TWI291221B - Printed circuit board, flip chip ball grid array board and method of fabricating the same - Google Patents

Description

1291221 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種印刷電路板，尤指一種覆晶球柵陣 列板（FC-BGAB)及其製造方法，特別是指一種於FC-BGAB 5 中，薄裸型核板（thin unclad type core )與半加成製程係被 使用於印刷電路圖案之形成，藉此提供高密度電路圖案與 超薄核板，並指一種製造印刷電路板的方法，特別是指覆 晶球柵陣列板。 10 【先前技術】 近來，隨著半導體設備的效能大幅改善，封裝基板 (packaging substrate)係需要具有相當的性能。典型地， 有需要對封裝基板設計成具有高密度、高速、及縮減尺寸 與設計成實現系統封裝。 15 此封裝基板例如為FC-BGAB，其應具有細微的電路圖 案、高電氣特性、高可靠度、及高速訊號遷移結構，且超 薄、並依半導體設備需求而定。 例如：依據在2007年FC-BGAB的技術趨勢而言，一個 FC-BGAB被預設成：0.2 mm的厚度以及具有10 um/10 um的 20 L/S之電路圖案，其中L係指線寬，以定義線的寬度，S係指 線之間的距離。 圖1A〜1H為製造習知FC-BGAB製程的連續剖視圖，圖2 為習知FC-BGAB問題的剖視圖。 如圖1A所示，由增強材料與樹脂所組成之絕緣層11的 5 1291221 兩個表面係覆蓋有銅f|12，12，，以準備成—㈣基板（ccl) 10 ° 如圖1B所示，通孔a被處理通過CCL 1〇以連接CCL 1〇 之上層與下層銅箔12，12,的電路。 5 >圖1C所示’為了電性連接形成的通孔a，無電鍍銅層 13，13’形成在CCL 10上層與下層銅箔12，12，之上，且形成在 CCL 10中的通孔a的内壁。 如圖1D所示，銅電鍍層14，14，形成於在ccl 1〇上層與 I 下層銅猪12，12,之無電鑛銅層13，13,的上面，且形成在ccl 10 1〇中的通孔a的内壁。 如圖1E所示，具有電鍍内壁之通孔以系被填滿導電膠 15，俾能在其中不具有空隙。 5 如圖1?所示，乾膜20,20’被塗佈於銅電鍍層14，14，上層 /、下層上、、二曝光及顯影後以形成一银刻抗银圖案。

15 ^如圖1G所示，具有適用蝕刻阻質之乾膜20,20,的CCL 1〇係被浸泡在蝕刻液中，藉此移除部份上層與下層銅箔 > 12，12’、無電錢鋼層13，13，、及銅電錢層14，14,，前述移除 部份係對應乾膜2〇,2〇,之預設圖案。 如圖1H所示，乾膜2〇,2〇，自CCL 1〇之上表面與下表面 20移除，藉此準備習知FC-BGAB的核板。 坆種製造FC-BGAB的方法已揭露於韓國專利第 190622號，中請於咖年…则，由本案中請人所 的。 然而，由於習>FC_BGAB使用厚的CCL 1〇作為核板， 6 1291221 其具有一整個增加的厚度且因此造成難以製造具有〇2 mm 或更少厚度的超薄基板。 此外’習知FC-BGAB有其缺點，係因在圖1〇所示之蝕 刻處理中，電路圖案的侧表面沿著銅箔12，12，、無電鍍銅層 5 n，13’、及銅電鍍層14，14,的所有厚度皆被蝕刻。因此，習 知FC-BGAB的真實電路圖案如圖2所示。 因此，於習知FC-BGAB中，核板之電路圖案的l/s實際 上係不會形成50μπι/50μηι或更少。 ^ 因此，習知FC-BGAB之核板的上層與下層電路圖案很 1〇難達，細微的程度，且習知FC-BGAB因此無法滿足高密 度、回速、或縮減尺寸等要求，且亦因此不適合使於用封 裝中的系統。 另外，必須注意地，上述難蟬係適用於所有和 FC-BGAB—樣的印刷電路板。 15 【發明内容】 θ因此，本發明已經記住上述發生於相關技術領域的問 題，且本發明之一目的在於提供一印刷電路板，尤指一種 具有高密度電路圖案與超薄核板之fc_bgab。 ί0 本發明之另一目的係在提供一種製造如此fc-bgab 的方法。 為達成上述目的，本發明提供一種1^_]6(3八8，包括一 =’該核板包括··—具有表面_度與包括增強材料及 树月曰之基礎基板；在該基礎基板之預設圖案所形成的無電 7 1291221 鍍層；以及形成於無電鍍層之上的電鍍層。 於本發明之FC-BGAB中，基礎基板較佳為裸型絕緣 體’其係包括增強材料及樹脂。 於本發明之FC-BGAB中，基礎基板較佳地包括裸型絕 5緣體以及複數樹脂層，裸型絕緣體包括增強材料及樹脂， 該等樹脂層能具有粗糙度且被塗怖於裸型絕緣體的兩個表 面0 此外’本發明提供一種製造FC_BGAB的方法，包括下 述步驟：（A)提供包括增強材料及樹脂之基礎基板；（B) 1〇於該基礎基板上形成粗糙度；（C)於該具有表面粗糙度之 基礎基板上形成無電鍍層；（D)於該無電鍍層之上形成預 設電鍍抗蝕圖案；（E)於該無電鍍層之對應電鍍抗蝕圖案 沒有被形成部分形成電鍍層；（F)移除電鍍抗蝕圖案；以 及（G)對應電鍍層沒有被形成之部份移除無電鍍層，藉此 15 製造一核板。 曰 於本發明FC-BGAB之製造方法中，步驟（a)較佳藉 由提供作為基礎基板之裸型絕緣體來實施，該裸型絕緣^ 包括增強材料及樹脂，且步驟（B)較佳透過於該裸型絕緣 體上形成粗糙度來實現。 20 於本發明FC-BGAB之製造方法中，步驟（A)較佳藉 由提供作為基礎基板之裸型絕緣體與樹脂層來實施，該^ 型絕緣體包括增強材料及複數樹脂層，該等樹脂層能具有 粗糙度且被塗佈於裸型絕緣體的兩個表面，且步驟（B)較 佳透過於该能具有粗糖度之樹脂層上形成粗輪度來實現。 8 1291221 * 【實施方式】 下述，本發明FC-BGAB及其製造方法的詳細說明將會 被提供，有關其說明敬請參照所提供之圖式。 圖3A〜3H係本發明第一較佳實施例之製造fc_bgab製 5 程的連續剖視圖。 如圖3A所示，準備一超薄裸型絕緣體U1。 超薄裸型絕緣體111較佳由樹脂所組成，增強材料包括 Φ 於該樹脂中，樹脂例如可為環氧樹脂、聚亞醯胺、或酸馬 來醯胺三氮樹脂（Bismaleinide Triazine; Βτ樹脂），增強 10材料例如可為玻璃纖維、芳綸（aramid)、或紙。曰 若使用不具有增強材料的樹脂作為超薄裸型絕㈣ ⑴，對於核板而言，將可能會有不符物理特性需求的問 題，諸如強度、硬度、或熱膨脹逮率。 如圖3B所示，通孔A穿透超薄裸型絕緣體111而形成， 15以連接超薄裸型絕緣體Hi之上層電路與下層電路。 通孔A較佳於-種方式形成，諸如在預設位置使用CNC (電腦數控設備）鑽孔或雷射鑽孔來形成通孔A。 、如圖3C所示，超薄裸型絕緣體⑴之上表面及下表面與 通孔A之内壁經歷表面處理而形成粗糙度表面，以增加 20下來的鍍銅製程中和銅的黏著度。 。上述表面處理係可使用化學製程(例如：除膠渣製 釭）、電漿製程、或化學機械研磨製程。 如圖3D所^為了電性連接超薄裸型絕緣體⑴之上表 面及下表面與為了在超薄裸型絕緣體⑴之上形成電路圖 9 1291221 案，作為晶種層之無電鍍銅層12,係形成於超薄裸型絕 緣體ill之上表面與下表面，且形成於超薄裸型絕緣體η 1 中的通孔a的内壁。 無電鍍銅層112，112,係利用催化沉積製程或濺鍍製程 5 來形成。 特別地，無電鍍銅層112，112,透過催化沉積製程形成於 超薄裸型絕緣體111的兩個表面上，且形成於超薄裸型絕緣 體111中的通孔A的内壁，其中催化沉積製程包括下述步 1 驟：清洗、微蝕、預先催化、催化、加速化、無電鍍銅、 10 及防止氧化。 在其他實施中，無電鍍銅層112，112,可透過濺鍍形成於 超薄裸型絕緣體111的兩個表面上，且形成於超薄裸型絕緣 體111中的通孔A的内壁，其中在濺鍍製程中，氣體離子粒 子（例如：Ar+ )藉由電漿撞擊銅靶材所產生。 15 如圖3E所示，與電路圖案相對應的電鍍抗蝕圖案 120，120’形成於無電鍍銅層112，112,的上面與下面。 丨 電鑛抗蝕圖案120，120,使用乾膜或感光液來形成。 上述乾膜或感光液被塗佈於無電鍍銅層112，112，之 上。接著’藉由具有預設圖案之光罩的使用，乾膜或感光 20液被曝光與顯影，藉此將乾膜或感光液形成電鍍抗蝕圖案 120，120,。 、 就其本身而論，感光液的使用係更佳的，因為感光液 的塗佈係比乾膜薄，以此形成較細微的電路圖案。此外， 於此例子中無電鍍銅層丨^ 12,的上表面與下表面係不對 1291221 _ 稱，其係可均勻地被填滿感光液。 如圖3m示’對應電鑛抗㈣案12G，12G，沒有形成的部 份’銅钱層113，113,形成於無讀銅層112，112，的上面與 下面以及形成於通孔A之中。 5 銅電鐘層113，113,以一種諸如基板被浸泡在銅電鍍池 中，以利用直流（DC)整流器來引導銅電鍍的方式形成。 就其本身而論，該銅電鍍製程較佳為藉由下述方式處理， 計算電鍍區域，然後提供一所需之預設電流，以利用直流 整流裔電鍵所什鼻之區域，以沉積銅。 10 銅電鍍製程係有其優點，因為銅電鍍層對於無電鍍銅 層112，112’具有物理特性優勢，且銅電鍍層容易形成厚的厚 度。 5當銅電鍍線路對於使用於銅電鍍層113，113，的形成 冲，可各別地形成銅電鍍線。然而，於本發明較佳實施例 15中，對於銅電鍍層113，丨13’的形成，無電鍍銅層112，112,係 較佳地用來作為銅電鍍線路。 # 如圖3G所示，移除電鍍抗蝕圖案120,120,。 如圖3H所示，用以喷灑蝕刻液於該基板之快速蝕刻製 程係被引導，藉此移除對應銅電鍍層沒有形成部分的無電 20 鍍銅層 112，112,。 之後，製作一絕緣層薄板程序、形成通孔A、形成無電 錢銅層112，112’、及形成銅電鍍層113，113,等步驟係重複地 貫行’直到所要的層數被獲得為止。隨後，再額外形成阻 焊漆、電鍍鎳/金、及形成輪廓，以此方式製造本發明第一 11 1291221 ， 實施例所要的FC-BGAB。 於第一實施例所製造的FC-BGAB中，由於電鍍抗蝕圖 案 120,120’利用光傳導直線方式（Hght traveling straight) 來形成’如圖3E所示，該等電鍍抗蝕圖案120,120,側表面係 5 垂直於無電鍍銅層112,112，。因此，銅電鍍層113,113,的側 表面亦垂直於無電鍍銅層112,112,，如圖3G所示。 第一貫施例之FC-ΒΘΑΒ，由於非常薄的無電鍵銅層 112，112’被鍅刻，如圖3H所示，核板之上面與下面電路圖 _ 案的邊緣蝕刻會發生的情況非常小。 10 因此，第一實施例之FC-BGAB能夠具有核板的電路圖 案’且核板具有1〇μιη/ 1〇μιη或更少的L/s，其中L係指線寬， 定義線的寬度，S係指線與線之間的距離。 此外，第一實施例iFC_BGAB可以碑製造成具有〇·2 mm或更小的厚度，由於超薄裸型絕緣體1U的使用以形成 15 核板，係顯示於圖3 A。 現在翻至圖4A〜4H，係顯示本發明第二實施例之製造 _ FC-BGAB製程的連續剖視圖。於製造FC-BGAB製程中，使 用不具有表面粗糙度的裸型絕緣體以形成一核板。 如圖4A所示，準備基礎基板21〇，其包括有超薄裸型絕 20緣體211以及能夠具有表面粗糙度與塗佈於該超薄裸型絕 緣體211之兩面的樹脂層212,212,。 此裸型絕緣體211較佳地包括樹脂，增強材料包括於該 树月曰中树知例如可為環氧樹脂、聚亞醯胺、或bt樹脂， 增強材料例如可為玻璃纖維、芳綸（aramid)、或紙。 12 1291221 具有表面粗糙度之樹脂層212,212,係由ABF (Ajinomoto Build_upFilm)或聚亞醯胺所形成。 如圖4B所示，通孔B穿透基礎基板210而形成，以連接 基礎基板210之上層電路與下層電路。 5 通孔B以一種諸如在預設位置使用CNC鑽孔或雷射鑽 孔的方式來形成通孔B。 如圖4C所示，能夠具有粗糙度之樹脂層212,212,與通 I 孔B之内壁的表面，經由表面處理以形成粗縫度，俾能增加 在接下來的鍍銅製程中和銅的黏著度。 10 上述表面處理係可使用化學製程（例如：除膠渣製 程）、電漿製程、或CMP製程。 如圖4D所示，為了電性連接基礎基板210之上表面與下 表面與為了在基礎基板210之上形成電路圖案之目的，作為 晶種層之無電鍍銅層213,213,係形成於能夠具有粗糙度之 15 樹脂層212,212’的表面，且形成於通孔b的内壁。 無電鍍銅層213,213’係利用催化沉積製程或濺鍍製程 來形成。 如圖4E所示，與電路圖案相對應的電鍍抗餘圖案 220,220’形成於能夠具有粗糙度之樹脂層212,212，的表面。 20 電鍍抗蝕圖案120，120’使用乾膜或感光液來形成。 如圖4F所示，對應電鍍抗蝕圖案220,220,沒有形成的部 份’銅電鍍層214,214’被提供於能夠具有上面粗糙度與下面 粗糙度之樹脂層212,212’上以及形成於通孔b之中。 銅電鍍層214,214’以一種諸如基板被浸泡在銅電鍍池 13 1291221 • 中，以利用DC整流器來引導銅電鍍的方式形成。銅電鍍製 程較佳為藉由下述方式處理，計算電鍍區域，然後提供一 所需之預設電流，以利用DC整流器電鍍所計算之區域，以 沉積銅。 5 如圖4G所示，移除電鍍抗蝕圖案220,220,。 如圖4H所示，用以喷灑蝕刻液於該基板之快速蝕刻製 程係被引導，藉此移除對應銅電鍍層沒有形成部分的無電 鍍銅層213,213’。 馨 之後，製作一絕緣層薄板程序、形成通孔B '形成無電 10 鍍銅層213,213’、及形成銅電鍍層214,214,等步驟係重複地 實行，直到所要的層數被獲得為止。隨後，再額外形成阻 焊漆、電鑛鎳/金、及形成輪廓，以此方式製造本發明第二 實施例所要的FC-BGAB。 6 第二實施例所製造的FC-BGAB中，由於使用由ABF或 15 聚亞醯胺製造的樹脂層212,212,以形成粗糙度，核板的電路 圖案，其具有一 ΙΟμίϋ/ΙΟμιη的L/S或更少，其中L係指線寬， φ 定義線的寬度，S係指線間的距離，甚至可形成於不具有粗 轅度的超薄裸型絕緣體211上。 於一較佳實施例中，本發明之fc_bgab的銅電鍍層不 2〇 限於完全由純銅組成的電鍍層，但意謂大部份由銅所組成 之電鍍層。這可以藉由使用分析設備分析銅電鍍層的化學 組成物來被檢驗。分析設備例如為χ射線能量散佈分析儀 (EDAX) ’係典型地被提供成一掃瞄電子顯微鏡。 此外’於一較佳實施例中，本發明FC-BGAB的電鍍層 1291221 可以依據需要來由傳導材質形成，諸如：金（Au)、鎳（Ni)、 錫（Sn)等，此外還有銅（Cu)。 同時’上述實施例大部分地揭露利用FC_BGab的便利 性。然而，明顯的本發明之特徵應用於多數包括有F c _ B G A B =P刷電路板。換言之，各式各樣修改的實施例可以被製 1於所有的印刷電路板中，其中在該印刷電路板中，薄裸 5L核板與半加成製程係被使用於電路圖案之形成，藉此提 > 供高密度電路圖案與超薄核板。 —如上所述，本發明提供FC-BGAB及其製造方法。依據 10該^姻心及其製造方法，由於使用薄裸型核板與半加成 製％於電路圖案之形成，所以可提供高密度電路圖案與超 此外，依據該FC-BGAB及其製造方法，能夠具有粗糙 度之樹脂可以被塗佈於裸型絕緣體上。因此，雖然使用不 具有粗糙度之薄裸型絕緣體，但仍可提供具有高密度電路 圖案之核板。

〜、疋故，本發明之]?(：：_；8<3八；3可以符合高密度、高速、及 細減尺寸等特性，且其更可應用於封裝的系統中。 20 雖然本發明較佳實施例以圖式的方式揭露，熟悉 技術者可理解各種修飾、添加或取代的可能，在不惊離本 發明的範圍及精神下以作為其申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 圖1A〜m係製造習知FC姻Αβ製㈣連續剖視圖 15 1291221 圖2係習&FC_BGAB的問題剖視圖。 圖3A〜3H係本發明第一較佳實施例之製造FC-BGAB製 程的連續剖視圖。 圖4A〜4H係本發明第二較佳實施例之製造FC-BGAB製 5 程的連續剖視圖。 【主要元件符號說明】

鋼箔基板

電錢抗钱圖案 無電鍍銅層 鋼電鍍層 導電膠 5 超薄裸型絕緣體 樹脂層 !〇 絕緣層 12,125 通孔 120，120’，220,220， 13，13，，112，112，，213,213, 14，14，，113，113，，214,214, 15 乾膜光阻 111,211 基板 212,212，

11 a，A，B 20, 20, 210

Claims (1)

1291221 十、申請專利範圍： ^ 一種覆晶球栅陣列板，包括一核板，該核板包括·· 一基礎基板，其具有表面粗糙度與包括一增強材料及 一樹脂； 5 一無電鍍層，其係形成於該基礎基板上之一預設圖案 中；以及 一電鍍層’其係形成於該無電鍍層之上。 > 2·如申請專利範圍第1項所述之覆晶球柵陣列板，其 中該基礎基板為一裸型絕緣體，其係包括該增強材料及該 10 樹脂。 3·如申請專利範圍第1項所述之覆晶球柵陣列板，其 中該基礎基板包括裸型絕緣體與複數樹脂層，該裸型絕緣 體包括該增強材料及該樹脂，該等樹脂層能具有粗糙度且 被塗佈於該裸型絕緣體之兩個表面。 15 4· 一種製造覆晶球柵陣列板的方法，包括下述步驟： (A)提供一包括一增強材料及一樹脂之基礎基板； ► (B)於該基礎基板上形成粗糙度； (C)於該具有表面粗糙度之基礎基板上形成一無電鍍 層； 20 (D)於該無電鍍層之上形成一預設電鍍抗蝕圖案； (E) 於該無電鍍層之對應該電鍍抗蝕圖案沒有被形成 部分形成一電鍍層； (F) 移除該電鍍抗蝕圖案；以及 (G) 對應該電鍍層沒有被形成之部份移除該無電鍍 17 1291221 、 層，藉此製造一核板。 5·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該步驟（a ) 藉由提供一作為該基礎基板之裸型絕緣體來被實施，該裸 型絶緣體包括該增強材料及該樹脂，以及該步驟（B )藉由 5 在该裸型絕緣體之上形成粗糙度來實現。 6·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中步驟（A ) 藉由提供作為該基礎基板之裸型絕緣體以及複數樹脂層來 實施，該裸型絕緣體包括該增強材料及該樹脂，該等樹脂 齡層能具有粗糙度且被塗佈於該裸型絕緣體的兩個表面，以 10及步驟（B)藉由於該等能具有粗糙度之樹脂層上形成粗糙 度來實現。 7· —種印刷電路板，包括一核板，該核板包括·· 一基礎基板，其具有表面粗糙度與包括一增強材料及 一樹脂層； 、 15 一無電鍍層，其係形成於該基礎基板上之一預設圖案 中；以及 丨 一電鑛層，其係形成於該無電鍍層之上。 8·如申請專利範圍第7項所述之印刷電路板，其中該 基礎基板為一裸型絕緣體，其係包括該增強材料及該樹脂。 2〇 9·如申請專利範圍第7項所述之印刷電路板，其中該 基礎基板包括裸型絕緣體與複數樹脂層，該裸型絕緣體包 括該增強材料及該樹脂，該等樹脂層能具有粗糙度且被塗 佈於該裸型絕緣體之兩個表面。 18 25