CN1956635A - 增层电路板细线路的结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种具有增层电路板细线路的结构及其制作方法。首先提供一核心电路板，且核心电路板表面具有多个连接垫。接着在该核心电路板表面上形成一第一介电层，在该第一介电层表面上形成一第二介电层以及在该第二介电层上形成一第三介电层，并在该第三介电层上形成多个图案化开口，然后在前述开口对应核心电路板表面电性连接垫的该第一介电层与第二介电层形成开孔。随后在该第三介电层表面及各该图案化开口与开孔中形成一籽晶层，接着在该籽晶层上电镀一导电金属层，使各该图案开口形成导电线路及各开孔中形成导电盲孔。最后去除第三介电层表面的导电金属层以及籽晶层，以使各该图案开口的导电线路通过第三介电层形成隔离。

Description

增层电路板细线路的结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种增层(Build up Layer)电路板的结构及其制作方法，尤其涉及一种可制成细线路的增层电路板的结构及其制作方法。

背景技术

现今的高密度IC封装基板及印刷电路板皆采用增层法来完成增层及进行细线路工艺，一般增层的叠层方式主要是采用介电膜(Dielectric Film)压合而成，另外也有采用背胶铜箔(RCC)，或预浸材料(Prepreg)压合而成。

较先进的增层结构的制法是取一本身已完成上、下电路层及上、下电路层的电性连接的绝缘核心层(Core layer)，其电性连接一般是用以下工艺完成。用导通孔在核心层上、下两侧同时压合一介电层经过热硬化后，在介电层上形成盲孔，覆盖籽晶层再用光致抗蚀剂形成线路图案，接着进行导电层及盲孔的电镀，最后去除光致抗蚀剂层及外露的籽晶层形成所谓的增层，上述工艺一般称为半加成法(SAP，Semi additive process)。

封装基板及印刷电路板采用上述先进的增层法可以得到良好的细线路精度，例如其线路可达到线宽/线距(L/S)到20μm/20μm左右，且线路形状可得到良好的阻抗控制及电气特性。可以应用到高阶的印刷电路板及倒装片(FlipChip)的IC封装基板。

但未来仍面临许多的难题，其原因是SAP工艺仍有许多的缺点。首先是要做到更细线路，例如L/S到10μm/10μm等级将面临导电线路与介电层的结合差，使线路容易断裂及分层(Delamination)，严重地影响到可靠性问题，又由于线路愈细化之下其间距很小，光致抗蚀剂易卡在两导电线路间而不易清除，将影响产品的品质、成品率及电性。另外的缺点是因现有的SAP工艺仍需进行去除籽晶层的蚀刻工艺使得在微细线路的线路形状及尺寸精度(线路宽度)不易控制，因而无法得到良好的电气特性。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种增层电路板细线路的结构及其制作方法，以克服上述的限制及技术瓶颈。

根据本发明的增层电路板的制作方法，先提供一核心电路板，且该核心电路板表面具有多个连接垫，并在该核心电路板表面上形成一第一介电层。接着在第一介电层表面上形成一第二介电层，然后在第二介电层表面上形成一第三介电层，且在该第三介电层上形成多个图案化开口。随后在前述开口对应核心电路板表面电性连接垫的第一介电层与第二介电层中形成开孔，并在该第三介电层表面及各该图案化开口与开孔中形成一籽晶层。然后在该籽晶层上电镀一导电金属层，使各该图案开口形成导电线路及各开孔中形成有导电盲孔。最后去除该第三介电层表面的导电金属层以及籽晶层，以使各该图案开口的导电线路通过第三介电层形成隔离。

由于本发明方法在一介电层中形成多条导线图案开口及多个盲孔图案开口，以及在各该导线图案开口及各该盲孔图案开口中分别填入导电金属，因此可达到制作更细线路的能力，提升细线路与介电层的附着能力减少在高频操作的肌肤效应(skin effect)。

附图说明

图1至图7为本发明第一实施例的制作增层线路的电路板示意图。

图8为本发明电路板增层线路结构的示意图。

图9为本发明在电路板两侧形成增层线路结构的示意图。

附图标记说明

30核心电路板               31电性连接垫

32第一介电层               34第二介电层

36第三介电层               40光掩模层

42导线图案开口             44盲孔图案开口

46籽晶层                   48导电金属层

50导电线路层               52导电盲孔

60电路板增层线路结构       62第一介电层

63第二介电层               64第三介电层

66导电盲孔                 70导电线路层

80增层线路结构             81电性连接垫

82第一介电层            83第二介电层

84第三介电层            86塞孔材料

88防焊层                90导电线路

91电镀导通孔            92导电盲孔

94核心电路板

具体实施方式

请参照图1至图7，图1至图7为本发明第一实施例的制作增层线路的电路板示意图。如图1所示，首先提供一核心电路板30，且核心电路板30表面具有多个电性连接垫31。其中核心电路板30为一图案化的两层电路板、增层电路板、有机绝缘基板、无机绝缘基板、陶瓷基板或金属基板。接着如图2所示，在核心电路板30表面形成一第一介电层32，然后在第一介电层32上形成一第二介电层34，以及在第二介电层34上形成一第三介电层36。其中，第一介电层32、第二介电层34、与第三介电层36可由感旋光性或非感旋光性材料所组成，并以压合、涂布、真空滚压或印刷等方式形成。除此之外，第一介电层32、第二介电层34、与第三介电层36可各为不同材料的介电层，或第一介电层32与第三介电层36为相同材料的介电层且第一介电层32与第三介电层36与第二介电层34为不同材料的介电层。除了上述的方法，又可在核心电路板30上形成一复合材料(图未示)，且该复合材料包括第一介电层32、第二介电层34、及第三介电层36。随后将该复合材料以第一介电层32面向核心电路板30进行压合，以形成图2所示的核心电路板增层结构。

如第3、4图所示，接着在第三介电层36表面上形成一图案化的光掩模层40，用来定义电路布局所需的导线图案开口及导通盲孔的位置。然后再利用光掩模层40配合以干蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)、等离子体蚀刻、激光钻孔或化学显影等单一或复合步骤方式来进行一图案转移，以在第三介电层36中形成多条导线图案开口42以及在第一介电层32与第二介电层34中形成多个盲孔图案开口44。

例如，当第三介电层36为一感光材料而第二介电层34为一非感光材料时，则先利用光掩模层40做为遮蔽物，对第三介电层36进行一曝光显影蚀刻工艺，用以形成导线图案开口42。其中，第二介电层34可做为一显影蚀刻阻挡层，用以停止该显影蚀刻工艺于第二介电层34的表面。之后再进行激光钻孔、反应离子蚀刻、或等离子体蚀刻，打穿部分的第二介电层34与第一介电层32，以形成所需的盲孔图案开口44。而当第三介电层36为非感光材料而第二介电层34为感旋光性材料时，则先选择对蚀刻工艺不敏感的材料为第二介电层34，使第二介电层34成为一蚀刻停止层。接着利用光掩模层40做为遮蔽物并对第三介电层36进行一蚀刻工艺，其中该蚀刻停止层可以停止该蚀刻工艺于第二介电层34表面。之后再进行激光钻孔、反应离子蚀刻、或等离子体蚀刻，打穿部分的第二介电层34与第一介电层32，以形成所需的盲孔图案开口44。其中光掩模层40可以利用压膜、涂布、印刷、溅镀或无电电镀方式形成，而构成光掩模层40的材料选自干膜、液态光致抗蚀剂或金属等。

如图5所示，接着在第三介电层36表面上形成一籽晶层46，并覆盖各导线图案开口42及各盲孔图案开口44表面。其中，籽晶层46以物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、无电电镀或化学沉积，例如溅镀(Sputtering)、蒸镀(Evaporation)、电弧蒸气沉积(Arc vapor deposition)、离子束溅镀(Ion beam sputtering)、激光熔散沉积(Laser ablation deposition)、等离子体增强化学气相沉积或有机金属化学气相沉积等方法所形成，且籽晶层46以铬、铜、钽、金、银、钛、或镍等导电金属或复合的导电高分子组成。随后如图6所示，在籽晶层46上电镀一导电金属层48，并分别填入各导线图案开口42及各盲孔图案开口44中。如图7所示，最后进行一研磨工艺，均匀去除第三介电层36表面上的籽晶层46以及导电金属层48，以使填入各导线图案开口42及各盲孔图案开口44中的导电金属层48大致切齐于第三介电层36表面，分别形成导电线路层50与导电盲孔52。值得注意的是，本发明可再进行前述图1至图7所示的工艺，以在核心电路板30的一侧或两侧重复实施以形成具有多层增层线路的电路板。

如图7所示，本发明还公开了一种具有增层线路的电路板结构，其包含有一核心电路板30，且核心电路板30表面具有多个连接垫31；形成于核心电路板30表面上的一第一介电层32以及一第二介电层34，其具有多个对应于核心电路板连接垫31的开孔，且该开孔具有导电盲孔；以及形成于第二介电层34表面的一第三介电层36，其具有多个图案化开口，且该开口具有导电线路50。其中，导电线路50通过导电盲孔52与核心电路板30的连接垫31电性导接，且该图案化开口的导电线路50通过第三介电层36形成隔离。

请参照图8。图8为本发明电路板增层线路结构60的示意图。如图8所示，本发明还公开了一种电路板的增层线路结构60，其包含有：一第一介电层62、一第二介电层63、以及一第三介电层64。其中第一介电层62及第二介电层63中具有多个开孔，并于该开孔形成导电盲孔66；第三介电层64中则具有多个图案化开口，且该开口具有导电线路70。其中，导电线路70与导电盲孔66电性导接，且该图案化开口的导电线路70通过第三介电层64形成隔离。除此之外，不局限于图8所公开的结构，第一介电层62、第二介电层63、与第三介电层64仍可向上堆叠而形成一增层结构。

请参照图9。图9为根据本发明在电路板两侧形成增层线路结构80的示意图。如图9所示，核心电路板94可通过机械钻孔及电镀工艺形成电镀导通孔(Plated through hole，PTH)91、电性连接垫81及导电线路90，其中，电镀导通孔91中具有一塞孔材料86；核心电路板94的两侧各包含有一第一介电层82及第二介电层83，其具有多个对应于核心电路板的电性连接垫81的开孔，且该开孔具有导电盲孔92；以及形成于第二介电层83的表面的一第三介电层84，其具有多个图案化开口，且该开口具有导电线路90，其中，导电线路90通过导电盲孔92与核心电路板94的连接垫81电性导接，且该图案化开口的导电线路90通过第三介电层84形成隔离。重复实施前述的多层工艺可形成一多层的增层线路结构，最后，再以一防焊层88覆盖于增层线路的外层做为保护层。除此之外，不局限于图9所公开的结构，第一介电层82、第二介电层83、与第三介电层84可在核心电路板94的一侧或两侧重复实施以形成具有多层增层线路的电路板。

与现有技术比较，本发明的方法在一介电层中形成多条导线图案开口及多个盲孔图案开口，以及在各该导线图案开口及各该盲孔图案开口中分别填入导电金属，因此可达到制作更细线路的能力，同时亦可简化工艺步骤、降低成本、以及提高产品的成品率。除此之外，本发明亦可应用于塑料球栅阵列(plastic ball grid array，PBGA)、倒装片芯片级封装(flip-chip chip scalepackage，FCCSP)、芯片级封装(chip scale package，CSP)、倒装片球栅阵列(flip-chip ball grid array，FCBGA)、子母卡(Daughter Card)、模块基板(Modulesubstrate)高密度线路板(High density PWB)以及嵌入式基板等多项电路基板及封装技术。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明的权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (27)

1、一种增层电路板细线路的制作方法，包含有下列步骤：

提供一核心电路板，且所述核心电路板表面具有多个电性连接垫；

在所述核心电路板表面上形成一第一介电层；

在所述第一介电层表面形成一第二介电层，并在所述第二介电层表面上形成一第三介电层；

在所述第三介电层中形成有多个图案化开口；

在前述各所述开口对应所述核心电路板表面各所述电性连接垫的所述第一介电层与所述第二介电层中分别形成多个开孔；

在所述第三介电层表面及各所述图案化开口与各所述开孔中形成一籽晶层；

在所述籽晶层上电镀一导电金属层，使各所述图案开口形成导电线路及各所述开孔中形成导电盲孔；以及

去除所述第三介电层表面的所述导电金属层以及所述籽晶层，以使各所述图案开口的所述导电线路通过所述第三介电层形成隔离。

2、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述核心电路板为一两层电路板、增层电路板、有机绝缘基板、无机绝缘基板、陶瓷基板及金属基板的其中之一。

3、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述第一介电层与所述第三介电层为相同材料的介电层且所述第一介电层与所述第三介电层与所述第二介电层为不同材料的介电层。

4、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述第一介电层、第二介电层、与第三介电层为不同材料的介电层。

5、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述第一介电层、所述第二介电层、与所述第三介电层以压合、涂布、真空滚压及印刷方式的其中之一来形成。

6、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，当所述第二介电层为非感光材料而所述第三介电层为感旋光性材料时，所述第二介电层即为一显影蚀刻停止层，则可对所述第三介电层进行光刻，而后对所述第二介电层开孔。

7、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，当所述第三介电层为非感旋光性材料时，则先选择对蚀刻工艺不敏感的材料为所述第二介电层，使所述第二介电层成为一蚀刻停止层，再对所述第三介电层进行蚀刻，而后对所述第二介电层开孔。

8、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述籽晶层以铬、铜、钽、金、银、钛、镍及复合的导电高分子的其中之一来形成。

9、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述籽晶层以物理气相沉积、溅镀、化学气相沉积、无电电镀及化学沉积等方法的其中之一来形成。

10、如权利要求1所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述增层电路板细线路的制作方法还可在所述核心电路板的一侧或二侧重复实施以形成具有多层增层线路的电路板。

11、一种具有增层电路板细线路的制作方法，包含有下列步骤：

提供一核心电路板，且所述核心电路板表面具有多个电性连接垫；

提供一介电层复合材料，且所述复合材料包括有第一介电层、第二介电层、及第三介电层，并将所述复合材料以所述第一介电层面向所述核心电路板进行压合；

在所述第三介电层中形成有多个图案化开口；

在前述各所述开口对应所述核心电路板表面各所述电性连接垫的所述第一介电层与所述第二介电层中分别形成多个开孔；

在所述第三介电层表面及各所述图案化开口与各所述开孔中形成一籽晶层；

在所述籽晶层上电镀一导电金属层，使各所述图案化开口形成有导电线路及各所述开孔中形成有导电盲孔；以及

去除所述第三介电层表面的所述导电金属层以及所述籽晶层，以使各所述图案开口的所述导电线路通过所述第三介电层形成隔离。

12、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述核心电路板为一两层电路板、增层电路板、有机绝缘基板、无机绝缘基板、陶瓷基板及金属基板的其中之一。

13、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述第一介电层与所述第三介电层为相同材料的介电层且所述第一介电层与所述第三介电层与所述第二介电层为不同材料的介电层。

14、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述第一介电层、第二介电层、与第三介电层为不同材料的介电层。

15、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述第一介电层、所述第二介电层、与所述第三介电层以压合、涂布、真空滚压及印刷方式的其中之一来形成。

16、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，当所述第二介电层为非感光材料而所述第三介电层为感旋光性材料时，所述第二介电层即为一显影蚀刻停止层，则可对所述第三介电层进行光刻，而后对所述第二介电层开孔。

17、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，当所述第三介电层为非感旋光性材料时，则先选择对蚀刻工艺不敏感的材料为所述第二介电层，使所述第二介电层成为一蚀刻停止层，再对所述第三介电层进行蚀刻，而后对所述第二介电层开孔。

18、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述籽晶层以铬、铜、钽、金、银、钛、镍及复合的导电高分子的其中之一来形成。

19、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述籽晶层以物理气相沉积、溅镀、化学气相沉积、无电电镀及化学沉积等方法的其中之一来形成。

20、如权利要求11所述的增层电路板细线路的制作方法，其中，所述增层电路板细线路的制作方法还可在所述核心电路板的一侧或二侧重复实施以形成具有多层增层线路的电路板。

21、一种具有增层线路的电路板结构，其包含有：

一核心电路板，且所述核心电路板表面具有多个电性连接垫；

一第一介电层，所述第一介电层形成于所述核心电路板表面，其上形成有一第二介电层，并所述第一介电层与所述第二介电层具有多个对应于所述核心电路板的各所述电性连接垫的开孔，且所述等开孔具有导电盲孔；以及

一第三介电层，所述第三介电层形成于所述第二介电层的表面，其具有多个图案化开口，且各所述图案化开口具有一导电线路；

其中，所述导电线路通过各所述导电盲孔与所述核心电路板的各所述电性连接垫电性导接，且各所述图案化开口的所述导电线路通过所述第三介电层形成隔离。

22、如权利要求21所述的电路板结构，其中，所述核心电路板为一两层电路板、增层电路板、有机绝缘基板、无机绝缘基板、陶瓷基板及金属基板的其中一者。

23、如权利要求21所述的电路板结构，其中，所述第一介电层与所述第三介电层为相同材料的介电层且所述第一介电层与所述第三介电层与所述第二介电层为不同材料的介电层。

24、如权利要求21所述的电路板结构，其中，所述第一介电层、第二介电层、与第三介电层为不同材料的介电层。

25、一种电路板的增层线路结构，其包含有：

一第一介电层，其上形成有一第二介电层，其中所述第一介电层与所述第二介电层具有多个开孔，并于各所述开孔形成有导电盲孔；以及

一第三介电层，所述第三介电层形成于所述第二介电层的表面，其具有多个图案化开口，且各所述图案化开口具有一导电线路；

其中，所述导电线路与各所述导电盲孔电性导接，且各所述图案化开口的所述导电线路通过所述第三介电层形成隔离。

26、如权利要求25所述的增层线路结构，其中，所述第一介电层与所述第三介电层为相同材料的介电层且所述第一介电层与所述第三介电层与所述第二介电层为不同材料的介电层。

27、如权利要求25所述的增层线路结构，其中，所述第一介电层、第二介电层、与第三介电层为不同材料的介电层。

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