印刷电路板及其制造方法

摘要

本文披露了一种印刷电路板以及其制造的方法，该制造印刷电路板的方法包括：通过以将热释放层被选择性地插入表面上形成有电路图案的多个绝缘层之间的方式堆叠多个绝缘层而形成电路板；打通一个通孔以穿透该电路板的一侧和另一侧；通过直接镀铜而在该通孔的内壁上形成种子层；以及通过利用种子层作为电极实施电镀而在该通孔的内壁上形成电镀层。使热释放层选择性地插入电路板内部能够改善热释放并增加弯曲强度。并且，可以在热释放层和电路图案之间实现可靠的电连接，由此将热释放层用作电源层或接地层。

权利要求

1.一种制造印刷电路板的方法，所述方法包括：通过堆叠多个绝缘层而形成电路板，其中热释放层选择性地插入在所述多个绝缘层之间，所述绝缘层具有形成在其表面上的电路图案；

打通穿透所述电路板的一侧和另一侧的通孔；

通过直接镀铜而在所述通孔的内壁上形成种子层；以及通过用所述种子层作为电极实施电镀而在所述通孔的内壁上形成镀层，其中，所述热释放层由包含铝的材料制成。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在打通所述通孔之后，对所述通孔施加等离子体处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用CNC钻孔机实施所述通孔的打通。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在形成所述镀层之后，在所述电路板的表面上形成外层电路图案。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热释放层与所述镀层电连接。

6.一种印刷电路板，包括：

电路板，所述电路板包括表面上形成有电路图案的多个绝缘层以及选择性地插入在所述多个绝缘层之间的热释放层；

穿透所述电路板的一侧和另一侧的通孔；

通过直接镀铜形成在所述通孔的内壁上的种子层；以及形成在所述种子层上的镀层，

其中，所述热释放层由包含铝的材料制成。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板，进一步包括：形成在所述电路板的表面上的外层电路图案。

8.根据权利要求6所述的印刷电路板，其中，所述热释放层和所述镀层电连接。

说明书

印刷电路板及其制造方法

[0001] 相关申请的交叉参考

[0002] 本申请要求于2008年7月2日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2008-0064070的优先权，其披露内容作为整体结合于此。

技术领域

[0003] 本发明涉及印刷电路板及制造印刷电路板的方法。

背景技术

[0004] 当前印刷电路板中所需要的特性密切涉及电子产业和市场中对于更高速度和更高密度的趋势。为了满足这些要求，可能涉及提供各种解决方案，其实例包括提供更加精细的电路线、优异的电特性、高的可靠性、更快的信号传输、以及增加的功能性等。

[0005] 特别地，有效热释放(散热或放热，heat release)正成为在诸如移动电话、服务器、以及网络设备等(其需要较高的速度和较高的功耗、以及较高的密度和较小的尺寸)产品中日益重要的问题。由于在印刷电路板中的高温是一个装置(器件，device)中发生故障和失灵的主要原因，所以有效的热释放可以改善可靠性并防止故障发生。

[0006] 用于降低印刷电路板中的温度的技术可以包括将散热片(吸热装置，heat sink)安装在经受高温的印刷电路板中或运行冷却风扇(cooling fan)以强制排出芯片中所产生的高水平的热。然而，这些热释放方法可能必须具有复杂的结构并且可能要求大量的空间，这导致电子装置体积的增加。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种印刷电路板及制造该印刷电路板的方法，其中，热释放层可以选择性地插入该印刷电路板内，以增加热释放并增加弯曲强度(抗弯强度，bending strength)。

[0008] 本发明也提供了一种印刷电路板及制造该印刷电路板的方法，其中，在该热释放层和电路图案之间实现可靠的电连接，以增强热释放，同时允许使用该热释放层作为电源层或接地层(groundlayer)。

[0009] 本发明的一个方面提供了一种制造印刷电路板的方法，其包括：通过以将热释放层选择性地插入表面上形成有电路图案的多个绝缘层之间的方式堆叠多个绝缘层而形成印刷电路板该方式使得；打通一个通孔以穿透该电路板的一侧和另一侧；通过直接镀铜(copper direct plating)而在通孔的内壁上形成种子层；以及通过将种子层作为电极来实施电镀从而在通孔的内壁上形成电镀层。

[0010] 该方法可以进一步包括在打通该通孔的操作之后，对通孔施加等离子体处理。

[0011] 可以使用CNC钻孔机(CNC drill)实施打通通孔的操作。

[0012] 热释放层可以由包含铝(Al)的材料制成。

[0013] 在形成电镀层之后，可以另外包括在电路板表面上形成外层(outer-layer)电路图案的操作。

[0014] 热释放层可以与电镀层电连接。

[0015] 本发明的另一方面提供了一种印刷电路板，其包括：电路板，其中堆叠表面上形成有电路图案的多个绝缘层(在热释放层选择性地插入其间的情况下)；通孔，其穿透该电路板的一侧和另一侧；通过直接镀铜而形成在通孔的内壁上的种子层；以及形成在种子层上的电镀层。

[0016] 该印刷电路板可以进一步包括形成在电路板表面上的外层电路图案。

[0017] 热释放层可以由包含铝(Al)的材料制成。

[0018] 热释放层可以选择性地与电镀层电连接。

[0019] 本发明的其他方面和优点，部分将在以下描述中进行阐述，部分可通过该描述而变得显而易见，或者可通过本发明的实施而获知。

附图说明

[0020] 图1是示出根据本发明的一种实施方式的一种制造印刷电路板的方法的程序框图。

[0021] 图2、图3、图4、图5、以及图6是横断面视图，示出了根据本发明的一种实施方式的用于一种制造印刷电路板的方法的流程图。

[0022] 图7是根据本发明的一种实施方式的印刷电路板的横断面视图。

具体实施方式

[0023] 由于本发明允许各种变化和多种实施方式，因此在附图中例示出特定的实施方式，并在以下说明中对其进行详细描述。然而，这并不是要将本发明限制为特定的实施方式，而应该理解，所有不背离本发明的精神和技术范围的变化、等同变换和等同替代都包括在本发明的范围内。在对本发明的描述中，当认为相关技术的某些详细描述可能会不必要地使本发明的本质变得不清楚时，将省去对其的详细描述。

[0024] 本说明书中所使用的术语仅用来描述特定的实施方式，并不是要限制本发明。单数表达包括复数含意，除非在上下文中其具有明显不同的含义。在本发明的说明书中，应理解的是，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指出存在说明书中所披露的特征(特性)、数值、步骤、操作、元件、部件或其组合，并不是要排除可能存在或增加一个或多个其它特征、数值、步骤、操作、元件、部件或其组合的可能性。

[0025] 以下将参照附图更为详细地描述根据本发明的某些实施方式的印刷电路板及制造该印刷电路板的方法。不考虑附图号，相同或相应的那些组件赋予相同的标号，并且省略对其的赘述。

[0026] 图1是示出了根据本发明一种实施方式的一种制造印刷电路板的方法的程序框图，而图2至图6是示出根据本发明的一种实施方式的一种制造印刷电路板的方法的流程图的横断面视图。在图2至图6中，图示了电路图案2、绝缘层3、电路板4、过孔(via)5、热释放层6、通孔(through-hole)8、种子层10、(电)镀层12、以及外层电路图案14。

[0027] 根据该实施方式的制造印刷电路板的方法可以包括：通过堆叠表面上形成有电路图案2的多个绝缘层3而形成电路板4，其中热释放层6选择性地插在绝缘层3之间；打通穿透电路板4的一侧和另一侧的通孔8；通过直接镀铜而在通孔8的内壁上形成种子层10；以及通过使用种子层10作为电极来实施电镀从而在通孔8的内壁上形成镀层12。由于热释放层6可以选择性地插入在电路板4内，因此可以增加热释放的效率以及弯曲强度。此外，可以在热释放层6和电路图案2之间实现可靠的电连接，这能够增强热释放，同时热释放层6还可以用作电源层或接地层。

[0028] 在基于该实施方式的制造印刷电路板的方法中，如图2所示，通过在表面上形成有电路图案2的绝缘层3之间选择性地放置(定位，positioning)热释放层6而可以首先形成电路板4(S100)。形成电路板4的方法可以包括：首先，在热释放层6上堆叠绝缘层3，并在绝缘层3上形成电路图案2。然后，可以在其上已经形成有电路图案2的该绝缘层3上堆叠另一绝缘层3，并且可以形成另一电路图案2，其过程可重复以形成具有热释放层6插入其中的多层电路板4。当然，还可以形成过孔5，其电连接电路图案2。

[0029] 尽管所描述的这种实施方式(如图2所示)具有一个热释放层6插入具有电路图案2的多个绝缘层之间，但是考虑到印刷电路板的热释放性能，也可以将多于一个的热释放层6插入绝缘层3之间。此外，考虑到所期望的热释放性能，可以将热释放层6插入多个绝缘层3的层之间。

[0030] 通过这种选择性地将热释放层6置于多个绝缘层3之间，当操作(运行)电子装置时在印刷电路板中产生的热可以有效地得到释放，并且可以增加印刷电路板的弯曲强度。

[0031] 可以通过在热释放层6上涂覆绝缘材料，或通过附着薄膜形式的绝缘材料，来形成绝缘层3。在某些实例中，可以涂覆液体PI(聚酰亚胺)树脂并固化，或可以堆叠半固化的预浸料膜(prepreg film)。

[0032] 热释放层6可以由具有高导热性的材料制成，其实例包括金、银、铜、铝等。在本发明的实施方式中，铝(Al)可用作用于热释放层6的材料。尽管铝相比于金、银、铜等其导热性较低，但差异并不大，并且价格低廉。

[0033] 以下将对其中铝用作热释放层6的材料的实施例进行描述。

[0034] 接下来，如图3所示，可打通从一侧至另一侧穿透电路板4的通孔8(S200)，并且可对通孔8施加等离子体处理(S300)。可以打通穿透电路板4(其中插入了热释放层6)的一侧和另一侧的通孔8，并且可以在通孔8的内壁上形成镀层12，以便在由热释放层6分隔的电路板4的各部分之间实现层间电连接，以及将电路板4中产生的热释放到大气中。

[0035] 可以使用CNC(计算机数控)钻孔机来打通通孔8。在通过钻孔机打通通孔8的情况下，绝缘层3的某些部分可能熔化并粘附至通孔8的内壁。这被称作钻污(smear)。当在通孔8中形成镀层12时，这种钻污可能会降低绝缘层3和镀层12之间的粘附力并因此可能必须去除。用于去除这种钻污的工艺称作去钻污(desmearing)。如果使用化学方法来去除钻污，则该工艺可称作湿法去钻污，而如果使用物理方法，则该工艺可称作干法去钻污。

[0036] 在使用湿法去钻污以去除钻污的情况下，在通孔内壁暴露的热释放层6的一部分可能被化学品腐蚀并且可能变得凹向绝缘层3的内部。由于这种凹进，可能阻止热释放层6接触在通孔8内壁上形成的镀层12。这可阻碍热传递，因而热释放效果可能被降低，并且可切开电连接。

[0037] 特别地，在将铝(Al)用于热释放层6的情况下，铝可与用于湿法去钻污的强碱性化学品反应，并且可能从绝缘层3过度地向内凹进。

[0038] 因此，在这种实施方式中，可以使用干法去钻污，以防止热释放层6的凹进。即，可以在通孔8的内壁上实施等离子体处理，以去除钻污，由此可避免湿法去钻污中可能发生的热释放层6的凹进。

[0039] 可以如下进行等离子体处理。当施加电能同时将诸如氩(Ar)、氢气(H2)、氧气(O2)等气体单独或以混合物加入真空室时，加速的电子之间的碰撞可能将所加入的气体激发至等离子态。以这种等离子态产生的气体的离子或原子团(自由基，radical)等可被碰撞至通孔8的内壁上，由此可以去除余留在通孔8的内壁上的钻污。

[0040] 当然，根据设计要求也可以使用激光钻孔机来打通通孔8。

[0041] 接下来，如图4中所示，可以通过直接镀铜在通孔8的内壁上形成种子层10(S400)。当在电路板4中打通通孔8时，热释放层6的部分可在通孔8的内壁暴露。在通孔8暴露的热释放层6可以与在后续工艺过程中在通孔8内壁的表面上形成的镀层12电连接，由此在电路图案2中产生的热可以通过热释放层6释放到大气中。并且，由于热释放层6和镀层12可以电连接，所以可以通过热释放层6向印刷电路板供电能或者将热释放层6用于接地。

[0042] 在某些实施例中，可以仅在通孔8的内壁上形成种子层10，而在某些其他的实施例中，可以在通孔8的内壁上以及在电路板4的表面上形成种子层10。本发明的实施方式是对于在通孔8的内壁上以及在电路板4的表面上形成种子层10的情况而提出的。在这种情况下，当在后续工艺过程中使用种子层10作为电极而实施电镀，从而在通孔8的内壁上以及在电路板4的表面上形成镀层12时，可以选择性地蚀刻种子层10和镀层12以在电路板4的表面上形成外层电路图案14。

[0043] 在直接镀铜中，可以对通孔8的内壁实施碳处理(carbontreatment)，以沉积碳离子膜，然后可在该碳离子膜上镀铜。也可以使用其他导电材料如钯、碳石墨等代替碳。

[0044] 当在电路板4中打通通孔8时，热释放层6的一部分可在通孔8内壁的表面暴露于大气。暴露的热释放层6可能易受到化学品等的腐蚀或氧化，这可能导致在热释放层6和电镀层12之间的粘附强度下降。因此，为了防止暴露于大气的热释放层6发生腐蚀或氧化，可以采用通过直接镀铜的方式在通孔8的内壁上形成碳离子膜并且在该碳离子膜上镀铜。

[0045] 碳处理是用于在通过通孔8而暴露于大气的铝热释放层6的表面上形成碳离子膜的工艺，其中碳纳米颗粒可以附着于离子化铝(ionized aluminum)的表面，而形成碳离子膜。该碳离子膜可以增加由铝制成的热释放层6和镀层12之间的粘附强度。

[0046] 接下来，如图5所示，可以使用种子层10作为电极来实施电镀，以在通孔8的内壁上形成镀层12(S500)。

[0047] 如上所述，通过在由于通孔8而暴露于大气的热释放层6上直接镀铜而形成种子层10，并使用种子层10作为电极实施电镀，可以增加热释放层6和镀层12之间的粘附强度。由此，可以在热释放层6和镀层12之间实现可靠的电连接，并且由于电子装置运行而在印刷电路板中产生的热可以通过热释放层6有效地被释放。并且，由于热释放层6和镀层12可以电连接，因而可以利用热释放层6来向印刷电路板供电(supplying power)或者用来接地使得不必形成单独的用来向印刷电路板供电的电源层，或形成用于使印刷电路板接地的接地层。

[0048] 接下来，如图6所示，可以在电路板4的表面上形成外层电路图案14(S600)。如果没有已形成在电路板4的表面上的外层电路图案14，也可以在通过在通孔8的内壁上直接镀铜而形成种子层10的过程中，在电路板4的表面上形成种子层10，然后可以使用种子层10作为电极实施电镀，以在通孔8的内壁上以及在电路板4的表面上形成镀层12，然后可以选择性地蚀刻形成在电路板4的表面上的种子层10和镀层12以形成外层电路图案14。

[0049] 在种子层10和镀层12仅形成在通孔8的内壁上的情况下，也可以使用加成法(additive process)或减成法(subtractive process)在电路板4的表面上形成外层电路图案14。

[0050] 图7是根据本发明的一种实施方式的印刷电路板的横断面视图。图7中，示出了电路图案2、绝缘层3、电路板4、热释放层6、过孔5、通孔8、种子层10、镀层12、以及外层电路图案14。

[0051] 基于这种实施方式的印刷电路板可以包括电路板4，其可以包括：堆叠在一起的多个绝缘层3，其具有形成在表面上的电路图案2，其中热释放层6选择性地插入这些绝缘层3之间；通孔8，其穿透电路板4的一侧和另一侧；种子层10，通过在通孔8的内壁上直接镀铜而形成；以及镀层12，形成在通孔8的内壁上的种子层10上。通过具有选择性插入电路板4中的热释放层6，可以改善热释放效果，并可增加弯曲强度。并且，可以在热释放层6和电路图案2之间实现可靠的电连接，这不仅可增加热释放效果，而且还提供了将热释放层6用作电源层或接地层的可能。

[0052] 通过选择性地将热释放层6置于具有电路图案2的多个绝缘层3之间而可以形成电路板4。具有插入的热释放层6的印刷电路板可以有效地热释放，并且还可以增加印刷电路板的弯曲强度。

[0053] 形成电路板4的方法可以包括：首先，在热释放层6上堆叠绝缘层3，并在绝缘层3上形成电路图案2。然后，可在已形成电路图案2的绝缘层3上堆叠另一绝缘层3，并且可以形成另一电路图案2，该工艺过程可以重复进行从而形成多层电路板4。当然，还可以形成过孔5用于电连接电路图案2。

[0054] 尽管如图7所示，该实施方式是以在具有电路图案2的多个绝缘层之间插入一个热释放层6而进行描述的，然而考虑到印刷电路板的热释放性能，也可以在绝缘层3之间放置多于一个的热释放层6。此外，考虑到热释放性能，可以在多个绝缘层3的层之间选择性地插入热释放层6。

[0055] 热释放层6可以由具有高导热性的材料制成，其实例可包括金、银、铜、铝等。在本发明的实施方式中，可以将铝(Al)用作热释放层6的材料。尽管铝相比于金、银、铜等其导热性较低，但差异并不大，并且价格低廉。

[0056] 可以在通孔8的内部形成镀层12，以在电路板4由热释放层6所隔开的部分之间实现层间电连接，以及将电路板4中产生的热释放到大气中。

[0057] 通过直接镀铜形成的种子层10可以增加镀层12和由于通孔8的打通而暴露于大气的热释放层6之间的粘附强度。

[0058] 镀层12可以与热释放层6电连接，这样由于电子装置的运行而在印刷电路板中产生的热可以通过热释放层6被释放到大气。并且，由于热释放层6和镀层12可以电连接，因而可以利用热释放层6来对印刷电路板供电或用于接地，使得不必形成单独的用于为印刷电路板供电的电源层，或形成用于使印刷电路板接地的接地层。

[0059] 如果没有已形成在电路板4表面上的外层电路图案14，可以在通过在通孔8的内壁上直接镀铜而形成种子层10的过程中，在电路板4的表面上形成种子层10，然后可以使用种子层10作为电极实施电镀，以在通孔8的内壁上以及在电路板4的表面上形成镀层12，此后可以选择性地蚀刻在电路板4的表面上形成的种子层10和镀层12以形成外层电路图案14。

[0060] 在种子层10和镀层12仅形成在通孔8的内壁上的情况下，也可以使用加成法或减成法在电路板4的表面上形成外层电路图案14。

[0061] 如上所述，在本发明的某些实施方式中，可以将热释放层选择性地插入电路板内，以增加热释放并增加弯曲强度。此外，在热释放层和电路图案之间能够实现可靠的电连接，这使得除了可增强热释放之外，还可以利用热释放层作为电源层或接地层。

[0062] 尽管已经参照特定的实施方式详细地描述了本发明的精神，然而这些实施方式仅用于示例说明的目的，并不限制本发明。应当理解的是，在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员能够改变或修改这些实施方式。