一種印製線路板及其製造方法
2023-05-31 21:01:21 2
專利名稱：一種印製線路板及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種用所謂的疊加工藝製造的多層印製線路板的結構和製造方法，本方法包括下列各步驟形成第一導電層，用於在提供電絕緣的絕緣基板的一個側面或兩側面上提供導電性；形成另一絕緣層，用於在第一導電層(例如，一個通孔)上的特定位置提供電絕緣；以及用另一導電層覆蓋在該絕緣層上，用於提供導電性。
眾所周知，所謂常規的疊加型印製線路板，是在上述已形成的成層的印製線路板上，通過提供絕緣層和/或導電層而形成。
然而，眾所周知的疊加結構是常見的一種結構，並未包括諸如所謂孔上晶片等技術。
孔上晶片技術是用以製造印製線路板，該印製線路板採用在通孔或所謂內部通路孔上鍍銅等方法，用以只在各層之間進行連接，再在鍍層上塗以焊料等形成的。
這種方法可以把晶片元件安裝到釺焊焊劑等上，該焊劑等已印製到用以堵孔的鍍層上。換句話說，不可能把一個晶片元件安裝到通孔上，除非該通孔已為鍍層堵住了才行。
由上可知，採用孔上晶片技術形成的印製線路板，與具有同樣功能而不用孔上晶片技術形成的印製線路板相比，可縮小其基板尺寸。換句話說，如果製造相同大小的印製線路板，採用孔上晶片技術的印製線路板，比不用孔上晶片技術形成的印製線路板，在其功能方面就可有更大改進。簡短地說，使用孔上晶片技術的印製線路板是可使產品小型化和重量輕的一個方法。
這樣的孔上晶片構成的疊加多層印製線路板的製造方法，將參照
圖1到7進行說明。
預製一種在其兩側面施加銅箔52、52的絕緣板51作為基板(參見圖1)。一般，絕緣板51通常厚度為0.1-1.6mm，並由玻璃環氧樹脂製成。銅箔52的厚度一般為9-18μm。
下面，通過一般銅覆蓋通孔的技術來製造雙面印製線路板。圖2示出這種已製成的雙面印製線路板。在該圖中，標號53和54標示把銅薄板55設置於其中的兩個通孔中。合適的銅薄板55的厚度為15-20μm。
通孔53是普通的一個孔，它具有信號傳遞和安裝分立元件這兩種功能。通孔54則是一個專門用於信號傳遞的孔。因此，通孔54的內直徑在尺寸上不受限制，並可設計得儘可能小，然而，通孔53的內直徑就其最小尺寸來說則要受分立元件引線尺寸的限制。
圖中的標號56和57，分別標示焊料阻擋層和導電部分。
下面，為了在這樣完成的雙面印製線路板上，形成覆蓋通孔54的絕緣樹脂層，所以用印製法或薄膜澱積工藝形成絕緣層58。不但可直接在通孔54上形成絕緣層58，而且也可這樣形成，即蓋住其周緣部分。如有必要，對所施加的樹脂進行固化(見圖3)。
然後，用重疊在其上的無電鍍銅層59，覆蓋於這樣形成的絕緣層58上。在本步驟之前，給不要經受無電鍍銅層59處理區域，設置鍍覆阻擋層(未示出)，於是在完成無電鍍銅層59後，剝去該鍍覆阻擋層(見圖4)。這樣，就完成了一種疊加印製線路板。
然後，進行晶片元件的安裝步驟。用圖解說明，把釺焊焊劑60印製到通孔54上(見圖5)所形成的無電鍍銅層59上。接著，把一個晶片元件(未示出)定位搭焊於釺焊焊劑60上，而後用焊料回流法再熔化釺焊焊劑60，從而把晶片元件固定到無電鍍銅層59上。
可在短時期內以低成本製造出這樣的疊加型多層印製線路板，不需要使用製作常規多層印製線路板必須用的玻璃布作為一種連接裝置，並且還具有附帶的作用，諸如優良的高頻特性等。
可是，如上述結構的多層印製線路板，遇到了一個無電鍍銅層59表面平整度不足的問題，如圖5所示。更明確地說，如圖6的放大圖所示，無電鍍銅層59的表面具有凹陷或月牙窪，呈現出不良的平整度。
主要的是，在只用於電信號傳遞的通孔54上，形成鍍層作為『墊層』(無電鍍銅層59)的目的，是在該鍍層上安裝晶片元件。因此，鍍層的平整度不良，其直接後果是，安裝於其上的晶片元件的穩定性不好。
實際上，很少把晶片元件直接安裝到鍍層上；在大多數情況下，是在用印製法或其它方法製作釺焊焊劑60後，再安裝晶片元件，並把其提供給回流焊焊接，以使鍍層平整度不良不會直接造成晶片元件連接的不穩定性。
還有，如以釺焊焊劑60印製到該表面，即，無電鍍銅層59的表面具有較高的平整度，就能更容易地進行印製工藝。並且，將增進回流焊後的晶片元件的焊接穩定性。特別是，隨著晶片元件進入較高密集度，例如1005型(即，具有1.0×0.5mm尺寸的晶片元件)的出現，很容易想到，其上印製釺焊焊劑的印製表面的平整度，將會大大影響晶片元件的連接穩定性。
往往看管不好通過這些步驟製作的具有印製線路板的產品。例如，產品常常遭受到諸如跌落或碰撞等的機械衝撞。
圖7是一個放大圖，示出了經焊接工藝後，已把晶片元件安裝於印製線路板上的狀態。晶片元件61其下側面未能完全焊接釺焊焊劑60，而只與其一端焊接。有些情況下，接觸區還小於上述情況，該晶片元件可能在其一端被焊接，如圖可見。
以這種方式焊接的產品一旦遭受跌落或碰撞，機械應力就集中於該小小的焊接部分，從而造成破裂，其結果是降低了產品的可靠性。
本發明已經找出了解決上述問題的方法，因此，本發明的目的是提供一種印製線路板及其製造方法，其中可改善晶片元件的連接穩定性。
為了實現上述目的，根據本發明的第一方案，一種印製線路板包括一塊用於提供電絕緣的絕緣基板；用於提供導電性的第一導電層，其形成於該絕緣基板的一側或兩側面上；用於提供電絕緣的絕緣層，其形成於第一導電層的特定位置；以及用於提供導電性的第二導電層，它形成於該絕緣層上，並且該構成使第二導電層的頂面具備平滑表面。
根據本發明第二方案的印製線路板包括一塊用於提供電絕緣的絕緣基板；用於提供導電性的第一導電層，其形成於該絕緣基板的一側或兩側面上；用於提供電絕緣的絕緣層，其形成於第一導電層的特定位置；用於提供導電性的第二導電層，其形成於該絕緣層上；以及第三導電層，其形成於第二導電層上，並且該構成使第二導電層的頂面具備平滑表面。
根據本發明第三方案的印製線路板包括一塊用於提供電絕緣的絕緣基板；用於提供導電性的第一導電層，其形成於該絕緣基板的一側或兩側面上；用於提供電絕緣的第一絕緣層，其形成於第一導電層的特定位置；用於提供導電性的第二導電層，其形成於第一絕緣層上；以及用於提供導電性的第三導電層，其形成於第二導電層上，並且該構成使第二導電層的頂面具備平滑表面。
根據本發明的第四方案的一種製造印製線路板的方法，包括下列各步驟形成第一導電層，用於在一塊提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成絕緣層，用於在第一導電層的特定位置提供電絕緣；以及形成第二導電層，用於在該絕緣層上提供導電性，其中，當形成第二導電層時，通過鍍覆澱積導電材料，並拋光該已澱積的導電材料，這些步驟至少重複進行一次。簡短地說，增加拋光和鍍覆表面的步驟，交替地進行鍍覆和拋光，以便減小澱積的鍍覆表面的不平整性。
根據本發明的第五方案的一種製造印製線路板的方法，包括下列各步驟形成第一導電層，用於在一塊提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成絕緣層，用於在第一導電層的特定位置提供電絕緣；形成第二導電層，用於在該絕緣層上提供導電性；以及在該第二導電層上形成第三導電層，其中，該第二導電層是用鍍覆法通過形成導電材料的澱積來形成的，第三導電層是用絲網印製法在第二導電層上形成的。簡短地說，在後續的步驟之前，即提供釺焊焊劑的步驟之前，填充在第二導電層上的凹陷部，直至達到表面平滑。在這種情況下，由於需要在後續的步驟中熔化釺焊焊劑時保證沾潤性良好，所以在本發明中，至少該表面必須用導電性材料填充第二導電層上的凹陷部，從而減小表面(第三導電層)上的不平整性。
根據本發明的第六方案的一種製造印製線路板的方法，包括下列各步驟形成第一導電層，用於在一塊提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成第一絕緣層，用於在第一導電層的特定位置提供電絕緣；形成第二導電層，用於在第一絕緣層上提供導電性；形成第二絕緣層，用於在第二導電層上提供電絕緣；以及形成第三導電層，用於在該第二絕緣層上提供導電性，其中，用鍍覆法通過形成導電材料的澱積來形成第二導電層，和用絲網印製法在第二導電層上形成第三絕緣層。簡短地說，在後續的步驟之前，即提供釺焊焊劑的步驟之前，填充在第一絕緣層上的凹陷部，直至表面平滑。在這種情況下，由於需要在後續的步驟中熔化釺焊焊劑時保證沾潤性良好，至少該表面必須由導電性材料形成。因此在本發明中，首先以第二絕緣層填充第二導電層上的凹陷部，此後進一步提供第三導電層，從而減小在表面上(第三導電層)的不平整性。
圖1至5說明採用疊加技術，製造孔上晶片構成多層印製線路板的常規方法；
圖6示出採用常規製造方法，製造多層印製線路板中無電鍍銅部分的放大圖；圖7示出焊接工藝後，已把晶片元件安裝於印製線路板上的狀態的局部放大圖；圖8至12用於說明根據本發明第1實施例，採用疊加技術製造孔上晶片構成多層印製線路板方法的圖解說明；圖13至14用於說明根據本發明第2實施例，採用疊加技術製造孔上晶片構成多層印製線路板方法的圖解說明；以及圖15至16用於說明根據本發明第3實施例，採用疊加技術製造孔上晶片構成多層印製線路板方法的圖解說明。
下面將參照附圖，描述本發明的各個實施例。
圖8至12示出了本發明的第1實施例。
一種採用疊加技術，製造孔上晶片構成多層印製線路板的方法如下製備其兩側面施加銅箔2、2的絕緣板1作為基板(參看圖8)。
一般絕緣板1的厚度通常為0.1-1.6mm，由玻璃環氧樹脂製作。銅箔2的厚度一般為9-18μm。
下面，用一般的銅覆蓋通孔方法製造雙面印製線路板。圖9示出了這樣製造的雙面印製線路板。在該圖中，標號3和4標示其中設置了銅薄板5的通孔。銅薄板5的適合厚度為15-20μm。
通孔3是一種普通孔，它具有信號傳遞和安裝分立元件兩種功能。通孔4則是一種專用於信號傳遞的孔。因此，通孔4的內直徑在尺寸方面不受限制，並可設計得儘可能小，然而，通孔3的內直徑就其最小尺寸來說則受分立元件引線尺寸的限制。圖中的標號6和7分別標示焊料阻擋層和導電部分。
下面，為了在這種已完成雙面印製線路板上形成覆蓋通孔4的絕緣樹脂層，所以用印製法或薄膜澱積工藝形成絕緣層8。不但直接在通孔4上形成絕緣層8，而且也可這樣形成，即蓋住其周緣部分。如有必要，對所施加的樹脂進行固化(見圖10)。
到達這一步工藝就與常規技術(圖1-3所示的各步驟)說明的各步驟相同。
下一步用重疊於其上的無電鍍銅層9，覆蓋這樣形成的絕緣層8上。在本步驟之前，給不要受到無電鍍銅層9處理區域設置鍍覆阻擋層(未示出)，然後，在完成無電鍍銅層9後，剝去該鍍覆阻擋層(見圖9)。
對這樣獲得的無電鍍銅層9進行拋光。在擺動(水平振動)下使用磨粒通過研磨凸出部分，或通過使用耐水砂紙把該表面磨平(見圖10)。在這樣的初次拋光後，該表面再蓋以無電鍍銅層9，接著進行另一次拋光。用這種方法，重複進行無電鍍步驟和拋光步驟。
結束無電鍍和拋光步驟之際，也就完成了多層印製線路板的疊加結構。
圖11和12示出本發明的第2實施例。因為圖12以前的操作與圖8至11所示的那些步驟相同，所以不再重複圖8至11所示步驟的描述，而將描述圖12之後的操作。採用絲網印製工藝，把由導電材料組成的第三導電層10施加到圖11所示步驟形成的無電鍍銅層(第二導電層)9上。
用作第三導電層10的是一種銅膏，它主要由銅混合入作為次要組分的環氧樹脂膏組成，以便校正阻抗。用作第三導電層10的這種銅膏，減輕無電鍍銅層9表面上的不平整性，使之能夠形成一種平滑表面。
然後，對施加的銅膏進行熱固化，於是完成具有已平滑的晶片安裝部位的印製線路板，如圖14所示。
圖15和16示出本發明的第3實施例。因為圖15以前的操作與圖8至11所示的各步驟相同，所示不再重述圖8至11所示各步驟的描述，而將描述圖15以後的操作。
把由電絕緣材料構成的第二絕緣層11，施加於圖11所示步驟中形成的無電鍍銅層(第二導電層)9上。
作為第二絕緣層11的一個例子，從其電的和機械的特性來判斷環氧樹脂是一種適當的選擇。對該第二絕緣層11進行熱固化。
然後，在該已固化的第二絕緣層11上，施加另一無電鍍銅層(第三導電層)12。在這種情況下，由於待施加無電鍍銅層12於其上的墊層(第二絕緣層11的表面)是平滑的，所以不需要對無電鍍銅層12的表面進行拋光。從而，隨著無電鍍銅層12的結束，也就完成了疊加結構的多層印製線路板。
印製線路板包括用於提供電絕緣的一塊絕緣基板；第一導電層，形成於該絕緣基板的一側或兩側面上，用於提供導電性；絕緣層，形成於第一導電層的特定位置，用於提供電絕緣；以及第二導電層，形成於該絕緣層上，用於提供導電性；而且使該第二導電層的頂面具備平滑表面。可在第二導電層上形成第三導電層，使該第三導電層的頂面具備平滑表面。還有，可在第二導電層上形成提供電絕緣的第二絕緣層，以及在該第二絕緣層上形成提供導電性的第三導電層，並使該第三導電層的頂面具備平滑表面。
本發明的製造印製線路板的方法包括下列各步驟形成第一導電層，用於在一塊提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成絕緣層，用於在該第一導電層的特定位置提供電絕緣；以及形成第二導電層，用於在該絕緣層上提供導電性，在這種方法中，當形成第二導電層時，通過鍍覆澱積導電材料，並拋光該已澱積的導電材料，這些步驟至少重複進行一次。另外，在製造印製線路板的方法中包括下列各步驟形成第二導電層，用於在該絕緣層上提供導電性；以及在該第二導電層上形成第三導電層，第二導電層是用鍍覆法通過形成導電材料的澱積形成，第三導電層是用絲網印製法在該第二導電層上形成。而且，在製造印製線路板的方法中包括下列各步驟形成第二導電層，用於在第一絕緣層上提供導電性；形成第二絕緣層，用於在該第二導電層上提供電絕緣；以及形成第三導電層，用於在該第二絕緣層上提供導電性，該第二導電層是用鍍覆法通過形成導電材料的澱積形成，該第二絕緣層是在第二導電層上用絲網印製法形成，以及第三導電層是在該第二絕緣層上用鍍覆法形成。
因此，當在該第一導電層上的特定位置形成一個通孔時，使通孔上面的焊盤平滑，因此把各晶片元件焊到印製線路板的整個焊接區，保證各晶片元件與印製線路板之間高度接觸。其結果是，即使產品受到外部機械碰撞等等，晶片元件也不會脫落，從而使其能夠改進該產品的可靠性。另外，由於提高了各晶片元件與印製線路板之間的焊接接觸性能，可使各晶片元件密集，以便研究開發具有高頻特性的高性能產品。
權利要求
1.一種印製線路板包括；絕緣基板，用於提供電絕緣；第一導電層，形成於絕緣基板的一側或兩側面上，用於提供導電性；絕緣層，形成於第一導電層的特定位置，用於提供電絕緣；以及第二導電層，形成於絕緣層上，用於提供導電性，其特徵是，第二導電層的頂面具備平滑表面。
2.一種印製線路板包括絕緣基板，用於提供電絕緣；第一導電層，形成於絕緣基板的一側或兩側面上，用於提供導電性；絕緣層，形成於第一導電層的特定位置，用於提供電絕緣；第二導電層，形成於絕緣層上，用於提供導電性；以及第三導電層，形成於第二導電層上，其特徵是，第三導電層的頂面具備平滑表面。
3.一種印製線路板包括絕緣基板，用於提供電絕緣；第一導電層，形成於絕緣基板的一側或兩側面上，用於提供導電性；第一絕緣層，形成於第一導電層的特定位置，用於提供電絕緣；第二導電層，形成於絕緣層上，用於提供導電性；第二絕緣層，形成於第二導電層上，用於提供電絕緣；以及第三導電層，形成於第二導電層上，用於提供導電性，其特徵是，第三導電層的頂面具備平滑表面。
4.一種製造印製線路板的方法，包括下列各步驟形成第一導電層，用於在提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成絕緣層，用於在第一導電層的特定位置提供電絕緣；以及形成第二導電層，用於在絕緣層上提供導電性，其中，當形成第二導電層時，用鍍覆法澱積導電材料，並拋光該澱積的導電材料，這些步驟至少重複進行一次。
5.一種製造印製線路板的方法，包括下列各步驟形成第一導電層，用於在提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成絕緣層，用於在第一導電層的特定位置提供電絕緣；形成第二導電層，用於在絕緣層上提供導電性；以及在第二導電層上形成第三導電層，其中，第二導電層是用鍍覆法通過形成導電材料的澱積形成，第三導電層是用絲網印製法在第二導電層上形成。
6.一種製造印製線路板的方法，包括下列各步驟形成第一導電層，用於在提供電絕緣的絕緣基板的一側或兩側面上提供導電性；形成第一絕緣層，用於在第一導電層的特定位置提供電絕緣；形成第二導電層，用於在第一絕緣層上提供導電性；形成第二絕緣層，用於在第二導電層上提供電絕緣；以及形成第三導電層，用於在第二絕緣層上提供導電性，其中，第二導電層是用鍍覆法通過形成導電材料的澱積形成，第二絕緣層是用絲網印製法在第二導電層上形成，以及第三導電層是用鍍覆法在第二絕緣層上形成。
全文摘要
一種印製線路板具有:銅箔(第一導電層),形成於提供電絕緣的絕緣板的一側或兩側面上,用於提供導電性;絕緣層,形成於第一導電層的特定位置(通孔處),用於提供電絕緣;以及第二導電層,形成於絕緣層上,用於提供導電性。在這種印製線路板中,當形成第二導電層時,用鍍覆法澱積導電材料,並拋光澱積的導電材料,這些步驟至少重複進行一次,從而可使第二導電層的表面平滑,因此提高晶片元件的連接穩定性。
文檔編號H05K3/40GK1172414SQ9711409
公開日1998年2月4日 申請日期1997年7月3日 優先權日1996年7月9日
發明者松野幸男 申請人:夏普公司