之一實施例提供一種多層印刷電路板，多層印刷電路板包含第一外電路層、內電路層、第二外電路層、連通柱及高介電損耗防焊油墨層。

第一外電路層包含第一導線，第一導線傳輸高頻訊號。內電路層包含第二導線。第一外電路層設置於內電路層之一側，而第二外電路層設置於內電路層之另一側。

連通柱自第一外電路層貫穿至第二外電路層，並耦接於第一導線及第二導線。第二導線經由連通柱耦接至第一導線以傳輸高頻訊號。高介電損耗防焊油墨層設置於連通柱外露於第二外電路層外的開路殘段端。

本發明之另一實施例提供一種製作多層印刷電路板的方法。製作多層印刷電路板的方法包含設置包含一第一導線的第一外電路層，設置包含第二導線的內電路層，並設置第二外電路層，其中內電路層設置於第一外電路層及第二外電路層之間。設置連通柱，使得連通柱自第一外電路層貫穿至第二外電路層並耦接於第一導線及第二導線，並於連通柱外露於第二外電路層外的開路殘段端設置高介電損耗防焊油墨層。

100‧‧‧多層印刷電路板

110‧‧‧第一外電路層

120‧‧‧第二外電路層

130、132、134、136‧‧‧內電路層

140A‧‧‧第一導線

140B‧‧‧第二導線

150‧‧‧連通柱

150T‧‧‧連通柱開路殘段端

160‧‧‧高介電損耗防焊油墨層

170‧‧‧低介電損耗防焊油墨層

180、182‧‧‧內層板

184‧‧‧半固化板

SIG_A‧‧‧高頻訊號

200‧‧‧方法

S210至S260‧‧‧步驟

第1圖為本發明一實施例之多層印刷電路板的示意圖。

第2圖為製造第1圖之多層印刷電路板的方法流程圖。

第1圖為本發明一實施例之多層印刷電路板100的示意圖。多層印刷 電路板100包含內電路層第一外電路層110、第二外電路層120、內電路層130、第一導線140A、第二導線140B、連通柱150及高介電損耗防焊油墨層160。

第一外電路層110可設置於內電路層130之一側，而第二外電路層120則可設置於內電路層130之另一側。在本發明的部分實施例中，第一外電路層110可例如為與外部元件相接的外側電路層，而第二外電路層則可例如為用以焊接至主要電路板或其他線路的外側電路層，然而本發明並不限定第一外電路層110及第二外電路層120所欲耦接的對象。

此外，在第1圖中，多層印刷電路板100還可包含內電路層132、134及136，其中內電路層132可例如為電源層而內電路層136可例如為接地層，亦即多層印刷電路板100可為六層板，然而本發明並不以此為限，在本發明的其他實施例中，多層印刷電路板100還可包含更多數量的電路層，而內電路層130也可能位於第一外電路層110及第二外電路層120之間的其他位置。

在多層印刷電路板100中，電路層可以設置於內層板上，例如第一外電路層110及內電路層132可設置於內層板180的兩側，而內電路層130及134則可設置於內層板182的兩側。此外，設置在相異內層板的電路層則可利用介電層或半固化板來加以接合。例如內電路層132及130之間可利用半固化板184來接合。 然而本發明並不以此為限，在本發明的其他實施例中，使用者亦可根據需求選擇以其他的材質或工序來製作多層印刷電路板100。

第一外電路層110可包含第一導線140A，且第一導線140A可傳輸高頻訊號SIG_A。內電路層130可包含第二導線140B。連通柱150可利用通孔方式形成，並可自第一外電路層110貫穿至第二外電路層120且耦接於第一導線140A及第二導線140B。換言之，第二導線140B可經由連通柱150耦接至第一導線140A以傳輸高頻訊號SIG_A。

由於在此實施例中，連通柱150並未耦接至第一導線140A及第二導線 140B以外的其他導線，因此自內電路層130至外露於第二外電路層120的這段連通柱150即可視為開路殘段(open via stub)。

為避免高頻訊號SIG_A進入開路殘段後反彈又進入到第一導線140A及第二導線140B，造成干擾並使訊號品質下降，在第1圖的實施例中，多層印刷電路板100可將高介電損耗防焊油墨層160設置於連通柱150外露於第二外電路層130外的開路殘段端150T。由於高介電損耗防焊油墨層160具有高損耗的特性，因此可以減少高頻訊號SIG_A反彈，進而在不對開路殘段進行背鑽的情況下，提升高頻訊號的傳輸品質。

然而，為避免第二外電路層120中的其他線路因為接觸到高介電損耗防焊油墨層160而降低訊號品質，在第1圖的實施例中，多層印刷電路板100還可包含低介電損耗防焊油墨層170。低介電損耗防焊油墨層170可覆蓋於第二外電路層120及高介電損耗防焊油墨層160，以保護第二外電路層120上的線路。

在本發明的部分實施例中，低介電損耗防焊油墨層170可例如為一般常見俗稱綠漆的防焊油墨，而高介電損耗防焊油墨層160對應於高頻頻率的損耗因子(dissipation factor，Df)則會甚大於低介電損耗防焊油墨層170對應於相同頻率的損耗因子(dissipation factor，Df)，兩者差距可為一百倍以上。舉例來說，一般而言，低介電損耗防焊油墨層170對應於10G赫茲訊號的損耗因子可為0.03以下，而高介電損耗防焊油墨層160對應於10G赫茲訊號的損耗因子則可為3以上。

此外，一般而言，低介電損耗防焊油墨層170對應於10G赫茲訊號的介電常數(dielectric constant，Dk)為3.5至4.5，而高介電損耗防焊油墨層160對應於10G赫茲訊號的介電常數則可為100。

在第1圖的實施例中，高介電損耗防焊油墨層160的厚度與低介電損耗防焊油墨層170相近，兩者皆可為1至2密耳(mil)。然而在本發明的部分實施例中，為確保高介電損耗防焊油墨層160能夠有效發揮減少訊號反彈的功效，還可 增加高介電損耗防焊油墨層160的厚度，例如使高介電損耗防焊油墨層160得厚度大到3密耳以上，然而本發明並不以此為限。

第2圖為本發明一實施例之製作多層印刷電路板100的方法200之流程圖。方法200可包含步驟S210至S260，但不限於以下的順序。

S210：設置包含第一導線140A之第一外電路層110；S220：設置包含第二導線140B之內電路層130；S230：設置第二外電路層120，其中內電路層130是設置於第一外電路層110及第二外電路層120之間；S240：設置連通柱150，其中連通柱150可自第一外電路層110貫穿至第二外電路層120並耦接於第一導線140A及第二導線140B；S250：於連通柱150外露於第二外電路層120外的開路殘段端150T設置高介電損耗防焊油墨層160；及S260：設置低介電損耗防焊油墨層170以覆蓋於第二外電路層120及高介電損耗防焊油墨層160。

在步驟S210中，方法200可例如在內層板180上鍍上導電材質，例如銅箔，並以光罩蝕刻的方式來形成第一外電路層110所需的線路，例如第一導線140A。而步驟S220及S230亦可利用類似上述的方式來執行。此外，在本發明的部分實施例中，方法200還可包含利用半固化板來將設置於相異內層板上的電路層加以接合。

在步驟S250中，使用者可利用遮罩使得高介電損耗防焊油墨層160僅塗佈在所需的位置，亦即連通柱150外露於第二外電路層120外的開路殘段端150T上方，而在步驟S260中，則將低介電損耗防焊油墨層170塗佈於第二外電路層120及高介電損耗防焊油墨層160上。

利用方法200就能夠製造多層印刷電路板100，並於連通柱150的開路 殘段端150T上設置高介電損耗防焊油墨層160，以減少高頻訊號SIG_A進入連通柱150之開路殘段後反射至第一導線140A及第二導線140B的情況，進而提升高頻訊號於第一導線140A及第二導線140B上的傳輸品質。

綜上所述，本發明的多層印刷電路板及製作多層印刷電路板的方法可以在連通柱的開路殘段端設置高介電損耗防焊油墨層，使得進入開路殘段的高頻訊號能夠被耗損，減少高頻訊號反射的情況，以提升高頻訊號的傳輸品質。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (8)

1. 一種多層印刷電路板，包含：一第一外電路層，包含一第一導線，該第一導線用以傳輸一高頻訊號；一內電路層，包含一第二導線，其中該第一外電路層係設置於該內電路層之一側；一第二外電路層，設置於該內電路層之另一側；一連通柱，自該第一外電路層貫穿至該第二外電路層，耦接於該第一導線及該第二導線，其中該第二導線係經由該連通柱耦接至該第一導線以傳輸該高頻訊號；一高介電損耗防焊油墨層，設置於該連通柱外露於該第二外電路層外的一開路殘段端；及一低介電損耗防焊油墨層，覆蓋於該第二外電路層及該高介電損耗防焊油墨層；其中該高介電損耗防焊油墨層對應於10G赫茲訊號的損耗因子為3以上，及該低介電損耗防焊油墨層對應於10G赫茲訊號的損耗因子為0.03以下。
2. 如請求項1所述之多層印刷電路板，其中對應於一高頻頻率，該高介電損耗防焊油墨層之一損耗因子(dissipation factor)實質上約為該低介電損耗防焊油墨層之一損耗因子的一百倍，其中該高頻頻率是10G赫茲。
3. 如請求項1所述之多層印刷電路板，其中該高介電損耗防焊油墨層之厚度係為1密耳(mil)以上。
4. 如請求項1所述之多層印刷電路板，其中對應於一高頻頻率，該高介電損耗防焊油墨層之一介電常數(dielectric constant)實質上約為100以上，其中該高頻頻率是10G赫茲。
5. 一種製作多層印刷電路板的方法，包含：設置一第一外電路層，該第一外電路層包含一第一導線；設置一內電路層，該內電路層包含一第二導線；設置一第二外電路層，其中該內電路層係設置於該第一外電路層及該第二外電路層之間；設置一連通柱，該連通柱自該第一外電路層貫穿至該第二外電路層並耦接於該第一導線及該第二導線；於該連通柱外露於該第二外電路層外的一開路殘段端，設置一高介電損耗防焊油墨層；及設置一低介電損耗防焊油墨層以覆蓋於該第二外電路層及該高介電損耗防焊油墨層；其中該高介電損耗防焊油墨層對應於10G赫茲訊號的損耗因子為3以上，及該低介電損耗防焊油墨層對應於10G赫茲訊號的損耗因子為0.03以下。
6. 如請求項5所述之製作多層印刷電路板的方法，其中對應於一高頻頻率，該高介電損耗防焊油墨層之一損耗因子(dissipation factor)實質上係約為該低介電損耗防焊油墨層之一損耗因子的一百倍，其中該高頻頻率是10G赫茲。
7. 如請求項5所述之製作多層印刷電路板的方法，其中該高介電損耗防焊油墨層之厚度係為1密耳(mil)以上。
8. 如請求項5所述之製作多層印刷電路板的方法，其中對應於一高頻頻率，該高介電損耗防焊油墨層之一介電常數(dielectric constant)實質上約為100以上，其中該高頻頻率是10G赫茲。