TWI869009B

TWI869009B - 電路板及其製造方法

Info

Publication number: TWI869009B
Application number: TW112141410A
Authority: TW
Inventors: 薛安; 唐攀; 高震
Original assignee: 大陸商宏恆勝電子科技（淮安）有限公司; 大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司; 鵬鼎科技股份有限公司
Priority date: 2023-10-27
Filing date: 2023-10-27
Publication date: 2025-01-01
Also published as: TW202518969A

Abstract

一種電路板，包含板體、空腔開口、供電線路、金屬壁層及多個屏蔽盲孔。板體具有上表面及與上表面相對的下表面。空腔開口設置於板體中，且具有底部及環繞底部的階梯狀側壁，階梯狀側壁與上表面連接。供電線路設置於底部上。金屬壁層設置於階梯狀側壁上，且與供電線路電性分離。屏蔽盲孔設置於板體中，且位於底部與下表面之間。

Description

電路板及其製造方法

本發明是有關於一種電路板及其製造方法，特別是有關於一種具有側壁呈階梯狀的空腔開口的電路板及其製造方法。

隨著電子產品往輕型化、小型化方向發展，越來越多的產品將空腔波導與電路板結合，藉由空氣的低訊號損耗特性，空腔波導能完整地傳遞訊號，其中空腔波導例如可應用於車用雷達產品。然而，以壓合多層結構來形成具有空腔的電路板可能會產生空腔槽體對位偏差、空腔側壁的金屬層不連續及流膠溢入空腔等問題，導致良率難以提升，甚至下降。

本發明至少一實施例提供一種具有階梯狀側壁的空腔開口及設置於階梯狀側壁上的金屬壁層的電路板，能提升電路板的集成性。

本發明至少一實施例提供上述電路板的製造方法，以幫助提升上述電路板的良率。

本發明至少一實施例所提出的一種電路板，包含板體、空腔開口、供電線路、金屬壁層及多個屏蔽盲孔。板體具有上表面及與上表面相對的下表面。空腔開口設置於板體中，且具有底部及環繞底部的階梯狀側壁，階梯狀側壁與上表面連接。供電線路設置於底部上。金屬壁層設置於階梯狀側壁上，且與供電線路電性分離。屏蔽盲孔設置於板體中，且位於底部與下表面之間。

在本發明至少一實施例中，於所述下表面的法線方向上，所述多個屏蔽盲孔不與所述供電線路重疊。

在本發明至少一實施例中，所述板體包含底層、中間層及頂層。底層具有所述下表面，所述多個屏蔽盲孔設置於底層中。中間層設置於底層上。頂層設置於中間層上，且具有所述上表面。

在本發明至少一實施例中，所述空腔開口包含中間開口及頂部開口。中間開口設置於所述中間層中，且具有中間側壁並具有中間開口寬度。頂部開口設置於所述頂層中，且具有頂部側壁並具有頂部開口寬度，頂部開口寬度大於中間開口寬度。

在本發明至少一實施例中，所述金屬壁層包含底部區段、中間區段及頂部區段。底部區段設置於所述底部上。中間區段設置於所述中間側壁上並連接底部區段。頂部區段設置於所述頂部側壁上並連接中間區段。

在本發明至少一實施例中，所述頂部區段延伸至所述上表面。

在本發明至少一實施例中，所述中間層包含第一子層及第二子層。第一子層設置於所述底層上。第二子層設置於第一子層上。

在本發明至少一實施例中，所述中間開口包含第一開口及第二開口。第一開口設置於所述第一子層中，且具有第一側壁並具有第一開口寬度。第二開口設置於所述第二子層中，且具有第二側壁並具有第二開口寬度，第二開口寬度大於第一開口寬度。

在本發明至少一實施例中，所述中間區段包含第一區段及第二區段。第一區段設置於所述第一側壁上並連接所述底部區段。第二區段設置於所述第二側壁上並連接第一區段及所述頂部區段。

本發明至少一實施例所提出的一種電路板的製造方法，包含提供底層線路結構，具有頂面及與頂面相對的底面。於頂面貼合可剝膠體。提供中間層線路結構及頂層線路結構。將中間層線路結構設置於底層線路結構與頂層線路結構之間，以形成線路疊層。於底面形成多個屏蔽盲孔。移除部分線路疊層以形成暫時開口及被第一暫時開口圍繞的暫時線路疊層，暫時開口暴露部分底層線路結構並具有暫時側壁。於暫時側壁上形成初始金屬壁層。移除部分暫時線路疊層以暴露可剝膠體及移除部分初始金屬壁層以形成金屬壁層。移除可剝膠體及位於可剝膠體上的剩餘暫時線路疊層以形成空腔開口，空腔開口具有底部及環繞底部的階梯狀側壁，金屬壁層位於階梯狀側壁上。形成供電線路，供電線路位於底部上並與金屬壁層電性分離。

在以下的內文中，為了清楚呈現本發明的技術特徵，圖式中的元件（例如層、膜、基板以及區域等）的尺寸（例如長度、寬度、厚度與深度）會以不等比例的方式放大，而且有的元件數量會減少。因此，下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件數量以及元件所呈現的尺寸與形狀，而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如，圖式所示的平坦表面可以具有粗糙及/或非線性的特徵，而圖式所示的銳角可以是圓的。所以，本發明圖式所呈示的元件主要是用於示意，並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀，也非用於限制本發明的申請專利範圍。

其次，本發明所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍，而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍，其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定，而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。舉例而言，兩物件（例如基板的平面或走線）「實質上平行」或「實質上垂直」，其中「實質上平行」與「實質上垂直」分別代表這兩物件之間的平行與垂直可包含允許偏差範圍所導致的不平行與不垂直。

本發明所使用的空間相對用語，例如「下方」、「之下」、「上方」、「之上」等，這是為了便於敘述一元件或特徵與另一元件或特徵之間的相對關係，如圖中所繪示。這些空間上的相對用語的真實意義包含其他的方位。例如，當圖示上下翻轉180度時，一元件與另一元件之間的關係，可能從「下方」、「之下」變成「上方」、「之上」。此外，本發明所使用的空間上的相對敘述也應作同樣的解釋。

應當可以理解的是，雖然本發明可能會使用到「第一」、「第二」、「第三」等術語來描述各種元件或者特徵，但這些元件或者特徵不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一特徵與另一特徵。另外，本發明所使用的術語「或」，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

雖然本發明中利用一系列的操作或步驟來說明製造方法，但是這些操作或步驟所示的順序不應被解釋為本發明的限制。例如，某些操作或步驟可以按不同順序進行及/或與其它步驟同時進行。此外，在此所述的每一個操作或步驟可以包含數個子步驟或動作。

此外，本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本發明的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種實施例的組合、修改與變更。

圖1是本發明至少一實施例的電路板的局部剖面示意圖。請參閱圖1，電路板1包含板體10、空腔開口20、供電線路PC、金屬壁層30及多個屏蔽盲孔BH。板體10具有上表面US及與上表面US相對的下表面LS。空腔開口20設置於板體10中，且具有底部BT及環繞底部BT的階梯狀側壁SW，階梯狀側壁SW與上表面US連接。供電線路PC設置於底部BT上。金屬壁層30設置於階梯狀側壁SW上，且與供電線路PC電性分離。屏蔽盲孔BH設置於板體10中，且位於底部BT與下表面LS之間。

藉由上述的結構設計，將具有階梯狀側壁的空腔開口設置於電路板的板體中，以形成具有垂直空腔波導結構的電路板，易於將空腔波導結構結合於電路板中，進而提升電路板的集成性。因空腔開口內可存有空氣，所以空腔開口具有較小的介電常數，故可提高訊號傳輸能力。此外，將金屬壁層設置於前述階梯狀側壁上以提升屏蔽能力，可減少輻射耗損。

請繼續參閱圖1，板體10包含底層11、設置於底層11上的中間層12及設置於中間層12上的頂層13。頂層13設置於中間層12上且具有上表面US，而底層11具有下表面LS，屏蔽盲孔BH設置於底層11中。如圖1所示，底層11、中間層12及頂層13可包含絕緣層（未標示）及線路層（未標示）。此外，於下表面LS的法線方向上，屏蔽盲孔BH不與供電線路PC重疊。如圖1所示，屏蔽盲孔BH透過位於底部BT的線路層電連接金屬壁層30，且屏蔽盲孔BH電連接位於下表面LS上的金屬覆層（未標示），藉由前述設計可進一步提升金屬壁層30及屏蔽盲孔BH屏蔽能力。

空腔開口20包含中間開口21及頂部開口22。中間開口21設置於中間層12中且具有中間側壁SWM，頂部開口22設置於頂層13中且具有頂部側壁SWU。如圖1所示，中間開口21具有中間開口寬度W1、W2，頂部開口22具有頂部開口寬度W，而頂部開口寬度W大於中間開口寬度W1、W2。藉由前述開口寬度的設計，中間側壁SWM及頂部側壁SWU可形成上述階梯狀側壁SW。

金屬壁層30包含底部區段31、中間區段32及頂部區段33。底部區段31設置於空腔開口20的底部BT上，中間區段32設置於中間側壁SWM上並連接底部區段31，頂部區段33設置於頂部側壁SWU上並連接中間區段32。換句話說，底部區段31設置於底層11的頂面上，中間區段32設置於中間層12的側面上並連接底部區段31，頂部區段33設置於頂層13的側面上並連接中間區段32。因此，金屬壁層30為連續完整的金屬層形成於階梯狀側壁SW，故可具有較佳的屏蔽能力及較高的可靠度。在一些實施例中，頂部區段33可延伸至板體10的上表面US，即頂層13的頂面。

請繼續參閱圖1，中間層12包含第一子層121及第二子層122，第一子層121設置於底層11上，第二子層122設置於第一子層121上，而第一子層121及第二子層122可包含絕緣層（未標示）及線路層（未標示）。中間開口21包含第一開口211及第二開口212，第一開口211設置於第一子層121中，且具有第一側壁SW1並具有第一開口寬度W1，第二開口212設置於第二子層122中，且具有第二側壁SW2並具有第二開口寬度W2，第二開口寬度W2大於第一開口寬度W1。藉由前述開口寬度的設計，頂部側壁SWU及中間側壁SWM的第一側壁SW1及第二側壁SW2可形成上述階梯狀側壁SW。

如圖1所示，中間區段32包含第一區段321及第二區段322，第一區段321設置於第一側壁SW1上並連接底部區段31，第二區段322設置於第二側壁SW2上並連接第一區段321及頂部區段33。換句話說，第一區段321設置於第一子層121的側面及頂面上並連接底部區段31，第二區段322設置於第二子層122的側面及頂面上並連接第一區段321及頂部區段33。

圖2A到圖2M是本發明至少一實施例的電路板在不同製程階段的局部剖面圖。請參閱圖2A到圖2C，如圖2A所示，提供底層線路結構11’，其具有頂面S1及與頂面S1相對的底面S2。如圖2B所示，於頂面S1貼合可剝膠體G。如圖2C所示，提供中間層線路結構12’及頂層線路結構13’，將中間層線路結構12’設置於底層線路結構11’與頂層線路結構13’之間，以形成線路疊層10’。在一些實施例中，線路疊層10’可由增層法形成。此外，線路疊層10’具有初始上表面US’及與初始上表面US’相對的初始下表面LS’，而初始下表面LS’即為底層線路結構11’的底面S2。

請參閱圖2D到圖2F，於底面S2形成多個屏蔽盲孔BH。首先，如圖2D所示，於底面S2形成多個初始盲孔BH’。在一些實施例中，初始盲孔BH’可由雷射鑽孔製程形成。接著，如圖2E所示，於初始盲孔BH’的孔壁上形成盲孔金屬層BM。在一些實施例中，盲孔金屬層BM可利用無電電鍍而形成，其中盲孔金屬層BM的材料可包含銅。如圖2F所示，於初始盲孔BH’內形成金屬材料F，以形成屏蔽盲孔BH，其中金屬材料F可利用有電電鍍而形成。或者，金屬材料F可以是銅膏或銀膠等導電膠體。

請參閱圖2G，於線路疊層10’的初始上表面US’及初始下表面LS’分別形成金屬覆層CL。在一些實施例中，金屬覆層CL可由有電電鍍程形成，金屬覆層CL的材料可包含銅。

請參閱圖2H，移除部分線路疊層10’以形成暫時開口20’及被暫時開口20’圍繞的暫時線路疊層TL，暫時開口20’暴露部分底層線路結構11’並具有暫時側壁TSW。詳細而言，自線路疊層10’的初始上表面US’往下移除部分線路疊層10’以形成暫時開口20’，暫時開口20’暴露部分底層線路結構11’且具有階梯狀的暫時側壁TSW。在一些實施例中，暫時開口20’可由機械加工製程形成，例如外型切割（routing）。如圖2H所示，暫時開口20’暴露底層線路結構11’、中間層線路結構12’及頂層線路結構13’的線路層（未標示），藉由各線路層的位置可判斷撈槽的垂直深度及水平位置，以提升撈槽的定位精度。

請參閱圖2I，於暫時側壁TSW上形成初始金屬壁層30’。在一些實施例中，初始金屬壁層30’可由無電電鍍與有電電鍍形成，其中初始金屬壁層30’的材料可包含銅。在一些實施例中，初始金屬壁層30’可由有電電鍍形成，如圖2I所示，暫時開口20’所暴露的底層線路結構11’、中間層線路結構12’及頂層線路結構13’的線路層可提升電鍍速率並提高鍍膜的均勻性，亦可減少轉折處鍍膜的膜厚過薄，甚至是斷線的問題。

請參閱圖2J，移除部分暫時線路疊層TL以暴露可剝膠體G及移除部分初始金屬壁層30’以形成金屬壁層30。詳細而言，自暫時線路疊層TL的頂面往下移除部分暫時線路疊層TL以暴露可剝膠體G，並同時移除位於暫時線路疊層TL的頂面及側面的部分初始金屬壁層30’以形成金屬壁層30。在一些實施例中，部分暫時線路疊層TL及部分初始金屬壁層30’可由機械加工製程（例如外型切割）移除。

請參閱圖2K，移除可剝膠體G及位於可剝膠體G上的剩餘暫時線路疊層TL以形成空腔開口20。空腔開口20具有底部BT及環繞底部的階梯狀側壁SW，金屬壁層30位於階梯狀側壁SW上。

請參閱圖2L，形成供電線路PC，供電線路PC位於底部BT上並與金屬壁層30電性分離。在一些實施例中，供電線路PC可由微影製程及蝕刻製程形成。如圖2L所示，線路疊層10’形成板體10，底層線路結構11’、中間層線路結構12’及頂層線路結構13’分別形成板體10的底層11、中間層12及頂層13。

請參閱圖2M，可於板體10的上表面US上及下表面LS上形成防焊層SM及表面處理層SF以完成電路板1。在一些實施例中，防焊層SM可由印刷製程形成，防焊層SM的材料可為油墨或樹脂。在一些實施例中，表面處理層SF可由鍍錫製程或噴錫製程形成。或者，表面處理層SF也可以是鎳金層。然而，本發明並不以此為限，在其他實施例中，亦可不形成防焊層SM及表面處理層SF即可完成電路板1，如圖2L所示。

綜上所述，在以上本發明至少一實施例的電路板及其製造方法，可將具有階梯狀側壁的空腔開口設置於電路板的板體中，以形成具有垂直空腔波導結構的電路板，易於將空腔波導結構結合於電路板中，進而提升電路板的集成性。因空腔開口內可存有空氣，所以空腔開口具有較小的介電常數，故可提高訊號傳輸能力。再者，將金屬壁層設置於前述階梯狀側壁上以提升屏蔽能力，可減少輻射耗損。此外，以上本發明至少一實施例的電路板製造方法以移除線路結構的方式形成空腔開口，可避免空腔槽體對位偏差及流膠溢入空腔等問題，且以一次性電鍍的方式形成金屬壁層，可減少金屬壁層不連續或不完整等問題，進而提高良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1:電路板

10:板體

10’:線路疊層

11:底層

11’:底層線路結構

12:中間層

12’:中間層線路結構

13:頂層

13’:頂層線路結構

121:第一子層

122:第二子層

20:空腔開口

20’:暫時開口

21:中間開口

22:頂部開口

211:第一開口

212:第二開口

30:金屬壁層

30’:初始金屬壁層

31:底部區段

32:中間區段

33:頂部區段

321:第一區段

322:第二區段

BH:屏蔽盲孔

BH’:初始盲孔

BT:底部

G:可剝膠體

LS:下表面

LS’:初始下表面

PC:供電線路

S1:頂面

S2:底面

SF:表面處理層

SM:防焊層

SW:階梯狀側壁

SW1:第一側壁

SW2:第二側壁

SWM:中間側壁

SWU:頂部側壁

TL:暫時線路疊層

TSW:暫時側壁

US:上表面

US’:初始上表面

W:頂部開口寬度

W1:第一開口寬度

W2:第二開口寬度

圖1是本發明至少一實施例的電路板的局部剖面示意圖；以及圖2A到圖2M是本發明至少一實施例的電路板在不同製程階段的局部剖面圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無