專利名稱：電路板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板及這種電路板的生產(chǎn)方法，更確切地說(shuō)，涉及一 種電路板以及生產(chǎn)這種電路板的方法，其中基底元件和線纜層具有不同的熱 膨脹系數(shù)。
背景技術(shù)：
一些其上將要安裝半導(dǎo)體元件的測(cè)試襯底(用于測(cè)試電路)以及半導(dǎo)體 晶圓包括由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的芯襯底。與傳統(tǒng)的環(huán)氧玻璃芯襯底相比， 由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的芯襯底的熱膨脹系數(shù)小，且具有這種芯襯底的電 路板的熱膨脹系數(shù)可對(duì)應(yīng)于要裝在電路板上的半導(dǎo)體元件的熱膨脹系數(shù)。因 此可有效避免半導(dǎo)體元件與電路板之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
電路板是通過(guò)在芯襯底的兩側(cè)表面上都層積線纜層而形成的，并且在芯
襯底上形成鍍通孔(PTH)區(qū)以使得芯襯底的兩側(cè)表面上的線纜層相互電連 接。鍍通孔部分是通過(guò)在襯底上開(kāi)出通 L，并在通孔的內(nèi)表面形成鍍層(導(dǎo) 電部)而形成的。
在基底元件具有例如由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的導(dǎo)電芯部分的情況下， 如果鍍通孔部分是僅通過(guò)開(kāi)出通孔且鍍上述通孔的內(nèi)表面來(lái)形成的，則鍍通 孔部分和芯部分就電短路了。因此，鍍通孔部分是通過(guò)以下步驟形成于具有
導(dǎo)電芯部分的芯襯底中的在基底元件中形成導(dǎo)孔，導(dǎo)孔的直徑大于要形成 的鍍通孔部分的直徑；用絕緣樹(shù)脂填充導(dǎo)孔；以及在填充后的導(dǎo)孔中形成鍍 通孔部分。通過(guò)該方法，鍍通孔部分和芯部分就不會(huì)電短路了 (見(jiàn)日本專利 申請(qǐng)公開(kāi)2004/064467號(hào)、日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2006-222216號(hào))。
但是，如果導(dǎo)孔是鉆出來(lái)的，就會(huì)在導(dǎo)孔的內(nèi)表面上形成毛刺，而鍍通 孔部分和芯部分就將電短路。為解決這個(gè)問(wèn)題，將導(dǎo)孔的內(nèi)表面用絕緣層涂 覆，以使得鍍通孔部分和芯部分不會(huì)電短路(見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi) 2006-222216號(hào))。但是，很難完美地涂覆導(dǎo)孔的內(nèi)表面。芯襯底是通過(guò)在芯部分的兩側(cè)表面上都層積線纜層而形成的。如果芯部 分由具有小的熱膨脹系數(shù)的材料如碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成，大的熱應(yīng)力就作 用于在芯部分與線纜層之間的邊界表面，這是因?yàn)榫€纜層的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大
于芯部分的熱膨脹系數(shù)(例如13-30ppm/°C)。由于熱應(yīng)力大，線纜層將與 芯部分分離或者在這兩者之間將形成裂紋。為避免此問(wèn)題，必須增大芯部分 與線纜層之間的結(jié)合強(qiáng)度。芯部分與線纜層之間的熱應(yīng)力問(wèn)題將不但發(fā)生于 具有導(dǎo)電芯部分的襯底上而且還發(fā)生于普通襯底上。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)想本發(fā)明為的是解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種高度可靠的電路板，即便兩者熱膨脹系數(shù) 顯著不同，該電路板也能將線纜層緊緊結(jié)合于基底元件上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)本發(fā)明的電路板的方法。 為了達(dá)到目的，本發(fā)明具有下列組成部分。
艮P，本發(fā)明的電路板包括基底元件；以及線纜層，層積于帶有錨定圖
案的所述基底元件上，錨定圖案是形成于所述基底元件表面上的導(dǎo)電層。
所述錨定圖案可為從所述基底元件表面伸出的多個(gè)凸起(boss)，因此 可通過(guò)其錨定功能將線纜層緊緊結(jié)合于基底元件上。
所述電路板可以是具有鍍通孔部分的芯襯底，所述鍍通孔部分在厚度方 向上穿透所述基底元件和所述線纜層。
在電路板中，所述基底元件可具有導(dǎo)電芯部分；且用以形成所述鍍通孔 部分的導(dǎo)孔可形成于所述芯部分中。
在電路板中，可用鍍層來(lái)涂覆所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面；且可用絕緣材料來(lái)填 充所述導(dǎo)孔，因而可防止導(dǎo)電芯部分與鍍通孔部分之間短路。進(jìn)一步地，可 進(jìn)一步用形成于所述鍍層上的絕緣膜來(lái)涂覆導(dǎo)孔的內(nèi)表面，因而可安全地防 止導(dǎo)電芯部分與鍍通孔部分之間短路。
接著，本發(fā)明的方法包括以下步驟用導(dǎo)電層來(lái)涂覆基底元件的表面； 圖案化蝕刻所述導(dǎo)電層以形成錨定圖案，所述錨定圖案是從所述基底元件表 面伸出的多個(gè)凸起；以及在所述錨定圖案上層積線纜層。
在此方法的層積步驟中，可通過(guò)將基底元件上的線纜片與預(yù)浸料一起加熱和加壓，將所述線纜層與所述基底元件整合，因而能夠輕易將線纜層整合 層積于基底元件上。
上述方法可進(jìn)一步包括形成鍍通孔部分的步驟，其中通孔形成于所述基 底元件中(線纜層已經(jīng)層積于所述基底元件上)，然后鍍所述通孔的內(nèi)表面， 由此即可生產(chǎn)具有鍍通孔部分的芯襯底。
在上述方法中，可進(jìn)一步在所述基底元件上層積作為多層電路板的所述 線纜層，所述鍍通孔部分已經(jīng)形成于所述基底元件中。
在上述方法中，所述基底元件可具有導(dǎo)電芯部分；可在所述芯部分中形 成用于形成鍍通孔部分的導(dǎo)孔；并且可鍍所述基底元件(導(dǎo)孔已經(jīng)形成于所 述基底元件中)，以用鍍層來(lái)涂覆所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面，并用導(dǎo)電層來(lái)涂覆所 述基底元件的表面，因此可安全地防止導(dǎo)電芯部分與鍍通孔部分之間短路。
在上述方法中，可進(jìn)一步通過(guò)電沉積法，用絕緣膜來(lái)涂覆所述導(dǎo)孔的內(nèi) 表面(所述導(dǎo)孔己經(jīng)被用鍍層涂覆)，其中所述鍍層用作電功率饋送層，因 此可安全地防止導(dǎo)電芯部分和鍍通孔部分之間的短路。
在上述方法中，在用鍍層涂覆所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面以后，可用絕緣材料填 充所述導(dǎo)孔；并且可按規(guī)定圖案將形成于所述基底元件的表面上的導(dǎo)電層圖 案化，以形成錨定圖案。
在上述方法中，可用絕緣材料來(lái)填充所述導(dǎo)孔(導(dǎo)孔的內(nèi)表面已經(jīng)用絕 緣膜涂覆)；可研磨填充所述導(dǎo)孔的絕緣材料的端面；可通過(guò)研磨和除去形 成于所述基底元件的表面上的所述絕緣膜，將所述導(dǎo)電層暴露于所述基底元 件的表面上；并且可按規(guī)定圖案將所述導(dǎo)電層圖案化，以形成錨定圖案。
在上述方法中，當(dāng)蝕刻所述導(dǎo)電層以形成錨定圖案時(shí)，可沿著所述導(dǎo)孔 的邊緣留下所述導(dǎo)電層作為焊盤(pán)(land)。
在本發(fā)明的電路板和方法中，錨定圖案形成于基底元件的表面上，然后 線纜層層積于錨定圖案上，由此線纜層即可通過(guò)通過(guò)錨定圖案的錨定功能緊 緊結(jié)合于基底元件上。因此，即便線纜層與基底元件的熱膨脹系數(shù)顯著不同， 也可防止線纜層從基底元件上分離或及形成斷裂。


現(xiàn)在將通過(guò)示例并結(jié)合附圖來(lái)描述本發(fā)明。其中-圖1A-圖ID是部分截面圖，示出在基底元件上形成導(dǎo)孔和清洗氣孔的 步驟；
圖2A和圖2B是部分截面圖，示出形成清洗氣孔及用樹(shù)脂填充導(dǎo)孔的步
驟；
圖3是俯視圖，示出導(dǎo)孔和清洗氣孔的布局；
圖4A-圖4C是部分截面圖，示出形成清洗氣孔及用樹(shù)脂填充導(dǎo)孔的另一 工藝；
圖5A-圖5D是部分截面圖，示出蝕刻形成于基底元件的兩側(cè)表面上的 導(dǎo)電層以及在基底元件上形成錨定圖案的步驟； 圖6是俯視圖，示出地和錨定圖案的布局； 圖7A-圖7C是部分截面圖，示出生產(chǎn)芯襯底的步驟； 圖8A和圖8B是部分截面圖，示出生產(chǎn)芯襯底的進(jìn)一步步驟； 圖9是改進(jìn)的芯襯底的部分截面圖； 圖IO是電路板的部分截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
形成芯襯底的步驟
在以下說(shuō)明中，將描述作為本發(fā)明實(shí)施例的生產(chǎn)具有導(dǎo)電芯部分的芯襯 底的方法。
圖1A-圖2B示出了以下步驟在基底元件上形成導(dǎo)孔，通過(guò)該導(dǎo)孔將對(duì) 應(yīng)地穿通鍍通孔部分；形成清洗氣孔；以及用絕緣材料填充導(dǎo)孔。
圖1A示出了平板狀基底元件16，其包括由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的芯 部分10和銅箔14，銅箔14分別用預(yù)浸料(prepreg) 12結(jié)合于芯部分10兩 側(cè)表面上。芯部分10是通過(guò)以下步驟形成的層積四層預(yù)浸料，每層都是通 過(guò)將碳布(carbon cloth)浸漬于聚合物如環(huán)氧樹(shù)脂中而形成的；以及將層積 的預(yù)浸料加熱和加壓以將其整合。注意，構(gòu)成芯部分10的包含碳纖維的層積 預(yù)浸料的數(shù)量是可任意選擇的。
在本實(shí)施例中，芯部分10是由織造碳纖維布構(gòu)成的，所有的織造碳纖維布均由碳纖維細(xì)絲構(gòu)成。進(jìn)一步地，可用無(wú)紡碳纖維布、碳纖維網(wǎng)等替代織
造碳纖維布。碳纖維的熱膨脹系數(shù)大約為0ppm/'C，且芯部分10的熱膨脹系
數(shù)可通過(guò)進(jìn)行以下選擇來(lái)調(diào)整碳纖維在碳纖維增強(qiáng)型塑料中的含量比率； 碳纖維中所包含的樹(shù)脂材料；與樹(shù)脂混合的填充物，等。在本實(shí)施例中，芯 部分10的熱膨脹系數(shù)大約為lppm/°C。
具有由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的芯部分10的整個(gè)基底元件的熱膨脹系 數(shù)可通過(guò)選擇線纜層和絕緣層的熱膨脹系數(shù)來(lái)調(diào)整，其中線纜層構(gòu)成基底元 件，而絕緣層設(shè)置于線纜層之間。進(jìn)一步地，電路板(通過(guò)在基底元件的兩 側(cè)表面上層積裝配層而形成)的熱膨脹系數(shù)可通過(guò)選擇基底元件和裝配層的 熱膨脹系數(shù)而適當(dāng)調(diào)整。半導(dǎo)體元件的熱膨脹系數(shù)大約為3.5ppm/°C。電路 板的熱膨脹系數(shù)可輕易對(duì)應(yīng)于要安裝于電路板上的半導(dǎo)體元件的熱膨脹系 數(shù)。
在圖1B中，在基底元件16中開(kāi)出導(dǎo)孔18。導(dǎo)孔18為通孔，是以鉆頭 在基底元件16的厚度方向上開(kāi)出的。導(dǎo)孔的直徑大于將在以下步驟中形成的 鍍通孔部分中那些通孔的直徑。在本實(shí)施例中，導(dǎo)孔18的直徑是0.8mm; 鍍通孔部分的通孔直徑是0.35mm。導(dǎo)孔18位于前述平面位置，對(duì)應(yīng)于要在 基底元件中形成的鍍通孔部分。
當(dāng)鉆導(dǎo)孔18時(shí),在導(dǎo)孔18的內(nèi)表面上例如由于鉆頭的磨損而形成毛刺， 而導(dǎo)孔18具有粗糙或不平的內(nèi)表面。還有，芯部分10的鉆塵將粘在導(dǎo)孔18 的內(nèi)表面上。
在芯部分10由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的情況下，碳?jí)m11粘在導(dǎo)孔18 的內(nèi)表面上。碳?jí)m11具有導(dǎo)電性，所以如果碳?jí)m11侵入填充導(dǎo)孔18的樹(shù)脂 20內(nèi)，則樹(shù)脂20的絕緣性能就變差。還有，鍍通孔部分和芯部分10將電短 路。
為了防止鍍通孔部分與芯部分10之間的短路，在本實(shí)施例中，在基底元 件16中形成導(dǎo)孔18后，就依序執(zhí)行化學(xué)鍍銅(electroless copper plating)和 電解鍍銅，以在導(dǎo)孔18的內(nèi)表面涂覆銅鍍層19。通過(guò)用銅對(duì)基底元件16進(jìn) 行化學(xué)鍍，在導(dǎo)孔18的整個(gè)內(nèi)表面上和基底元件16的整個(gè)側(cè)表面上形成銅 層。然后，采用銅層為電能供給層執(zhí)行電鍍，以使得鍍層19可形成于導(dǎo)孔 18的內(nèi)表面上和基底元件16的兩個(gè)側(cè)表面上(見(jiàn)圖1C)。通過(guò)化學(xué)鍍形成的銅層厚度約0.5nm;通過(guò)電鍍形成的鍍層19的厚度約10-20nm。
通過(guò)涂覆導(dǎo)孔18的內(nèi)表面，就使得涂覆導(dǎo)孔18的內(nèi)表面光滑了，因此 可輕易地用樹(shù)脂20填充導(dǎo)孔18而不形成空隙。因此，鍍通孔部分20和芯部 分10就不會(huì)在對(duì)應(yīng)于空隙的位置短路。還有，粘附于導(dǎo)孔18的內(nèi)表面上的 碳?jí)m11被鍍層19包圍住或嵌于鍍層19內(nèi)，因此就沒(méi)有碳?jí)m11從鍍層19 的內(nèi)表面脫落。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可保證樹(shù)脂20的絕緣特性。
在以樹(shù)脂20填充導(dǎo)孔18的步驟中，執(zhí)行熱處理以固化樹(shù)脂20，所以由 芯部分10的塑料組分產(chǎn)生的分解氣體或在芯部分10中吸收的水分被蒸發(fā)了 。 在熱固化步驟過(guò)程中產(chǎn)生的分解氣體和水蒸氣自芯部分10移動(dòng)排出，但 是鍍層19涂覆芯部分的包括導(dǎo)孔18的內(nèi)表面在內(nèi)的整個(gè)表面。通過(guò)這種結(jié) 構(gòu)，氣體和水蒸氣不能從中排出，這樣它們就擴(kuò)散到涂覆導(dǎo)孔內(nèi)表面的鍍層 19以及涂覆基底元件16側(cè)表面的銅箔14和鍍層19。形成鍍層19的目的是 要涂覆導(dǎo)孔18的內(nèi)表面并使其光滑。如果鍍層19膨脹了，就不能達(dá)到這一 目的。
當(dāng)對(duì)導(dǎo)孔18中的樹(shù)脂20執(zhí)行熱固化時(shí)，用鍍層19和銅箔14來(lái)整個(gè)涂 覆基底元件16的包括導(dǎo)孔18內(nèi)表面在內(nèi)的表面的結(jié)構(gòu)，就會(huì)導(dǎo)致上述問(wèn)題。 進(jìn)一步地，當(dāng)通過(guò)加熱和用預(yù)浸料對(duì)線纜片(cable sheet)加壓而在基底元件 16的兩側(cè)表面上形成線纜層時(shí)，該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致同樣問(wèn)題。
在通過(guò)在基底元件16的兩側(cè)表面上形成裝配層來(lái)生產(chǎn)電路板的情況下， 形成裝配層的工藝包括加熱步驟，所以將會(huì)發(fā)生由產(chǎn)生于芯部分10或基底元 件16的氣體導(dǎo)致的銅箔14和鍍層19膨脹的問(wèn)題。
因此，在本實(shí)施例的方法中，在基底元件16的表面中形成排氣孔140， 以確保形成排放或清除由芯部分10產(chǎn)生的分解氣體和/或由基底元件16產(chǎn)生 的水蒸氣的路徑。
在圖1D中，將干膜抗蝕劑(光致抗蝕劑)施加于基底元件16的兩側(cè)表 面上，且隨后將光致抗蝕劑光學(xué)曝光及顯影而將光致抗蝕劑圖案化，以形成 抗蝕劑圖案70，其中暴露出要形成排氣孔140的部分，以在基底元件16的 兩側(cè)表面中形成排氣孔140。
通過(guò)形成排氣孔140，涂覆基底元件16的兩側(cè)表面的銅箔14和層積在 銅箔14上的鍍層19被部分開(kāi)出孔，使得涂覆在芯部分10上的預(yù)浸料12的表面暴露，以將芯部分10與外部連通。
排氣孔140的位置和尺寸可任意選擇。在本實(shí)施例中，排氣孔140的位 置鄰近導(dǎo)孔18，以防止導(dǎo)孔18的內(nèi)表面上的鍍層19膨脹。
在本實(shí)施例中，導(dǎo)孔18的邊緣與排氣孔10之間的間隔距離D為 300-350pm。當(dāng)形成排氣孔140時(shí)，排氣孔140的側(cè)表面的蝕刻量取決于鍍 層19和銅箔14的厚度、如蝕刻液等等的蝕刻條件。因此，排氣孔140的位 置可在排氣孔140的側(cè)表面的蝕刻量基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)。
當(dāng)利用抗蝕劑圖案70作為掩模來(lái)蝕刻基底元件16的表面上的銅箔14 和鍍層19時(shí)，會(huì)由于蝕刻液侵入而導(dǎo)致對(duì)側(cè)表面的蝕刻，并且側(cè)表面的蝕刻 量依據(jù)蝕刻條件如銅箔14和鍍層19的厚度、蝕刻液、蝕刻液的噴射壓力而 改變。當(dāng)設(shè)計(jì)抗蝕劑圖案時(shí)，可設(shè)定距離D以防止蝕刻液到達(dá)導(dǎo)孔18的內(nèi) 表面。
在圖2A中，通過(guò)利用抗蝕劑圖案70作為掩模蝕刻鍍層19和銅箔14， 來(lái)形成排氣孔140。預(yù)浸料12的表面暴露于排氣孔140內(nèi)，而芯部分10通 過(guò)排氣孔140與基底元件16的外部連通，因此芯部分10連通到外部。
圖3是基底元件16的部分俯視圖，其中排氣孔140形成于基底元件16 的表面中。穿透基底元件16的導(dǎo)孔18是以矩陣形式有規(guī)律地設(shè)置的。還有， 四個(gè)排氣孔140十字狀圍繞每個(gè)導(dǎo)孔18的邊緣設(shè)置。預(yù)浸料12的表面暴露 于排氣孔140中，作為排氣孔140的內(nèi)底表面。
每個(gè)排氣孔140與導(dǎo)孔18隔開(kāi)距離D。如上所述，通過(guò)將排氣孔140 與導(dǎo)孔18邊緣隔開(kāi)，當(dāng)蝕刻基底元件16上的銅箔14和鍍層19時(shí)，即可防 止蝕刻涂覆導(dǎo)孔18內(nèi)表面的鍍層19?；自?6的表面以鍍層19涂覆。 注意，圖2A是沿圖3中所示的A-A線得到的截面圖。
在基底元件16中開(kāi)出的導(dǎo)孔18的布局不限于矩陣形式，所以它們的設(shè) 置可任意選擇。多個(gè)排氣孔140可設(shè)置于鄰接的導(dǎo)孔18之間、可相對(duì)于每個(gè) 導(dǎo)孔180放射狀設(shè)置、并可僅僅規(guī)則地設(shè)置于基底元件16的表面中。
如上所述，排氣孔140位于鄰近導(dǎo)孔18的邊緣處，以有效清除來(lái)自鄰近 導(dǎo)孔18部分的氣和/或水汽。如果進(jìn)一步在基底元件16的除了鄰近導(dǎo)孔18 的部分以外的表面中形成大量排氣孔140,就可輕易從芯部分10清除氣和/ 或水汽。進(jìn)一步地，在基底元件16表面中形成許多凸凹不平(asperity)即排氣孔，這樣能增強(qiáng)基底元件16與形成于基底元件16表面上的絕緣層之間
的結(jié)合強(qiáng)度。
在圖2B中，將樹(shù)脂20作為絕緣材料填充于導(dǎo)孔18內(nèi)?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)板印 刷或使用金屬掩模，用樹(shù)脂20填充導(dǎo)孔18。
在用樹(shù)脂20填充導(dǎo)孔18后，通過(guò)加熱步驟來(lái)固化樹(shù)脂20。在本實(shí)施例 中，樹(shù)脂20是熱固性還氧樹(shù)脂，并且樹(shù)脂20是在約16(TC的溫度下被固化 的。因?yàn)榕艢饪?40形成于基底元件16的表面中，由芯部分10產(chǎn)生的分解 氣和/或水汽可通過(guò)排氣孔140排放或清除到外部，因此可防止鍍層19和銅 箔14膨脹。
在將導(dǎo)孔18中的樹(shù)脂20熱固化后，研磨從導(dǎo)孔18中向外凸出的固化后 的樹(shù)脂20的末端，以使得固化后的樹(shù)脂20的端面與鍍層19的表面高度相等。
在圖4A-圖4B中，用鍍層19涂覆導(dǎo)孔18的內(nèi)表面，然后進(jìn)一步用絕緣 膜21涂覆導(dǎo)孔18的內(nèi)表面。
在圖4A中，用鍍層19涂覆示于圖2A中的導(dǎo)孔18。
在圖4B中，在銅箔14上和已經(jīng)形成于導(dǎo)孔18的內(nèi)表面及基底元件16 的表面上的鍍層19上，通過(guò)電沉積方法形成絕緣膜21。鍍層19整個(gè)涂覆導(dǎo) 孔18的內(nèi)表面和基底元件16的兩側(cè)表面。因此，可通過(guò)電沉積方法，在導(dǎo) 孔18的內(nèi)表面和基底元件16的整個(gè)兩側(cè)表面上形成絕緣膜21，其中鍍層19 用作電能供給層。例如，可通過(guò)恒定電流方法電沉積絕緣膜21，其中將基底 元件浸于環(huán)氧樹(shù)脂的電沉積液中，然后使得直流電流流過(guò)鍍層19。
形成絕緣膜21為的是全可靠地防止導(dǎo)孔18與電鍍通孔部分之間的短路。
在導(dǎo)孔18的內(nèi)表面和基底元件16的兩側(cè)表面上電沉積絕緣膜21后，執(zhí) 行干燥工藝和加熱工藝以將絕緣膜21固化。絕緣膜21的厚度為10-20)im。
在圖4C中，用樹(shù)脂20作為絕緣材料，來(lái)填充內(nèi)表面已經(jīng)涂覆有絕緣膜 21的導(dǎo)孔18。在熱固化導(dǎo)孔18中的樹(shù)脂20時(shí)，由芯部分產(chǎn)生的氣體和由基 底元件16產(chǎn)生的水汽通過(guò)形成于基底元件16表面中的排氣孔140排放至外 部，因此可防止鍍層19和絕緣膜21膨脹的問(wèn)題。
在將導(dǎo)孔18中的樹(shù)脂20熱固化后，研磨從導(dǎo)孔18中向外凸出的固化后 的樹(shù)脂20的末端。此時(shí)，涂覆基底元件16的表面的絕緣膜21也被磨去，固 化后的樹(shù)脂20的端面與基底元件16的表面高度相等。通過(guò)以鍍層19涂覆導(dǎo)孔18的內(nèi)表面，可使得導(dǎo)孔18的粗糙內(nèi)表面光滑， 因此當(dāng)以融化的樹(shù)脂20填充導(dǎo)孔18時(shí)，樹(shù)脂20內(nèi)不會(huì)形成空隙。因此，可 有效防止芯部分與電鍍通孔部分之間因形成于樹(shù)脂20內(nèi)的空隙而導(dǎo)致的短 路。通過(guò)以絕緣膜21涂覆鍍層19，可使得導(dǎo)孔18的內(nèi)表面更加光滑，可提 高樹(shù)脂20的填充率，并且絕緣膜21將導(dǎo)孔18與電鍍通孔部分絕緣從而能夠 可靠地防止芯部分10與電鍍通孔部分之間短路。
本實(shí)施例的芯襯底是通過(guò)以下步驟生產(chǎn)的如圖2B或圖4C所示，用樹(shù) 脂20填充在基底元件16上開(kāi)出的導(dǎo)孔18;在基底元件16的兩側(cè)表面上層 積線纜層；以及形成穿透導(dǎo)孔18的電鍍通孔部分。
具有由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的芯部分10的基底元件16的熱膨脹系數(shù) 約為lppmTC;在一些情況下，層積于基底元件16上的線纜層的熱膨脹系數(shù) 約為15-30ppmTC。如果基底元件16和線纜層的熱膨脹系數(shù)顯著不同，線纜 層將從基底元件16上分離開(kāi)或在基底元件16與線纜層之間的結(jié)合表面中將 形成斷裂。
形成錨定圖案的步驟
在本實(shí)施例中，為了解決由基底元件16與線纜層之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力所導(dǎo) 致的問(wèn)題，形成了錨定圖案15，錨定圖案15起到基底元件16與層積于基底 元件16的兩側(cè)表面上的線纜層之間的錨的作用。
圖5A-圖5D是示出了在基底元件16的兩側(cè)表面上形成錨定圖案15的 步驟的部分截面圖。
在圖5A中，用銅對(duì)基底元件16進(jìn)行化學(xué)鍍，其中基底元件16的導(dǎo)孔 18己經(jīng)以樹(shù)脂20填充。
在圖5B中，將干膜抗蝕劑(光致抗蝕劑)施加到已經(jīng)用銅進(jìn)行了化學(xué) 鍍的基底元件16的兩側(cè)表面上，并且將該干膜抗蝕劑光學(xué)曝光和顯影以形成 光致抗蝕劑圖案74。每個(gè)光致抗蝕劑圖案74由用于形成圍繞導(dǎo)孔18的邊緣 的焊盤(pán)142的圖案區(qū)74a、和用于形成錨定圖案15的圖案區(qū)74b組成。
每個(gè)用于形成焊盤(pán)142的圖案區(qū)74a具有環(huán)形平面形狀并覆蓋導(dǎo)孔18 的平面區(qū)域和以規(guī)定寬度覆蓋導(dǎo)孔的邊緣。如圖5B所示，圖案區(qū)74a的外 邊緣部被從導(dǎo)孔18的邊緣稍微延伸(延伸長(zhǎng)度W)。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可防止在蝕刻基底元件16上的銅箔14和鍍層19時(shí)，蝕刻液對(duì)涂覆導(dǎo)孔18內(nèi)表 面的鍍層19的侵蝕，因此可防止蝕刻涂覆導(dǎo)孔18內(nèi)表面的鍍層19。
當(dāng)采用光致抗蝕劑圖案72作為掩模來(lái)蝕刻基底元件16上的銅箔14和鍍 層19時(shí)，處于光致抗蝕劑圖案的開(kāi)口部分中的銅箔14和鍍層19的側(cè)表面被 蝕刻。側(cè)表面的蝕刻量約為要蝕刻的層的厚度的70°/。。因此，考慮到側(cè)表面 的蝕刻量設(shè)定光致抗蝕劑圖案72的延伸距離W，以防止蝕刻液到達(dá)導(dǎo)孔18 的內(nèi)表面。即，涂覆導(dǎo)孔18內(nèi)表面的鍍層19是受到保護(hù)的。側(cè)表面的蝕刻 量取決于蝕刻條件如銅箔14和鍍層19的厚度、蝕刻液、蝕刻液的噴射壓力， 所以必須根據(jù)這些條件來(lái)設(shè)定光致抗蝕劑圖案72的延伸距離W。
用于形成錨定圖案15的圖案區(qū)74b可任意選擇地設(shè)置于導(dǎo)孔18之間。 在本實(shí)施例中，錨定圖案15 (多個(gè)凸起)均勻地間隔開(kāi)。
因?yàn)殄^定圖案15不能形成于基底元件16的排氣孔140內(nèi)，所以錨定圖 案15是與排氣孔140間隔開(kāi)地形成的。
在圖5C中，采用光致抗蝕劑圖案74作為掩模來(lái)蝕刻基底元件16上的 銅箔14和鍍層19。沒(méi)有被光致抗蝕劑圖案74遮蓋的銅箔14和鍍層19的暴 露部分被蝕刻并除去，由此暴露出基底預(yù)浸料12。
在圖5D中，在蝕刻銅箔14和鍍層19之后，溶解并除去光致抗蝕劑圖 案74。焊盤(pán)142和錨定圖案15形成于基底元件16的兩側(cè)表面。錨定圖案15 為從基底元件16表面伸出并均勻地間隔開(kāi)的凸起。
焊盤(pán)142形成為環(huán)形并圍繞著填充有樹(shù)脂20的導(dǎo)孔18。
在圖5A所示的步驟中，基底元件16的表面是化學(xué)鍍銅的。通過(guò)執(zhí)行化 學(xué)鍍，即可輕易在蝕刻銅箔14和鍍層19后除去光致抗蝕劑圖案74。
干膜抗蝕劑由樹(shù)脂制成，所以如果干膜抗蝕劑施加于基底元件16的兩側(cè) 表面而不執(zhí)行化學(xué)鍍銅的話，干膜抗蝕劑就會(huì)牢固地粘附于樹(shù)脂20上。因此 在蝕刻銅箔14和鍍層19后，就很難將光致抗蝕劑圖案72從樹(shù)脂20上除去。
另一方面，在本實(shí)施例中，基底元件16的表面預(yù)先用銅進(jìn)行了化學(xué)鍍， 然后再施加將變成光致抗蝕劑圖案72的干膜抗蝕劑，因此可通過(guò)剝離法或通 過(guò)將化學(xué)鍍的銅層80化學(xué)溶解而輕易地除去光致抗蝕劑圖案72。形成于樹(shù) 脂20的表面和72之間的銅層80起到解脫層的作用。
所鍍銅層80的厚度可以是0.5-lpm。起到解脫層作用的這些化學(xué)鍍層不僅可由銅而且可由其他金屬制成。在本實(shí)施例中使用銅是因?yàn)槟軌蛉菀椎劐?銅且能夠容易地蝕刻銅。
當(dāng)除去光致抗蝕劑圖案74時(shí)，作為光致抗蝕劑圖案74基礎(chǔ)的鍍銅層80 也被除去。
圖6是示出了焊盤(pán)142和錨定圖案15的平面布局的俯視圖。 導(dǎo)孔18填充有樹(shù)脂20，而環(huán)形的焊盤(pán)142圍繞著固化后的樹(shù)脂20的端 面。多個(gè)錨定圖案15形成于相鄰的焊盤(pán)142之間。在本實(shí)施例中，錨定圖案 15具有正方形平面形狀，并且形成為小的凸起。錨定圖案15的平面形狀不 限于正方形，所以其他形狀如圓形、三角形、鉆石形、星形也可采用。進(jìn)一 步地，錨定圖案15的尺寸、密度等也是可任意選擇的。
形成線纜層的步驟
圖7A-圖8B示出以下步驟在基底元件的兩側(cè)表面上形成線纜層，其中 通過(guò)上述步驟在兩側(cè)表面上形成錨定圖案15，而沿著導(dǎo)孔18的邊緣形成銅 箔142;以及形成鍍通孔部分。
在圖7A中，依序?qū)臃e預(yù)浸料40、線纜片42、預(yù)浸料44和銅箔46。每 個(gè)線纜片42由絕緣片41和形成于絕緣片41的兩個(gè)表面上的線纜圖案42a 組成。線纜片42可通過(guò)以規(guī)定圖案蝕刻以銅結(jié)合的襯底的銅箔層而形成，以 銅結(jié)合的襯底由玻璃布制成的絕緣樹(shù)脂片和結(jié)合于絕緣樹(shù)脂片上的銅箔構(gòu) 成。
在圖7B中，將已經(jīng)被正確置于基底元件16的兩側(cè)表面上的預(yù)浸料40、 線纜片42、預(yù)浸料44和銅箔46加熱并加壓，以使得預(yù)浸料40和預(yù)浸料44 固化，而線纜層48整合層積于基底元件16上。預(yù)浸料40和預(yù)浸料44是通 過(guò)將玻璃布浸透于樹(shù)脂中而形成的，未固化的預(yù)浸料40和預(yù)浸料44設(shè)置于 層間。通過(guò)加熱并加壓工藝，預(yù)浸料40和預(yù)浸料44將線纜層48絕緣以及整 合在一起。
在本實(shí)施例中，錨定圖案15形成于基底元件16的側(cè)表面上，所以當(dāng)線 纜層48被壓合到基底元件16上時(shí)，錨定圖案15起到錨的作用。因此，線纜 層48可緊緊地結(jié)合并整合于基底元件16上。
在圖7C中，在其上已經(jīng)層積了線纜層48的基底元件16中鏜制出通孔50，以形成鍍通孔部分。通孔50與導(dǎo)孔18同軸并且是在己經(jīng)與線纜層48 整合在一起的基底元件16的厚度方向上以鉆頭鏜制的。因?yàn)橥?0的直徑 小于導(dǎo)孔18的直徑，所以在穿透樹(shù)脂20的通孔50的內(nèi)表面中，樹(shù)脂20是
暴露的。
在圖8A中，在形成通孔50后，通過(guò)化學(xué)鍍法和電鍍法對(duì)基底元件16 鍍銅，以在通孔50的內(nèi)表面上形成鍍通孔部分52。通過(guò)執(zhí)行化學(xué)鍍法，用 銅涂覆通孔50的內(nèi)表面和基底元件16的整個(gè)表面。然后，采用由化學(xué)鍍法 形成的銅層作為電功率饋送層來(lái)執(zhí)行電鍍法，以用鍍層52a涂覆通孔50的內(nèi) 表面和基底元件16的整個(gè)表面。形成于通孔50內(nèi)表面上的鍍層52a起到鍍 通孔部分52的作用，鍍通孔部分52與形成于基底元件16的兩側(cè)表面上的線 纜圖案相互連接。
在圖8B中，在形成鍍通孔部分52后，用樹(shù)脂54填充通孔50，形成蓋 狀鍍層55，然后通過(guò)以規(guī)定圖案蝕刻形成于基底元件兩側(cè)表面上的銅箔46、 鍍層52a和蓋狀鍍層55，來(lái)形成線纜圖案56，由此即可生產(chǎn)芯襯底58。
形成于芯襯底58的兩側(cè)表面上的線纜圖案56通過(guò)鍍通孔部分52相互連 接。此外，線纜層48中的內(nèi)線纜圖案42a在合適的位置連接到鍍通孔部分 52。
在芯襯底58中，形成于包括芯部分10的基底元件16中的導(dǎo)孔18的內(nèi) 表面是以鍍層19涂覆的，因此可防止芯部分10與鍍通孔部分52之間短路。
圖9示出包括圖4C所示的基底元件16的芯襯底58，其中導(dǎo)孔18的內(nèi) 表面是以鍍層19和絕緣膜21來(lái)涂覆的。
同樣在這種情況下，可通過(guò)在基底元件16的兩側(cè)表面上層積線纜層48 以及圖7A-圖8B所示的工藝，來(lái)制成芯襯底58。線纜圖案56形成于芯襯底 58的兩側(cè)表面上，并且線纜圖案56通過(guò)鍍通孔部分52相互電連接。
在本實(shí)施例的芯襯底58中，形成于芯部分10中的導(dǎo)孔18的內(nèi)表面被鍍 層19和絕緣膜21雙重涂覆，且絕緣膜21暴露于導(dǎo)孔18的內(nèi)表面上。因此， 即使在以樹(shù)脂20填充導(dǎo)孔18時(shí)，在樹(shù)脂20中形成了空隙并且空隙在鍍通孔 部分52中造成了膨脹部52b，也會(huì)在膨脹部52b與鍍層19之間存在絕緣膜 21，因此可防止鍍通孔部分52與芯部分10之間短路。
通過(guò)在基底元件16的兩側(cè)表面上形成錨定圖案15，線纜層48可緊緊地結(jié)合于基底元件16上。即使基底元件16與線纜層48的熱膨脹系數(shù)明顯不同， 也可防止線纜層48從基底元件16上分離或在它們之間的結(jié)合表面形成斷裂。 因此，可將芯襯底58的整體熱膨脹系數(shù)調(diào)整至期望值。
生產(chǎn)電路板的步驟
電路板可通過(guò)在芯襯底58的兩側(cè)表面上層積線纜圖案而制成。
在圖IO所示的電路板中，裝配層60形成于圖8B所示的基底元件16的 兩側(cè)表面上，每個(gè)裝配層60由兩個(gè)裝配層60a和60b組成。
每個(gè)第一裝配層60a包括絕緣層61a;線纜圖案62a，形成于絕緣層 61a的表面上；以及通道63a，將下線纜圖案56電連接到上線纜圖案62a。 每個(gè)第二裝配層60b包括絕緣層61b;線纜圖案62b;以及通道63b。
線纜圖案62a和62b包含在形成于芯襯底58兩側(cè)表面上的裝配層60內(nèi)， 線纜圖案62a和62b通過(guò)鍍通孔部分52和通道63a、 63b相互電連接。
以下將解釋形成裝配層60的步驟。
首先，通過(guò)層積絕緣樹(shù)脂膜如環(huán)氧膜，在芯襯底58的兩側(cè)表面上形成絕 緣層61a，并且通過(guò)激光裝置，在絕緣層61a中開(kāi)出通道孔，在上述通道孔 中將形成通道63a，且在上述通道孔中暴露出形成于芯襯底58的側(cè)表面上的 線纜圖案56。
接著，對(duì)通道孔的內(nèi)表面進(jìn)行去光處理，以使其內(nèi)表面變粗糙，然后通 過(guò)化學(xué)鍍，用銅層涂覆通道孔的內(nèi)表面和絕緣層61a的表面。
然后，用光致抗蝕劑涂覆被化學(xué)鍍的銅層，并通過(guò)將光致抗蝕劑光學(xué)曝 光和顯影，來(lái)形成光致抗蝕劑圖案，在光致抗蝕劑圖案中，將形成為線纜圖 案62a的部分的化學(xué)鍍銅層是暴露的。
進(jìn)一步地，執(zhí)行電鍍以向化學(xué)鍍銅層的暴露部分供應(yīng)銅從而提高其中的 銅，在電鍍中利用光致抗蝕劑圖案作為掩模，并且在電鍍中利用化學(xué)鍍銅層 作為電功率饋送層。在這一步驟中，用通過(guò)電鍍法供應(yīng)的銅來(lái)填充通道孔， 并且形成通道63a。
接著，除去光致抗蝕劑圖案，且蝕刻并除去化學(xué)鍍銅層的暴露部分，從 而以規(guī)定圖案在絕緣層61a的表面上形成線纜圖案62a。
第二裝配層60b可與第一裝配層60a同樣形成。在最外層中，圖案化出將要連接半導(dǎo)體元件的電極、或?qū)⒁B接外部連
接器的連接焊墊(pad)，并且將暴露部分如電極、連接焊墊以外的最外層以 保護(hù)膜來(lái)涂覆。暴露的電極或連接焊墊例如鍍上用于保護(hù)的金。
電路板可通過(guò)其他方法制成。在芯襯底58的兩側(cè)表面上形成線纜層的步 驟不限于上述步驟。
注意，在上述實(shí)施例中，基底元件具有由導(dǎo)電碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的 芯部分IO。本發(fā)明也可應(yīng)用于具有包含非導(dǎo)電材料的芯部分的芯襯底。可有 效地應(yīng)用本發(fā)明，來(lái)解決因基底元件與基底元件上層積的線纜層之間的熱膨 脹系數(shù)之差而導(dǎo)致的熱應(yīng)力問(wèn)題。
可通過(guò)其他具體形式實(shí)施本發(fā)明而不超出本發(fā)明的主要特征的精神。因 此，在所有方面本發(fā)明實(shí)施例都應(yīng)該看作說(shuō)明性的而非限制性的，所以本發(fā) 明范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)而不是以上說(shuō)明書(shū)來(lái)限定的，并且落在本發(fā)明權(quán) 利要求的等同技術(shù)方案的含義和范圍內(nèi)的所有變化都應(yīng)被涵蓋于權(quán)利要求 中。
權(quán)利要求
1、一種電路板，包括基底元件；以及線纜層，層積于帶有錨定圖案的所述基底元件上，所述錨定圖案是形成于所述基底元件的表面上的導(dǎo)電層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路板，其中所述錨定圖案是從所述基底元件的表面伸出的多個(gè)凸起。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路板，其中所述電路板是具有鍍通孔部分的芯襯底，所述鍍通孔部分在厚度方向上 穿透所述基底元件和所述線纜層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路板，其中 所述基底元件具有導(dǎo)電芯部分；且用以形成所述鍍通孔部分的導(dǎo)孔形成于所述芯部分中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板，其中 所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面是以鍍層涂覆的；且 所述導(dǎo)孔是以絕緣材料填充的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路板，其中所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面是進(jìn)一步以形成于所述鍍層上的絕緣膜涂覆的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路板，其中 多個(gè)線纜層作為多層電路板層積于所述芯襯底上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板，其中 所述芯部分是由碳纖維增強(qiáng)型塑料構(gòu)成的。
9、 一種生產(chǎn)電路板的方法，包括以下步驟 以導(dǎo)電層涂覆基底元件的表面；圖案化蝕刻所述導(dǎo)電層，以形成錨定圖案，所述錨定圖案是從所述基底 元件的表面伸出的多個(gè)凸起；以及 在所述錨定圖案上層積線纜層。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述層積步驟中，通過(guò)將所述基底元件上的線纜片與預(yù)浸料一起加熱和加壓，將所述線纜層與所述基底元件整合。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括形成鍍通孔部分的步驟，其中在已經(jīng)層積有所述線纜層的所述基底元件 中形成通孔，然后鍍所述通孔的內(nèi)表面。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中進(jìn)一步在已經(jīng)形成所述鍍通孔部分的所述基底元件上，層積作為多層電 路板的多個(gè)線纜層。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中 所述基底元件具有導(dǎo)電芯部分；在所述芯部分中形成用于形成鍍通孔部分的導(dǎo)孔；以及 鍍已經(jīng)形成所述導(dǎo)孔的所述基底元件，以用鍍層涂覆所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面， 且用所述導(dǎo)電層涂覆所述基底元件的表面。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過(guò)電沉積法，進(jìn)一步用絕緣膜涂覆已經(jīng)被鍍層涂覆的所述導(dǎo)孔的內(nèi)表 面，所述鍍層在所述電沉積法中用作電功率饋送層。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在用鍍層涂覆所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面之后，用絕緣材料填充所述導(dǎo)孔；以及 以規(guī)定圖案將形成于所述基底元件的表面上的所述導(dǎo)電層圖案化，以形 成錨定圖案。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中用絕緣材料填充所述導(dǎo)孔，所述導(dǎo)孔的內(nèi)表面上已經(jīng)用絕緣膜涂覆了； 研磨填充所述導(dǎo)孔的所述絕緣材料的端面；通過(guò)研磨和除去形成于所述基底元件的表面上的所述絕緣膜，將所述導(dǎo) 電層暴露于所述基底元件的表面上；以及以規(guī)定圖案將所述導(dǎo)電層圖案化，以形成錨定圖案。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中當(dāng)蝕刻所述導(dǎo)電層以形成錨定圖案時(shí)，沿著所述導(dǎo)孔的邊緣留下所述導(dǎo) 電層作為焊盤(pán)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過(guò)加熱和加壓包含碳纖維的多個(gè)預(yù)浸料，將所述芯部分形成為平板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電路板及其生產(chǎn)方法，即便線纜層和基底元件的熱膨脹系數(shù)顯著不同，該電路板也能將線纜層緊緊結(jié)合于基底元件上。電路板包括基底元件；以及線纜層，層積于帶有錨定圖案的所述基底元件上，錨定圖案是形成于所述基底元件表面上的導(dǎo)電層。即便線纜層與基底元件的熱膨脹系數(shù)顯著不同，本發(fā)明也可防止線纜層從基底元件上分離或及形成斷裂。
文檔編號(hào)H05K3/46GK101409984SQ20081012973
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者中川隆, 前原靖友, 吉村英明, 尾崎德一, 山脅清吾, 平野伸, 阿部知行, 飯?zhí)飸椝?申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社