過孔鍍層方法和使用該方法製造的印刷電路板的製作方法

2023-10-06 00:28:04 3

專利名稱：過孔鍍層方法和使用該方法製造的印刷電路板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種印刷電路板，更具體地，涉及一種在過孔(via hole，導通孔)鍍層(plating，鍍覆)厚度上具有減小的偏差的印刷電路板以及該印刷電路板的過孔鍍層方法。
背景技術：
根據由於前沿的電子裝置和產品帶來的電子裝置和產品近期的小型化和技術整合的持續發展，製造用於電子裝置等的印刷電路板的工藝也已需要多種變化，以與小型化和技術整合相對應。
用於製造印刷電路板的方法已從最初的單面印刷電路板發展為雙面印刷電路板，並且進而發展為多層印刷電路板。特別地，在製造多層印刷電路板中，已執行被稱為所謂的構建方法的製造方法。
形成了多種過孔，諸如內過孔(IVH)、盲孔(BVH)、鍍層通孔(PTH)等等，以在製造多層印刷電路板的過程中將在每層中的電路圖案和電子元件電連接。
所述過孔通過在印刷電路板上形成具有鑽孔的過孔而完成，以在印刷電路板的表面上和過孔的內部周邊表面上執行去沾汙處理，然後將過孔的內部空間填充以鍍層溶液(過孔填充)。
這裡，因為過孔的填充取決於圖案填充化學產物的效率，所以由於高電流密度區域處的鍍層溶液中的阻力而在鍍層厚度中發生快速偏差(約為1.4ASD或者更高)。
為了解決上述問題，可以降低用於鍍層的電流密度。然而，因為這種情況需要改變在設備中設定的鍍層時間，所以不可能在實際生產中執行。
另外，在僅僅執行圖案填充鍍層兩次的情況下，難以滿足用於過孔填充的臨界電流密度(1.0ASD),從而可能不能獲得期望水平的過孔填充效率。
圖1是通過兩次執行圖案填充鍍層而形成的過孔的橫截面視圖。如圖1所示，在形成於基底基板(base substrate)12上的過孔15處第一次執行圖案填充鍍層以形成第一鍍層13，並且再次執行圖案填充鍍層以形成第二鍍層14。
這裡，因為使用低電流來執行鍍層來保證第一鍍層13的鍍層厚度中的偏差，所以第二鍍層14處的臨界電流密度是不足的，使得過孔未完全填充而產生凹痕。發明內容
本發明的目的是提供能夠使過孔的鍍層厚度偏差降低以及提高印刷電路板中的過孔填充效率的過孔鍍層方法，以及使用該方法製造的印刷電路板。
根據本發明的第一示例性實施方式，提供了一種過孔鍍層方法，包括:在印刷電路板的過孔上執行圖案鍍層的第一鍍層步驟；以及在圖案鍍層上執行圖案填充鍍層的第二鍍層步驟。
第一鍍層步驟可以包括形成非電鍍鍍層的非電鍍步驟；以及形成電鍍鍍層的電鍍步驟。
可以在第二鍍層步驟中使用比第一鍍層步驟中粘性更高的鍍層溶液。
可以在第二鍍層步驟中使用比第一鍍層步驟中硫酸含量更少的鍍層溶液。
根據本發明的第二示例性實施方式，提供了一種印刷電路板，包括:具有其中形成有過孔的基底基板；在過孔中通過圖案鍍層形成的第一鍍層；位於第一鍍層上並且通過圖案填充鍍層形成的第二鍍層。
第一鍍層可以包括通過非電鍍形成的非電鍍鍍層；以及通過電鍍形成的電鍍鍍層。
第二鍍層可以由粘性比第一鍍層的粘性高的鍍層溶液形成。
第二鍍層可以由硫酸含量比第一鍍層的硫酸含量小的鍍層溶液形成。


圖1是通過兩次執行圖案填充鍍層而形成的過孔的截面圖2是通過執行本發明的過孔鍍層方法而形成的過孔的截面圖3示出了根據相關技術的鍍層方法的處理能力的圖表；以及
圖4示出了根據本發明的過孔鍍層方法的處理能力的圖表。
具體實施方式
下面，參照附圖描述本發明的示例性實施方式。然而，僅以實例的方式描述示例性實施方式，並且本發明不局限於這些示例性實施方式。
在描述本發明時，當與本發明相關的公知技術的詳細描述可能並不必然使本發明的精神不清楚時，可以將這些詳細描述省略。此外，考慮本發明中的功能而定義下面的術語並且使用者和操作者可以根據意圖而以不同的方式理解這些術語。因此，應當根據說明書全文的內容來理解這些術語的定義。
因此，可以由權利要求確定本發明的精神並且可以提供下面的示例性實施方式以向本領域技術人員有效地描述本發明的精神。
圖2是通過執行本發明的過孔鍍層方法而形成的過孔的截面圖。參照圖2，本發明的過孔鍍層方法可以包括第一鍍層步驟和第二鍍層步驟。
首先，當考慮過孔125的形成過程時，可以使用在熱固性樹脂成分中置入(impregnate)的覆銅層壓板(CCL)和玻璃纖維基板來作為其中形成有過孔125的印刷電路板100的基底基板120的原材料。在這些材料中，CCL包括通過順序堆疊絕緣層和銅膜而形成的單面覆銅層壓板，以及通過順序堆疊下部銅膜、絕緣層、和上部銅膜而形成的雙面覆銅層壓板。
此外，過孔125—該過孔為穿透基底基板120的鍍層通孔(PTH) —可以連接至下部圖案110，並且通過使用X光鑽或傳感器鑽來鑽出參照孔並且然後基於參照孔使用計算機數控(CNC)鑽來執行鑽孔過程而在基板上的期望位置處形成。
此外，過孔125可以通過使用紫外(UV)雷射束、二氧化碳(C02)雷射束等而形成。這裡，雷射束不局限於這些。可以通過使用各種雷射單元而形成過孔125。
然後，優選地執行清理毛刺和去沾汙的過程，去除來自由上述過程形成的過孔125的多種汙染物和雜質。清理毛刺的過程去除在鑽孔過程中產生的覆銅的糙度、在過孔內壁上的灰塵顆粒、在覆銅表面上的灰塵顆粒、指紋等等，並且為覆銅的表面提供粗糙度，從而增加在後續的鍍層過程中銅的粘結性。
同時，在鑽孔過程中產生的熱，使形成基板的樹脂熔化並附著至過孔內壁。去除沾汙的過程就是將附著至基板的樹脂清除的過程。附著至過孔125的內壁上的熔化樹脂成為惡化銅鍍層的質量的決定因素。
同時，第一鍍層步驟(其為執行圖案鍍層的步驟)與圖案同時執行。此外，第一鍍層步驟可以包括形成非電鍍鍍層的非電鍍步驟；以及形成電鍍鍍層的電鍍步驟。更具體地，通過執行非電鍍鍍銅(諸如化學鍍銅)並且然後通過使用沉積種子層(deposited seedlayer)執行電鍍鍍銅來執行第一鍍層步驟。
因為上述的第一鍍層步驟中執行的圖案鍍層在鍍層厚度上具有小的偏差，並且在保證鍍層厚度偏差降低的同時通過第一鍍層步驟減小過孔125的內部尺寸，由此可以容易地在隨後的第二鍍層步驟中對過孔125進行填充。
在第一鍍層步驟之後執行的第二鍍層步驟中，可以使用比在第一鍍層步驟中所用的鍍層溶液粘性更高的鍍層溶液。優選地，可以使用比在第一鍍層步驟中的鍍層溶液的硫酸含量更小的鍍層溶液。這裡，硫酸是降低鍍層溶液的溶解阻力的材料。甚至在第二鍍層步驟中包含更少量的硫酸的情況下，與第一鍍層步驟相比，通孔過孔125的尺寸由於第一鍍層步驟而變小，使得即使使用比在同時執行圖案填充過程和過孔填充過程的情況下更大量的硫酸，也可以保證由此降低鍍層厚度上的偏差。
同時，根據本發明的過孔鍍層方法製造的印刷電路板100可以包括基座襯底120、第一鍍層130和第二鍍層140。
將基底基板的上層連接至下層的過孔125在基底基板120上形成。此外，第一鍍層130可以通過圖案鍍層而形成，並且包括通過非電鍍形成的非電鍍鍍層；以及通過電鍍形成的電鍍鍍層。
如上所述，通過執行諸如化學鍍銅的非電鍍鍍銅並且然後通過使用沉積種子層執行電鍍鍍銅而形成第一鍍層。
此外，第二鍍層140可位於第一鍍層130上，並且通過使用具有比第一鍍層130的鍍層溶液的粘性高的鍍層溶液而形成。優選地，可以通過使用硫酸含量比第一鍍層130中的硫酸含量少的鍍層溶液形成第二鍍層140。硫酸是降低鍍層溶液的溶解阻力的材料，並允許形成第二鍍層的鍍層溶液具有比形成第一鍍層的鍍層溶液高的粘性，由此使得能夠保證過孔填充效率。
圖3示出了根據相關技術的鍍層的處理能力的圖表，並且圖4示出了根據本發明的過孔鍍層方法的處理能力的圖表。
當參照圖3和圖4將相關技術的過孔鍍層方法的鍍層厚度中的偏差與根據本發明的過孔鍍層方法的鍍層厚度中的偏差相比較時，在執行圖3所示的相關技術的過孔鍍層的方法的情況下，鍍層厚度的偏差的處理能力指標(process capability index, Cpk)的值為0.78。
然而，在執行圖4所示的本發明的過孔鍍層方法的情況下，鍍層厚度的偏差的Cpk值為1.14，從而可以認識到與相關技術的情況相比，在本發明的情況下的鍍層厚度的偏差可以降低約30%。
在圖3和圖4中，下限(L&L)為15，上限(U&L)為31，並且樣本數量為23。
根據本發明的過孔鍍層方法和使用該方法製造的印刷電路板可以降低在高電流密度區域處的鍍層厚度的偏差以及提高過孔填充效率，由此能夠顯著提高印刷電路板的質量。
儘管已公開本發明的示例性實施方式以用於說明的目的，本領域的技術人員會認識到在不偏離所附權利要求中所公開的本發明的範圍和精神的情況下，多種修改、增添和替換是可能的。
據此，本發明的範圍不應當理解為局限於所描述的實施方式而由所附權利要求以及其等同物所限定。
權利要求
1.一種過孔鍍層方法，包括: 在印刷電路板的過孔上執行圖案鍍層的第一鍍層步驟；以及 在所述圖案鍍層上執行圖案填充鍍層的第二鍍層步驟。
2.根據權利要求1所述的過孔鍍層方法，其中，所述第一鍍層步驟包括: 形成非電鍍鍍層的非電鍍步驟；以及 形成電鍍鍍層的電鍍步驟；
3.根據權利要求1所述的過孔鍍層方法，其中，在所述第二鍍層步驟中使用的鍍層溶液的粘性大於在所述第一鍍層步驟中使用的鍍層溶液的粘性。
4.根據權利要求3所述的過孔鍍層方法，其中，在所述第二鍍層步驟中使用的鍍層溶液包含的硫酸量少於在所述第一鍍層步驟中使用的鍍層溶液包含的硫酸量。
5.—種印刷電路板,包括: 基底基板，所述基底基板中形成有過孔； 第一鍍層，所述第一鍍層通過圖案鍍層形成於所述過孔中；以及 第二鍍層，所述第二鍍層位於所述第一鍍層上並通過圖案填充鍍層形成。
6.根據權利要求5所述的印刷電路板，其中，所述第一鍍層包括: 通過非電鍍形成的非電鍍鍍層；以及 通過電鍍形成的電鍍鍍層；
7.根據權利要求5所述的印刷電路板，其中，形成所述第二鍍層的鍍層溶液的粘性高於形成所述第一鍍層的鍍層溶液的粘性。
8.根據權利要求7所述的印刷電路板，其中，形成所述第二鍍層的鍍層溶液包含的硫酸量少於形成所述第一鍍層的鍍層溶液包含的硫酸量。
全文摘要
本發明公開了一種過孔鍍層方法，包括在印刷電路板的過孔上執行圖案鍍層的第一鍍層步驟；以及在該圖案鍍層上執行圖案填充鍍層的第二鍍層步驟，由此在提高過孔填充效率的同時可以降低在高電流密度區域處鍍層厚度的偏差，從而使得能夠顯著提高印刷電路板的質量。
文檔編號H05K3/42GK103140057SQ201210518380
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者梁在浚, 鄭光玉, 南孝昇 申請人:三星電機株式會社