專利名稱：噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種噪聲抑制結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別涉及一種印刷電路板的二圖案化線路層之間的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
印刷電路板(PCB)的內(nèi)層是由多層圖案化線路層(interconnect layer)以及多層介電層(dielectric layer)交替迭合所構(gòu)成。其中圖案化線路層例如由銅箔層(copperfoil)經(jīng)過顯影蝕刻形成，而介電層是配置在圖案化線路層之間，用以隔離圖案化線路層。此外，相迭的圖案化線路層之間是通過貫通孔(Planting Through Hole，PTH)或?qū)щ娍?via)而彼此電性連接。
一般而言，傳統(tǒng)印刷電路板的內(nèi)層結(jié)構(gòu)，大致上可區(qū)分為增層法(build-up)以及堆棧壓合法(laminated)兩種方式。其中，增層法是在二相迭的圖案化線路層與介電層之中形成多個開孔，并填入導(dǎo)電物質(zhì)，用以電性連接信號層、電源層以及接地層等線路層。此外，堆棧壓合法是將圖案化線路層以及介電層堆棧之后，再以機械鉆孔的方式貫穿電路板，以形成多個貫孔，接著再以電鍍銅的方式形成一電鍍層于貫孔的內(nèi)側(cè)壁上，或填充一導(dǎo)電材質(zhì)于貫孔中，用以電性連接信號層、電源層以及接地層等線路層。最后，配置于印刷電路板上的各種元件(主動元件、被動元件)，可通過內(nèi)連接的電路設(shè)計而達到電子信號傳遞(electrical signalpropagation)的目的。
如圖1所示為現(xiàn)有的一種印刷電路板的剖面示意圖。印刷電路板100具有一內(nèi)層110，而內(nèi)層110的最外層為信號層112，用以電性連接多個主動元件10或被動元件20。此外，內(nèi)層110還具有一電源層(power plane)114，電源層114是由導(dǎo)電孔102與信號層112電性連接，而電源層114用以提供主動元件10或被動元件20的操作電壓/電流。另外，內(nèi)層110還具有一接地層(ground plane)116，接地層116是通過鍍通孔104而與信號層112的主動元件10或被動元件20電性連接，且接地層116是提供操作電壓的位準(通常為0伏特)，且可保護電路的主動元件10或被動元件20能在正常的操作電壓/電流下運作。再者，信號層112、電源層114以及接地層116之間通常以一介電層118相區(qū)隔以避免產(chǎn)生短路(short circuit)的現(xiàn)象，而介電層118的材質(zhì)例如為玻璃環(huán)氧基樹脂(FR-4、FR-5)、雙順丁烯二酸醯亞胺(Bismaleimide-Triazine，BT)或者環(huán)氧樹脂(epoxy resin)等介電材質(zhì)，其中以玻璃環(huán)氧基樹脂(FR-4、FR-5)最為常見，其介電常數(shù)(dielectric constant)介于4.1~5.3之間，而介電常數(shù)是相對于空氣的介電常數(shù)1.0來定義。
當電子信號在內(nèi)層110之間傳遞時，在電源層114以及接地層116之間受到兩者電壓差(V)的作用而匯聚某一電量(Q)，其符合公式C＝Q/V，其中C為電容量(capacity)，而電容量C＝Q/V＝ε*A/d，其中ε代表介電層118的介電常數(shù)，A代表電源層114以及接地層116之間的相對面積，而d代表電源層114以及接地層116之間的相對距離。在相對面積A以及相對距離d不變時，電容量C是隨著介電常數(shù)ε增加而增加。
值得注意的是，現(xiàn)在以玻璃環(huán)氧基樹脂(FR-4、FR-5)為介電材料的印刷電路板，在低頻(10MHz以下)操作下，其介電常數(shù)ε約為4.5~4.7，而信號層112的元件所產(chǎn)生的噪聲可以借助于電源層114以及接地層116之間所形成的去耦合電容(decoupling capacity)，以旁通(bypass)方式而過濾，然而在高頻(1GHz以上)操作下，傳統(tǒng)的電容因元件本身的寄生電感(parasitical inductance)效應(yīng)，已經(jīng)無法達到過濾噪聲的效果，而玻璃環(huán)氧基樹脂的介電常數(shù)ε也降低至4.1左右，使得去耦合電容值C相對降低，故無法借助于電源層114以及接地層116之間所形成的去耦合電容C，來達到過濾此高頻噪聲的效果，導(dǎo)致噪聲抑制的成效不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在提供一種噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，有效提高電路板的二圖案化線路層之間所形成的去耦合電容，來達到過濾高頻噪聲的目的。
本發(fā)明另一目的在于提供一種提高介電材料的介電常數(shù)的方法。
本發(fā)明提出的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，適用于一印刷電路板，而該印刷電路板具有至少二圖案化線路層，該噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)包括一介電層，配置在任意二相鄰的該圖案化線路層之間，且該介電層具有至少一金屬粒子，摻雜于該介電層之中。
本發(fā)明提出的一種提高上述介電層的介電常數(shù)的方法包括以下步驟1)先提供一介電材料，其材質(zhì)選自由玻璃環(huán)氧基樹脂、雙順丁烯二酸醯亞胺及環(huán)氧樹脂所組成的族群之一，2)以高速帶電粒子轟擊一金屬板的表面，用以擊出這些金屬粒子，且使得這些金屬粒子參雜于介電材料中。
上述介電層的材質(zhì)例如為玻璃環(huán)氧基樹脂(FR-4、FR-5)、雙順丁烯二酸醯亞胺(Bismaleimide-Triazine，BT)或環(huán)氧樹脂(epoxy resin)等介電材料。此外，高速帶電粒子是以直流電漿(DC plasma)產(chǎn)生器所形成，或者是磁控直流電漿(Magnetron DC plasma)產(chǎn)生器所形成，也可是射頻電漿(RF plasma)產(chǎn)生器所形成。另外，金屬板的材質(zhì)例如為鋁(Al)或鈦(Ti)。
本發(fā)明因摻雜金屬微粒以提高介電層的介電常數(shù)，因此相對提高電路板二圖案化線路層之間所形成的去耦合電容，以使電子元件所產(chǎn)生的高頻噪聲可以借助較高的去耦合電容，來達到過濾噪聲的效果。


圖1是現(xiàn)有的一種印刷電路板的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明一較佳實施例的一種噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是利用濺擊的方式摻雜粒子于介電材料之間的示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示為本發(fā)明一較佳實施例的一種噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)的示意圖，適用于一印刷電路板。其中，印刷電路板200具有一內(nèi)層210，而內(nèi)層210至少包括多層圖案化線路層，在本實施例中有信號層212、電源層214及接地層216，其中內(nèi)層210的最外層為信號層212，用以電性連接多個主動元件10或被動元件20。此外，內(nèi)層210還具有一電源層214，例如通過導(dǎo)電孔202與信號層212電性連接，而電源層214是用以提供主動元件10或被動元件20的操作電壓/電流。另外，內(nèi)層210還具有一接地層216，例如通過鍍通孔204與信號層212的主動元件10或被動元件20電性連接。再者，信號層212、電源層214以及接地層216之間以一介電層218相區(qū)隔以避免產(chǎn)生短路(short circuit)的現(xiàn)象。
值得注意的是，在抑制噪聲的功能上，可通過電源層214以及接地層216之間所形成的去耦合電容C，來過濾元件所產(chǎn)生的噪聲信號。依照電容計算公式(C＝ε*A/d)，當介電層218的介電常數(shù)ε愈高，則電容值C亦可相對增加。因此，本發(fā)明是通過濺擊(sputtering)的方式將金屬粒子220打入形成介電層218的材料中，而金屬粒子220摻雜于介電層218之中則相對提高介電層218的介電常數(shù)ε，以達到抑制噪聲的目的。其中，介電層218的材質(zhì)例如為玻璃環(huán)氧基樹脂(FR-4、FR-5)、雙順丁烯二酸醯亞胺(BT)或者環(huán)氧樹脂等介電材質(zhì)，而摻雜的金屬粒子220例如為鋁。
如圖3所示是利用濺擊的方式在介電材料之間摻雜粒子的示意圖。在較佳情況下，本發(fā)明可通過高速帶電粒子230轟擊一金屬板250的表面，用以擊出多個金屬粒子220。其中，高速帶電粒子230例如以直流電漿(DC plasma)產(chǎn)生器所形成，其形成的原理是在兩個相對的電極板240a、240b上施加電壓，以使電極板240a表面因離子轟擊(Ionbombardment)而產(chǎn)生二次電子(secondary electrons)，且二次電子與電極板240a、240b之間的氣體分子因撞擊而進行所謂的解離(dissociation)、離子化(ionization)以及激發(fā)(excitation)等反應(yīng)，并產(chǎn)生離子、原子、原子團等帶電粒子。而這些帶電粒子達到某一濃度(或數(shù)量)時，即可稱為”電漿(plasma)”。然后，這些帶電粒子230經(jīng)過電場加速之后，轟擊金屬板250的表面，并擊出金屬板250表面的粒子220，而這些粒子220最后打入于介電材料260之中，形成上述介電層218中的摻雜粒子220。
當然，形成高速帶電粒子的方式很多，除了直流電漿產(chǎn)生器外，其它例如是磁控直流電漿(Magnetron DC plasma)產(chǎn)生器或是射頻電漿(RF plasma)產(chǎn)生器，均可產(chǎn)生所需的高速帶電粒子。另外，金屬板250的材質(zhì)例如為鋁(Al)或其它金屬材料(如鈦)，而經(jīng)過轟擊所產(chǎn)生的鋁粒子或其它金屬粒子，將以摻雜的方式植入于介電材料260中，且介電材料260的介電常數(shù)ε是隨著金屬粒子220摻雜的濃度(或數(shù)量)而相對提高。在高頻(1GHz)操作的下，介電層218的介電常數(shù)ε應(yīng)控制在4.5~4.7之間或更高較為適當，以得到更好的噪聲抑制效果。
綜上所述，本發(fā)明的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點(一)本發(fā)明是利用濺擊金屬板表面所產(chǎn)生的金屬粒子摻雜于介電材料之中，而金屬粒子可以提高介電材料的介電常數(shù)，并相對提高去耦合電容，以達到抑制噪聲的效果。
(二)本發(fā)明是利用目前已有的直流電漿產(chǎn)生器來濺擊金屬板，而電漿生成的技術(shù)成熟且實用，因此可以有效控制金屬粒子摻雜的濃度(或數(shù)量)，且制作成本低，不會增加產(chǎn)品的成本負擔(dān)。
(三)本發(fā)明可提高電路板二圖案化線路層之間所形成的去耦合電容，因此信號層的元件所產(chǎn)生的高頻噪聲，可通過較高的去耦合電容，來達到過濾噪聲的效果。
權(quán)利要求
1.一種噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，適用于一印刷電路板，該印刷電路板具有至少二圖案化線路層，其特征在于該噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)包括一介電層，配置在任意二相鄰的該圖案化線路層之間，且該介電層具有至少一金屬粒子，摻雜于該介電層之中。
2.如權(quán)利要求1所述的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的介電層的材質(zhì)是為玻璃環(huán)氧基樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的介電層的材質(zhì)為雙順丁烯二酸醯亞胺。
4.如權(quán)利要求1所述的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的介電層的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。
5.如權(quán)利要求1所述的噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬粒子的材質(zhì)為鋁或鈦其中之一。
6.一種介電結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一介電材料，其材質(zhì)選自由玻璃環(huán)氧基樹脂、雙順丁烯二酸醯亞胺及環(huán)氧樹脂所組成的族群之一；以及一金屬粒子，其選自由鋁及鈦所組成的族群，摻雜于該介電材料中。
7.一種提高介電材料的介電常數(shù)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)提供一介電材料，其材質(zhì)選自由玻璃環(huán)氧基樹脂、雙順丁烯二酸醯亞胺及環(huán)氧樹脂所組成的族群之一；以及2)以一高速帶電粒子轟擊一金屬板的表面，用以擊出至少一金屬粒子，且使得該金屬粒子摻雜于該介電材料中。
8.如權(quán)利要求7所述的提高介電材料的介電常數(shù)的方法，其特征在于所述的高速帶電粒子是以直流電漿產(chǎn)生器所形成。
9.如權(quán)利要求7所述的提高介電材料的介電常數(shù)的方法，其特征在于所述的高速帶電粒子是以磁控直流電漿產(chǎn)生器所形成。
10.如權(quán)利要求7所述的提高介電材料的介電常數(shù)的方法，其特征在于所述的高速帶電粒子是以射頻電漿產(chǎn)生器所形成。
全文摘要
一種噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)，適用于一印刷電路板。此噪聲抑制的介電結(jié)構(gòu)乃利用濺擊金屬板表面所產(chǎn)生的金屬粒子摻雜于介電材料中以提高介電材料的介電常數(shù)。因此印刷電路板的介電層所形成的去耦合電容值可相對增加，而達到過濾噪聲的效果。
文檔編號H05K9/00GK1642384SQ200410015050
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者李秉峰, 鄭裕強 申請人:順德市順達電腦廠有限公司, 神基科技股份有限公司