TWI430722B - 線路板之線路結構及其製程 - Google Patents

Description

線路板之線路結構及其製程

本發明是有關於一種線路板(circuit board)之線路結構(circuit structure)及其製程，且特別是有關於一種在同一線路層中具有內埋式線路與非內埋式線路的線路板之線路結構及其製程。

現今之線路板技術已從一般常見之非內埋式線路板發展為內埋式線路板(embedded circuit board)。詳細而言，一般常見之非內埋式線路板的特徵在於其線路是突出於介電層的表面上，而內埋式線路板的特徵在於其線路是內埋於介電層中。目前，線路板的線路結構通常都是透過微影與蝕刻製程或雷射燒蝕方式分別所形成。有關上述形成線路板之線路結構的方法，請參考圖1A至圖1E、圖2A至圖2C以及以下的說明。

圖1A至圖1E為習知一線路板之線路結構製程的剖面示意圖。請先參考圖1A，依照習知的線路板之線路結構製程，首先，提供一介電層12，其中介電層12具有一表面12a。接著，請參考圖1B，於介電層12的表面12a上形成一金屬層14。接著，請參考圖1C，形成一圖案化罩幕16於金屬層14上。接著，請同時參考圖1C與圖1D，以圖案化罩幕16為蝕刻罩幕，蝕刻部份暴露於圖案化罩幕16之外的金屬層14，而形成一一般線路圖案14a與一微細線 路圖案14b。之後，移除圖案化罩幕16，以暴露出一般線路圖案14a與微細線圖案14b。至此，線路板之線路結構10已大致完成。

由於習知之線路板之線路結構10是利用微影與蝕刻製程，以同時於一線路層中形成一般線路圖案14a與微細線圖案14b，其中微細線路圖案14b之線路14b’的線寬小於一般線路圖案14a之線路14a’的線寬。然而，微細線路圖案14b的線路14b’受限於蝕刻之製程能力，造成習知蝕刻製程無法穩定地控制蝕刻變異性(蝕刻液對金屬層14與介電層12表面殘銅之蝕刻程度)，因此習知技術製作出的微細線路圖案14b之線路14b’的線寬製程公差較大，也就是說，蝕刻製程無法精確地控制微細線路圖案14b之線路14b’的線寬。換言之，習知之線路板之線路結構10利用微影與蝕刻製程，無法在同一介電層12的表面12a上製作出一般線路圖案14a與較精確之微細線路圖案14b。

圖2A至圖2C為習知一內埋式線路板之線路結構的製程的剖面示意圖。請先參考圖2A，依照習知的內埋式線路板之線路結構的製程，首先，提供一介電層22，其中介電層22具有一表面22a。接著，請參考圖2B，於介電層22的表面22a照射一雷射光束L，以形成一第一凹刻圖案22b與一第二凹刻圖案22c。之後，請參考圖2C，形成一一般線路圖案24a於第一凹刻圖案22b內以及形成一微細線路圖案24b於第二凹刻圖案22c內。至此，內埋式線路板之線路結構20已大致完成。

習知之線路板之線路結構20是利用雷射燒蝕的方式，以同時於一線路層形成一般線路圖案24a與微細線圖案24b，其中一般線路圖案24a之線路24a’的線寬大於微細線路圖案24b之線路24b’的線寬，也就是說，第一凹刻圖案22b需藉由雷射光束L燒蝕較大面積的介電層22來形成一般線路圖案24a之線路24a’所需之線寬。然而，雷射燒蝕較大面積時，需耗費較多的雷射能量與較多的時間，另介電層22於長時間的雷射燒蝕下，容易造成第一凹刻圖案22b的底面有平整度不均的風險。換言之，雷射燒蝕的方式不適於製作內埋式線路板之線路結構20的一般線路圖案24a，除了需消耗較多得時間外，也有線路品質不穩定的風險。

本發明提供一種線路板之線路結構及其製程，可節省製程時間、提昇品質，並提高產能。

本發明提出一種線路板之線路結構，其包括一介電層、多個第一線路以及多個第二線路。介電層具有一表面以及一凹刻圖案。這些第一線路配置於介電層的表面上。這些第二線路配置於介電層的凹刻圖案內，其中這些第二線路的線寬分別小於這些第一線路的線寬，且任兩相鄰之這些第二線路的間距小於任兩相鄰之這些第一線路的間距。

在本發明之一實施例中，上述之線路板之線路結構更 包括一圖案化沈積層。圖案化沈積層配置於這些第一線路與介電層的表面之間以及這些第二線路與凹刻圖案的內壁之間。

在本發明之一實施例中，上述之圖案化沈積層的材質包括銅、鋁、鎳、鋅、金。

在本發明之一實施例中，上述之這些第一線路的材質包括銅、鋁。

在本發明之一實施例中，上述之這些第二線路的材質包括銅、鋁。

在本發明之一實施例中，上述之這些第二線路與介電層的表面實質上切齊。

本發明提出一種線路板之線路結構的製程。首先，提供一介電層。介電層具有一表面。接著，對介電層的部份表面照射一雷射光束，以形成一凹刻圖案。接著，形成一金屬層於介電層上，其中金屬層覆蓋表面與凹刻圖案。之後，進行一微影及蝕刻製程，以形成多個第一線路與多個第二線路，其中這些第一線路位於介電層的表面上，這些第二線路位於介電層的凹刻圖案內，這些第二線路的線寬分別小於這些第一線路的線寬，且任兩相鄰之這些第二線路的間距小於任兩相鄰之這些第一線路的間距。

在本發明之一實施例中，上述之形成金屬層於介電層上之前，更包括形成一沈積層於介電層的表面上，其中沈積層覆蓋凹刻圖案的內壁。接著，透過沈積層而電鍍形成金屬層。

在本發明之一實施例中，上述之形成沈積層的方式包括濺鍍。

在本發明之一實施例中，上述形成之沈積層的材質包括銅、鋁、鎳、鋅、金。

在本發明之一實施例中，上述之進行微影及蝕刻製程的步驟包括形成一圖案化罩幕於金屬層上。接著，以圖案化罩幕為蝕刻罩幕，透過一第一蝕刻程序移除部份暴露於圖案化罩幕之外的金屬層，以及透過一第二蝕刻程序移除位於被暴露出的部份金屬層底下的沈積層，以形成這些第一線路與這些第二線路。之後，移除圖案化罩幕。

在本發明之一實施例中，上述之該第一蝕刻程序與該第二蝕刻程序實質上不同。

在本發明之一實施例中，上述之金屬層的材質包括銅、鋁。

在本發明之一實施例中，上述之這些第二線路與介電層的表面實質上切齊。

基於上述，本發明先採用雷射燒蝕技術於介電層形成凹刻圖案，接著在採用微影與蝕刻製程來製作突出於介電層表面的這些第一線路(例如是一般線路)以及位於凹刻圖案內的這些第二線路(例如是微細線路)，相較於習知利用同一製程技術(雷射燒蝕技術或微影與蝕刻製程)以同時形成微細線路與一般線路而言，本發明之線路板之線路結構及其製程，可以縮短製程時間、提昇品質，並提高產能。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖3為本發明之一實施例之一種線路板之線路結構的剖面示意圖。請參考圖3，在本實施例中，線路板之線路結構100包括一介電層110、多個第一線路122(圖3中僅示意地繪示兩個)以及多個第二線路124(圖3中僅示意地繪示四個)。介電層110具有一表面112以及一凹刻圖案114。這些第一線路122配置於介電層110的表面112上。這些第二線路124配置於介電層110的凹刻圖案114內，其中這些第二線路124的線寬分別小於這些第一線路122的線寬。特別是，在本實施例中，這些第一線路122與這些第二線路124同屬於一線路層，且這些第一線路122的材質與這些第二線路124的材質可以相同，其材質例如是銅、鋁。

值得一提的是，線路板之線路結構100可以僅具有單一線路層，或是具有多層線路層。也就是說，線路板可以是單層線路板(single layer circuit board)、雙層線路板(double layer circuit board)或多層線路板(multi－layer circuit board)。在本實施例中，圖3僅以線路板之線路結構100為一單層線路層進行說明。

詳細而言，這些第一線路122位於介電層110的表面112上，也就是說，這些第一線路122突出於介電層110 的表面112，此為一般常見的非內埋式線路。這些第二線路124位於介電層110的凹刻圖案114內，且這些第二線路124與介電層110的表面112實質上切齊，換言之，線路板之線路結構100的這些第二線路124基本上可算是一種內埋式線路。

此外，在本實施例中，這些第二線路124的線寬分別小於這些第一線路122的線寬，也就是說，這些第一線路122相對於這些第二線路124而言，可視為一般線路，這些第二線路124相對於這些第一線路122而言，可視為微細線路。舉例而言，在本實施例中，這些第二線路124的線寬例如小於50微米(μm)，而這些第二線路124的線寬小於第一線路122的線寬，換言之，這些第一線路122的線寬為50微米(μm)以上。另外，任兩相鄰之這些第二線路124的間距小於任兩相鄰之這些第一線路122的間距。詳細而言，通常任兩相鄰之這些第一線路122的間距實質上與每一第一線路122的線寬相同，也就是說，第一線路122的線寬設計為50微米(μm)時，任兩相鄰之這些第一線路122的間距也會設計為50微米(μm)。同理，任兩相鄰之這些第二線路124的間距實質上與每一第二線路124的線寬相同。在此必須說明的是，在其他的實施例中，若線路有訊號傳輸功能之特性阻抗的指定需求時，其線寬與兩相鄰之線路的間距亦可不相同。

簡言之，本實施例之線路板之線路結構100，其在同一線路層中具有突出於介電層110的表面112之這些第一 線路122以及內埋於介電層110的凹刻圖案114內的這些第二線路124，其中這些第二線路124的線寬分別小於這些第一線路122的線寬，且任兩相鄰之這些第二線路124的間距小於任兩相鄰之這些第一線路122的間距。換言之，本發明之線路板之線路結構100於同一線路層中具有內埋式的微細線路與非內埋式的一般線路。

以上僅介紹本發明之線路板之線路結構100，並未介紹本發明之線路板之線路結構100的製程。對此，以下將以一實施例來說明線路板之線路結構100A的製程，且實施例中以一單層線路板之線路結構為例，並配合圖4A至圖4G對線路板之線路結構100A的製程進行詳細的說明。

圖4A至圖4G是本發明之一實施例之一線路板之線路結構的製程的剖面示意圖。請先參考圖4A，依照本實施例的線路板之線路結構100A的製程，首先，提供一介電層110，其中介電層110具有一表面112。

接著，請參考圖4B，對介電層110的部份表面112照射一雷射光束L，以形成一凹刻圖案114，而雷射光束L可以是由二氧化碳雷射光源、紫外光雷射光源或其他適當的雷射機台所提供。在此必須說明的是，由於本實施例之凹刻圖案114是利用雷射光束L來形成，所以凹刻圖案114可以形成於介電層110的表面112之任意位置，因此，圖4B之凹刻圖案114的位置與排列方式僅為舉例說明，並不以此限。

接著，請參考圖4C，形成一沈積層130於介電層110 的表面112上，且沈積層130覆蓋凹刻圖案114的內壁。在本實施例中，形成沈積層130的方式包括濺鍍，且沈積層130例如是以一化學銅層所沈積而成，以有助於後續進行電鍍製程。當然，在其他未繪示的實施例中，沉積層130的材質也可以是與將來所形成的這些第一線路122與這些第二線路124(請參考圖4E)的材質不同，其材質例如是鋁、鎳、鋅、或金。

接著，請參考圖4D，透過沈積層130而電鍍形成一金屬層120，其中金屬層120覆蓋介電層110的表面112與凹刻圖案114。在本實施例中，金屬層120的材質包括銅。當然，在其他的未繪示的實施例中，金屬層120的材質亦可以是包括鋁。

接著，請參考圖4E，進行一微影及蝕刻製程。以下介紹形成第一線路122與第二線路124的一實施例，但不以此為限。首先，形成一圖案化罩幕140於金屬層120上。接著，請同時參考圖4E與圖4F，以圖案化罩幕140為蝕刻罩幕，透過一第一蝕刻程序移除部份暴露於圖案化罩幕140之外的金屬層120，以及透過一第二蝕刻程序移除位於被暴露出的部份金屬層120底下的沈積層130，以形成多個第一線路122(圖4F中僅示意地繪示兩個)、多個第二線路124(圖4F中僅示意地繪示四個)以及一圖案化沈積層132，其中這些第二線路124的線寬分別小於這些第一線路122的線寬，且任兩相鄰之這些第二線路124的間距小於任兩相鄰之這些第一線路122的間距。

詳細而言，這些第一線路122形成於介電層110的表面112上與圖案化罩幕140之間，而這些第二線路124形成於介電層110的凹刻圖案114內，且這些第二線路124與介電層110的表面112實質上切齊。換言之，這些突出於介電層110的表面112的第一線路122可視為一般常見的非內埋式線路，而這些內埋於介電層110的凹刻圖案114內的第二線路124可視為一種內埋式線路。此外，圖案化沈積層132是位於這些第一線路122與介電層110的表面112之間以及這些第二線路124與介電層110的凹刻圖案114的內壁之間。

具體而言，由於本實施例之這些第一線路122的線寬較大，其例如為50微米(μm)以上，所以採用適於製作較大線寬之微影及蝕刻製程，於介電層110的表面112上形成這些第一線路122。特別是，由於這些第一線路122的線寬較大，因此這些第一線路122不受微影及蝕刻製程能力的限制。此外，由於微影及蝕刻製程的製程速度快，因此可縮短這些第一線路122的製程時間。

承上述，本實施例之這些第二線路124形成於介電層110的凹刻圖案114內，而凹刻圖案114是利用雷射光束L燒蝕介電層110所形成(請參考圖4B)，換言之，雷射光束L所燒蝕之凹刻圖案114的寬度即這些第二線路124的線寬。也就是說，可藉由控制雷射光束L的能量與燒蝕速率來得到所需之凹刻圖案114的寬度，以精確地控制這些第二線路124的線寬。此外，由於這些第二線路124的線 寬較小，其例如為小於50微米(μm)，因此雷射光束L(請參考圖4B)燒蝕介電層110的時間很短，換言之，可縮短凹刻圖案114的製程時間。

在此必須說明的是，在其他未繪示的實施例中，當沉積層130的材質與金屬層120的材質不同時，透過第一次蝕刻程序移除部份暴露於圖案化罩幕140之外的金屬層120後，可藉由金屬層120底下被暴露出的沉積層130作為圖案化蝕刻的指標作用，用以辨識金屬層120的蝕刻進度。當然，在本實施例中，第一蝕刻程序與第二蝕刻程序實質上不同，其中蝕刻程序包括蝕刻藥水與蝕刻操作條件等，換言之，移除金屬層120與移除沉積層130是分別採用不同的蝕刻程序。

之後，請參考圖4G，移除圖案化罩幕140，以暴露出這些第一線路122。至此，於介電層110的表面112已完成這些第一線路122，於介電層110的凹刻圖案114內已完成這些第二線路124，換言之，線路板之線路結構100A已大致完成。

簡言之，本實施例之線路板之線路結構100A是採用雷射光束L以及減成法(subtractive process)所製作，線路板之線路結構100A先利用雷射光束L於介電層110的表面112形成凹刻圖案114，之後，電鍍金屬層120並以圖案化罩幕140為蝕刻罩幕，蝕刻部份暴露於圖案化罩幕140之外的金屬層120，然後，在移除圖案化罩幕140，以構成內埋於介電層110之這些第二線路124與突出於介電 層110之這些第一線路122。由於本實施例採用不同的製程技術的優勢來形成這些第一線路122與這些第二線路124，因此於製程的過程中，可以有效地縮短製程時間、提昇品質，並提高產能。

綜上所述，由於本發明採用雷射燒蝕以及微影及蝕刻製程技術，以於同一線路層中分別形成突出於介電層表面的這些第一線路以及內埋於介電層凹刻圖案內的這些第二線路，其中這些第二線路的線寬分別小於這些第一線路的線寬，且任兩相鄰之這些第二線路的間距小於任兩相鄰之這些第一線路的間距。如此，本發明之線路板之線路結構即可於同一線路層中具有內埋式的微細線路與非內埋式的一般線路，相較於習知利用同一製程技術以同時形成微細線路與一般線路而言，本發明之線路板之線路結構及其製程，可以縮短製程時間、提昇品質，並提高產能。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，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，當可作些許之更動與潤飾，故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。

10‧‧‧線路板之線路結構

12a、22a‧‧‧表面

12、22‧‧‧介電層

14‧‧‧金屬層

14a、24a‧‧‧一般線路圖案

14a’、14b’、24a’、24b’‧‧‧線路

14b、24b‧‧‧微細線路圖案

16‧‧‧圖案化罩幕

20‧‧‧內埋式線路板之線路結構

22b‧‧‧第一凹刻圖案

22c‧‧‧第二凹刻圖案

100‧‧‧線路板之線路結構

110‧‧‧介電層

124‧‧‧第二線路

112‧‧‧表面

130‧‧‧沈積層

114‧‧‧凹刻圖案

132‧‧‧圖案化沈積層

120‧‧‧金屬層

140‧‧‧圖案化罩幕

122‧‧‧第一線路

L‧‧‧雷射光束

圖1A至圖1E為習知一線路板之線路結構製程的剖面示意圖。

圖2A至圖2C為習知一內埋式線路板之線路結構的製程的剖面示意圖。

圖3為本發明之一實施例之一種線路板之線路結構的剖面示意圖。

圖4A至圖4G是本發明之一實施例之一線路板之線路結構的製程的剖面示意圖。

100‧‧‧線路板之線路結構

110‧‧‧介電層

112‧‧‧表面

114‧‧‧凹刻圖案

122‧‧‧第一線路

124‧‧‧第二線路

Claims (14)

1. 一種線路板之線路結構，包括：一介電層，具有一表面以及一凹刻圖案；多個第一線路，配置於該介電層的該表面上；以及多個第二線路，配置於該介電層的該凹刻圖案內，其中該些第二線路的線寬分別小於該些第一線路的線寬，且任兩相鄰之該些第二線路的間距小於任兩相鄰之該些第一線路的間距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之線路板之線路結構，更包括一圖案化沈積層，配置於該些第一線路與該介電層的該表面之間以及該些第二線路與該凹刻圖案的內壁之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之線路板之線路結構，其中該圖案化沈積層的材質包括銅、鋁、鎳、鋅或金。
4. 如申請專利範圍第1項所述之線路板之線路結構，其中該些第一線路的材質包括銅或鋁。
5. 如申請專利範圍第1項所述之線路板之線路結構，其中該些第二線路的材質包括銅或鋁。
6. 如申請專利範圍第1項所述之線路板之線路結構，其中該些第二線路與該介電層的該表面實質上切齊。
7. 一種線路板之線路結構的製程，包括：提供一介電層，具有一表面；對該介電層的部份該表面照射一雷射光束，以形成一凹刻圖案； 形成一金屬層於該介電層上，其中該金屬層覆蓋該表面與該凹刻圖案；以及進行一微影及蝕刻製程，以形成多個第一線路與多個第二線路，其中該些第一線路位於該介電層的該表面上，該些第二線路位於該介電層的該凹刻圖案內，該些第二線路的線寬分別小於該些第一線路的線寬，且任兩相鄰之該些第二線路的間距小於任兩相鄰之該些第一線路的間距。
8. 如申請專利範圍第7項所述之線路板之線路結構的製程，其中形成該金屬層於該介電層上之前，更包括：形成一沈積層於該介電層的該表面上，其中該沈積層覆蓋該凹刻圖案的內壁；以及透過該沈積層而電鍍形成該金屬層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之線路板之線路結構的製程，其中形成該沈積層的方式包括濺鍍。
10. 如申請專利範圍第8項所述之線路板之線路結構的製程，其中該沈積層的材質包括銅、鋁、鎳、鋅或金。
11. 如申請專利範圍第8項所述之線路板之線路結構的製程，其中進行該微影及蝕刻製程的步驟，包括：形成一圖案化罩幕於該金屬層上；以該圖案化罩幕為蝕刻罩幕，透過一第一蝕刻程序移除部份暴露於該圖案化罩幕之外的該金屬層，以及透過一第二蝕刻程序移除位於被暴露出的部份該金屬層底下的該沈積層，以形成該些第一線路與該些第二線路；以及移除該圖案化罩幕。
12. 如申請專利範圍第11項所述之線路板之線路結構的製程，其中該第一蝕刻程序與該第二蝕刻程序實質上不同。
13. 如申請專利範圍第7項所述之線路板之線路結構的製程，該金屬層的材質包括銅或鋁。
14. 如申請專利範圍第7項所述之線路板之線路結構的製程，其中該些第二線路與該介電層的該表面實質上切齊。