TWI722572B - 具有填縫層的電路結構及其製法 - Google Patents

Abstract

一種具有填縫層的電路結構，其包括一基板、一電路層、一填縫層、一犧牲層及一防焊層，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，犧牲層形成於基板上並鄰接第一、第二焊墊及填縫層，犧牲層頂面低於填縫層頂面，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、填縫層及犧牲層的至少一部份在防焊開窗中裸露。

Description

具有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填縫層的電路結構，其包括一基板、一電路層、一填縫層、一犧牲層及一防焊層，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，犧牲層形成於基板上並鄰接第一、第二焊墊及填縫層，犧牲層頂面低於填縫層頂面，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、填縫層及犧牲層的至少一部份在防焊開窗中裸露。

為了達成上述及其他目的，本發明還提供一種具有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；在填縫層頂面形成一金屬隔離層；在電路層及金屬隔離層上覆蓋一防焊層；利用雷射光束在防焊層形成一防焊開窗，使第一、第二焊墊及金屬隔離層的至少一部份在防焊開窗中裸露；及移除金屬隔離層，使填縫層的至少一部份在防焊開窗中裸露。

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，本發明還藉由預先在填縫層上形成金屬隔離層，因此在雷射雕刻過程中，填縫層可被金屬隔離層遮蔽而不被移除，從而在第一、第二焊墊之間保有填縫層，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。

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

35:金屬隔離層

36:犧牲層

40:防焊層

41:防焊開窗

A:周邊

第1至11圖為本發明第一實施例的製作過程的剖面示意圖。

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，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。請一併參考第3圖，所繪示者為第2圖所示線路結構的俯視圖，塗布填縫材料的過程中，除了第一、第二焊墊22、23之間的間隙24填有填縫材料之外，第一、第二焊墊22、23與間隙24周邊A均一併填有填縫材料。

接著，如第4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內以及其他高度不高於電路層20頂面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5、6圖所示，在填縫層30頂面形成一金屬隔離層35，例如一層薄銅，薄銅的形成方式例如是以化學鍍或濺鍍方式形成。形成金屬隔離層35時，可能有一部份增生的薄銅會形成在第一、第二焊墊22、23頂面，由於材質均為導電體或者均為銅，因此在第一、第二焊墊22、23頂面增生的銅視為第一、第二焊墊22、23的一部份，且在後續的圖式中，第5圖中用來表現第一、第二焊墊22、23與薄銅之交界的虛線將不再繪示。在可能的實施方式中，以化學鍍或濺鍍方式形成薄銅後，會對薄銅進行圖像化處理，僅留下位於第一、第二焊墊22、23之間的薄銅作為金屬隔離層35。在可能的實施方式中，在化學鍍或濺鍍方式形成薄銅之前，先在不需要形成金屬隔離層35的位置貼上可 剝膠或類似材質，化學鍍或濺鍍後再將可剝膠移除，而僅在第一、第二焊墊22、23之間及其他所需位置局部性地形成薄銅。

如第7圖所示，在電路層20及金屬隔離層35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及金屬隔離層35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及金屬隔離層35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8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及金屬隔離層35的至少一部份在防焊開窗41中不被覆蓋，而由於填縫層30受到金屬隔離層35遮蔽，因此可以確保防焊開窗41形成時，填縫層30不被雷射光束燒蝕。另一方面，請參考第9圖，所示者第8圖所示線路結構的俯視圖，由於第一、第二焊墊22、23及填縫層30周邊A的填縫材料未被金屬隔離層35遮蔽，因此在雷射雕刻的過程中會被燒蝕成為一鄰接第一、第二焊墊22、23及填縫層30的犧牲層36，且犧牲層36的頂面將會因為燒蝕而低於填縫層30頂面，形成於基板10上的犧牲層36可用以保護基板10不被雷射光束燒蝕。

接著，如第10圖所示，將金屬隔離層35自填縫層30頂面移除，使填縫層30的至少一部份在防焊開窗41中裸露。移除金屬隔離層時，可在金屬隔離層及第一、第二焊墊頂面均覆蓋光刻膠，而後通過曝光、顯影、蝕刻製程選擇性地移除金屬隔離層但保留第一、第二焊墊，而後再移除光刻膠。

最後，如第11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的側面的絕大部分被填縫層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之間仍盡可能保持在所設計的間距，大幅減少電鍍處理後產生短路的風險。

前述第10圖中，是通過覆蓋光刻膠選擇性地移除第一、第二焊墊之間的金屬隔離層35，在其他可能的實施方式中，是直接通過蝕刻液全面性地將第一、第二焊墊頂面的局部銅層及金屬隔離層一併蝕刻移除，直到填縫層頂面的金屬隔離層被完全移除，在全面蝕刻的過程第一、第二焊墊的頂面可能因此略低於金屬隔離層，如此更有助於後續電鍍處理時抑制第一、第二表面鍍層在水平面增長。

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，本發明還藉由預先在填縫層上形成金屬隔離層，因此在雷射雕刻過程中，填縫層可被金屬隔離層遮蔽而不被移除，從而在第一、第二焊墊之間保有填縫層，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

Claims (5)

1. 一種具有填縫層的電路結構，包括： 一基板； 一電路層，形成於該基板上，該電路層具有一第一焊墊及一第二焊墊； 一填縫層，填設於該第一、第二焊墊之間； 一犧牲層，形成於該基板上並鄰接該第一、第二焊墊及該填縫層，該犧牲層頂面低於該填縫層頂面；及 一防焊層，局部覆蓋該電路層，該防焊層具有一防焊開窗，該第一、第二焊墊、該填縫層及該犧牲層在該防焊開窗中裸露。
2. 如請求項1所述具有填縫層的電路結構，其中該電路層更包括一第一表面鍍層及一第二表面鍍層，該第一表面鍍層形成於該第一焊墊頂面，該第二表面鍍層形成於該第二焊墊頂面。
3. 一種具有填縫層的電路結構的製法，包括： 提供一基板，在該基板上形成一電路層，該電路層具有一第一焊墊及一第二焊墊； 在該第一、第二焊墊之間填設一填縫層； 在該填縫層頂面形成一金屬隔離層； 在該電路層及該金屬隔離層上覆蓋一防焊層； 利用雷射光束在該防焊層形成一防焊開窗，使該第一、第二焊墊及該金屬隔離層的至少一部份在該防焊開窗中裸露；及 移除該金屬隔離層，使該填縫層的至少一部份在該防焊開窗中裸露。
4. 如請求項3所述具有填縫層的電路結構的製法，其中該金屬隔離層為銅。
5. 如請求項3所述具有填縫層的電路結構的製法，更在該第一、第二焊墊的頂面上分別形成一第一表面鍍層及一第二表面鍍層。

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