CN101765341B - 激光辅助基板线路成型结构与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光辅助基板线路成型的结构与其方法，该方法包括下列步骤：提供一含有多个导通孔的电路基板；于所述多个导通孔、该电路基板上顺应性地形成一第一金属层；于该第一金属层上坦覆性地形成一介电层；进行一激光钻孔步骤，使该介电层之中形成多个通孔与多个沟槽，其中所述多个通孔暴露该第一金属层，且所述多个沟槽位于所述多个通孔之上；于所述多个通孔与所述多个沟槽中形成一第二金属层，使该第二金属层电性连接到该第一金属层。本发明具有下述优点：省去公知图像转移工艺，能简化工艺步骤且降低工艺成本；可增加金属层与介电层之间的结合力，解决因线路与绝缘层结合力不佳而导致线路剥离的问题。

Description

激光辅助基板线路成型结构与方法

技术领域

本发明涉及一种线路成型的结构与方法，尤其涉及一种激光辅助基板线路成型的结构与方法。

背景技术

在新一代的电子产品中，不断地追求轻薄短小，使得集成电路(IntergratedCircuit，IC)朝高密度发展，因此，印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)也随之对应进行微小化设计，使电性连接线路的配置更加地密集化。

目前常使用图像转移技术制作连接线路，所谓的图像转移技术，是经由上光致抗蚀剂、曝光、显影、电镀、去膜与蚀刻的一连串工艺，以图案化所需的线路，然而，使用图像转移技术时，工艺中的每一步骤均需最佳化地控制，特别是关于微细线路，工艺更需精准地控制，才能得到所需的线路。

另外，当结构演进到微细线路时，容易因线路与绝缘层结合力不佳而导致线路剥离，进而造成线路短路或断路，而使电路板报废。

因此，业界急需提出一方法，用以解决使用图像转移技术所遭遇的问题，以因应线路微小化的趋势。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题而提供一种激光辅助基板线路成型的方法，包括下列步骤：提供一含有多个导通孔的电路基板；于所述多个导通孔、该电路基板之上顺应性地形成一第一金属层；进行一灌孔步骤，于所述多个导通孔中填充油墨；于该第一金属层之上坦覆性地形成一介电层；进行一激光钻孔步骤，使该介电层之中形成多个通孔(via)与多个沟槽(trench)，其中所述多个通孔暴露该第一金属层，且所述多个沟槽位于所述多个通孔之上；于所述多个通孔与所述多个沟槽中形成一第二金属层，使该第二金属层电性连接到该第一金属层。

本发明另外提供一种激光辅助基板线路成型的结构，包括：一具有多个导通孔的电路板基板；一第一金属层，顺应性地形成于所述多个导通孔之中、该电路基板之上；油墨，填充于所述多个导通孔中；一介电层，坦覆性地形成于该第一金属层之上；多个通孔与多个沟槽，形成于该介电层之中，其中所述多个通孔暴露该第一金属层，且所述多个沟槽位于所述多个通孔之上；一第二金属层，形成于所述多个通孔与所述多个沟槽之中，其中该第二金属层电性连接到该第一金属层。

本发明的激光辅助基板线路成型的方法与结构，具有下述优点：

(1)借由激光直接加工制得所需线路，省去公知图像转移工艺，能简化工艺步骤且降低工艺成本。

(2)于介电层中形成通孔/沟槽，接着于通孔/沟槽之中形成金属层，可增加金属层与介电层之间的结合力，解决因线路与绝缘层结合力不佳而导致线路剥离的问题。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1-图5为一系列剖面图，用以说明本发明实施例的激光辅助基板线路成型的流程。

其中，附图标记说明如下：

100～电路基板；

102～导通孔；

104～第一金属层；

104a～第一化学金属层；

104b～第一电镀金属层；

106～油墨；

108～介电层；

110～通孔；

112～沟槽；

114～第二金属层；

114a～第二化学金属层；

114b～第二电镀金属层。

具体实施方式

以下将配合所附附图详细说明本发明实施例的激光辅助基板线路成型的方法。须注意的是，所述多个附图均为简化的示意图，以强调本发明的特征，因此图中的元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元件。

请参阅图1到图5，将详细说明本发明中提供激光辅助基板线路成型的方法的实施例。请参见图1，首先提供一含有多个导通孔(through hole)102的电路基板100，其中电路基板100包括纸质酚醛树脂(paper phenolic resin)、复合环氧树脂(composite epoxy)、聚亚酰胺树脂(polyimide resin)或玻璃纤维(glass fiber)。而形成导通孔102的目的在于建立电路基板100上下两面的导电通路，以利后续的双面增层线路，形成导通孔102方法可利用数值控制工具机(numerical control，NC)钻孔或其他钻孔的技术。此处需注意的是，适用于本发明的电路板形式并非以此为限，另可为双层板或多层板。

接着，于导通孔102、电路基板100之上顺应性地形成一第一金属层104，而形成第一金属层104的步骤例如可利用无电极电镀方法，先镀上一化学金属层104a，接着于化学金属层104a之上顺应性地镀上一电镀金属层104b。此第一金属层104的材质包括铜、铝、镍、金或上述的组合。

形成第一金属层104之后，还包括粗化第一金属层104，粗化的目的在于使第一金属层104表面粗糙，以提高后续形成的非金属材质层与第一金属层104的结合力。对金属层的粗化处理，以铜粗化为例，例如利用药水腐蚀的方式，让第一金属层104表面达一定粗糙度。

接着请参阅图2，进行一灌孔步骤，于导通孔中102填充一油墨106，本发明所使用的油墨106例如为树脂油墨，接着进行烘烤，使油墨106硬化。由于灌孔时，会有残余的油墨106露出，因此需进行一铜面平整步骤，以去除残余油墨106，常使用的平整方法例如为机械研磨法(mechanical polishing)。

接着，对第一金属层104再次进行一粗化处理，以帮助于第一金属层104之上坦覆性地形成一介电层108，其中介电层108包括非感光性树脂、环氧树脂或光感应树脂，而环氧树脂例如为双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂(bismaleimide triacine，BT)、ABF膜(ajinomoto build-up film)、聚苯醚(polyphenylene oxide，PPE)或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene，PTFE)，而形成介电层的方法例如可利用物理涂布方式。

接着请参阅图3，此步骤为本发明的关键步骤，进行一激光钻孔步骤，使介电层108之中形成多个通孔(via)110与沟槽(trench)112，其中通孔110暴露第一金属层104，而沟槽112位于通孔110之上。本发明于介电层108中形成通孔110时，所使用的激光例如为钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光，而形成沟槽112时，所使用的激光例如为二氧化碳(CO₂)激光或UV激光，工艺中施加激光的能量与时间，可根据介电层108的厚度作适当的调整，一般而言，介电层108的厚度约为20μm～40μm。于激光钻孔步骤之后，需进行一去胶渣(desmear)步骤，用以去除激光钻孔所产生的胶渣。

公知基板形成线路的方法需要一图案化工艺，包括以下步骤：于介电层之上形成一光致抗蚀剂，依序进行曝光、显影(development)、电镀(electroplating)、去膜(stripping)、蚀刻(etching)的步骤，即所谓的SAP法。经过上述图案化工艺后，于介电层之上形成所需线路。然而，图案化工艺需要繁琐的步骤，且当线路微小化时，又必须更精准地控制每一道工艺步骤。因此，本发明提出一简单的线路成形方法，直接利用激光对介电层加工，可省去光掩模补偿误差与蚀刻能力的考虑，且不需要干膜生产，能有效提升细线路工艺能力与降低工艺成本。本发明利用激光辅助基板线路成型的方法，能应用于制作细线路结构上，特别是线宽/线距10/10μm以下，较佳可达5/5μm，此为公知的图像转移技术无法达到的范围。

接着请参阅图4，于通孔110与沟槽112中形成一第二金属层114，使第二金属层114电性连接到第一金属层104，其中第二金属层114包括化学金属层114a与电镀金属层114b。

接着请参阅图5，对第二金属层114作线路定义(circuit definition)，也即经由蚀刻步骤，将通孔110与沟槽112之外的第二金属层114去除，之后对位于通孔110与沟槽112的第二金属层114作表面粗化处理，即可进行下一层的增层步骤。

此处须注意的是，本发明的通孔110与沟槽112均形成于介电层108之中，接着于通孔110/沟槽112中形成一第二金属层114，其中第二金属层114埋设于通孔110/沟槽112之中，相较于公知的图像转移工艺(金属层延伸到介电层上表面)有较佳的线路结合力，因此，借由激光辅助基板线路成型的方法，能够解决因线路与绝缘层结合力不佳而导致线路剥离的问题。

另外，本发明提供一种激光辅助基板线路成型的结构，如图5所示，此结构包括：具有多个导通孔102的电路板基板100；第一金属层104，顺应性地形成于导通孔102之中、电路基板100之上，其中第一金属层104包括化学金属层104a与电镀金属层104b；油墨106，填充于导通孔102中；介电层108，坦覆性地形成于第一金属层104之上；多个通孔110与沟槽112，形成于介电层108之中，其中通孔110暴露第一金属层104，而沟槽112位于通孔110之上，此处须注意的是，通孔110与沟槽112是利用一激光钻孔步骤而得，相较于公知的图像转移工艺步骤更为简化且能有效降低工艺成本；第二金属层114，形成于通孔110与沟槽112之中，而第二金属层114包括化学金属层114a与电镀金属层114b，其中通孔110与沟槽112中的第二金属层114电性连接到第一金属层104，由于本发明的第二金属层114埋设于介电层108之中，因此能有效解决因线路与绝缘层结合力不佳而导致线路剥离的问题。

综上所述，本发明的激光辅助基板线路成型的方法与结构，具有下述优点：

(1)借由激光直接加工制得所需线路，省去公知图像转移工艺，能简化工艺步骤且降低工艺成本。

(2)于介电层中形成通孔/沟槽，接着于通孔/沟槽之中形成金属层，可增加金属层与介电层之间的结合力，解决因线路与绝缘层结合力不佳而导致线路剥离的问题。

虽然本发明已以数个优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的变动与修改，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (17)

1.一种激光辅助基板线路成型的方法，包括下列步骤：

提供一含有多个导通孔的电路基板；

于所述多个导通孔、该电路基板之上顺应性地形成一第一金属层；

进行一灌孔步骤，于所述多个导通孔中填充油墨；

于该第一金属层之上坦覆性地形成一介电层；

直接进行一激光钻孔步骤，使该介电层之中形成多个通孔与多个沟槽，其中所述多个通孔暴露该第一金属层，且所述多个沟槽位于所述多个通孔之上；

于所述多个通孔与所述多个沟槽中形成一第二金属层，使该第二金属层电性连接到该第一金属层。

2.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中该电路基板包括纸质酚醛树脂、复合环氧树脂、聚亚酰胺树脂或玻璃纤维。

3.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中该第一金属层与第二金属层各自包括铜、铝、镍、金或上述的组合。

4.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中该介电层包括非感光性树脂、环氧树脂或光感应树脂。

5.如权利要求4所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中该环氧树脂包括双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂、ABF膜、聚苯醚或聚四氟乙烯。

6.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中所述多个导通孔是借由数值控制工具机钻孔而得。

7.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中形成该第一金属层的方法，包括下列步骤：

于所述多个导通孔、该电路板基板之上顺应性地镀上一化学金属层；

于该化学铜之上顺应性地镀上一电镀金属层。

8.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中形成该第一金属层之后，还包括：粗化该第一金属层。

9.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中该激光钻孔步骤之后，还包括去除该激光钻孔所产生的胶渣。

10.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中形成该第二金属层的方法，包括下列步骤：

于所述多个通孔与所述多个沟槽中顺应性地镀上一化学金属层；

于该化学铜之上顺应性地镀上一电镀金属层。

11.如权利要求1所述的激光辅助基板线路成型的方法，其中形成该第二金属层之后，还包括蚀刻所述多个通孔与所述多个沟槽之外的该第二金属层，之后粗化位于所述多个通孔与所述多个沟槽的该第二金属层。

12.一种激光辅助基板线路成型的结构，包括：

一具有多个导通孔的电路板基板；

一第一金属层，顺应性地形成于所述多个导通孔之中、该电路基板之上；

油墨，填充于所述多个导通孔中；

一介电层，坦覆性地形成于该第一金属层之上；

多个通孔与多个沟槽，形成于该介电层之中，其中所述多个通孔暴露该第一金属层，且所述多个沟槽位于所述多个通孔之上，且其中所述多个通孔与所述多个沟槽是直接利用激光钻孔步骤而得；

一第二金属层，形成于所述多个通孔与所述多个沟槽之中，其中该第二金属层电性连接到该第一金属层。

13.如权利要求12所述的激光辅助基板线路成型的结构，其中该电路基板包括纸质酚醛树脂、复合环氧树脂、聚亚酰胺树脂或玻璃纤维。

14.如权利要求12所述的激光辅助基板线路成型的结构，其中该第一金属层与第二金属层各自包括铜、铝、镍、金或上述的组合。

15.如权利要求12所述的激光辅助基板线路成型的结构，其中该介电层包括非感光性树脂、环氧树脂或光感应树脂。

16.如权利要求15所述的激光辅助基板线路成型的结构，其中该环氧树脂包括双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂、ABF膜、聚苯醚或聚四氟乙烯。

17.如权利要求12所述的激光辅助基板线路成型的结构，其中该第一金属层与该第二金属层各自包括一化学金属层与一电镀金属层。

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