印刷电路板及制造印刷电路板的方法与流程

印刷电路板及制造印刷电路板的方法
1.本技术要求于2021年6月16日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0077836号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
2.本公开涉及一种印刷电路板及制造印刷电路板的方法。


背景技术：

3.为了跟随近来移动装置朝向重量减小和尺寸减小的趋势，也已经存在使将要安装在移动装置上的印刷电路板更轻、更薄、更短和更小的增长的需求。
4.因此，为了在印刷电路板中形成将层彼此连接的微过孔，需要有效地处理微通路孔的技术。此外，填充微通路孔的布线材料需要具有优异的电性能和机械性能。


技术实现要素：

5.本公开的一方面可提供一种包括微电路和/或微过孔的印刷电路板。
6.本公开的另一方面可提供一种印刷电路板，在印刷电路板中形成有具有优异电性质和机械性质的微电路的过孔。
7.根据本公开的一方面，一种印刷电路板可包括：第一绝缘层；第一金属层，设置在所述第一绝缘层的一个表面上；第二金属层，设置在所述第一绝缘层的与所述一个表面相对的另一表面上；过孔，穿透所述第一绝缘层以将所述第一金属层和所述第二金属层彼此连接；以及异质金属区，设置在所述过孔与所述第一绝缘层相邻的区域以及所述过孔与所述第一金属层相邻的区域中的至少一个区域中，并且所述异质金属区包括与所述过孔的材料不同的材料，其中，所述异质金属区包含镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种。
8.根据本公开的另一方面，一种制造印刷电路板的方法包括：制备第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在第二绝缘层上,且第一金属层设置在所述第一绝缘层的一个表面上；形成穿透所述第一绝缘层以暴露所述第一金属层的至少一部分的通路孔；通过填充所述通路孔来形成过孔；以及形成连接到所述过孔并且设置在所述第一绝缘层的另一表面上的第二金属层，所述另一表面与所述一个表面相对，其中，所述通路孔的形成步骤包括使用包含镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的磨料执行喷砂工艺。
附图说明
9.通过结合附图以及以下具体实施方式，本公开的以上和其他方面、特征及优点将被更清楚地理解，在附图中：
10.图1是示意性地示出电子装置系统的示例的图；
11.图2是示意性地示出电子装置的示例性实施例的图；
12.图3是示意性地示出根据本公开的印刷电路板的示例性实施例的图；以及
13.图4至图7是示意性地示出用于制造根据本公开的印刷电路板的工艺的图。
具体实施方式
14.在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
15.电子装置
16.图1是示意性地示出电子装置系统的示例的框图。
17.参照图1，电子装置1000可将主板1010容纳在其中。主板1010可物理连接和/或电连接到芯片相关组件1020、网络相关组件1030和其他组件1040。这些组件可通过各种信号线1090连接到下面将描述的其他电子组件。
18.芯片相关组件1020可包括：存储器芯片，诸如易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(dram))、非易失性存储器(例如，只读存储器(rom))或者闪存；应用处理器芯片，诸如中央处理器(例如，中央处理单元(cpu))、图形处理器(例如，图形处理单元(gpu))、数字信号处理器、密码处理器、微处理器或者微控制器；以及逻辑芯片，诸如模-数转换器或专用集成电路(asic)。芯片相关组件1020不限于此，而是还可包括其他类型的芯片相关组件。另外，芯片相关组件1020可彼此组合。芯片相关组件1020可具有包括上述芯片或电子组件的封装件形式。
19.网络相关组件1030可包括与诸如以下协议兼容或者根据诸如以下协议通信的组件：无线保真(wi-fi)(电气与电子工程师协会(ieee)802.11族等)、全球微波接入互操作性(wimax)(ieee 802.16族等)、ieee 802.20、长期演进(lte)、ev-do(evolution-data only,cdma2000 1x的一种演进)、高速分组接入+(hspa+)、高速下行链路分组接入+(hsdpa+)、高速上行链路分组接入+(hsupa+)、全球移动通信系统(gsm)、增强型数据速率全球演进(edge)、全球定位系统(gps)、通用分组无线业务(gprs)、码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、数字增强型无绳电信(dect)、蓝牙、3g协议、4g协议、5g协议以及在上述协议之后指定的任何其他无线协议和有线协议。然而，网络相关组件1030不限于此，而是还可包括与各种其他无线标准或协议或者有线标准或协议兼容或者根据各种其他无线标准或协议或者有线标准或协议通信的组件。另外，网络相关组件1030可与芯片相关组件1020一起彼此组合。
20.其他组件1040可包括高频率电感器、铁氧体电感器、功率电感器、铁氧体磁珠、低温共烧陶瓷(ltcc)组件、电磁干扰(emi)滤波器、多层陶瓷电容器(mlcc)等。然而，其他组件1040不限于此，而是还包括用于各种其他用途的、呈片组件型的无源元件等。另外，其他组件1040可与芯片相关组件1020和/或网络相关组件1030一起彼此组合。
21.根据电子装置1000的类型，电子装置1000可包括可物理连接和/或电连接到主板1010或者可不物理和/或不电连接到主板1010的其他电子组件。其他电子组件的示例可包括相机1050、天线1060、显示器1070、电池1080等。其他电子组件不限于此，但可以是音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、指南针、加速度计、陀螺仪、扬声器、大容量存储单元(例如，硬盘驱动器)、光盘(cd)、数字通用光盘(dvd)等。电子装置1000还可根据电子装置1000的类型而包括用于各种目的的其他电子组件等。
22.电子装置1000可以是智能电话、个人数字助理(pda)、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、显示器、平板pc、膝上型pc、上网本pc、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车组件等。然而，电子装置1000不限于此，而可以是处理数据的任何其他电子装置。
23.图2是示意性地示出电子装置的示例性实施例的立体图。
24.参照图2，电子装置可以是例如智能电话1100。主板1110可容纳在智能电话1100中，并且各种电子部件1120可物理连接和/或电连接到主板1110。另外，可物理连接和/或电连接到主板1110或者可不物理连接和/或不电连接到主板1110的其他电子组件(诸如相机模块1130和/或扬声器1140)也可容纳在智能电话1100中。电子部件1120的一部分可以是上述芯片相关组件，例如天线模块1121，但不限于此。天线模块1121可以是电子组件表面安装在印刷电路板上这样的形式，但不限于此。此外，电子装置不必限于智能电话1100，而可以是如上所述的任何其他电子装置。
25.印刷电路板
26.图3是示意性地示出根据本公开的印刷电路板的示例性实施例的图。
27.参照图3，根据本公开的印刷电路板可包括：第一绝缘层100；第一金属层300，设置在第一绝缘层100的一个表面上，具体地，第一金属层300可嵌在第一绝缘层100的一个表面中；第二金属层400，设置在第一绝缘层100的与所述一个表面相对的另一表面上；以及过孔500，穿透第一绝缘层100以将第一金属层300和第二金属层400彼此连接。
28.在这种情况下，根据本公开的印刷电路板还可包括异质金属区510，异质金属区510设置在过孔500与第一绝缘层100相邻的区域以及过孔500与第一金属层300相邻的区域中的至少一个区域中，并且异质金属区510包括与过孔500的材料不同的材料。例如，异质金属区510可将第一金属层300和过孔500彼此连接。
29.在这种情况下，异质金属区510可包含镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种。通过在过孔500与第一金属层300之间设置包括上述材料(特别是具有高导电性的导电金属)的异质金属区510，可改善导电性，并且还可改善机械强度。
30.异质金属区510可包括至少一个颗粒。更具体地，异质金属区510可包括颗粒形式的导电材料，导电材料包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，但不限于此。
31.异质金属区510可以是在形成通路孔500h(下面将描述)之后，在用于填充通路孔500h的镀覆工艺中形成的层。更具体地，如下面将要描述的，可使用磨料10通过喷砂处理方法(或称为喷砂工艺)形成通路孔500h，并且在形成通路孔500h之后，剩余在通路孔500h中的磨料10可与用于形成过孔500的镀层结合，从而形成异质金属区510。在这种情况下，剩余在通路孔500h中的磨料10可包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，并且通过剩余在通路孔500h中的磨料10与用于形成过孔500的镀层的结合形成的异质金属区510可包括与过孔500的材料不同的材料。另外，通过填充通路孔500h以形成过孔500的镀层可包括无电镀层和电解镀层。异质金属区510可与无电镀层接触，或者可与无电镀层和电解镀层两者接触，但不限于此。
32.由于包括上述材料(特别是具有高导电性的导电金属)的异质金属区510可将过孔500与第一金属层300彼此连接，因此可改善导电性，并且还可改善机械强度。
33.异质金属区510可仅形成在过孔500与第一绝缘层100和第一金属层300中的每个相邻的区域中。更具体地，如图6中所示，通路孔500h可具有与第一金属层300相邻的第一区域500a和与第一绝缘层100相邻的第二区域500b，在这种情况下，异质金属区510可设置在第一区域500a的至少一部分中且设置在第二区域500b的至少一部分中。这是因为在形成通路孔500h时，在喷砂工艺中使用的磨料10可能仅剩余在通路孔500h的与第一绝缘层100和第一金属层300中的每个相邻的区域中。可选地，异质金属区510可仅设置在过孔500与第一
金属层300相邻的第一区域500a中，但不限于此。
34.在这种情况下，喷砂工艺中使用的磨料10可包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，并且磨料10可具有0.001μm至50μm的颗粒尺寸，并且可以以不规则的颗粒尺寸分布。磨料10的颗粒尺寸可通过已知技术测量。例如，可用扫描电子显微镜(sem)测量颗粒尺寸。
35.由于在形成过孔500的镀覆工艺中引入的铜(cu)以及在形成通路孔500h的喷砂工艺之后剩余的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种可形成异质金属区510，因此可改善导电性，并且还可改善机械强度，但是效果不限于此。
36.例如，基于异质金属区510中的铜(cu)、镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的总重量，异质金属区510可包含3wt％至7wt％的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)。在这种情况下，当异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的含量小于3wt％时，与仅包含cu的过孔镀层相比，根据本公开的异质金属区的机械强度不能得到预期的改善。另一方面，当异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的含量大于7wt％时，异质金属区510的导热性和导电性可能大大低于仅包含cu的过孔镀层的导热性和导电性。考虑到电路图案和过孔500的机械强度和导电性等，异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的含量优选为保持在3wt％至7wt％的范围内，但不限于此。基于异质金属区510的总重量，异质金属区510中的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的含量为3wt％至7wt％。例如，基于异质金属区510中的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种以及铜的总重量，异质金属区510中的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的含量为3wt％至7wt％。
37.下面将描述测量异质金属区510中的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的重量或它们之间的含量比的方法。
38.可从过孔500与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个相邻的区域提取包括在异质金属区510中的导电材料的一部分。在这种情况下，如果需要，可在板的任意点处切割板以暴露过孔500的一部分或异质金属区510的一部分，但不限于此。另外，可从异质金属区510多次提取导电材料。另外，可仅从过孔500与第一金属层300相邻的第一区域500a提取导电材料，或者可仅从过孔500与第一绝缘层100相邻的第二区域500b提取导电材料，但不限于此。
39.这里，过孔500与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个相邻的区域可包括以下区域：从过孔500的与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个完全接触的部分到过孔500的与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个间隔开预定距离的部分(不包括过孔500的与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个间隔开超过预定距离的部分)。预定距离不受限制，但可指过孔500的包含镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的区域的长度或最短距离。
40.此后，可通过能量色散x射线光谱法或电感耦合等离子体质谱法观察提取的导电样品中的铜(cu)、镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的相对质量分数。基于此，可得到镍(ni)、硅(si)和钛(ti)之间的含量比。
41.另外，当多次提取导电材料时，可获得导电材料的总重量的多个测量值。此外，可获得镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的各个重量的总和的多个值。在这种情况下，异质金属区510的镍(ni)含量、硅(si)含量和钛(ti)含量中的每个可以是针对多次提取的导电材料的相应
样品的测量值的平均值。更具体地，在多次提取导电材料的情况下，可针对所提取的导电材料的多个样品中的每个样品测量镍(ni)、硅(si)和钛(ti)之间的重量比或含量比，并且测量值的算术平均值可以是异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)之间的重量比或含量比。
42.另外，根据本公开的印刷电路板还可包括第二绝缘层200，第二绝缘层200设置在第一绝缘层100的一个表面上并且至少部分地接触第一金属层300。也就是说，根据本公开的印刷电路板可包括堆叠在第二绝缘层200的上表面上的第一绝缘层100以及接触第二绝缘层200并嵌在第一绝缘层100中的第一金属层300。在这种情况下，第一金属层300可嵌在第一绝缘层100的一个表面中并且从第二绝缘层200的一个表面突出。第二金属层400可形成为从第一绝缘层100的与第一绝缘层100的一个表面相对的另一表面突出。
43.第一绝缘层100和第二绝缘层200可包括相同的材料或者可包括不同的材料。此外，第一绝缘层100和第二绝缘层200可包括以下材料中的至少一种：热固性树脂(诸如环氧树脂)、热塑性树脂(诸如聚酰亚胺树脂)以及其中热固性树脂或热塑性树脂与无机填料一起浸渍在诸如玻璃纤维(玻璃布或玻璃织物)的芯材料中的树脂(例如半固化片、味之素堆积膜(abf)、fr-4或双马来酰亚胺三嗪(bt))。
44.第二绝缘层200可以是其上附接有载体金属箔(诸如铜箔)的绝缘层。在这种情况下，载体金属箔可包括覆铜层压板(ccl)。基于使用目的，覆铜层压板的类型可包括玻璃/环氧树脂覆铜层压板、耐热树脂覆铜层压板、纸/酚醛树脂覆铜层压板、高频覆铜层压板、柔性覆铜层压板、复合覆铜层压板等。在这种情况下，以金属箔为铜箔为例，铜箔可包含铜(cu)，并且可在形成第一金属层300的工艺中将铜箔的除了其上形成有第一金属层300的部分之外的部分去除。
45.第一绝缘层100可以是其上附接有载体金属箔(诸如铜箔)的绝缘层。以金属箔为铜箔为例，与第二绝缘层200上的载体铜箔类似，可在形成第二金属层400的工艺中将第一绝缘层100上的载体铜箔的除了形成有第二金属层400的部分之外的部分去除。
46.过孔500以及第一金属层300和第二金属层400可通过使用导电材料(诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)、钯(pd)或它们的合金)形成，或者过孔500以及第一金属层300和第二金属层400可通过使用非绝缘材料(诸如碳纤维)以及金属材料来形成。通过填充通路孔500h形成的过孔500的无电镀层和电解镀层还可包括铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)、钯(pd)或它们的合金。在这种情况下，将过孔500和第一金属层300彼此连接的异质金属区510可包含镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种。
47.异质金属区510可包括至少一个颗粒。更具体地，异质金属区510可包括颗粒形式的导电材料，导电材料包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，但不限于此。
48.过孔500以及第一金属层300和第二金属层400可利用相同的材料形成，但也可包括不同的材料。在形成第一金属层300和第二金属层400之后，可通过蚀刻等去除形成在第一绝缘层100和第二绝缘层200上的载体铜箔。
49.第一金属层300和第二金属层400中的每个可通过以下方式形成：在铜箔的上表面上设置阻镀剂，执行电解镀覆工艺等，然后去除阻镀剂。可通过常用的去除阻镀剂方法来去除阻镀剂。
50.关于其他组件，上面已经描述的内容基本上相同地适用，因此，将不重复它们的描述。
51.制造印刷电路板的方法
52.图4至图7是示意性地示出用于制造根据本公开的印刷电路板的工艺的图。
53.参照图4，可制备其上附接有金属箔(诸如铜箔)的第二绝缘层200。在这种情况下，第二绝缘层可以是载体膜，并且可包括覆铜层压板(ccl)。基于使用目的，覆铜层压板的类型可包括：玻璃/环氧树脂覆铜层压板、耐热树脂覆铜层压板、纸/酚醛树脂覆铜层压板、高频覆铜层压板、柔性覆铜层压板、复合覆铜层压板等。在这种情况下，以金属箔为铜箔为例，铜箔可包含铜(cu)。
54.此后，参照图5，可形成第一金属层300，并且可设置使第一金属层300嵌入其中的第一绝缘层100。在这种情况下，第一金属层300可通过已知的镀覆工艺(例如，加成工艺(ap)、半加成工艺(sap)或改性的半加成工艺(msap))来形成。作为另一示例，第一金属层300可通过减成工艺(诸如封孔工艺)形成。
55.在这种情况下，可通过蚀刻工艺等去除附接到第二绝缘层200的铜箔的除了与第一金属层300接触的部分之外的部分。也就是说，附接到第二绝缘层200的铜箔可被视为第一金属层300的一部分。
56.堆叠在第二绝缘层200的一个表面上的第一绝缘层100还可包括金属箔(诸如铜箔)，以金属箔为铜箔为例，铜箔可包含铜(cu)。第一绝缘层100可被设置为将第一金属层300嵌入其中。
57.此后，可形成穿透第一绝缘层100的至少一部分并使第一金属层300的至少一部分暴露的通路孔500h，在这种情况下，可使用喷砂处理方法。具体地，喷砂处理方法中使用的磨料可包括磨料10，并且磨料10可包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，但不限于此。
58.参照图6，即使在形成通路孔500h之后，在喷砂工艺中使用的包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的磨料10也可剩余。具体地，包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的磨料10可在通路孔500h的与第一金属层300相邻的第一区域500a和通路孔500h的与第一绝缘层100相邻的第二区域500b中剩余。
59.在喷砂工艺中使用的磨料10可在第一区域500a的至少一部分和第二区域500b的至少一部分中剩余。此外，磨料10可包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，并且磨料10可具有0.001μm至50μm的颗粒尺寸，并且可以以不规则的颗粒尺寸分布，但不限于此。
60.参照图7，可形成填充通过使用喷砂处理方法形成的通路孔500h的过孔500。在这种情况下，过孔500可包括无电镀层和电解镀层。更具体地，无电镀层可形成在附接到第一绝缘层100的铜箔的上表面上并沿着通路孔500h延伸，并且可使用无电镀层作为种子层来执行电解镀覆工艺。
61.在填充通路孔500h的工艺中，可形成其中剩余的磨料10和镀层彼此合金化的区域(即异质金属区510)。在这种情况下，在喷砂工艺之后剩余在通路孔500h中的磨料10可包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，并且剩余的磨料10可与用于形成过孔500的镀层结合，从而形成异质金属区510。可通过x射线衍射(xrd)来观察合金的存在，例如可通过对应于铜(cu)的至少一个xrd峰的1
°‑2°
的偏移来观察合金的存在。
62.异质金属区510可包括至少一个颗粒。更具体地，异质金属区510可包括颗粒形式的导电材料，导电材料包括镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种，但不限于此。
63.在这种情况下，尽管未示出，通过与磨料10结合形成的异质金属区510可仅与形成为填充通路孔500h的无电镀层的至少一部分接触，或者，异质金属区510可与无电镀层和电解镀层中的每个的至少一部分接触，但不限于此。
64.另外，通路孔500h可包括与第一金属层300相邻的第一区域500a和与第一绝缘层100相邻的第二区域500b。第一区域500a和第二区域500b可对应于仅在过孔500的无电镀层内的区域，或者可对应于过孔500的包括无电镀层和电解镀层两者的区域，但不限于此。
65.这里，过孔500与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个相邻的区域可包括以下区域：从过孔500的与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个完全接触的部分到过孔500的与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个间隔开预定距离的部分(不包括过孔500的与第一金属层300和第一绝缘层100中的每个间隔开超过预定距离的部分)。预定距离不受限制，但可指过孔500的包含镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种的区域的长度或最短距离。
66.在这种情况下，例如，基于异质金属区510中的铜(cu)、镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的总重量，异质金属区510可包含3wt％至7wt％的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)。当异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的含量小于3wt％时，机械强度可能过度降低。另一方面，当异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的含量大于7wt％时，导热性和导电性可能大大降低。考虑到过孔500的机械强度和导电性等，异质金属区510中包含的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)的含量优选为保持在3wt％至7wt％的范围内，但不限于此。
67.由于形成了异质金属区510(包括在喷砂工艺之后剩余的镍(ni)、硅(si)和钛(ti)中的至少一种)，第一金属层300和过孔500通过异质金属区510彼此连接，因此过孔500可形成为具有改善的导电性和优异的机械强度。
68.另外，可形成设置在第一绝缘层100的与一个表面相对的另一表面上的第二金属层400。在这种情况下，过孔500和第一金属层300可通过已知的镀覆工艺(例如，加成工艺(ap)、半加成工艺(sap)或改性的半加成工艺(msap))来形成。作为另一示例，过孔500和第一金属层300可通过减成工艺(诸如封孔工艺)形成。
69.在这种情况下，可通过蚀刻工艺等去除附接到第一绝缘层100的铜箔的除了与第二金属层400接触的部分之外的部分。
70.也就是说，过孔500可包括无电镀层和电解镀层，第二金属层400可包括无电镀层和电解镀层，并且附接到第一绝缘层100的铜箔可被视为第二金属层400的一部分。
71.具体地，第一金属层300和第二金属层400中的每个可通过以下方式形成：在铜箔的上表面上设置阻镀剂，执行电解镀覆工艺等，然后去除阻镀剂。可通过常用的去除阻镀剂的方法来去除阻镀剂。
72.关于其他组件，上面已经描述的内容基本上相同地适用，因此，将不重复它们的描述。
73.如上所述，作为本公开的一个效果，可提供包括微电路和/或微过孔的印刷电路板。
74.作为本公开的另一效果，可提供一种印刷电路板，在印刷电路板中形成有具有优
异的电性质和机械性质的微电路的过孔。
75.虽然以上已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将易于理解的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可作出修改和变型。