TWI481463B - 雷射鑽孔方法 - Google Patents

Description

雷射鑽孔方法

　　本發明係有關一種鑽孔方法，詳而言之，係有關於一種雷射鑽孔方法。

　　隨著電子產業蓬勃發展，電子產品也逐漸邁入多功能、高速度的研發趨勢。

　　為滿足半導體封裝件高度積集化以及微型化的封裝需求，封裝電路板層數正逐步增加以形成絕緣層和導電層交相堆疊之多層板(Multi-layer Board)結構，而此多層板結構之上、下電路層間可以透過開設在各絕緣層內的複數導電盲孔(Electrically Conductive Via)相互導接，進而擴大線路的佈線密度。此外，盲孔(Blind Via)必須貫穿不同材質才能暴露出下層電路層，且為符合高密度佈線、細間距(Fine Pitch)以及電路板尺寸微型化的封裝趨勢，盲孔的孔徑現已縮小到50微米以下，必須使用能量集中之雷射光作為鑽孔工具。

　　一般而言，於多層電路板製程中，會先以採化學微蝕方式粗化內層銅面，或可再利用藥水在粗化的銅層表面生成一層氧化銅層，藉此可增加內層銅面與樹脂間的接觸表面積並增加兩者的結合力。惟，若欲使用雷射光形成開孔，當雷射光穿過樹脂而打到銅面時，會因為粗化的銅面具有較大的表面積，因而造成吸收過多的能量，容易破壞銅面。另外，若擔心銅面吸收過多能量而將雷射能量降低時，則可能導致開孔下緣孔徑較開孔上緣孔徑之比值過小，不符合標準規格，且開孔下緣孔徑較開孔上緣孔徑之比值過小時不易掌控開孔尺寸的精準度。

　　鑒於上述習知技術之缺失，本發明之主要目的在於提供一種雷射鑽孔方法，以達到開孔下緣孔徑精準及不破壞銅面。

　　為達上述及其他目的，本發明提供一種雷射鑽孔方法，係包括以下步驟：於基板的表面上形成金屬層，其中，該金屬層的厚度範圍為18至32μm；粗化該金屬層的表面，使該金屬層的表面具有小於0.3μm之粗糙度；於該經粗化處理之金屬層上形成黏著層；以及利用雷射於該黏著層中形成至少一開孔，以外露該經粗化處理之金屬層的部分表面。

　　此外，於粗化該金屬層的表面之前，復包括圖案化該金屬層。

　　具體實施時，該開孔係為盲孔，其僅貫穿該黏著層而不貫穿該經粗化處理之金屬層。於一實施例中，表面經粗化處理之金屬層的厚度範圍為17至31μm。

　　相較於習知技術，本發明所提供之雷射鑽孔方法，係先粗化厚度約為18至32μm之金屬層的表面，使金屬層表面具有小於0.3μm的粗糙度，因而在利用雷射於黏著層中形成開孔時，不會破壞銅面且開孔中不會有殘餘的介電材料或黏著層，可精準控制開孔下緣孔徑於所需之範圍內。

　　以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。　

  　須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

　　第1A至1D圖為本發明之雷射鑽孔方法之剖面示意圖。

　　如第1A圖所示，於基板20的表面20a上形成金屬層21。該基板20可為例如積體電路封裝基板或印刷電路板等，於其他實施例中，該基板20可為包括核心板，且該核心板可包括彼此交替疊合之複數層圖案化線路層及複數層絕緣層。此外，該金屬層21可為經圖案化的金屬層，而該金屬層21之具體實施例可為銅箔。再者，於第1A圖所示之金屬層21的厚度定義為18至32μm，最佳是22至26μm。

　　如第1B圖所示，對該金屬層21的表面21a執行粗化處理，以使金屬層表面的粗糙度小於0.3μm。所謂粗化處理，一般而言是用化學藥劑對該金屬層21的表面21a進行黑化或棕化處理，且化學藥劑通常為無機酸類組合。黑化處理係在金屬層21的表面形成結晶的氧化銅，以避免雷射散射，並提高其對雷射之吸收率。此外，經粗化處理之金屬層的厚度範圍為17μm至31μm。

　　如第1C圖所示，於該經粗化處理之金屬層21’上形成黏著層22。該黏著層22可為黏著層，例如BT樹脂、環氧樹脂，通常約為25至40μm。

　　如第1D圖所示，利用雷射於該黏著層22中形成至少一開孔220，以外露部分的該經粗化處理之金屬層21’的表面21a’。於第1D圖所示之該開孔220為盲孔，係僅貫穿該黏著層22而不貫穿該經粗化處理之金屬層21’。再者，所使用的雷射可包括氣體雷射或固體雷射等，例如二氧化碳雷射，而二氧化碳雷射之波長約為10.6微米μm，光束直徑(Beam Size)約為0.1至0.5 mm，能量約為10~15mj/cm² 。於第1D圖中，係以二氧化碳雷射直接對黏著層22和金屬層21開孔，而非透過微影蝕刻製程形成開孔，因而開孔220孔徑的精度不受金屬層21本身漲縮及曝光的影響。另外，所採用之二氧化碳雷射的能量約為習知的2~3倍，再加上金屬層21表面21a已進行粗化，因而對雷射的吸收率得以提高。

　　以銅為例，對於厚度為18至32μm且表面粗糙度小於0.3μm之經粗化的銅而言，當雷射打穿約25μm的介電層或黏著層到達該粗化處理之銅的表面時，雷射能量須高達19mj才有可能打穿銅。另外，經實驗發現，若該粗化處理之銅的表面粗糙度大於0.5μm時，能量達到7mj的雷射即可有能打穿金屬層，而能量為6mj的雷射會導致開孔下緣孔徑較開孔上緣孔徑之比值低於0.95。在前述銅表面粗糙度小於0.3μm的條件下，銅厚度為25±7μm，開孔的下緣孔徑為270±15μm時，雷射能量介於6mj-19mj間，可控制開孔的下緣孔徑較開孔上緣孔徑之比值為1.00±0.05，並維持開孔上下緣孔徑差不超過30μm。

　　綜上所述，本發明之雷射鑽孔方法，係先粗化厚度為18至32μm之金屬層的表面，使金屬層表面的粗糙度Ra小於0.3μm，以降低金屬層對雷射的吸收率，俾避免因金屬層吸收雷射能量產生金屬表面高溫而造成熔銅之問題發生，並能於黏著層中形成開孔時不會對黏著層下方的金屬層產生破壞，故能使開孔孔徑具有所欲之精準度。

　　上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

20．．．基板

20a、21a、21a’．．．表面

21、21’．．．金屬層

22．．．黏著層

220．．．開孔

　　第1A至1D圖為本發明之雷射鑽孔方法之剖面示意圖。

20．．．基板

20a、21a’．．．表面

21’．．．金屬層

22．．．黏著層

220．．．開孔

Claims (7)

1. 一種雷射鑽孔方法，係包括以下步驟：
   　　於基板的表面上形成金屬層，其中，該金屬層的厚度範圍為18μm至32μm；
   　　粗化該金屬層的表面，使該金屬層的表面具有小於0.3μm之粗糙度；
   　　於該經粗化處理之金屬層上形成黏著層；以及
   　　利用雷射於該黏著層中形成至少一開孔，以外露該經粗化處理之金屬層的部分表面，且該開孔的下緣孔徑較該開孔的上緣孔徑之比值範圍在0.95至1.05之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射鑽孔方法，於粗化該金屬層的表面之前，復包括圖案化該金屬層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雷射鑽孔方法，其中，該金屬層為銅箔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之雷射鑽孔方法，其中，該經粗化處理之金屬層的厚度範圍為17μm至31μm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之雷射鑽孔方法，其中，該開孔為盲孔，係僅貫穿該黏著層而不貫穿該經粗化處理之金屬層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之雷射鑽孔方法，其中，該基板係核心板。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雷射鑽孔方法，其中，該核心板包括彼此交替疊合之複數層圖案化線路層及複數層絕緣層。