CN110859027B - 印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种印刷电路板及其制造方法，该印刷电路板制造方法包括提供一电路板基材，在电路板基材上加工一开口、电镀一第一电镀层在电路板基材之上、压入一铜块在开口中、平坦化电路板基材的表面，以形成一平坦化电路板表面、电镀一第二电镀层在平坦化电路板表面之上，以及形成一感光薄膜在第二电镀层之上。

Description

印刷电路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板及其制造方法，且特别是涉及一种具有散热功能的印刷电路板及其制造方法。

背景技术

目前电子产品朝向高性能化、高频化、高速化与轻薄化的方向发展，各种电子相关的零件也均朝向多功能、高速度、多功率与体积小的方向发展。在电子产品功能越来越多的情况下，所消耗的功率因而越来越大，以至于电子产品在运作时会产生很多的热能，从而增加电子产品的温度。

印刷电路板(printed circuit board；PCB)也面临到热能控制的问题。印刷电路板是由在组件之间的导电绝缘材料内连接的基板材料所组成的，其本身并不是热的良导体。通常一个典型的基板材料的热导性λ约0.2W/mK，相较之下，铜具有约390W/mK的高热导性。因此，为了减少电子产品因温度过高而造成的信赖度问题，通常于电路板内置入铜块作为电子元件的散热路径。

然而，在电路板内置入铜块的散热方法当中，铜块通常不一定是与电路板间的开口尺寸匹配，例如铜块侧面形成有凸起，因此，铜块与电路板之间会具有缝隙，其中的缝隙容易使电路板制作工艺中的锡膏与导热膏流到电路板的背面，而影响电子产品的效能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有散热功能的印刷电路板及其制造方法，以解决上述问题。

在本发明的一些实施方式中，一种印刷电路板制造方法，包括有下列步骤，提供一电路板基材，在电路板基材上加工一开口，电镀一第一电镀层在电路板基材之上，压入一铜块在开口中，平坦化电路板基材的表面，以形成一平坦化电路板表面，电镀一第二电镀层在平坦化电路板表面之上，以及形成一感光薄膜在第二电镀层之上。

在本发明的一些实施方式中，上述的制造方法还包括图案化感光薄膜，以露出电路板基材的多个凹槽，并且其中该些凹槽包括铜块周围与电路板基材之间的多个间隙处。

在本发明的一些实施方式中，上述的制造方法还包括电镀一第三电镀层，填入电路板基材的该些凹槽。

在本发明的一些实施方式中，上述的第一电镀层、第二电镀层以及第三电镀层为铜电镀层。

在本发明的一些实施方式中，上述的制造方法还包括电连接第一电镀层及铜块。

在本发明的另一实施方式中，一种印刷电路板，包括一电路板基材、一第一电镀层、一铜块、一第二电镀层以及一图案化感光薄膜。电路板基材具有一开口。第一电镀层形成于电路板基材之上。铜块设置在开口中。第二电镀层形成于第一电镀层之上。图案化感光薄膜形成于第二电镀层之上。

在本发明的一些实施方式中，上述的电路板基材还包括多个凹槽，且图案化感光薄膜露出该些凹槽，其中该些凹槽包括铜块周围与电路板基材之间的多个间隙处。

在本发明的一些实施方式中，上述的印刷电路板还包括一第三电镀层，填入电路板基材的该些凹槽。

在本发明的一些实施方式中，上述的第一电镀层、第二电镀层以及第三电镀层为铜电镀层。

在本发明的一些实施方式中，上述的第一电镀层电连接铜块。

由上述实施方式可知，本发明所提供的印刷电路板及其制造方法可以通过电镀、平坦化制作工艺、形成一感光薄膜，与进行图案化制作工艺以形成图案化感光薄膜来达到良好的散热效果，而在进行平坦化制作工艺时，可利用铜本身的延展性，有助于平坦化电路板表面，提升散热的效果，故可改善电路板制作工艺中的锡膏与导热膏流到电路板背面的问题，进而提升电子产品的效能。

以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段及其产生的功效等等，本发明的具体细节在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

图1为本发明一实施方式的印刷电路板制造方法的流程图；

图2A至图2G为本发明一实施方式的印刷电路板制造方法各步骤的剖面示意图。

符号说明

100：印刷电路板制造方法

110、120、130、140、150、160、170、180：步骤

200：电路板

210：电路板基材

215：开口

220：凹槽

220a：间隙处

225：第一电镀层

230：铜块

235：平坦化电路板表面

240：第二电镀层

245：图案化感光薄膜

250：第三电镀层

具体实施方式

下文举实施方式配合所附的附图作详细说明，以更好地理解本案的态样。然而本发明可以通过许多不同形式实现，并且不应解释为局限于本发明所阐述的实施方式。更确切地，提供这些实施方式是为了使本发明内容详尽且全面，并且可以将本发明的范围全面地转达给本领域熟知此项技术者。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字意旨类似元件。应了解到，虽然本发明中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但此等元件不应受此等术语限制。此等术语是用以区分一元件与另一元件。因此，下文论述的第一元件可称为第二元件而不偏离本发明概念的教示。如本发明中所使用，术语「及/或」包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。在下文将参阅随附的附图详细地描述本发明的各例示性实施方式。

请参照图1。图1为根据本发明一实施方式的印刷电路板制造方法100的流程图。印刷电路板制造方法100为实例，且不意欲将本发明限制超出申请专利范围中明确叙述的范畴。可在印刷电路板制造方法100之前、在其期间及在其之后提供额外操作，且所描述的一些操作可经替代、消除或重新安置以实现方法的额外实施方式。下文结合图2A至图2G描述印刷电路板制造方法100。图2A至图2G绘示根据本发明一实施方式的电路板200制造方法的各步骤的剖面示意图。

在步骤110中，同时参照图2A，印刷电路板制造方法100在电路板200中提供一电路板基材210，在电路板基材210上加工一开口215。在一些实施方式中，加工开口215的方法可以通过钻孔(drilling)来进行，例如可通过机械钻孔一次钻通电路板基材210中的各层，也就是连同树脂层(例如酚醛树脂或环氧树脂)与铜箔层一起钻通而成孔，也可以通过激光钻孔(laser drilling)的方式来形成开口215。在一些实施方式中，电路板基材210可以为包括玻璃纤维(FR4)的铜箔基板(Copper Clad Laminate；CCL)。

在步骤120中，同时参照图2B，印刷电路板制造方法100在电路板基材210上电镀一第一电镀层225。第一电镀层225覆盖在电路板基材210表面之上，其中第一电镀层225的厚度可依设计者的实际需求而定。在一些实施方式中，第一电镀层225的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Cu)或上述的组合。在一些实施方式中，第一电镀层225可以是由导电金属所形成的金属薄片，例如铜箔片(copper foil)。

在步骤130中，同时参照图2C，印刷电路板制造方法100压入一铜块230在电路板200的开口215中，其中铜块230的尺寸是有限制的。具体来说，在电路板基材210之间加工开口215且电镀第一电镀层225之后，在本实施方式中，选用与开口215的尺寸匹配的铜块，以减少在压入铜块230之后，铜块230与电路板基材210之间可能有缝隙产生的问题。在一些实施方式中，铜块230突出于电路板基材210之上的第一电镀层225。在本实施方式中，铜块230与第一电镀层225为电连接。在一些实施方式中，铜块230可选用热传导系数为391W/mk且导热率为97％的红铜(C1100)，可以有较佳的导热效果。

在步骤140中，同时参照图2D。在本实施方式中，虽然压入的铜块230与开口215的尺寸匹配，但仍可能存在有微小的缝隙，因此印刷电路板制造方法100进行平坦化电路板基材210的表面，以形成一平坦化电路板表面235。在一些实施方式中，可以通过自动磨刷机(automatic pressure grinding)或研磨机器来整平电路板基材210的表面，例如通过八轴研磨机、陶瓷刷磨机等机械设备的操作，研磨铜块230，进而形成顶面平整的平坦化电路板表面235。在一些实施方式中，平坦化制作工艺可以使用砂带研磨(sand blast)，并且通过机械抛光(mechanical polishing)来切削突出的铜块230的部分，以形成平坦化电路板表面235。在一些实施方式中，第一电镀层225为铜电镀层，因此在进行步骤140的平坦化电路板基材210的表面时，可以利用第一电镀层225的铜的延展性，有助于整平电路板基材210的表面，同时有助于消除铜块230与电路板基材210之间的缝隙，进而形成平坦化电路板表面235。

在步骤150中，同时参照图2E，印刷电路板制造方法100电镀一第二电镀层240，在平坦化电路板表面235之上，其中第二电镀层240的厚度可依设计者的实际需求而定。在一些实施方式中，第二电镀层240是以覆盖电镀(capping plating)的方式进行，例如是铜覆盖电镀(copper capping plating)，以形成所需的铜覆盖层(copper cap)，并覆盖于经平坦化处理后的平坦化电路板表面235之上。换句话说，第二电镀层240覆盖于第一电镀层225与铜块230之上。在一些实施方式中，铜块230与电路板基材210之间的表面是与第一电镀层225电连接，而铜块230的其他表面是被第二电镀层240所覆盖。在一些实施方式中，第二电镀层240的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Cu)或上述的组合。在一些实施方式中，第二电镀层240可以是由导电金属所形成的金属薄片，例如铜箔片。在一些实施方式中，第一电镀层225与第二电镀层240可以是由相同的导电金属所形成的电镀层，例如第一电镀层225为铜电镀层，且第二电镀层240也为铜电镀层。

在步骤160中，同时参照图2F，印刷电路板制造方法100形成一感光薄膜，参考图2F中图案化感光薄膜245的位置，且尚未进行图案化处理，并且形成于第二电镀层240之上。感光薄膜内含的感光材料是指对光反应而在吸收光能量后发生分子内或分子间变化，而导致曝光区与未曝光区对显影液产生溶解速率上差异的材料，因此在本实施方式中，感光薄膜可具有良好的耐镀性、灵敏度与粘附性，可保护图案的形成。在一些实施方式中，感光薄膜可以使用包括光致抗蚀剂(photoresist)等感光材料，例如是感光树脂薄膜、负片感光薄膜等。

在步骤170中，同时再参照图2F，印刷电路板制造方法100进行图案化(patterning)制作工艺，以形成图案化感光薄膜245，露出电路板基材210的多个凹槽220，其中凹槽220还包括铜块230周围与电路板基材210之间的多个间隙处220a。在一些实施方式中，可以通过影像转移制作工艺来形成图案化感光薄膜245，影像转移制作工艺可以包括涂布、软烤、掩模对准、曝光、曝光后烤、显影、清洗及干燥等不同阶段的步骤。

在步骤180中，同时参照图2G，印刷电路板制造方法100电镀一第三电镀层250，填入电路板表面的凹槽220。具体来说，在图2F中露出的包括铜块230周围与电路板基材210之间的间隙处220a的凹槽220都被填入第三电镀层250，使得铜块230周围平整化。也就是说，第三电镀层250与图案化感光薄膜245覆盖铜块230。在一些实施方式中，电镀第三电镀层250是以图形电镀(pattern plating)的方式进行，以填入包括间隙处220a的凹槽220。在一些实施方式中，第三电镀层250的顶面与图案化感光薄膜245的顶面形成一平面。在一些实施方式中，第三电镀层250可以是由导电金属所形成的金属薄片，例如铜箔片。在一些实施方式中，第一电镀层225、第二电镀层240与第三电镀层250是由相同的导电金属所形成的电镀层，例如第一电镀层225、第二电镀层240与第三电镀层250都为铜电镀层。

在一些实施方式中，可以使用半加成制作工艺(semi-additive process)来形成第三电镀层250。

在一些实施方式中，本发明在步骤180之后可以进行后续的加工。举例来说，可以通过DES(developing,etching,stripping)制作工艺方法来形成外层正片，DES制作工艺方法包括显影(developing)、蚀刻(etching)与去膜(stripping)三大部分，以获得所需的图形，并可进一步利用去膜将图形上的干膜溶解并冲洗干净。

虽然本发明将所揭露的印刷电路板制造方法描述为一系列的步骤，但是应当理解，所示出的这些步骤的顺序不应解释为限制其意义。另外，实施本发明所描述的一或多个态样或实施方式时，并非所有于此示出的步骤皆为必须。此外，本发明的一个或多个步骤可能在一个或多个分离的步骤及/或阶段中进行。

综上所述，本发明的印刷电路板制造方法可以通过电镀、压入铜块、平坦化制作工艺、形成感光薄膜与图案化感光薄膜等步骤来达到良好的散热效果，且可消除电路板与铜块之间的缝隙，故可改善电路板制作工艺中的锡膏与导热膏流到电路板背面的问题，进而提升电子产品的效能。

虽然结合以上实施方式公开了本发明，然而其并非用以限定本发明的内容，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (6)

1.一种印刷电路板的制造方法，包含：

提供电路板基材，在该电路板基材上加工开口；

电镀第一电镀层，在该电路板基材之上；

压入铜块在该开口中；

平坦化该电路板基材的表面，以形成平坦化电路板表面；

电镀第二电镀层，在该平坦化电路板表面之上；以及

形成感光薄膜，在该第二电镀层之上；

所述制造方法，还包含：

图案化该感光薄膜，以形成多个凹槽，其中该些凹槽包含该铜块周围与该电路板基材之间的多个间隙处；

该第一电镀层覆盖电路板基材包括开口的表面，该第二电镀层覆盖第一电镀层与铜块；

电镀第三电镀层，填入该电路板基材的该些凹槽。

2.如权利要求1所述的制造方法，其中该第一电镀层、该第二电镀层以及该第三电镀层为铜电镀层。

3.如权利要求1所述的制造方法，还包含：

在压入铜块之后，该第一电镀层和该铜块电连接。

4.一种印刷电路板，其特征在于，包含：

电路板基材，具有开口；

第一电镀层，形成于该电路板基材之上；

铜块，设置在该开口中；

第二电镀层，形成于该第一电镀层之上；以及

图案化感光薄膜，形成于该第二电镀层之上；

其中该电路板基材还包含多个凹槽，且该图案化感光薄膜形成该些凹槽，其中该些凹槽包含该铜块周围与该电路板基材之间的多个间隙处；

第三电镀层，填入该电路板基材的该些凹槽；

该第一电镀层覆盖电路板基材包括开口的表面，该第二电镀层覆盖第一电镀层与铜块。

5.如权利要求4所述的印刷电路板，其中该第一电镀层、该第二电镀层以及该第三电镀层为铜电镀层。

6.如权利要求4所述的印刷电路板，其中该第一电镀层电连接该铜块。

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