CN101594750B

CN101594750B - 高密度基板的结构与制法

Info

Publication number: CN101594750B
Application number: CN2008101085567A
Authority: CN
Inventors: 李孟翰; 蓝蔚文; 庄景名; 尚希贤
Original assignee: NANYA CIRCUIT BOARD CO Ltd
Current assignee: NANYA CIRCUIT BOARD CO Ltd; Nan Ya Printed Circuit Board Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: CN101594750A

Abstract

本发明提供一种高密度基板及其制作方法，制作方法包括以下步骤：提供一双面铜箔基板，其具有一上表面铜箔和一下表面铜箔；于该下表面铜箔的下表面形成一底垫片，该底垫片设置于一通孔的预定位置；以激光钻孔形成该通孔，该通孔穿过该上表面铜箔与该基板，但不穿透该底垫片；于该通孔中顺应地形成一晶种层；以及于该晶种层上电镀一金属以形成一导通孔。

Description

高密度基板的结构与制法

技术领域

本发明涉及一种高密度基板及其制法，且特别涉及一种利用激光钻孔制备高密度基板的方法。

背景技术

随着电子产业的蓬勃发展，电子产品不断往轻、薄、短、小发展，印刷电路板(printed circuit board，PCB)亦逐渐朝向高密度布线互连(high density interconnection，HDI)工艺技术发展，使得能在更狭小的空间里提供更多的功能，进而达到整体系统成本的降低。在HDI的技术中，为符合高密度布线、细间距以及电路板尺寸微型化的封装趋势，因此有Via-on-Pad(VOP)的设计，意即导通孔位于锡球垫之上。由于传统的机械钻孔方式会击穿PCB双面板，使得面板上的导电铜箔被破坏，因此业界改采激光钻孔(laser drilling)方式，以能更精准的控制钻孔的尺寸及位置。

目前业界利用激光钻孔技术制作双面板导通孔的方法，主要分为三种，第一种为减成法(full-substactive process，又称负片流程)，第二种为半减成法(semi-substractive process)，第三种为改良式半加成法(modified semi-additive process，又称正片流程)。

减成法的双面铜箔基板一般使用厚度约12μm(或18μm)的铜箔。之后进行激光钻孔工艺形成通孔时，由于基材的下表面铜箔至少约12μm，所以能避免激光击穿的问题产生，但是缺点在于蚀刻步骤时，因为钻孔后之上表面铜箔或下表面铜箔太厚，造成蚀刻时间较久，使得侧蚀现象严重，因此细线路能力(fine line capability)受阻。

半减成法与改良式半加成法的双面铜箔基板皆使用厚度约4μm的超薄铜箔。半减成法工艺的优点在于，蚀刻步骤时，由于上表面铜箔或下表面铜箔较薄，所以进行蚀刻步骤时，侧蚀现象不严重，可得到较好的细线路，但也因为使用超薄铜箔，会使得激光加工不易，造成生产成本提高以及击穿的比例甚高。

因此，业界亟需一种改良的工艺，不但能避免激光击穿的问题产生，且能使双面板具有较高细线路能力。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种高密度基板的制作方法及其结构，同时能避免激光击穿与达到细线路能力。

为达上述与其它目的，本发明提供一种高密度基板的制作方法，包括以下步骤：提供一双面铜箔基板，其具有一上表面铜箔和一下表面铜箔；于该下表面铜箔的下表面形成一底垫片，该底垫片设置于一通孔的预定位置；以激光钻孔形成该通孔，该通孔穿过该上表面铜箔与该基板，但不穿透该底垫片；于该通孔中顺应地形成一晶种层；以及于该晶种层上电镀一金属以形成一导通孔。

本发明还提供一种高密度基板的结构，包括：一基板，一上表面铜箔，形成于该基板的上表面；一通孔，穿过该上表面铜箔与该基板；一晶种层，顺应地形成于该通孔中；一金属，设置于该晶种层上且填入该通孔；一下表面铜箔，形成于该基板的下表面；以及一底垫片，直接形成于该下表面铜箔之下，且对应于该通孔。

附图说明

第1A～1I图为一系列剖面图，用以说明本发明实施例制作高密度基板的流程。

【主要组件符号说明】

10～双面铜箔基板；

20～上表面铜箔；

30～下表面铜箔；

40～第一光阻层；

50～第一开口；

60～底垫片；

70～第二开口；

80～通孔；

90～晶种层；

100～第二光阻层；

110～电镀铜。

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选的实施例，并配合附图，作详细说明如下：

【实施方式】

以下将配合图1A到图1I详细说明本发明的实施例的高密度基板的制作方法。此处必须注意的是，该些附图均为简化的示意图，以强调本发明的特征，因此图中的组件尺寸并非完全依实际比例绘制。且本发明的实施例也可能包含图中未显示的组件。

首先，请参见图1A，提供一双面铜箔基板10，其具有一上表面铜箔20与下表面铜箔30，铜箔使用超薄铜箔，其厚度例如约4μm或更薄，其中双面铜箔基板10的核心材质为绝缘材料，例如：纸质酚醛树脂(paper phenolic resin)、复合环氧树脂(composite epoxy)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)或玻璃纤维(glass fiber)。将铜箔形成于基板的方法可利用已知的溅镀(sputtering)、压合(laminate)或涂布(coating)工艺。

请参见图1B～图1C，为了防止激光击穿的问题，本发明特别于下表面铜箔30的下表面形成一底垫片60，其设置于一通孔80的预定位置。

请参见图1B，于上表面铜箔20之上和下表面铜箔30之下涂布上一第一光阻层40，第一光阻层40例如是已知的干膜光阻，利用一适当的温度与压力，将干膜光阻密合贴附于基板之上，之后通过一第一微影步骤，在位于下表面的第一光阻层40形成一第一开口50，此第一开口50即为后续形成底垫片的位置。

之后请参见图1C，进行一电镀工艺，于第一开口50中形成底垫片60，其材质可为铜、铝、镍、金或上述的组合，其中又优选铜，底垫片60的厚度应使其能够阻挡激光击穿，一般约12～18μm，但可视激光种类与下表面铜箔30的厚度作适当调整，须注意的是底垫片60的面积最好大于通孔80的大小。之后通过脱膜步骤将第一光阻层40剥除。

请参见图1D，进行一第二微影与蚀刻步骤，于上表面铜箔20中形成一第二开口70，用以定义出欲钻孔的位置。此外，也可以不需图1D的步骤，直接进行图1E，可选择业界已知的激光直接钻孔(direct laser drill，DLD)方法，直接于欲钻孔位置进行激光钻孔工艺。

接着请参见图1E，沿第二开口70对双面铜箔基板10进行激光钻孔工艺，以形成通孔80。由于通孔80的下方预先形成底垫片60，可避免激光击穿的问题。激光钻孔工艺优选是利用二氧化碳激光，其利用二氧化碳掺杂其它如：N₂、He、CO等气体，在增加功率及维持放电时间下，产生二氧化碳激光。

之后去除激光钻孔所产生的残渣，可利用业界所已知的去胶渣工艺。

请参见图1F，于通孔80、上表面铜箔20与下表面铜箔30进行电镀工艺，其中电镀工艺优选为无电极电镀工艺，目的使通孔80、钻孔后的上表面铜箔20与下表面铜箔30顺应地形成晶种层(seed layer)90，其中晶种层90为铜、钽或两者的组合。

请参见图1G，于晶种层90上涂布一第二光阻层100，之后经由第三微影步骤，得到一图案化的第二光阻层100以露出通孔80中的晶种层90。接着请参见图1H，进行一线路电镀工艺，于图案化的第二光阻层100所露出的晶种层90镀上一金属110，金属110的材质可为铜、铝、镍、金或上述的组合，优选为铜。之后再进行脱膜步骤，用以去除图案化的第二光阻层100。

请参见图1I，进行蚀刻步骤，去除非线路电镀区的晶种层90、上表面铜箔20和下表面铜箔30，以得到一具有导通孔的双面铜箔基板10。由于本发明最后一步骤的蚀刻深度仅为晶种层90与上表面超薄铜箔20的厚度，蚀刻的厚度比一般减成法的厚度薄，因此蚀刻时间较短，侧蚀现象不明显，所以能得到优选的细线路能力。

本发明的高密度基板的结构，如图1I所示，包括基板10，其具有上表面铜箔20与下表面铜箔30，其中上表面与下表面铜箔的厚度优选为4μm或更薄。底垫片60形成于下表面铜箔30下方，此底垫片60对应到通孔80的位置且其面积最好大于通孔80的大小，目的用于避免激光击穿。底垫片60的厚度约为12μm或更厚，其材质为铜、铝、镍、金或上述的组合。通孔80为利用激光钻孔步骤而得，穿过上表面铜箔20与基板10，但不穿过底垫片60。晶种层90顺应地形成于通孔80与上表面铜箔20之上，但底垫片60与下表面铜箔30之间没有晶种层。金属层110经由电镀步骤形成于晶种层90上。

综上所述，本发明的高密度基板的制作方法，主要有2项优点：

(1)由于基板下表面预先形成底垫片，因此能避免激光击穿的问题产生。本发明和传统半减成法相比，激光击穿的机率与激光加工成本可明显降低。

(2)由于基板的上、下表面铜箔为一超薄铜箔，蚀刻时间较短，侧蚀现象不明显，因此细线路能力优选。本发明和传统减成法相比，有较高的细线路能力。

虽然本发明已以数个优选实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所要求的为准。

Claims

1.一种高密度基板的制作方法，包括下列步骤：

提供一双面铜箔基板，其具有一上表面铜箔与一下表面铜箔；

于该下表面铜箔的下表面形成一底垫片，该底垫片设置于一通孔的预定位置；

以激光钻孔形成该通孔，该通孔穿过该上表面铜箔与该基板，但不穿透该底垫片；

于该通孔中顺应地形成一晶种层；以及

于该晶种层上电镀一金属以形成一导通孔。

2.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该双面铜箔基板的核心材质为纸质酚醛树脂、复合环氧树脂、聚酰亚胺树脂或玻璃纤维。

3.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该铜箔的厚度小于4μm。

4.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该底垫片的材质为铜、铝、镍、金或上述的组合。

5.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该底垫片的面积大于该通孔的大小。

6.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该底垫片的厚度大于12μm。

7.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该晶种层为铜、钽或两者的组合。

8.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该金属为铜、铝、镍、金或上述的组合。

9.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中形成该底垫片的步骤包括：

于该上表面铜箔和下表面铜箔涂布一第一光阻；

进行一第一微影步骤，使该下表面铜箔的第一光阻形成一第一开口，该第一开口对应于该底垫片的预定位置；

进行一电镀工艺，于该第一开口中形成该底垫片；以及

去除该第一光阻。

10.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中该激光钻孔使用二氧化碳激光。

11.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中形成该通孔的步骤包括：

进行一第二微影步骤，使上表面铜箔形成一第二开口，沿该第二开口对该双面铜箔基板进行激光钻孔，以形成该通孔；以及

去除该激光钻孔所产生的残渣。

12.如权利要求1所述的高密度基板的制作方法，其中形成该导通孔的步骤包括：

于该晶种层之上涂布一第二光阻；

进行一第三微影步骤，使该第二光阻露出该通孔中的晶种层；

进行一线路电镀，于该第二光阻所露出的晶种层镀上该金属；

将该第二光阻去除；以及

进行一蚀刻步骤，去除非线路电镀区的晶种层与铜箔。

13.一种高密度基板，包括：

一基板，

一上表面铜箔，形成于该基板的上表面；

一通孔，穿过该上表面铜箔与该基板；

一晶种层，顺应地形成于该通孔中；

一金属，设置于该晶种层上且填入该通孔；

一下表面铜箔，形成于该基板的下表面；以及

一底垫片，直接形成于该下表面铜箔之下，且对应于该通孔。

14.如权利要求13所述的高密度基板，其中该基板的核心材质为纸质酚醛树脂、复合环氧树脂、聚酰亚胺树脂或玻璃纤维。

15.如权利要求13所述的高密度基板，其中该铜箔的厚度小于4μm。

16.如权利要求13所述的高密度基板，其中该晶种层为铜、钽或两者的组合。

17.如权利要求13所述的高密度基板，其中该底垫片的材质为铜、铝、镍、金或上述的组合。

18.如权利要求13所述的高密度基板，其中该金属为铜、铝、镍、金或上述的组合。

19.如权利要求13所述的高密度基板，其中该底垫片的面积大于该通孔的大小。

20.如权利要求13所述的高密度基板，其中该底垫片的厚度大于12μm。

21.如权利要求13所述的高密度基板，其中该底垫片直接形成于该下表面铜箔之下是指该底垫片与该下表面铜箔之间没有晶种层。