TWI227105B - Method of producing wiring board - Google Patents

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1227105 A7 B7___ 五、發明説明（1 ) 發明背景 1. 發明範疇 本發明係有關一種製造引線板之方法，特別係有關 一種製造引線板之方法，其中多層引線層各自係形成於一 層電絕緣層上。 2. 相關技藝說明 用於安裝半導體元件於其上的引線板中，有些產品 係經由堆積法形成，其中多層引線層各自位於一層電絕緣 層上且經積層，為了形成引線層，具有電絕緣性質之樹脂 材料例如聚醯亞胺或環氧樹脂塗覆於基板上，或具有電絕 緣性質之樹脂膜壓合於基板上且黏著於其上，因而形成電 絕緣層，隨後導體層經由鍍層等方式形成於絕緣層表面 上。絕緣層上的導體層隨後經蝕刻獲得具有某種圊樣的引 線層。 第5圖顯示引線板之一例，其中引線層14形成於絕緣 層12上，絕緣層各自設置於核心基板10表面上，引線層14 係經由蝕刻位於絕緣層12上之導體層製成。 當藉鍍層而形成導體層於絕緣層表面時，習知於鍍 層處理之前粗化絕緣層表面（去除污溃處理）俾提升鍍上 的導體層與絕緣層表面之黏著性。粗化係經由使用蝕刻劑 如過錳酸鉀或過錳酸鈉蝕刻絕緣層（樹脂層）表面進行。 第6圖為放大剖面圊示意顯示使用姓刻劑粗化的絕緣 層12表面。如該圖可知，導體係填補於絕緣層12表面藉粗 化形成的孔隙或凹穴，結果囷樣化後的引線層14a經由錫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -4 1227105 A7 B7 五、發明説明（2 ) 定效應而緊密黏著於絕緣層12。 雖言如此，於粗化絕緣層表面粗度高之情況下，於 .經由蝕刻導體層而形成導體圊樣過程中，表面粗度對導體 圖樣的精度有影響，結果產生問題，例如無法以高精度形 成極小型引線圖樣的問題。 第7圖為線圖，其中於藉蝕刻圖樣化導體層形成引線 過程中，蝕刻劑滲透入絕緣層與圖樣化引線間的界面，且 由引線側面可測量，蝕刻劑相對於線空間繪圖成絕緣層十 點平均表面粗度心之函數。Rz是根據JIS B 0601測量。該 圖顯示絕緣層表面粗度愈高則滲透愈大。如此當絕緣層具 有大表面孔隙時，蝕刻劑容易於藉蝕刻形成囷樣化引線層 期間，經由絕緣層表面孔隙滲透入絕緣層與圖樣化引線間 的界面，因而造成引線有升高的側部。結果於絕緣層表面 粗度大之案例，難以形成小且精細的引線圖樣。 鑑於引線板之電性質，電絕緣層表面粗度增加造成 高頻信號傳輸耗損問題。第8圖顯示高頻信號傳輸耗損變 化與絕緣層表面粗度Ra (中心線平均粗度）之關係計算值 結果之線圊。該計算係基於引線圊樣寬20微米，絕緣層厚 12微米，引線長30毫米，及介電常數3·4。線圖顯示絕緣 層表面粗度愈小，則傳輸耗損愈低。 它方面，絕緣層表面粗度增高將降低引線板之遷移 電阻。較佳絕緣層之表面粗度儘可能減小。如此需要有一 種技術其可讓絕緣層具有表面粗度低，而絕緣層與導體層 間之黏著性改良。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ’訂- •線丨 1227105 A7

_____B7 _ 五、發明説明（3 ) 至於改良絕緣層與導體層間之黏著性質方法，已知 一種方法其中基板絕緣表面接受電漿處理、離子束照射或 紫外光輻射（JP-A-11-214838等）。此項技術改良絕緣層 與引線層間的黏著性。本發明提供一種經由無電極鑛銅及 電鍍銅形成導體層俾改良引線板電性質之引線板。由於鍍 銅比鍍鎳等對樹脂材料之黏著性低，故當使用鍍銅形成導 體層時，要求鍍銅對絕緣層具有遠更強的黏著性。 發明概要 本發明提供一種製造引線板之方法，其中形成多層. 引線層各自係位於一層電絕緣層上。 本發明之目的係提供一種製造引線板之方法，其中 為了藉無電極鍍銅及電鍍銅形成導體層於絕緣層上，電絕 緣層表面粗度維持低粗度，絕緣層與導體層間之黏著性滿 意，因而製造極精細圖樣，引線板具有絕佳電性質。 根據本發明，提供一種製造引線板之方法，該引線 板有多層引線層各自形成於一層電絕緣層上，其中電絕緣 層係使用樹脂材料形成於基板上，導體層係經由接續無電 極鍍銅及電鍍銅而形成於電絕緣層表面上，且經囷樣化而 形成引線層，其中於形成電絕緣層於基板上後，電絕緣層 接受電漿處理以及隨後接受紫外光處理，然後進行無電極 鍍層及電鍍。 較佳形成電絕緣層之樹脂材料包含含氮化合物，原 因在於含氮化合物可改良絕緣層與銅之黏著性。 較佳於電漿及紫外光處理後，電絕緣層具有表面粗 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1227105 A7 —____ —_B7_ 五、發明説明（4 ) 度心$ 1微米。 圖式之簡單說明 前述及其他本發明之目的及優點對熟諳技藝人士經 由參照附圖考慮後文詳細說明將更徹底瞭解與察覺。附圖 中： ' 第1圖顯示藉電漿及紫外光（UV)處理之絕緣層載面 之電子顯微相片； 第2圖顯示藉粗化處理之絕緣樹脂層截面之電子顯微 相片； 第3圖顯示得自發明人實驗用於電漿處理試樣之裝 置； 第4圖顯示得自發明人實驗用於紫外光處理試樣之裝 ' 置； 第5圖顯示一種引線板，其中引線層係形成於絕緣層 上； j 第6圖為放大剖面囷，示意顯示藉蚀刻劑粗化之絕緣 層表面； s 第7囷為線囷其中滲透入絕緣層與囷樣化引線間且由 • · 引線谢面測量之蝕刻劑滲透相對於線空間作圖呈絕緣層平 均表面粗度112之函數之線圖；以及 第8圖顯示依據絕緣層表面粗度Ra計算得高頻信號傳 輸耗損變化結果之線圖。 發明之詳細說明 本發明係有關一種製造引線板之方法，其中引線板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公嫠） 7 .......................裝..................、玎..................線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1227105 A7 _B7_ 五、發明説明（5 ) 係經由形成引線層同時插置電絕緣層於毗鄰引線層間製 造，其特徵為於沈積導體層與電絕緣層之前藉鍍層絕緣層 表面處理。 當導體層係經由沈積鍍層材料於絕緣層表面上而形 成時，多種鍍層材料可經由選擇鍍層溶液而沈積。於根據 本發明製造引線板之方法，導體層係經由鍍銅形成，俾對 結果所得的引線板提供良好電性質如高頻性質。 當絕緣層表面被鍍銅時，表面首先以無電極鍍銅， 然後電鍍銅而形成具有預定厚度的導體層（銅層）。無電 極鍍銅次層係形成為提供隨後電鍍的電源供應層，通常具 有厚度約0.5至2.0微米。 鍍銅之缺點為對樹脂材料的黏著性比鍍鎳及其他更 低。如此當導艎層係藉鍍銅形成於樹脂材料製’成的電絕緣 層表面時，需將絕緣層表面接受處理俾確保獲得與鍍銅之 某種黏著性。 為了評估形成於絕緣層表面上之導體層之各種性質 . 及抗撕強度，發明人準備多個試樣其有一層絕緣層於樹脂 板一面上，於鍍層前接受多種處理，容後詳述。試樣之製 法係將厚50微米之聚伸苯基醚薄膜熱壓於樹脂板表面藉此 形成絕緣層。試樣接受的處理包括電漿處理、紫外光處理 及粗化。 第3圖顯示用以將試樣接受電漿處理之裝置。裝置包 含腔室20,電極22a、22b及施加高頻電流介於電極22a與22b 間的高頻電流源。該裝置進一步包含管路及閥25用以連接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1227105 A7 B7 五、發明説明（6 ) 腔室20至真空系統（圖中未顯示）俾將腔室2〇内部減壓至 真空，以及氣體導入管線26、27。樹脂板試樣標示為28且 架設於電極22b上。氧氣及四氟甲烷氣體導入腔室20讓試 樣28接受電漿蝕刻。電漿處理係於8〇帕四氟甲烷氣體壓力 及600瓦輸出進行。電漿處理可單獨使用氧氣，單獨使用 四氣化碳氣體或氧氣與四氟化碳混合氣體進行。 m (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 第4圖顯示用以讓試樣接受紫外光處理之裝置。使用 介電屏放電激光燈而以172毫微米紫外光照射試樣。裝置 包含金屬電極30、32，於金屬電極間，由電流源38施加高 電壓交流電而由金屬電極32該側輻射紫外光37朝向試樣 39，金屬電極32具有格狀構型。如圊所示，裝置進一步包 含介電構件（石英玻璃）34a、34b，放電氣體（氙氣）填 裝於夾置於介電構件34a與34b間的腔穴36俾輻射172毫微 米的單色光。試樣39置於距輻射面1毫米距離。輻射面的 照度為7毫瓦/平方厘米。 粗化方式同習知製造引線板方法進行的去除污潰處 理。粗化處理中，表面接受溶脹、蝕刻及中和過程的一系 列粗化順序。於發明人所做實驗中，溶脹係於60〇c使用基 於有機溶劑之溶脹溶液進行5分鐘，蝕刻係於80°C使用基 於過猛酸鈉之溶液進行1〇分鐘，以及中和係於4〇°c使用基 於硫酸之中和溶液進行5分鐘。 試樣接受前述任一種處理或各項處理的組合，然後 於樹脂之粗化面上連續提供無電極鍍銅及電鍍銅。用於無 電極鍍銅’試樣經軟蝕刻及酸化，然後使用包含活化劑及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1227105 A7 _B7_五、發明説明（7 ) 加速劑之無電極鍍銅溶液於35°C無電極鍍銅30分鐘，形成 厚1.5微米之鍍膜。電鍍係於1.0 ASD電流密度進行90分 .鐘，獲得厚約20微米之鍍銅膜。 於無電極鍍銅後與電鍍前，觀察無電極鍍銅導體層 外觀；於電鍍後也觀察電鍍後導體層外觀，試樣接受試驗 測定鍍銅導體層之抗撕強度。抗撕強度試驗之進行芳‘式係 於試樣之鍍銅層切割寬1厘米，以每分鐘50毫米撕離速率 於垂直方向由試樣撕掉寬1厘米長條。 結果顯示於表1。 (請先閲讀背面之注意事項再填 I I 頁； 表1 試樣 鍵層前處理 無電鍍層後 之導體層 電鍍後之導 體層 抗撕強度(牛 頓/厘米） 1 5分鐘電漿+30秒 紫外光 未觀察得異 常發現 未觀察得異 常發現 9.8 2 5分鐘電漿+粗化 未觀察得異 常發現 未觀察得異 常發現 4.9 3 30分鐘電漿+粗 化 未觀察得異 常發現 未觀察得異 常發現 3.92 4 5分鐘電漿+粗化 +30秒紫外光 未觀察得異 常發現 起泡 - 5 5分鐘電漿 未觀察得異 常發現 部分起泡 3.92 6 30秒紫外光 未觀察得異 常發現 部分起泡 4.9 1 7 60秒紫外光 未觀察得異 常發現 部分起泡 4.9 8 30秒紫外光 (氮氣氛） 未觀察得異 常發現 部分起泡 4.9 9 10分鐘紫外光 (254毫微米） 小泡 部分起泡 0.98 試樣1接受前述電漿處理5分鐘然後照射紫外光30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 10 1227105 A7 B7 五、發明説明（8 ) 秒，隨後連續無電極鍍銅及電鍍銅。無電極鍍銅及電鍍銅 後的導體層具有未觀察得異常的表面條件，及抗撕強度1〇 千克力/厘米（9.8牛頓/厘米）足夠製造引線板。如此試樣 1表示本發明之具體實施例。 相反地，試樣2至9表示本發明之比較例。試樣2及3 中，粗化係於電·漿處理後進行。此等試樣雖然導體層並無 異常但抗撕強度低。 試樣4於電漿處理後接受粗化以及額外接受紫外光處 理。此種試樣於電鍍銅後於導體層觀察得起泡。 試樣5僅接受電漿處理，電鍍銅後導體層部分起泡且 抗撕強度不良。 試樣6至9僅接受紫外光處理，同時改變紫外光照射 時間（試樣6及7)，使用氮氣氣氛（試樣8)及使用具有不 同波長的紫外光（試樣9)。 試樣6及7中，電鍍銅後導體層表面部分起泡，導體 層之抗撕強度低。 試樣8於氮氣氣氛下照射紫外光。又本例中，電鍍銅 後導體層部分起泡以及抗撕強度不良。於氮氣氣氛下照射 紫外光的目的係評估去除臭氧影響條件，臭氧係紫外光於 大氣中照射時產生。本試樣試驗顯示於氮氣氣氛下照射紫 外光試樣有部分起泡導體層及不良抗撕強度，類似其他僅 於大氣下接受紫外光照射的試樣。 於試樣9，藉低壓汞燈發射的254毫微米波長紫外光 用來替代其他實例使用的波長172毫微米的紫外光。本試 本紙張尺度適用中國國家標準（挪）A4規格（21〇><297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· :線丨 1227105 A7 ___B7_ 五、發明説明（9 ) 樣試驗顯示於無電極鍍銅後已經觀察得小泡，而電鍍銅後 導體層部分起泡，導體層比其他試樣具有顯著較低抗撕強 度。如此指示波長172毫微米之紫外光比波長254毫微米的 紫外光用於進行紫外光處理更有效。 由前述結果需瞭解作為電絕緣層鍍銅前的前處理， 以電漿處理接著紫外光處理為適當。根據本發明接受電漿 處理及紫外光處理之絕緣層比較接受習知表面粗化處理的 絕緣層具有遠更小的表面粗度。習知表面粗化絕緣層具有 表面粗度1^約4至5微米，但接受電漿處理及紫外光處理之. 絕緣層具有表面粗度Rz等於或小於1微米。習知導體層具 有抗撕強度約9.8牛頓/厘米，試樣1表示本發明之具體實 施例具有抗撕強度充分的導體層。 第1及2圖顯示表面粗度彼此不同的絕緣層截面之電 子顯微相片。第1圖之顯微相片係得自包含含氮化合物之 聚伸苯基醚絕緣層接受電漿及紫外光處理所得，而第2圖 之顯微相片係得自表面粗化環氧樹脂絕緣層。 如所述，根據本發明製造，引線板之方法經由讓絕緣 層依序接受電漿處理及紫外光處理可維持樹脂材料製成的 絕緣層表面粗度低；同時可改良絕緣層與導體層間的黏著 性，該項改良係經由使用銅無電極鍍層及電鍍絕緣層形 成。 根據本發明，由於絕緣層表面粗度可控制為低粗度， 故於藉蝕刻圖樣化導體層形成引線期間，可避免蝕刻劑滲 透入絕緣層與圖樣化引線間的介面，可提供精細引線圊 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1227105 A7 B7 五、發明説明（l〇 ) # 樣。進一步，由於導體層與絕緣層之黏著性良好，故即使 引線形成為具有精細圖樣，圖樣化引線仍然牢固黏著於絕 緣層’可提供高度可信的引線板。此外因絕緣層之表面粗 度低’故引線板具有低高頻信號傳輸耗損及良好高頻電性 考慮電衆及紫外光處理的影響’藉紅外光譜束分析 (IR分析）分析經電漿及/或紫外光處理絕緣層表面。 單獨藉電漿處理的試樣顯示吸收峰於3210/厘米。由 此結果需瞭解電漿處理產生〇H基及NH基。單獨藉紫外光 處理試樣顯示於1107/厘米之較高峰強度。推測此種峰強 度的增高係由於CN及Si的存在所引起。以試樣接受電漿 處理接著紫外光處理為例，觀察得於3390/厘米之吸收峰， 以及於3210/厘米之吸收增高。需瞭解此等處理也產生-〇h 基及-NH基。於接受電漿處理接著粗化之試樣，於3210/ 厘米之吸收峰消失。 由此等IR分析結果瞭解-OH基及·ΝΗ基的產生被視為 促成無電極鍍銅與基板的黏著，該·〇Η基及_ΝΗ基的產生 可藉連續電漿及紫外光處理而比單獨電漿處理或單獨紫外 光處理增高。如所述，來自於電漿處理之於3210/厘米之 吸收峰於粗化後消失，故經由連續電漿、粗化、及紫外光 處理無法獲得良好之結果。結果可謂電漿處理接著粗化， 即使於粗化之後進一步接著紫外光處理時仍然無效，以電 漿處理接著紫外光處理特別有效。 又由前述IR分析結果瞭解藉電漿及紫外光處理產生- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .^1· :線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X 297公釐） 13 1227105 A7 B7 五、發明説明（11 ) OH基及-NH基促成無電極鍍鋼與含樹脂基板間之黏著性 改良。如此用於於引線板形成電絕緣層之樹脂材料，適合 使用藉電漿及紫外光處理蝕刻產生-OH基及/或-NH基之樹 脂材料。 供給多種樹脂材料用以於引線板形成於絕緣層，此 種樹脂材料通常為底材及添加至其中的化合物。如此較佳 於本發明之製造引線板之方法’使用含一種化合物之樹脂 材料來形成電絕緣層，該樹脂材料於藉電漿及紫外光處理 可產生一種官能基·可提供對鍍銅的良好黏著性俾用以形成 電絕緣層。 前述IR分析結果之特徵性官能基為-NH基《如此作為 形成電絕緣層之樹脂材料，包含含氮化合物之樹脂材料被 視為適合，該含氮化合物由於電漿及紫外光處理打斷化學 鍵而於分子末端產生此種-NH官能基。至於含氮化合物例 如丙烯腈、丙烯醯胺、異氰尿酸、三啡等。 如前述，經由於絕緣層無電極鍍銅及電鍍銅前，藉 電漿及紫外光連續處理其上欲設置引線層電絕緣層，本發 明之製造引線板之方法可讓龟緣層之表面粗度減低，讓鍍 銅對絕緣層之黏著性良好。如此本發明可形成極為精細的 引線圖樣，以及提供具有良好電性質的引線板。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 14 請 先 閲 讀 背〜 面* 之

1227105 A7 B7 五、發明説明（η ) 元件標號對照 10…基板 14.. .引線層 20·.·腔室 25…閥 28.. .試樣 34a，34b··.介電構件 37.. .紫外光 39.. .試樣 12.. .絕緣層 14a...圖樣化引線層 22a，22b·.·電極 26-27...氣體導入管線 30，32···金屬電極 36.. .腔穴 38.. .電流源 (請先W.讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

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六、申請專利範圍 I 一種製造引線板之方法，該引線板有多層引線層各自 形成於一層電絕緣層上，其中電絕緣層係使用樹脂材 料形成於基板上，導體層係經由接續無電極鍍銅及電 錢銅而形成於電絕緣層表面上，且經圖樣化而形成引 線層’其中於形成電絕緣層於基板上後，電絕緣層接 受電渡處理以及隨後接受紫外光處理，然後進行無電 極鍍層及電鍍。 2·如申請專利範圍第丨項之方法，其中該形成電絕緣層之 樹脂材料包含含氮化合物。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中於電漿及紫外光處 理後之電絕緣層具有面粗度微米。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

線丨% 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16