專利名稱：制造具有薄核心層的印刷電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造印刷電路板(PCB)的方法。更具體來說，本發(fā)明涉及制造PCB的方法，其中離型膜和半固化片上形成有銅箔的襯底用作基礎(chǔ)襯底，并且在制造PCB之后移除核心絕緣層，從而減少最終產(chǎn)品的厚度。
背景技術(shù)：
根據(jù)電子產(chǎn)品的微型化和減重的趨勢，封裝尺寸趨向于減小。這樣，總封裝尺寸就依賴于封裝所用襯底的尺寸。
圖1a-1m為說明以傳統(tǒng)疊加方式分步制造六層PCB的截面圖。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“疊加方式”指包括形成內(nèi)層并且在內(nèi)層上依次疊合外層的工藝。
圖1a為未加工的覆銅層壓板(CCL)101截面圖。銅箔102被涂覆在絕緣層103上。通常，覆銅層壓板用作PCB的襯底，指由其上薄薄地鍍覆銅的絕緣層組成的薄層壓板。
根據(jù)其用途，覆銅層壓板分為玻纖/環(huán)氧樹脂CCL、耐熱樹脂CCL、紙/酚醛樹脂CCL、高頻CCL、柔性CCL(聚酰亞胺膜)、復合CCL等。其中，玻纖/環(huán)氧樹脂CCL最常用來制造雙面PCB和多層PCB。
玻纖/環(huán)氧樹脂CCL包括增強基礎(chǔ)襯底和銅箔，其中環(huán)氧樹脂(樹脂和固化劑的組合物)滲入玻璃纖維中。如國家電子制造協(xié)會(NEMA)根據(jù)增強基礎(chǔ)襯底的類型和耐熱性所規(guī)定的，玻纖/環(huán)氧樹脂CCL被分級為FR-1-FR-5。傳統(tǒng)上，最常用的是FR-4級的玻纖/環(huán)氧樹脂CCL，但近來，對提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的FR-5級玻纖/環(huán)氧樹脂CCL的需求正在增加。
在圖1b中，覆銅層壓板101被打孔以形成用于層間連接的通孔104。
圖1c中，進行化學鍍銅和電鍍銅工藝。這里，化學鍍銅工藝在電鍍銅工藝之前進行。在電鍍銅工藝之前進行化學鍍銅工藝的原因在于使用電的電鍍銅工藝不可能在絕緣層上進行。換句話說，化學鍍銅工藝作為預處理工藝進行以形成進行電鍍銅工藝所需的薄導電膜。由于難以進行化學鍍銅工藝并保證經(jīng)濟效率，因此優(yōu)選采用電鍍銅工藝來形成電路的導電部分。
接著，將漿料106填入通孔104中，以保護形成在通孔104側(cè)壁上的化學和電鍍銅層105。漿料通常由絕緣油墨材料制成，但也可以根據(jù)PCB的預期應用由導電漿料制成。導電漿料包括作為主要組分的任意一種金屬和有機粘合劑的混合物，所述金屬選自Cu、Ag、Au、Sn、Pb、或其合金。然而，根據(jù)MLB的用途，用漿料填塞通孔104的工藝可以省略。
圖1c中，為便于理解，化學和電鍍銅層105被圖示為一層，而不相互區(qū)分為兩層。
圖1d中，構(gòu)建抗蝕圖案107以形成用于內(nèi)部電路的電路圖案。
印刷在布線圖膜上的電路圖案必須轉(zhuǎn)錄到襯底上，從而形成抗蝕圖案?？赏ㄟ^各種方法進行轉(zhuǎn)錄，但最常用的方法為采用紫外線將印刷在布線圖膜上的電路圖案轉(zhuǎn)錄到光敏干膜上。近來，有時會采用液體光敏劑(LPR)來代替干膜。
將轉(zhuǎn)移了電路圖案的干膜或LPR作為抗蝕層107，并且當襯底如圖1e所示浸入蝕刻液體中時，就形成了電路圖案。
形成電路圖案之后，使用自動光學檢測(AOI)設(shè)備觀察電路圖案外觀，從而評估內(nèi)部電路是否正確形成，并將所得襯底進行表面處理，例如黑氧化物處理。
使用AOI設(shè)備自動檢測PCB的外觀。該設(shè)備采用圖像傳感器并使用計算機的圖案識別技術(shù)來自動檢測PCB的外觀。當使用圖像傳感器讀入關(guān)于目標電路的信息之后，AOI設(shè)備將該信息與對照數(shù)據(jù)進行比較以評估是否產(chǎn)生缺陷。
可以通過使用AOI設(shè)備來檢測焊接區(qū)(在其上安裝部件的PCB區(qū)域)圓環(huán)的最小值和電源接地狀態(tài)。此外，可以測量電路圖案的寬度并且可以檢測孔洞的遺漏。然而，沒有可能檢測孔洞的內(nèi)部狀態(tài)。
在將具有電路圖案的內(nèi)層貼到外層之前，進行黑色氧化物處理以改善粘結(jié)強度和耐熱性。
圖1f中，將覆樹脂的銅(RCC)貼到所得襯底的兩側(cè)。RCC包括其中銅箔109僅形成在樹脂層108單側(cè)的襯底，以及用作電路層之間的絕緣體的樹脂層108。
圖1g中，形成盲通孔110以將內(nèi)層和外層相互電連接。盲通孔可機械打孔。然而，有必要比貫通孔的加工更精確地進行打孔，因此，優(yōu)選采用釔鋁石榴石(YAG)激光器或CO2激光器。YAG激光器能夠穿孔銅箔和絕緣層，而CO2激光器僅能夠穿孔絕緣層。
圖1h中，按照鍍覆工藝層壓外層111。
圖1i中，如圖1h所形成的外層111按照形成內(nèi)層電路圖案的相同步驟形成圖案。然后檢測形成圖案的外層111的電路，并進行表面處理，如同內(nèi)層電路圖案的情況一樣。
圖1j中，將附加的RCC貼到所得襯底的兩側(cè)。該RCC包括樹脂層112和涂覆在樹脂層112一側(cè)的銅箔層113，并且樹脂層112用作絕緣體。
圖1k中，采用上述激光器形成盲通孔114來將外層相互連接。
圖1l中，按照鍍覆工藝層壓附加外層115。
圖1m中，根據(jù)外層111的相同步驟使附加外層115形成圖案，然后檢測形成圖案的外層115的電路，并將該層進行表面處理。
構(gòu)成多層PCB的層數(shù)可以通過重復層壓層、構(gòu)建電路圖案、檢測電路圖案和表面處理所得結(jié)構(gòu)來連續(xù)增加。
接著，在所得電路圖案上形成阻焊層和Ni/Au層，從而制造六層PCB。
在制造襯底(PCB)的傳統(tǒng)方法中，使用有機樹脂作為絕緣層以形成在其兩側(cè)鍍有Cu的覆銅層壓板(CCL)。在此，有機樹脂也用作支撐產(chǎn)品以保持其形狀的骨架。因此，有必要使產(chǎn)品的厚度為50μm或更多以保持形狀。換言之，當厚度為上述極限或更少時，就不可能使用傳統(tǒng)有機樹脂來制造產(chǎn)品。
相對于此，美國專利No.6,696,764公開了一種在構(gòu)建PCB之后通過用機械工藝來切割PCB的中心部位來制造兩塊PCB的方法。然而，由于切割是以機械方法進行，這就限制了制造精確PCB的應用。此外，切割后的留存的核心絕緣層使PCB變厚。
因此，需要提出更根本的替代方案來減少PCB的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的上述缺點，并且本發(fā)明的目的在于，提供制造纖薄PCB的方法，其中將傳統(tǒng)使用的核心絕緣層從最終產(chǎn)品中移除，從而減少PCB的總厚度。
上述目的可通過提供制造PCB的方法來實現(xiàn)，該方法包括制備基礎(chǔ)襯底，所述基礎(chǔ)襯底包括核心絕緣層、貼附在核心絕緣層上的離型膜、包圍離型膜的層壓絕緣體和層壓在所得結(jié)構(gòu)上側(cè)和下側(cè)的銅箔；在基礎(chǔ)襯底的上側(cè)和下側(cè)形成阻焊層；隨后，在所得基礎(chǔ)襯底的上側(cè)和下側(cè)依次層壓電路層和絕緣層；切割所得襯底的邊緣部分，從而移除含有包圍離型膜的絕緣體的邊緣部分；剝離離型膜以將所得襯底分成兩塊襯底，從而使該兩塊襯底從核心絕緣層分離；以及從分離的襯底側(cè)移除暴露的銅箔。


結(jié)合附圖，從以下詳細說明可以更清楚地理解的本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點，其中圖1a-1m為分步說明以傳統(tǒng)疊加方式制造六層PCB的截面圖；和圖2a-2n為分步說明根據(jù)本發(fā)明制造PCB的截面圖。
具體實施例方式
圖2a-2n為分步說明根據(jù)本發(fā)明制造PCB的截面圖。
首先，如圖2a所示形成基礎(chǔ)襯底200。
離型膜202粘附在核心絕緣層201的上側(cè)和下側(cè)，并且層壓絕緣體203從而包圍離型膜202。接著，層壓銅箔204以覆蓋離型膜202和絕緣體203。施加合適的壓力和溫度到所得襯底的上側(cè)和下側(cè)以壓緊所得襯底。
可使用引入到玻璃纖維中構(gòu)成傳統(tǒng)CCL中心層的環(huán)氧樹脂作為核心絕緣層201?？墒褂脗鹘y(tǒng)PCB制造期間常用作層間絕緣層的半固化片作為絕緣體203。
離型膜202層壓在核心絕緣層201上，并且絕緣體203包圍離型膜。將銅箔204層壓在離型膜202和絕緣體203上。每層銅箔204的厚度約為10μm。
絕緣體203用來物理支撐銅箔204，從而防止銅箔204在PCB制造期間碎裂或撕裂。
圖2b中，使用其上印刷有預定電路圖案的掩膜來涂覆、曝光和顯影光敏阻焊層205以形成圖案。曝光期間，由于光被掩膜阻擋，沒有受到光照的部分阻焊劑沒有轉(zhuǎn)變。然而，受到光照的阻焊層其他部分被光固化。僅將阻焊層的未轉(zhuǎn)變部分移除來形成圖案。使用光阻焊劑作為阻焊層205。
圖2c中，進行化學鍍銅工藝以形成用作電鍍銅工藝的種子層的化學鍍層206?？梢圆捎脟婂児に噥泶婊瘜W鍍工藝。
圖2d中，使用預定掩膜圖案來涂覆、曝光和顯影光敏抗鍍層207以形成圖案。
圖2e中，通過電鍍工藝形成電路圖案208之后，剝除抗鍍層207?；瘜W鍍層206用作電鍍工藝期間電流流動的通路。通過電鍍工藝形成的電路圖案208厚度約為7-15μm。剝除抗鍍層207之后，保留有厚度約為0.3-0.5μm的化學鍍層206，和通過電鍍工藝形成的、厚度約為7-15μm的電路圖案208。
圖2f中，通過閃光(flash)蝕刻工藝除去化學鍍層206的曝光部分。
圖2g中，層壓絕緣層209。油墨型或薄板型絕緣體可用作絕緣層209。當使用油墨型絕緣體時，需要濕態(tài)涂覆工藝、固化工藝和涂刷工藝。對于薄片型絕緣體來說，層壓和固化工藝就足夠了。因此，從可加工性和可靠性上說，優(yōu)選薄片型絕緣體。半固化片可用作薄片形絕緣體。
圖2h中，通過激光器對絕緣層209打孔，以貫穿該層形成通孔210，從而使上層和下層相互電連接。接著，進行化學鍍工藝以在通孔210的壁上和襯底表面上形成用作種子層的化學鍍層211。
圖2i中，涂覆、曝光和顯影抗鍍層以形成圖案，并且通過電鍍工藝形成電路圖案212。接著，剝除抗鍍層，并且通過閃光蝕刻工藝除去其上未形成電路圖案的部分化學鍍層211。
圖2j中，將阻焊層213，例如光阻焊劑，涂覆到PCB的整個表面。
圖2k中，通過曝光和顯影工藝移除要形成外部電路的連接墊的部分阻焊層213，并且使用Ni和Au進行鍍覆工藝以形成用來電連接到外部電路的電極墊214。
圖2l中，切割PCB的外部部分以除去含有絕緣體203的核心絕緣層的外部部分。
接著，如圖2m所示，將包含層壓在離型膜202上的結(jié)構(gòu)的所得雙面PCB分成兩塊PCB，即215a、215b。將具有吸力的吸附板或吸板貼到雙面PCB的兩側(cè)，然后拉伸，從而完成分割。由于離型膜易于從核心絕緣層201和銅箔層204上分離，因此可以用不損壞PCB的低壓力來完成分離。因此，沒有必要進行切割來分離。
銅箔201a、201b保留在每個分離的PCB的一側(cè)。
圖2n中，通過蝕刻工藝移除銅箔201a、201b，從而制成不包括傳統(tǒng)CCL中核心絕緣層的兩塊PCB。核心絕緣層201用來在制造PCB期間保持物理強度，但從最終產(chǎn)品中移除。
在傳統(tǒng)PCB中，最終產(chǎn)品中包括厚度至少為60μm或大致如此的核心絕緣層。然而，如圖2m所示，絕緣層209，例如半固化片形成在根據(jù)本發(fā)明的PCB中心，對于絕緣層209的厚度來說，大約30μm就足夠了。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明制造纖薄PCB方法的優(yōu)點在于從最終產(chǎn)品中移除了傳統(tǒng)上使用的核心絕緣層，從而減少了PCB的總厚度。
本發(fā)明以說明性的方式進行描述，應該理解為所用術(shù)語只是說明性的，而非限制性的。根據(jù)上述教導，對本發(fā)明進行大量變動和改變是有可能的。因此，應該理解在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以不同于具體所述的方式實施。
權(quán)利要求
1.一種制造印刷電路板的方法，包括制備基礎(chǔ)襯底，其包括核心絕緣層、貼附在核心絕緣層上的離型膜、包圍離型膜的層壓絕緣體和層壓在所得結(jié)構(gòu)上側(cè)和下側(cè)的銅箔；在基礎(chǔ)襯底的上側(cè)和下側(cè)形成阻焊層；在所得基礎(chǔ)襯底的上側(cè)和下側(cè)依次層壓電路層和絕緣層；切割所得襯底的邊緣部分，從而移除含有包圍離型膜的絕緣體的邊緣部分；剝離離型膜，將所得襯底分成兩塊襯底，從而使該兩塊襯底從核心絕緣層分離；以及從分離的襯底側(cè)移除暴露的銅箔。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中依次層壓電路層和絕緣層包括將用來層間絕緣的絕緣層層壓在所得基礎(chǔ)襯底的上側(cè)和下側(cè)；在絕緣層上形成通孔和電路圖案；涂覆絕緣阻焊層；以及形成電極墊。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中制備基礎(chǔ)襯底包括將離型膜貼附到核心絕緣層的上側(cè)和下側(cè)；層壓絕緣體，從而包圍離型膜；將銅箔層壓到離型膜和絕緣體的上側(cè)和下側(cè)；以及壓合基礎(chǔ)襯底。
4.一種纖薄印刷電路板，包括第一絕緣層，其通過固化絕緣油墨形成，并且貫穿該層形成多個第一通孔；電路層，其形成在第一絕緣層上；第二絕緣層，其通過固化其它絕緣油墨形成在電路層上，并且貫穿該層形成多個第二通孔；以及其他電路層，其層壓在第二絕緣層上，并且在其上形成有電路圖案。
全文摘要
所公開的是一種制造PCB的方法。在該方法中，離型膜和半固化片上形成有銅箔的襯底用作基礎(chǔ)襯底，并且在制造PCB之后移除核心絕緣層，從而減少最終產(chǎn)品的厚度。
文檔編號H05K3/00GK1784121SQ20051005533
公開日2006年6月7日 申請日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者金宗鎬, 金東局, 李孝洙, 申榮煥 申請人:三星電機株式會社