TW202341832A - 電路板結構的製作方法及所製成的電路板結構 - Google Patents

Abstract

一種電路板結構的製作方法，包括提供基板，基板包括基材層及二銅層，各銅層形成於基材層相對之第一表面及第二表面；透過化鍍、濺鍍或電鍍形成二覆金屬導體層，二覆金屬導體層分別覆蓋二銅層表面；自位於第一表面側的覆金屬導體層之表面鑽孔，形成孔洞，孔洞導通至露出位於基材層之第二表面之銅層；透過化學方式形成金屬化層，金屬化層覆蓋孔洞表面及二覆金屬導體層表面；透過電鍍形成覆銅層，覆銅層覆蓋孔洞、第一表面側及第二表面側的覆金屬導體層；化學咬蝕去除部分超過銅層之高度的覆銅層。透過化學咬蝕去除二覆金屬導體層。

Description

電路板結構的製作方法及所製成的電路板結構

一種電路板結構的製作方法，以及所製成電路板結構。

常見的電路板選擇性電鍍作法在遮蔽層材料選用上多為光阻材質，因遮蔽層採用光阻材料，光阻特性通常不是耐酸，就是耐鹼，無法同時耐酸或耐鹼，而在主流金屬化系統中同時存在酸性與鹼性的藥水，故流程上必須先做完金屬化才能去覆蓋光阻材料。流程在鑽孔、清孔後進行金屬化，再搭配使用光阻遮蔽、利用曝光、顯影將已完成金屬化的孔露出，再進行電鍍，因鑽孔製程與曝光製程均存在製程公差的問題，故在光阻開孔製程上必須依照鑽孔的位置進行開孔，須採用具有自動對位的設備(CCD曝光機或數位直接描繪曝光機)，且因公差累進問題在開孔尺寸上必須將開孔放大，於電鍍後在洞口的周圍形成凸出部。在線路製作時，為了有效覆蓋凸出部，光阻選擇厚度無法薄化，導致解析度及蝕刻成型受到了限制，影響了電路板線路結構的細線路製作。

現行雖有新的金屬化系統，整體金屬化流程為中性或者弱酸性的系統，相對可以相容光阻可操作的條件，而帶著光阻進行金屬化的做法，會使光阻表面具有導電性，在電鍍過程中除了電路板本身的孔上鍍之外，光阻上也會上鍍，故為了能順利移除光阻，須將光阻上上鍍材質移除，因光阻本身非導電材質，是透過金屬化後使光阻具有導電的特性，但畢竟非金屬材質，導電上均勻不如金屬導電性，容易形成在光阻上電鍍銅覆蓋不均勻的問題，而影響後續移除光阻上鍍層的難度，再者在基材銅上所增加的凸塊會因光阻厚度而形成在移除上的難度，且光阻材質僅能受限使用中性或弱酸性之金屬化系統，在使用性上受限。

有鑑於此，本案於一實施例提供一種電路板結構的製作方法，包括提供基板，基板包括基材層及二銅層，各銅層形成於基材層相對之第一表面及第二表面；透過電鍍形成二覆金屬導體層，二覆金屬導體層分別覆蓋於二銅層之表面。自位於第一表面側的覆金屬導體層之表面進行鑽孔，形成孔洞，孔洞導通至露出位於基材層之第二表面之銅層；透過化學方式形成金屬化層，金屬化層覆蓋於孔洞之表面及二覆金屬導體層之表面；透過電鍍形成覆銅層，覆銅層覆蓋於孔洞之表面並延伸至位於第一表面側的覆金屬導體層之表面，及覆蓋第二表面之一側的覆金屬導體層之表面。透過化學咬蝕去除部分超過銅層之高度的覆銅層。透過化學咬蝕去除二覆金屬導體層。

在一些實施例中，覆金屬導體層係為鉻、鎳、鋁、鈦、錫、白金、金或銀。

在一些實施例中，透過至少一孔洞的覆銅層連結二銅層。

在一些實施例中，在鑽孔過程中，至少一孔洞導通至第二表面之一側的覆金屬導體層。

在一些實施例中，在透過化學咬蝕去除部分超過銅層之高度的覆銅層的過程中，透過化學咬蝕使覆銅層與銅層的高度大致切齊。

在一些實施例中，至少一孔洞係利用雷射鑽孔、機械鑽孔或沖孔方式形成。

在一些實施例中，二覆金屬導體層材質為可耐酸鹼之金屬材料，厚度為0.1至20μm。

在一些實施例中，在完成透過化學咬蝕去除二覆金屬導體層後；覆蓋二光阻層於二銅層之表面，並透過曝光及顯影，使二光阻層形成線路圖案結構；進行蝕刻製程以去除未被各光阻層所覆蓋之各銅層之表面；以及去除二光阻層。

另外，依據一實施例中提供一種電路板結構，係由如上述各實施例之製造方法所製成的電路板結構。

綜上所述，藉由在基板鍍上覆金屬導體層，由於材質為耐酸鹼之金屬導電體，且覆金屬導體層不受限於中性或弱酸性之金屬化系統，亦可以選用現行主流之金屬化系統，提高了電路板結構製作的效率及增加了製作方法的多元性，覆金屬導體層採用化學沉積或電鍍方式覆蓋於兩銅層上為現有容易取得的作法，且厚度上不會受限於光阻本身製作厚度的限制，因本身材質導電，在電鍍過程中的行為將從傳統圖形電鍍轉變為整板電鍍之特性，使得整體電鍍均勻性比圖形電鍍更容易控制，在後續移除覆金屬導體層上的電鍍層時，不會因過大的厚度差異導致移除不易的現象。

請先參閱圖1至圖6a、圖7及圖11，圖1至圖6a為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（一）至（六），圖7為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（七），圖11為根據一第一實施例的具導通孔之電路板結構製作方法之流程圖（一）。如圖1及圖11所示，本實施例之電路板結構100的製造方法包括提供基板10（步驟S10），基板10包括基材層11及二銅層12a、12b。基材層11具有相對之第一表面111及第二表面112，二銅層12a、12b分別形成於基材層11之第一表面111及第二表面112。為方便後續說明，位於第一表面111側的銅層以銅層12a示意，位於第二表面112側的銅層以銅層12b示意。也就是說，可以利用基材層11的第一表面111及第二表面112同時製作相同或不同規格的電路板結構100，或是僅利用單一側表面來製作電路板結構100。在第一實施例中，以單一側表面製作電路板結構100作為示例，但不以此為限。

如圖2及圖11所示，透過化鍍、濺鍍或電鍍形成二覆金屬導體層13a、13b，二覆金屬導體層13a、13b分別覆蓋於二銅層12a、12b之表面（步驟S11）。為方便後續說明，將位於第一表面111側的覆金屬導體層以覆金屬導體層13a示意，位於第二表面112側的覆金屬導體層以覆金屬導體層13b示意。在第一實施例中，各覆金屬導體層13a、13b的材質為可耐酸鹼之金屬材料，厚度為0.1至20μm，由於各覆金屬導體層13a、13b的厚度較薄，後續在剝除作業上能夠較有效率且方便地剝除。在第一實施例中，可耐酸鹼之金屬材料例如為鎳，但不限於此，亦可以為鉻、鋁、鈦、錫、白金、金或銀。

如圖3及圖11所示，自位於第一表面111之一側的覆金屬導體層13a之表面進行鑽孔（步驟S12），形成孔洞20，孔洞20導通至露出位於基材層11之第二表面112之銅層12b。在第一實施例中，藉由雷射鑽孔的方式形成孔洞20，但不以此為限，亦可以藉由機械鑽孔或沖孔方式形成孔洞20。在此孔洞20以兩個為示例，但不以此為限。孔洞20從第一表面111之一側的覆金屬導體層13a至第二表面112之一側的銅層12b，依序經過覆金屬導體層13a、銅層12a及基材層11並形成孔洞20。孔洞20包括孔壁21及孔底22，孔壁21包括鑽孔而外露之覆金屬導體層13a、銅層12a及基材層11的側表面。孔底22包括與第二表面112接合之銅層12b的表面。

如圖4及圖11所示，透過化學方式形成金屬化層14（步驟S13），金屬化層14覆蓋於孔洞20之表面及二覆金屬導體層13a、13b之表面。在第一實施例中，覆金屬導體層13a、13b不受限於中性或弱酸性之金屬化系統，亦可以選用鹼性之金屬化系統。此外，覆金屬導體層在金屬化過程能夠平均吸附金屬化層14。在第一實施例中，透過弱鹼性、中性或弱酸性之金屬化系統形成並覆蓋孔洞20之表面及二覆金屬導體層13a、13b之表面。也就是說金屬化層14覆蓋了第一表面111之一側的覆金屬導體層13a之表面及第二表面112之一側的覆金屬導體層13b之表面。此外，金屬化層14之覆蓋範圍不包括銅材之部份，例如因鑽孔外露之銅層12a的側表面及因鑽孔外露之銅層12b的表面。

如圖5及圖11所示，形成金屬化層14後，透過電鍍形成覆銅層15（步驟S14），覆銅層15覆蓋孔洞20之表面並延伸至位於第一表面111之一側的覆金屬導體層13a之表面，及覆蓋第二表面112之一側的覆金屬導體層13b之表面。在第一實施例中，透過電鍍方式形成並覆蓋孔洞20之表面，即因鑽孔而外露之覆金屬導體層13a、銅層12a及基材層11的側表面。在第一實施例中，透過形成於孔洞20的覆銅層15，將第一表面111側的銅層12a及第二表面112側的銅層12b連接。

如圖6a、圖6b及圖11所示，完成電鍍後，透過化學咬蝕去除部分超過位於第一表面111之一側的銅層12a之高度的覆銅層15及第二表面112之一側的覆銅層15（步驟S15）。在第一實施例中，咬蝕去除的覆銅層15，可以如圖6a所示，為了方便後續線路製作，將超過位於第一表面111之一側的銅層12a之高度的覆銅層15及第二表面112之一側的覆銅層15去除，且使第一表面112之一側的覆銅層15與銅層12a之高度大致切齊。此外，覆銅層15與銅層12a之高度可以具有些微公差，例如，覆銅層15的高度略高於銅層12a或略低於銅層12a之高度。又或者，咬蝕去除的覆銅層15可以是如圖6b所示，圖6b為根據一第一實施例另一態樣的電路板結構製作方法之覆銅層結構示意圖(一)。如圖6b所示，在另一實施態樣中，為了後續線路的製作，透過化學咬蝕去除部分超過位於第一表面111之一側的銅層12a之高度的覆銅層15至與覆金屬導體層13a切齊。此種方式適用於在覆金屬導體層13a的厚度較薄（例如5μm或更薄）的情況下，此時亦可以僅去除延伸至位於第一表面111之一側的覆金屬導體層13a之表面的覆銅層15，而形成如圖6b所示，覆銅層15的高度會略高於銅層12a。而當覆金屬導體層13a移除後，雖會有略微凸出於銅層12a之覆銅層15，但因其厚度很薄，尚不會對後續線路製程產生影響。

繼續以圖6a之步驟續行說明，如圖7及圖12所示，完成化學咬蝕後，去除二覆金屬導體層13a、13b（步驟S16），便完成電路板結構100。

具體來說，藉由二覆金屬導體層13a、13b將金屬化及電鍍範圍增大，當在電鍍的過程時，覆銅層15延伸至覆金屬導體層13a之表面，接著一併去除超過覆金屬導體層13a之高度範圍的覆銅層15以及去除二覆金屬導體層13a、13b，使得覆銅層15與銅層12a高度大致一致，避免了電鍍孔洞20時，電鍍層溢出孔洞20，在孔洞20周圍形成凸出部，而影響了電路板結構100的製作。此外，由於覆金屬導體層13a、13b具導電性，在金屬化過程能夠平均吸附金屬化層14，解決了傳統製程中使用光阻較難平均吸附金屬化層14的問題。此外，光阻因為不具有抗鹼效果，僅能透過中性或弱酸性之金屬化系統進行金屬化，而覆金屬導體層13a、13b則不受限於中性或弱酸性之金屬化系統，亦可以選用鹼性之金屬化系統，提高了電路板結構100製作的效率及增加了製作方法的多元性。覆金屬導體層13a、13b透過化學沉積或電鍍方式覆蓋於二銅層12a、12b上的作法，厚度上不會受限於光阻本身製作厚度的限制，因覆金屬導體層13a、13b的材質導電，在電鍍過程中的行為將從傳統圖形電鍍轉變為整板電鍍之特性，使得整體電鍍均勻性比圖形電鍍更容易控制，在後續移除覆金屬導體層13a、13b上的電鍍層時，不會因過大的厚度差異導致移除不易的現象。

在第一實施例中，可透過完成之電路板結構，繼續製作後續各線路的圖案。圖7a為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（八）。圖7b為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（九）。圖12為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之流程圖（二）。如圖7a、圖7b及圖12，覆蓋二光阻層16於二銅層12a、12b之表面，並透過曝光及顯影，使二光阻層16形成線路圖案結構161（步驟S17）。進行蝕刻製程以去除未被各光阻層16所覆蓋之各銅層12a、12b之表面（步驟S18）。接著去除二光阻層16（步驟S19），便完成電路板結構100的線路圖案。在第一實施例中，光阻層16可以例如為乾膜光阻或濕膜光阻。

進一步地，請參閱圖7c。圖7c為根據一第一實施例另一態樣的電路板結構製作方法之覆銅層結構示意圖(二)。接續圖6b之說明，透過化學咬蝕去除部分超過位於第一表面111之一側的銅層12a之高度的覆銅層15至與覆金屬導體層13a切齊，並去除二覆金屬導體層13a、13b所完成之電路板結構100，在後續製作線路圖案時，將形成如圖7c中覆銅層15略高於銅層12a的形式。

接著，請參閱圖8、圖9及圖10。圖8為根據一第二實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（一）。圖9為根據一第二實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（二）。圖10為根據一第二實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（三）。在第二實施例中，至少一孔洞30係貫穿基板10而形成貫通孔。部分與第一實施例中相同之部分將不再贅述，僅描述部分不同之處。如圖8，藉由機械鑽孔、沖孔或雷射鑽孔形成孔洞30，孔洞30從第一表面111之一側的覆金屬導體層13a至第二表面112之一側的覆金屬導體層13b，依序經過了覆金屬導體層13a、銅層12a、基材層11、銅層12b、及覆金屬導體層13b。孔洞30包括孔壁31，孔壁31包括鑽孔而外露之覆金屬導體層13a、銅層12a、基材層11、銅層12b及覆金屬導體層13b的側表面。金屬化層14覆蓋孔洞30之表面、位於第一表面111之一側的覆金屬導體層13a之表面及位於第二表面112之一側的覆金屬導體層13b之表面。一般來說，金屬化層14之覆蓋範圍不包括銅材之部份，例如因鑽孔外露之銅層12a的側表面及因鑽孔外露之銅層12b的側表面。如圖9，在電鍍的階段時，覆銅層15覆蓋孔洞30之表面及延伸至位於第一表面111之一側的覆金屬導體層13a之表面及第二表面112之一側的覆金屬導體層13b之表面。如圖10，接著透過化學咬蝕去除部分超過位於第一表面111之一側的銅層12a之高度的覆銅層15及部分超過位於第二表面112之一側的銅層12b之高度的覆銅層15。再去除覆金屬導體層13a、13b後，便完成如圖10所示以覆銅層15填滿孔洞30（貫通孔）的基板10。

綜上所述，根據一實施例的一種電路板結構100的製作方法藉由二覆金屬導體層13a、13b將金屬化及電鍍範圍增大，當在電鍍的過程時，覆銅層15延伸至覆金屬導體層13a之表面，接著一併去除超過覆金屬導體層13a之高度範圍的覆銅層15以及去除二覆金屬導體層13a、13b，使得覆銅層15與銅層12a高度大致一致，避免了電鍍孔洞時，電鍍層溢出孔洞，在孔洞周圍形成凸出部，而影響了電路板結構100的製作。此外，由於覆金屬導體層13a、13b具導電性，不須依賴金屬化系統吸附之效果即可滿足電鍍時的電需求，且覆金屬導體層13a、13b不受限於中性或弱酸性之金屬化系統，亦可以選用鹼性之金屬化系統，提高了電路板結構100製作的效率及增加了製作方法的多元性。覆金屬導體層13a、13b透過化學沉積、濺鍍或電鍍方式覆蓋於二銅層12a、12b上的作法，厚度上不會受限於光阻本身製作厚度的限制，因覆金屬導體層13a、13b的材質導電，在電鍍過程中的行為將從傳統圖形電鍍轉變為整板電鍍之特性，使得整體電鍍均勻性比圖形電鍍更容易控制，在後續移除覆金屬導體層13a、13b上的電鍍層時，不會因過大的厚度差異導致移除不易的現象。

100:電路板結構 10:基板 11:基材層 111:第一表面 112:第二表面 12a、12b:銅層 13a、13b:覆金屬導體層 14:金屬化層 15:覆銅層 16:光阻層 161:線路圖案結構 20:孔洞 21:孔壁 22:孔底 30:孔洞 31:孔壁 S10-S19:步驟

[圖1] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（一）。 [圖2] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（二）。 [圖3] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（三）。 [圖4] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（四）。 [圖5] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（五）。 [圖6a] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（六）。 [圖6b] 為根據一第一實施例另一態樣的電路板結構製作方法之覆銅層結構示意圖(一)。 [圖7] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（七）。 [圖7a] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（八）。 [圖7b] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（九）。 [圖7c] 為根據一第一實施例另一態樣的電路板結構製作方法之覆銅層結構示意圖(二)。 [圖8] 為根據一第二實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（一）。 [圖9] 為根據一第二實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（二）。 [圖10] 為根據一第二實施例的電路板結構製作方法之結構示意圖（三）。 [圖11] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之流程圖（一）。 [圖12] 為根據一第一實施例的電路板結構製作方法之流程圖（二）。

S10-S16:步驟

Claims (9)

1. 一種電路板結構的製作方法，包括： 提供一基板，該基板包括一基材層及二銅層，該基材層具有相對之一第一表面及一第二表面，各該銅層形成於該基材層之該第一表面及該第二表面； 透過化鍍、濺鍍或電鍍形成二覆金屬導體層，該二覆金屬導體層分別覆蓋於該二銅層之表面； 自位於該第一表面之一側的該覆金屬導體層之表面進行鑽孔，形成至少一孔洞，該至少一孔洞導通至露出位於該基材層之該第二表面之該銅層； 透過化學方式形成一金屬化層，該金屬化層覆蓋於該至少一孔洞之表面及該二覆金屬導體層之表面； 透過電鍍形成一覆銅層，該覆銅層覆蓋於該至少一孔洞之表面並延伸至位於該第一表面之一側的該覆金屬導體層之表面，及覆蓋該第二表面之一側的該覆金屬導體層之表面； 透過化學咬蝕去除部分超過該銅層之高度的該覆銅層；以及 透過化學咬蝕去除該二覆金屬導體層。
2. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，其中，各該覆金屬導體層係為鉻、鎳、鋁、鈦、錫、白金、金或銀。
3. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，其中，透過該至少一孔洞的該覆銅層連接該二銅層。
4. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，其中，在鑽孔過程中，該至少一孔洞導通至該第二表面之一側的該覆金屬導體層。
5. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，其中，在透過化學咬蝕去除部分超過該銅層之高度的該覆銅層的過程中，透過化學咬蝕使該覆銅層與該銅層的高度大致切齊。
6. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，其中，該至少一孔洞係利用一雷射鑽孔、機械鑽孔或沖孔方式形成。
7. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，其中，該二覆金屬導體層的厚度為0.1至20μm。
8. 如請求項1所述之電路板結構的製作方法，在完成透過化學咬蝕去除該二覆金屬導體層後； 覆蓋二光阻層於該二銅層之表面，並透過曝光及顯影，使該二光阻層形成一線路圖案結構； 進行蝕刻製程以去除未被各該光阻層所覆蓋之各該銅層之表面；以及 去除該二光阻層。
9. 一種如請求項1至8任一項所述之電路板結構的製作方法製作而成之電路板結構。

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