TW202011786A

TW202011786A - 線路基板及其製作方法

Info

Publication number: TW202011786A
Application number: TW107130471A
Authority: TW
Inventors: 譚瑞敏; 簡俊賢; 葉文亮; 陳建州
Original assignee: 欣興電子股份有限公司
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2020-03-16
Also published as: TWI677271B

Abstract

一種線路基板的製作方法，其包括以下步驟。首先，提供有機基板。有機基板具有相對的上表面與下表面。接著，形成第一介電層於有機基板的上表面上。然後，形成至少一第一導電線路，並使第一導電線路內埋於第一介電層內。其中，有機基板的總厚度變異小於5微米。有機基板平均粗糙度小於100奈米。第一導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。

Description

線路基板及其製作方法

本發明是有關於一種線路基板及其製作方法，且特別是有關於一種具有細線路的線路基板及其製作方法。

目前的電子元件封裝系統，例如是3DIC、2.5DIC等等，其是將晶片、中介層、基板以及電路板以堆疊的方式組裝而成。也就是說，其電子元件封裝系統必需要由3-4層不同的元件組成。其主要原因是，因為晶片的線路佈線方式無法直接與一般線路基板或電路板連接，故後續衍生許多封裝的變形。因此，如何將電子元件封裝系統簡單化，以使原來的3-4層架構變成2層架構，為目前亟待解決的問題。

本發明提供一種線路基板的製作方法，可製作具有細線路的線路基板。

本發明提供一種線路基板，具有細線路及可直接與晶片進行封裝的優勢。

本發明的線路基板的製作方法包括以下步驟。提供有機基板。有機基板具有相對的上表面與下表面。形成第一介電層於有機基板的上表面上。形成至少一第一導電線路，並使第一導電線路內埋於第一介電層內。其中，有機基板的總厚度變異(totoal thickness variation，TTV)小於5微米，且有機基板的平均粗糙度(Ra)小於100奈米。第一導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一導電線路與第一介電層齊平。

在本發明的一實施例中，上述在提供有機基板之前，更包括對有機基板進行平坦化製程。其中，平坦化製程包括化學機械研磨法(chemical mechanical polishing，CMP )或快速切削法(fly cut)，但不以此法為限。

在本發明的一實施例中，上述的有機基板的總厚度變異介於3微米至5微米之間。

在本發明的一實施例中，上述的有機基板的平均粗糙度介於60奈米至100奈米之間。

在本發明的一實施例中，上述的有機基板的材料包括FR-4銅箔基板。

在本發明的一實施例中，上述的第一介電層的材料包括感光型介電材料。

在本發明的一實施例中，上述在形成第一介電層於有機基板的上表面上之前，更包括以下步驟。形成線路層於有機基板的下表面上。形成至少一第一導電通孔，使第一導電通孔貫穿有機基板且電性連接至線路層。

在本發明的一實施例中，上述在形成第一介電層於有機基板的上表面上之後，更包括以下步驟。形成第二導電通孔。使第二導電通孔貫穿第一介電層，且對準於第一導電通孔設置。其中，第一導電線路透過第二導電通孔與第一導電通孔電性連接至線路層。

在本發明的一實施例中，上述的線路基板的製作方法更包括以下步驟。形成第二介電層於第一介電層上，使第二介電層與有機基板分別位於第一介電層的相對兩側。形成至少一第二導電線路，使第二導電線路內埋於第二介電層內。使第二導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。形成至少一第三導電通孔。使第三導電通孔貫穿第二介電層，且對準於第二導電通孔。

在本發明的一實施例中，上述的第二介電層的材料包括感光型介電材料。

本發明的線路基板包括有機基板、第一介電層以及至少一第一導電線路。有機基板具有相對的上表面與下表面。第一介電層配置於有機基板的上表面上。第一導電線路內埋於第一介電層內。其中，有機基板的總厚度變異小於5微米，且平均粗糙度小於100奈米。第一導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。

在本發明的一實施例中，上述的線路基板更包括至少一第一導電通孔、線路層以及至少一第二導電通孔。第一導電通孔貫穿有機基板。線路層配置於有機基板的下表面上。第二導電通孔貫穿第一介電層，且對準導電通孔設置。其中，第一導電線路透過第二導電通孔與第一導電通孔電性連接至線路層。

在本發明的一實施例中，上述的線路基板更包括第二介電層、至少一第二導電線路以及至少一第三導電通孔。第二介電層配置於第一介電層上。第二介電層與有機基板分別位於第一介電層的相對兩側。第二導電線路內埋於第二介電層內。第二導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。第三導電通孔貫穿第二介電層且對準第二導電通孔設置。

基於上述，在本發明的線路基板及其製作方法中，第一介電層形成於有機基板的上表面上，且第一導電線路形成於第一介電層內。由於有機基板的總厚度變異小於5微米，且平均粗糙度小於100奈米，因而使得第一導電線路的線寬可介於1微米至5微米之間。藉此設計，可使本發明的線路基板及其製作方法，製作出具有細線路的線路基板，且上述線路基板具有可直接與晶片進行封裝的優勢。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1C繪示為本發明一實施例的一種線路基板的製作方法的剖面示意圖。

請參照圖1A，在本實施例中，在提供一有機基板110之前，先對有機基板110進行平坦化製程。詳細來說，由於目前由材料廠商來的有機基板的總厚度變異都大於40微米，若直接使用來製作線路則可能會產生斷路(open)或橋接(bridge)等問題。因此，在本實施例中，例如是利用化學機械研磨法或快速切削法來進行平坦化製程，以使有機基板110的總厚度變異例如是小於5微米，且使有機基板110的平均粗糙度例如是小於100奈米。較佳地，可使有機基板110的總厚度變異介於3微米至5微米之間，並使有機基板110的平均粗糙度介於60奈米至100奈米之間。其中，有機基板110具有相對的上表面111與下表面112。此處，有機基板的材料例如是FR-4銅箔基板或複合基板，但不以此為限。

需要說明的是，雖然本實施例是利用化學機械研磨法或快速切削法來進行平坦化製程，但本發明並不對平坦化製程的方法加以限制。也就是說，在其他實施例中，也可以利用其他適合進行平坦化製程的方法，只要能使有機基板110的總厚度變異小於5微米，且使有機基板110的平均粗糙度小於100奈米即可。

接著，在本實施例中，形成線路層120於有機基板110的下表面112上，並形成至少一第一導電通孔130(圖1A示意地繪示為1個)。其中，第一導電通孔130貫穿有機基板110的上表面111至下表面112，以使第一導電通孔130電性連接至線路層120。

然後，請參照圖1B，在本實施例中，形成第一介電層140於有機基板110的上表面111上。其中，第一介電層140的總厚度變異與有機基板110大致相同，例如是小於5微米。較佳地，第一介電層140的總厚度變異例如是介於3微米至5微米之間。此處，第一介電層140的材料例如是感光型或非感光型介電材料。

然後，請參照圖1C，形成至少一第一導電線路150(圖1C示意地繪示為7個)及第二導電通孔160。詳細來說，在本實施例中，形成第一導電線路150以及第二導電通孔160的方法例如是利用鑲嵌製程(damascene process)，但不以此為限。在鑲嵌製程中，先以曝光、顯影製程的方式在第一介電層140中形成至少一第一孔洞141(圖1C示意地繪示為7個)以及第二孔洞142。接著，在第一孔洞141、第二孔洞142以及第一介電層140的第一表面上143長出晶種層。然後，再以銅電鍍的方式在第一孔洞141中形成第一導電線路150，在第二孔洞142中形成第二導電通孔160。最後，例如是利用化學機械研磨法，將第一介電層140的第一表面143上的晶種層移除，以使第一導電線路150與第一介電層140齊平。其中，第一導電線路150內埋於第一介電層140內，第二導電通孔160貫穿第一介電層140，且對準於第一導電通孔130設置。第一導電線路150可透過第二導電通孔160與第一導電通孔130電性連接至線路層120。此外，第一導電線路150的線寬W1例如是介於1微米至5微米之間，且第一導電線路150的線距D1例如是小於5微米。此處，第一導電線路150與第二導電通孔160的材質例如是銅，但不以此為限。此時，已製作完成具有細線路的線路基板100。

基於上述，本實施例的線路基板100包括有機基板110、第一介電層140以及至少一第一導電線路150。有機基板110具有相對的上表面111與下表面112。第一介電層140配置於有機基板110上。第一導電線路150內埋於第一介電層140內。其中，有機基板110的總厚度變異小於5微米，且有機基板110的平均粗糙度小於100奈米。第一導電線路150的線寬介於1微米至5微米之間。藉此設計，可使本發明的線路基板的製作方法，製作出具有細線路的線路基板100，且上述線路基板100具有可直接與晶片進行封裝的優勢。

以下將列舉其他實施例以作為說明。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2A至圖2B繪示為本發明另一實施例的一種線路基板的製作方法的剖面示意圖。請同時參考圖1A至圖1C以及圖2A至圖2B，本實施例的線路基板100a的製作方法與圖1A至圖1C中的線路基板100的製作方法相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的線路基板100a不包括第一導電線路。本實施例的線路基板100a還包括第二介電層170、第二導電線路180以及第三導電通孔190。此外，本實施例採用雙鑲嵌製程(dual damascene process)。

詳細來說，在本實施例中，在進行如圖1A至圖1B所示的製作步驟後，請參照圖2A，對第二孔洞142的預定位置144進行曝光製程。

接著，請參照圖2B，形成第二介電層170於第一介電層140上、形成至少一第二導電線路180(圖2B示意地繪示為7個)、形成至少一第二導電通孔160(圖2B示意地繪示為1個)以及形成至少一第三導電通孔190(圖2B示意地繪示為1個)。

具體來說，在本實施例中，先形成第二介電層170於第一介電層140上，以使第二介電層170與有機基板110分別位於第一介電層140的相對兩側。其中，第二介電層170的總厚度變異與有機基板110大致相同，例如是小於5微米。較佳地，第二介電層170的總厚度變異例如是介於3微米至5微米之間。此處，第二介電層170的材料例如是感光型或非感光型介電材料。

接著，在本實施例中，形成第二導電線路180、第二導電通孔160以及第三導電通孔190的方法例如是利用雙鑲嵌製程，但不以此為限。在雙鑲嵌製程中，先以曝光、顯影製程的方式在第二介電層170中形成至少一第三孔洞171(圖2B示意地繪示為7個)以及第四孔洞172，並同時在第一介電層140的預定位置144形成第二孔洞142。接著，在第二孔洞142、第三孔洞171、第四孔洞172以及第二介電層170的第二表面上173長出晶種層。然後，再以銅電鍍的方式在第二孔洞142中形成第二導電通孔160，在第四孔洞172中形成第三導電通孔190，在第三孔洞171中形成第二導電線路180。最後，例如是利用化學機械研磨法，將第二介電層170的第二表面上173上的晶種層移除，以使第二導電線路180與第二介電層170齊平。

在本實施例中，第二導電通孔160貫穿第一介電層140，且第三導電通孔190貫穿第二介電層170。第二導電通孔160對準於第一導電通孔130設置，且第三導電通孔190對準於第二導電通孔160設置。第二導電線路180可透過第三導電通孔190、第二導電通孔160以及第一導電通孔130電性連接至線路層120。此外，第二導電線路180的線寬W2例如是介於1微米至5微米之間。第二導電線路180的線距D2例如是小於5微米。此處，第二導電線路180、第三導電通孔190以及第二導電通孔160的材質例如是銅，但不以此為限。此時，已製作完成具有細線路的線路基板100a。

需要說明的是，雖然本實施例的線路基板100a是以雙鑲嵌製程的方法，在第二介電層170上形成第二導電線路180以及第三導電通孔190，並同時在第一介電層140上形成第二導電通孔160，但本發明並不對製程的方式加以限制。也就是說，在其他實施例中，也可以利用兩次的鑲嵌製程來製作第二導電通孔、第三導電通孔以及第二導電線路，如圖3所示。

圖3繪示為本發明另一實施例的一種線路基板的製作方法的剖面示意圖。請同時參考圖1A至圖1C以及圖3，本實施例的線路基板100b的製作方法與圖1A至圖1C中的線路基板100的製作方法相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的線路基板100b還包括第二介電層170、第二導電線路180以及第三導電通孔190。此外，本實施例採用兩次的鑲嵌製程。

詳細來說，在本實施例中，在進行如圖1A至圖1C所示的製作步驟後，請參照圖3，進行第二次的鑲嵌製程，以形成第二介電層170於第一介電層140上、至少一第二導電線路180(圖3示意地繪示為7個)以及至少一第三導電通孔190(圖3示意地繪示為1個)。其中，第三導電通孔190貫穿第二介電層170，且第三導電通孔190對準於第二導電通孔160設置。第一導電線路150的線寬W1例如是介於1微米至5微米之間，且第一導電線路150的線距D1例如是小於5微米。第二導電線路180的線寬W2例如是介於1微米至5微米之間。第二導電線路180的線距D2例如是小於5微米。此時，已製作完成具有細線路的線路基板100b。

需要說明的是，雖然本實施例的線路基板100b包括兩層介電層(第一介電層140、第二介電層170)、兩組導電線路(第一導電線路150、第二導電線路180)、兩組貫穿介電層的導電通孔(第二導電通孔160、第三導電通孔190)，但本發明並不對此數量加以限制。也就是說，在其他實施例中，也可以是一層或兩層以上的介電層、一組或兩組以上的導電線路、一組或兩組以上貫穿介電層的導電通孔。

綜上所述，在本發明的線路基板及其製作方法中，第一介電層形成於有機基板的上表面上，且第一導電線路形成於第一介電層內。由於有機基板的總厚度變異小於5微米，且平均粗糙度小於100奈米，因而使得第一導電線路的線寬可介於1微米至5微米之間。藉此設計，可使本發明的線路基板及其製作方法，製作出具有細線路的線路基板，且上述線路基板具有可直接與晶片進行封裝的優勢。

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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、100a、100b:線路基板110:有機基板111:上表面112:下表面120:線路層130:第一導電通孔140:第一介電層141:第一孔洞142:第二孔洞143:第一表面144:預定位置150:第一導電線路160:第二導電通孔170:第二介電層171:第三孔洞172:第四孔洞173:第二表面180:第二導電線路190:第三導電通孔W1、W2:線寬D1、D2:線距

圖1A至圖1C繪示為本發明一實施例的一種線路基板的製作方法的剖面示意圖。圖2A至圖2B繪示為本發明另一實施例的一種線路基板的製作方法的剖面示意圖。圖3繪示為本發明另一實施例的一種線路基板的製作方法的剖面示意圖。

100:線路基板

110:有機基板

111:上表面

112:下表面

120:線路層

130:第一導電通孔

140:第一介電層

141:第一孔洞

142:第二孔洞

143:第一表面

150:第一導電線路

160:第二導電通孔

W1:線寬

D1:線距

Claims

一種線路基板的製作方法，包括：提供一有機基板，該有機基板具有相對的一上表面與一下表面；形成一第一介電層於該有機基板的該上表面上；以及形成至少一第一導電線路，並使該第一導電線路內埋於該第一介電層內，其中該有機基板的總厚度變異小於5微米，且該有機基板的平均粗糙度小於100奈米，該第一導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中該第一導電線路與該第一介電層齊平。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，在提供該有機基板之前，更包括：對該有機基板進行一平坦化製程，其中該平坦化製程包括化學機械研磨法或快速切削法。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中該有機基板的總厚度變異介於3微米至5微米之間。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中該有機基板的平均粗糙度介於60奈米至100奈米之間。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中該有機基板的材料包括FR-4銅箔基板。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中該第一介電層的材料包括感光型介電材料。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中在形成該第一介電層於該有機基板的該上表面上之前，更包括：形成一線路層於該有機基板的該下表面上；以及形成至少一第一導電通孔，使該第一導電通孔貫穿該有機基板且電性連接至該線路層。
如申請專利範圍第1項所述的線路基板的製作方法，其中在形成該第一介電層於該有機基板的該上表面上之後，更包括：形成一第二導電通孔，使該第二導電通孔貫穿該第一介電層，且對準於該第一導電通孔設置，其中該第一導電線路透過該第二導電通孔與該第一導電通孔電性連接至該線路層。
如申請專利範圍第9項所述的線路基板的製作方法，更包括：形成一第二介電層於該第一介電層上，使該第二介電層與該有機基板分別位於該第一介電層的相對兩側；形成至少一第二導電線路，使該第二導電線路內埋於該第二介電層內，並使該第二導電線路的線寬介於1微米至5微米之間；以及形成至少一第三導電通孔，使該第三導電通孔貫穿該第二介電層，且對準於該第二導電通孔。
如申請專利範圍第10項所述的線路基板的製作方法，其中該第二介電層的材料包括感光型介電材料。
一種線路基板，包括：一有機基板，具有相對的一上表面與一下表面；一第一介電層，配置於該有機基板的上表面上；以及至少一第一導電線路，內埋於該第一介電層內，其中該有機基板的總厚度變異小於5微米，且平均粗糙度小於100奈米，該第一導電線路的線寬介於1微米至5微米之間。
如申請專利範圍第12項所述的線路基板，其中該第一導電線路與該第一介電層齊平。
如申請專利範圍第12項所述的線路基板，其中該有機基板的總厚度變異介於3微米至5微米之間。
如申請專利範圍第12項所述的線路基板，其中該有機基板的平均粗糙度介於60奈米至100奈米之間。
如申請專利範圍第12項所述的線路基板，其中該有機基板的材料包括FR-4銅箔基板。
如申請專利範圍第12項所述的線路基板，其中該第一介電層的材料包括感光型介電材料。
如申請專利範圍第12項所述的線路基板，更包括：一線路層，配置於該有機基板的該下表面上；至少一第一導電通孔，貫穿該有機基板；以及至少一第二導電通孔，貫穿該第一介電層，且對準該導電通孔設置，其中該第一導電線路透過該第二導電通孔與該第一導電通孔電性連接至該線路層。
如申請專利範圍第18項所述的線路基板，更包括：一第二介電層，配置於該第一介電層上，其中該第二介電層與該有機基板分別位於該第一介電層的相對兩側；至少一第二導電線路，內埋於該第二介電層內，且該第二導電線路的線寬介於1微米至5微米之間；以及至少一第三導電通孔，貫穿該第二介電層，且對準該第二導電通孔設置。
如申請專利範圍第19項所述的線路基板，其中該第二介電層的材料包括感光型介電材料。