TWI912155B - 電路板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電路板及其製造方法，此電路板包含兩個線路基板。線路基板彼此相對設置，且兩者之間具有間隙層，每一個線路基板包含線路層以及設置於線路層上的磁性材料層，且磁性材料層具有極性相反的第一磁極以及第二磁極。第一磁極位於線路層以及第二磁極之間，且其中一線路基板的磁性材料層面對另一線路基板的磁性材料層，而其中一磁性材料層的第二磁極以及另一磁性材料層的第二磁極之間形成一排斥力。

Description

電路板及其製造方法

本發明是有關於一種電路板，特別是指一種多層板電路板。

現今多層板電路板結構中的層數大於或者等於四層，而各層之間是依靠接合膠層及導電銅層分別進行結構的連接以及電性連接。然而，由於上述結構連接的限制，使得層與層之間無法達成相對位移。在多功能化終端電子產品趨勢下，這種結構將大幅限制多層板功能的應用。

因此，本發明提供了一種電路板，藉以實現電路板中相鄰兩層之間的相對位移。

本發明至少一實施例還提供一種製造上述電路板的方法。

本發明至少一實施例提供一種電路板，包含兩個線路基板。線路基板彼此相對設置，且線路基板之間具有一間隙層，每一個線路基板包含一線路層以及設置於線路層上的一磁性材料層，且磁性材料層具有極性相反的一第一磁極以及一第二磁極。第一磁極位於線路層以及第二磁極之間，且線路基板的其中一者的磁性材料層面對另一線路基板的磁性材料層，而磁性材料層其中一者的第二磁極以及另一磁性材料層的第二磁極之間形成一排斥力。

本發明還提供了一種電路板的製造方法，包含提供一絕緣基板；在絕緣基板上形成一導電層；在導電層上形成一第一磁性材料層，且第一磁性材料層具有極性相反的一第一磁極以及一第二磁極，第一磁極位於導電層以及第二磁極之間；在第一磁性材料層上形成一可移除材料，其中第一磁性材料層位於導電層以及可移除材料之間；在可移除材料上形成一第二磁性材料層，可移除材料位於第二磁性材料層以及第一磁性材料層之間；在第二磁性材料層上形成一第一線路層，第二磁性材料層位於第一線路層以及可移除材料之間；在形成第一線路層之後，在第一磁性材料層、可移除材料以及第二磁性材料層中形成多個柔性導電結構，柔性導電結構電性連接至導電層。

基於上述，本發明至少一實施例通過磁性材料層中的相反磁極來提供一排斥力，使兩層線路基板彼此之間不直接接觸，但通過柔性連接結構連接（包含電性連接）兩線路基板。如此，可以在未影響兩線路基板之間的電性連接下，使線路基板其中一者因外力產生的位移或變形不會帶動另一線路基板，進而提供電路板內部元件（例如，線路基板）相對位移的可行性。

本發明將以下列實施例進行詳細說明。須注意的是， 以下本發明實施例的敘述在此僅用於舉例說明， 並非旨在詳盡無遺地揭示所有實施態樣或是限制本發明的具體實施態樣。舉例而言，敘述中之「第一特徵形成於第二特徵上」包含多種實施方式，其中涵蓋第一特徵與第二特徵直接接觸，亦涵蓋額外的特徵形成於第一特徵與第二特徵之間而使兩者不直接接觸。此外，圖式及說明書中所採用的相同元件符號會盡可能表示相同或相似的元件。

空間相對的詞彙，例如「下層的」、「低於」、「下方」、「高於」、「上方」等相關詞彙，於此用以簡單描述如圖所示之元件或特徵與另一元件或特徵的關係。這些空間相對的詞彙除了圖中所描繪的轉向之外，也涵蓋在使用或操作裝置時的不同的轉向。此外，當元件可旋轉（旋轉90度或其他角度）時，在此使用之空間相對的描述語也可作對應的解讀。

更甚者，當以「大約」、「約」等描述一數字或一數字範圍時，該詞彙旨在涵蓋合理範圍內之數字，且須考量到本領域的基本技術人員在製造過程中，所能理解之自然差異。數字範圍涵蓋包含所描述之數字的合理範圍，舉例而言，在所描述之數字的+/-10%內，是基於已知之製造公差，該公差數字與該製造特徵具備之特性有關。例如，具有「大約5奈米」厚度的材料層可以涵蓋從4.25奈米至5.75奈米之尺寸範圍，其中關於沉積該材料層的製造公差+/-15％，皆為本領域的基本技術人員所知 。 進一步而言，本發明可能會在各種示例中重複標號以及/或標示。此重複是為了簡化並清楚說明，而非意圖表明該處所討論的各種實施方式以及/或配置之間的關係。

本發明提供一種電路板100。請參考圖1，電路板100包含線路基板110與線路基板120以及柔性連接結構130。線路基板110與線路基板120彼此相對設置，且線路基板110以及線路基板120之間具有間隙層150。每一個線路基板包含一線路層以及一磁性材料層。詳細來說，線路基板110包含線路層112以及磁性材料層114，而線路基板120包含線路層122以及磁性材料層124。

磁性材料層114設置於線路層112上，且磁性材料層114具有極性相反的第一磁極114S以及第二磁極114N。另一方面，磁性材料層124設置於線路層122上，且磁性材料層124也具有極性相反的第一磁極124S以及第二磁極124N。第一磁極114S位於線路層112以及第二磁極114N之間，而第一磁極124S則位於線路層122以及第二磁極124N之間。

特別一提的是，線路基板110的磁性材料層114面對線路基板120的磁性材料層124。換言之，磁性材料層114以及磁性材料層124位於線路層112以及線路層122之間，且磁性材料層114的第二磁極114N面對磁性材料層124的第二磁極124N。由於第一磁極114S以及第一磁極124S的磁性相反於第二磁極114N以及第二磁極124N，故第二磁極114N以及第二磁極124N兩者之間形成一排斥力RF1。

磁性材料層114以及磁性材料層124可以包含磁性薄膜材料（magnetic thin film material），此磁性薄膜材料可以是厚度在1µm以下的強磁性材。舉例來說，可以包含例如鐵氧體薄膜材料等鐵磁性材料或者亞鐵磁性材料，其中鐵氧體薄膜材料可以是由鐵、氧以及其他金屬元素（例如，鋅、鎳、錳、鈷等）通過特定製程而形成的薄膜形態。

除此之外，線路基板110還包含一層導電層115、一絕緣基板116以及一層接合層118。導電層115設置於磁性材料層114以及線路層112之間，絕緣基板116設置於線路層112以及導電層115之間，而接合層118設置於絕緣基板116以及磁性材料層114之間。另一方面，線路基板120則包含一層接合層128，此接合層128設置於線路層122上，且線路層122位於磁性材料層124以及接合層128之間。

在本實施例中，線路基板110的導電層115可以包含銅或者類似的金屬材料。絕緣基板116可以包含例如聚醯亞胺（polyimide；PI）或類似的絕緣材料。接合層118以及接合層128可以包含例如環氧樹脂膠或類似的絕緣接著材料。

柔性連接結構130設置於線路基板110以及線路基板120之間，並且連接線路基板110以及線路基板120。線路基板110通過柔性連接結構130而電性連接至線路基板120。詳細來說，柔性連接結構130的兩端分別連接線路基板110的線路層112以及線路基板120的線路層122，以在線路層112以及線路層122之間形成電性連接。

柔性連接結構130分布於間隙層150，且柔性連接結構130還包含導電材料135以及接合層138。導電材料135連接線路基板110以及線路基板120，且線路基板110的線路層112通過導電材料135連接至線路基板120的線路層122。接合層138包覆於導電材料135的外表面135s，並且完全覆蓋此外表面135s，以將導電材料135與間隙層150隔絕。導電材料135可以包含銅或者類似的金屬材料，而接合層138則可以包含環氧樹脂膠或類似的絕緣接著材料。

在本實施例中，電路板100還包括電子元件160以及柔性導電結構170。電子元件160設置於線路基板120上，且線路基板120位於電子元件160以及線路基板110之間。詳細來說，電子元件160設置於線路基板120的接合層128上，其中接合層128位於電子元件160以及線路層122之間。

柔性導電結構170設置於線路基板110以及電子元件160之間。如圖1所示，柔性導電結構170自線路基板120通過間隙層150，並且延伸至線路基板110中的導電層115，且電子元件160通過柔性導電結構170電性連接至線路基板110（以及／或者線路基板120）。

特別一提的是，電路板100還包含多個接墊102以及多個焊接材料（未繪示），這些接墊102設置於線路基板120的接合層128以及電子元件160之間，而焊接材料則設置於接墊102以及電子元件160之間。電子元件160可以通過焊接材料連接至接墊102，並且通過接墊102而連接至柔性導電結構170。也就是說，電子元件160可以通過焊接材料以及接墊102而電性連接至柔性導電結構170。

請參考圖2，在另一實施例中，電路板100還可以包含電子元件180。電子元件180設置於線路基板110上，並且電性連接至線路基板110。線路基板110位於電子元件160以及電子元件180之間。電子元件160以及電子元件180可以是例如電晶體的主動元件，也可以是例如電容及電感等被動元件。此外，在其他實施例中，電子元件160也可以通過例如打件（wire bonding）的方式電性連接至線路基板120。

請回到圖1，線路基板110以及線路基板120還包含多個通孔TH1以及通孔TH2。這些通孔分布於線路層以及磁性材料層內，並且連通線路基板的相對兩側。詳細來說，通孔TH1位於線路層112以及磁性材料層114內，並且連通線路基板110的相對兩側，而通孔TH2位於線路層122以及磁性材料層124內，並且連通線路基板120的相對兩側。通孔TH1以及通孔TH2可以提供線路基板110以及線路基板120在相對位移的過程中釋放應力，以降低線路基板110以及線路基板120破損的可能性。

如圖1所示，電路板100還包含覆蓋層190。此覆蓋層190設置於線路基板110上。線路基板110位於覆蓋層190以及線路基板120之間，且覆蓋層190覆蓋於線路基板110的線路層112。覆蓋層190可以是（Coverlay；CVL），此外，電路板100還包含一保護層104，此保護層104設置於覆蓋層190上，且覆蓋層190位於保護層104以及線路基板110之間。

請一併參考圖3A以及圖3B，繪示了本發明至少一實施例的電路板應用於電子模組的示意圖。如圖3A所示，電子模組30包含電路板100、第一模組元件301以及第二模組元件302。第一模組元件301以及第二模組元件302分別設置於電路板100的相對兩側，詳細來說，第一模組元件301設置於線路基板110上，而第二模組元件302設置於線路基板120上。線路基板110以及線路基板120位於第一模組元件301以及第二模組元件302之間。

在本實施例中，第一模組元件301可以包含攝影機鏡頭，例如互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor；CMOS）攝影機鏡頭或者類似的元件，並且電性連接至線路基板120。另一方面，第二模組元件302可以包含攝影機鏡頭底板，並且電性連接至線路基板110。

當電子模組30受到外力F1時，例如震動、搖擺等，第一模組元件301隨之發生位移。由於第一模組元件301與第二模組元件302之間是通過柔性連接結構130互相連接，故柔性連接結構130產生形變。如此，第二模組元件302不會受到第一受影響而位移或變形。換句話來說，雖然柔性連接結構130提供第一模組元件301以及第二模組元件302之間的連接（電性連接），但不影響第一模組元件301以及第二模組元件302位移的獨立性。

本發明至少一實施例提供一種電路板的製造方法，以電路板100為例，此製造方法可以包含如圖4A至圖4E所示的數個步驟。請參考圖4A，首先，提供絕緣基板116。接著，可以通過例如電鍍沉積、微影及蝕刻的方式，在絕緣基板116上形成導電層115。在形成導電層115之後，可以通過例如熱壓貼合的方式在導電層115上形成磁性材料層114。磁性材料層114具有極性相反的第一磁極114S以及第二磁極114N。如圖4A所示，第一磁極114S位於導電層115以及第二磁極114N之間。

請參考圖4B，磁性材料層114上形成可移除材料405。磁性材料層114位於導電層115以及可移除材料405之間。可移除材料405可以包含例如聚碳酸乙烯酯（例如，QPAC）或類似的材料，並且可以通過例如熱分解的方式被移除。

接著，可以通過例如熱壓貼合的方式在可移除材料405上形成磁性材料層124。可移除材料405位於磁性材料層124以及磁性材料層114之間。接著，可以通過例如濺鍍沉積（sputtering）、微影及蝕刻的方式，在磁性材料層124上形成線路層122。磁性材料層124位於線路層122以及可移除材料405之間。

請參考圖4C，在形成線路層122之後，在磁性材料層114、可移除材料405以及磁性材料層124中形成多個柔性導電結構170，且這些柔性導電結構170電性連接至導電層115。特別一提的是，形成柔性導電結構170的方式包含：先通過雷射移除磁性材料層114、可移除材料405以及第二磁性材料層124的一部分，以形成多個開孔（未標示）。

接著，在上述開孔內填充絕緣材料407，且絕緣材料407完全覆蓋上述開孔的內壁。在開孔內填充絕緣材料407之後，可以通過例如雷射鑽孔的方式，移除絕緣材料407的一部分，以在絕緣材料407內形成多個二次開孔（未標示），且這些二次開孔暴露導電層115。在形成上述二次開孔之後，可以通過例如電鍍沉積的方式，在二次開孔內填充一導電材料409，且導電材料409電性連接至導電層115。

請參考圖4D，在形成柔性導電結構170之後，在線路層122上設置電子元件160，此電子元件160通過柔性導電結構170而電性連接至導電層115。接著，可以通過例如濺鍍沉積的方式，在絕緣基板116上形成金屬層412’。

請參考圖4E，在形成金屬層412’之後，在磁性材料層114、可移除材料405（標示於圖4D）、磁性材料層124以及絕緣基板116中形成多個柔性連接結構130，此柔性連接結構130連接線路層122以及金屬層412’（標示於圖4D）。除此之外，部分柔性連接結構130連接電子元件160以及線路層112。

特別一提的是，形成柔性連接結構130的方式包含：先通過雷射移除磁性材料層114、可移除材料405以及第二磁性材料層124的一部分，以形成多個第一開孔（未標示），這些開孔暴露線路層122。接著，在上述第一開孔內填充接合材料，以形成接合層138，且接合層138完全覆蓋上述第一開孔的內壁。在形成接合層138之後，可以通過例如雷射鑽孔的方式，移除接合層138的一部分，以在接合層138內形成多個第二開孔（未標示），且這些第二開孔暴露線路層122。在形成上述第二開孔之後，可以通過例如電鍍沉積的方式，在第二開孔內填充一導電材料135，且導電材料135電性連接至線路層122。

在形成柔性連接結構130之後，可以通過例如微影及蝕刻的方式圖案化金屬層412’，以形成線路層112。線路層122通過柔性連接結構130電性連接至線路層112。在形成線路層112之後，移除可移除材料405，以在磁性材料層114以及所述磁性材料層124之間形成間隙層150。至此，已大致形成如圖1所繪示的電路板100。

綜上所述，本發明至少一實施例通過磁性材料層中的相反磁極來提供一排斥力，使兩層線路基板彼此之間不直接接觸，但通過柔性連接結構連接（包含電性連接）兩線路基板。如此一來，可以在未影響兩線路基板之間的電性連接下，使線路基板其中一者因外力產生的位移或變形不會帶動另一線路基板，進而提供電路板內部元件（例如，線路基板）相對位移的可行性。

雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明之實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明之實施例的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:電路板 102:接墊 104:保護層 110,120:線路基板 112,122:線路層 114,124:磁性材料層 114S,124S:第一磁極 114N,124N:第二磁極 115:導電層 116:絕緣基板 118,128,138:接合層 130:柔性連接結構 135,409:導電材料 135s:外表面 150:間隙層 160,180:電子元件 170:柔性導電結構 190:覆蓋層 30:電子模組 301:第一模組元件 302:第二模組元件 405:可移除材料 407:絕緣材料 412’:金屬層 F1:外力 RF1:排斥力 TH1,TH2:通孔

從以下詳細敘述並搭配圖式檢閱，可理解本發明的態樣。應注意，多種特徵並未以產業上實務標準的比例繪製。事實上，為了討論上的清楚易懂，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減少。 圖1繪示本發明至少一實施例的電路板的剖視圖。 圖2繪示本發明另一實施例的電路板的剖視圖。 圖3A繪示本發明至少一實施例的電路板應用於電子模組的剖視示意圖。 圖3B繪示本發明至少一實施例的電路板應用於電子模組的剖視示意圖。 圖4A至圖4E繪示本發明至少一實施例的電路板製造方法的剖視圖。

100:電路板

102:接墊

104:保護層

110,120:線路基板

112,122:線路層

114,124:磁性材料層

114S,124S:第一磁極

114N,124N:第二磁極

115:導電層

116:絕緣基板

118,128,138:接合層

130:柔性連接結構

135:導電材料

135s:外表面

150:間隙層

160:電子元件

170:柔性導電結構

190:覆蓋層

RF1:排斥力

TH1,TH2:通孔

Claims (10)

1. 一種電路板，包含： 兩個線路基板，彼此相對設置，且所述線路基板之間具有一間隙層，其中所述線路基板的每一者包含： 一線路層；以及 一磁性材料層，設置於所述線路層上，且所述磁性材料層具有極性相反的一第一磁極以及一第二磁極，其中所述第一磁極位於所述線路層以及所述第二磁極之間，且所述線路基板的其中一者的所述磁性材料層面對所述線路基板的另一者的所述磁性材料層，而所述磁性材料層其中一者的第二磁極以及所述磁性材料層另一者的第二磁極之間形成一排斥力。
2. 如請求項1所述的電路板，還包含： 一柔性連接結構，設置於所述線路基板之間，並連接所述線路基板，而所述線路基板其中一者通過所述柔性連接結構而電性連接至所述線路基板另一者。
3. 如請求項2所述的電路板，其中所述柔性連接結構還包含： 一導電材料，連接所述線路基板，且所述線路基板其中一者的所述線路層通過所述導電材料連接至所述線路基板另一者的所述線路層；以及 一接合層，包覆於所述導電材料的一外表面。
4. 如請求項1所述的電路板，其中所述線路基板其中一者還包含： 一導電層，設置於所述磁性材料層以及所述線路層之間； 一絕緣基板，設置於所述線路層以及所述導電層之間；以及 一接合層，設置於所述絕緣基板以及所述磁性材料層之間。
5. 如請求項4所述的電路板，還包含： 一第一電子元件，設置於所述線路基板其中一者上，且所述線路基板的其中一者位於所述第一電子元件以及所述線路基板另一者之間；以及 一柔性導電結構，設置於所述線路基板另一者以及所述第一電子元件之間，其中所述柔性導電結構自所述線路基板其中一者通過所述間隙層，並且延伸至所述線路基板另一者的所述導電層，且所述第一電子元件通過所述柔性導電結構電性連接至所述線路基板的至少一者。
6. 如請求項1所述的電路板，其中所述線路基板的每一者還包含： 多個通孔，分布於所述線路層以及所述磁性材料層內，並且連通所述線路基板的相對兩側。
7. 如請求項1所述的電路板，還包含： 一覆蓋層，設置於所述線路基板的其中一者上，且所述線路基板其中一者位於所述覆蓋層以及所述線路基板另一者之間。
8. 一種電路板的製造方法，包含： 提供一絕緣基板； 在所述絕緣基板上形成一導電層； 在所述導電層上形成一第一磁性材料層，且所述第一磁性材料層具有極性相反的一第一磁極以及一第二磁極，其中所述第一磁極位於所述導電層以及所述第二磁極之間； 在所述第一磁性材料層上形成一可移除材料，其中所述第一磁性材料層位於所述導電層以及所述可移除材料之間； 在所述可移除材料上形成一第二磁性材料層，其中所述可移除材料位於所述第二磁性材料層以及所述第一磁性材料層之間； 在所述第二磁性材料層上形成一第一線路層，其中所述第二磁性材料層位於所述第一線路層以及所述可移除材料之間；以及 在形成所述第一線路層之後，在所述第一磁性材料層、所述可移除材料以及所述第二磁性材料層中形成多個柔性導電結構，其中所述柔性導電結構電性連接至所述導電層。
9. 如請求項8所述的方法，還包含： 在形成所述柔性導電結構之後，在所述絕緣基板上形成一金屬層； 在形成所述柔性導電結構之後，在所述第一磁性材料層、所述可移除材料、所述第二磁性材料層以及所述絕緣基板中形成多個柔性連接結構，其中所述柔性連接結構連接所述第一線路層以及所述金屬層； 在形成所述柔性連接結構之後圖案化所述金屬層，以形成一第二線路層，其中所述第一線路層通過所述柔性連接結構電性連接至所述第二線路層；以及 在形成所述第二線路層之後，移除所述可移除材料，以在所述第一磁性材料層以及所述第二磁性材料層之間形成一間隙層。
10. 如請求項9所述的方法，其中形成所述柔性連接結構包含： 移除所述第一磁性材料層、所述可移除材料以及所述第二磁性材料層的一部分，以形成多個第一開孔，其中所述第一開孔暴露所述第一線路層； 在所述第一開孔內填充一絕緣材料，以形成一接合層，且所述接合層完全覆蓋所述第一開孔的一內壁； 在形成所述接合層之後，移除所述接合層的一部分，以形成多個第二開孔，其中所述第二開孔暴露所述第一線路層；以及 在形成所述第二開孔之後，在所述第二開孔內填充一導電材料，其中所述導電材料電性連接至所述第一線路層。