TWI461122B - 電路板及其製造方法 - Google Patents

Description

電路板及其製造方法

本發明係與電路板有關，特別有關於一種具有沙漏形通孔的電路板。

在電路板中，藉由基板中的通孔及對通孔內側進行電鍍，可於不同層之間實現電氣連接。通孔係完全穿透電路板，可以機械鑽孔諸如鑽頭或雷射鑽孔的方式形成。或者，以噴砂製程形成。使用鑽頭處理之通孔可形成為具有大體上恆定截面的圓柱形。使用雷射鑽孔，藉由調整雷射光束射出的能量分布，可形成孔徑相同或上大下小的孔形。

由於孔徑相同的通孔在後續製作導電柱時可能發生包孔的情況，有提出利用雷射光束先在基板一側形成漸縮形狀的第一孔，接著在另一側相對第一孔位置形成一具有漸縮形狀且連接第一孔的第二孔。自兩側如此處理基板之後，於基板中形成一沙漏型的通孔。

另外，有提出利用噴砂製程先在基板一側形成漸縮形狀的第一孔，接著在另一側相對第一孔位置形成一具有漸縮形狀且連接第一孔的第二孔。自兩側如此處理基板之後，於基板中形成一沙漏型 的通孔。

上述習知方式雖然可降低後續導電柱製作可能發生的包孔率，但是仍具有無法大量生產及製造成本昂貴的缺點。

有鑑於此，本發明人為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之一目的，在於提供一種電路板及其製造方法。此電路板的製造方法藉由對基板中具有相同孔徑之通孔進行蝕刻，使通孔具有自基板兩側向中間之漸縮形狀。類似沙漏形之通孔可提升後續導電柱之製作的良率。

為了達成上述之目的，本發明係為一種電路板的製造方法包含：(a)形成通孔於基板中；(b)提供光阻以覆蓋於基板之第一面與相對於第一面的第二面的通孔以外之特定區域；及(c)對通孔進行一蝕刻製程，使通孔具有自基板兩側向中間之漸縮形狀。

相較於習知單側雷射鑽孔，本發明之電路板的製造方法藉由對基板中具有相同孔徑之通孔進行蝕刻，使通孔具有自基板兩側向中間之漸縮形狀。蝕刻製程係將基板浸入溫度為50~70℃的蝕刻液中0.5~1小時，適當的蝕刻液成分包括50~70wt%H₃PO₄、10~20wt%HNO₃及10~20wt%CH₃COOH及5~10wt%去離子水。本發明之通孔形成方法係於基板兩端面蝕刻，蝕刻一段時間後兩端孔徑朝內漸縮，但中間部分可仍保持大致上相同之孔徑，再蝕刻一段時間後，才會形成自基板兩側向中間之漸縮形狀。因此，藉由控制 基板在蝕刻液中的浸泡時間可獲得不同形狀的通孔。

類似沙漏形之通孔可提升以濺鍍製程製作導電柱時的貫孔能力，以改善孔破。或者，類似沙漏形之通孔可降低以電鍍製程製作導電柱時可能發生的包孔率。

另外，本發明之一態樣提供一種電路板包含：基板；及形成於基板中的通孔，此通孔具有自基板兩側向中間之漸縮形狀，且通孔內壁之粗糙度為0.3~0.4微米。本發明之通孔在基板表面上的孔徑範圍為60~100微米，且通孔在基板中之中間部分的孔徑較基板表面上的孔徑小20~30微米。

本發明另一態樣提供一種電路板包含：基板；及形成於基板中的通孔，此通孔具有自基板兩側朝內漸縮，且中間部分的孔徑大致上相同之形狀。

110‧‧‧基板

112‧‧‧第一面

114‧‧‧第二面

120‧‧‧通孔

130‧‧‧光阻

140‧‧‧光阻

122‧‧‧第一部

124‧‧‧第二部

126‧‧‧第三部

620‧‧‧通孔

622‧‧‧第一部

624‧‧‧第二部

626‧‧‧第三部

第一圖係本發明之一實施例電路板的製造方法之流程圖；第二圖係本發明使用雷射光束於基板中形成通孔之剖面圖；第三圖係本發明以光阻覆蓋於通孔以外之特定區域之剖面圖；第四圖係本發明對通孔進行蝕刻之剖面圖；第五圖係本發明基板中通孔具有自基板兩側朝內漸縮且中間部分的孔徑大致上相同之形狀剖面圖；以及第六圖係本發明基板中通孔具有自基板兩側向中間之漸縮形狀之剖面圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

第一圖係本發明之一實施例電路板的製造方法之流程圖，以及第二圖至第五圖係表示本發明之一實施例電路板的製造方法之剖面流程圖。首先，進行第一圖中之步驟S110，形成通孔於基板中，基板具有第一面與相對於第一面的第二面，且通孔包含鄰接第一面的第一部、鄰接第二面的第二部以及位於第一部和第二部之間的第三部。請參見第二圖，基板110的材質可為氧化鋁或氮化鋁，亦可為鋁、鋁合金、銅或銅合金。形成通孔120的方式可包含機械鑽孔或雷射鑽孔。於本實施例，係將雷射機(圖未示)置於接近基板110之一側，藉由雷射機射出高能量的雷射光束於基板110中形成通孔120，基板110具有第一面112與相對於第一面112的第二面114，且通孔120包含鄰接第一面112的第一部122、鄰接第二面114的第二部124以及位於第一部122和第二部124之間的第三部126。藉由調整雷射光束射出的能量分布，使用雷射鑽孔可形成孔徑相同或上大下小的孔形。本實施例之通孔120係具有相同孔徑。

接著，進行第一圖中之步驟S120，提供光阻以覆蓋於基板之第一面與第二面的通孔以外之特定區域，使第一面與第一部鄰接之部分區域以及第二面與第二部鄰接之部分區域露出。參見第三圖，將光阻130覆蓋於基板110之第一面112上的通孔120以外之特定區域，以及將光阻140覆蓋於基板110之相對於第一面112的第二面114上的通孔120以外之特定區域。光阻130、140接近通孔120的覆蓋位置與通孔120邊緣之距離會影響後續蝕刻形成類似沙漏形 通孔之形狀，亦即距離d愈大，通孔120上及下孔徑與中間的孔徑相差愈大，反之距離d愈小，通孔120上及下孔徑與中間的孔徑相差愈小。

接著，如步驟S130所示，對通孔進行一蝕刻製程，使通孔具有自第一部和第二部分別向第三部漸縮之形狀。參見第四圖，蝕刻製程係將基板110浸入溫度為50~70℃的蝕刻液中0.5~1小時，蝕刻液的成分可根據基板材質與通孔尺寸之需求調配，本實施例之蝕刻液的成分包括50~70wt%H₃PO₄、10~20wt%HNO₃及10~20wt%CH₃COOH及5~10wt%去離子水。而且，為了提高蝕刻效果，於進行步驟S130之前可使用超音波震盪進行一清洗步驟，去除通孔中的雜質，清洗步驟進行時間大約5~10分鐘。本發明之通孔形成方法係於基板兩端面蝕刻，蝕刻一段時間後兩端孔徑朝內漸縮，但中間部分可仍保持大致上相同之孔徑，如第五圖之通孔120，再蝕刻一段時間後，才會形成如第六圖之通孔620。

具體言之，如第五圖所示，基板110中通孔120具有自第一部122和第二部124朝內漸縮之形狀，但第三部126仍保持大致上相同之孔徑。後續可藉由電鍍製程將導電材料填入至通孔120中以形成導電柱。由於通孔120之第一部122和第二部124之孔徑大於第三部126的孔徑，電鍍液的流動可保持不受阻礙，可降低包孔率。或者，通孔120可提升以濺鍍製程製作導電柱時的貫孔能力，以改善孔破。

如第六圖所示，基板110中通孔620具有自第一部622和第二部624分別向第三部626漸縮之形狀。後續可藉由電鍍製程將導電材料填入至通孔620中以形成導電柱。由於通孔620之第一部622和第 二部624之孔徑大於第三部626的孔徑，電鍍液的流動可保持不受阻礙，可降低包孔率。或者，沙漏形之通孔620可提升以濺鍍製程製作導電柱時的貫孔能力，以改善孔破。

如第五圖所示，藉由本發明電路板之製造方法所製成的電路板包含：基板110；及形成於基板110中的通孔120，此通孔120具有自基板110兩側朝內漸縮之形狀，且中間部分的孔徑大致上相同。通孔120在基板110表面上的孔徑範圍為60~100微米，且通孔120在基板110中之中間部分的孔徑較基板110表面上的孔徑小20~30微米。

另外，如第六圖所示，藉由本發明電路板之製造方法所製成的電路板包含：基板110；及形成於基板110中的通孔620，此通孔620具有自基板110兩側向中間之漸縮形狀，通孔620在基板110表面上的孔徑範圍為60~100微米，且通孔620在基板110中之中間部分的孔徑較基板110表面上的孔徑小20~30微米。

基板110例如為陶瓷基板，可應用於高功率電子元件之承載基板，例如為發光二極體之散熱基板。或者，基板110可為金屬基板，諸如鋁、鋁合金、銅或銅合金基板。由於基板110中的通孔120係藉由蝕刻製程形成，通孔120內壁之粗糙度大約為0.3~0.4微米。於蝕刻製程後，通孔內壁的粗糙度相較於一般雷射通孔會些微上升(例如Ra從0.2μm左右增加至0.3μm左右)，但相較於噴砂製程(Ra可能超過0.5μm)，蝕刻製程的粗糙度則較低。基板通孔之粗糙度過低或過高對後續濺鍍、電鍍等製程都可能有不良影響，而本實施例所做出的沙漏形通孔之粗糙度值介於雷射鑽孔和噴砂鑽孔中間，將更有利於後續薄膜製程。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

110‧‧‧基板

112‧‧‧第一面

114‧‧‧第二面

130‧‧‧光阻

140‧‧‧光阻

620‧‧‧通孔

622‧‧‧第一部

624‧‧‧第二部

626‧‧‧第三部

Claims (10)

1. 一種電路板的製造方法，包括：(a)藉由雷射鑽孔形成一通孔於一陶瓷基板中，該陶瓷基板具有一第一面與相對於該第一面的一第二面，且該通孔包含鄰接該第一面的一第一部、鄰接該第二面的一第二部以及位於該第一部和該第二部之間的一第三部，該通孔之該第三部具有大致上相同孔徑；(b)提供一光阻以覆蓋於該第一面與該第第二面的一特定區域，使該第一面與該第一部鄰接之部分區域以及該第二面與該第二部鄰接之部分區域露出；及(c)對該通孔進行一蝕刻製程，使該通孔具有自該第一部和該第二部分別向該第三部漸縮之形狀。
2. 一種電路板的製造方法，包括：(a)藉由機械鑽孔形成一通孔於一陶瓷基板中，該陶瓷基板具有一第一面與相對於該第一面的一第二面，且該通孔包含鄰接該第一面的一第一部、鄰接該第二面的一第二部以及位於該第一部和該第二部之間的一第三部，該通孔之該第三部具有大致上相同孔徑；(b)提供一光阻以覆蓋於該第一面與該第第二面的一特定區域，使該第一面與該第一部鄰接之部分區域以及該第二面與該第二部鄰接之部分區域露出；及(c)對該通孔進行一蝕刻製程，使該通孔具有自該第一部和該第 二部分別向該第三部漸縮之形狀。
3. 如請求項1所述之電路板的製造方法，更包括於步驟(c)之前使用超音波震盪進行一清洗步驟。
4. 如請求項3所述之電路板的製造方法，其中該清洗步驟進行時間5~10分鐘。
5. 如請求項1所述之電路板的製造方法，其中該步驟(c)之蝕刻製程係使用一蝕刻液，該蝕刻液包括50~70wt%H₃PO₄、10~20wt%HNO₃及10~20wt%CH₃COOH及5~10wt%去離子水。
6. 如請求項5所述之電路板的製造方法，其中該步驟(c)之蝕刻製程係將該陶瓷基板浸入溫度為50~70℃的該蝕刻液中0.5~1小時。
7. 如請求項1所述之電路板的製造方法，更包括於步驟(c)之後藉由一電鍍製程將一導電材料填入至該通孔中以形成一導電柱。
8. 一種如請求項1之電路板的製造方法所製造的電路板，包括：一陶瓷基板；及一通孔，形成於該陶瓷基板中，該通孔具有自該陶瓷基板兩側向中間之一漸縮形狀，且該通孔內壁之粗糙度為0.3~0.4微米。
9. 如請求項8所述之電路板，其中該通孔在該陶瓷基板表面上的孔徑範圍為60~100微米。
10. 如請求項9所述之電路板，其中該通孔在該陶瓷基板中之中間部分的孔徑較該陶瓷基板表面上的孔徑小20~30微米，且所述中間部分的孔徑大致上相同。