TW201026169A - Structure of multiple coaxial leads within single via in substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

201026169 v * JTW 29834tw^doc/d 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種導線於基材的通孔♦之結構，且特 別是有關於一種多組同轴導線於基材之單一通孔中之結構。 【先前技術】 隨著半導體製程越來越精密’在未來45奈米（nm)以下 ❿ 之製程中，如欲將寬度低於45奈米之極細導線通過孔徑大於 1微米（μιη)之通孔，以連接至另一極細導線，勢必會產生極 嚴重的阻抗不匹配之問題，以致於無法進行高速的訊號傳輸。 然而’若在通孔中設置多數導線以解決上述問題，則多數婁磕 之間會有嚴重的訊號干擾問題。 ' 例如，美國第5,587,119號專利係揭露一個同軸導線結 構。請參照圖1Α至圖1F，其為依照美國第5,587，119號^ 利之方法製作的同轴導線結構剖面示意圖。首先，請參，昭圖 • 1Α ’提供基材脱；接著製作第一通孔HM於基材102中Γ其 中基材102具有上表面1〇6以及下表面1〇8，而第一通孔1〇4 具有孔壁表面110,如圖1Β所示。參照圖lc 表 屬層m、以及孔壁金屬層m;產生具有孔壁金屬層114 = 第-通孔116。接著，填充絕緣材料118於第二通孔116中， =圖1D所不。然後，參照圖1E，在絕緣材料118中心製作第 二通孔12G。最後，如圖π?所示，在第三通孔12()中填入金 屬導線122 ’使孔壁金屬層114、絕緣材料118、與中心的金 201026169

“3TW 29834twf^doc/d 屬導線122構成同軸導線結構100。同轴導線結構100中，孔 壁金屬層114可以接地，且因其包圍中心的金屬導線122，故 金屬導線122 了以传到良好的電磁屏蔽（

Shielding)，用以消除訊號干@en)sstalk)。 另外，美國第5,421,083號專利也揭露了 一個同轴導線 結構，如圖2所示，其為依照美國第5,421，〇83號專利之方 法製作的同軸導線結構剖面示意圖。同轴導線結構2〇〇包括 基材2〇2、第一導電層2〇4、第二導電層2〇6、第一絕緣層2〇8 ® 與第二絕緣層210。此發明提供第一導電層204與第二導電層 206同時通過通孔以傳輸訊號。 再者，美國第6,943,452號專利也揭露了一個同軸導線 結構’如圖3所示’其為美國第6,943,452號專利之同軸導 線結構剖面示意圖。同轴導線結構3〇〇包括一圓柱狀導線 304，其可放入導電管306中，並與導電管3〇6電性連接，其 中導電管306設置於複合基材302中’且導電管306周圍設有 多數個接地裝置308 ’其環繞導電管306。然而’接地裝置308 φ 並非上下連續。 美國第7,404,250號專利也揭露了 一個同軸導線結構， 如圖4所示，其為美國第7,404,250號專利之同軸導線結構 剖面示意圖。同軸導線結構400包括第一導線404、環繞於第 一導線404的絕緣層406、環繞於絕緣層406的第二導線410 與導電層408，其中導電層408與第一導線404電性相連。如 同美國第5,421，083號專利，此發明提供第一導線404與第 二導線410同時通過通孔以傳輸訊號。 201026169 * -/ 29834tw£^doc/d 美國第6,943,452號專利與中華民國第I24833〇號專 利也分別揭露一個導線結構，其包括接地裝置，以減少導線 之訊號干擾。美國第7,129,567號專利則揭露於單一通孔中 設置多數導線。 在半導體製程愈來愈精密的情況下，一個通孔中製作多 組同軸導線是未來必然的趨勢，以便提高單位面積内的電路密 度，使知產品更為輕薄短小。然而由上述可之，先前技藝僅顯 示在單一通孔中製作一條同軸導線’或在單一通孔中製作多數 導線但未解決訊號干擾之問題。因此，能避免訊號干擾之問 題’且於單一通孔中製作多數同軸導線之發明是被迫切需要 的。 【發明内容】 本發明提供一種製作方法，可用於製作上述導線於基材 的通孔中之結構。在一實施例中，此製作方法包括提供第一基 材與第一基材並於第一基材之一表面上製作第一導電層，再於 • 第二基材之一表面上製作第二導電層’並將第一基材置於第二 導電層上。接著，於第一基材中製作通孔，並設置外環導體於 通孔繼之，圖案化外環導體，以產生多數環狀凹槽，其中環 狀凹槽中形成至少—轉。最後，填充絕緣材料於該些環狀凹 槽。 本發明亦&供一種在基材之單一通孔中具有多 導線之結構，其中包含一基材，該基材包含 以及多級同軸導線安置於所述之通孔内，每一組所述之同 轴導線至少包括一外環導體、一環狀絕緣材料、以及一^ 201026169 x/vxj3TW 29834tw£^doc/d 線。 為了讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實 施例，並配合圖示做詳細說明如下。 只 【實施方式】 底下將以不同的實施例，說明本發明所提出的導線於基 材的通孔中之結構與其製造方法。

❹ 請同時參照圖5A與圖5B，其分別為本發日月一實施例之 導線於基材的通孔巾之結構的上視示意圖與伽示意圖。基材 502具有通孔504，通孔巾具有外環導體5〇6與兩條導線 508 ’外環導體506環繞導線。絕緣材料51〇設置於外環 導體506與導線508之間，且導線5〇8之上端與下端裸露，以 與導電層電性連接。導電層512電性連接於外環導體5〇6，使 其接地。由於導線508被外環導體5〇6所環繞，故能獲得完整 的電磁屏蔽之效果。 請參照圖6A至圖6L，其為依照本發明一實施例製作之 導線於基材的通孔中之結構的剖面示意圖。首先，如圖6八所 示’提供第一基材602’並於其一表面上設置第一導電層612， 且製作第一通孔614，並提供第二基材022，其一表面上設置 第二導電層624。將第一基材602以其另一表面設置於第二導 電層624上。接著’參照圖6B，設置外環導體6〇6以填滿第 一通孔614 ’其中外環導體60ό電性連接第一導電層612與第 一導電層624。圖案化外環導體606以及下方的第二導電層 624 ’產生環狀凹槽610 ’且環狀凹槽61〇内有導線6〇乩與導 201026169 …3TW 29834twtfdoc/d . 線6〇8R (其本來為外環導體606之一部分），如圖6C所示。 ，之，以絕緣材料610D填充環狀凹槽61〇以及外環導體6〇6、 第-導電層612、導線⑼既與導線6歐之表面，並圖案化絕 緣材料610D以暴露導線6〇8L與導線6〇8R之表面，如圖仍 所示。接著，參照圖6E，設置第三導電層616，且圖案化第 二導電層616使得導線_L電性連接第三導電層616。然後， 參照圖6F，設置絕緣材料層618D，並圖案化絕緣材料層618〇 以暴露導線608R之上端。接著，設置第四導電層620，且圖 案化第四導電層620使得導線6〇8R電性連接第四導電層 620 ’如圖6G所示。 然後，製作基材602下方之電路。請參照圖6H，將第二 基材622去除，設置絕緣材料層626D並將其圖案化，以裸露 導線608L與導線608R之另一表面，如圖61所示。繼之，設 置第五導電層628’且圖案化第五導電層628使其與導線6〇8l 電性連接。最後’參照圖6K，設置絕緣材料層63〇D並將其 圖案化，以裸露導線608R之另一表面，並設置第六導電層 Φ 632，且圖索化第六導電層632使其與導線608R電性連接， 如圖6L所示。此外，上述第一至第六之六層導電層中，第一 導電層612與第二導電層624可將外環導體606電性耦合接 地；另第三導電層616、第四導電層62〇、第五導電層628與 第六導電層632可分別將導線608L及導線6〇8R電性耦合至 其他訊號或電位。 本實施例揭示四層訊號導電層與兩層接地導電層，但本 發明並不以此為限’訊號導電層與接地導電層之數目可以更多 3TW 29834tw£^doc/d 201026169 或更少。 請參照圖7,其為本發明一實施例之導線於基材的通孔中 之結構的示意圖。本發明可製作成多層結構，分別連接至不同 導電層。第一外環導體706A、第二外環導體706B與第三外 環導體706C皆位於本發明之第一通孔中，且其分別具有第一 導線708A、第二導線708B與第三導線7〇8c，可分別連接至 第一導電層716A、第二導電層Ή6Β與第三導電層716(：，且 第一至第三導電層可分別電性耦合至其他訊號或電位。另外， ® 第一外環導體706A、第二外環導體706B與第三外環導體7〇6c 如同蛋糕狀堆疊，其中第一外環導體7〇6A具有最大之半徑， 第三外環導體7G6C具有最小之半徑’且三者皆可藉由第四導 電層712電性耦合接地。 本實施例揭示三層訊號導電層、一層接地導電層與三個 外環導體，但本發明並抑此祕，訊餅電層、接地 與外環導體之數目可以更多或更少。 電曰 請參照圖8’其為本發明—實施例之導線於基材的通孔中 ❹之結構的示意圖。本發明之外環導體也可分別電性連接至不同 接地導電層。第-外環導體8G6A、第二外環導體嶋 三外環導體_C皆位於本發明之第一通孔中，且其分別具有 第-導線8G8A、第二導線_B與第三導線8Q8c，可分別 接至第-導電層祕、第二導電層漏與第三導電層_， 且第一至第ΐ導電層可分別電_合至其他訊號或電位。另 外’第-外環導體806Α、第二外環導體8〇6Β與第 體聲如同蛋糕狀堆疊，其中第-外環導體驗射^ 29834tw£^doc/d 201026169 之半徑’第三外環導體806C具有最小之半徑，且可分別藉由 第四導電層812A、第五導電層812B與第六導電層812c電性 麵合接地。在本實施例中’第一導電層812A、第一導線 第二導電層812B、第二導線808B、第三導電層812c與第三 導線808C堆疊排列，可使其有更好的電性表現。一— 本實施例揭示三層訊號導電層、三層接地導電層盘三個 外環導體，但本發明並不以此為限，訊號導電層、接地/導^ ❹ 與外環導體之數目可以更多或更少。 上述實施例中，通孔、外環導體與導線為圓形，但本 明並不以此為限’通孔、外環導體解線可為方形或其他形狀。 .此外，上述實施例中，導電層、外環導體與導線可 屬或是其他導電材料。 上述實施例提供一導線於基材的通孔中之結構，其可 免訊號干擾之問題，可用於基材之一表面之電路與另一表面之 電路之間的垂直連接(vertical interC〇nnection)結構及製程且 適用於積體電路製程以及電路板等多層電路製程。 上述實施例係於單-通孔中製作多數同鱗線。 線中具有導線’其用以電性連接位於通孔不同表面的電路。外 供電轉解決訊奸擾之問題；其 上述實關所提供之導線於基材㈣ f通孔中具有多數同軸導線，故能解決阻抗不匹配之問 可以 上述實施例所提供之導線於基材的通孔中之結構， 201026169 a_/3TW 29834twjPdoc/d ^接^材之—表面之多數層電路與另—表面之多 數層電路’以便提高單位面積⑽電路密^ 之外’上述實施例提供—種製作方法，可用於製作 ii 通Γ之結構。在本發明—實施例中，於上 層之表面再設置多數圖案化的絕緣 材料層與導電層，以增加電路密度1基材獨表面上之導電 層透過通孔甲之導線電性連接。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明，任何所;|技術領域巾具有通常知識者，在不脫離 本發明之精神和範_，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1A至圖1F為依照美國第5,587，119號專利之方法製 作的同軸導線結構剖面示意圖。 圖2為依照美國第5,421,083號專利之方法製作的同轴 導線結構剖面示意圖。 圖3為美國第6,943,452號專利之同轴導線結構剖面示 意圖。 圖4為美國第7,404,250號專利之同轴導線結構剖面示 意圖。 圖5A為本發明一實施例之導線於基材的通孔中之結構 201026169 3TW 29834罐oc/d 的上視示意圖。 圖5B為本發明—實施例之導線於基材的通孔中之結構 的剖面示意圖。 ° 圖6A至圖6L為依照本發明一實施例製作之導線於基材 的通孔中之結構的剖面示意圖。 土 示意圖 圖7為本發明一實施例之導線於基材的通孔中之結構的 示意圖 圖8為本發明一實施例之導線於基材的通孔中之結構的 【主要元件符號說明】 502、602、622、702、802 :基材 504、614 :通孔 506、606、706A〜706C、806A〜806C :外環導體 610 :環狀凹槽 508、608R、608L、708A〜708C、808A〜808C :導線 510、610D :絕緣材料 618D、626D、630D :絕緣材料層 512、612、624、712、812A〜812C :導電層 616、620、628、632、716A〜716C、816A〜816C :導電層 11

Claims (1)

1. w3TW 29834tw£^doc/d 201026169 七、申請專利範圍： 1·一種在基材之單一通孔内製作多組同軸導線之製造 方法，包含： 準備-第-基材’其中所述之第_基材之—表面形成一 第一導電層以及一第一通孔； 準備-第二基材’其中所述之第二基材之面形成一 第二導電層； 層上 將所述之第一基材安置在所述之第二基材的第二導電 填充一外環導體層於所述之第一通孔； 環狀侧所述之外環導體層，產生纽環狀凹槽 ;以及 軸導線 一第一絕緣材料於所述之環狀凹溝，以產生多組同 專利範圍第1項所述之—種在基材之單一通 孔内製作多組同軸導線之製程，苴中. 參 孔二申;^ 在所述之第一導電層、外環導體層與導線上沉一 二絕緣材料層，並裸露所述之同軸導線中第-组i 線與第二組導線的上端； μ弟組導 在戶斤述之圖案化第二絕緣材料層上沈積—圖案化之第 12 201026169 x^A^/vij3TW 29834twf^doc/d 基 二導電層，將所述之第一組導線電性麵合至所述之一 材上之第三導電層。 一 4·如申請專利範圍第3項所述之—種在基材 孔内製作多組同轴導線之製程，更包含： 在所述之圖案化第二絕緣材料層與圖案化第三導電層 上/儿積圖案化之第二絕緣材料層，並裸露所述之同軸導 線中第二組中心導線的上端； 在所述之圖案化第二絕緣材料層上沉積一圖案化第四 導電層，將所述之第二組導線電性輕合至所 一 上之第㈣tj。 弟基材 5.如申請專㈣4項職之—種在紐 孔内製作多組同軸導線之製程，更包含： 逋 去除所述之第二基材； 在所述之第二導電層面對結合所狀第—基材的另— ❹ 下方之第五導電^—組導線電性於至所述之第一基材 二:二?專利範圍第5項所述之-種在基材之單-通 孔内製作多組同轴導線之製程，更包含： 早通 在所述之圖案化第四絕緣材料層與圖案化第五導電層 13 201026169 v “3TW 29834twf7doc/d 上沉積一圖案化之第五絕緣材料層，並裸露所述之第二組 中心導線的下端； 在所述之圖案化之第五絕緣材料層上沉積一圖案化之 第八導電層，將所述之第二組中心導線電性搞合至所述之 第一基材下方之第六導電層。 7, 一種在基材之單一通孔中具有多組同轴導線之結 構，包含：·

   ❹ 一基材包含至少一通孔，以及 多組同轴導線安置於所述之通孔内，每一組所述之同轴 導線至少包括一外環導體、一環狀絕緣材料、以及一導線。 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 ^具有多組同軸導線之結構，包含H㈣之同轴 導線，安置於所述之通孔巾最外職環狀排列。 9·如申請專利範圍第8項所述之一 有線之結構’更包含-第二群所述之同 述輯刪，其中所 上端。 ㈣上端犬出於所述之第-群同軸導線 10·如申請專利範圍第9項所 。 【中具有多組同軸導線之結構 種J基通 軸導線，安置於所述之通孔巾 ？3 —第二群所述之同 通孔中再切目並環狀排列，其中 201026169 ▲ w，v29834twf^doc/d 所述之第三群同軸導線上端突出於所述之第二群同軸導 線上端。 11_如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中所述之外環導體，電 性耦合至地面電位。 12.如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單—通 ❿ 孔中具有多組同轴導線之結構’其中所述之導線，電性耦 合至信號線。 13. 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中第一組所述之同軸導 線與第二組所述之同軸導線’電性耦合至所述之基材上方 同一導電層。 14. 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 © 孔中具有多組同轴導線之結構，其中所述之第一組同軸導 線與所述之第二組同軸導線，分別電性耦合至所述之基材 上方之不同導電層。 15. 如申請專利範園第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中所述之第一組同軸導 線與所述之第二組同軸導線，電性耦合至所述之基材下方 同一導電層。 15 201026169 * 一…w ^ 3TW 29834twf^doc/d 16. 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中所述之第一組同轴導 線與所述之第二組同軸導線，分別電性耦合至所述之基材 下方不同導電層。 17. 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中所述之多組同轴導線 ❹ 之外環導體係整合為一體者。 18·如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中所述之外環導體高度 等於所述之通孔高度。 19. 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組同軸導線之結構，其中所述之外環導體高度 大於所述之通孔高度。 ❹ 20. 如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多組_導線之結構，其情述之導線之兩端齊 平於所述之外環導體之兩端。 21_如申請專利範圍第7項所述之一種在基材之單一通 孔中具有多級同轴導線之結構，其中所述之導線之兩端凸 出於所述之外環導體之兩端。 16