CN109507814B - 复合基板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种复合基板的制作方法。形成第一导电层于第一液晶高分子层上。图案化第一导电层以形成图案化第一导电层。形成含有可溶性液晶高分子的第二液晶高分子层覆盖图案化第一导电层。移除位于图案化第一导电层上的第二液晶高分子层。在第二液晶高分子层内形成图案化第一导电层的操作完全不需要任何钻孔和在孔内填入导电材料的操作，故此制作方法相当简易，且可藉由图案化第一导电层的操作轻易调整第二液晶高分子层内的图案化第一导电层构型以符合设计所需。

Description

复合基板的制作方法
技术领域
本发明是关于复合基板的制作方法，特别是关于藉由含有可溶性液晶高分子的液晶高分子层制作复合基板的方法。
背景技术
一般而言，在基板(例如：高频基板)的制作过程中，通常会涉及钻孔操作并接着以导电材料填入孔内以形成导电通道。然而，上述操作复杂，因而无法满足具有较多导电通道或较高密度导电通道的结构设计。
鉴于上述，需要提供一种新颖的制作基板的方法。
发明内容
本揭示内容提供一种复合基板的制作方法，制作方法包括形成第一导电层于第一液晶高分子层上；图案化第一导电层以形成图案化第一导电层；形成含有可溶性液晶高分子的第二液晶高分子层覆盖图案化第一导电层；移除位于图案化第一导电层上的第二液晶高分子层。
在一些实施方式中，形成第二液晶高分子层覆盖图案化第一导电层包括：涂布含有可溶性液晶高分子及溶剂的混合物于第一液晶高分子层上；移除溶剂以形成第二液晶高分子层。
在一些实施方式中，可溶性液晶高分子包括如下式所示的重复单元：
Figure BDA0001684904170000011
其中Ar为1,4-苯撑基、1,3-苯撑基、2,6-萘基或4,4′-亚联苯基；Y为-O-或-NH-；Z为-C＝O-；X为氨基、酰胺基、亚胺基、脒基、氨基羰基氨基、氨基硫代羰基、氨基羰基氧基、氨基磺酰基、氨基磺酰氧基、氨基磺酰基氨基、羧酸酯、(羧酸酯)氨基、(烷氧基羰基)氧基、烷氧基羰基、羟胺基、烷氧基氨基、氰氧基、异氰酸基或其组合。
在一些实施方式中，可溶性液晶高分子为液晶芳香族聚酯。
在一些实施方式中，在移除位于图案化第一导电层上的第二液晶高分子层后，进一步包括形成第二导电层于图案化第一导电层上。
在一些实施方式中，在形成第二导电层于图案化第一导电层上前，进一步包括形成接合结构直接接触图案化第一导电层。
在一些实施方式中，接合结构的材料包括焊料或各向异性导电材料。
在一些实施方式中，在图案化第一导电层以形成图案化第一导电层前，进一步包括形成接合层于第一导电层上。
在一些实施方式中，接合层的材料包括焊料或各向异性导电材料。
在一些实施方式中，在形成第二导电层于图案化第一导电层上前，进一步包括形成接合层于图案化第一导电层上。
在一些实施方式中，在形成第二导电层于图案化第一导电层上后，进一步包括图案化第二导电层与接合层。
在一些实施方式中，接合层的材料包括焊料或各向异性导电材料。
在一些实施方式中，图案化第一导电层以形成图案化第一导电层包括图案化第一导电层以形成导电线路及导电柱，导电柱比导电线路更厚。
应该理解的是，前述的一般性描述和下列具体说明仅仅是示例性和解释性的，并旨在提供所要求的本发明的进一步说明。
附图说明
本发明上述和其他方面、特征及其他优点参照说明书内容并配合附图得到更清楚的了解，其中：
图1A～图1G是根据本揭示内容的一实施方式的复合基板在制程不同阶段中的剖面示意图；
图2A～图2F是根据本揭示内容的一实施方式的复合基板在制程不同阶段中的剖面示意图；
图3A～图3D是根据本揭示内容的一实施方式的复合基板在制程不同阶段中的剖面示意图；
其中，符号说明：
100、200、300 复合基板
110、210、310 第一液晶高分子层
120、220 第一导电层
120’、220’、320’ 图案化第一导电层
120a、220a、320a 导电柱
120b、220b、320b 导电线路
130、230、330、130a、130b、230a、230b 光阻
140、240、340 第二液晶高分子层
150、250、340 第二导电层
150’、250’ 图案化第二导电层
W1 接合结构
W2、W3 接合层
W2’、W3’ 图案化接合层。
具体实施方式
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附附图及以下所述各种实施例，图式中相同的号码代表相同或相似的元件。
以下将以图式揭露本揭示内容的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭示内容。也就是说，在本揭示内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。
本揭示内容提供一种复合基板的制作方法。图1A～图1G是根据本揭示内容的一实施方式的复合基板在制程不同阶段中的剖面示意图。
请参阅图1A，于第一液晶高分子层110上形成第一导电层120，并于第一导电层120上形成光阻130。举例来说，第一液晶高分子层110的材料是选自芳香族聚酯、芳香族聚酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯撑苯并二恶唑，以及对羟基苯甲酸与6-羟基-2-萘酸的共聚物中的一种或多种，但并不以此为限。在一实施方式中，第一导电层120的材料包含铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅、不锈钢或上述金属的合金。举例来说，第一导电层120可为金属箔片(metal foil)，例如铜箔、铝箔、银箔、锡箔或/和金箔。光阻130包含光阻130a和光阻130b，光阻130a比光阻130b更厚。在一些实施方式中，可藉由灰阶掩模(gray scale mask)形成光阻130。举例来说，灰阶掩模(gray scale)为半色调(half-tone)掩模或干涉型掩模(gray-tone)掩模。
请参阅图1B，图案化第一导电层120以形成图案化第一导电层120’。在一些实施方式中，藉由干蚀刻来图案化第一导电层120。因为光阻130包含光阻130a及具有与光阻130a不同厚度的光阻130b，所以图案化第一导电层120’亦会包括导电柱120a及具有与导电柱120a不同厚度的导电线路120b。因为光阻130a比光阻130b更厚，所以导电柱120a比导电线路120b更厚。
请参阅图1C，形成含有可溶性液晶高分子的第二液晶高分子层140覆盖第一液晶高分子层110、导电柱120a及导电线路120b。在一些实施方式中，形成第二液晶高分子层140包括以下步骤：涂布含有可溶性液晶高分子及溶剂的混合物于第一液晶高分子层110、导电柱120a及导电线路120b上；移除溶剂以形成第二液晶高分子层140。
可溶性液晶高分子包括如下式所示的重复单元：
Figure BDA0001684904170000041
其中Ar可为1,4-苯撑基(1,4-phenylene)、1,3-苯撑基(1,3-phenylene)、2,6-萘基(2,6-naphthalene)、或4,4′-亚联苯基(4,4′-biphenylene)；Y可为-O-或-NH-；Z可为-C＝O-；X可为氨基(amino)、酰胺基(amide group)、亚胺基(imido或imino)、脒基(amidino)、氨基羰基氨基(aminocarbonylamino)、氨基硫代羰基(aminothiocarbonyl)、氨基羰基氧基(aminocarbonyloxy)、氨基磺酰基(aminosulfonyl)、氨基磺酰氧基(aminosulfonyloxy)、氨基磺酰基氨基(aminosulfonylamino)、羧酸酯(carboxyl ester)、(羧酸酯)氨基((carboxyl ester)amino)、(烷氧基羰基)氧基((alkoxycarbonyl)oxy)、烷氧基羰基(alkoxycarbonyl)、羟胺基(hydroxyamino)、烷氧基氨基(alkoxyamino)、氰氧基(cyanato)、异氰酸基(isocyanato)或其组合，但并不以此为限。
在一些实施方式中，可溶性液晶聚酯为液晶芳香族聚酯，因此，包含液晶芳香族聚酯及溶剂的混合物可被称之为液晶芳香族聚酯溶液。液晶芳香族聚酯在溶剂中具有良好的溶解度。液晶芳香族聚酯的重量百分比为约1wt％至约85wt％，例如为5wt％、15wt％、25wt％、35wt％、45wt％、55wt％、65wt％或75wt％。当液晶芳香族聚酯的重量百分比小于1wt％时，需要进行多次涂布制程以使第二液晶高分子层140具有所需的厚度，相当耗费时间及成本。但是，当液晶芳香族聚酯的重量百分比大于85wt％时，此液晶芳香族聚酯不易溶于溶剂中，从而产生胶化(gelatinization)。
举例来说，液晶芳香族聚酯溶液的溶剂可选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚以及乙二醇单乙醚所组成的群组。
在一些实施方式中，液晶芳香族聚酯溶液更包含一种或多种添加剂以调整后续所形成的液晶高分子层的性质。在一些实施方式中，添加剂包括稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、硬化剂、塑化剂和/或抗氧化剂，但不以此为限。举例来说，添加剂可包括经表面处理的聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)以提高后续生成的液晶分高子层的电性，并使此层的介电常数(dielectric constant，Dk)和介质损耗(dissipation Factor，Df)降低。举例来说，添加剂可包括无机填充剂，其是选自由二氧化硅(SiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)、碳酸钙(CaCO3)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、以及上述的组合所组成的群组；高介电填充剂，例如钛酸钡及钛酸锶；须晶，例如钛酸钾及硼酸铝；有机填充剂，例如固化的环氧树脂、交联的苯并鸟粪胺树脂，以及交联的丙烯酸系聚合物；硅烷耦合剂；抗氧化剂；以及UV吸收剂，但并不以此为限。
在其他实施方式中，包含可溶性芳香族高分子及溶剂的混合物进一步包含芳香族高分子。芳香族高分子是选自芳香族聚酯(aromatic polyester)、芳香族聚酰胺(aromaticpolyamide)、聚对苯二甲酰对苯二胺(polyphenylene terephthalamide，PPTA)、聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole，PBO)以及对羟基苯甲酸与6-羟基-2-萘酸的共聚物(poly(p-hydroxybenzoic acid-co-2-hydroxy-6-naphthoic acid))中的一种或多种。
请参阅图1D，移除位于图案化第一导电层120’上的第二液晶高分子层140以暴露出图案化第一导电层120’的导电柱120a。举例来说，藉由研磨移除第二液晶高分子层140。
请参阅图1E，形成接合结构W1于图案化第一导电层120’的导电柱120a上，并直接接触图案化第一导电层120’的导电柱120a。在一些实施方式中，接合结构W1是由以下操作形成：形成接合层于第二液晶高分子层140及图案化第一导电层120’上，接下来，图案化接合层以形成接合结构W1。在一些其他的实施方式中，省略接合结构W1。在一些实施方式中，接合结构W1的材料包括焊料或各向异性导电材料。在一些实施方式中，接合层为焊接层(welding layer)或各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)。在一些实施方式中，接合结构W1的材料包括单一金属或金属合金。举例来说，接合结构W1的材料为可与铜形成合金的单一金属或金属合金，例如锡或锡铅。在一些实施方式中，接合结构W1为焊球。
请参阅图1F，形成第二导电层150于第二液晶高分子层140及接合结构W1上。在一些实施方式中，接合结构W1可使第二导电层150紧密附着导电柱120a。在一些实施方式中，一部分的接合结构W1的材料与第二导电层150的材料形成合金。在一实施方式中，第二导电层150的材料包含铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅、不锈钢或上述金属的合金。举例来说，第二导电层150可为金属箔片(metal foil)，例如铜箔、铝箔、银箔、锡箔或/和金箔。
请参阅图1G，图案化第二导电层150，以形成图案化第二导电层150’。如图1G所示的结构为复合基板100。在一些实施方式中，图案化第二导电层150’包括导电柱和导电线路，导电柱比导电线路更厚(未示出)。根据如图1B～图1G所示的操作，可于如图1G所示的图案化第一导电层120’及第二液晶高分子层140上形成类似于如图1G所示的导电柱120a、导电线路120b、第二液晶高分子层140、图案化第二导电层150’及接合结构W1一般的层状结构。如果反复执行如图1B～图1G所示的操作，则可于图案化第一导电层120’及第二液晶高分子层140上形成多层层状结构。
值得注意的是，在本揭示内容中，在第二液晶高分子层140中形成与第二导电层150电性连结的导电柱120a的操作完全不需要任何钻孔和在孔内填入导电材料的操作，因此，本揭示内容的复合基板100的制作方法相当简易，且可轻易调整导电柱120a的数量、密度及分布以符合设计所需。
本揭示内容提供另一种复合基板的制作方法。图2A～图2F是根据本揭示内容的一实施方式的复合基板在制程不同阶段中的剖面示意图。
请参阅图2A，于第一液晶高分子层210上形成第一导电层220及接合层W2，再于接合层W2上形成光阻230。在一些实施方式中，于第一液晶高分子层210上形成第一导电层220，再于第一导电层220上形成接合层W2，接着再于接合层W2上形成光阻230。在一些实施方式中，事先于第一导电层220上形成接合层W2，再将覆有接合层W2的第一导电层220形成于第一液晶高分子层210上，再于接合层W2上形成光阻230。在一些其他实施方式中，省略接合层W2。在一些实施方式中，接合层W2的材料包括焊料或各向异性导电材料。在一些实施方式中，接合层W2为焊接层或各向异性导电膜。在一些实施方式中，接合层W2的材料为可与铜形成合金的单一金属或金属合金，例如锡或锡铅。
请参阅图2B，图案化第一导电层220及接合层W2，以形成图案化第一导电层220’，以及位于图案化第一导电层220’的导电柱220a上的图案化接合层W2’。在一些实施方式中，藉由干蚀刻来图案化第一导电层220及接合层W2。由于光阻230包含光阻230a及具有与光阻230a不同厚度的光阻230b，因此图案化第一导电层220’亦会包括导电柱220a及具有与导电柱220a不同厚度的导电线路220b。因为光阻230a比光阻230b更厚，所以导电柱220a比导电线路220b更厚。
请参阅图2C，形成含有可溶性液晶高分子的第二液晶高分子层240于第一液晶高分子层210、导电柱220a、导电线路220b及图案化接合层W2’上。第二液晶高分子层240的实施例或实施方式可与前文关于第二液晶高分子层140的叙述相同或相似。
请参阅图2D，移除位于图案化第一导电层220’上的第二液晶高分子层240以暴露出图案化接合层W2’。
请参阅图2E，形成第二导电层250于第二液晶高分子层240及图案化接合层W2’上。图案化接合层W2’可使第二导电层250紧密附着导电柱220a。在其他实施方式中，一部分的图案化接合层W2’的材料与第二导电层250的材料形成合金。在一些实施方式中，第二导电层250的材料包含铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅、不锈钢或上述金属的合金。举例来说，第二导电层250可为金属箔片，例如铜箔、铝箔、银箔、锡箔或/和金箔。
请参阅图2F，图案化第二导电层250，以形成图案化第二导电层250’。如图2F所示的结构为复合基板200。
在一些实施方式中，根据如图2A～图2E所示的操作，可于如图2E所示的图案化第一导电层220’及第二液晶高分子层240上形成类似于如图2E所示的导电柱220a、导电线路220b、第二液晶高分子层240、第二导电层250及图案化接合层W2’一般的层状结构。反复执行如图2A～图2E所示的操作，则可于如图2E所示的图案化第一导电层220’及第二液晶高分子层240上形成多层层状结构。
值得注意的是，在本揭示内容中，在第二液晶高分子层240中形成与第二导电层250电性连结的导电柱220a的过程完全不需要任何钻孔和在孔内填入导电材料的操作，因此，本揭示内容的复合基板200的制作方法相当简易，且可轻易调整导电柱220a的数量、密度及分布以符合设计所需。
本揭示内容提供另一种复合基板的制作方法。图3A～图3D是根据本揭示内容的一实施方式的复合基板在制程不同阶段中的剖面示意图。
请参阅图3A，接收第一液晶高分子层310、图案化导电层320’及第二液晶高分子层330。图案化导电层320’包括导电柱320a及导电线路320b。第一液晶高分子层310、导电柱320a、导电线路320b及第二液晶高分子层330的实施例或实施方式可与前文关于第一液晶高分子层110、导电柱120a、导电线路120b及第二液晶高分子层140的叙述相同或相似。
请参阅图3B，形成接合层W3于图案化导电层320’及第二液晶高分子层330上。在一些实施方式中，省略接合层W3。在一些实施方式中，接合层W3的材料包括焊料或各向异性导电材料。接合层W3为焊接层或各向异性导电膜。在一些实施方式中，接合层W3的材料为可与铜形成合金的单一金属或金属合金，例如锡或锡铅。
请参阅图3C，形成第二导电层340于接合层W3上。接合层W3可使第二导电层340紧密附着导电柱320a。在其他实施方式中，一部分的接合层W3材料与第二导电层340的材料形成合金。在一些实施方式中，第二导电层340的材料包含铜、铝、铁、银、钯、镍、铬、钼、钨、锌、锰、钴、金、锡、铅、不锈钢或上述金属的合金。举例来说，第二导电层340可为金属箔片，例如铜箔、铝箔、银箔、锡箔或/和金箔。
请参阅图3D，图案化第二导电层340及接合层W3，以形成图案化第二导电层340’及图案化接合层W3’。如图3D所示的结构为复合基板300。在一些实施方式中，藉由蚀刻来图案化第二导电层340及接合层W3。在一些实施方式中，图案化第二导电层340’及图案化接合层W3’包括导电柱和导电线路，导电柱比导电线路更厚(未示出)。根据如图3A～图3D所示的步骤，可于图案化导电层320’及第二液晶高分子层330上形成类似于如图3D所示的导电柱320a、导电线路320b、第二液晶高分子层330、图案化第二导电层340’及图案化接合层W3’的层状结构。反复执行如图3A～图3D所示的步骤，则可于图案化导电层320’及第二液晶高分子层330上形成多层层状结构。
值得注意的是，在本揭示内容中，在第二液晶高分子层330中形成与第二导电层340电性连结的导电柱320a的过程完全不需要任何钻孔和在孔内填入导电材料的步骤，因此，本揭示内容的复合基板300的制作方法相当简易，且可轻易调整导电柱320a的数量、密度及分布以符合设计所需。
虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，以上所述仅为本揭示内容的较佳实施例，并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的均等变化与修饰，皆应属本揭示内容的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种复合基板的制作方法，其特征在于，包括：
形成第一导电层于第一液晶高分子层上；
图案化该第一导电层以形成图案化第一导电层；
形成含有可溶性液晶高分子的第二液晶高分子层覆盖该图案化第一导电层；
移除位于该图案化第一导电层上的该第二液晶高分子层；
形成接合结构于该图案化第一导电层及该第二液晶高分子层上，以直接接触该图案化第一导电层的上表面，但不覆盖该图案化第一导电层的侧壁，该接合结构的材料包括焊料或各向异性导电材料；
形成第二导电层于该接合结构上；以及
于同一蚀刻中图案化该接合层及该第二导电层以形成图案化接合层及图案化第二导电层。
2.如权利要求1所述的制作方法，其中形成该第二液晶高分子层覆盖该图案化第一导电层包括：
涂布含有该可溶性液晶高分子及溶剂的混合物于该第一液晶高分子层上；以及
移除该溶剂以形成该第二液晶高分子层。
3.如权利要求1所述的制作方法，其中该可溶性液晶高分子包括如下式所示的重复单元：
Figure FDA0003051713200000011
其中Ar为1,4-苯撑基、1,3-苯撑基、2,6-萘基或4,4′-亚联苯基；Y为-O-或-NH-；Z为-C＝O-；X为氨基、酰胺基、亚胺基、脒基、氨基羰基氨基、氨基硫代羰基、氨基羰基氧基、氨基磺酰基、氨基磺酰氧基、氨基磺酰基氨基、羧酸酯、(羧酸酯)氨基、(烷氧基羰基)氧基、烷氧基羰基、羟胺基、烷氧基氨基、氰氧基、异氰酸基或其组合。
4.如权利要求1所述的制作方法，其中该可溶性液晶高分子为液晶芳香族聚酯。
5.一种复合基板的制作方法，其特征在于，包括：
形成第一导电层于第一液晶高分子层上；
形成接合层于该第一导电层上；
图案化该第一导电层及该接合层以形成图案化第一导电层及图案化接合层；
形成包括可溶性液晶高分子的第二液晶高分子层以覆盖该图案化第一导电层及该图案化接合层；以及
移除位于该图案化第一导电层上的该第二液晶高分子层，藉此使该图案化接合层的上表面与该第二液晶高分子层的上表面实质上共平面。
6.如权利要求5所述的制作方法，其中该接合层的材料包括焊料或各向异性导电材料。
7.如权利要求1所述的制作方法，其中图案化该第一导电层以形成该图案化第一导电层包括图案化该第一导电层以形成导电线路及导电柱，该导电柱比该导电线路更厚。
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