TW202002167A

TW202002167A - 線路板的製造方法

Info

Publication number: TW202002167A
Application number: TW107122158A
Authority: TW
Inventors: 吳建德; 黃重旗
Original assignee: 欣興電子股份有限公司
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2020-01-01
Also published as: TWI656605B

Abstract

一種線路板的製造方法包含下述步驟。吸附第一金屬層於第一靜電吸盤上，其中第一金屬層具有第一表面及與其相對之第二表面，且第一表面接觸第一靜電吸盤。圖案化第一金屬層以暴露出第一靜電吸盤的一部分。形成介電層覆蓋圖案化第一金屬層的第二表面及第一靜電吸盤暴露的部分。移除第一靜電吸盤以暴露出圖案化第一金屬層的第一表面。

Description

線路板的製造方法

本發明係關於一種線路板的製造方法。

目前發展的扇出晶圓級封裝(FOWLP)技術可歸類為兩大類：晶片優先(chip-first)製程和線路重佈層優先(RDL-first)製程。晶片優先製程採用晶圓重建製程，在這個製程中，會從原始裝置晶圓中揀出已知的合格晶圓(KGD)並置於基板上，然後以模壓樹脂包覆成為重構晶圓。接下來，重構晶圓會暫時接合至載板，以進一步加工來製成晶圓上的線路重佈層(RDL)。由於線路重佈層是後來加工，考慮到晶片怕熱，只能進行低溫加工，這時能選擇的絕緣材料種類較少、性能較低，而且還要考慮加工過程對晶片的傷害，對於提高良率與降低成本有其不利之處。

然而，在RDL優先製程中，RDL會建立在載體基板的頂端，塗上一層暫時接合材料，再將合格晶圓置於已知合格RDL的頂端，接著進行壓模與模具研磨製程。由於在RDL加工時晶片尚未貼附，故可以在溫度較高的條件，如攝氏230度環境下進行加工，這讓RDL優先工法有比較多種材料可以選擇，並減低加工過程晶片損傷的機率，提高良率與降低成本，但如何在讓載體基板上的接合材料平滑，以及加工後如何除去載體基板，避免良率損失，則是RDL優先工法的主要問題。此外，如何增進RDL優先線路板的平整度，使RDL優先線路板可以應用於高頻高速通訊傳輸，此亦為RDL優先工法的另一主要問題。

有鑑於此，本發明之一目的在於提出一種可解決上述問題之線路板的製造方法。

為了達到上述目的，本發明之一態樣是提供一種線路板的製造方法包含以下步驟：首先，吸附第一金屬層於第一靜電吸盤上，其中第一金屬層具有第一表面及與其相對之第二表面，且第一表面接觸第一靜電吸盤。接著，圖案化第一金屬層以暴露出第一靜電吸盤的一部分。然後，形成介電層覆蓋圖案化第一金屬層的第二表面及第一靜電吸盤暴露的部分。移除第一靜電吸盤以暴露出圖案化第一金屬層的第一表面。

根據本發明一實施方式，在圖案化第一金屬層的步驟中，更包含以下步驟：形成一光阻層於第一金屬層的第二表面上；對光阻層進行曝光顯影，以形成一圖案化光阻層；以圖案化光阻層為遮罩，蝕刻第一金屬層；以及移除圖案化光阻層。

根據本發明一實施方式，第一金屬層的厚度約為0.4微米至70微米。

根據本發明一實施方式，第一金屬層之第一表面的粗糙度為0.01um至5um，且第二表面的粗糙度為0.01um至5um。

根據本發明一實施方式，介電層為玻璃纖維布(Pregpreg)、味之素增層薄膜(Ajinomoto Build-up Film，ABF)或感光介電層(Photo-Imageable Dielectric Layer)。

根據本發明一實施方式，在形成介電層的步驟之後更包含：形成至少一盲孔由介電層的上表面穿透至圖案化第一金屬層的第二表面，以暴露出圖案化第一金屬層之第二表面的一部分；以及使用一導電材料將盲孔填滿，以形成一導電盲孔。

根據本發明一實施方式，在填滿盲孔的步驟之前更包含：形成一晶種層覆蓋盲孔的內壁及圖案化第一金屬層之第二表面暴露的部分。

根據本發明一實施方式，在形成導電盲孔的步驟之後更包含：平坦化介電層的上表面及導電盲孔的表面，使得介電層的上表面與導電盲孔的表面實質上共平面。

根據本發明一實施方式，在平坦化的步驟之後更包含：形成一圖案化第二金屬層於介電層之上表面及導電盲孔之表面上，其中圖案化第二金屬層具有一第三表面及與第三表面相對之一第四表面，且第三表面接觸介電層之上表面及導電盲孔之表面。

根據本發明一實施方式，形成圖案化第二金屬層的步驟，包含：壓合一第二金屬層於介電層的上表面及導電盲孔的表面上，其中第二金屬層具有一第三表面及與第三表面相對之一第四表面，且第三表面接觸介電層的上表面及導電盲孔的表面；以及圖案化第二金屬層。

根據本發明一實施方式，形成該圖案化第二金屬層的步驟，包含：吸附一第二金屬層於一第二靜電吸盤上，其中第二金屬層具有一第三表面及與第三表面相對之一第四表面，且第四表面接觸第二靜電吸盤；圖案化第二金屬層，以暴露出第二靜電吸盤的一部分；將圖案化第二金屬層的第四表面壓合至介電層的表面上，使得圖案化第二金屬層位於第一靜電吸盤與第二靜電吸盤之間；以及移除第二靜電吸盤，以暴露出圖案化第二金屬層的第四表面。

10‧‧‧方法

210‧‧‧第一靜電吸盤

210a‧‧‧第一金屬層

210p‧‧‧一部分

212‧‧‧上部絕緣層

214‧‧‧第一電極

216‧‧‧第二電極

218‧‧‧下部絕緣層

220‧‧‧第一金屬層

222‧‧‧第一表面

224p‧‧‧一部分

224‧‧‧第二表面

230‧‧‧介電層

232‧‧‧上表面

310‧‧‧光阻層

320‧‧‧圖案化光阻層

330‧‧‧圖案化第一金屬層

402‧‧‧晶種層

410‧‧‧盲孔

420‧‧‧導電盲孔

422‧‧‧表面

510‧‧‧第二金屬層

512‧‧‧第三表面

514‧‧‧第四表面

520‧‧‧圖案化第二金屬層

610‧‧‧第二靜電吸盤

610p‧‧‧一部分

E‧‧‧電力線

S12、S14、S16、S18‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示本發明之一實施方式之製造線路方法的流程圖。

第2、4A~4D及5~16圖繪示本發明之多個實施方式之製造線路方法中各製程階段的剖面示意圖。

第3圖繪示本發明之靜電吸盤的吸附原理示意圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

本發明之一態樣是提供一種製造線路的方法，藉由此製造方法不需要如雷射之高價設備來去除載體基板進而可降低製造成本。第1圖繪示本發明之一實施方式之製造線路方法的流程圖。第2及4A~16圖繪示本發明之多個實施方式之製造線路方法中各製程階段的剖面示意圖。如第1圖所示，方法10包含步驟S12、步驟S14、步驟S16及步驟S18。

在步驟S12中，吸附第一金屬層220於第一靜電吸盤(Electrostatic Chuck，ESC)210上，如第2圖所示。具體的說，此第一金屬層220具有第一表面222及與第一表面222相對的第二表面224，且第一表面222接觸第一靜電吸盤210。在多個實施方式中，第一金屬層220可例如為超薄銅箔(例如，厚度為約0.4微米至10微米(0.4-10um))，或一般銅箔(例如，厚度為18微米至70微米(18-70um))但不限於此。在某些實施例中，第一金屬層220之第一表面222的粗糙度例如為0.01um至5um，且第二表面224的粗糙度例如為0.01um至5um，但不限於此。值得注意的是，第一表面222的粗糙度可小於、約略等於或者大於第二表面224的粗糙度。第一表面222與第二表面224的粗糙度可以依照產品需求設計調整。第一金屬層330的之第一表面222與第二表面224的粗糙度可以使用相當小的粗糙度，例如是0.01微米至0.5微米，可以符合高頻高速線路在訊號傳輸的阻抗匹配需求，減少訊號傳遞的損失。

熟習此技術領域之人員可以理解的是，靜電吸盤210包含單極(mono-pole)型靜電吸盤和雙極(bi-pole)型靜電吸盤。在本實施方式中，將以雙極型靜電吸盤為例說明。第3圖繪示本發明之靜電吸盤的吸附原理示意圖。如第3圖所示，靜電吸盤210的內部結構包含夾置於上部絕緣層212與下部絕緣層218之間之多個成對的第一電極214和第二電極216，且第一電極214和第二電極216係交替排列。分別將第一電極214連接至直流(Direct Current，DC)電源或射頻(Radio Frequency，RF)電源的正極側並將第二電極216連接至直流電源或射頻電源的負極側，如此一來，上部絕緣層212的電介質會被誘導而極化，進而在靜電吸盤210的吸附面210a附近形成如第3圖所示的電力線E。因此，靜電吸盤210可以透過吸附面210a附近產生的偶極-偶極力來吸附第一金屬層220。可以認為，如果接下來停止施加電壓，則電力線E會消失，而積存在上部絕緣層212中的電荷會經由電極214或216流入接地側，或者與異極性的電荷一起消失。換句話說，當停止施加電壓後，靜電吸盤210和第一金屬層220可彼此分離。

在步驟S14中，圖案化第一金屬層220，以暴露出第一靜電吸盤210的一部分210p。第4A圖至第4D圖為本發明一實施方式用以實現步驟S14的剖面示意圖。如第4A圖所示，形成一光阻層310於第一金屬層220的第二表面224上。在多個實施例中，光阻層310可例如為正型光阻或負型光阻，並藉由真空壓膜、塗佈法、旋塗法或其他合適的方式覆蓋第一金屬層220。接著，如第4B圖所示，對光阻層310進行曝光顯影，以形成一圖案化光阻層320並暴露出部分的第一金屬層220。然後，如第4C圖所示，以圖案化光阻層320為遮罩，蝕刻第一金屬層220繼而形成圖案化第一金屬層330。之後，如第4D圖所示，再進行圖案化光阻層320的移除製程而暴露出圖案化第一金屬層330。在此，須強調的是，在第一金屬層220選用超薄銅箔(例如，厚度為0.4-10um)的實施例中，線路的線高與線寬的高寬比(Aspect Ratio)也可以接近1：1，若使用非等向性乾蝕刻製程，來蝕刻第一金屬層330，線路的線高與線寬的高寬比甚至可以接近5：1，或者更高可以達到10：1。藉由上述步驟所製得的最細線路，其線寬與線距的比可以接近1：1。因此，線寬與線距可以達到0.4um/0.4um的超細線路規格，甚至更細線路的規格。

在步驟S16中，形成介電層230覆蓋圖案化第一金屬層330的第一表面222及第一靜電吸盤210暴露的部分210p，如第5圖所示。在一些實施方式中，形成介電層230的方法例如可為層壓(Lamination)、塗佈、旋塗或其他合適的製程。在多個實施例中，介電層230之材質可包含玻璃纖維布(Pregpreg)、味之素增層薄膜(Ajinomoto Build-up Film，ABF)、感光介電層(Photo-Imageable Dielectric layer)或樹脂等。舉例來說，樹脂可為酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂或聚四氟乙烯。

在步驟S18中，移除第一靜電吸盤210，如第6圖所示。具體的說，移除第一靜電吸盤210的方式即如前文所述之停止施加電壓，則可以直接移除第一靜電吸盤210，如此可形成單面線路板(single-sided wiring board)。由於第一靜電吸盤210表面極為平坦，因此圖案化第一金屬層330的之第一表面222的粗糙度可以使用相當小的粗糙度，例如是0.01微米至0.5微米，可以符合高頻高速線路在訊號傳輸的阻抗匹配需求，減少訊號傳遞的損失。

此外，本發明也提供製作雙面線路板(double-sided wiring board)及多層線路板(multilayer wiring board)的方法。

以下將描述根據本發明一實施方式之製作雙面線路板的方法。請繼續參閱第7圖，可在步驟S16之後，形成至少一盲孔410由介電層230的上表面232穿透至圖案化第一金屬層330的第二表面224，以暴露出圖案化第一金屬層330之第二表面224的一部分224p。在某些實施方式中，形成盲孔410的方法包含，但不限於此，可利用雷射鑽孔、化學鑽孔、機械鑽孔的方式從介電層230的上表面232穿透至圖案化第一金屬層330的第二表面224來形成。接著，如第8圖所示，使用一導電材料將盲孔410填滿，以形成一導電盲孔420。在多個實施例中，導電材料可例如為銅或其他具導電性的材料，例如銀、鎳、錫或鋁等，但不限於此。在其他實施方式中，可在填滿盲孔410的步驟之前，先形成一晶種層(seed layer)402覆蓋盲孔410之一內壁及圖案化第一金屬層330之第二表面224暴露的部分224p。晶種層402可為單層結構或是由不同材料之子層所組成的多層結構，例如可為包含鈦層以及位於鈦層上的銅層之金屬層，或者是化鍍鈀銅層等，但不限於此。晶種層402的形成方法包括但不限於物理方式，例如濺鍍鈦銅，或者化學方式，例如化鍍鈀銅層。在多個實施方式中，可在形成導電盲孔420的步驟之後，平坦化介電層230的上表面232及導電盲孔420的表面422，可同時移除介電層230之上表面232的晶種層402，使得介電層230的上表面232與導電盲孔420的表面422實質上共平面，以利後續用於增層之金屬層的接合。平坦化製程例如可以是化學機械研磨、機械刷磨、平坦性化學蝕刻、拋光製程、電解蝕刻或電解拋光蝕刻等，或者是上述製程的組合，但不限於此。

請繼續參閱第9圖，可在平坦化的步驟之後，於介電層230的上表面上形成該圖案化第二金屬層520。而形成該圖案化第二金屬層520的步驟，例如壓合一第二金屬層 510於介電層230的上表面232及導電盲孔420的表面422上。具體的說，第二金屬層510具有一第三表面512及與第三表面512相對之一第四表面514且第三表面512接觸介電層230的上表面232及導電盲孔420的表面422。此外，在壓合的過程中，可適當的加熱增進第二金屬層510跟介電層230與導電盲孔420的接合。在多個實施方式中，第二金屬層510可例如為超薄銅箔(例如，厚度為0.4-10um)，或一般銅箔(例如，厚度為18-70um)，但不限於此。在某些實施例中，第二金屬層510之第三表面512的粗糙度例如為0.01um至5um，且第四表面514的粗糙度例如為0.01um至5um。然後，請參閱第10圖，將第二金屬層510進行圖案化製程，以形成圖案化第二金屬層520，接著，再移除第一靜電吸盤210，如此即完成雙面線路板的製作。可以理解的是，圖案化製程的詳細製作流程可參照前文如第4A圖至第4D圖的相關敘述，在此不再贅述。

值得注意的是，第三表面512的粗糙度可小於、約略等於或者大於第四表面514的粗糙度。第三表面512與第四表面514的粗糙度可以依照產品需求設計調整。第二金屬層510之第三表面512與第四表面514的粗糙度可以使用相當小的粗糙度，例如是0.01微米至0.5微米，可以符合高頻高速線路在訊號傳輸的阻抗匹配需求，減少訊號傳遞的損失。當線路板應用於高頻高速無線通訊產品時，在一實施例中，例如，可以將第一金屬層330反轉，使第二表面224的粗糙度小於第一表面222的粗糙度，另外搭配第二金屬層 510之第三表面512的粗糙度小於第四表面514的粗糙度，使粗糙度小的第二表面224與第三表面512隔著介電層230相對，有助於改善與因應高頻訊號產生的集膚效應(Skin Effect)，減少高頻訊號衰減與損失。上述實施例用於舉例說明，但是不以此為限。

以下簡述根據本發明另一實施方式之製作雙面線路板的方法。請參閱第11圖，可在步驟S16之後，另外吸附一第二金屬層510於一第二靜電吸盤610上。具體的說，第二金屬層510具有一第三表面512及與第三表面512相對之一第四表面514且第三表面512接觸第二靜電吸盤610。在多個實施方式中，第二金屬層510可例如為超薄銅箔(例如，厚度為0.4-10um)或一般銅箔(例如，厚度為18-70um)，但不限於此。在某些實施例中，第二金屬層510之第三表面512的粗糙度為0.01um至5um，且第四表面514的粗糙度為0.01um至5um。值得注意的是，第三表面512的粗糙度可小於、約略等於或者大於第四表面514的粗糙度。第二靜電吸盤610可類似於前述的第一靜電吸盤210，在此不再贅述。接著，如第12圖所示，將第二金屬層510進行圖案化製程，以形成圖案化第二金屬層520並暴露出第二靜電吸盤610的一部分610p。可以理解的是，圖案化製程的詳細製作流程可參照前文如第4A圖至第4D圖的相關敘述，在此亦不再贅述。

然後，請參閱第13圖，將圖案化第二金屬層520的第三表面512壓合至如第8圖所示之結構上。更具體的說，將如第12圖所繪示之結構翻轉使圖案化第二金屬層520的第三表面512朝下壓合至介電層230的表面232上，使得圖案化第二金屬層520位於介電層230(和導電盲孔420)與第二靜電吸盤610之間。可以理解的是，各個靜電吸盤上皆有對準標記(圖未示)，因此無須擔心會有對位不良的情形發生。然後，如第14圖所示，移除第二靜電吸盤610以暴露出圖案化第二金屬層520的第四表面514，並且移除第一靜電吸盤210以暴露出圖案化第一金屬層330的第一表面222，如此即完成雙面線路板的製作。第一靜電吸盤210可與第二靜電吸盤610同時移除，亦可以先後移除。

以下將描述根據本發明多個實施方式之製作多層線路板的方法。請參閱第15圖，在一實施例中，可以在完成如第10圖的步驟之後，重複前文有關如第5圖以及第7圖至第10圖的步驟即可實現多層線路板的製作。或者，在另一實施例中，可以在完成如第14圖的步驟之後，重複前文有關如第5圖、第7圖、第8圖及第11圖至第14圖的步驟亦可實現多層線路板的製作。如第16圖所示，在完成所需的多層線路板之後，停止施加電壓即可移除第一靜電吸盤210。在此需說明的是，在第15圖及第16圖中僅繪示3層線路層，但是本發明並不侷限於此，可依照不同的佈線設計來製作4層或以上的線路層。

相較於習知RDL優先的製造方法需要如雷射之高價設備來去除載體基板，反觀本發明之製造線路的方法，利用靜電吸盤即可輕易的吸附金屬層和分離金屬層，以大幅降低成本並提高生產效率。再者，藉由本發明製造線路的方法可以使極細線路(例如，線寬近似於線距)直接成型，而不需使用昂貴的精密電鍍設備也無需使用繁複的改良式半加成工法(modified-semi-additive process，MSAP)，以達到簡化製程的效果。此外，由於在本發明製造線路的方法中，可以使用低粗糙度的金屬層來製作線路層，且並未對線路層進行任何的表面處理，因此，在高頻訊號傳導的過程中不易產生訊號損耗的情形。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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。

10‧‧‧方法

S12、S14、S16、S18‧‧‧步驟

Claims

一種線路板的製造方法，包含以下步驟：吸附一第一金屬層於一第一靜電吸盤上，其中該第一金屬層具有一第一表面及與該第一表面相對之一第二表面，且該第一表面接觸該第一靜電吸盤；圖案化該第一金屬層，以暴露出該第一靜電吸盤的一部分；形成一介電層覆蓋該圖案化第一金屬層的該第二表面及該第一靜電吸盤暴露的該部分；以及移除該第一靜電吸盤，以暴露出該圖案化第一金屬層的該第一表面。
如請求項1所述之線路板的製造方法，其中圖案化該第一金屬層的步驟中，包含以下步驟：形成一光阻層於該第一金屬層之該第二表面上；對該光阻層進行曝光顯影，以形成一圖案化光阻層；以該圖案化光阻層為遮罩，蝕刻該第一金屬層；以及移除該圖案化光阻層。
如請求項1所述之線路板的製造方法，其中該第一金屬層的厚度約為0.4微米至70微米。
如請求項3所述之線路板的製造方法，其中該第一金屬層之該第一表面的粗糙度為0.01um至5um，且該第二表面的粗糙度為0.01um至5um。
如請求項1所述之線路板的製造方法，其中該介電層為玻璃纖維布(Pregpreg)、味之素增層薄膜(Ajinomoto Build-up Film，ABF)或感光介電層(Photo-Imageable Dielectric Layer)。
如請求項1所述之線路板的製造方法，其中在形成該介電層的步驟之後，更包含：形成至少一盲孔由該介電層之一上表面穿透至該圖案化第一金屬層之該第二表面，以暴露出該圖案化第一金屬層之該第二表面的一部分；以及使用一導電材料將該盲孔填滿，以形成一導電盲孔。
如請求項6所述之線路板的製造方法，在填滿該盲孔的步驟之前，更包含：形成一晶種層覆蓋該盲孔之一內壁及該圖案化第一金屬層之該第二表面暴露的該部分。
如請求項6所述之線路板的製造方法，在形成該導電盲孔的步驟之後，更包含：平坦化該介電層之該上表面及該導電盲孔之一表面，使得該介電層之該上表面與該導電盲孔之該表面實質上共平面。
如請求項8所述之線路板的製造方法，在該平坦化的步驟之後，更包含：形成一圖案化第二金屬層於該介電層之該上表面及該導電盲孔之該表面上，其中該圖案化第二金屬層具有一第三表面及與該第三表面相對之一第四表面，且該第三表面接觸該介電層之該上表面及該導電盲孔之該表面。
如請求項9所述之線路板的製造方法，形成該圖案化第二金屬層的步驟，包含：壓合一第二金屬層於該介電層之該上表面及該導電盲孔之該表面上，其中該第二金屬層具有一第三表面及與該第三表面相對之一第四表面，且該第三表面接觸該介電層之該上表面及該導電盲孔之該表面；以及圖案化該第二金屬層。
如請求項9所述之線路板的製造方法，形成該圖案化第二金屬層的步驟，包含：吸附一第二金屬層於一第二靜電吸盤上，其中該第二金屬層具有一第三表面及與該第三表面相對之一第四表面，且該第四表面接觸該第二靜電吸盤；圖案化該第二金屬層，以暴露出該第二靜電吸盤的一部分；將該圖案化第二金屬層的該第三表面壓合至該介電層的該表面上，使得該圖案化第二金屬層位於該第一靜電吸盤與該第二靜電吸盤之間；以及移除該第二靜電吸盤，以暴露出該圖案化第二金屬層的該第四表面。