TWI393515B - 封裝電路基板的製造方法 - Google Patents

Description

封裝電路基板的製造方法

本發明係有關於一種封裝電路基板結構及其製造方法，特別有關於一種運用無導線電鍍技術製造封裝電路基板的方法及其結構。

在新世代的電子產品中，不斷地追求元件的輕薄短小，使得積體電路(Integrated Circuit，簡稱IC)元件朝高密度發展，因此，印刷電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB)也隨之對應進行微小化設計，使電性連接線路的配置更加地密集化。

目前常使用影像轉移技術製作連接線路，即所謂的影像轉移技術，係經由上光阻、曝光、顯影、電鍍、去膜與蝕刻的一連串製程，以圖案化所需的線路，然而，使用影像轉移技術時，製程中的每一步驟皆需最佳化地控制，特別是關於微細線路的電鍍製程，更需精準地控制，才能得到所需之線路。因此，對於封裝電路基板而言，電鍍製程是很重要的製程步驟，特別是在欲電鍍區域形成可靠度佳的電鍍層，且在綠漆後製作背面導通，電路基板上無痕跡的連接線路。

有鑑於此，本發明之一目的在於解決無導線設計之欲電鍍區的電鍍方法。

本發明另一目的在於解決在電鍍鎳金後，塗佈綠漆所 造成綠漆與鎳金層因結合力不佳，而使綠漆容易脫落之問題。

本發明之實施例提供一種封裝電路基板的製造方法，包括：提供一基板，具有至少一圖案化第一導電層於該基板上；形成一圖案化的第一阻擋層於該第一導電層上，定義出一電鍍區域和一導電開口區域，其中該電鍍區域和該導電開口區域露出該第一導電層；順應性地形成一第二導電層於該基板上，覆蓋該第一阻擋層、該電鍍區域和該導電開口區域；形成一第二阻擋層於該第二導電層上；圖案化該第二阻擋層與該第二導電層，顯露出該電鍍區域；電鍍一金屬層於該電鍍區域中的該第一導電層上，其中該電鍍步驟的一電流路徑是經由該第二導電層與該導電開口區域中的該第一導電層，傳導至該電鍍區域中的該第一導電層；以及移除該第二阻擋層與該第二導電層。

本發明之實施例另提供一種封裝電路基板的製造方法，包括：提供一基板，其具有一導通孔、一圖案化第一上導電層於該基板的一第一面上、及一圖案化第一下導電層於該基板的一第二面上；形成一第一上阻擋層於該第一面上且形成一第一下阻擋層於該第二面上；圖案化該第一上阻擋層，以定義出一電鍍區域和一第一導電開口區域，且圖案化該第一下阻擋層，以定義出一第二導電開口區域，其中該電鍍區域中的該第一上導電層藉由該導通孔與該第二導電開口區域中的該第一下導電層構成一連續導體；順應性地形成一第二上導電層於該第一面上，覆蓋該第一上阻擋層、該電鍍區域和該第一導電開口區域，且形成一第二下導電層於該第二面上，覆蓋該第一下阻擋層和 該第二導電開口區域；形成一第二上阻擋層於該第二上導電層上，及形成一第二下阻擋層於該第二下導電層上；圖案化該第二上阻擋層與該第二上導電層，顯露出該電鍍區域；施以無導線電鍍法，以形成一電鍍層於該電鍍區域中的該第一上導電層上，其中該無導線電鍍步驟的一第一電鍍電流路徑是經由該第二上導電層與該第一導電開口區域中的該第一上導電層，傳導至該電鍍區域中的該第一上導電層，以及其中該無導線電鍍步驟的一第二電鍍電流路徑是經由該第二下導電層與該第二導電開口區域中的該第一下導電層，透過該導通孔，傳導至該電鍍區域中的該第一上導電層；以及移除該第二上阻擋層與該第二上導電層及該第二下阻擋層與該第二下導電層。

本發明之實施例另提供一種封裝電路基板的製造方法，包括：提供一基板結構，其具有一圖案化第二上導電層於該基板結構的一第一面上、及一圖案化第二下導電層於該基板結構的一第二面上；形成一圖案化的第一上阻擋層於該第一面上，定義出一第一電鍍區域、一第二電鍍區域和一第一導電開口區域，及形成一圖案化第一下阻擋層於該第二面上，定義出一第二導電開口區域；順應性地形成一第三上導電層於該第一面上，覆蓋該第一上阻擋層、該第一電鍍區域、該第二電鍍區域和該導電開口區域，並且形成一第三下導電層於該第二面上，覆蓋該第一下阻擋層和該第二導電開口區域；形成一第二上阻擋層於該第三上導電層上，並且形成一第二下阻擋層於該第三下導電層上；圖案化該第二上阻擋層與該第三上導電層，以顯露出該第一電鍍區域和該第二電鍍區域；施以無導線電鍍法， 以形成一第一電鍍層於該第一電鍍區域與該第二電鍍區域中的該第二上導電層上，其中該電鍍步驟的一第一電鍍電流路徑是經由該第三上導電層與該第一導電開口區域中的該第二上導電層，傳導至該第一電鍍區域中的該第二上導電層，及其中該電鍍步驟的一第二電鍍電流路徑是經由該第三下導電層與該第二導電開口區域中的該第二下導電層，透過該基板結構，傳導至該第二電鍍區域中的該第二上導電層；移除該第二上阻擋層及移除該第二下阻擋層；順應性地形成一第四導電層於該第一面上，覆蓋該第三上導電層、該第一電鍍區域、該第二電鍍區域和該第一導電開口區域；形成一第三上阻擋層於該第四導電層上，及形成一第三下阻擋層於該第三下導電層上；移除該第三下阻擋層與該第三下導電層；施以無導線電鍍法，以形成一電鍍層於該第二下導電層上；以及移除該第三上阻擋層、該第三上導電層與該第四導電層。

本發明之實施例又提供一種封裝電路基板結構，包括：

一基板，具有一導通孔、一圖案化第一上導電層於該基板的一第一面上、及一圖案化第一下導電層於該基板的一第二面上；一圖案化第一上阻擋層於該第一面上，定義出一電鍍區域和一第一導電開口區域；一圖案化第一下阻擋層於該第二面上，定義出一第二導電開口區域；一上電鍍層於該電鍍區域中的該第一上導電層上；以及一下電鍍層於該第二導電開口區域中的該第一下導電層上。

本發明之實施例又再提供一種封裝電路基板結構，包括：一基板結構，其具有一圖案化第二上導電層於該基板 結構的一第一面上、及一圖案化第二下導電層於該基板結構的一第二面上；一圖案化的第一上阻擋層於該第一面上，定義出一第一電鍍區域、一第二電鍍區域和一第一導電開口區域；一圖案化第一下阻擋層於該第二面上，定義出一第二導電開口區域；一第一電鍍層於該電鍍區域中的該第二上導電層上；以及一第二電鍍層於該第二導電開口區域的該第二下導電層上。

為使本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

以下以各實施例詳細說明並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式，另外，特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式，其並非用以限定本發明。

有鑑於此，本發明之實施例提供一種利用無導線電鍍技術製造封裝電路基板的方法。更明確地說，藉由電路基板上互連之無電鍍區，形成與欲電鍍區相連的電性連接，以此為導電路徑所形成的電鍍層，其特性在於可形成三面完整包覆電鍍區域，其可靠度較佳。再者，在完成綠漆步驟後，製作背面導通，在電路基板上無留下痕跡。例如，中華民國專利第I240400號揭露一種封裝基板的製造方 法，藉由設置於電路板內之導通孔，將電鍍電流由背面導通至正面欲電鍍的區域。

第1A~1F圖係顯示根據本發明之一實施例封裝電路基板的製造方法各製程步驟的剖面示意圖。請參閱第1A圖，首先提供一基板110，其中基板110的材質可包括紙質酚醛樹脂(paper phenolic resin)、複合環氧樹脂(composite epoxy)、聚亞醯胺樹脂(polyimide resin)或玻璃纖維(glass fiber)。在基板110中，包含至少一導通孔(through hole)113，形成導通孔113之目的在於建立導通基板110上下兩面之導電通路(例如圖案化的第一導電層115)，構成電路基板結構，以利後續之雙面增層線路。此處需注意的是，適用於本發明之電路基板的形式並非以此為限，另可為單面板、雙面板或多層電路基板。

請參閱第1B圖，形成一第一阻擋層於電路基板的兩面上，例如可依序形成一第一上阻擋層120a於電路基板的正面與形成一第一下阻擋層120b於電路基板的背面。接著，進行圖案化該第一上阻擋層120a，以定義出一電鍍區域P露出欲電鍍的第一導電層的表面125a、125b，並同步定義出一導電開口區域121。接著，進行圖案化第一下阻擋層120b，以定義出導電開口區域122。

請參閱第1C圖，順應性地形成一第二上導電層130a於電路基板的正面上，覆蓋該第一上阻擋層120a、電鍍區域P和導電開口區域121。且形成一第二下導電層130b於電路基板的背面上，覆蓋該第一下阻擋層120b和導電開口區域122。形成第二導電層130a、130b的方法包括濺鍍法(sputtering)、電子槍蒸鍍(E-gun evaporation)、化學 氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)，或其他公知的鍍膜法。第二導電層130a、130b的材質為可移除的金屬，例如Cu、Al、Ni、Fe、Cr或其他金屬材質。接著，分別形成第二上阻擋層140a於第二上導電層130a上，和形成第二下阻擋層140b於第二下導電層130b上。再施以圖案化步驟，以定義第二上阻擋層140a和第二上導電層130a，露出電鍍區域P，如第1D圖所示。

接著，請參閱第1E圖，施以無導線電鍍製程，以形成電鍍層150a、150b(例如Au/Ni複合層)於欲電鍍的第一導電層的表面125a、125b上。根據本發明另一實施例，電鍍層150a、150b的材質包括Cu、Fe、Au、Ag、Ni、Sn、Cr或其他金屬材質構成。形成電鍍層150a的電鍍電流路徑依序為電源(未圖式)、第二下導電層130b、第一導電層115、電路基板內導通孔、第一導電層的表面125a，如虛線路徑A所示。電鍍層150b的電鍍電流路徑依序為電源(未圖式)、第二上導電層130a、第一導電層115、第一導電層的表面125b，如虛線路徑B所示。

請參閱第1F圖，依序移除第二上阻擋層140a、第二下阻擋層140b與第二上導電層130a、第二下導電層130b。接著，進行後續的製程步驟，以完成封裝電路基板的製作。例如，施以無導線電鍍法，以形成一電鍍層150c於基板背面的第一導電層115上，詳細的步驟可參考第3E~3J圖的實施例。

第2A圖顯示於第1F圖中電鍍區域的電鍍層150a的局部區域2的平面示意圖，第2B圖係顯示於第2A圖中沿切割線2B-2B的剖面示意圖。本發明實施例之無導線電 鍍技術的特點在於，藉由電路基板上無電鍍區與電鍍區形成電性連接，以此為電鍍電流路徑所形成的電鍍層，其特性在於可形成三面完整包覆電鍍區域，如第2B圖所示，可靠度較佳。並且，在完成綠漆步驟後，製作背面導通，電路基板上無痕跡，如第2A圖所示。

第3A~3J圖係顯示根據本發明另一實施例封裝電路基板的製造方法各製程步驟的剖面示意圖。請參閱第3A圖，提供一電路基板結構200，其包括基板201、導通孔204形成於基板201中、圖案化的第一導電層203構成的導電通路、上、下介電層205a和205b、及多個導電盲孔206於介電層205a和205b中。接著，形成一圖案化第二上導電層207a於電路基板結構200的第一面(例如正面)上，且形成一圖案化第二下導電層207b於電路基板結構200的第二面(例如背面)上。再形成一圖案化的第一上阻擋層209a於電路基板結構200的第一面上，定義出第一電鍍區域214a露出欲電鍍的第二上導電層207a的表面211a、第二電鍍區域214b露出欲電鍍的第二上導電層207a的表面211b，並且定義出第一導電開口區域213a，以及形成一圖案化第一下阻擋層209b於第二面上，定義出導電開口區域213b於該電路基板結構的第二面上。

接著，選擇性地施以一表面預處理步驟處理該電路基板結構的第一面與第二面。表面預處理步驟處理可藉由過硫酸鈉(Sodium persulfate，簡稱SPS)、硫酸、雙氧水等處理。

請參閱第3B圖，順應性地形成一第三上導電層210a於該第一面上，覆蓋第一上阻擋層209a、電鍍區域214a 和214b、以及導電開口區域213a。並且，形成一第三下導電層210b於該第二面上，覆蓋第一下阻擋層209b和導電開口區域213b。形成第三導電層210a、210b的方法包括濺鍍法(sputtering)、電子槍蒸鍍(E-gun evaporation)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)，或其他公知的鍍膜法。第三導電層210a、210b的材質為可移除的金屬，例如Cu、Al、Ni、Fe、Cr或其他金屬材質。

接著，形成一第二上阻擋層215a於第三上導電層210a上，及形成一第二下阻擋層215b於第三下導電層210b上。第二阻擋層215a、215b的材質可為乾光阻膜或濕光阻膜。

接著，請參閱第3C圖，進行圖案化該第二上阻擋層215a與第三上導電層210a，顯露出電鍍區域中欲電鍍的表面211a、211b。施以無導線電鍍步驟，形成電鍍層於電鍍區域中的欲電鍍的表面211a、211b上。電鍍層的材質可為Au/Ni複合鍍層，或者由Cu、Fe、Au、Ag、Ni、Sn、Cr或其他金屬材質構成。電鍍層220a、222a的電鍍電流路徑依序為電源(未圖示)、第三下導電層210b、第二下導電層207b、電路基板結構內的導電盲孔206和導通孔、第二上導電層207a的表面211a(虛線路徑A)。電鍍層220b、222b的電鍍電流路徑依序為電源(未圖示)、第三上導電層210a、第二上導電層207a的表面211b(虛線路徑B)，如第3D圖所示。

接著，請參閱第3E圖，移除第二上阻擋層215a及第二下阻擋層215b。接著，順應性地形成一第四導電層225a，例如濺鍍一銅金屬層於電路基板結構的第一面上， 覆蓋第三上導電層、電鍍區域和導電開口區域。接著，形成一第三上阻擋層230a於第四導電層225a上，並且形成一第三下阻擋層230b於該第三下導電層210b上，如第3F圖所示。根據本發明另一實施例，亦可選擇不形成第三下阻擋層230b，直接移除第三下導電層210b後，進行後續的製程。

接著，請參閱第3G圖，移除該第三下阻擋層230b與第三下導電層210b，露出欲電鍍表面235a和235b。再施以無導線電鍍步驟，形成電鍍層240、242(例如Au/Ni複合層)於電鍍區域中的第二下導電層207b上，如第3H圖所示。

接著，請參閱第3I圖，移除第三上阻擋層230a與第四導電層225a及第三上導電層210a。接著，進行後續的製程步驟，以完成封裝電路基板的製作，如第3J圖所示。

本發明之實施例利用無導線電鍍技術形成電鍍層於封裝電路基板上，其特點在於，藉由電路基板上無電鍍區與電鍍區形成電性連接，以此為電鍍電流路徑所形成的電鍍層，其特性在於可形成三面完整包覆電鍍區域，以獲得較佳的可靠度。並且，在完成綠漆步驟後，製作背面導通，電路基板上無痕跡。再者，輔以設置於電路板內之導通孔，將電鍍電流由背面導通至正面欲電鍍的區域，可使得無導線電鍍技術的電鍍效果更佳。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧基板

113‧‧‧導通孔

115‧‧‧第一導電層

120a、120b‧‧‧第一上、下阻擋層

P‧‧‧電鍍區域

121、122‧‧‧導電開口區域

125a、125b‧‧‧欲電鍍的第一導電層的表面

130a、130b‧‧‧第二上、下導電層

140a、140b‧‧‧第二上、下阻擋層

150a、150b、150c‧‧‧電鍍層

2‧‧‧局部區域

A、B‧‧‧電鍍電流路徑

200‧‧‧電路基板結構

201‧‧‧基板

204‧‧‧導通孔

205a、205b‧‧‧上、下介電層

206‧‧‧導電盲孔

207a、207b‧‧‧第二上、下導電層

209a、209b‧‧‧第一上、下阻擋層

211a、211b‧‧‧第二上導電層的表面

213a、213b‧‧‧導電開口區域

214a、214b‧‧‧電鍍區域

215a、215b‧‧‧第二上、下阻擋層

220a、222a‧‧‧電鍍層

220b、222b‧‧‧電鍍層

225a‧‧‧第四導電層

230a、230b‧‧‧第三上、下阻擋層

235a、235b‧‧‧欲電鍍表面

240、242‧‧‧電鍍層

第1A~1F圖係顯示根據本發明之一實施例封裝基板的製造方法各製程步驟的剖面示意圖；第2A圖顯示於第1F圖中電鍍區域的電鍍層150a的局部區域2的平面示意圖；第2B圖係顯示於第2A圖中沿切割線2B-2B的剖面示意圖；以及第3A~3J圖係顯示根據本發明另一實施例封裝電路基板的製造方法各製程步驟的剖面示意圖。

110‧‧‧基板

115‧‧‧第一導電層

120a、120b‧‧‧第一上、下阻擋層

P‧‧‧電鍍區域

130a、130b‧‧‧第二上、下導電層

140a、140b‧‧‧第二上、下阻擋層

150a、150b‧‧‧電鍍層

A、B‧‧‧電鍍電流路徑

Claims (16)

1. 一種封裝電路基板的製造方法，包括：提供一基板，其具有一導通孔、一圖案化第一上導電層於該基板的一第一面上、及一圖案化第一下導電層於該基板的一第二面上；形成一第一上阻擋層於該第一面上且形成一第一下阻擋層於該第二面上；圖案化該第一上阻擋層，以定義出一電鍍區域和一第一導電開口區域，且圖案化該第一下阻擋層，以定義出一第二導電開口區域，其中該電鍍區域中的該第一上導電層藉由該導通孔與該第二導電開口區域中的該第一下導電層構成一連續導體；順應性地形成一第二上導電層於該第一面上，覆蓋該第一上阻擋層、該電鍍區域和該第一導電開口區域，且形成一第二下導電層於該第二面上，覆蓋該第一下阻擋層和該第二導電開口區域；形成一第二上阻擋層於該第二上導電層上，及形成一第二下阻擋層於該第二下導電層上；圖案化該第二上阻擋層與該第二上導電層，顯露出該電鍍區域；施以無導線電鍍法，以形成一電鍍層於該電鍍區域中的該第一上導電層上，其中該無導線電鍍步驟的一第一電鍍電流路徑是經由該第二上導電層與該第一導電開口區域中的該第一上導電層，傳導至該電鍍區域中的該第一上導電層，以及其中該無導線電鍍步驟的一第二電鍍電流路徑是經由該第二下導電層與該第二導電開口區域中的該 第一下導電層，透過該導通孔，傳導至該電鍍區域中的該第一上導電層；移除該第二上阻擋層與該第二上導電層及該第二下阻擋層與該第二下導電層；以及施以無導線電鍍法，以形成一背面電鍍層於該基板背面的該第一導電層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該基板的材質包括紙質酚醛樹脂、複合環氧樹脂、聚亞醯胺樹脂或玻璃纖維。
3. 如申請專利範圍第1項所述之封裝電路基板的製造方法，其中形成第二上、下導電層的步驟包括濺鍍法、電子槍蒸鍍法、化學氣相沉積法、或物理氣相沉積法。
4. 如申請專利範圍第1項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該第二上、下導電層的材質為可移除的金屬，包括Cu、Al、Ni、Fe、或Cr。
5. 如申請專利範圍第1項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該電鍍層的材質為Au/Ni複合層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該電鍍層的材質包括Cu、Fe、Au、Ag、Ni、Sn、或Cr。
7. 如申請專利範圍第1項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該基板包括一單面板、一雙面板、或一多層電路板。
8. 一種封裝電路基板的製造方法，包括：提供一基板結構，其具有一圖案化第二上導電層於該基板結構的一第一面上、及一圖案化第二下導電層於該基 板結構的一第二面上；形成一圖案化的第一上阻擋層於該第一面上，定義出一第一電鍍區域、一第二電鍍區域和一第一導電開口區域，及形成一圖案化第一下阻擋層於該第二面上，定義出一第二導電開口區域；順應性地形成一第三上導電層於該第一面上，覆蓋該第一上阻擋層、該第一電鍍區域、該第二電鍍區域和該導電開口區域，並且形成一第三下導電層於該第二面上，覆蓋該第一下阻擋層和該第二導電開口區域；形成一第二上阻擋層於該第三上導電層上，並且形成一第二下阻擋層於該第三下導電層上；圖案化該第二上阻擋層與該第三上導電層，以顯露出該第一電鍍區域和該第二電鍍區域；施以無導線電鍍法，以形成一第一電鍍層於該電鍍區域中的該第二上導電層上，其中該電鍍步驟的一第一電鍍電流路徑是經由該第三上導電層與該第一導電開口區域中的該第二上導電層，傳導至該第一電鍍區域中的該第二上導電層，及其中該電鍍步驟的一第二電鍍電流路徑是經由該第三下導電層與該第二導電開口區域中的該第二下導電層，透過該基板結構，傳導至該第二電鍍區域中的該第二上導電層；以及移除該第二上阻擋層及移除該第二下阻擋層；順應性地形成一第四導電層於該第一面上，覆蓋該第三上導電層、該第一電鍍區域、該第二電鍍區域和該第一導電開口區域；形成一第三上阻擋層於該第四導電層上，及形成一第 三下阻擋層於該第三下導電層上；移除該第三下阻擋層與該第三下導電層；施以無導線電鍍法，以形成一電鍍層於該第二下導電層上；以及除該第三上阻擋層與該第四導電層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該基板結構包括一基板、一導通孔形成於該基板中、圖案化的一第一導電層構成的導電通路、一介電層、及多個導電盲孔於介電層中。
10. 如申請專利範圍第9項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該基板的材質包括紙質酚醛樹脂、複合環氧樹脂、聚亞醯胺樹脂或玻璃纖維。
11. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，於形成一第三上、下導電層步驟之前，更包括施以一表面預處理步驟於該基板結構表面。
12. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，其中形成第三上、下導電層的步驟包括濺鍍法、電子槍蒸鍍法、化學氣相沉積法、或物理氣相沉積法。
13. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該第三上、下導電層的材質為可移除的金屬，包括Cu、Al、Ni、Fe、或Cr。
14. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該電鍍層的材質為Au/Ni複合層。
15. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該電鍍層的材質包括Cu、Fe、Au、Ag、Ni、Sn、或Cr。
16. 如申請專利範圍第8項所述之封裝電路基板的製造方法，其中該基板包括一單面板、一雙面板、或一多層電路板。