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TWI768761B - 在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法 - Google Patents

在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法 Download PDF

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TWI768761B
TWI768761B TW110108773A TW110108773A TWI768761B TW I768761 B TWI768761 B TW I768761B TW 110108773 A TW110108773 A TW 110108773A TW 110108773 A TW110108773 A TW 110108773A TW I768761 B TWI768761 B TW I768761B
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楊豐吉
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萬億股份有限公司
葉錠強
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Abstract

本發明是一種關於在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法。優化填孔主要是藉由使用還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)修飾孔壁,達到金屬化的效果,再進行電鍍填孔。其後之流程不同於現行印刷電路板的半加成製程,也與傳統的減成法技術有所差別。由於電鍍填孔與線路製程分開進行,可提升作業線路厚度均勻性、線型平坦性、線路密集化與層間互連之簡易化。

Description

在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法
本發明是一種關於在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法,可降低導通孔填充難度,並輕鬆作業細線路。特別之處在於,將層間互連(如盲孔、通孔)與線路獨立分開作業,線路製程可在電鍍填孔完成之前或之後進行。
印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)主要是於絕緣基材上作業金屬導線以形成電子線路,並將各項電子零組件連接到一起,使其發揮整體功能,以達中繼傳輸之目的。隨著科技蓬勃發展,電子產品往多功能與多樣化趨勢邁進,基板輕薄短小化、多層化與線路精細化為當前主要的發展趨勢,現今主流工藝HDI(High Density Interconnect)的減成法技術與半加成法技術皆受到規格上的嚴苛挑戰,諸如:減成法工藝仍因線路側蝕嚴重、作業線寬/線距已無法滿足小於50um的的規格需求;而半加成技術雖可改善線路尺寸更細化之要求,但受到線路方正性之要求高、整板作業之均勻度差、盲孔填充與線型要求難以兼顧...等問題,使得電鍍製程面臨諸多瓶頸且仍在克服中。
因此,為兼顧細線路作業良率與整板厚度均勻度的考量,並搭配簡化填孔難度的製程方法,本發明將針對改善上述困難提出解決之道。
本發明的目的在於提供一種在印刷電路板上作細線路與填孔的方法,具有細線路輕鬆作業、改善整板厚度均勻度與優化盲孔填孔機制等優點。
本發明在印刷電路板上優化填孔的方法主要包括下列步驟:(a)提供一上表面覆有銅箔及第一抗鍍乾膜的基板,於預定位置設有一盲孔,該盲孔有一上開口,且內壁為絕緣材質,該第一抗鍍乾膜有一對應的上開口圖形,且不溶於非鹼性溶液;(b)將還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)修飾在該盲孔內的絕緣材質上;(c)對該基板進行電鍍作業,使銅沉積於該盲孔內;(d)除去基板表面的rGO及該第一抗鍍乾膜;及(e)除去不需導通的銅箔。
本發明的填孔與線路製作分別進行,因此基板僅鑽孔而無線路溝槽;因此第一抗鍍乾膜亦無線路圖形。
上述步驟(a)可包括下列步驟:提供一上表面覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽孔;及壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成盲孔。
鑽孔後若欲製作線路,可壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作線路圖形;接著實施電鍍程序,使銅沉積於線路圖形內; 再除去第二抗鍍乾膜,便可得到線路。最後壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成盲孔。
對於芯基板,步驟(a)可包括下列步驟:提供一上下表面皆覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽通孔或盲孔,則通孔或盲孔分別有一下開口或底部;壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作下開口周緣或底部圖形;實施電鍍程序,使銅沉積於下開口周緣或底部圖形內;除去第二抗鍍乾膜;最後壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成盲孔。第一抗鍍乾膜的上開口圖形露出上開口周緣的銅箔,使步驟(c)的銅沉積於上開口的周緣。
上述的第二抗鍍乾膜可同時製作線路圖形,實施電鍍程序時,使銅亦沉積於線路圖形內。
步驟(a)通常採用週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)垂直電鍍程序。
上述步驟(a)亦可包括下列步驟:提供一上表面覆有銅箔的基板;先壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上;再於該基板預定位置鑽孔。
上述步驟(b)係先使第一抗鍍乾膜表面及盲孔內絕緣材質部分形成高分子層,再使氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)吸附並鍵結於高分子層,最後將GO還原形成還原氧化石墨烯(rGO)。
上述步驟(c)的銅通常亦沉積於第一抗鍍乾膜表面,形成面銅層。因此,步驟(d)需先除去面銅層,使表層的rGO暴露出;再除去基板表面的rGO及第一抗鍍乾膜。
本發明的線路亦可於步驟(e)完成,步驟(e)包括下列步驟:先壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作非導通圖形,亦即蓋住欲導通的區域;再除去非導通圖形內的銅箔;最後除去第二抗鍍乾膜,得到所需的線路。
本發明因此提供一套在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法,包括下列步驟:(a1)提供一上表面覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽孔,該孔有一上開口,且內壁為絕緣材質;(a2)壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作線路圖形;(a3)實施電鍍程序,使銅沉積於線路圖形內;(a4)除去第二抗鍍乾膜;(a5)壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成一盲孔,且該第一抗鍍乾膜不溶於非鹼性溶液;(b)將還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)修飾在該盲孔內的絕緣材質上;(c)對該基板進行電鍍作業,使銅沉積於該盲孔內;(d)除去基板表面的rGO及該第一抗鍍乾膜;及(e)除去不需導通的銅箔。
同樣地,步驟(a3)係實施週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)垂直電鍍程序。
對於芯基板,步驟(a1)係提供一上下表面皆覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽通孔或盲孔,則通孔或盲孔分別有一下開口或底部;步驟(a2)係壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作線路圖形以及下開口周緣或底部圖形;步驟(a3)係實施電鍍程序,使銅沉積於線路圖形內以及下開口周緣或底部圖形內。步驟(a5)的第一抗鍍乾膜的上開口圖形露出上開口周緣的銅箔,使步驟(c)的銅沉積於上開口的周緣。
步驟(b)、(c)及(d)亦可參照前述方法。
10:芯基板
11:增層基板
12:基板
20、21、22:銅箔
23:蝕刻線路
31、33、34:第一抗鍍乾膜
30、32、35:第二抗鍍乾膜
40、41:rGO層
50、51、52:電鍍銅填孔
55:通孔
56、57、58:盲孔
55’、56’、57’、58’:上開口
55”:下開口
57”、58”:底部
60、61:電鍍銅線路
62:環狀電鍍銅
63:電鍍銅底座
第1A、1B、1C圖為本發明實施例1中,芯基板先製作線路再填孔的示意圖。
第2A、2B、2C、2D圖為本發明實施例1中,增層基板先製作線路再填孔的示意圖。
第3圖為本發明實施例2中,芯基板製作線路及盲孔底座的示意圖。
第4A、4B、4C圖為本發明實施例3先填孔再製作線路的示意圖。
本發明提供一種在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法,主要包括下列步驟:
(a)提供一上表面覆有銅箔及第一抗鍍乾膜的基板,於預定位置設有盲孔。盲孔有一上開口,且內壁為絕緣材質。第一抗鍍乾膜有一對應的上開口圖形,且不溶於非鹼性溶液。而鑽孔作業可在貼覆第一抗鍍 乾膜之前或之後進行。對於芯基板(core layer),可鑽通孔或盲孔,並於填孔前先加強底部鍍銅構造。芯基板兩面可再疊壓增層基板(build-up layer),形成多層結構。此外,電鍍線路則可在鑽孔作業與貼覆第一抗鍍乾膜之間完成。
(b)填孔前須先將還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)修飾在盲孔內的絕緣材質上,達到金屬化效果。rGO亦可能附著在孔外絕緣材質,如第一抗鍍乾膜上。
(c)對基板進行電鍍作業,使銅沉積於盲孔內。藉由rGO的特殊結構及高導電性,可使孔內沉積的銅緻密而穩固。第一抗鍍乾膜上若附著rGO,則可能沉積一面銅層。
(d)面銅層可以蝕刻方式去除,露出的rGO及第一抗鍍乾膜則可使用酸性溶劑除去。
(e)以蝕刻方法除去不需導通的銅箔後,便完成填孔作業。
以下所舉實施例僅為說明本發明方法,本發明的範圍並不受其限制。此外,本說明書所謂通孔或盲孔,僅指鑽孔時電路板擊穿與否之差異。
實施例1(core layer通孔+build-up layer)
實施例1顯示在多層印刷電路板上形成線路及填孔的製程,其中芯基板的製程參見第1A、1B、1C圖,增層基板則參見第2A、2B、2C、2D圖。
步驟(a1) 提供一上、下表面分別覆有上、下銅箔20的絕緣芯基板10,銅箔20的厚度可為1~20um,絕緣芯基板10的厚度可為10~200um。在銅箔基板上預定位置進行雷射鑽孔,形成一通孔55。通孔55的直徑50~200um,通孔位於上、下銅箔的兩端分別為上開口55’及下開口55”。
步驟(a2) 對基板表面進行清潔、微蝕刻後,以熱壓滾輪使第二抗鍍乾膜30附著在銅箔20上。再以UV曝光、碳酸鈉顯影等程序製作線路圖形,並在下開口55”製作一直徑較大的圖形,以露出下開口55”的周緣。第二抗鍍乾膜30為市面上選用市面上大宗之材質,諸如:由聚乙烯膜、聚酯膜、光致抗合層…等材質。
步驟(a3) 對基板實施週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)電鍍程序,於線路圖形內沉積電鍍銅線路60,而下開口55”的周緣則形成環狀電鍍銅62。PPR電鍍程序的電鍍溶液包括CuSO4(80g/L),H2SO4(200g/L),氯離子(100ppm),添加劑可選用SCHLOETTER AF系列產品。正向電流密度可為1~3 ASD,正向與反向電流密度比為1:2或1:3,正向與反向電鍍時間通常設為比為20:1,實際最佳的電鍍參數與時間的確立須按照線路規格與需求而定。
步驟(a4) 除去第二抗鍍乾膜30。
步驟(a5)以真空貼合使第一抗鍍乾膜31附著在基板的上、下表面,再以曝光顯影技術於上開口55’製作一圖形,以形成盲孔。此圖形較上開口55’的直徑稍大,使周緣的銅箔露出。
步驟(b)將基板浸入調節劑水溶液中,使通孔55內部的絕緣材質部分及第一抗鍍乾膜31表面形成高分子層。接著,將基板浸入氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)水溶液中,使氧化石墨烯吸附並鍵結於高分子層。最後,將基板放入還原劑溶液,將GO還原形成還原氧化石墨烯(rGO)層40。圖中rGO層40僅為示意,實際厚度則可忽略。rGO因具有良好的導電性,故可達到金屬化效果。在此步驟中,全程皆使用酸性藥劑,避免第一抗鍍乾膜31剝離。步驟(b)中,調節劑水溶液濃度為1-10g/L,pH=3-6,溫度為25-60℃;浸泡1-10分鐘後,取出水洗並吹乾。調節劑可選用聚胺類之藥劑或四級胺相關化合物,諸如:SCHLOETTER公司的產品SLOTOGO 3710、SLOTOSIT PCB 3510、聚基銨含脲基聚合物(Polyquaternium-2,PQT-2)、聚乙烯基季銨鹽(Quaternary polyvinylimidazole,PVI)、聚乙烯亞胺(Polyethyleneimine,PEI)、聚二烯丙基二甲基氯化銨(Poly(diallyldimethylammonium chloride),PDACH)、聚酰胺-環氧氯丙烷(polyamidoamine-epiehlorohydrin,PAE)或超支化吉米奇季銨鹽(Hyperbranched Gemini quaternary ammonium salt,PN-320)。調節劑水溶液較佳操作範 圍為:4-10g/L,pH=3-5,溫度30-40℃。氧化石墨烯溶液濃度為0.1-1g/L,pH=2-4,溫度為20-45℃。GO水溶液較佳操作條件為:0.5-1g/L,pH=3-4,室溫;浸泡1-10分鐘後,取出水洗並吹乾。還原劑只要選用酸性藥劑皆可,諸如:SCHLOETTER公司的產品SLOTOGO 3730、氯化亞錫(SnCl2)、抗壞血酸、氫碘酸(HI)等。還原劑溶液pH=2-6,浸泡時間20-30分鐘,溶液溫度50-60℃,濃度0.01-1M,濃度依不同藥劑而有不同。
步驟(c) 以酸性清潔劑清洗基板,除去表面的雜質。再將基板浸入微蝕刻溶液中,除去氧化皮膜。最後將基板浸入電鍍溶液中進行電鍍作業,使銅離子沉積於通孔55內,形成電鍍銅填孔50。電鍍銅甚至溢出上開口55’,沉積在周緣的銅箔上。第一抗鍍乾膜31的表面亦有一面銅層。酸性清潔劑可使用SCHLOETTER公司的產品SLOTOCLEAN S20(0.5-5%),在15-30℃下清洗3-10分鐘。微蝕刻溶液可使用SCHLOETTER公司的產品SLOTOETCH 584(10-40g/L),在15-30℃下進行3-10分鐘。電鍍程序可使用市面上大宗的電鍍量產設備(垂直式連續電鍍線、龍門線、水平線…等等)、SCHLOETTER公司的Agesfol電鍍設備、S-Cell實驗槽或連續電鍍線等。電鍍溶液包括CuSO4(220g/L),H2SO4(40g/L),氯離子(60ppm),添加劑(載運劑、光澤劑與平整劑)皆可使用SCHLOETTER公司的SLOTOCOUP系列產品。電流密度為0.5-5.0 ASD,時間為30-150分鐘,總 消耗電量約為0.25~5Ah。較佳操作條件為電流密度、時間須依照產品的規格不同而異。但必定能少於現行量產的作業電流與時間。
步驟(d1) 以蝕刻或其他方法除去第一抗鍍乾膜31表面的面銅層,使表層的rGO層40暴露出。
步驟(d2) 以KOH或NaOH等鹼性藥劑將第一抗鍍乾膜31剝除,順帶移走暴露出的rGO層40。
步驟(e) 對基板進行蝕刻,將暴露的銅箔20除去,完成電鍍銅線路60及電鍍銅填孔50。
接著,在步驟(e)所得的芯基板上,以電鍍銅50作為層間導通,藉由增層基板擴充線路的配置。操作步驟如下。
步驟(a1’) 在芯基板兩面貼合增層基板11及銅箔21。在增層基板11及銅箔21對應電鍍銅填孔50的位置進行雷射鑽孔至電鍍銅50,形成具有上開口56’的盲孔56。盲孔56的底部即為電鍍銅50。
步驟(a2’) 對基板表面進行清潔、微蝕刻後,壓合第二抗鍍乾膜32。再以UV曝光、顯影等程序製作線路圖形;第二抗鍍乾膜32的材質可與第1A圖中第二抗鍍乾膜30相同。
步驟(a3’) 以PPR電鍍程序對基板實施電鍍,於線路圖形內沉積電鍍銅線路61。
步驟(a4’) 除去基板上的第二抗鍍乾膜32。
步驟(a5’)以真空貼合使第一抗鍍乾膜33附著在基板上,再以曝光顯影技術於盲孔56的上開口56’製作一直徑較大的圖形。第一抗鍍乾膜33的材質可與第一抗鍍乾膜31相同,皆為不耐鹼性溶液之材質。
步驟(b’)將基板浸入調節劑水溶液中,使第一抗鍍乾膜33表面及盲孔56內部絕緣材質部分形成高分子層。接著,將基板浸入氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)水溶液中,使氧化石墨烯吸附並鍵結於高分子層。最後,將基板放入還原劑溶液,將氧化石墨烯還原形成還原氧化石墨烯(rGO)層41。在此步驟中,全程使用酸性藥劑,以避免第一抗鍍乾膜33剝離。
步驟(c’)以酸性清潔劑清洗基板,除去表面的雜質。再將基板浸入微蝕刻溶液中,除去氧化皮膜。最後將基板浸入電鍍溶液中進行電鍍作業,使銅離子沉積於步驟(b’)的盲孔56中,形成電鍍銅填孔51。電鍍銅甚至溢出上開口56’的周緣。電鍍銅填孔51是由盲孔56底部的電鍍銅填孔50開始沉積,因此形成一連續的層間導通。
步驟(d1’)以蝕刻或其他方法除去基板表面的面銅層,使表層的rGO層41暴露出。
步驟(d2’)以KOH或NaOH等鹼性藥劑將第一抗鍍乾膜33剝除,順帶移走乾膜表層的rGO層41。
步驟(e’)對基板進行蝕刻,將暴露的銅箔21除去,完成線路及填孔。
藉由重複步驟(a1’)~(c4’),可形成一多層基板,各層基板之間則藉由電鍍填孔程序達到層間導通。
實施例2(core layer盲孔)
實施例2的操作步驟基本上與實施例1相同,不同之處在於一開始的芯基板為鑽盲孔,如第3圖所示。
步驟(a1) 提供一上、下表面覆有上、下銅箔20的芯基板10,在預定位置鑽一盲孔57至下銅箔20。盲孔57有一上開口57’及底部57”。
步驟(a2) 對基板表面進行清潔、微蝕刻後,以熱壓滾輪使第二抗鍍乾膜30附著在基板上。再以UV曝光、碳酸鈉顯影等程序製作線路及盲孔底部圖形。盲孔底部圖形的直徑較盲孔底部稍大。
步驟(a3)對基板實施週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)電鍍程序,於線路圖形內沉積電鍍銅線路60,而於盲孔底部圖形內沉積形成電鍍銅底座63。
步驟(a4) 除去基板上的第二抗鍍乾膜30。
步驟(a5) 以真空貼合使第一抗鍍乾膜31附著在基板的上、下表面,再以曝光顯影技術於上開口57’製作一圖形,以形成盲孔。此圖形較上開口57’的直徑稍大,使周緣的銅箔露出。
後續的rGO修飾及電鍍填孔程序與實施例1相同,故不再贅述。
實施例3
實施例3與實施例1、2差異較大,主要是鑽孔之前先貼合第一抗鍍乾膜,而線路製程則在填孔完成之後進行。詳細步驟請參見第4A、4B、4C圖,並說明如下。
步驟(a1) 提供一上下表面皆覆有銅箔22的基板12,並壓合第一抗鍍乾膜34於上表面的銅箔22上。
步驟(a2) 在預定位置鑽一盲孔58至下表面的銅箔22,並以電漿清除膠渣。盲孔58的兩端分別為上開口58’及底部58”。
步驟(b) 將還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)40修飾在基板的絕緣部分,主要為盲孔58的內壁。
步驟(c) 將基板浸入電鍍溶液中進行電鍍作業,使銅沉積於盲孔底部的銅箔22上,形成緻密而穩固的電鍍銅填孔52。第一抗鍍乾膜34表面亦形成面銅層。
步驟(d1) 除去第一抗鍍乾膜34表面的面銅層,露出表層的rGO層40。
步驟(d2) 以KOH或NaOH等鹼性藥劑將第一抗鍍乾膜34剝除,順帶移走乾膜表層的rGO層40。
步驟(e1) 在基板的表面壓合第二抗鍍乾膜35,並製作非導通圖形,亦即蓋住需導通的線路及填孔區域。
步驟(e2) 將非導通圖形內暴露的銅箔22蝕刻除去,留下蝕刻線路23。
步驟(e3) 將第二抗鍍乾膜35剝除,完成線路23及電鍍填孔52。
綜上,本發明在印刷電路板上填孔的方法具有下列特徵及優點:
1.因傳統的半加成製程,電鍍銅作業線路需同時兼顧盲孔填充的需求,難以達成整板銅厚一致性與線型方正性之要求,因此,本發明提出將盲孔與線路各別獨立作業之方法,可避開傳統流程上容易面臨的難題。其中,不但能選擇最適於線路的電鍍條件作業,還能以rGO金屬化修飾孔壁,使盲孔於此製程的設計上能從底部送電的電鍍型態簡化填孔的難度;降低盲孔孔中包孔的機率。
2.線路作業主要可透過反向脈衝電鍍程序,搭配低銅高酸的電鍍銅藥浴於設備流場最適化的條件下作業,達成電路板疏密線路間銅厚一致性與獨立線型方正性之要求。
3.本製程中有關金屬化製程部分(步驟f1),由於涉及乾膜之運用,無法採行現行金屬化技術(化銅、黑影…),因礙於其鹼性作業而乾膜材質有不耐鹼性藥水之困擾,而無法使用。
4.本發明可使用酸性溶液的rGO作業金屬化,不但可以免除乾膜溶解的疑慮,還能利用rGO之優勢達成均勻填孔的需求。此外,rGO金屬化可透過作業參數調整,控制其電導性,使得電鍍過程中板面上的湧鍍情形大幅下降,可使電量集中於盲孔孔中增厚,大幅修正填孔均勻性之問題。
5.相較於前案,申請號106113528-印刷電路板線路的方法,雖同為填孔與線路各別獨立作業,但兩者主要差異在於:
(1)、盲孔填孔形態不同:申請號106113528之盲孔主要仍是仰賴電鍍添加劑的機制,達成整板盲孔填充並實現面銅超薄之工藝。而本發明則以rGO當導電層,搭配底部送電的電鍍形式作業盲孔,可增大添加劑的管控範圍,且無須考量電鍍系統中填孔爆發的時間機制,即可達成超級填充。此外,還可透過控制rGO之作業參數,降低面上的爬鍍情形,使蝕刻面銅的工序簡易。
(2)、細線路作業極限不同:申請號106113528之線路主要是待盲孔鍍銅完成後,再蓋乾膜以PPR電鍍作業線路,接著移去乾膜後蝕刻鍍銅層與銅箔層,完成線路,但此法礙於鍍銅層仍有一定的厚度,作業15um/15um的線寬線距等級仍有一定的困難度。而本發明只需考慮蝕刻銅箔層的厚度,因此,能夠輕鬆作業15um或15um以下的線路等級。
6.相較於前案,申請號105134459-印刷電路板的線路與層間導通製造方法,其主要差異如下:
(1)層間導通之盲孔設計不同:申請號105134459主要是強調在無盲孔底墊的設計下,直接鑽孔並金屬化修飾盲孔,其優勢主要是利用無底墊的設計使層間讓出許多空間作業線路。而本案並無修改電路板的設計,依循傳統的製造流程作業層間導通孔,利用其他製程步驟來達到細線路作業的可行性。
(2)基板有無銅箔之設計:申請號105134459仿照全加成製程設計,基板無銅箔,藉由金屬化修飾非導電基材後直接整板電鍍,最後蝕刻電鍍銅,使基材表面之線路成型的作業方法。而本案的電路板設計主要是利用含銅箔的基板作業,藉著乾膜製程的搭配使細線路作業得以完成,其中,線路成型的蝕刻段主要是針對基板上原先的基材銅作處理。
10:芯基板
20:銅箔
31:第一抗鍍乾膜
40:rGO層
50:電鍍銅填孔
60:電鍍銅線路
62:環狀電鍍銅

Claims (20)

  1. 一種在印刷電路板上優化填孔的方法,包括下列步驟:(a)提供一上表面覆有銅箔及第一抗鍍乾膜的基板,於預定位置設有一盲孔,該盲孔有一上開口,且內壁為絕緣材質,該第一抗鍍乾膜有一對應的上開口圖形,且不溶於非鹼性溶液;(b)將還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)修飾在該盲孔內的絕緣材質上;(c)對該基板進行電鍍作業,使銅沉積於該盲孔內;(d)除去基板表面的rGO及該第一抗鍍乾膜;及(e)除去不需導通的銅箔。
  2. 如請求項1的方法,其中,步驟(a)包括下列步驟:提供一上表面覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽孔;壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成盲孔。
  3. 如請求項1的方法,其中,步驟(a)包括下列步驟:提供一上表面覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽孔;壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作線路圖形;實施電鍍程序,使銅沉積於線路圖形內;除去第二抗鍍乾膜;壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成盲孔。
  4. 如請求項3的方法,其中,步驟(a)係實施週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)垂直電鍍程序。
  5. 如請求項1的方法,其中,步驟(a)包括下列步驟:提供一上下表面皆覆有銅箔的基板,於該基板預定位置 鑽通孔或盲孔,則通孔或盲孔分別有一下開口或底部;壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作下開口周緣或底部圖形;實施電鍍程序,使銅沉積於下開口周緣或底部圖形內;除去第二抗鍍乾膜;壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成盲孔。
  6. 如請求項5的方法,其中,步驟(a)係實施週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)垂直電鍍程序。
  7. 如請求項5的方法,其中,第二抗鍍乾膜同時製作線路圖形,實施電鍍程序時,使銅亦沉積於線路圖形內。
  8. 如請求項1的方法,其中,步驟(a)的第一抗鍍乾膜的上開口圖形露出上開口周緣的銅箔,使步驟(c)的銅沉積於上開口的周緣。
  9. 如請求項1的方法,其中,步驟(a)包括下列步驟:提供一上表面覆有銅箔的基板;壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上;於該基板預定位置鑽孔。
  10. 如請求項1的方法,其中,步驟(b)係先使第一抗鍍乾膜表面及盲孔內絕緣材質部分形成高分子層,再使氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)吸附並鍵結於高分子層,最後將GO還原形成還原氧化石墨烯(rGO)。
  11. 如請求項1的方法,其中,步驟(c)的銅並沉積於第一抗鍍乾膜表面,形成面銅層。
  12. 如請求項11的方法,其中,步驟(d)包括下列步驟:除去面銅層,使表層的rGO暴露出;除去基板表面的rGO及第一抗鍍乾膜。
  13. 如請求項1的方法,其中,步驟(e)包括下列步驟:壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作非導通圖形,亦即蓋 住欲導通的區域;除去非導通圖形內的銅箔;除去第二抗鍍乾膜。
  14. 一種在印刷電路板上優化填孔及製作細線路的方法,包括下列步驟:(a1)提供一上表面覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽孔,該孔有一上開口,且內壁為絕緣材質;(a2)壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作線路圖形;(a3)實施電鍍程序,使銅沉積於線路圖形內;(a4)除去第二抗鍍乾膜;(a5)壓合第一抗鍍乾膜在銅箔上,製作上開口圖形,以形成一盲孔,且該第一抗鍍乾膜不溶於非鹼性溶液;(b)將還原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)修飾在該盲孔內的絕緣材質上;(c)對該基板進行電鍍作業,使銅沉積於該盲孔內;(d)除去基板表面的rGO及該第一抗鍍乾膜;及(e)除去不需導通的銅箔。
  15. 如請求項14的方法,其中,步驟(a3)係實施週期性反向脈衝(Periodic Pulse Reverse,PPR)垂直電鍍程序。
  16. 如請求項14的方法,其中:步驟(a1)係提供一上下表面皆覆有銅箔的基板,於該基板預定位置鑽通孔或盲孔,則通孔或盲孔分別有一下開口或底部;步驟(a2)係壓合第二抗鍍乾膜在銅箔上,製作線路圖形以及下開口周緣或底部圖形;步驟(a3)係實施電鍍程序,使銅沉積於線路圖形內以及下開口周緣或底部圖形內。
  17. 如請求項14的方法,其中,步驟(a5)的第一抗鍍乾膜的上開口圖形露出上開口周緣的銅箔,使步驟(c)的銅沉積 於上開口的周緣。
  18. 如請求項14的方法,其中,步驟(b)係先使第一抗鍍乾膜表面及盲孔內絕緣材質部分形成高分子層,再使氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)吸附並鍵結於高分子層,最後將GO還原形成還原氧化石墨烯(rGO)。
  19. 如請求項14的方法,其中,步驟(c)的銅並沉積於第一抗鍍乾膜表面,形成面銅層。
  20. 如請求項19的方法,其中,步驟(d)係先除去該面銅層,使表層的rGO暴露出,再除去基板表面的rGO及該第一抗鍍乾膜。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116321812A (zh) * 2023-02-20 2023-06-23 安捷利(番禺)电子实业有限公司 一种5g高频lcp材料埋嵌精细线路的加工方法
CN119072028B (zh) * 2024-08-27 2025-10-03 南通康源电路科技有限公司 选择性侧壁凹陷且金属化的hdi印制线路板的制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103491728A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 电子科技大学 一种印制电路板盲孔和精细线路的加工方法
TW201817297A (zh) * 2016-10-25 2018-05-01 萬億股份有限公司 印刷電路板的線路與層間導通之製造方法
TW201839180A (zh) * 2017-04-21 2018-11-01 萬億股份有限公司 製造印刷電路板線路的方法
CN112261801A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 惠州市特创电子科技有限公司 多层线路板的制作方法及多层线路板

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI450666B (zh) * 2007-11-22 2014-08-21 Ajinomoto Kk 多層印刷配線板之製造方法及多層印刷配線板
JP6406841B2 (ja) * 2014-03-24 2018-10-17 アトテック・ドイチュラント・ゲーエムベーハーAtotech Deutschland Gmbh 金属層形成方法およびプリント回路基板製造方法
US9756736B2 (en) * 2015-05-31 2017-09-05 Kiyokawa Plating Industry Co., Ltd Process for producing a wiring board
TWI658764B (zh) * 2017-09-12 2019-05-01 National Chung Hsing University 在印刷電路板上製造銅柱的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103491728A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 电子科技大学 一种印制电路板盲孔和精细线路的加工方法
TW201817297A (zh) * 2016-10-25 2018-05-01 萬億股份有限公司 印刷電路板的線路與層間導通之製造方法
TW201839180A (zh) * 2017-04-21 2018-11-01 萬億股份有限公司 製造印刷電路板線路的方法
CN112261801A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 惠州市特创电子科技有限公司 多层线路板的制作方法及多层线路板

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