在基板中制作导电通孔的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在基板中制作导电通孔的方法以及由此制作的基板。所述方法包括下列步骤：a)提供由至少一种电绝缘材料制成的基板(1)，b)将所述基板放置在两个电极(3，3‘)之间，所述两个电极被连接至由用户控制的电压源，c)对所述基板施加电压，d)通过局部地或全局地增大所述基板的电导率，贯穿所述基板在所述两个电极之间引起电介质击穿和能量耗散，其中，在步骤d)中，发生所述至少一种电绝缘材料到导电材料的改性，从而产生导电通孔(6)。具体地，在一个实施例中，本发明专利技术涉及一种基板，诸如具有一个或若干个无金属导电通孔的印刷电路板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以及由此制作的基板。具体而言， 在一个实施例中，本专利技术涉及一种基板，诸如具有一个或多个无金属导电通孔的印刷电路板(P⑶。
技术介绍
印刷电路板(PCB)被用以使用由金属片蚀刻形成的导电路径来支撑并电连接电子零件，该金属片诸如被层叠到非导电性基板上的铜片。往往必须贯穿这些电路板建立贯通接触，以便从板的一侧到另一侧建立电接触。以往，这在过去通过将金属栓或引脚埋入板中而得以实现。但是，该方法在其分辨率方面受到限制。替代地，可以使用碳化钨钻头来钻出贯通孔，并且随后电镀这样建立的孔。就孔直径而言，这样可以获得的最小尺寸约为200um。孔的直径生成得越小，相应的钻头断裂和磨损的可能性就越大。因此，对于直径 < 200um的孔，要用激光将材料从基板排出(eject)。随后，再次电镀孔的内侧。然而，该技术也容易产生误差，并且，尤其是对于用激光生成的小孔，因为需要沉积允许后续的金属化的初始的籽晶层(germination layer)，所以对于这样的小直径孔而言，难以实现电镀工艺。
技术实现思路
因此，本领域需要一种制作具有导电贯通通孔，尤其是小尺度的导电贯通通孔的基板的替代方法。因此，本专利技术的目的是要提供一种允许在诸如印刷电路板的电绝缘的基板中制作导电贯通通孔的替代方法。本专利技术的目的也是要提供一种容易执行并且无需金属化步骤而在一个工作程序中制作这样的贯通孔的方法。本专利技术的上述目的是通过在由电绝缘材料制成的基板中制作导电通孔的方法来实现的，该方法包括下列步骤a)提供由至少一种电绝缘材料制成的基板，b)将该基板放置在两个电极之间，该两个电极被连接至由用户控制的以及可选地由过程控制的电压源，c)对该基板施加电压，d)通过下列步骤局部地或全局地增大该基板的电导率而贯穿该基板在该两个电极之间引起电介质击穿和能量耗散-在该基板的将要发生该能量耗散的位置处对该基板施加热，-在将要发生该能量耗散的位置处对该基板施加扭曲，和/或-增加将要发生该能量耗散的位置处的基板的湿度，其中，在该位置处在步骤d) 中，发生该至少一种电绝缘材料到导电材料的改性，其中该改性是由于-该至少一种电绝缘材料的化学转化，例如高温分解、氧化或碳化，-或者该至少一种电绝缘材料被步骤d)进行时所处的气氛的(一个或多个)成分或者被该电极的(一个或多个)成分所掺杂，从而产生导电通孔。能量耗散时，基板材料被局部地改性成导电态。在一个实施例中，基板材料通过例如高温分解或碳化或者通过部分基板材料与周围的气氛发生化学反应而被转化成另一种导电材料。在另一个实施例中，基板通过例如由能量耗散弓I发的掺杂而变成导电的，掺杂剂可以由电极或者由包围基板和电极的气氛提供。上述气氛可以是适合于基板材料的气体 (例如氩气、氧气、氮气、SF6)或者液体(例如H20、水溶液)的组合物。基板材料可以在过程期间不被排出或者被部分地排出。在一个实施例中，该导电通孔是贯通孔或盲孔，其壁部已在步骤d)中成为导电的，其中，该贯通孔从基板的一侧延伸至基板的另一侧，并且其中，在步骤d)中的能量耗散时，该贯通孔是由于将材料从该基板排出而得到的。在另一个实施例中，在步骤d)未形成孔或沟道的情况下，该导电通孔是从基板的一侧延伸至基板的另一侧的导电材料体(body)，该导电材料是在该步骤d)中能量耗散期间由该至少一种电绝缘材料产生的。在一个实施例中，该至少一种电绝缘材料是含碳聚合物，该含碳聚合物在步骤d) 期间在发生该能量耗散的位置处被碳化，且因而成为导电的并且在贯通孔的情况下被从该基板部分地排出。在一个实施例中，该含碳聚合物是热固性塑料或聚四氟乙烯。在一个实施例中，该热固性塑料选自环氧树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺树脂、酚醛树月旨、脲醛泡沫和热固性聚酯。在一个实施例中，该至少一种电绝缘材料通过电绝缘填充材料而被增强，该电绝缘填充材料诸如纸、棉纸、玻璃纤维、玻璃纤维织物(woven glass)和纤维素纤维。在一个实施例中，在该基板中，该至少一种电绝缘材料被布置成具有两个相对表面的片材，并且其中，该基板另外还包括诸如金属层的导电材料层或半导体层，该导电材料层或半导体层附接至该电绝缘材料片材的相对表面中的一个或两个并且部分地或全部地覆盖该相对表面中的一个或两个。在一个实施例中，该导电材料层是金属层，优选地，选自铜层、银层、金层、铝层、锡层、镍层以及任何前述层的合金层。在一个实施例中，在执行步骤d)之后，该导电通孔通过靠近或直接接触该导电材料层而被电连接至该导电材料层。在一个实施例中，该基板是由环氧树脂或者诸如玻璃纤维增强树脂的合成环氧树脂制成的。在一个实施例中，该基板是印刷电路板或印刷电路板工件。在一个实施例中，由步骤d)得到的该导电通孔是无金属的。在一个实施例中，对该基板施加热是借助激光而进行的，并且其中，对该基板施加扭曲是通过使位于该基板的相反侧的该电极与该基板进行接触且可选地将该电极压到该基板上而进行的，并且其中，增加基板的湿度是通过将该基板暴露到含水的气氛中而进行的。在一个实施例中，步骤c)施加的该电压在从100V到20000V的范围内。在一个实施例中，该电压源经由串联电阻器而被连接至该电极中的一个电极，该电阻器具有IOhm至IMOhm的电阻。在一个实施例中，该电压源具有电容在0_50nF的范围内的电容器。在一个实施例中，该电压被施加从Ims到5000ms的范围内的一段时间。在一个实施例中，该激光具有从0. 5W到50W的范围内的功率。在一个实施例中，该激光被施加从Ims到5000ms的范围内的一段时间，优选地，在具有Ium至500um的直径的焦点中。在一个实施例中，该导电通孔具有< IkOhm的电导率。在一个实施例中，该导电通孔具有在从0. Ium到500um的范围内的直径。本专利技术的目的也通过由根据本专利技术的方法制作的基板来实现，具体为具有通过根据本专利技术的方法制作的一个或多个导电贯通孔的印刷电路板。这里所使用的“导电通孔”可以是从电绝缘基板的一侧延伸至另一侧的贯通孔，其中该贯通孔具有导电的内衬或者壁部且因而允许从基板的一侧到另一侧建立电接触。替代地，如这里所使用的，“导电通孔”可以指从基板的一个表面延伸至相反的表面的基板内的区域，该区域中没有贯通孔并且其体积被固体材料占据。该区域可以例如是从基板的一个表面延伸至相反的表面的柱状材料体。由于在这样的区域中材料是导电的，所以该区域本身导电，并且这允许在基板的一侧到另一侧建立电接触。专利技术人意外地发现，当使用由至少一种电绝缘材料制成的基板并且对该基板施加电压且随后伴随有贯穿该基板的能量耗散时，可以产生导电通孔，其体材料或者其壁部通过该能量耗散过程而成为导电的。在此过程中，在发生该能量耗散的位置处，且因而在制作导电通孔的位置处，发生了该至少一种电绝缘材料到导电材料的改性。这样的改性是由于-该至少一种电绝缘材料的化学转化，-或者该至少一种电绝缘材料被步骤d)进行时所处的气氛的(一个或多个)成分或者被该电极的(一个或多个)成分所掺杂。在该过程中，在贯通孔的情况下，将材料从基板排出，从而导致孔的产生。在一个实施例中，发生能量耗散，但以不将材料从基板排出的方式对其控制，然而，仍然发生了原来电绝缘的基板材料到导电材料的转变。这将产生从基板的一个表面延伸至基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱安德·迪特曼，
申请(专利权)人：皮可钻机公司，
类型：发明
国别省市：