TWI706706B - 電路板結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種電路板結構，其包含緩衝層、第一互連結構、第二互連結構和可撓式互連結構；第一互連結構設置於緩衝層的第一側；第二互連結構設置於緩衝層的第二側，其中第二側與第一側相反；可撓式互連結構設置於緩衝層和第一互連結構之間且延伸至緩衝層和第二互連結構之間。

Description

電路板結構及其製造方法

本發明是關於電路板製造技術，特別是有關於電路板結構及其製造方法。

印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)廣泛地應用於各種電子設備中，以固定積體電路(integrated circuit，IC)及其他電子元件，並在印刷電路板上形成導線，使得這些元件可以彼此電性連接。

然而，現有的電路板結構的製造方法雖大致符合需求，但並非在每個面向皆令人滿意。舉例來說，隨著需要的層板數量增加，製造時程和相關成本也大幅提升，且製程增加也容易在電路板結構形成缺陷。因此，需要進一步改良電路板結構及其製造方法，以降低生產成本並提升良率。

根據本發明的一些實施例，提供電路板結構。此電路板結構包含緩衝層；第一互連結構，設置於緩衝層的第一側；第二互連結構，設置於緩衝層的第二側，其中第二側與第一側相反；以及可撓式互連結構，設置於緩衝層和第一互連結構之間且延伸至緩衝層和第二互連結構之間。

在一些實施例中，緩衝層包含介電材料。

在一些實施例中，第一互連結構和第二互連結構包含相同的材料。

在一些實施例中，可撓式互連結構包含：可撓式介電層；第一導電結構，設置於可撓式介電層中且位於緩衝層的第一側；以及第二導電結構，設置於可撓式介電層中且位於緩衝層的第二側。

在一些實施例中，第一導電結構與第一互連結構電性連接，且第二導電結構與第二互連結構電性連接。

在一些實施例中，第一導電結構的一部分和第二導電結構的一部分位於緩衝層內。

在一些實施例中，可撓式介電層包含不含玻璃纖維的樹脂。

在一些實施例中，第一導電結構和第二導電結構具有突出部延伸至緩衝層的第三側，且第三側位於第一側和第二側之間。

在一些實施例中，此電路板結構更包含金屬層設置於可撓式互連結構上且位於緩衝層的第三側，其中金屬層電性連接第一導電結構和第二導電結構。

根據本揭露的一些實施例，提供電路板結構的製造方法。此方法包含在可撓式互連結構的第一表面上形成第一互連結構和第二互連結構，其中第一互連結構和第二互連結構之間具有溝槽；在可撓式互連結構的第二表面上形成緩衝層，其中可撓式互連結構位於緩衝層的第一側；以及摺疊可撓式互連結構，使得可撓式互連結構覆蓋緩衝層的第二側和第三側，其中第二側相反於第一側且第三側位於第一側和第二側之間，且在摺疊可撓式互連結構之後，第一互連結構位於緩衝層的第一側且第二互連結構位於緩衝層的第二側。

在一些實施例中，第一互連結構和第二互連結構的形成包含：在可撓式互連結構的第一表面上形成互連結構；以及形成溝槽穿過互連結構，使得互連結構形成第一互連結構和第二互連結構。

在一些實施例中，此方法更包含：在可撓式互連結構的第一表面上形成犧牲結構，其中犧牲結構位於第一互連結構和第二互連結構之間；以及在摺疊可撓式互連結構之前，移除犧牲結構。

在一些實施例中，犧牲結構的材料包含導電材料，且犧牲結構的移除包含進行蝕刻製程。

在一些實施例中，在移除犧牲結構之後，在溝槽正下方的可撓式互連結構的厚度小於在第一互連結構正下方的可撓式互連結構的厚度。

在一些實施例中，可撓式互連結構包含：可撓式介電層；第一導電結構，設置於可撓式介電層中且位於緩衝層的第一側；以及第二導電結構，設置於可撓式介電層中且位於緩衝層的第二側。

在一些實施例中，第一導電結構和第二導電結構具有突出部延伸至溝槽正下方。

在一些實施例中，此方法更包含移除可撓式介電層的一部分，使得可撓式介電層的側壁與第一互連結構的側壁和第二互連結構的側壁共平面。

在一些實施例中，此方法更包含在移除可撓式介電層的所述部分之後，進行鑽孔製程以露出第一導電結構和第二導電結構。

在一些實施例中，此方法更包含在緩衝層的第三側上形成金屬層，其中金屬層覆蓋第一互連結構、可撓式互連結構、緩衝層和第二互連結構，且金屬層電性連接第一導電結構和第二導電結構，且金屬層與第一互連結構和第二互連結構隔開。

在一些實施例中，金屬層的形成包含：進行無電鍍銅製程以在緩衝層的第三側上形成導電襯層；以及進行電鍍製程以在導電襯層上形成金屬層。

100:電路板結構

100A:第一互連結構

100B:第二互連結構

102、104、106、108:介電層

110:可撓式介電層

112、112’:溝槽

114:緩衝層

116:防焊層

202、204、206、208、210:導電結構

210A:第一導電結構

210B:第二導電結構

207:犧牲結構

212:部分

214:金屬層

216:保護層

P:突出部

S1:第一側

S2:第二側

S3:第三側

W₁、W₂、W₄:距離

W₃:寬度

以下將配合所附圖式詳述本發明之實施例。應注意的是，依據產業上的標準做法，各種特徵並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本發明的特徵。

第1A~1I圖是根據一些實施例繪示在製造電路板結構的各個階段之剖面示意圖。

以下概述一些實施例，以使得本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更容易理解本發明。然而，這些實施例只是範例，並非用於限制本發明。可以理解的是，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以根據需求，調整以下描述的實施例，例如改變製程順序及/或包含比在此描述的更多或更少步驟，並且這些調整並未超出本發明的範圍。

此外，可以在以下敘述的實施例的基礎上添加其他元件。舉例來說，「在第一元件上形成第二元件」的描述可能包含第一元件與第二元件直接接觸的實施例，也可能包含第一元件與第二元件之間具有其他元件，使得第一元件與第二元件不直接接觸的實施例，並且第一元件與第二元件的上下關係可能隨著裝置在不同 方位操作或使用而改變。另外，本發明可能在不同的實施例中重複參考數字及/或字母，此重複是為了簡化和清楚，而非用以表示所討論的不同實施例之間的關係。

以下根據本發明的一些實施例，描述電路板結構及其製造方法。本發明在電路板結構設置可撓式介電層，並在可撓式介電層上設置具有溝槽的互連結構，以減少生產流程，進而提升電路板結構的良率。

第1A~1I圖是根據一些實施例繪示在製造電路板結構100的各個階段之剖面示意圖。在一些實施例中，如第1A圖所示，電路板結構100包含介電層102。在一些實施例中，介電層102的材料包含纖維和樹脂。在一些實施例中，纖維包含玻璃纖維，以增加硬度並降低熱膨脹係數。在一些實施例中，樹脂包含環氧樹脂、雙馬來亞醯胺-三氮雜苯(bismaleimide triacine，BT)樹脂、ABF膜(ajinomoto build-up film)、聚苯醚(polyphenylene oxide，PPE)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)、類似的材料或前述之組合。在一些實施例中，介電層102的形成方法包含塗佈、壓合、積層、類似的製程或前述之組合。

然後，根據一些實施例，在介電層102中形成穿孔。在一些實施例中，穿孔的形成方法包含機械鑽孔製程、雷射鑽孔製程或其他合適的製程。雖然在繪示的實施例中，穿孔具有上寬 下窄的剖面輪廓，但本發明不限於此。舉例來說，穿孔可以具有大致上垂直的側壁。

然後，根據一些實施例，在介電層102上和穿孔中形成導電襯層(未繪示)，作為在上方形成之導電結構的晶種層。在一些實施例中，導電襯層的材料包含銅、鋁、鎳、金、鈀、類似的材料或前述之組合。在一些實施例中，導電襯層的形成方法包含無電鍍(Electroless Plating)製程。

然後，根據一些實施例，在導電襯層上形成導電結構202。在一些實施例中，導電結構202的材料包含銅、鋁、鎳、銀、金、類似的材料或前述之組合。在一些實施例中，導電結構202的形成方法包含電鍍製程。

然後，根據一些實施例，將導電結構202圖案化以露出介電層102的一部分。在一些實施例中，導電結構202的圖案化製程包含貼附光阻、曝光、顯影(development)、蝕刻、光阻剝除(stripping)、其他合適的製程或前述之組合。在一些實施例中，如第1A圖所示，中間的導電結構202的間距W₁大於其他的導電結構202的間距W₂。較大的間距W₁的位置對應後續形成溝槽的位置。

然後，根據一些實施例，如第1B圖所示，在介電層102的上表面和下表面上分別形成介電層104和介電層106，並且在導電結構202的上表面和下表面上分別形成導電結構204和導電結構206。介電層104和介電層106的材料和形成方式可以選用如 前所述介電層102的材料和形成方式，且導電結構204和導電結構206的材料和形成方式可以選用如前所述導電結構202的材料和形成方式，故不再贅述。

根據一些實施例，如第1B圖所示，在導電結構206的圖案化製程中，留下中間部分作為犧牲結構207，其中犧牲結構207的位置對應可撓式互連結構的預定摺疊位置。犧牲結構207的材料可以包含導電材料。犧牲結構207可以減少在其正上方形成的可撓式互連結構的厚度，使可撓式互連結構較容易在此處被摺疊。在一些實施例中，犧牲結構207的寬度W₃小於導電結構202的間距W₁，使得犧牲結構207與導電結構206的其他部分隔開。

然後，根據一些實施例，如第1C圖所示，在介電層104的上表面上形成介電層108，在導電結構204的上表面上形成導電結構208，在介電層106的下表面上形成可撓式介電層110，以及在導電結構206的下表面上形成導電結構210。為了簡化的目的，可撓式介電層110和導電結構210可以統稱為可撓式互連結構。

介電層108的材料和形成方式可以選用如前所述介電層102的材料和形成方式，且導電結構208和導電結構210的材料和形成方式可以選用如前所述導電結構202的材料和形成方式，故不再贅述。在一些實施例中，可撓式介電層110的材料包含不含玻璃纖維的樹脂。舉例來說，可撓式介電層110的材料可以包含環氧樹脂、雙馬來亞醯胺-三氮雜苯(bismaleimide triacine， BT)樹脂、ABF膜、聚苯醚(PPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、類似的材料或前述之組合。在一些實施例中，可撓式介電層110的形成方法包含塗佈、壓合、積層、類似的製程或前述之組合。

根據一些實施例，在導電結構210的圖案化製程之後，可撓式互連結構的中間的第一導電結構210A和第二導電結構210B具有突出部P。突出部P可用於電性連接其他元件。在一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B的突出部P的間距W₄小於導電結構202的間距W₁，且突出部P的間距W₄可以小於、大致上等於或大於犧牲結構207的寬度W₃。在另一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B不具有突出部P，且第一導電結構210A和第二導電結構210B的間距W₄大致上等於導電結構202的間距W₁。

然後，根據一些實施例，如第1D圖所示，形成溝槽112穿過介電層102、104、106和108，且溝槽112露出犧牲結構207。在一些實施例中，溝槽112的形成方法包含機械鑽孔製程、雷射鑽孔製程或其他合適的製程。溝槽112的寬度可以小於、大致上等於或大於犧牲結構207的寬度。

在一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B的突出部P延伸至溝槽112正下方。在一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B的突出部P的間距小於或大致上等於溝槽112的寬度。

為了簡化的目的，在溝槽112兩側的介電層102、104、106、108和導電結構202、204、206、208可分別統稱為第一互連結構100A和第二互連結構100B。在一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B分別與第一互連結構100A和第二互連結構100B的導電結構202、204、206、208電性連接。由於第一互連結構100A和第二互連結構100B係同時形成，第一互連結構100A和第二互連結構100B包含相同的材料。

雖然在此繪示第一互連結構100A和第二互連結構100B包含四層介電層102、104、106、108和四層導電結構202、204、206、208，但本發明不限於此。第一互連結構100A和第二互連結構100B可以包含更多或更少層介電層和導電結構。

然後，根據一些實施例，如第1E圖所示，移除犧牲結構207，形成溝槽112’。在一些實施例中，犧牲結構207的移除包含貼附光阻、曝光、顯影、蝕刻、光阻剝除、其他合適的製程或前述之組合。根據一些實施例，如第1E圖所示，在溝槽112’正下方的可撓式互連結構的厚度小於在第一互連結構100A或第二互連結構100B正下方的可撓式互連結構的厚度。由於可撓式互連結構容易在較薄的位置被摺疊，可以藉由調整犧牲結構207的位置來調整可撓式互連結構的摺疊位置。

然後，根據一些實施例，如第1F圖所示，在可撓式介電層110相對於第一互連結構100A和第二互連結構100B的表面上設置緩衝層114，其中可撓式介電層110位於緩衝層114的第一 側S1。然後，根據一些實施例，摺疊可撓式介電層110，使得可撓式介電層110覆蓋緩衝層114的第二側S2和第三側S3。如第1F圖所示，第二側S2相反於第一側S1且第三側S3位於第一側S1和第二側S2之間。

在一些實施例中，緩衝層114包含介電材料。在一些實施例中，緩衝層114的材料包含纖維和樹脂。纖維和樹脂的範例如前所述，故不再贅述。在一些實施例中，緩衝層114的形成包含塗佈、壓合、積層、類似的製程或前述之組合。

根據一些實施例，如第1F圖所示，在摺疊可撓式介電層110之後，覆蓋緩衝層114第三側S3的可撓式介電層110的一部分212突出於第一互連結構100A的側壁和第二互連結構100B的側壁之外。

然後，根據一些實施例，如第1G圖所示，移除覆蓋緩衝層114第三側S3的可撓式介電層110的一部分212，使得可撓式介電層110的側壁大致上與第一互連結構100A的側壁和第二互連結構100B的側壁共平面，並且露出第一導電結構210A和第二導電結構210B的突出部P。如第1G圖所示，第一導電結構210A和第二導電結構210B的突出部P可以延伸至緩衝層114的第三側S3，且突出部P可以位於可撓式介電層110內。在一些實施例中，可撓式介電層110的移除包含切割製程，例如雷射切割、離子束切割、線切割、任何合適的切割技術或前述之組合。

在繪示的實施例中，可撓式互連結構的第一導電結構210A和第二導電結構210B具有突出部P，但本發明不限於此。在另一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B不具有突出部P，且移除可撓式介電層110的一部分未露出第一導電結構210A和第二導電結構210B，因此需要形成額外的導孔(未繪示)，以將第一導電結構210A和第二導電結構210B電性連接至其他元件。導孔的形成方法可以包含鑽孔製程，且鑽孔製程的範例如前所述，故不再贅述。

然後，根據一些實施例，如第1H圖所示，在第一互連結構100A、第二互連結構100B和可撓式互連結構上形成導電襯層(未繪示)，作為在上方形成之金屬層214的晶種層。在一些實施例中，導電襯層的材料包含銅、鋁、鎳、金、鈀、類似的材料或前述之組合，且導電襯層的形成方法包含無電鍍製程。

然後，根據一些實施例，在導電襯層上形成金屬層214，其中金屬層214與第一導電結構210A和第二導電結構210B電性連接。在一些實施例中，金屬層214的材料包含銅、鋁、鎳、銀、金、類似的材料或前述之組合，且金屬層214的形成包含電鍍製程。

根據一些實施例，介電層102、104、106和108將金屬層214與導電結構202、204、206和208隔開。在繪示的實施例中，金屬層214藉由第一導電結構210A和第二導電結構210B的突出部P電性連接第一互連結構100A和第二互連結構100B，而不 需要形成額外的導線。在另一些實施例中，第一導電結構210A和第二導電結構210B不具有突出部P，金屬層214藉由導孔(未繪示)電性連接第一互連結構100A和第二互連結構100B。

然後，根據一些實施例，如第1I圖所示，分別在第一互連結構100A的上表面和第二互連結構100B的下表面上形成防焊層116，其中防焊層116具有開口露出導電結構208。在一些實施例中，防焊層116的材料包含感光材料、感熱材料、類似的材料或前述之組合。舉例來說，防焊層116可以包含綠漆，例如紫外線型綠漆、熱硬化型綠漆、類似的材料或前述之組合。在一些實施例中，防焊層116的形成包含塗佈、壓合、類似的製程或前述之組合。可以藉由圖案化製程形成防焊層116的開口，且圖案化製程的範例如前所述，故不再贅述。

然後，根據一些實施例，在防焊層116露出的導電結構208和金屬層214上形成保護層216，以防止導電結構208和金屬層214氧化並增加後續形成的導電結構的接合能力。在一些實施例中，保護層216的材料包含銅、鈦、化學鍍鎳浸金(Electroless Nickel/Immersion Gold，ENIG)、化學鍍鎳鈀浸金(Electroless Nickel/Electroless Palladium/Immersion Gold，ENEPIG)、有機保焊膜(Organic Solderability Preservative，OSP)、類似的材料或前述之組合。在一些實施例中，保護層216的形成方法包含無電鍍製程。

本發明在電路板結構設置可撓式介電層以及位於可撓式介電層一側上的互連結構，然後藉由摺疊可撓式介電層形成位於可撓式介電層兩側的互連結構，可以大幅減少多層互連結構的生產流程，藉此降低製程期間可能產生的缺陷，提升電路板結構的良率。

此外，在一些實施例中，在電路板結構設置具有突出部的導電結構，並且藉由移除可撓式介電層的一部分，將可撓式介電層兩側的互連結構互相電性連接，而不需要形成額外的導線，減少製程步驟。

雖然本發明實施例已以多個實施例描述如上，但這些實施例並非用於限定本發明實施例。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，他們能以本發明實施例為基礎，做各式各樣的改變、取代和替換，以達到與在此描述的多個實施例相同的目的及/或優點。本發明所屬技術領域中具有通常知識者也可理解，此類修改或設計並未悖離本發明實施例的精神和範圍。因此，本發明之保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:電路板結構

100A:第一互連結構

100B:第二互連結構

102、104、106、108:介電層

110:可撓式介電層

114:緩衝層

116:防焊層

202、204、206、208:導電結構

210A:第一導電結構

210B:第二導電結構

214:金屬層

216:保護層

S1:第一側

S2:第二側

S3:第三側

Claims (20)

1. 一種電路板結構，包括： 一緩衝層； 一第一互連結構，設置於該緩衝層的一第一側； 一第二互連結構，設置於該緩衝層的一第二側，其中該第二側與該第一側相反；以及 一可撓式互連結構，設置於該緩衝層和該第一互連結構之間且延伸至該緩衝層和該第二互連結構之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該緩衝層包括介電材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該第一互連結構和該第二互連結構包括相同的材料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路板結構，其中該可撓式互連結構包括： 一可撓式介電層； 一第一導電結構，設置於該可撓式介電層中且位於該緩衝層的該第一側；以及 一第二導電結構，設置於該可撓式介電層中且位於該緩衝層的該第二側。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電路板結構，其中該第一導電結構與該第一互連結構電性連接，且該第二導電結構與該第二互連結構電性連接。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電路板結構，其中該第一導電結構的一部分和該第二導電結構的一部分位於該緩衝層內。
7. 如申請專利範圍第4項所述之電路板結構，其中該可撓式介電層包括不含玻璃纖維的樹脂。
8. 如申請專利範圍第4項所述之電路板結構，其中該第一導電結構和該第二導電結構具有一突出部延伸至該緩衝層的一第三側，且該第三側位於該第一側和該第二側之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電路板結構，更包括一金屬層設置於該可撓式互連結構上且位於該緩衝層的該第三側，其中該金屬層電性連接該第一導電結構和該第二導電結構。
10. 一種電路板結構的製造方法，包括： 在一可撓式互連結構的一第一表面上形成一第一互連結構和一第二互連結構，其中該第一互連結構和該第二互連結構之間具有一溝槽； 在該可撓式互連結構的一第二表面上形成一緩衝層，其中該可撓式互連結構位於該緩衝層的一第一側；以及 摺疊該可撓式互連結構，使得該可撓式互連結構覆蓋該緩衝層的一第二側和一第三側，其中該第二側相反於該第一側且該第三側位於該第一側和該第二側之間，且在摺疊該可撓式互連結構之後，該第一互連結構位於該緩衝層的該第一側且該第二互連結構位於該緩衝層的該第二側。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電路板結構的製造方法，其中該第一互連結構和該第二互連結構的形成包括： 在該可撓式互連結構的該第一表面上形成一互連結構；以及 形成該溝槽穿過該互連結構，使得該互連結構形成該第一互連結構和該第二互連結構。
12. 如申請專利範圍第10項所述之電路板結構的製造方法，更包括： 在該可撓式互連結構的該第一表面上形成一犧牲結構，其中該犧牲結構位於該第一互連結構和該第二互連結構之間；以及 在摺疊該可撓式互連結構之前，移除該犧牲結構。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電路板結構的製造方法，其中該犧牲結構的材料包括導電材料，且該犧牲結構的移除包括進行蝕刻製程。
14. 如申請專利範圍第12項所述之電路板結構的製造方法，其中在移除該犧牲結構之後，在該溝槽正下方的該可撓式互連結構的厚度小於在該第一互連結構正下方的該可撓式互連結構的厚度。
15. 如申請專利範圍第10項所述之電路板結構的製造方法，其中該可撓式互連結構包括： 一可撓式介電層； 一第一導電結構，設置於該可撓式介電層中且位於該緩衝層的該第一側；以及 一第二導電結構，設置於該可撓式介電層中且位於該緩衝層的該第二側。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電路板結構的製造方法，其中該第一導電結構和該第二導電結構具有一突出部延伸至該溝槽正下方。
17. 如申請專利範圍第15項所述之電路板結構的製造方法，更包括移除該可撓式介電層的一部分，使得該可撓式介電層的側壁與該第一互連結構的側壁和該第二互連結構的側壁共平面。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電路板結構的製造方法，更包括在移除該可撓式介電層的該部分之後，進行鑽孔製程以露出該第一導電結構和該第二導電結構。
19. 如申請專利範圍第15項所述之電路板結構的製造方法，更包括在該緩衝層的該第三側上形成一金屬層，其中該金屬層覆蓋該第一互連結構、該可撓式互連結構、該緩衝層和該第二互連結構，且該金屬層電性連接該第一導電結構和該第二導電結構，且該金屬層與該第一互連結構和該第二互連結構隔開。
20. 如申請專利範圍第19項所述之電路板結構的製造方法，其中該金屬層的形成包括： 進行無電鍍銅製程以在該緩衝層的該第三側上形成一導電襯層；以及 進行電鍍製程以在該導電襯層上形成該金屬層。

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