CN101657071A - 基板的盲孔结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种基板的盲孔结构的制作方法。首先，提供一基板。基板包括一导电层、一金属层以及一配置在导电层与金属层之间的介电层。接着，形成一覆盖层在导电层上。之后，对形成有覆盖层的基板照射一激光束，以形成至少一从覆盖层延伸至金属层的盲孔结构。盲孔结构包括相互连通的一第一开口、一第二开口以及一第三开口。第一开口贯穿覆盖层。第二开口贯穿导电层。第三开口贯穿介电层。第一开口的孔径大于第二开口的孔径与第三开口的孔径。

Description

基板的盲孔结构的制作方法

技术领域

本发明是有关于一种基板(substrate)的制作方法，且特别是有关于一种基板的盲孔结构(blind via structure)的制作方法。

背景技术

在现今的电路板技术领域中，多层电路板(multi-layer circuit board)通常具有多个导电盲孔(conductive blind via)结构，而借由这些导电盲孔结构，多层电路板中的多层线路得以在相邻层间电性连接。为了满足目前电路板朝向缩小线路宽度与线路间距以及提高线路密度的发展趋势，这些导电盲孔结构一般都是采用激光钻孔制程(laser drilling)来形成。

图1A至图1E是传统的一种激光钻孔制程的流程的剖面示意图。请先参考图1A，首先，在一电路板10上形成一线路层11。接着，请参考图1B，在线路层11上形成一绝缘层12以及在绝缘层12上形成一铜箔层13，其中该绝缘层12覆盖线路层11与部份电路板10。接着，请参考图1C，在铜箔层13上进行一表面微蚀制程(Surface Uniform Etching Process，SUEP)，以形成一薄化的铜箔层13’。接着，请参考图1D，形成一粗面氧化层14在薄化的铜箔层13’上，其中粗面氧化层14的材质例如是氧化铜。之后，请参考图1E，照射一激光束L，以形成一贯穿粗面氧化层14、铜箔层13’以及绝缘层12且连通至线路层11的盲孔20。至此，完成盲孔20的激光钻孔制程。

在形成盲孔20之后，激光烧蚀的区域会产生熔铜的飞溅(Splash)而造成孔壁的污染，所以必须先利用蚀刻制程的方式清除飞溅于孔壁的熔铜，以避免造成孔壁的污染而影响后续的制程。然而，粗面氧化层14无法抵抗蚀刻制程所使用的蚀刻液，也就是说，粗面氧化层14会被蚀刻液所侵蚀。当粗面氧化层14被蚀刻液所蚀穿时，粗面氧化层14之下的铜箔层13’、绝缘层12以及线路层11也会受到蚀刻液的侵蚀，进而影响后续制程的稳定性。

除此之外，传统的激光钻孔制程的流程中，在形成粗面氧化层14之前会先对铜箔层13进行一表面微影及蚀刻制程，以形成薄化的铜箔层13’，其中薄化的铜箔层13’的厚度均匀性会受到微影及蚀刻制程时铜箔层13的表面清洁度以及铜箔层13表面蚀刻剂置换效率的影响，再者，在薄化的铜箔层13’表面形成粗面氧化层14时，亦会损耗部分铜而形成氧化铜。换句话说，薄化的铜箔层13’的厚度均匀性会因制作过程而产生不稳定的现象，而此现象也会直接或间接影响后续的激光成孔的品质。

发明内容

本发明提供一种基板的盲孔结构的制作方法，其可简化生产流程以提升制程的稳定性，进而提高基板制程的良率。

本发明提出一种基板的盲孔结构的制作方法。首先，提供一基板。基板包括一导电层、一金属层以及一配置在导电层与金属层之间的介电层。接着，形成一覆盖层在导电层上。之后，对形成有覆盖层的基板照射一激光束，以形成至少一从覆盖层延伸至金属层的盲孔结构。盲孔结构包括相互连通的一第一开口、一第二开口以及一第三开口。第一开口贯穿覆盖层。第二开口贯穿导电层。第三开口贯穿介电层。第一开口的孔径大于第二开口的孔径与第三开口的孔径。

在本发明的一实施例中，上述的导电层的材质包括铜。

在本发明的一实施例中，上述的金属层与导电层的材质相同。

在本发明的一实施例中，上述的覆盖层的材质包括一感光材料。

在本发明的一实施例中，上述的感光材料的材质包括一偶氮(azo)官能基的有机材料。

在本发明的一实施例中，上述在形成盲孔结构之后，还包括移除覆盖层。

在本发明的一实施例中，上述的移除覆盖层的步骤之前，还包括以覆盖层为蚀刻掩膜，蚀刻显露在第一开口中的导电层。

在本发明的一实施例中，上述的移除覆盖层之后，还包括填入一导电材料在盲孔结构的第二开口与第三开口中，以形成一导电盲孔结构。

在本发明的一实施例中，上述的填入导电材料的方式包括电镀铜或网印填塞导电材料。

在本发明的一实施例中，上述的网印填塞导电材料为选自铜膏、银膏、铜胶、银胶或导电高分子的任一或其组合。

综上所述，本发明借由激光束直接加热覆盖层以及导电层，以使覆盖层以及导电层经烧蚀而各自形成不同孔径的开口，且导电层下方的介电层同时吸收导电层的热量而气化。如此，本发明仅需一次激光加工即可形成盲孔结构。此外，本发明在覆盖层的材质为感光材料，相较于传统的技术而言，本发明的覆盖层可避免受到蚀刻液的侵蚀且可以保护其下的结构，因此本发明的基板的盲孔结构的制作方法，可提升制程的稳定性并缩短生产流程，进而提高基板制程的良率。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1E是传统的一种激光钻孔制程的流程的剖面示意图。

图2A至图2E示出本发明的一实施例的一种基板的盲孔结构的制作方法。

主要元件符号说明

10：电路板

11：线路层

12：绝缘层

13、13’：铜箔层

14：粗面氧化层

20：盲孔

200：基板

210a、210b：导电层

220：金属层

230a、230b：介电层

240a、240b：覆盖层

250a、250b：盲孔结构

252：第一开口

254、254’：第二开口

256：第三开口

260：导电材料

270：导电盲孔结构

L、L’：激光束

具体实施方式

图2A至图2E示出本发明的一实施例的一种基板的盲孔结构的制作方法。请先参考图2A，依照本实施例的基板的盲孔结构的制作方法，首先，提供一基板200。基板200包括一金属层220、分别位于金属层220上方的二导电层210a、210b以及分别配置在导电层210a、210b与金属层220之间的二介电层230a、230b。

在本实施例中，基板200可以是铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)、多层铜箔层所组合的基板或是其他能用来制造电路板的基板。这些导电层210a、210b与金属层220的材质例如是铜或其他适当的金属材料，而这些介电层230a、230b例如是固化胶片(c-stage prepreg film)，或这些介电层230a、230b可经由加热固化一半固化胶片(b-stage prepreg film)而分别接合于金属层220与这些导电层210a、210b之间。在本实施例中，虽以双面具有导电层210a、210b的基板200为范例，但不以此为限，在另一实施例中，基板200亦可由单面的导电层210a、金属层220以及位于导电层210a与金属层220之间的介电层230a所组成。

请参考图2B，接着，分别形成二覆盖层240a、240b于这些导电层210a、210b上。这些覆盖层240a、240b例如是利用旋转涂布法(spin-coating)或印刷的方式形成于这些导电层210a、210b上，其中这些覆盖层240a、240b的材质例如为湿式感光材料。另外，在其他未示出的实施例中，覆盖层亦可利用压合或粘合的方式形成在导电层上，其中覆盖层的材质例如为干式感光材料，其中感光材料的材质例如是一具有偶氮(azo)官能基团的有机材料。

请参考图2C，之后，对形成有这些覆盖层240a、240b的基板200照射一激光束L’，以形成从这些覆盖层240a、240b延伸至金属层220的二盲孔结构250a、250b，而激光束L’可以是由二氧化碳激光或其他适当的激光机台所提供。

在本实施例中，由于基板200的覆盖层240a、导电层210a、介电层230a与覆盖层240b、导电层210b、介电层230b相互对称于金属层220，因此当激光束L’至照射于这些覆盖层240a、240b以分别形成这些盲孔结构250a、250b时，盲孔结构250a的形态实质上与盲孔结构250b形态相同。

以下为了方便说明起见，以盲孔结构250a为例进行说明。详细而言，盲孔结构250a包括相互连通的一第一开口252、一第二开口254以及一第三开口256，其中第一开口252贯穿覆盖层240a，第二开口254贯穿导电层210a，第三开口256贯穿介电层230a，且第一开口252的孔径大于第二开口254的孔径与第三开口256的孔径。

由于覆盖层240a与导电层210a吸收激光束的能量之后，因覆盖层240a与导电层210a的材质不同，而使得激光束L’对于覆盖层240a与导电层210a的烧蚀速度有所不同，因而在覆盖层240a与导电层210a中产生不同孔径的第一开口252与第二开口254。同时，导电层210a吸收激光束的能量之后产生局部高热，致使导电层210a下方的介电层230a吸收导电层210a的热量而汽化，进而产生第三开口256。

换句话说，当适当控制激光束L’的能量并照射于覆盖层240a与导电层210a时，可同时得到第一开口252的孔径大于第二开口254的孔径与第三开口256的孔径的盲孔结构250a，不需先开铜窗或进行曝光及显影等光阻开口等前置步骤，以简化激光加工的步骤。

请同时参考图2C与图2D，接着，在形成盲孔结构250a之后，由于激光烧蚀的区域会产生胶渣或在第一开口252下方的导电层210a上残留微粒(例如是熔铜)，因此可于覆盖层240a去除之前，可选择性进行去胶渣、蚀刻制程或去熔铜等表面处理。例如，在图2C与图2D中，以覆盖层240a为蚀刻掩膜，全面性蚀刻显露在第一开口252中的导电层210a。接着，移除覆盖层240a，以使原本覆盖于覆盖层240a下的导电层210a裸露出来。此外，在另一实施例中，亦可只清除导电层210a上的胶渣或残留微粒，而保留无残留物的导电层210a于第一开口252下方。

详细而言，由于以覆盖层240a为蚀刻掩膜，蚀刻显露在第一开口252中的导电层210a，因此原本贯穿导电层210a的第二开口254，透过蚀刻的过程后，会形成一孔径大于原本第二开口254的第二开口254’。

值得一提的是，当以覆盖层240a为蚀刻掩膜进行蚀刻制程时，金属层220可作为一阻挡层，用以提供蚀刻阻挡的效果，可以避免蚀刻制程向介电层230b扩张。

请参考图2E，最后，填入一导电材料260于盲孔结构250a的第二开口254’与第三开口256中，以形成一导电盲孔结构270。详细而言，导电材料260覆盖盲孔结构250a的孔壁，也就是说，导电材料260覆盖导电层210a、介电层230a以及局部的金属层220。在本实施例中，填入导电材料260的方式例如是电镀，而导电材料260例如为铜。

值得一提的是，虽然图2E所示的导电盲孔结构270仅覆盖盲孔结构250a的孔壁而未填满盲孔结构250a，但是在其他未示出的实施例中，导电盲孔结构270也可以填满整个盲孔结构250a。因此，图2E所示的导电盲孔结构270仅为举例说明，并非限定本发明。

必须注意的是，图2E所示的基板200为一种双面电路板(double sidedcircuit board)，但是本实施例亦可以应用在制造具有三层或三层以上线路的多层基板，而且熟悉本发明所属技术领域者能根据图2A至图2E以及上述的内容轻易地理解如何将本实施例的利用激光形成基板的盲孔结构的方法应用在制造三层或三层以上线路的基板。因此，在此强调，图2A至图2E仅为举例说明，并非限定本发明。

综上所述，本发明借由激光束直接加热覆盖层以及导电层，以使覆盖层以及导电层经烧蚀而各自形成不同孔径的开口，且导电层下方的介电层同时吸收导电层的热量而气化。如此，本发明仅需一次激光加工即可形成盲孔结构。此外，本发明的覆盖层可以保护其下的导电层、介电层与金属层，以避免受到蚀刻液的侵蚀，因此本发明的基板的盲孔结构的制作方法，可提升制程的稳定性并缩短生产流程，进而提高基板制程的良率。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种基板的盲孔结构的制作方法，包括：

提供一基板，该基板包括一导电层、一金属层以及一配置在该导电层与该金属层之间的介电层；

形成一覆盖层在该导电层上；以及

对形成有该覆盖层的该基板照射一激光束，以形成至少一从该覆盖层延伸至该金属层的盲孔结构，该盲孔结构包括相互连通的一第一开口、一第二开口以及一第三开口，该第一开口贯穿该覆盖层，该第二开口贯穿该导电层，该第三开口贯穿该介电层，其中该第一开口的孔径大于该第二开口的孔径与该第三开口的孔径。

2.根据权利要求1所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中该导电层的材质包括铜。

3.根据权利要求1所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中该金属层与该导电层的材质相同。

4.根据权利要求1所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中该覆盖层的材质包括一感光材料。

5.根据权利要求4所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中该感光材料的材质包括一具有偶氮官能基的有机材料。

6.根据权利要求1所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中在形成该盲孔结构之后，还包括移除该覆盖层。

7.根据权利要求6所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中移除该覆盖层的步骤之前，还包括：

以该覆盖层为蚀刻掩膜，蚀刻显露在该第一开口中的该导电层。

8.根据权利要求6所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中移除该覆盖层之后，还包括填入一导电材料在该盲孔结构的该第二开口与该第三开口中，以形成一导电盲孔结构。

9.根据权利要求8所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中填入该导电材料的方式包括电镀铜或网印填塞导电材料。

10.根据权利要求9所述的基板的盲孔结构的制作方法，其中导电材料为选自铜膏、银膏、铜胶、银胶或导电高分子的任一或其组合。

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