TWI708538B

TWI708538B - 具有抗雷射填縫層的電路結構及其製法

Info

Publication number: TWI708538B
Application number: TW108133476A
Authority: TW
Inventors: 發明人放棄姓名表示權
Original assignee: 李家銘
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2020-10-21
Also published as: TW202114494A

Abstract

一種具有抗雷射填縫層的電路結構，其包括一基板、一電路層、一填縫層及一防焊層，電路層形成於基板上，電路層具有一第一焊墊及一第二焊墊，填縫層填設於第一、第二焊墊之間，防焊層局部覆蓋電路層，防焊層具有一防焊開窗，第一、第二焊墊及填縫層的至少一部份在防焊開窗中裸露；其中，防焊層單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度大於填縫層單位時間內可被相同強度的雷射光束燒穿的厚度。

Description

具有抗雷射填縫層的電路結構及其製法

本發明是關於一種電路板製造方法，尤指一種具有開窗區的電路板的製造方法。

傳統的電路板結構通常會在金屬電路層上形成一防焊層，將不需焊接的電路及金屬表面都覆蓋住，藉以防止焊接時造成短路及節省焊錫之用量；另一方面，防焊層可防止水氣及電解質進入電路板中，以避免電路層氧化而危害電氣性質，亦可防止器械損害電路層；再一方面，由於電路板上的電路層之線寬越來越窄，因此防焊層也提供相鄰電路之間的絕緣功效。

接著，利用顯影蝕刻製程，移除在電路層的指定焊接點上的防焊層，使該焊接點的電路層暴露出來，以便於進行後續的焊接製程。顯影蝕刻製程係利用照射特定波段的UV光或可見光於該防焊層上，以使該防焊層固化；接著利用特殊化學溶劑將未固化的防焊層材料移除，以使該焊接點的電路層暴露出來。然而，當防焊層照光固化時，因為防焊層本身反射率及厚度影響UV光或可見光的穿透度，致使位於防焊層底部的防焊材料未完全固化，且被特殊化學溶劑移除。如此，在顯影製程中容易產生過度蝕刻（overcut）的問題，導致應由防焊層保護的電路層被裸露出來，當進行後續的焊接製程，很可能會造成短路，甚或毀損電路板。另一方面，後續焊接製程中，相鄰焊墊之間也容易因間距過小而易生短路的問題。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種發光二極體載板製程，其可準確地暴露預定暴露的電路層，同時又能夠兼顧較小的焊墊間距及減少短路的風險。

為了達成上述的目的，本發明提供一種具有抗雷射填縫層的電路結構，其包括一基板、一電路層、一填縫層及一防焊層，電路層形成於基板上，電路層具有一第一焊墊及一第二焊墊，填縫層填設於第一、第二焊墊之間，防焊層局部覆蓋電路層，防焊層具有一防焊開窗，第一、第二焊墊及填縫層的至少一部份在防焊開窗中裸露；其中，防焊層單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度大於填縫層單位時間內可被相同強度的雷射光束燒穿的厚度。

為了達成上述及其他目的，本發明還提供一種具有抗雷射填縫層的電路結構的製法，其包括：

提供一基板，在基板上形成一電路層，電路層具有一第一焊墊及一焊墊；

在第一、第二焊墊之間填設一填縫層；

在電路層及填縫層上覆蓋一防焊層；

利用雷射光束在防焊層形成一防焊開窗，使第一、第二焊墊及填縫層的至少一部份在防焊開窗中裸露，其中防焊層單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度大於填縫層單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度。

藉由雷射雕刻所形成的防焊層開窗，其窗壁平整性佳，能夠大幅改善習用顯影製程容易過度蝕刻的問題；此外，本發明還產生了無法預期的功效在於，由於不需以曝光、顯影製程進行開窗，因此所選用的防焊材料即可選用未添加光起始劑（photo initiator）的劑型，從而可進一步降低防焊層的材料成本。

另一方面，藉由刻意使防焊層及填縫層對雷射光束具有不同的抗性，選擇性地使填縫層不容易被雷射光束燒穿，如此在雷射光束進行開窗的同時，減少填縫層被燒蝕的程度，從而在第一、第二焊墊之間保留有填縫層，後續對第一、第二焊墊進行表面電鍍時，填縫層可以作為兩者的表面鍍層之間的擋牆，使兩表面鍍層不會在表面電鍍過程中過度縮小間距而產生短路的問題。

本發明的電路結構可為單層板結構或多層複合板結構，其可為軟性電路板（Flexible Printed Circuit, FPC）之載板或硬式電路板（Printed Circuit Board, PCB）之載板，所使用的材質可為但不限於聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）或其他聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜、聚醯胺醯亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜。

請參考第1圖，在本發明的第一實施例中，先在一基板10上形成一具有一工作面21的電路層20，舉例而言，該基板10上例如可先形成有薄銅箔再鍍銅，形成銅導電層，而後再以線路影像轉移技術將銅導電層圖像化，形成如前所述的電路層20。電路層20具有一第一焊墊22及一第二焊墊23，兩者之間有一間隙24。第一、第二焊墊22、23可供作為發光二極體晶片等表面貼裝元件的電接點。

如第2圖所示，在電路層20上塗布一層填縫材料，例如環氧樹脂系化合物，其具有較好的抗雷射燒蝕的能力，例如，在環氧樹脂系化合物中混摻二氧化鈦粉末等陶瓷材料或者金屬粉末，提高對雷射光束的反射能力，進而實現抗雷射燒蝕的目的。在可能的實施方式中，填縫材料例如是以網板印刷塗布在電路層20上，而後加以硬化；再其他可能的實施方式中，填縫材料例如是預先被製成乾膜狀態，再以層合機層合於電路層20上。

接著，如第3圖所示，使用刷磨輪將電路層20頂面的填縫材料刷除，留下位於間隙24內的填縫材料作為填縫層30，電路層20與填縫層30頂面齊平。在其他可能的實施方式中，填縫材料可以通過點膠機直接填入間隙，而後加以硬化為填縫層30。在其他可能的實施方式中，刷磨後的電路層另進行表面處理，使其頂面略低於填縫層。在其他可能的實施方式中，刷磨後的填縫層另進行表面處理，使其頂面略低於電路層。

接著，如第4圖所示，在電路層20及填縫層30上再完整覆蓋一層防焊層40，在可能的實施方式中，防焊層40例如是以網板印刷塗布於電路層20及填縫層30上，而後加以硬化製得。在其他可能的實施方式中，防焊層40例如是以半固化的防焊乾膜層合於電路層20及填縫層30上後加以硬化而形成。在可能的實施方式中，防焊層的材料主要組成為熱固化型樹脂、光固化型樹脂或兩者的混合。在可能的實施方式中，防焊層的組成中不含光起始劑、光固化劑。

如第5圖所示，利用雷射雕刻機發射雷射光束，在防焊層40上形成所需數量的防焊開窗41，使第一、第二焊墊22、23及填縫層30的至少一部份在防焊開窗41中不被覆蓋，而由於防焊層40單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度大於填縫層30單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度，亦即填縫層30具有較好的抗雷射燒蝕的能力，並且因為雷射光束必須先燒穿防焊層40才能接觸到填縫層30，因此可以確保防焊開窗41形成時，填縫層30仍未被雷射光束燒穿或僅略微燒蝕，亦即，可以控制雷射光束僅選擇性地僅移除防焊材料但仍大幅度保留填縫材料。在可能的實施方式中，防焊層單位時間內可被雷射光束燒穿的厚度為填縫層單位時間內可被相同強度的雷射光束以相同條件燒穿的厚度的兩倍以上，亦即，防焊層與填縫層的抗雷射燒蝕的能力具有顯著落差，提高雷射開窗步驟的良率。

最後，如第6圖所示，在後續的表面貼裝製程中，電路層20的第一、第二焊墊22、23頂面可再分別形成第一、第二表面鍍層25、26，其可為但不限於鎳層、金層、銀層、鈀層其中一者或其層疊結構，例如電鍍鎳金層疊結構、電鍍鎳銀金層疊結構、電鍍鎳銀層疊結構、化學鎳金層疊結構、化學鎳銀層疊結構或鎳鈀金層疊結構。由於第一、第二焊墊22、23的側面的至少一部份被填縫層30遮蔽，因此在進行電鍍處理形成第一、第二表面鍍層25、26的步驟中，第一、第二表面鍍層25、26主要僅在厚度方向上增長，在水平面的增長有限，如此可以確保第一、第二表面鍍層25、26之間仍保持所設計的間距，大幅減少電鍍處理後產生短路的風險。

綜合上述，本發明藉由雷射雕刻所形成的防焊層開窗，其窗壁平整性佳，能夠大幅改善習用顯影製程容易過度蝕刻的問題；此外，本發明還產生了無法預期的功效在於，由於不需以曝光、顯影製程進行開窗，因此所選用的防焊材料即可選用未添加光起始劑(photo initiator)的劑型，從而可進一步降低防焊層的材料成本。另一方面，藉由刻意使防焊層及填縫層對雷射光束具有不同的抗性，選擇性地使填縫層不容易被雷射光束燒穿，如此在雷射光束進行開窗的同時，減少填縫層被燒蝕的程度，從而在第一、第二焊墊之間保留有填縫層，後續對第一、第二焊墊進行表面電鍍時，填縫層可以作為兩者的表面鍍層之間的擋牆，使兩表面鍍層不會在表面電鍍過程中過度縮小間距而產生短路的問題。換言之，本發明所揭示的製程能夠在提高加工精度的情況下，還能降低材料成本，確可符合產業界需求。

10:基板

20:電路層

21:工作面

22:第一焊墊

23:第二焊墊

24:間隙

30:填縫層

40:防焊層

41:防焊開窗

第1至6圖為本發明第一實施例的製作過程的剖面示意圖。