專利名稱：具有內部導通孔的印刷電路板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種印刷電路板，具體地說，涉及一種印刷電路板及其制造方法，其中該印刷電路板的內部導通孔被填充噴鍍(fillplated)以使其不具有空隙。
背景技術：
通過在熱固性樹脂構成的板的一側或兩側上形成電線、在板上安裝并布線半導體芯片并集成電路或電子元件、以及用絕緣材料包覆它們而制造印刷電路板(PCB)。
隨著數(shù)字化時代的到來，電子設備變得更薄更小，并期待其具有更多功能以及更高的性能。為了滿足這樣一種期望，已嘗試制造多層、小型化、以及高集成性的印刷電路板。這種嘗試的實例是通過裝配過程制造的多層基板、細電線及導通孔、堆疊通孔結構的應用等。
這里，為了應用堆疊通孔結構，盲孔(BVH)和內部導通孔(IVH)必須被填充。作為填充盲孔的方法，已穩(wěn)固地研發(fā)出一種噴鍍方法并且目前該方法正應用于產品上。同時，內部導通孔是用絕緣油墨或導電膏來填充的，噴鍍方法還未應用于內部導通孔。
根據裝配過程，導電層和絕緣層順序地堆疊在芯層上。
首先，芯層被鉆孔以形成內部導通孔，并且內部導通孔被化學鍍銅或電鍍銅以使得這些層可通過其相通。這里，在內部導通孔中產生空隙，因此需要用絕緣油墨填充空隙的附加過程。之后，通過裝配過程，將盲孔安裝在內部導通孔或電路上以具有交錯通孔或堆疊通孔結構。
多層基板的每層中的電路(內部電路或外部電路)都是通過加成法、減成法、半加成法等形成的。
加成法通過化學鍍或電鍍選擇性地將導電材料沉積在絕緣基板上，形成電路圖案。取決于是否存在用于銅電鍍的種層，加成法被分類為全加成法和半加成法。
減成法選擇性地從絕緣基板中去除不需要的部分，在其上形成電路圖案。由于待形成電路圖案的一部分和孔通過光刻膠被遮蓋和蝕刻，因此該法也被稱為遮蓋-和-蝕刻法。
圖1示出了通過減成法形成內部電路的過程。參照圖1(a)，設置芯層110。芯層110可為覆銅箔層壓板(CCL)，該覆銅箔層壓板包括環(huán)氧樹脂制成的絕緣層113和層壓在絕緣層113兩側上的銅箔120。在多層基板的情況中，芯層110可進一步在絕緣層113中包括內層116。
參照圖1(b)和圖1(c)，芯層110被機械地鉆孔以便于在預定部分中形成內部導通孔130，并且通過化學銅鍍或電銅鍍在芯層110上形成導電層150，使得這些層通過內部導通孔130相通。此時，在內部導通孔130中產生未填充的空隙，并且用絕緣油墨140填充所述空隙。
參照圖1(d)，在用絕緣油墨140填充內部導通孔130之后，執(zhí)行頂部噴鍍(cap plating)，以便于在內部導通孔130上形成鍍層，從而使得導電層150可電連接于堆疊在內部導通孔130上的盲孔。
參照圖1(e)至圖1(g)，干膜被層壓在導電層150和被執(zhí)行頂部噴鍍的部分上，并被曝光和顯影，以及在露出銅的部分中被蝕刻，從而形成內部電路。
雖然在以上描述中通過減成法填充內部導通孔，但是也可以與如上所述相同的方式應用加成法、半加成法、或改進的半加成法。
然而，當用絕緣油墨填充內部導通孔時形成了空隙，降低了層之間的電連接并且還增加了制造成本。
在傳統(tǒng)印刷電路板中，填充噴鍍是指填充盲孔。通常，通過向盲孔的兩個表面施加具有相同電流密度的電流而一次將盲孔噴鍍至期望厚度。當該相同噴鍍方法應用于內部導通孔時，內部導通孔首先在其中間部分被填充。因此，降低了內部導通孔中央部分的攪動特征(agitation characteristic)，產生了空隙。攪動的目的在于使得具有不同化學或物理特性的至少兩種材料混合為均勻的混合物。文中的攪動特征是指均勻地混合電鍍液中的離子的特性。由于包含在填充噴鍍液中的成分，導致內部導通孔內部的鍍層增長得比內部導通孔入口附近的鍍層快。因此，基板的厚度與中央部分中內部導通孔的直徑的比例(孔Φ)變得更大，因此填充的電鍍液不能在內部導通孔內部容易地流動，降低了內部導通孔內部的攪動特征。
圖2是通過對芯層的兩個表面施以相同電流而被填充噴鍍的內部導通孔的圖片。圖2(a)示出了其中芯層為60μm厚、內部導通孔的直徑為約65μm的示例。圖2(b)示出了其中芯層的厚度為100μm、內部導通孔的直徑為約75μm的示例。如圖2(a)和圖2(b)中所示的，空隙產生在內部導通孔的中間部分中。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種具有內部導通孔的印刷電路板及其制造方法，所述內部導通孔在不產生空隙的情況下被填充。
另外，本發(fā)明提供了一種印刷電路板及其制造方法，因為內部導通孔完全被填充噴鍍，因此該印刷電路板可在無需附加過程(諸如頂部噴鍍)的情況下實現(xiàn)堆疊通孔結構。
另外，本發(fā)明提供了一種印刷電路板及其制造方法，其中不要求用絕緣油墨填充內部導通孔以及在絕緣油墨上形成導電層。因此，本發(fā)明可通過簡化制造過程以及減少交付周期而增加生產能力并降低制造成本。
本發(fā)明一個方面的特征是一種印刷電路板。該印刷電路板可包括芯層，其中形成有內部導通孔(IVH)；第一鍍層，封閉內部導通孔的一個入口，在未填充的內部導通孔中留有剩余空間；以及第二鍍層，封閉內部導通孔的另一個入口，填充剩余空間。
剩余空間可被形成為錐形的。
本發(fā)明另一個方面的特征是一種用于制造具有內部導通孔的印刷電路板的方法。該方法可包括(a)向具有內部導通孔的芯層的兩個表面施加第一電流，以使得第一鍍層在相同的速率下從內部導通孔的內壁的所有方向朝向中心增長以封閉內部導通孔的一個入口，在未填充的內部導通孔中留有剩余空間；以及(b)施加第二電流以填充內部導通孔的剩余空間。
步驟(a)可進一步包括施加第一電流，使得具有不同電流密度的兩個電流各自被施加于芯層的兩個表面。
在步驟(a)中，入口可更靠近于芯層兩個表面中被施以密度更大的第一電流的一個表面。
在步驟(b)中，內部導通孔的剩余空間可被填充噴鍍。
將在以下描述中部分地闡述本發(fā)明總發(fā)明構思的其它方面和優(yōu)點，本發(fā)明總發(fā)明構思的其它方面和優(yōu)點可從所述描述中部分地顯而易見，或者可通過本發(fā)明總發(fā)明構思的實踐而獲知。


結合以下描述、所附權利要求、以及附圖將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面、和優(yōu)點，在附圖中圖1示出了通過減成法形成內部電路的過程。
圖2是通過對芯層的兩個表面施以具有相同電流密度的電流而被填充噴鍍的內部導通孔的圖片。
圖3示出了根據本發(fā)明一個實施例的用于填充內部導通孔的填充噴鍍方法。
圖4示出了根據本發(fā)明另一個實施例的用于填充內部導通孔的填充噴鍍方法。
圖5是根據本發(fā)明一個實施例的印刷電路板的制造方法的流程圖，其中完全填充噴鍍了內部導通孔。
圖6至圖8是示出了具有內部導通孔的印刷電路板的截面圖的圖片，所述內部導通孔通過根據本發(fā)明一個實施例的制造方法被填充噴鍍。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。在參照附圖所作出的描述中，不管附圖標號是多少，相同的參考標號表示相同或對應的零件，并且省略其重復描述。
圖3示出了根據本發(fā)明一個實施例的用于填充內部導通孔的填充噴鍍方法。
參照圖3(a)，芯層310是覆銅箔層壓板，其包括絕緣層313和層壓在絕緣層313上的銅箔320a、320b。內部導通孔300形成在芯層310的預定部分處?？墒褂脵C械鉆孔機或激光鉆孔機形成內部導通孔300。激光鉆孔機的實例包括CO2激光鉆孔機和Nd-YAG激光鉆孔機。
通過向芯層310的上部銅箔320a和下部銅箔320b供應第一電流而形成第一鍍層330。在下面的實施例中，供應第一電流，使得沒有電流被施加于上部銅箔320a。當相同電流密度的電流被施加于上部銅箔320a和下部銅箔320b時，第一鍍層朝向內部導通孔300的中間部分增長，因此中間部分首先被封閉。然而，在電流僅被施加于下部銅箔320b的情況中，第一鍍層首先封閉內部導通孔300的下部入口。
如上所述，在第一鍍層330封閉內部導通孔300的中間部分的情況中，電鍍液不能流暢地流動，降低了攪動特征。然而，當內部導通孔300的下部入口首先被封閉時，電鍍液可更流暢地流動，因此第一鍍層330中的離子可均勻地分布。因此，不會產生由于弱攪動而導致產生的空隙。
由于第一鍍層330封閉了下部入口，因此在內部導通孔300中留有未填充的以錐形形狀形成的剩余空間。稍后會用第二鍍層340填充噴鍍剩余空間。錐形形狀剩余空間具有與盲孔相似的形狀，所述盲孔可通過傳統(tǒng)電鍍方法被完全填充噴鍍。因此，傳統(tǒng)電鍍方法也可應用于錐形形狀剩余空間。這里，在將第一鍍層330層壓在下部銅箔320b上的同時形成用于形成電路圖案的導電層。
參照圖3(b)，第二鍍層340被層壓在上部銅箔320a上，完全填充噴鍍內部導通孔300的剩余空間。
盲孔被填充噴鍍有具有高金屬濃度的電鍍液。電鍍液包括偏振器(polarizer)和促進劑，其中偏振器被吸附在孔的表面上以抑制鍍層增長，而促進劑被吸附于孔的內壁以加速鍍層的增長。因此，在沒有產生空隙的情況下，第一鍍層330和第二鍍層340完全填充內部導通孔300，增強了層之間的電連接。
圖4示出了根據本發(fā)明另一個實施例的內部導通孔的填充噴鍍方法。
參照圖4(a)，通過向芯層410的上部銅箔420a和下部銅箔420b供應第一電流而形成第一鍍層。在下面的實施例中，供應第一電流，使得比施加于上部銅箔420a的電流密度高的電流被施加于下部銅箔420b。當具有相同電流密度的電流被施加于上部銅箔420a和下部銅箔420b時，第一鍍層朝向內部導通孔300的中間部分增長，以封閉中間部分。然而，在以上情況中，第一鍍層封閉內部導通孔300的下部部分。
與第一鍍層430封閉內部導通孔300的中間部分的情況相比較，當?shù)谝诲儗?30封閉下部部分時，電鍍液更流暢地流動，因此不會產生空隙。在第一鍍層430封閉內部導通孔300的下部部分之后，在第一鍍層的上方和下方留有未填充的兩個錐形形狀的剩余空間。每個錐形形狀剩余空間都與盲孔相似，所述盲孔可通過傳統(tǒng)電鍍方法被填充噴鍍。因此，傳統(tǒng)電鍍方法也可應用于填充錐形形狀剩余空間。這里，在將第一鍍層430層壓在上部銅箔420a和下部銅箔420b上的同時形成用于形成電路圖案的導電層。
參照圖4(b)，具有與盲孔相似形狀的剩余空間被完全填充。因此，在沒有產生空隙的情況下，內部導通孔300由第一鍍層430和第二鍍層440完全填充，這又增強了層之間的電連接。
根據圖3和圖4中所示的兩個實施例，用導電材料填充噴鍍內部導通孔300，因此不需要頂部噴鍍過程。另外，堆疊通孔結構可應用于印刷電路板，在該堆疊通孔結構中在無需附加過程的情況下盲孔被堆疊在內部導通孔300上。此外，本發(fā)明在散熱以及信號傳輸方面出色。
圖5是示出了根據本發(fā)明一個實施例的印刷電路板的制造方法的流程圖，通過該制造方法內部導通孔可被完全填充噴鍍。
在步驟S510，第一電流被供應給具有內部導通孔的芯層的上下兩個表面。通過該第一電流，第一鍍層在相同的速率下從內部導通孔的內壁的所有方向向內增長，封閉內部導通孔。施加第一電流，使得電流被施加于兩個表面的任意一個。另外，施加第一電流，使得具有不同電流密度的電流被施加于芯層的上下表面。第一鍍層封閉內部導通孔的一部分，該部分靠近于被施以密度更大的電流的表面。因此，在內部導通孔中留有未填充的錐形形狀剩余空間。
在步驟S520，第二電流被施加于芯層的兩個表面以便于填充噴鍍錐形形狀空間。如上所述，由于錐形形狀剩余空間是盲孔形狀的，因此用于盲孔的傳統(tǒng)電鍍方法可用于完全填充錐形形狀剩余空間。
本發(fā)明不僅可應用于填充通過如上所述的減成法形成的內部導通孔，而且還可應用于填充通過加成法、半加成法、改進的半加成法等形成的內部導通孔。
圖6至圖8是通過本發(fā)明實施例制造的印刷電路板的圖片，其中示出了在其內部導通孔中沒有空隙。
參照圖6，首先，第一鍍層610形成在芯層600的內部導通孔中，在內部導通孔的其余部分中留有錐形形狀剩余空間(如圖6中所示，具有V形截面的剩余空間)。接著，在沒有產生空隙的情況下第二鍍層620完全填充剩余空間。
圖7是由鍍層填充的芯層的內部導通孔的圖片，其中芯層的厚度為100μm、內部導通孔的直徑為75μm、芯層表面上的鍍層的厚度為26μm。圖7通過試驗證實了圖3的例證。參照圖7(a)，首先噴鍍第一鍍層710，在內部導通孔中形成剩余空間720。接著，用第二鍍層730完全填充噴鍍剩余空間720，不產生空隙。
圖8是由鍍層填充的芯層的內部導通孔的圖片，其中芯層的厚度為60μm、內部導通孔的直徑為65μm、芯層表面上的鍍層的厚度為20μm或更小。在該示例中，也示出了沒有空隙。
雖然已結合所公開的實施例描述了本發(fā)明，但是應該理解的是，在不脫離下面權利要求中所述的本發(fā)明范圍和精神或其等同物的前提下，本領域中普通技術人員可改變或修正這些實施例。
權利要求
1.一種印刷電路板，包括芯層，其中形成有內部導通孔(IVH)；第一鍍層，封閉所述內部導通孔的一個入口，在未填充的內部導通孔中留有剩余空間；以及第二鍍層，封閉所述內部導通孔的另一個入口，填充所述剩余空間。
2.根據權利要求1所述的印刷電路板，其中，所述剩余空間形成為錐形的。
3.一種用于制造具有內部導通孔的印刷電路板的方法，所述方法包括(a)向具有所述內部導通孔的芯層的兩個表面施加第一電流，使得第一鍍層在相同的速率下從所述內部導通孔的內壁的所有方向朝向中心增長，以封閉所述內部導通孔的一個入口，在未填充的內部導通孔中留有剩余空間；以及(b)施加第二電流以填充所述內部導通孔的所述剩余空間。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，步驟(a)進一步包括施加第一電流，使得具有不同電流密度的兩個電流各自被施加于所述芯層的兩個表面。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，在步驟(a)中，所述入口更靠近于所述芯層兩個表面中被施以密度更大的第一電流的一個表面。
6.根據權利要求3所述的方法，其中，在步驟(b)中，所述內部導通孔的剩余空間被填充噴鍍。
全文摘要
本發(fā)明一個方面的特征是一種印刷電路板。該印刷電路板可包括芯層，其中形成有內部導通孔(IVH)；第一鍍層，封閉內部導通孔的一個入口，在未填充的內部導通孔中留有剩余空間；以及第二鍍層，封閉內部導通孔的另一個入口，填充剩余空間。另外，本發(fā)明提供了一種印刷電路板及其制造方法，其中不要求用絕緣油墨填充內部導通孔以及在絕緣油墨上形成導電層。因此，本發(fā)明可通過簡化制造過程以及減少交付周期而增加生產能力并降低制造成本。
文檔編號H05K3/46GK101026929SQ20071007952
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權日2006年2月24日
發(fā)明者金致成, 南孝升, 安石煥, 鄭光玉, 高京煥 申請人:三星電機株式會社