TW201507566A - 金屬基印刷電路板的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種具有二積層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，包含提供一積層板，該積層板包含一金屬基板、一第一導熱膠層以及一第一導電層。該第一導熱膠層配置於該金屬基板上。該第一導電層配置於該第一導熱膠層上；圖案化該第一導電層以形成一第一線路圖案；提供一積層膜，該積層膜包含一第二導熱膠層以及一第二導電層；以該第二導熱膠層對應該第一線路圖案壓合該積層板與該積層膜；雷射鑽孔該積層膜，使該第二導電層以及該第二導熱膠層形成至少一開口，以暴露出部分該第一線路圖案；形成至少一導電部於該開口內，以使該第一線路圖案透過該導電部與該第二導電層形成電性連接；以及圖案化該第二導電層以形成一第二線路圖案。

Description

金屬基印刷電路板的製造方法

本發明係關於一種金屬基印刷電路板的製造方法，且特別是有關於一種具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法。

金屬基印刷電路板(metal core printed circuit board，MCPCB)是將熱傳導率極佳的金屬板整合印刷電路板，以提供散熱功效之元件。目前金屬基印刷電路板已與許多電子元件搭配使用，其中，特別是在發光二極體(LED)元件的整合應用上特別受到矚目。隨著發光二極體技術日益進步，其亮度和發光效率日益提高，隨之增加的熱能卻會使發光二極體元件功率減低，甚至使元件壽命減損，因此各種金屬基印刷電路板之製造方法的開發，亦成為目前業界努力的方向之一。此外，在現今各項電子元件功能漸趨複雜化、尺寸微形化的趨勢之下，其所對應之金屬基印刷電路板亦需隨之設計為積層式的內連線結構，以內連線之間立體的電性連接來減少金屬基印刷電路板之截面積。因此，開發具有積層 式內連線結構的金屬基印刷電路板，並使內連線立體的電性連接能準確接合，已成為目前業界努力的方向之一。

本發明提供一種金屬基印刷電路板的製造方法，具有特殊的製程順序，可提供金屬基印刷電路板中二層內連線之電性連接上更精密的接合。

本發明之一態樣係提出一種具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，包含提供積層板，積層板包含金屬基板、第一導熱膠層以及第一導電層，第一導熱膠層配置於金屬基板上，第一導電層配置於第一導熱膠層上；圖案化第一導電層以形成第一線路圖案；提供積層膜，積層膜包含第二導熱膠層以及第二導電層；以第二導熱膠層對應第一線路圖案壓合積層板與積層膜；雷射鑽孔積層膜，使第二導電層以及第二導熱膠層形成至少一開口，以暴露出部分第一線路圖案；形成至少一導電部於開口內，以使第一線路圖案透過導電部與第二導電層形成電性連接；以及圖案化第二導電層以形成第二線路圖案。

在本發明之一實施方式中，上述具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，進一步包含形成防焊層於第二線路圖案上；以及圖案化防焊層以暴露出部分第二線路圖案。

在本發明之一實施方式中，上述形成導電部的方式係電鍍形成一電鍍金屬層。

在本發明之一實施方式中，上述電鍍金屬層包含銅。

在本發明之另一實施方式中，上述形成導電部的方式係濺鍍一金屬層。

在本發明之又一實施方式中，上述形成導電部的方式包含塗佈導電高分子材料。

在本發明之又一實施方式中，上述導電高分子材料包含聚二氧乙烯噻吩。

在本發明之一實施方式中，上述第一導電層以及第二導電層包含銅箔。

在本發明之一實施方式中，上述金屬基板包含鋁、銅或該等金屬之合金，且金屬基印刷電路板的熱傳導率係2~6W/mK。

在本發明之一實施方式中，上述第一、第二導熱膠層包含一樹脂部及分散於該樹脂部中之複數導熱粉體，該樹脂部包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂或該等材料之組合，該些導熱粉體包含碳化矽、氮化硼、氧化鋁、氮化鋁或該等材料之組合。

110‧‧‧積層板

112‧‧‧金屬基板

124‧‧‧第二導熱膠層

126‧‧‧第二導電層

114‧‧‧第一導熱膠層

116‧‧‧第一導電層

116’‧‧‧第一線路圖案

120‧‧‧積層膜

126’‧‧‧第二線路圖案

128‧‧‧開口

130‧‧‧導電部

140‧‧‧防焊層

本發明之上述和其他態樣、特徵及其他優點參照說明書內容並配合附加圖式得到更清楚的了解，其中：第1圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

第2圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

第3圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

第4圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

第5圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

第6圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

第7圖顯示根據本發明一實施例所述之金屬基印刷電路板的製作方法中，金屬基印刷電路板之剖面結構示意圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而毋須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。

第1圖至第7圖繪示依照本發明一實施方式之一種金屬基印刷電路板的製造方法。請先參照第1圖，首先提供一積層板110，積層板110包含金屬基板112、第一導熱膠層114以及第一導電層116。第一導熱膠層114配置於該金屬基板112上。第一導電層116配置於第一導熱膠層114上。金屬基板112具有良好的熱傳導率，選用的材質例如可 以是鋁、銅或該等金屬之合金，但不以此為限。第一導熱膠層114具有良好熱傳導率，夾設於金屬基板112與第一導電層116之間，用以黏著金屬基板112與第一導電層116。此外，金屬基板112本身為導體，為了避免第一導電層116與金屬基板112上下導通，第一導電層116與金屬基板112之間同時亦利用第一導熱膠層114體作為兩者之絕緣。在本發明之一實施方式中，第一導熱膠層114包含樹脂部及分散於樹脂部中之複數導熱粉體，樹脂部包含環氧樹脂(epoxy resins)、丙烯酸系樹脂(acrylic resin)、胺基甲酸酯系樹脂(polyurethane resin)、矽膠系樹脂(polysiloxane resin)、聚對環二甲苯系樹脂(poly-p-xylene resin)、雙馬來醯亞胺系樹脂(Bismaleimide resin)、聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)、聚醯胺-醯亞胺樹脂(poly(amide-imide)resin)或該等材料之組合。導熱粉體包含碳化矽(silicon carbide,SiC)、氮化硼(Boron nitride，BN)、氧化鋁(aluminum oxide,Al₂O₃)、氮化鋁(aluminum nitride,AlN)或該等材料之組合。第一導電層116例如可以是銅箔，但不以此為限。值得注意的是，金屬基板112除了具有良好的熱傳導率，可提供良好的散熱功效之外，也是本實施方式中，金屬基印刷電路板在後續製程中重要的支撐構件，明確言之，金屬基板112所具有的剛性可在後續雷射鑽孔製程中，提供更佳的穩定性使雷射鑽孔的精準度提高。此外，金屬基板112以及第一導熱膠層114在材料和厚度上的選用可以相互參照搭配，作適度的調整以達到所欲的散熱功率。

請參照第2圖，接著圖案化第一導電層116以形成第一線路圖案116’。圖案化第一導電層116的方式例如可以 是以微影蝕刻製程，針對不同的產品需求選用對應之光罩，搭配適當的乾式蝕刻或濕式蝕刻製程，形成適合的線路佈局(layout)，但不以此方式為限。

請參照第3圖，提供一積層膜120，積層膜120包含第二導熱膠層124以及第二導電層126。在本發明之一實施方式中，第二導熱膠層124包含樹脂部及分散於樹脂部中之複數導熱粉體，樹脂部包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂)、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂或該等材料之組合。導熱粉體包含碳化矽、氮化硼、氧化鋁、氮化鋁或該等材料之組合。第二導電層126例如可以是銅箔，但不以此為限。接著，以第二導熱膠層124對應第一線路圖案116’壓合積層板110與積層膜120。如第3圖所示，積層板110之第一導熱膠層114與積層膜120之第二導熱膠層124兩者藉由此壓合方式黏著，並且形成如第4圖所示之具有第一線路圖案116’(第一導電層116)以及第二導電層126等分別位於不同高度之導電層結構。此外，第二導熱膠層124在材料和厚度上的選用可以相互參照搭配，適度調整以達到所欲的散熱功率。

請參照第4圖以及第5圖，雷射160鑽孔積層膜126，使第二導電層126以及第二導熱膠層124形成至少一開口128，以暴露出部分第一線路圖案116’。值得注意的是，第4圖以及第5圖所例示之雷射160以及開口128雖僅有一處，然實際應用時並不以此為限，換言之，可針對不同產品需求以雷射160對積層膜126多處進行鑽孔製程，形成複數的開口128而暴露出第一線路圖案116’上的不同位置。此 外，金屬基板112所具有的剛性可在本步驟之雷射鑽孔製程中，提供良好的穩定性使雷射鑽孔的精準度提高，據此，雷射鑽孔之孔徑可在更精準的控制下微縮地更小，從而提供上下不同高度之導電層結構(第一導電層116以及第二導電層126)在後續垂直方向上的電性連接設計更有彈性，進而可對應更複雜之電路設計，製作出電路集成度更高的電路板。

請參照第6圖，形成至少一導電部130於開口128內，以使第一線路圖案116’透過導電部130與第二導電層126形成電性連接。在本發明之一實施方式中，形成導電部130的方式係以電鍍形成電鍍金屬層，而電鍍金屬層例如可以包含銅，但不以此為限。在本發明之另一實施方式中，形成導電部130的方式係以濺鍍(sputtering deposition)沉積一金屬層。在本發明之又一實施方式中，形成導電部130的方式包含塗佈導電高分子材料，而導電高分子材料例如可以包含聚二氧乙烯噻吩，但不以此為限。值得注意的是，第6圖所繪示之導電部130僅為例示，於實際應用時可根據不同電路設計，形成一填滿開口128之導電部130，或是形成僅在開口單邊之導電部130。如第6圖所示，不同高度之導電層結構(第一導電層116以及第二導電層126)於本步驟中即形成電性連接。

最後請參照第7圖，圖案化第二導電層126以形成第二線路圖案126’。據此，具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板即完成。在本發明之一實施方式中，金屬基印刷電路板的熱傳導率係2~6W/mK。在本發明之另一實施方式中，進一步形成防焊層140於第二線路圖案126’上，並且圖案化防焊層140以暴露出部分第二線路圖案126’。防焊層 140例如可以是防焊漆(solder mask)，以作為第二線路圖案126’的防護層。防焊漆除可防止第二線路圖案126’氧化變質外，也可以防止具有二積層內連線結構之金屬基印刷電路板被焊到不正確的位置。而圖案化防焊層140所形成的第二線路圖案126’暴露部分，則可作為後續焊接線、金屬或其他習知電路板電性外接方式之連接點。

最後要強調的是，本發明所揭示之二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，具有特殊的製程順序，即先壓合位於不同高度之雙層導體層，接著以雷射鑽孔方式形成雙層導體層間之開口，最後形成導體部使不同高度之雙層導體層彼此電性連接。同時，金屬基板除提供二層內連線結構之金屬基印刷電路板優良的散熱特性之外，亦在製作過程中提供了更佳的穩定性使雷射鑽孔的精準度提高，據此，雷射鑽孔之孔徑可在更精準的控制下微縮地更小，從而提供上下不同高度之導電層結構在後續垂直方向上的電性連接設計更有彈性，進而可對應更複雜之電路設計，製作出電路集成度更高的電路板。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧積層板

112‧‧‧金屬基板

114‧‧‧第一導熱膠層

116’‧‧‧第一線路圖案

120‧‧‧積層膜

124‧‧‧第二導熱膠層

126’‧‧‧第二線路圖案

130‧‧‧導電部

140‧‧‧防焊層

Claims (10)

1. 一種具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，包含：提供一積層板，該積層板包含：一金屬基板；一第一導熱膠層配置於該金屬基板上；以及一第一導電層配置於該第一導熱膠層上；圖案化該第一導電層以形成一第一線路圖案；提供一積層膜，該積層膜包含一第二導熱膠層以及一第二導電層；以該第二導熱膠層對應該第一線路圖案壓合該積層板與該積層膜；雷射鑽孔該積層膜，使該第二導電層以及該第二導熱膠層形成至少一開口，以暴露出部分該第一線路圖案；形成至少一導電部於該開口內，以使該第一線路圖案透過該導電部與該第二導電層形成電性連接；以及圖案化該第二導電層以形成一第二線路圖案。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，進一步包含：形成一防焊層於該第二線路圖案上；以及圖案化該防焊層以暴露出部分該第二線路圖案。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中形成該導電部的方式係電鍍形成一電鍍金屬層。
4. 如申請專利範圍第2項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中該電鍍金屬層包含銅。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中形成該導電部的方式係濺鍍一金屬層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中形成該導電部的方式包含塗佈一導電高分子材料。
7. 如申請專利範圍第5項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中該導電高分子材料包含聚二氧乙烯噻吩。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中該第一導電層以及該第二導電層包含銅箔。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金屬基印刷電路板的製造方法，其中該金屬基板包含鋁、銅或該等金屬之合金，且該金屬基印刷電路板的熱傳導率係2~6W/mK。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有二層內連線結構之金 屬基印刷電路板的製造方法，其中該第一、第二導熱膠層包含一樹脂部及分散於該樹脂部中之複數導熱粉體，該樹脂部包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂或該等材料之組合，該些導熱粉體包含碳化矽、氮化硼、氧化鋁、氮化鋁或該等材料之組合。