TWI620484B - 線路板結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種線路板結構的製造方法，其步驟如下。提供玻璃膜於靜電吸盤上。於玻璃膜中形成多個第一導通孔。於玻璃膜的上表面上形成第一線路層，使得第一線路層與第一導通孔電性連接。於第一線路層上形成第一聚合物層。第一聚合物層覆蓋第一線路層的表面以及玻璃膜的上表面。於第一聚合物層中形成多個第二導通孔。於第一聚合物層上形成第二線路層，使得第二線路層與第二導通孔電性連接。移除靜電吸盤。

Description

線路板結構及其製造方法

本發明是有關於一種半導體結構及其製造方法，且特別是有關於一種線路板結構及其製造方法。

由於消費性電子產品對於可攜式(Portability)以及多功能(Multi-function)的需求增加，使得半導體元件朝著小尺寸、高性能以及低成本的趨勢邁進。在此趨勢下，半導體元件需要在較小的面積下增加更多的輸入/輸出(I/O)接墊至線路板上。換言之，隨著半導體元件的積集度愈來愈高，對於半導體封裝技術的可靠度與良率的需求也愈來愈高。

現有的線路板製程常以玻璃基板當作承載板，並在玻璃基板上分別形成多層線路層與多層介電層。接著，再剝離玻璃基板，以形成線路板結構。然而，在剝離玻璃基板時，由於介電層的材質過軟，容易因為應力問題而導致翹曲(warpage)問題。所 述翹曲問題會降低產品的可靠度與良率。

本發明提供一種線路板結構及其製造方法，其可解決翹曲問題，以提升產品的可靠度與良率。

本發明提供一種線路板結構的製造方法，其步驟如下。提供具有上、下表面的玻璃膜，玻璃膜的下表面置於靜電吸盤上。於玻璃膜的上表面中形成多個第一導通孔(first conductive vias)。於玻璃膜的上表面上形成第一線路層，使得第一線路層與第一導通孔電性連接。於第一線路層上形成第一聚合物層。第一聚合物層覆蓋第一線路層的表面以及玻璃膜的上表面。於第一聚合物層中形成多個第二導通孔。第二導通孔與第一線路層電性連接。於第一聚合物層上形成第二線路層，使得第二線路層與第二導通孔電性連接。移除靜電吸盤，以形成第一線路板結構。

在本發明的一實施例中，上述玻璃膜中形成第一導通孔的步驟如下。對玻璃膜照射雷射光，以於玻璃膜中形成多個改質區域。改質區域以外的區域為非改質區域。進行蝕刻製程，移除改質區域的玻璃膜，以於玻璃膜中形成多個第一通孔(first via holes)。第一通孔貫穿玻璃膜的上、下表面。於第一通孔中填入導體材料。

在本發明的一實施例中，上述蝕刻製程對改質區域的蝕刻速率大於非改質區域的蝕刻速率。

在本發明的一實施例中，上述改質區域對非改質區域的蝕刻選擇比介於20：1至100：1之間。

在本發明的一實施例中，於上述第一聚合物層中形成第二導通孔的步驟如下。於第一聚合物層上形成圖案化罩幕層。以圖案化罩幕層為罩幕，進行微影製程，以於第一聚合物層中形成多個第二通孔。於第二通孔中填入導體材料。

在本發明的一實施例中，上述第一聚合物層的材料包括感光性材料。感光性材料包括化學增幅型感光性材料。

在本發明的一實施例中，上述玻璃膜的厚度介於5微米至100微米之間。較佳玻璃膜的厚度可例如是10微米、20微米、30微米、50微米或是80微米。

在本發明的一實施例中，在移除上述靜電吸盤之後，更包括進行凸塊製程，以於第二線路層上形成多個凸塊。

在本發明的一實施例中，在移除上述靜電吸盤之後，更包括以下步驟。將第一線路板結構倒置於靜電吸盤上，使得玻璃膜的下表面朝上。於玻璃膜的下表面上形成第三線路層，使得第三線路層與第一導通孔電性連接。於第三線路層上形成第二聚合物層。第二聚合物層覆蓋第三線路層的表面以及玻璃膜的下表面。於第二聚合物層中形成多個第三導通孔。第三導通孔與第三線路層電性連接。於第二聚合物層上形成第四線路層，使得第四線路層與第三導通孔電性連接。移除靜電吸盤。

本發明提供一種藉由上述線路板結構的製造方法所製得 的線路板結構。上述線路板結構包括玻璃膜、多個第一導通孔、第一線路層、第一聚合物層、多個第二導通孔以及第二線路層。第一導通孔位於玻璃膜中。第一線路層位於玻璃膜上。第一線路層與第一導通孔電性連接。第一聚合物層位於第一線路層上。第二導通孔位於第一聚合物層中。第二導通孔與第一線路層電性連接。第二線路層位於第一聚合物層上。第二線路層與第二導通孔電性連接。

基於上述，本發明藉由提供較薄的玻璃膜於靜電吸盤上。接著，對玻璃膜照射雷射光並進行蝕刻製程，以於玻璃膜中形成多個通孔。然後，於通孔中填入導體材料，以形成多個導通孔。之後，在玻璃膜上形成線路層，並移除靜電吸盤。換言之，本發明可省略剝離玻璃基板的步驟，以完成重配置線路層結構(redistribution layer，RDL)，因此，本發明可避免重配置線路層結構因剝離所產生的應力而導致的翹曲問題，藉此提升產品的可靠度與良率。

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。

1‧‧‧第一線路板結構

2‧‧‧第二線路板結構

10‧‧‧第一通孔

20‧‧‧第二通孔

30‧‧‧第三通孔

100‧‧‧靜電吸盤

101a‧‧‧上表面

101b‧‧‧下表面

102‧‧‧玻璃膜

102a‧‧‧改質區域

102b‧‧‧非改質區域

104‧‧‧晶種層

106‧‧‧導體結構

106a‧‧‧第一導通孔

106b‧‧‧第一線路層

108‧‧‧第一聚合物層

110‧‧‧導體結構

110a‧‧‧第二導通孔

110b‧‧‧第二線路層

206‧‧‧第三線路層

208‧‧‧第二聚合物層

210‧‧‧導體結構

210a‧‧‧第三導通孔

210b‧‧‧第四線路層

圖1A至圖1H是依照本發明之第一實施例的一種線路板結構的製造流程的剖面示意圖。

圖2A至圖2D是依照本發明之第二實施例的一種線路板結構的製造流程的剖面示意圖。

參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之標號表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。

圖1A至圖1H是依照本發明之第一實施例的一種線路板結構的製造流程的剖面示意圖。

請參照圖1A，提供玻璃膜102於靜電吸盤(electrostatic chuck)100上，其中玻璃膜102具有相對的上表面101a與下表面101b。具體來說，靜電吸盤100可藉由靜電力吸附玻璃膜102的下表面101b，使得玻璃膜102保持在靜電吸盤100上而不翹曲。在一實施例中，玻璃膜102的厚度可例如是介於5微米至100微米之間，較佳玻璃膜的厚度可例如是10微米、20微米、30微米、50微米或是80微米；而玻璃膜102的尺寸可依使用者需求來進行調整。

請參照圖1B，對玻璃膜102照射雷射光，以於玻璃膜102中形成多個改質區域102a，而改質區域102a以外的區域為非改質區域102b。在一實施例中，所述雷射光可例如是二氧化碳(CO₂)雷射；所述雷射光的波長可介於9微米至11微米之間；所述雷射 光的能量可介於200mW至10mW之間，較佳雷射能量可例如是150mW、100mW、70mW、50mW、30mW或是20mW。而所述雷射光的製程時間可介於50分鐘至10分鐘之間，較佳雷射製程時間可例如是40分鐘、30分鐘或是20分鐘。

請參照圖1B與圖1C，進行蝕刻製程，以移除改質區域102a的玻璃膜102，並於玻璃膜102中形成多個第一通孔10，第一通孔10貫穿玻璃膜102的上表面101a與下表面101b。具體來說，由於所述蝕刻製程對改質區域102a的蝕刻速率大於非改質區域102b的蝕刻速率，因此，改質區域102a的玻璃膜102可被完全移除，以暴露出靜電吸盤100的表面。但本發明不以此為限，在其他實施例中，亦可在玻璃膜102中形成多個盲孔(未繪示)，而不暴露出靜電吸盤100的表面。在一實施例中，所述蝕刻製程包括濕式蝕刻製程。所述濕式蝕刻製程所使用的蝕刻液可例如是氫氟酸(HF)、稀釋氫氟酸(DHF)或是緩衝氧化蝕刻液(BOE)。在一實施例中，改質區域102a對非改質區域102b的蝕刻選擇比可介於20：1至100：1之間，但本發明不以此為限。

請參照圖1C與圖1D，於玻璃膜102的部分上表面101a上以及第一通孔10的表面上形成晶種層104。詳細地說，先在玻璃膜102上形成晶種材料層(未繪示)，所述晶種材料層共形地(conformally)覆蓋玻璃膜102的上表面101a以及第一通孔10的表面。接著，進行微影製程與蝕刻製程，移除部分所述晶種材料層，以形成晶種層104。在一實施例中，晶種層104的材料包括 金屬材料、金屬氮化物、金屬矽化物或其組合。所述金屬材料可例如是鈦、銅、鎳、鈀、金、銀或其合金。晶種層104的形成方法包括物理氣相沈積法、化學氣相沉積法、電鍍製程或化學鍍(electroless plating)製程，所述物理氣相沈積法可例如是濺鍍法或蒸鍍法。

請參照圖1D與圖1E，進行電鍍製程或化學鍍製程，以在晶種層104的表面上形成導體結構106。詳細地說，導體結構106包括填入第一通孔10中的第一導通孔106a以及配置於玻璃膜102的上表面101a上的第一線路層106b。第一導通孔106a與第一線路層106b電性連接。在一實施例中，導體結構106的材料包括金屬材料。所述金屬材料可例如是鈦、銅、鎳、鈀、金、銀或其合金。順帶一提的是，晶種層104可視為導體結構106的一部分，因此，圖1E中並未繪示晶種層104。

請參照圖1F，於第一線路層106b上形成第一聚合物層108。第一聚合物層108覆蓋第一線路層106b的表面以及玻璃膜102的上表面101a。在一實施例中，第一聚合物層108的材料包括感光性材料，所述感光性材料可例如是化學增幅型感光性材料。在一實施例中，所述化學增幅型感光性材料的熱膨脹係數(coefficients of thermal expansion，CTE)可介於45ppm/℃至55ppm/℃。第一聚合物層108的厚度可介於5微米至20微米之間，其形成方法可以是噴塗法(spray coating)。

請參照圖1F與圖1G，於第一聚合物層108上形成圖案 化罩幕層(未繪示)。之後，以圖案化罩幕層為罩幕，進行微影製程，以於第一聚合物層108中形成多個第二通孔20。第二通孔20暴露出第一線路層106b的部分表面。需注意的是，由於本實施例利用化學增幅型感光性材料當作第一聚合物層108，因此，在進行所述微影製程時，微影製程的曝光能量可小於250mJ，且曝光時間也可縮短。如此一來，本實施例便可減少製程時間，以提升產率。

請參照圖1H，於第一聚合物層108的表面上以及第二通孔20的表面上形成晶種層(未繪示)，並進行電鍍製程或化學鍍製程，以在晶種層(未繪示)的表面上形成導體結構110。導體結構110的材料與形成方法類似圖1E中的導體結構106的材料與形成方法，於此便不再贅述。同樣地，導體結構110包括填入第二通孔20中的第二導通孔110a以及配置於第一聚合物層108上的第二線路層110b。第二線路層110b可藉由第二導通孔110a與導體結構106電性連接。之後，移除靜電吸盤100，暴露出玻璃膜102的下表面101b，以形成第一線路板結構1。

值得注意的是，本實施例將較薄的玻璃膜102吸附並保持於靜電吸盤100上，使得後續於玻璃膜102的上表面101a上形成導體結構106、第一聚合物層108以及導體結構110時不會產生撓曲(flexibility)問題。之後，移除靜電吸盤100的步驟也不會產生習知技術之因應力問題所導致的翹曲現象。因此，本實施例之線路板結構的製造方法可避免撓曲問題以及翹曲問題，藉此提 升產品的可靠度與良率。另外，本實施例藉由聚合物材料當作線路板的介電層，聚合物材料具有較低的熱膨脹係數以及較少的逸氣(out gas)量。因此，本實施例之線路板的尺寸安定性較佳，不易受到環境溫度的影響，進而提升可靠度。

此外，在移除靜電吸盤100之後，本實施例之線路板結構的製造方法可選擇性地進行凸塊製程，以於第二線路層110b上形成多個凸塊(未繪示)。所述凸塊可將第一線路板結構1電性連接至外部電路(未繪示)上。

圖2A至圖2D是依照本發明之第二實施例的一種線路板結構的製造流程的剖面示意圖。

請參照圖1H與圖2A，將上述圖1H的第一線路板結構1倒置(flipped)於靜電吸盤100上，使得玻璃膜102的下表面101b朝上。之後，藉由靜電力吸附第一線路板結構1(更具體地說，吸附第二線路層110b)，使得第一線路板結構1保持在靜電吸盤100上而不翹曲。

請參照圖2A與圖2B，於玻璃膜102的下表面101b上形成第三線路層206，使得第三線路層206與第一導通孔106a電性連接。第三線路層206的材料與形成方法類似圖1E中的第一線路層106b的材料與形成方法，於此便不再贅述。

接著，於第三線路層206上形成第二聚合物層208。第二聚合物層208覆蓋第三線路層206的表面以及玻璃膜102的下表面101b。第二聚合物層208的材料與形成方法類似圖1F中的第一 聚合物層108的材料與形成方法，於此便不再贅述。

請參照圖2B與圖2C，於第二聚合物層208上形成圖案化罩幕層(未繪示)。之後，以圖案化罩幕層為罩幕，進行微影製程，以於第二聚合物層208中形成多個第三通孔30。第三通孔30暴露出第三線路層206的部分表面。

請參照圖2C與圖2D，於第二聚合物層208的表面上以及第三通孔30的表面上形成晶種層(未繪示)，並進行電鍍製程或化學鍍製程，以在晶種層(未繪示)的表面上形成導體結構210。導體結構210的材料與形成方法類似圖1E中的導體結構106的材料與形成方法，於此便不再贅述。同樣地，導體結構210包括填入第三通孔30中的第三導通孔210a以及配置於第二聚合物層208上的第四線路層210b。第四線路層210b可藉由第三導通孔210a與第三線路層206電性連接。之後，移除靜電吸盤100，暴露出第二線路層110b的表面，以形成第二線路板結構2。

需注意的是，雖然圖1H的第一線路板結構1僅繪示導通孔106a、110a、一層聚合物層108以及兩層線路層106b、110b；而圖2D的第二線路板結構2僅繪示導通孔106a、110a、210a、兩層聚合物層108、208以及四層線路層106b、110b、206、210b，但本發明不以此為限。在其他實施例中，導通孔、聚合物層與線路層的數量以及連接方式可依照設計者的需求來進行調整。

此外，在移除靜電吸盤100之後，本實施例之線路板結構的製造方法可選擇性地進行凸塊製程，以於第四線路層210b上 形成多個凸塊(未繪示)。所述凸塊可將第二線路板結構2電性連接至外部電路(未繪示)上。

綜上所述，本發明藉由提供較薄的玻璃膜於靜電吸盤上。接著，對玻璃膜照射雷射光並進行蝕刻製程，以於玻璃膜中形成多個通孔。然後，於通孔中填入導體材料，以形成多個導通孔。之後，在玻璃膜上形成線路層，並移除靜電吸盤。換言之，本發明可省略剝離玻璃基板的步驟，以完成重配置線路層結構，因此，本發明可避免重配置線路層結構因剝離所產生的應力而導致的翹曲問題，藉此提升產品的可靠度與良率。

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。

Claims (10)

1. 一種線路板結構的製造方法，包括：提供一具有上、下表面的玻璃膜，該玻璃膜的下表面置於一靜電吸盤上；於該玻璃膜的上表面中形成多個第一導通孔；於該玻璃膜的上表面上形成一第一線路層，使得該第一線路層與該些第一導通孔電性連接；於該第一線路層上形成一第一聚合物層，該第一聚合物層覆蓋該第一線路層的表面以及該玻璃膜的上表面；於該第一聚合物層中形成多個第二導通孔，其中該些第二導通孔與該第一線路層電性連接；於該第一聚合物層上形成一第二線路層，使得該第二線路層與該些第二導通孔電性連接；以及移除該靜電吸盤，以形成一第一線路板結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構的製造方法，其中於該玻璃膜中形成該些第一導通孔的步驟包括：對該玻璃膜照射一雷射光，以於該玻璃膜中形成多個改質區域，其中該些改質區域以外的區域為非改質區域；進行一蝕刻製程，移除該些改質區域的該玻璃膜，以於該玻璃膜中形成多個第一通孔，其中該第一通孔貫穿該玻璃膜的上、下表面；以及於該些第一通孔中填入一導體材料。
3. 如申請專利範圍第2項所述的線路板結構的製造方法，其中該蝕刻製程對該些改質區域的蝕刻速率大於該些非改質區域的蝕刻速率。
4. 如申請專利範圍第2項所述的線路板結構的製造方法，其中該些改質區域對該些非改質區域的蝕刻選擇比介於20：1至100：1之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構的製造方法，其中於該第一聚合物層中形成該些第二導通孔的步驟包括：於該第一聚合物層上形成一圖案化罩幕層；以該圖案化罩幕層為罩幕，進行一微影製程，以於該第一聚合物層中形成多個第二通孔；以及於該些第二通孔中填入一導體材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構的製造方法，其中該第一聚合物層的材料包括一感光性材料，該感光性材料包括化學增幅型感光性材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構的製造方法，其中該玻璃膜的厚度介於5微米至100微米之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構的製造方法，在移除該靜電吸盤之後，更包括進行一凸塊製程，以於該第二線路層上形成多個凸塊。
9. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構的製造方法，在移除該靜電吸盤之後，更包括：將該第一線路板結構倒置於該靜電吸盤上，使得該玻璃膜的下表面朝上； 於該玻璃膜的下表面上形成一第三線路層，使得該第三線路層與該些第一導通孔電性連接；於該第三線路層上形成一第二聚合物層，該第二聚合物層覆蓋該第三線路層的表面以及該玻璃膜的下表面；於該第二聚合物層中形成多個第三導通孔，其中該第三導通孔與該第三線路層電性連接；於該第二聚合物層上形成一第四線路層，使得該第四線路層與該些第三導通孔電性連接；以及移除該靜電吸盤。
10. 一種線路板結構，藉由如申請專利範圍第1至9項中任一項所述線路板結構的製造方法所製得，該線路板結構包括：一玻璃膜；多個第一導通孔，位於該玻璃膜中，且該些第一導通孔貫穿該玻璃膜的一表面；一第一線路層，位於該玻璃膜上，其中該第一線路層與該些第一導通孔電性連接；一第一聚合物層，位於該第一線路層上；多個第二導通孔，位於該第一聚合物層中，其中該些第二導通孔與該第一線路層電性連接；以及一第二線路層，位於該第一聚合物層上，其中該第二線路層與該些第二導通孔電性連接。