TWI484885B - 多層電路板的製作方法 - Google Patents

Description

多層電路板的製作方法

本發明是有關於一種電路板的製作方法，且特別是有關於一種多層電路板的製作方法。

由於電子產品的積集度(integration)越來越高，應用於高積集度之電子產品的電路板，其線路層也由單層、2層而變為6層、8層，甚至到10層以上，以使電子元件能夠更密集的裝設於印刷電路板上。一般而言，最常見之電路板製程係為疊層法(lamination process)，當利用疊層法來製作電路板時，各個線路層及絕緣層之間的對位精度必須獲得良好的控制。因此，在電路板製程中，通常是在前一疊層透過微影製程形成多個對位標靶，並再增層之後，藉由X光找到前一疊層的對位標靶並進行铣靶製程以形成後續製程的另一對位標靶。

然而，由於前一疊層的對位標靶是透過微影製程所形成，其本身已存在有製程誤差，而使用X光進行铣靶時，亦會產生铣靶製程上的誤差。如此，各層的對位標靶所產生的對位誤差 將不斷地累積。若電路板的線路層數目增加，則這些對位標靶所累積的誤差也會增加，造成層間對準度偏移過大且導通孔與底層接墊的設計無法微型化。

本發明提供一種多層電路板的製作方法，其可提升多層電路板的層間對位精準度，提升線路層的佈線密度與能力，且導通孔與底層接墊的設計因對位精準度提高而可趨向微型化，更可製作單邊對準度小於50μm的圖案設計。

本發明的一種多層電路板的製作方法包括下列步驟：首先，提供一基材，其包括貫穿基材的一第一通孔。接著，以第一通孔為對位標靶形成一第一圖案化線路層於基材的一上表面上。第一圖案化線路層包括環繞第一通孔的一第一同心圓圖案。接著，形成一第一堆疊層於上表面上並覆蓋第一圖案化線路層。第一堆疊層包括一第一介電層以及覆蓋該第一介電層的一第一線路層。之後，形成一第一貫孔。第一貫孔貫穿第一同心圓圖案由中心向外第一個同心圓的內徑正投影至第一堆疊層以及基材的區域。接著，形成一第二堆疊層於第一堆疊層上。第二堆疊層包括一第二介電層以及覆蓋第二介電層的一第二線路層。之後，形成一第二貫孔。第二貫孔貫穿第一同心圓圖案由中心向外第二個同心圓的內徑正投影至第二堆疊層、第一堆疊層及基材的區域。

基於上述，本發明的多層電路板製作方法是先於最內層 的基材表面形成同心圓圖案，而之後的各層堆疊層皆是以此同心圓圖案做對位標靶來形成對應的對位貫孔，再以各層的對位貫孔分別進行對應的堆疊層的後續製程，例如以對位貫孔為對位基準形成各層的圖案化線路層及導通孔等。因此，本發明的製作方法可減少習知中各層間對位誤差的累積，更可減少多層電路板有層偏的問題產生。因此，本發明確實能提高多層電路板的對位精準度，提升線路層的佈線密度與能力，且導通孔與底層接墊的設計因對位精準度的提高而可趨向微型化，更可製作單邊對準度小於50μm的圖案設計。

為讓本發明的上述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。

110‧‧‧基材

112、114‧‧‧表面

116‧‧‧第一通孔

118‧‧‧第二通孔

120‧‧‧第一圖案化線路層

122‧‧‧第一同心圓圖案

122a、124a‧‧‧第一個同心圓

122b、124b‧‧‧第二個同心圓

124‧‧‧第二同心圓圖案

130‧‧‧第一堆疊層

132‧‧‧第一介電層

134‧‧‧第一線路層

134a‧‧‧第一開口

140‧‧‧第一貫孔

150‧‧‧第二堆疊層

152‧‧‧第二介電層

154‧‧‧第二線路層

154a‧‧‧第二開口

160‧‧‧第二貫孔

170‧‧‧第六堆疊層

172‧‧‧第六介電層

174‧‧‧第六線路層

174a、194a‧‧‧開口

180‧‧‧第六貫孔

182‧‧‧盲孔

190‧‧‧第七堆疊層

192‧‧‧第七介電層

194‧‧‧第七線路層

195‧‧‧第七貫孔

D1‧‧‧通孔外徑

D2‧‧‧同心圓圖案外徑

G1‧‧‧間距

圖1A至圖1G是依照本發明的一實施例的一種多層電路板的製作方法的流程示意圖。

圖2是依照本發明的一實施例的基材及第一圖案化線路層的俯視示意圖。

圖3是圖1E的第一同心圓圖案的俯視示意圖。

圖4是圖1G的第一同心圓圖案的俯視示意圖。

圖5是依照本發明的另一實施例的基材及第一圖案化線路層的俯視示意圖。

圖6A至圖6D是依照本發明的另一實施例的一種多層電路板的製作方法的部份流程示意圖。

圖1A至圖1G是依照本發明的一實施例的一種多層電路板的製作方法的流程示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的基材及第一圖案化線路層的俯視示意圖。在本實施例中，多層電路板的製作方法包括下列步驟：首先，如圖1A所示，提供一基材110，其包括相對兩表面112、114及貫穿基材110的第一通孔116。接著，請同時參照圖1B及圖2，以第一通孔116為對位標靶形成一第一圖案化線路層120於表面112上。在本實施例中，如圖2所示，第一通孔116的外徑D1實質上介於0.5毫米(mm)至0.8毫米之間。在此需說明的是，圖1A至圖1G所繪示的製作流程為圖2中區域A的製作流程之剖面圖。第一圖案化線路層120如圖2所示具有環繞第一通孔116的一第一同心圓圖案122。第一同心圓圖案122包括多個同心圓，而同心圓彼此間的間距G1實質上介於50微米(μm)至100微米之間，當然，本發明並不以此為限，本領域具通常知識者當可依實際產品的設計及佈局需求自行做調整。

接著，如圖1C所示，形成一第一堆疊層130於表面112上，其中，第一堆疊層130包括一第一介電層132以及第一線路層134，且第一線路層134覆蓋第一介電層132。之後，請同時參 照圖1D及圖1E，利用例如二氧化碳雷射(CO₂ laser)鑽孔的方式形成第一貫孔140。第一貫孔140如圖1E所示貫穿第一同心圓圖案122由中心向外第一個同心圓122a的內徑正投影至第一堆疊層130以及基材110的區域。圖3即繪示了被第一貫孔140貫穿後的第一同心圓圖案122的俯視圖。

在本實施例中，第一圖案化線路層120及第一線路層134的材料為銅，由於銅只對紫外光區(<0.3μm)以下的短波長區吸收率較高，而二氧化碳雷射的光波長較長(約為10微米以上)，屬於紅外光區，因此較不會被銅所吸收而將銅燒蝕成孔。因此，銅材質的同心圓圖案122可視為二氧化碳雷射的一個銅遮罩，用以限制二氧化碳雷射對第一堆疊層130以及基材110切割的範圍。也就是說，利用二氧化碳雷射由中心向外鑽孔，則會以第一個同心圓122a的內徑為邊界來鑽孔形成的第一貫孔140。需注意的是，若是使用二氧化碳雷射來形成第一貫孔140，需先對圖1C的第一線路層134進行圖案化以形成如圖1D所示的第一開口134a，使第一開口134a暴露出第一同心圓圖案122正投影至第一介電層132的區域，再進行後續的鑽孔程序。

當然，本發明並不侷限於此。在本發明的其他實施例中，亦可利用直接雷射鑽孔(Direct Laser Drill,DLD)的方式形成第一貫孔140。若是使用直接雷射鑽孔的方式形成第一貫孔140，則無須形成如圖1D所示的開口134a，而可在形成圖1C所示的第一線路層134後即進行直接雷射鑽孔以形成第一貫孔140。在本實施 例中，第一貫孔140的形成可例如分別由第一堆疊層130的外表面往基材110的方向鑽孔。

之後，即可以第一貫孔140為對位標靶對第一堆疊層130進行後續製程，例如以第一貫孔140做為微影製程的對位標靶，對第一線路層134進行圖案化，以形成多層電路板的第二圖案化線路層，或是以第一貫孔140為對位標靶形成第一導通孔於第一堆疊層130上。

之後，再如圖1F所示，形成一第二堆疊層150於第一堆疊層130上。第二堆疊層150包括一第二介電層152以及第二線路層154，且第二線路層154覆蓋第二介電層152。之後，再如圖1G所示形成第二貫孔160，且第二貫孔160貫穿第一同心圓圖案120由中心向外第二個同心圓122b的內徑正投影至第二堆疊層150、第一堆疊層130及基材110的區域。圖4即繪示了被第二貫孔160貫穿後的第一同心圓圖案122的俯視圖。

如同第一貫孔的形成方法所述，第二貫孔160亦可利用二氧化碳雷射鑽孔的方式而形成。也就是說，利用二氧化碳雷射由中心向外鑽孔，燒蝕掉如圖3所示的第一個同心圓122a以及第二個同心圓122b間的基材110後，第一個同心圓122a即可自同心圓圖案120剝離，而形成如圖4所示的第二貫孔160。同樣的，若使用二氧化碳雷射來形成第二貫孔160，需先形成如圖1F所示的第二開口154a，使第二開口154a暴露出第一同心圓圖案122正投影至第二介電層152的區域，再進行後續的鑽孔程序。

當然，在本發明的其他實施例中，亦可利用直接雷射鑽孔(Direct Laser Drill,DLD)的方式形成第二貫孔160，如此則無須形成如圖1F所示的第二開口154a，而可立即進行直接雷射鑽孔以形成第二貫孔160。在本實施例中，形成第二貫孔160的方法可分別由第二堆疊層150的外表面往基材110的方向鑽孔。

之後，即可以第二貫孔160為對位標靶對第二堆疊層150進行後續製程，例如以第二貫孔160做為微影製程的對位標靶，對第二線路層154進行圖案化，以形成多層電路板的第三圖案化線路層，或是以第二貫孔160為對位標靶形成第二導通孔於第二堆疊層150上，其中，第二導通孔連接第一堆疊層130上的第一導通孔。

本實施例僅舉例說明於基材的單面形成兩層疊構的製作流程，當然，本發明並不限制堆疊層、線路層的層數以及同心圓圖案的同心圓個數。本領域具通常知識者可自行依前述的製作方法於第二堆疊層上繼續堆疊其他堆疊層，並以同心圓圖案122為對位標靶形成各層的對位貫孔，再以各層的對位貫孔分別進行後續的對位製程，以形成各層的圖案化線路層及/或導通孔。

如此，多層電路板的各層堆疊層皆是以最內層的基材110表面的同心圓圖案122來形成對應的對位貫孔，因而可減少習知中各層間對位誤差的累積，更可減少多層電路板有層偏的問題產生。此外，更可依此方法形成連通各層的導通孔。由於各層的導通孔皆是以同一微影製程所形成的同心圓圖案122來當作對位標 靶而形成，因此可減少導通孔因對位誤差累積而造成各層導通孔無法對準的情形，提升線路層的佈線密度與能力，且導通孔與底層接墊的設計因層間對位精準度提高而可走向微型化，更可製作單邊對準度小於50μm的圖案設計。

此外，若多層電路板所需線路層的層數較多，則需進行增層的次數亦隨之提高，第一同心圓圖案122的同心圓個數因而隨之增加。也就是說，第一同心圓圖案122的最大外徑D2會與多層電路板的增層次數成正比。然而，基於生產設備的影像感應器(Charge-Coupled Device,CCD)的影像擷取視窗可讀取的最大尺寸限制，第一同心圓圖案122的最大外徑D2實質上應小於或等於3.175毫米(mm)。因此，若多層電路板的增層次數大於一個預定值(例如等於或大於5次)，而使第一同心圓圖案122的最大外徑D2趨近於3.175毫米時，在此之後形成的堆疊層則需透過另一同心圓圖案做對位標靶來進行對位製程。

圖5是依照本發明的另一實施例的基材及第一圖案化線路層的俯視示意圖。圖6A至圖6D是依照本發明的另一實施例的一種多層電路板的製作方法的部份流程示意圖。請參照圖5，如前所述，當多層電路板欲進行的增層次數大於一個預定值時，則需設計兩個同心圓圖案。也就是說，在本實施例中，多層電路板的增層次數大於預定值(例如大於M次，M為大於2的正整數)，而基材110除了具有前述的第一通孔116外，更可具有貫穿基材的一第二通孔118。接著，再分別以第一通孔116與第二通孔118 為對位標靶形成第一圖案化線路層120於表面112上。各第一圖案化線路層120除了包括環繞第一通孔116的第一同心圓圖案122，更包括環繞第二通孔118的第二同心圓圖案124。由於第一同心圓圖案122及第二同心圓圖案124是透過同一圖案化製程所形成的，因此可避免多道圖案化製程的對位誤差累積。如此，從第M層開始的堆疊層皆以第二同心圓圖案124做對位標靶來進行後續的對位製程，其製作流程大致與圖1A至1G的製作流程相同。

詳細而言，請同時參照圖5及圖6A，在形成第二同心圓圖案124之後，可形成第M堆疊層於第二堆疊層150的上方，在本實施例中，M例如為6，也就是說，多層電路板已利用第一同心圓圖案122做對位標靶依序形成了第一至第五堆疊層，而第六堆疊層170(也就是第M堆疊層)對應包括第六介電層172以及覆蓋第六介電層172的第六線路層174。接著，如圖5及6B所示，形成第六貫孔180，其貫穿第二同心圓圖案124由中心向外第一個同心圓124a的內徑正投影至第一至第六堆疊層以及基材110的區域。

需說明的是，在以第一同心圓圖案122做對位標靶形成各層介電層(例如第一至第五堆疊層)的貫孔的同時，可分別於第二同心圓圖案124的第二通孔118正投影至對應介電層的位置上形成盲孔182，也就是在各層介電層(例如第一至第五堆疊層)對應於第二通孔118的位置上分別形成盲孔182，其中，盲孔182的外徑小於第一個同心圓124a的內徑。如此，由於各堆疊層已預 先形成盲孔，降低介電層的總厚度，因此，在後續的製程中，雷射即可無需一次燒穿總厚度較厚之介電層而形成第六貫孔180。

之後，即可以第六貫孔180為對位標靶對第六堆疊層170進行後續製程，例如以第六貫孔180做為微影製程的對位標靶，對第六線路層174進行圖案化，以形成多層電路板的圖案化線路層，或是以第六貫孔180為對位標靶形成第六導通孔於第六堆疊層170上。

請接續參照圖6C，形成第七堆疊層190(也就是第M+1堆疊層)於第六堆疊層170上。第七堆疊層190包括第七介電層192以及覆蓋第七介電層192的第七線路層194。之後，再如圖5及圖6D所示，形成一第七貫孔195，其貫穿第二同心圓圖案124由中心向外第二個同心圓124b的內徑正投影至第一至第七堆疊層及基材110的區域。

之後，即可以第七貫孔195為對位標靶對第七堆疊層190進行後續製程，例如以第七貫孔195做為微影製程的對位標靶，對第七線路層194進行圖案化，以形成多層電路板的圖案化線路層，或是以第七貫孔195為對位標靶形成第七導通孔於第七堆疊層190上，其中，第七導通孔連接第六堆疊層170上的第六導通孔，且各層的導通孔皆彼此連接。

如前所述，第六貫孔180及第七貫孔195亦可利用二氧化碳雷射鑽孔或是直接雷射鑽孔的方式而形成。同樣的，若使用二氧化碳雷射來形成第六貫孔180及第七貫孔195，需先形成如圖 6A及圖6C所示的開口174a、194a，以分別暴露出第二同心圓圖案124正投影至第六介電層172及第二介電層192的區域，再進行鑽孔程序。若是利用直接雷射鑽孔的方式，則無須形成開口174a、194a，而可立即進行直接雷射鑽孔。

綜上所述，本發明的多層電路板製作方法是先於最內層的基材表面形成同心圓圖案，而之後的各層堆疊層皆是以此同心圓圖案做對位標靶來形成對應的對位貫孔，再以各層的對位貫孔分別進行對應的堆疊層的後續製程，例如以對位貫孔為對位基準形成各層的圖案化線路層及導通孔等。因此，本發明的製作方法可減少習知中各層間對位誤差的累積，更可減少多層電路板有層偏的問題產生。此外，由於各層的導通孔皆是以同一微影製程所形成的同心圓圖案來當作對位標靶而形成，可減少導通孔因各層間的對位誤差累積而造成導通孔偏移的情形。因此，本發明確實能提高多層電路板的對位精準度，提升線路層的佈線密度與能力，且導通孔與接墊的設計因對位精準度的提高而可走向微型化，更可製作單邊對準度小於50μm的圖案設計。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧基材

116‧‧‧第一通孔

120‧‧‧第一圖案化線路層

122‧‧‧第一同心圓圖案

122a‧‧‧第一個同心圓

122b‧‧‧第二個同心圓

D1‧‧‧通孔外徑

D2‧‧‧同心圓圖案外徑

G1‧‧‧間距

Claims (14)

1. 一種多層電路板的製作方法，包括：提供一基材，包括貫穿該基材的一第一通孔；以該第一通孔為對位標靶形成一第一圖案化線路層於該基材的一表面上，該第一圖案化線路層包括環繞該第一通孔的一第一同心圓圖案；形成一第一堆疊層於該表面並覆蓋該第一圖案化線路層，該第一堆疊層包括一第一介電層以及覆蓋該第一介電層的一第一線路層；形成一第一貫孔，該第一貫孔貫穿該第一同心圓圖案由中心向外第一個同心圓的內徑正投影至該第一堆疊層以及該基材的區域；形成一第二堆疊層於該第一堆疊層上，該第二堆疊層包括一第二介電層以及覆蓋該第二介電層的一第二線路層；以及形成一第二貫孔，該第二貫孔貫穿該第一同心圓圖案由中心向外第二個同心圓的內徑正投影至該第二堆疊層、該第一堆疊層及該基材的區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述的多層電路板的製作方法，更包括：形成該第一貫孔後，以該第一貫孔為對位標靶圖案化該第一線路層；以及形成該第二貫孔後，以該第二貫孔為對位標靶圖案化該第二 線路層。
3. 如申請專利範圍第1項所述的多層電路板的製作方法，更包括：形成該第一貫孔後，以該第一貫孔為對位標靶形成一第一導通孔於該第一堆疊層上；以及形成該第二貫孔後，以該第二貫孔為對位標靶形成一第二導通孔於該第二堆疊層上，該第二導通孔連接對應的第一導通孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述的多層電路板的製作方法，其中形成該第一貫孔以及該第二貫孔的方法包括二氧化碳雷射鑽孔。
5. 如申請專利範圍第4項所述的多層電路板的製作方法，更包括：在形成該第一貫孔之前，形成一第一開口於該第一線路層上，該第一開口暴露出該第一同心圓圖案正投影至該第一介電層的區域；以及在形成該第二貫孔之前，形成一第二開口於該第二線路層上，該第一開口暴露出該第一同心圓圖案正投影至該第二介電層的區域。
6. 如申請專利範圍第4項所述的多層電路板的製作方法，其中形成該第一貫孔的方法包括由該第一堆疊層的外表面往該基材的方向鑽孔，形成該第二貫孔的方法包括由該第二堆疊層的外表面往該基材的方向鑽孔。
7. 如申請專利範圍第4項所述的多層電路板的製作方法，其中該第一圖案化線路層、該第一線路層以及該第二線路層的材料為銅。
8. 如申請專利範圍第1項所述的多層電路板的製作方法，其中形成該第一貫孔以及該第二貫孔的方法包括直接雷射鑽孔(Direct Laser Drilling,DLD)。
9. 如申請專利範圍第8項所述的多層電路板的製作方法，其中形成該第一貫孔的方法包括由該第一堆疊層的外表面往該基材的方向鑽孔，形成該第二貫孔的方法包括由該第二堆疊層的外表面往該基材的方向鑽孔。
10. 如申請專利範圍第1項所述的多層電路板的製作方法，其中該基材更包括貫穿該基材的一第二通孔，該第一圖案化線路層更包括環繞該第二通孔的一第二同心圓圖案，所述的多層電路板的製作方法更包括：形成一第M堆疊層於該第二堆疊層上方，其包括一第M介電層以及覆蓋該第M介電層的一第M線路層，其中M為大於2的正整數；形成一第M貫孔，該第M貫孔貫穿該第二同心圓圖案由中心向外第一個同心圓的內徑正投影至該第一至該第M堆疊層以及該基材的區域；形成一第M+1堆疊層於該第M堆疊層上，該第M+1堆疊層包括一第M+1介電層以及覆蓋該第M+1介電層的一第M+1線路 層；以及形成一第M+1貫孔，該第M+1貫孔貫穿該第二同心圓圖案由中心向外第二個同心圓的內徑正投影至該第一至該第M+1堆疊層及該基材的區域。
11. 如申請專利範圍第10項所述的多層電路板的製作方法，更包括：形成該第M貫孔後，以該第M貫孔為對位標靶圖案化該第M線路層以形成一第M+1圖案化線路層；以及形成該第M+1貫孔後，以該第M+1貫孔為對位標靶圖案化該第M+1線路層以形成一第M+2圖案化線路層。
12. 如申請專利範圍第10項所述的多層電路板的製作方法，更包括：形成該第M貫孔後，以該第M貫孔為對位標靶各形成一第M導通孔於該第M堆疊層上；以及形成該第M+1貫孔後，以該第M+1貫孔為對位標靶形成一第M+1導通孔於該第M+1堆疊層上，該第M+1導通孔連接該第M導通孔。
13. 如申請專利範圍第10項所述的多層電路板的製作方法，其中M實質上等於或大於5。
14. 如申請專利範圍第10項所述的多層電路板的製作方法，其中形成該第M貫孔以及該第M+1貫孔的方法包括二氧化碳雷射鑽孔或直接雷射鑽孔(Direct Laser Drilling,DLD)。