多层印刷电路板及其制造方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:多层印刷电路板及其制造方法
技术领域
本发明通常涉及多层印刷电路板(多层PCB)及其制造方法, 更具体地i兌,涉及一种可增加多层PCB的可靠性并可减少加工时间 并进而4是高生产率的多层PCB及其制造方法。
背景技术
为了迎合电子部件的发展而实现高密度的PCB,需要一种技术 用于改进其上施加有电路图案的内层电连接以及微电路布线的HDI (高密度内部互连)基板的性能。具体地,HDI基板性能的改进需 要用于确保电路图案的内层电连接以及电路图案设计的自由度的 技术。传统上,多层PCB是通过以下步骤来制造的,即,通过加成substrate)(例如,覆铜层压斧反CCL )的表面上形成内电路,随后形 成绝^彖层和电路层,并通过与内电路相同的方法形成外电路。但是,这种制造多层PCB的传统方法无法满足由于应用多层 PCB的产品(包括移动电话)的价格的跌落而导致的低成本的要求 以及为增加大规模生产而产生的降低订货至交货时间的要求,因此 需要能够解决这些问题的创新的制造方法。为了简化现有技术的复杂工艺以及利用集中层压过程快速且 低成本地制造多层PCB,所谓的B2it (掩模凸块互连技术Buried Bump Interconnection Technology )已纟至实if见商业4b, i亥才支术通过以 下方式进4亍筒单和方<更的层压,即,在铜箔上印刷糊剂以进而形成 凸块并且在其上层压绝缘元件以预制糊剂凸块板。图1A至1H是顺序示出根据传统技术制造多层PCB的工艺的 截面图,而图2是示出了在才艮据传统4支术的、如图1A至1H所示 的制造多层PCB工艺中的糊剂凸块的形成的3见图。参照图1A至1H以及图2,在才艮据传统技术制造多层PCB的 工艺中,如图1A所示,通过以下程序来准备第一基板100:在第 一绝缘层102的两个表面上形成第一内电路图案106、在第一绝缘 层102的两个表面上层压具有第二内电路图案108的第二绝缘层 104、,接着形成穿过第一绝纟彖层102和第二绝纟彖层104的第一过孔 110。接着,如图1B所示,糊剂凸块112形成在铜箔114a上。如图2所示,糊剂凸块112是通过利用掩模重复印刷和干燥糊 剂4至5次而形成的。在形成糊剂凸块112之后,如图1C所示,在糊剂凸块112上 层压第三绝纟彖层116,以4吏糊剂凸块112穿过厚度为40-60 pm的第 三绝缘层116,从而准备第二基板130。接着,如图1D所示,在第一基板100的两个表面上层压具有 糊剂凸块112的第二基板130,以使糊剂凸块112附于第二内电路 图案108。在第二基4反130层压在第一基冲反100上之后,如图1E所示, 第三内电路图案118通过成像过程形成在第三绝缘层116上。在形成了第三内电路图案118之后,如图1F所示,第四绝缘 层120和铜箔114b顺序层压在第三内电路图案118上。接着,如图1G所示,形成类型为盲孔的第二过孔122以露出 具有糊剂凸块112的第三内电路图案118。在形成第二过孔122之后,如图1H所示,通过成《象过程在第 四绝多彖层120上形成外电路图案124。在通过根据传统技术的制造多层PCB的方法来制造间距为0.4 mm的多层PCB的情况下,焊接区(land region)的电路图案118 通常形成为具有约250 iam的宽度,并且形成在焊接区的电路图案 118上的糊剂凸块112的宽度在凸块底部处为130-150 该宽度 窄于电路图案118的宽度。因此,由于糊剂凸块112形成得在其底部处为窄的,即,由于 掩模中的用于印刷糊剂的孔是小的,因此必须执行糊剂的重复印刷 和干燥才能将糊剂凸块112形成为足够的高度,以便于能够穿透具 有预定高度(例如,40-60 pm厚度)的第三绝缘层116,从而延长 了形成糊剂凸块112所需的处理时间,并且还延长了制造多层PCB 所需的处理时间,这些都不利地降4氐了生产率。发明内容因此,本发明提供了多层PCB及其制造方法,可提高多层PCB 的可靠性并可降低处理时间以进而提高生产率。根据本发明,多层PCB可包括第一基板,该第一基板是通 过以下步骤准备的,即,在第一绝多彖层两个表面的每个表面上形成 第一内电路图案,在第一绝缘层两个表面的每个表面上层压具有第 二电路图案的第二绝缘层,并且形成穿过第 一绝缘层和第二绝缘层 的第一过孔;第二基板,该第二基板是通过以下步骤准备的,即, 在第三绝缘层的一个表面上形成第三内电路图案,以便与第二内电 ;洛图案的部分相对应,在第三绝缘层的另一表面上形成外电路图 案,并且形成第二过孔以电连接第三内电路图案和外电路图案;第 四绝缘层,其介于第一基板与第二基板之间;以及糊剂凸块,形成 为完全封闭第三内电路图案并穿过第四绝缘层而连接至第二内电 路图案。另外,根据本发明,制造多层PCB的方法可以包4舌a)通过 以下步骤准备第一基板,即,在第一绝缘层两个表面的每个表面上 形成第一内电路图案,在第一绝缘层两个表面的每个表面上层压具 有第二电路图案的第二绝缘层,以及形成穿过第一绝缘层和第二绝 缘层的第一过孔;b)通过以下步骤准备第二基板,即,在第三绝 乡彖层的一个表面上形成第三内电路图案以对应于第二内电^各图案 的部分,并且形成窗口,在该窗口中,层压铜箔的一部分在第三绝 缘层的另一表面上被蚀刻;c)在第三内电路图案和第三绝缘层上 形成糊剂凸块以完全封闭第三内电路图案;d)在其上形成有糊剂 凸块的第二基板上层压第四绝缘层;e)在第一基板两个表面的每 个表面上层压其上层压有第四绝缘层的第二基板以使糊剂凸块与 第二内电路图案进4亍冲妄触;f)在该窗口中形成第二过孔以露出第三 内电路图案;以及g)在第三绝缘层的另一表面上形成外电路图案。


从以下结合附图的更详细的i兌明中,将更清楚地理解本发明的特征和优点,附图中图1A至1H是顺序示出根据传统技术的制造多层PCB的过程 的截面图;图2是示出了才艮据传统技术的、如图1A至1H所示的制造多 层PCB的过程中的糊剂凸块的形成的^L图;图3是示出了根据本发明的多层PCB的截面图;图4A至4H是顺序示出了根据本发明的制造多层PCB的过程 的截面图;以及图5是示出了根据本发明的、如图4A至4H所示的制造多层 PCB的过程中的糊剂凸块的形成的一见图。
具体实施方式
除非另有限定,否则这里所使用的所有术语均具有与本发明所 属才支术领i或的普通才支术人员所通常理解的相同的含义。应该进一步 理解到,诸如常用字典中所限定的那样的术语应该净皮理解为具有与 其在相关技术领域背景环境下的含义相一致的含义,而不应在理想 化或过于正式的意义下对其进^f亍解释,除非本文中明确地如此限 定。下文中将参照附图给出才艮据本发明的多层PCB及其制造方法 的详细说明。图3是示出了根据本发明的多层PCB的截面图。如图3所示,根据本发明的多层PCB包括第一基板IO,通 过以下步骤准备该第一基板,即,在第一绝缘层12的两个表面上 形成第一内电路图案16、在第一绝缘层12的两个表面上层压第二 绝纟彖层14、在第二绝全彖层14上形成第二内电路图案18、并且形成 穿过第一绝缘层12和第二绝缘层14的第一过孔20以电连接第二 内电路图案18;第二基板30,通过以下步骤准备该第二基板,即, 在第三绝》彖层32的一个表面上形成第三内电路图案36以对应于第 二内电路图案18的部分、在第三绝缘层32的另一表面上形成外电 路图案、并且形成第二过孔50以电连接第三内电路图案36和外电 路图案52;第四绝缘层42,其介于第一基板10与第二基板30之 间;以及糊剂凸块40,其形成为完全封闭第三内电路图案36以电 连接第二内电路图案18和第三内电路图案36,并且所述凸块穿过 第四绝》彖层42而连接至第二内电路图案18。通过以下步骤准备第一基板10,即,在第一绝缘层12的两个 表面上形成第一内电路图案16、在第一绝^彖层12的两个表面上层 压第二绝桑彖层14、在第二绝》彖层14上形成第二内电路图案18、并 且形成穿过第一绝缘层12和第二绝纟彖层14的第一过孔20以电连 ^妄第二内电路图案18。虽然第一基4反10形成为四层结构,其中,四个电路层形成在 第一和第二绝缘层12、 14中每个绝缘层的两个表面上,但是,该 第一基板也可形成为具有两层结构,其中,第一内电路图案16形 成在第一绝缘层12的两个表面上并且过孔穿过第一绝缘层12而形 成。根据PCB的最终用途,第一基板10可在第二内电路图案18 上进一步包括多个绝缘层以及电路图案层。第一基板10中的第一过孔20被填充以导电糊剂或绝缘糊剂。第二基板30通过以下步骤被准备,即,在第三绝缘层32的两 个表面上形成第三内电路图案36和外电路图案52,并且形成类型 为盲孔的第二过孔50以电连4妄第三内电路图案36和外电路图案 52。第四绝纟彖层42介于第一基寺反10与第二基板30之间以电隔开 第一基板10的第二内电路图案18和第二基板30的第三内电路图 案36。糊剂凸块40形成为完全封闭第三内电路图案36并穿过第四绝 纟彖层42而连4妻至第二内电路图案18。最后,糊剂凸块40被形成为其底部宽于第三内电路图案36。因此,糊剂凸块40形成在第三内电路图案36的上表面和侧表 面上以及第三绝缘层32上,以完全封闭第三内电路图案36。在根据本发明的多层PCB中,因为糊剂凸块40形成为完全封 闭焊接区的第三内电路图案3 6,所以糊剂凸块4 0与第三内电路图 案36之间的接触面积扩大以进而增加糊剂凸块40与第三内电路图 案36之间的附着可靠性,从而提高多层PCB的可靠性。图4A至4H是顺序示出根据本发明制造图3所示的多层PCB 的过程的截面图,而图5是示出了才艮据本发明的如图4A至4H所 示的制造多层PCB的过程中糊剂凸块的形成的^L图。参照图4A至4H以及图5,在根据本发明的制造多层PCB的 方法中,准备CCL,其中铜箔层压在第一绝缘层12两个表面中的每个表面上,之后,将感光材料(诸如干膜或光刻胶,未示出)施 加在其铜箔上。在施加了感光材料(诸如干膜或光刻胶)之后,通过曝光和显 影来去除感光材料(诸如干膜或光刻胶)的除与电路图案相对应的 感光材料(诸如干膜或光刻胶)部分之外的一部分。接着,利用蚀刻剂对通过去除感光材料(诸如干膜或光刻胶)的一部分而净皮露出的4同箔进;f亍蚀刻,/人而形成第一内电路图案16。在形成了第一内电路图案16之后,去除保留在第一内电路图 案16上的感光材料(诸如干膜或光刻胶)。接着,第二绝缘层14以及铜箔被顺序地放置在第一绝缘层12 两个表面的每个表面上,即,被》文置在第一内电^各图案16上,并 且接着受到加热并被压制机所压缩,从而将第二绝缘层14和铜箔 层压在第一绝纟彖层12的两个表面上。在层压了第二绝缘层14和铜箔之后,利用CNC (计算机数字 控制)钻孔机或激光钻孔机来形成穿过第一绝缘层12和第二绝缘 层14的第一过孔20。在形成了第一过孔20之后,通过化学镀铜和电镀铜的方式将 铜化学镀层和铜电镀层顺序地形成在第一过孔20的内壁上,以及 形成在铜箔上。接着,第 一过孔20被填充以导电糊剂或绝缘糊剂。在利用导电糊剂或绝缘糊剂填充了第一过孔20之后,在铜电 镀层上施加感光材料(诸如干膜或光刻胶),接着通过曝光和显影200710306096.4说明书第9/13页来去除感光材料(诸如干膜或光刻胶)的与电路图案相对应的一部 分。接着,利用蚀刻剂对通过去除感光材料(诸如干膜或光刻胶)的一部分而露出的铜箔进行蚀刻,进而形成第二内电路图案18。因此,如图4A所示,准备具有四个电路层的第一基板10。虽然第一基板10具有四个电路层,但是作为芯基板的第一基 板10可形成为具有两个电路层,或者可替换地,才艮据PCB的最终 用途,第一基4反可形成为具有四个电路层或更多个电路层。当准备第一基板10时,与第一基板10的形成并行地准备第二 基4反30,即,在形成第一基才反IO的同时,通过在第三绝缘层32的 一个表面上形成第三内电路图案36以及在第三绝缘层32的另一表 面上形成窗口 38而准备第二基^反30,如图4B所示。如下准备第二基板30。准备CCL,其中铜箔层压在第三绝缘层32两个表面的每个表 面上,之后,在其铜箔上施加感光材料(诸如干膜或光刻胶)。在铜箔上施加了感光材料(诸如干膜或光刻胶)之后,通过曝 光和显影从第三绝缘层32的一个表面上去除感光材料(诸如干膜 或光刻胶)的除该感光材料(诸如干膜或光刻胶)与第三内电路图 案36相对应部分以外的一部分,并且通过曝光和显影从第三绝缘 层32的另一表面上去除感光材料(诸如干膜或光刻胶)的与窗口 38相对应的一部分。接着,利用蚀刻剂对通过去除感光材料(诸如干膜或光刻胶) 的一部分而被露出的铜箔进行去除,从而在第三绝缘层32的一个表面上形成第三内电路图案36,并且在第三绝缘层32的另一表面 上形成其中铜箔34的部分被去除的窗口 38,从而形成了第二基板 30。窗口 38和第三内电路图案36可同时形成,或者可替换地,可 以首先形成窗口 38和第三内电路图案36中的4壬一个,4妄着可形成 另一个。在形成了第二基板30之后,将掩模置于第三内电路图案36上, 掩膜中的孔与第三内电路图案36的中心竖直轴线同心并且该孔具 有等于或大于第三内电路图案36宽度的直径。接着,在掩^t上施加导电糊剂,接着利用橡胶滚轴对其进行按压。因此,利用导电糊剂填充掩模中的孔并使导电糊剂的底部附于 第三内电路图案36和第三绝缘层32上。具体地,提供导电糊剂以完全封闭过孔焊接区(via land )的第 三内电路图案36,在后续过程中在过孔焊接区中形成盲孔。在印刷导电糊剂之后,去除掩模,并且通过干燥过程干燥导电 糊剂,从而在第三内电路图案36和第三绝》彖层32上形成糊剂凸块 40以完全去于闭第三内电路图案306,糊剂凸块40用作焊接区,如 图4C所示。因此,糊剂凸块40的与第三内电路图案36相接触的面积大于 通过根据传统技术的制造多层PCB的方法而形成的糊剂凸块的面 积,因此提高了糊剂凸块40与第三内电路图案36之间的附着可靠 性。在第二基板30上形成糊剂凸块40以完全封闭第三内电路图案 36之后,如图4D所示,在糊剂凸块40上层压第四绝缘层42,以 使糊剂凸块40穿过厚度为40-60 pm的第四绝缘层42。接着,如图4E所示,将具有穿透第四绝缘层42的糊剂凸块40 的第二基^反30布置在第一基^反10的两个表面上,4妄着对其进行加 热并利用压制才几对其进行压缩,从而集中地将第二基板30层压在 第一基外反10的两个表面上,如图4F所示。这样,使得糊剂凸块40与第二内电路图案18相接触以进而电 连j妄第二内电路图案18和第三内电^各图案36。接着,如图4G所示,通过使用CNC钻孔机或激光钻孔机,在 第二基板30的窗口 38中形成类型为盲孔的第二过孔50以露出第 三内电^各图案36。在形成了第二过孔50之后,通过化学镀铜和电镀铜将铜化学 镀层和铜电镀层形成在第二过孔50的内壁上以及形成在铜箔上。在形成了铜电镀层之后,在铜电镀层上施加感光材料(诸如干 膜或光刻胶),接着通过曝光和显影来去除感光材料(诸如干膜或 光刻胶)的除该感光材料(诸如干膜或光刻胶)与外电路图案相对 应部分以外的一部分。接着,利用蚀刻剂来去除铜电镀层(该铜电镀层通过去除诸如 干膜或光刻胶的感光材料的一部分而#1露出)、铜化学镀层、和铜 箔34,从而形成了外电路图案52,如图4H所示。在形成了外电路图案52之后,去除保留在外电路图案52上的 感光材料(诸如干膜或光刻胶)。在通过根据本发明的制造多层PCB的方法而制造间距为0.4 mm的多层PCB的情况下,焊接区的电路图案36 (具体地,是完 全被糊剂凸块40所封闭并具有第二过孔50的第三内电路图案36 ) 形成为具有80-150 的宽度,并且糊剂凸块40形成为在其底部具 有200-250 |im的宽度。对比才艮据传统:技术的制造多层PCB的方法,在才艮据本发明的 制造多层PCB的方法中,焊接区的电路图案36可形成为具有较小 的宽度,从而制造高密度的PCB。在根据本发明的制造多层PCB的方法中,糊剂凸块40形成为 在其底部较宽。即,对比传统技术,在本发明中,当掩模中的用于 印刷导电糊剂的孔扩大时,可以在导电糊剂的印刷方面改进导电糊 剂的分离特性。因此,如图5所示,为了形成能够穿透具有预定高 度(例如40-60 |im的厚度)的第四绝缘层42的糊剂凸块40,可以 减少导电糊剂的印刷次数。因此,根据本发明的制造多层PCB的方法可以减少形成糊剂 凸块4 0所需的处理时间,从而缩短了制造多层P C B所需的处理时 间,提高了生产率。如上文中所述,本发明提供了多层PCB及其制造方法。根据 本发明,与传统技术相比,可以减小焊接区的电路图案的宽度,从 而有利于制造高密度的多层PCB。而且,因为糊剂凸块形成为完全 封闭焊接区的电路图案,所以增大了糊剂凸块与电路图案之间的接 触面积,/人而增加了糊剂凸块与电路图案之间的附着可靠性,带来 了高度可靠的PCB。进一步地,对比传统4支术,在本发明中,因为糊剂凸块可以形 成为在其底部较宽,所以掩模中的用于形成糊剂凸块的孔可以被扩大,从而改进了导电糊剂的分离特性,进而减少了形成糊剂凸块所 需的处理时间。因此,可以减少制造多层PCB所需的处理时间,进而提高了 生产率。虽然为了示例的目的已经公开了本发明的优选实施例,但是本 领域技术人员应该理解,在不背离本发明的如所附权利要求所公开 的范围和精神的前才是下可以进行各种更改、添加、和替换。
权利要求
1.一种多层印刷电路板,包括第一基板,通过以下步骤被准备在第一绝缘层两个表面的每个表面上形成第一内电路图案、在所述第一绝缘层的两个表面的每个表面上层压具有第二电路图案的第二绝缘层、并且形成穿过所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第一过孔;第二基板,通过以下步骤被准备在第三绝缘层的一个表面上形成第三内电路图案以对应于所述第二内电路图案的一部分、在所述第三绝缘层的另一表面上形成外电路图案、并且形成第二过孔以电连接所述第三内电路图案和所述外电路图案;第四绝缘层,介于所述第一基板与所述第二基板之间;以及糊剂凸块,形成为完全封闭所述第三内电路图案并且穿过所述第四绝缘层而连接至所述第二内电路图案。
2. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板,其中,所述糊剂凸块 形成得在其底部宽于所述第三内电路图案。
3. 根据权利要求2所述的多层印刷电路板,其中,所述糊剂凸块 形成在所述第三内电路图案的上表面和侧表面上并且形成在 所述第三绝缘层上,以完全封闭所述第三内电路图案。
4. 一种制造多层印刷电路板的方法,包括a)通过以下步骤准备第一基板在第一绝缘层两个表面 的每个表面上形成第一内电路图案、在所述第一绝缘层的两个表面的每个表面上层压具有第二电路图案的第二绝缘层、并且形成穿过所述第 一绝缘层和所述第二绝缘层的第 一过孔;b) 通过以下步骤准备第二基板在第三绝缘层的一个表 面上形成第三内电路图案以对应于所述第二内电路图案的一 部分、以及在所述第三绝纟彖层的另一表面上形成窗口,在所述 窗口中层压铜箔的一部分^皮蚀刻;c) 在所述第三内电路图案和所述第三绝缘层上形成糊剂 凸块以完全封闭所述第三内电路图案;d) 在其上形成有所述糊剂凸块的所述第二基板上层压第 四绝纟彖层;e) 在所述第一基板两个表面的每个表面上层压其上层压 有所述第四绝缘层的所述第二基板,以使所述糊剂凸块与所述 第二内电路图案相接触;f) 在所述窗口中形成第二过孔以露出所述第三内电路图 案;以及g) 在所述第三绝缘层的另一表面上形成外电路图案。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述步骤a)包括a-l)在所述第一绝缘层两个表面的每个表面上形成所述 第一内电路图案;a-2)在所述第一绝缘层两个表面的每个表面上层压所述 第二绝缘层;a-3)形成穿过所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第一 过孑L;以及a-4)在所述第二绝缘层上形成所述第二内电路图案。
6. 根据权利要求4所述的方法,其中,所述步骤b)包括b-l)准备覆铜层压板,其中,铜箔层压在所述第三绝缘 层两个表面的每个表面上;b-2)从所述第三绝缘层的一个表面上蚀刻所述铜箔,从 而在所述第三绝缘层的一个表面上形成所述第三内电路图案; 以及b-3 )从所述第三绝缘层的另一个表面上蚀刻所述铜箔, 从而在所述第三绝纟彖层的所述另 一个表面上形成窗口 。
7. 根据权利要求6所述的方法,其中,所述步骤b-2)和b-3 )同 时执行。
8. 根据权利要求4所述的方法,其中,所述步骤c)包括c-l )在所述第三内电路图案的待形成所述糊剂凸块的部 分上定位具有孔的掩模;c-2 )印刷所述导电糊剂以利用所述导电糊剂完全封闭所 述第三内电路图案;以及c-3)干燥所述导电糊剂,从而形成所述糊剂凸块。
9. 根据权利要求8所述的方法,其中,所述掩模中的孔与所述第 三内电路图案的中心竖直轴线同心,并且所述孔具有的直径等 于或大于所述第三内电路图案的宽度。
全文摘要
本发明涉及一种多层印刷电路板及其制造方法,其可提高多层印刷电路板的可靠性并且可降低处理时间,进而提高生产率。该多层印刷电路板包括通过以下步骤准备的第一基板,即,在第一绝缘层两个表面的每个表面上形成第一内电路图案、在第一绝缘层的两个表面的每个表面上层压具有第二电路图案的第二绝缘层、并且形成穿过第一绝缘层和第二绝缘层的第一过孔;通过以下步骤准备的第二基板,即,在第三绝缘层的一个表面上形成第三内电路图案、在第三绝缘层的另一表面上形成外电路图案、并且形成第二过孔;介于第一基板与第二基板之间的第四绝缘层;以及糊剂凸块。
文档编号H05K3/46GK101325845SQ20071030609
公开日2008年12月17日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年6月13日
发明者朴俊炯, 睦智秀, 金成容, 金起换 申请人:三星电机株式会社

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