TWI531290B - 多層電路板及其製作方法 - Google Patents

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Description

多層電路板及其製作方法
本發明涉及電路板技術，特別涉及包括高密度區和低密度區的多層電路板及其製作方法。
印刷電路板因具有裝配密度高等優點而得到了廣泛的應用。關於電路板的應用請參見文獻Takahashi,A.Ooki,N.Nagai,A.Akahoshi,H.Mukoh,A.Wajima,M.Res.Lab,High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880，IEEE Trans.on Components,Packaging,and Manufacturing Technology,1992,15(4)：1418-1425。
習知的高密度多層電路板中，導電線路的細線路高密度區往往集中於電路板的局部區域，有的甚至僅集中於電路板的較小的區域範圍。傳統的高密度多層電路板的製作方法多為對整片電路板進行加工製作，高密度區的導電線路的製作良率相對於低密度區較低，當高密度區的導電線路不良時，會導致整片電路板的不良，如此則導致電路板的製作良率較低；另外，利用高密度線路製作技術來製作低密度線路區域也會造成製造成本的增加。
有鑒於此，有必要提供一種製作良率高且成本較低的多層電路板 及其製作方法。
一種多層電路板的製作方法，包括步驟：提供基底層；於該基底層一側形成第一導電線路層；於該第一導電線路層及該基底層上形成第一絕緣材料層，於該第一絕緣材料層上僅形成第三導電線路層；重複該形成第一絕緣材料層的步驟及該形成第三導電線路層的步驟以形成交替排列的多層第一絕緣材料層及第三導電線路層；在該多層第一絕緣材料層和第三導電線路層內形成第一收容槽，使部分該第一導電線路層露出於該第一收容槽，構成複數第一電性接觸墊；提供第一高密度線路基板，該第一高密度線路基板包括交替設置的多層第一高密度線路層及第三絕緣材料層，該第一高密度線路基板的一側最外層的第一高密度線路層包括與該複數第一電性接觸墊相對應的複數第三電性接觸墊，該第一高密度線路層的線路密度大於該第一導電線路層的線路密度；及將該第一高密度線路基板設置於該多層基板的第一收容槽內，並使該複數第三電性接觸墊分別與對應的第一電性接觸墊電性連接，從而形成多層電路板。
相對於習知技術，本實施例的多層電路板的製作方法中，由於將電路板的高密度線路區域製作成獨立於多層基板外的高密度線路基板，然後再組裝於該多層基板，當高密度線路基板線路不良時，只需丟棄不良的高密度線路基板，而無需將整個多層電路板丟棄，從而使多層電路板的製作良率增加，製作成本減少。
10‧‧‧電路基板
11‧‧‧基底層
12‧‧‧第一導電線路層
13‧‧‧第二導電線路層
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
14‧‧‧第三導電線路層
15‧‧‧第一絕緣材料層
16‧‧‧第四導電線路層
17‧‧‧第二絕緣材料層
18‧‧‧導電通孔
19‧‧‧導電盲孔
20‧‧‧多層基板
21‧‧‧第一高密度線路區
22‧‧‧第一低密度線路區
23‧‧‧第二高密度線路區
24‧‧‧第二低密度線路區
201‧‧‧第一收容槽
25‧‧‧第一電性接觸墊
202‧‧‧第二收容槽
26‧‧‧第二電性接觸墊
27‧‧‧第一高密度線路基板
28‧‧‧第一高密度線路層
29‧‧‧第三絕緣材料層
30‧‧‧第一導電孔
282‧‧‧第三電性接觸墊
31‧‧‧第一卷帶
292‧‧‧第一防焊層
284‧‧‧第四電性接觸墊
32‧‧‧第二高密度線路基板
33‧‧‧第二高密度線路層
34‧‧‧第四絕緣材料層
35‧‧‧第二卷帶
342‧‧‧第二防焊層
332‧‧‧第五電性接觸墊
334‧‧‧第六電性接觸墊
36‧‧‧導電黏合層
363‧‧‧防焊結構
40‧‧‧多層電路板
37‧‧‧第二導電孔
圖1是本發明實施例所提供的線路板的剖面示意圖。
圖2是在圖1的線路板的相對兩側分別形成多層導電線路層和多層 絕緣材料層後形成的多層基板的剖面示意圖。
圖3是在圖2的多層基板相對兩側分別形成收容槽後的剖面示意圖。
圖4是本發明實施例所提供的第一高密度線路基板的剖面示意圖。
圖5是將複數圖4所示的第一高密度線路基板組裝於一卷帶後的平面示意圖。
圖6是本發明實施例所提供的第二高密度線路基板的剖面示意圖。
圖7是將複數圖6所示的第二高密度線路基板組裝於一卷帶後的平面示意圖。
圖8是在圖3的多層基板的兩個收容槽內分別設置導電黏合劑後的剖面示意圖。
圖9是將圖4和圖6的第一和第二高密度線路基板分別設置於圖8中的多層基板的兩個收容槽內後的剖面示意圖。
圖10是在圖3的多層基板的兩個收容槽內分別設置各向異性導電膜後的剖面示意圖。
圖11是在圖3的多層基板的兩個收容槽內分別設置導電焊接劑後的剖面示意圖。
請參閱圖1至圖11，本發明實施例提供一種多層電路板的製作方法，該多層電路板的製作方法包括以下步驟。
第一步，請參閱圖1，提供一電路基板10，包括基底層11及形成於該基底層11的相對兩表面的第一導電線路層12和第二導電線路層13。
該基底層11包括相對的第一表面111和第二表面112，該第一導電線路層12和第二導電線路層13分別形成於該第一表面111和第二表面112，該第一導電線路層12和第二導電線路層13可採用影像轉移製程及蝕刻製程來形成。
第二步，請參閱圖2，在該電路基板10的第一導電線路層12一側採用層壓製程形成多層第一絕緣材料層15和第三導電線路層14，該第一絕緣材料層15與該第三導電線路層14交替設置，該第一導電線路層12與其相鄰的第三導電線路層14之間及相鄰的第三導電線路層14之間分別通過該第一絕緣材料層15相間隔；在該電路基板10的該第二導電線路層13一側採用層壓製程形成多層第二絕緣材料層17和第四導電線路層16，該第二絕緣材料層17與該第四導電線路層16交替設置，該第二導電線路層13與其相鄰的第四導電線路層16之間及相鄰的第四導電線路層16之間分別通過該第二絕緣材料層17相間隔，該第一導電線路層12、第二導電線路層13、第三導電線路層14及第四導電線路層16通過導電通孔18和導電盲孔19實現層間電連接，從而形成多層基板20。
該多層基板20的基底層11的相對兩側均包括高密度線路區和低密度線路區，其中，與該基底層11的第一表面111相鄰的一側包括第一高密度線路區21及第一低密度線路區22，與該基底層11的第二表面112相鄰的一側包括第二高密度線路區23及第二低密度線路區24。本實施例中，該第一高密度線路區21及第二高密度線路 區23未設置導電線路。可以理解的是，該多層第三導電線路層14和第一絕緣材料層15、及多層第四導電線路層16和第二絕緣材料層17也可以通過其他製程製作形成，並不限於本實施例的層壓製程。
第三步，請參閱圖3，去除該多層基板20的第一高密度線路區21的多層第一絕緣材料層15，形成第一收容槽201，部分該第一導電線路層12從該第一收容槽201露出以構成複數第一電性接觸墊25；去除該第二高密度線路區23的多層第二絕緣材料層17，形成第二收容槽202，部分該第二導電線路層13從該第二收容槽202露出以構成複數第二電性接觸墊26。
去除該多層第一絕緣材料層15和第二絕緣材料層17可採用雷射切割或機械切割的方式。可以理解，當該第一高密度線路區21和第二高密度線路區23設置有導電線路時，應將對應的導電線路一併去除。
第四步，請參閱圖4和圖5，提供第一高密度線路基板27，該第一高密度線路基板27包括交替設置的多層第一高密度線路層28及第三絕緣材料層29，該多層第一高密度線路層28通過設置於多層第三絕緣材料層29內的複數第一導電孔30電連接。該第一高密度線路基板27其中一最外層的第一高密度線路層28部分暴露以構成複數第三電性接觸墊282，該第三電性接觸墊282與該第一電性接觸墊25的數量及位置相對應。
該多層第一高密度線路層28的佈線密度遠遠大於該第一導電線路層12和第二導電線路層13的佈線密度。如圖5所示，該第一高密度線路基板27製作完成後組裝於第一卷帶31上，複數該第一高密 度線路基板27組裝於一第一卷帶31上，以方便後續通過高速貼片機將第一卷帶31上的第一高密度線路基板27貼裝於該多層基板20內。該第一高密度線路基板27可通過但並不限於層壓製程形成。本實施例中，該第一導電孔30為導電盲孔。本實施例中，該第一高密度線路基板27的遠離該第三電性接觸墊282的最外層第三絕緣材料層29為第一防焊層292，該第一防焊層292部分覆蓋與其相鄰的第一高密度線路層28，部分從該第一防焊層292露出的最外層第一高密度線路層28構成第四電性接觸墊284，該第四電性接觸墊284用於焊接電子元件，如電阻、電容、晶片等。
第五步，請參閱圖6和圖7，提供第二高密度線路基板32，該第二高密度線路基板32包括交替設置的多層第二高密度線路層33及第四絕緣材料層34，該多層第二高密度線路層33通過設置於多層第四絕緣材料層34內的第二導電孔37電連接。該第二高密度線路基板32其中一最外層的第二高密度線路層33部分暴露以構成複數第五電性接觸墊332，該第五電性接觸墊332與該第二電性接觸墊26的數量及位置相對應。
該多層第二高密度線路層33的佈線密度遠遠大於該第一導電線路層12和第二導電線路層13的佈線密度。如圖7所示，該第二高密度線路基板32製作完成後組裝於第二卷帶35上，複數該第二高密度線路基板32組裝於一第二卷帶35上，以方便後續通過高速貼片機將第二卷帶35上的第二高密度線路基板32貼裝於該多層基板20內。該第二高密度線路基板32可通過但並不限於層壓製程形成。本實施例中，該第二導電孔37為導電盲孔。本實施例中，該第二高密度線路基板32的遠離該第五電性接觸墊332的最外層第四絕 緣材料層34為第二防焊層342，該第二防焊層342部分覆蓋與其相鄰的第二高密度線路層33，部分從該第二防焊層342露出的最外層第二高密度線路層33構成第六電性接觸墊334，該第六電性接觸墊334用於焊接電子元件，如電阻、電容、晶片等。
第六步，請參閱圖8，在多層基板20的第一收容槽201內的第一電性接觸墊25和第二收容槽202內的第二電性接觸墊26的端面分別形成導電黏合層36。本實施例中，該導電黏合層36通過印刷導電銀膠或導電銅膠形成。
可以理解，如圖10所示，該導電黏合層36也可以為各向異性導電膜361。同樣可以理解，如圖11所示，該導電黏合層36還可以為導電焊接劑層362如錫膏，在本實施方式中，在形成該導電焊接劑352之前，可先在第一電性接觸墊25和第二電性接觸墊26的週邊形成防焊結構363，然後再通過印刷工藝將導電焊接劑層362形成於該第一電性接觸墊25和第二電性接觸墊26的端面。
第七步，請參閱圖9，將該第一高密度線路基板27連接固定於該第一收容槽201內，且該複數第三電性接觸墊282分別與對應的第一電性接觸墊25通過對應的導電黏合層36電性連接，及將該第二高密度線路基板32連接固定於該第二收容槽202內，且該複數第五電性接觸墊332分別與對應的第二電性接觸墊26通過對應的導電黏合層36電性連接，從而形成多層電路板40。
由於在第四步和第五步中，該第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32分別組裝於第一卷帶31和第二卷帶35上，該第一卷帶和第二卷帶35裝設於高速貼片機(圖未示)，因此，在本步驟中，該第一高密度線路基板27可通過高速貼片機將第一高密度線 路基板27和第二高密度線路基板32分別貼附於該第一收容槽201內的第一電性接觸墊25和該第二收容槽202內的第二電性接觸墊26。高速貼片機的數量一般為兩個，當第一高密度線路基板27貼裝完畢後，貼裝了第一高密度線路基板27的多層基板20退出第一個高速貼片機並翻轉，然後進入第二個高速貼片機，進行貼裝第二高密度線路基板32。
在該第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32組裝完畢後，第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32的最外側表面可凸出於或齊平於該多層基板20的對應相鄰的最外層表面，也可相對於該多層基板20對應相鄰的最外層表面向內凹進。該第一收容槽201和第二收容槽202的內壁分別與該第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32之間的空隙可以填充樹脂也可不填充。
實際生產中，第一至三步及第六至七步的製程中，電路基板10常包括複數連接在一起的線路板單元，在第七步製作形成複數多層電路板40後，再進行切割製程，形成複數分離的多層電路板40。 本實施例中為便於描述，電路基板10及多層電路板40分別僅繪出其中一個。
可以理解，該多層電路板40也可以不設置第四導電線路層16、第二絕緣材料層17及第二高密度線路基板32，即僅在一側設置高密度線路基板，並不以本實施例為限。
如圖9所示，本實施例的多層電路板40包括電路基板10、多層第三導電線路層14、多層第一絕緣材料層15、多層第四導電線路層16、多層第二絕緣材料層17、第一高密度線路基板27及第二高密度線路基板32。
該電路基板10包括基底層11及形成於該基底層11相對兩表面的第一導電線路層12和第二導電線路層13，多層第一絕緣材料層15和該多層第三導電線路層14依次間隔層疊設置於該電路基板10的第一導電線路層12一側，該多層第二絕緣材料層17和多層第四導電線路層16依次間隔層疊設置於該電路基板10的第二導電線路層13一側。該多層第一絕緣材料層15開設有第一收容槽201，部分該第一導電線路層12露出於該第一收容槽201，構成複數第一電性接觸墊25；該多層第二絕緣材料層17開設有第二收容槽202，部分該第二導電線路層13露出於該第二收容槽202，構成複數第二電性接觸墊26。
該第一高密度線路基板27包括交替設置的多層第一高密度線路層28及第三絕緣材料層29，該多層第一高密度線路層28通過設置於多層第三絕緣材料層29內的複數第一導電孔30電連接。該第一高密度線路基板27其中一最外層的第一高密度線路層28部分暴露，構成複數第三電性接觸墊282，該第三電性接觸墊282與該第一電性接觸墊25的數量及位置相對應；該第一高密度線路基板27的遠離該第三電性接觸墊282的最外層第三絕緣材料層29為第一防焊層292，該第一防焊層292部分覆蓋與其相鄰的第一高密度線路層28，部分從該第一防焊層292露出的最外層第一高密度線路層28構成第四電性接觸墊284，該第四電性接觸墊284用於焊接電子元件，如電阻、電容、晶片等。
該第二高密度線路基板32包括交替設置的多層第二高密度線路層33及第四絕緣材料層34，該多層第二高密度線路層33通過設置於多層第四絕緣材料層34內的第二導電孔37電連接。該第二高密度 線路基板32其中一最外層的第二高密度線路層33部分暴露構複數第五電性接觸墊332，該第五電性接觸墊332與該第二電性接觸墊26的數量及位置相對應。該第二高密度線路基板32的遠離該第五電性接觸墊332的最外層第四絕緣材料層34為第二防焊層342，該第二防焊層342部分覆蓋與其相鄰的第二高密度線路層33，部分從該第二防焊層342露出的最外層第二高密度線路層33構成第六電性接觸墊334，該第六電性接觸墊334用於焊接電子元件，如電阻、電容、晶片等。
該多層第一高密度線路層28和該多層第二高密度線路層33的線路密度遠遠大於該第一導電線路層12和第二導電線路層13的線路密度。該第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32分別設置於該第一收容槽201和第二收容槽202內，且該第一高密度線路基板27的複數第三電性接觸墊282通過導電黏合層36分別與該複數第一電性接觸墊25電連接，該第二高密度線路基板32的複數第五電性接觸墊332通過導電黏合層36分別與該複數第二電性接觸墊26電連接。該導電黏合層36可以為但不限於導電銅膠、導電銀膠、各向異性導電膜、導電焊接劑如錫膏等。該第一高密度線路基板27與該第一收容槽201的內壁之間的空隙以及該第二高密度線路基板32與該第二收容槽202之間的空隙可以填充樹脂。
相對於習知技術，本實施例的多層電路板40的製作方法中，由於將電路板的高密度線路區域製作成獨立於多層基板20外的第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32，然後再組裝於該多層基板20，當第一高密度線路基板27和第二高密度線路基板32線路不良時，只需丟棄不良的第一高密度線路基板27和第二高密度線 路基板32，而無需將整個多層電路板40丟棄，從而使多層電路板40的製作良率增加，製作成本減少。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧電路基板
14‧‧‧第三導電線路層
15‧‧‧第一絕緣材料層
16‧‧‧第四導電線路層
17‧‧‧第二絕緣材料層
201‧‧‧第一收容槽
25‧‧‧第一電性接觸墊
202‧‧‧第二收容槽
26‧‧‧第二電性接觸墊
27‧‧‧第一高密度線路基板
282‧‧‧第三電性接觸墊
32‧‧‧第二高密度線路基板
332‧‧‧第五電性接觸墊
36‧‧‧導電黏合層
40‧‧‧多層電路板

Claims (7)

  1. 一種多層電路板的製作方法，包括步驟：提供基底層；於該基底層一側形成第一導電線路層；於該第一導電線路層及該基底層上形成第一絕緣材料層，於該第一絕緣材料層上僅形成第三導電線路層；重複該形成第一絕緣材料層的步驟及該形成第三導電線路層的步驟以形成交替排列的多層第一絕緣材料層及第三導電線路層；在該多層第一絕緣材料層和第三導電線路層內形成第一收容槽，使部分該第一導電線路層露出於該第一收容槽，構成複數第一電性接觸墊；提供第一高密度線路基板，該第一高密度線路基板包括交替設置的多層第一高密度線路層及第三絕緣材料層，該第一高密度線路基板的一側最外層的第一高密度線路層包括與該複數第一電性接觸墊相對應的複數第三電性接觸墊，該第一高密度線路層的線路密度大於該第一導電線路層的線路密度；及將該第一高密度線路基板設置於該多層基板的第一收容槽內，並使該複數第三電性接觸墊分別與對應的第一電性接觸墊電性連接，從而形成多層電路板。
  2. 如請求項1所述的多層電路板的製作方法，其中，在形成交替排列的多層第一絕緣材料層及第三導電線路層之後並在形成第一收容槽之前還包括以下步驟，於該基底層遠離該第一導電線路層一側形成第二導電線路層；於該第二導電線路層及該基底層上形成第二絕緣材料層；於該第二絕緣層上僅形成第四導電線路層；重複該形成第二絕緣材料層的步驟及該 形成第四導電線路層的步驟以形成交替排列的多層第二絕緣材料層及第四導電線路層。
  3. 如請求項2所述的多層電路板的製作方法，其中，進一步包括步驟：在該多層第二絕緣材料層和第四導電線路層內形成第二收容槽，使部分該第二導電線路層露出於該第二收容槽，構成複數第二電性接觸墊；提供第二高密度線路基板，該第二高密度線路基板包括交替設置的多層第二高密度線路層及第四絕緣材料層，該第二高密度線路基板的一側最外層的第二高密度線路層包括與該複數第二電性接觸墊相對應的複數第五電性接觸墊；及將該第二高密度線路基板設置於該多層基板的第二收容槽內，並使該複數第五電性接觸墊分別與對應的第二電性接觸墊電性連接，從而形成多層電路板。
  4. 如請求項3所述的多層電路板的製作方法，其中，該第三電性接觸墊與該第一電性接觸墊及第五電性接觸墊與該第二電性接觸墊均通過導電黏合層相互固定及電連接。
  5. 如請求項4所述的多層電路板的製作方法，其中，該導電黏合層為導電銀膠、導電銅膠、各向異性導電膜或導電焊接劑。
  6. 如請求項3所述的多層電路板的製作方法，其中，該第一高密度線路基板組裝於第一卷帶，該第二高密度線路基板組裝於第二卷帶，該第一卷帶和第二卷帶裝設於高速貼片機，該第一高密度線路基板和第二高密度線路基板通過該高速貼片機分別安裝於該第一收容槽和第二收容槽內。
  7. 如請求項3所述的多層電路板的製作方法，其中，該第一高密度線路基板相對於該第三電性接觸墊的另一側最外層第一高密度線路層包括複數第四電性接觸墊，該第二高密度線路基板相對於該第五電性接觸墊的另一側最外層第二高密度線路層包括複數第六電性接觸墊，該第四電性接觸 墊用於焊接電子元件。
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