TW202017447A - 電路板製造方法 - Google Patents

Abstract

電路板製造方法，包含以下操作：提供基板，此基板包含底層及樹脂層，樹脂層位於該底層上，且樹脂層包含第一面及相對於第一面的第二面，第一面與底層接觸；形成貫穿樹脂層的複數個孔洞；沉積第一金屬層於孔洞中，第一金屬層接觸底層，並填充各孔洞的一部分；沉積第二金屬層於第一金屬層上，第二金屬層位於孔洞中；形成圖案化金屬層於第二金屬層上，其中圖案化金屬層自各孔洞中延伸至第二面之上；分離底層與樹脂層；以及自第一面移除部分的樹脂層，以使第一金屬層突出於樹脂層。

Description

電路板製造方法

本發明係關於製作電路板的方法。

電路板的微細凸塊間距(fine bump pitch)是目前應用研發的重點之一。但是，由於曝光對位精度無法下縮，使用墊上銲錫(solder plated on pad,SPOP)方法形成金屬凸塊於電路板或基板上已面臨技術瓶頸。因此，需要一種新穎的製作方法，以大幅縮小微細凸塊間距。

本揭露之一態樣，係提供電路板製造方法，包含以下操作：提供基板，此基板包含底層及樹脂層，樹脂層位於該底層上，且樹脂層包含第一面及相對於第一面的第二面，第一面與底層接觸；形成貫穿樹脂層的複數個孔洞；沉積第一金屬層於孔洞中，第一金屬層接觸底層，並填充各孔洞的一部分；沉積第二金屬層於第一金屬層上，第二金屬層位於孔洞中；形成圖案化金屬層於第二金屬層上，其中圖案化金屬層自各孔洞中延伸至第二面之上；分離底層與樹脂 層；以及自第一面移除部分的樹脂層，以使第一金屬層突出於樹脂層。

根據本揭露一或多個實施方式，底層包含核心層、第一銅層、第二銅層及離型層，其中第一銅層位於核心層上，離型層位於第一銅層上，第二銅層位於離型層上，樹脂層位於第二銅層上。

根據本揭露一或多個實施方式，在分離基板與樹脂層的操作中，包含藉由離型層將第一銅層與第二銅層分離。

根據本揭露一或多個實施方式，在藉由離型層將第一銅層及第二銅層分離之後，蝕刻第二銅層。

根據本揭露一或多個實施方式，各孔洞靠近該第一面的孔徑小於各孔洞靠近該第二面的孔徑。

根據本揭露一或多個實施方式，形成孔洞係使用雷射鑽孔或曝光顯影。

根據本揭露一或多個實施方式，在蝕刻樹脂層的操作中，包含形成空隙於樹脂層與第一金屬層之間。

根據本揭露一或多個實施方式，在蝕刻樹脂層之後，更包含將第一金屬層回焊。

本揭露之一態樣，係提供一種電路板，包含樹脂層、第一金屬層、第二金屬層及圖案化金屬層。樹脂層包含第一面及第二面，其中樹脂層包含複數個孔洞，該些孔洞貫穿樹脂層。第一金屬層配置於各孔洞中，其中第一金屬層突出於樹脂層的第一面，且第一金屬層與樹脂層之間具有一 空隙。第二金屬層配置於各孔洞中，其中第一金屬層位於第二金屬層的一側。圖案化金屬層配置於於各孔洞中，且位於第二金屬層相對於該側的另一側，圖案化金屬層覆蓋樹脂層的第二面的一部分。

根據本揭露一或多個實施方式，第一金屬層的材料不同於第二金屬層的材料。

根據本揭露一或多個實施方式，各孔洞靠近第一面的孔徑小於各孔洞靠近第二面的孔徑。

110‧‧‧基板

120‧‧‧樹脂層

121‧‧‧第一面

122‧‧‧第二面

123‧‧‧孔洞

130‧‧‧底層

131‧‧‧核心層

132‧‧‧第一銅層

133‧‧‧離型層

134‧‧‧第二銅層

140‧‧‧第一金屬層

150‧‧‧第二金屬層

160‧‧‧晶種層

165‧‧‧圖案化光阻層

170‧‧‧金屬塊

180‧‧‧圖案化金屬層

185‧‧‧增層部分

190‧‧‧空隙

D1、D2、D3‧‧‧厚度

R1、R2‧‧‧孔徑

當結合隨附圖式閱讀時，自以下詳細描述將很好地理解本揭露。應強調，根據工業中的標準實務，各特徵並非按比例繪製且僅用於說明之目的。事實上，為了論述清晰之目的，可任意增加或減小特徵之尺寸。

第1-14圖繪示根據本發明各種實施方式之製造電路板之方法在不同製程階段的剖面示意圖。

以下揭露提供許多不同實施例，或示例，以建置所提供之標的物的不同特徵。以下敘述之成份和排列方式的特定示例是為了簡化本公開。這些當然僅是做為示例，其目的不在構成限制。舉例而言，元件的尺寸不被揭露之範圍或數值所限制，但可以取決於元件之製程條件與/或所需的特性。此外，第一特徵形成在第二特徵之上或上方的描述包 含第一特徵和第二特徵有直接接觸的實施例，也包含有其他特徵形成在第一特徵和第二特徵之間，以致第一特徵和第二特徵沒有直接接觸的實施例。為了簡單與清晰起見，不同特徵可以任意地繪示成不同大小。

再者，空間相對性用語，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低於(lower)」、「在…之上(above)」、「高於(upper)」等，是為了易於描述圖式中所繪示的元素或特徵和其他元素或特徵的關係。空間相對性用語除了圖式中所描繪的方向外，還包含元件在使用或操作時的不同方向。儀器可以其他方式定向(旋轉90度或在其他方向)，而本文所用的空間相對性描述也可以如此解讀。

本發明提供一種電路板製造方法，可以製作凸塊間距較窄的電路板，此電路板可以適用於更先進的封裝製程。

第1-14圖繪示本發明各種實施方式之製造電路板之方法在不同製程階段的剖面示意圖。首先，如第1圖所示，提供基板110。基板110包含樹脂層120及底層130。在一些實施例中，樹脂層120位於底層130之上。樹脂層120包含第一面121及第二面122，其中第一面121與底層130接觸。第一面121與第二面122係相對的。

在某些實施例中，底層130包含核心層131、第一銅層132、第二銅層134及離型層133。第一銅層132位於核心層131上，離型層133位於第一銅層132上，第二銅層 134位於離型層133上，樹脂層120位於第二銅層134上。換句話說，離型層133位於第一銅層132與第二銅層134之間。第二銅層134與樹脂層120的第一面121接觸。

之後，如第2圖所示，形成複數個孔洞123於樹脂層120中，其中孔洞123貫穿樹脂層120。此外，在某些實施例中，孔洞123為截頭圓錐狀。在孔洞123中，靠近第一面121側的孔徑R1小於靠近第二面122側的孔徑R2。在一些實施例中，孔洞123暴露出部分的第二銅層134。在一些實施例中，可以使用雷射鑽孔形成孔洞123。在其他實施例中，樹脂層120的的材料為感光介電材料，因此可以使用曝光顯影的方式形成孔洞123。

接著，如第3圖所示，沉積第一金屬層140於孔洞123中，其中第一金屬層140接觸底層130，並填充孔洞123的一部分。換句話說，第一金屬層140並未填滿整個孔洞123。由於孔洞123暴露出部分的第二銅層134，因此第一金屬層140與暴露出的第二銅層134接觸。在一些實施例中，第一金屬層140係使用不同於銅的金屬製成。更詳細說明，第一金屬層140使用的金屬與銅之間具有蝕刻選擇性。在一些實施例中，第一金屬層140係使用錫。在另外一些實施例中，可以使用電鍍沉積第一金屬層140。

之後，如第4圖所示，沉積第二金屬層150於第一金屬層140上，其中第二金屬層150位於孔洞123中。在一些實施例中，第二金屬層150可以使用能夠防止第一金屬層140與銅交互作用的材料製成，其中第二金屬層150可以 為金屬或導電材料。在另外一些實施例中，可以使用電鍍沉積第二金屬層150。在某些實施例中，第一金屬層140及第二金屬層150未填滿孔洞123。在一些實施例中，第二金屬層150的厚度D2小於第一金屬層140的厚度D1。

然後，形成一圖案化金屬層於第二金屬層150上。第5-9圖繪示根據本發明一些實施例之形成上述圖案化金屬層的剖面示意圖。

請參照第5圖，形成晶種層160於樹脂層120及第二金屬層150上。在一些實施例中，晶種層160係共形沉積於樹脂層120及第二金屬層150上。晶種層160覆蓋樹脂層120及第二金屬層150的表面。在某些實施例中，晶種層160係為銅。

在第6圖中，形成圖案化光阻層165於晶種層160上。更進一步說明，圖案化光阻層165僅覆蓋一部份的晶種層160，而暴露出另一部分的晶種層160。在一些實施例中，形成圖案化光阻層165包含沉積、曝光及顯影等步驟。

接著，在第7圖中，沉積金屬塊170於暴露於圖案化光阻層165之外的晶種層160上。部份的金屬塊170位於孔洞123中，而其餘部份的金屬塊170位於鄰近孔洞123的第二面122之上。在某些實施例中，金屬塊170係為銅。

然後，在第8圖中，移除圖案化光阻層165。可以使用任何合適的方法移除圖案化光阻層165。移除圖案化光阻層165之後，暴露出部分的晶種層160。

在第9圖中，移除暴露於金屬塊170之外的晶種 層160。移除暴露於金屬塊170之外的晶種層160可以包含對晶種層160執行蝕刻製程。金屬塊170及剩餘的晶種層160構成圖案化金屬層180。在一些實施例中，圖案化金屬層180係為銅。圖案化金屬層180自各個孔洞123中延伸至樹脂層120的第二面122之上。進一步說明，部份的圖案化金屬層180配置於孔洞123中，而另一部份的圖案化金屬層180配置於孔洞123之外(第二面122之上)。在其他實施例中，可以使用任何合適的製程來形成圖案化金屬層180。也就是說，並不限制使用第5-9圖所示的製程製作圖案化金屬層180。

在形成圖案化金屬層180後，可以執行增層製程。如第10圖所示，在圖案化金屬層180上方增層，以形成增層部分185。在一些實施例中，增層部分185包圍圖案化金屬層180，使得圖案化金屬層180在後續的蝕刻製程中不會被蝕刻掉。需了解到，第10圖中所繪示的增層部分185僅為例示性的結構，增層部分185可依照需求而有不同的結構。此外，增層製程係為選擇性的，電路板製造方法可以不包含增層製程。

在第11圖中，分離第一銅層132與第二銅層134。由於第一銅層132與第二銅層134之間配置離型層133，因此可以藉由離型層133將兩者分離。分離後的第二銅層134與樹脂層120依舊互相接觸。

接著，如第12圖所示，在藉由離型層133將第一銅層132及第二銅層134分離之後，蝕刻第二銅層134。 值得注意的是，為了說明清楚起見，第12圖係旋轉180°示出。蝕刻第二銅層134之後，暴露出樹脂層120的第一面121。由於增層部分185包圍圖案化金屬層180，因此蝕刻第二銅層134時並不會蝕刻圖案化金屬層180。

請參考第13圖，自樹脂層120的第一面121移除部分的樹脂層120。在一些實施例中，可以使用蝕刻製程移除部分的樹脂層120。在蝕刻樹脂層120的第一面121之後，樹脂層120的厚度D3減少。換句話說，蝕刻樹脂層120可以暴露出第一金屬層140，使第一金屬層140突出於樹脂層120。在一些實施例中，蝕刻樹脂層120包含形成空隙190於樹脂層120與第一金屬層140之間。空隙190可以避免後續的焊接製程不慎將相鄰的第一金屬層140電性連接，也就是所謂的「架橋」。

請參考第14圖，將第一金屬層140回焊。在一些實施例中，回焊的第一金屬層140填滿空隙190。換句話說，空隙190提供了回焊時第一金屬層140流動的空間，避免第一金屬層140流出孔洞123而導致非預期的電性連接。

本發明提供的電路板製造方法可以製造凸塊間距較小的電路板。由於形成孔洞、第一金屬層及第二金屬層的操作並未包含曝光顯影，不須預留曝光對位的裕度，因此可以大幅增加元件的密度。在一些實施例中，第一金屬層的間距可以下降至40μm。

本揭露已經詳細地描述某些實施方式，但其他的實施方式也是可能的。因此，所附請求項的精神和範疇不 應限於本文所描述的實施方式。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技術者，在不脫離本揭露之精神與範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

120‧‧‧樹脂層

121‧‧‧第一面

140‧‧‧第一金屬層

150‧‧‧第二金屬層

160‧‧‧晶種層

170‧‧‧金屬塊

180‧‧‧圖案化金屬層

185‧‧‧增層部分

190‧‧‧空隙

D3‧‧‧厚度

Claims (11)

1. 一種電路板製造方法，包含以下操作：提供一基板，該基板包含一底層及一樹脂層，該樹脂層位於該底層上，該樹脂層包含一第一面及相對於該第一面的一第二面，該第一面與該底層接觸；形成貫穿該樹脂層的複數個孔洞；沉積一第一金屬層於該些孔洞中，該第一金屬層接觸該底層，並填充各該孔洞的一部分；沉積一第二金屬層於該第一金屬層上，該第二金屬層位於該些孔洞中；形成一圖案化金屬層於該第二金屬層上，其中該圖案化金屬層自各該孔洞中延伸至該第二面之上；分離該底層與該樹脂層；以及自該第一面移除部分的該樹脂層，以使該第一金屬層突出於該樹脂層。
2. 如請求項1所述之電路板製造方法，其中該底層包含一核心層、一第一銅層、一第二銅層及一離型層，其中該第一銅層位於該核心層上，該離型層位於該第一銅層上，該第二銅層位於該離型層上，該樹脂層位於該第二銅層上。
3. 如請求項2所述之電路板製造方法，在分離該基板與該樹脂層的操作中，包含藉由該離型層將該第一銅層與該第二銅層分離。
4. 如請求項3所述之電路板製造方法，其中在藉由該離型層將該第一銅層及該第二銅層分離之後，蝕刻該第二銅層。
5. 如請求項1所述之電路板製造方法，其中各該孔洞靠近該第一面的孔徑小於各該孔洞靠近該第二面的孔徑。
6. 如請求項1所述之電路板製造方法，其中形成該些孔洞係使用雷射鑽孔或曝光顯影。
7. 如請求項1所述之電路板製造方法，其中在蝕刻該樹脂層的操作中，包含形成一空隙於該樹脂層與該第一金屬層之間。
8. 如請求項7所述之電路板製造方法，在蝕刻該樹脂層之後，更包含將該第一金屬層回焊。
9. 一種電路板，包含：一樹脂層，該樹脂層包含一第一面及一第二面，且該樹脂層包含複數個孔洞，該些孔洞貫穿該樹脂層；一第一金屬層，配置於各該孔洞中，其中該第一金屬層突出於該樹脂層的該第一面，且該第一金屬層與該樹脂層之間具有一空隙； 一第二金屬層，配置於各該孔洞中，其中該第一金屬層位於該第二金屬層的一側；以及一圖案化金屬層，配置於於各該孔洞中，且位於該第二金屬層相對於該側的另一側，其中該圖案化金屬層覆蓋該樹脂層的該第二面的一部分。
10. 如請求項9所述之電路板，其中該第一金屬層的材料不同於該第二金屬層的材料。
11. 如請求項9所述之電路板，其中各該孔洞靠近該第一面的孔徑小於各該孔洞靠近該第二面的孔徑。

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