TWI461123B - 薄膜基板及其製作方法 - Google Patents

Description

薄膜基板及其製作方法

本發明係有關一種陶瓷基板，尤指一種發光二極的薄膜基板的製作方法。

在發光二極體(LED)的封裝技術中，該發光二極體的薄膜基板扮演著極重要的角色，因為薄膜基板的品質不佳，將會影響到發光二極體封裝後的良率。

傳統的發光二極體的薄膜基板在製作的步驟至少包含有雷射或機械鑽孔、鍍敷種子層、壓膜曝光顯影、電鍍填孔、砂帶磨刷、剝膜蝕刻、拋光處理、防焊網印曝光顯影及表面處理等步驟。在防焊網印曝光顯影步驟中，將防焊材料網印在基板100的電路線路層200上形成一防焊層300(如第一A圖所示)，再透過曝光顯影或蝕刻移除該電路線路層200上的防焊層300。在該電路線路層200上的防焊層300之間的高度不一(例如防焊層300的高度低於電路線路層200高度)，因此在焊接過程中，焊錫400焊接於該電路線路層200上，該電路線路層200與該防焊層300之間易產生氣泡500(如第一B圖所示)，此氣泡500的存在易使焊接後的焊錫400會因環境熱脹冷縮效應而斷裂，導致該電路線路層200接觸不良，造成發 光二極體(LED)封裝後的良率降低。若防焊層300的高度高於電路線路層200，對於後續LED晶片封裝製程亦會有不良影響。

而且，在防焊層300製作過程中發生不良短缺時，便無法重新直接在原先的防焊層上複印一層新的防焊層，必需進行防焊層的退洗，在退洗後又必需重新製作新的防焊層，如此一來造成製作上的費工、費時，使得製作成本增加。

因此，本發明之主要目的，在於解決傳統的缺失，本發明將傳統的薄膜基板製作在剝膜蝕刻後，直接進行防焊網印曝光顯影處理，在防焊網印曝光顯影處理後再進行拋光處理及表面處理等步驟，可以提升防焊良率，使焊接後的焊錫不會因環境熱脹冷縮下而斷裂，也不影響製作成本，亦可達成習知製程中於剝膜蝕刻後即進行拋光製程以降低線路表面粗糙度的效果。且在後拋光處理可以移除掉電路線路層上異常殘留，或者進行防焊中刮碰傷等不良，使防焊層高度僅略低於該電路線路層或與該電路線路層一樣高，避免防焊層高度高過電路線路層而影響發光二極體(LED)封裝製程。

本發明之另一目的，在於防焊層不良短缺，可直接重新進行防焊層作業，複印一層防焊層於原先的防焊層上，不需要進行防焊退洗製程。

為達上述之目的，本發明提供一種薄膜基板製作方法，包括：備有一基板； 於該基板上形成有至少一通孔；在該基板及該通孔表面上形成一第一金屬層；透過壓膜曝光顯影製程於該第一金屬層上形成有一光阻層及一第一開口，該第一開口使該第一金屬層呈外露；利用電鍍技術於該開口及該通孔中形成有一第二金屬層；去除光阻層；去除該第二金屬層以外區域的第一金屬層，以於該基板上形成一電路線路層及複數凹槽；利用網印於該電路線路層及該凹槽上形成一防焊層，且以曝光顯影製程於該防焊層形成至少一第二開口，以露出部分電路線路層；及對該防焊層以及該露出部分電路線路層進行一拋光處理，使該防焊層的高度低於該電路線路層或與該電路線路層的高度一樣高。

其中，該基板為陶瓷材料或玻璃纖維材料，該第一金屬層為鈦和銅材料該第二金屬層為銅材料，以及該防焊層為防焊綠漆或白色防焊油墨。

其中，該網印步驟中更包含以一光罩位於該防焊層上，該光罩上具有一透光區及不透光區，該透光區對應於該電路線路層上的防焊層，該不透光區對應於該凹槽中的防焊層，其中，該不透光區的面積大於該凹槽的面積。

其中，該不透光區的左右寬度較該凹槽的左右寬度各增加約10um。

其中，該拋光處理為拋光機或拋光液，且該拋光液為弱酸溶液。

其中，形成第一金屬層步驟包含：以濺鍍方式於該基板及該通孔表面形成該第一金屬層。

其中，該濺鍍步驟後更包含：進行一協助通孔導通製程，該製程包含下列其中之一：化鍍銅製程、黑孔製程以或導電高分子製程。

為達上述之目的，本發明提供一種用於固晶的薄膜基板，包含：一基板，具有一固晶區；一電路線路層，係設於該基板的表面上，該電路線路層上設有複數凹槽，該凹槽外露部分基板；以及一防焊層，係設於該凹槽中；其中，該防焊層的高度與該電路線路層的高度一樣高或低於該電路線路層，且該防焊層與該電路線路層具有實質上相同的表面粗糙度。

其中，該基板為陶瓷材料或玻璃纖維材料，該電路線路層為銅材料，以及該防焊層為防焊綠漆或白色防焊油墨。

其中，該基板的固晶區的電路線路層的電極之間的高度差<1微米(um)，且該防焊層和該電路線路層具有Ra≦0.1um或Rz≦0.5um的表面粗糙度。

習知：

100‧‧‧基板

200‧‧‧電路線路層

300‧‧‧防焊層

400‧‧‧焊錫

500‧‧‧氣泡

100~118‧‧‧步驟

1‧‧‧基板

11‧‧‧通孔

2‧‧‧第一金屬層

3‧‧‧電路線路層

3a‧‧‧第二金屬層

4‧‧‧凹槽

5‧‧‧防焊層

51‧‧‧第二開口

6‧‧‧金屬焊接層

7‧‧‧焊錫

10‧‧‧光阻層

20‧‧‧第一開口

30‧‧‧光罩

301‧‧‧透光區

302‧‧‧不透光區

第一A圖，傳統薄膜基板的防焊網印曝光顯製作結構示意圖。

第一B圖，傳統薄膜基板的電路線路層與焊錫焊接示意圖。

第二圖，係本發明之薄膜基板製作流程示意圖。

第三圖，係本發明之基板上製作通孔及金屬層結構示意圖。

第四圖，係本發明之基板上製作光阻層結構示意圖。

第五圖，係本發明之基板上製作電路線路層結構示意圖。

第六圖，係本發明之基板上去除光阻層及部分金屬層後的結構示意圖。

第七圖，係本發明之基板上網印防焊層結構示意圖。

第八圖，係本發明之基板上對防焊層進行曝光顯影結構示意圖。

第九圖，係本發明之基板上去除電路線路層上的防焊層結構示意圖。

第十圖，係本發明之基板上的電路線路層及防焊層進行拋光及表面處理結構示意圖。

第十一圖，係本發明之基板上的電路線路層焊接焊錫結構示意圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，現配合圖式說明如下：請參閱第二圖，係本發明之薄膜基板製作流程示意圖；同時請參閱第三圖至十圖之薄膜基板製作過程中的結構示意圖。如圖所示：本發明之薄膜基板製作方法，首先，如步驟100，備有一基板1。在本圖式中，該基板1為陶瓷材料或玻璃纖維材料。

步驟102，雷射鑽孔，使用聚焦的高溫雷射，對基板1以氣化方式鑽孔，於該基板1上形成有複數通孔11(如第三圖所示)，步驟102亦可使用機械鑽孔方式於基板1上形成至少一通孔11。

步驟104，濺鍍，透過濺鍍製程將鈦和銅材料依序鍍敷於該基板1及該通孔11表面上，以形成一第一金屬層2(如第三圖所示)。在濺鍍製程後，還可進行一協助通孔11導通製程，該製程可包含下列其中之一：化鍍銅製程、黑孔製程或導電高分子製程，以避免通孔孔徑過小時濺鍍製程無法完全將其金屬化。步驟106，壓膜曝光顯影，係透過壓膜曝光顯影製程在該第一金屬層2上形成有一光阻層10及一第一開口20，該第一開口20使該部分第一金屬層2呈外露狀態(如第四圖所示)。

步驟108，電鍍填孔，利用電鍍將銅材料沉積於該第一開口20及該通孔11中以形成第二金屬層3a(如第五圖所示)。

步驟110，砂帶磨刷，將前步驟製程所產生的融渣、厚度不均、銅凸、溢鍍後粗糙而使該基板1表面平整。

步驟112，剝膜蝕刻，將前步驟中的曝光顯影製程後所留下的光阻層10以及部分第一金屬層2去除，在該光阻層10去除後，再將部分外露的第一金屬層2蝕刻去除，以於該基板1上形成一電路線路層3及該凹槽4，該凹槽4中外露部分基板1(如第六圖所示)。在本圖式中，該電路線路層3為銅材料，電路線路層3至少包含有一固晶區及一電極。

步驟114，防焊網印曝光顯影，在剝膜蝕刻後利用網版印刷方式將防焊綠漆或白色防焊油墨網印於該基板1的電路線路層3及該凹槽4中形成一防焊層5(如第七圖所示)。以一光罩30位於該基板1的防焊層5上(如第八圖所示)，該光罩30上可供光通過的透光區301對應於該電路線路層3上的防焊層5，該不透光區302對應於該凹槽4中的防焊層5，該不透光區302的面積可略大於該凹槽4的面積，以確保防焊層5於凹槽4的完全填充，例如不透光區302的左右寬度較該凹槽4的左右寬度各增加10um。在光線通過光罩30對該防焊層5進行曝光顯影製程，在曝光顯影製程後於該防焊層5上形成至少一第二開口51，該第二開口51中露出部分電路線路層3(如第九圖所示)。

步驟116，拋光處理，係在防焊網印曝光顯影製程後，進行拋光處理，利用拋光機對該基板1上的電路線路層3及該防焊層5表面進行研磨，或者利用拋光液(弱酸溶液)對基板1上露出部分的電路線路層3及該防焊層5進行拋光處理，使該防焊層5的高度僅略低於該電路線路層3或與該電路線路層3一樣高(如第十圖所示)，且該防焊層5與該電路線路層3具有實質上相同的表面粗糙度。此外，在拋光後的基板1的固晶區的電路線路層3的電極之間的高度差<1微米(um)，且由於該拋光製程，該防焊層5與該電路線路層3具有Ra≦0.1um及Rz≦0.5um，或者Ra≦0.1um或Rz≦0.5um的表面粗糙度。

步驟118，表面處理，係在拋光處理後，進行表面處理將銀、鎳金、鎳鈀金等至少其中一金屬材料鍍在該電路線路層3上，以形成表面的金屬焊接層6，該金屬焊接層6不但可提高表面焊錫強度外，還可以增加打線強度(如第十圖所示)。

請參閱第十一圖，係本發明之使用狀態示意圖。如圖所示；在本發明之薄膜基板製作完成後，在薄膜基板包含：一基板1、一第一金屬層2、一電路線路層3、一防焊層5及一金屬焊接層6。

該基板1具有一固晶區。在本實施例中，該基板為陶瓷材料或玻璃纖維材料，而本發明實際上亦可應用於所有LED散熱基板的防焊製程，例如陶瓷覆銅基板或金屬基板等等。

該第一金屬層2，係設於該基板1及該通孔11的表面上。在本圖式中，該第一金屬層2為鈦和銅材料。

該電路線路層3，係設於該第一金屬層2的表面上，並形成有複數凹槽4，該凹槽4外露部分基板1。在本圖式中，該電路線路層3為銅材料。

該防焊層5，係設於該凹槽4中，該凹槽4中的防焊層5的高度略低於該電路線路層3或與該電路線路層3的高度一樣高。且該防焊層與該電路線路層具有實質上相同的表面粗糙度，該表面粗糙度為Ra≦0.1um及Rz≦0.5um，或者Ra≦0.1um或Rz≦0.5um。

該金屬焊接層6，係將銀、鎳金、鎳鈀金等之其一金屬材料鍍在該電路線路層3上，以形成表面的金屬焊接層6，該金屬焊接層6不但可提高表面焊錫強度外，還可以增加打線強度。

在該電路線路層3進行焊接時，在焊錫7焊接於該電路線路層3時，該焊錫7與該防焊層5之間的間隙極小，不易會生任何氣泡，使焊接後的焊錫7不會產生斷裂問題，也不會造成該電路線路層3的接觸不良。

進一步，在於本發明於防焊網印曝光顯影製程後進行拋光處理，可以同時降低線路表面粗糙度並提升防焊良率，使焊接後的焊錫7不會因環境熱脹冷縮下而斷裂，也不影響製作成本。此外，防焊後拋光處理還可以移除掉電路線路層3上異常殘留，或者進行防焊中刮碰傷等不良。防焊層5高度僅略低於該電路線路層或與該電路線路層3一樣高，可避免防焊層5高度高過電路線路層3而影響發光二極體(LED)封裝製程。另，在防焊層5不良短缺時，可直接重新進行防焊層5作業，複印一層防焊層於原先的防焊層5上，不需要進行防焊退洗製程。

上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

100~118‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種薄膜基板製作方法，包括：a)、備有一基板；b)、於該基板上形成有至少一通孔；c)、在該基板及該通孔表面上形成一第一金屬層；d)、透過壓膜曝光顯影製程於該第一金屬層上形成有一光阻層及一第一開口，該第一開口使該第一金屬層呈外露；e)、利用電鍍技術於該開口及該通孔中形成有一第二金屬層；f)、去除光阻層；g)、去除該第二金屬層以外區域的第一金屬層，以於該基板上形成一電路線路層及複數凹槽；h)、利用網印於該電路線路層及該凹槽上形成一防焊層，且以曝光顯影製程於該防焊層形成至少一第二開口，以露出部分電路線路層；及i)、對該防焊層以及該露出部分電路線路層進行一拋光處理，使該防焊層的高度低於該電路線路層或與該電路線路層的高度一樣高。
2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜基板製作方法，其中，該基板為陶瓷材料或玻璃纖維材料，該第一金屬層為鈦和銅材料，該第二金屬層為銅材料，以及該防焊層為防焊綠漆或白色防焊油墨。
3. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜基板製作方法，其中，該h步驟中更包含以一光罩位於該防焊層上，該光罩上具有一透光區及不透光區，該透光區對應於該電路線路層上的防焊層，該不透光區對應於該凹槽中的防焊層，其中，該不透光區的面積大於該凹槽的面積。
4. 如申請專利範圍第3項所述之薄膜基板製作方法，其中，該不透光區的左右寬度較該凹槽的左右寬度各增加10um。
5. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜基板製作方法，其中，該i步驟中的拋光處理為拋光機或拋光液，且該拋光液為弱酸溶液。
6. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜基板製作方法，其中，該c步驟包含：c1)、以濺鍍方式於該基板及該通孔表面形成該第一金屬層。
7. 如申請專利範圍第6項所述之薄膜基板製作方法，其中，該c步驟包含：c2)、於步驟c1後，進行一協助通孔導通製程，該製程包含下列其中之一：化鍍銅製程、黑孔製程以及導電高分子製程。
8. 一種用於固晶的薄膜基板，包含：一基板，具有一固晶區；一電路線路層，係設於該基板的表面上，並形成有複數凹槽，該凹槽外露部分基板，基板的固晶區的電路線路層的電極之間的高度差<1微米(um)；以及 一防焊層，係設於該凹槽中；其中，該防焊層的高度與該電路線路層的高度一樣高或低於該電路線路層，且該防焊層與該電路線路層具有Ra≦0.1um及Rz≦0.5um，或者Ra≦0.1um或Rz≦0.5um的表面粗糙度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之薄膜基板，其中，該基板為陶瓷材料或玻璃纖維材料，該電路線路層為銅材料，以及該防焊層為防焊綠漆或白色防焊油墨。