TWI715458B - 硬式電路板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種硬式電路板的製造方法。提供基板。基板具有承載面。線路層形成於承載面上，其中線路層具有第一粗糙表面，第一粗糙表面的輪廓為的金字塔結構。對第一粗糙表面進行表面處理，以使線路層具有第二粗糙表面，其中第二粗糙表面的輪廓為的梯形結構，且第二粗糙表面的表面粗糙度小於第一粗糙表面的表面粗糙度。

Description

硬式電路板的製造方法
本發明是有關於一種電路板的製造方法，且特別是有關於一種硬式電路板的製造方法。
為了因應高頻高速傳輸方面的應用電路板也持續進行改良。當訊號的傳輸頻率提高時，導體內的電流會趨向集中在線路層表面，此現象稱為集膚效應(skin effect)。
此外，由於電路板的線路層於製造過程中通常需經過預表面處理以提高導電材料與乾膜之接著力，此舉會提高線路層的表面粗糙度，隨著高速通訊能力的需求增加，高頻傳輸訊號企圖流過上述線路層表面時，電子訊號傳輸的能量會因集膚效應而大為衰減，進而影響電路板的電性表現。因此，如何降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升電路板的電性表現實為亟欲解決的重要課題。
本發明提供一種硬式電路板的製造方法，其可以降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升硬式電路板的電性表現。
本發明提供一種硬式電路板的製造方法，包括以下步驟。提供基板。基板具有承載面。線路層形成於承載面上，其中線路層具有第一粗糙表面，第一粗糙表面的輪廓為金字塔結構。對第一粗糙表面進行表面處理，以使線路層具有第二粗糙表面，其中第二粗糙表面的輪廓為梯形結構，且第二粗糙表面的表面粗糙度小於第一粗糙表面的表面粗糙度。
在本發明的一實施例中，以輕微蝕製程進行上述表面處理。
在本發明的一實施例中，上述輕微蝕製程為酸性蝕刻。
在本發明的一實施例中，上述酸性蝕刻使用硫酸、雙氧水或其組合。
在本發明的一實施例中，上述線路層包括第一部分與凸出於第一部分的第二部分，且進行表面處理後第二部分的高度小於進行表面處理前第二部分的高度。
在本發明的一實施例中，進行上述表面處理以移除第二部分的尖部。
在本發明的一實施例中，進行上述表面處理後第一部分的高度實質上等於進行表面處理前第一部分的高度。
在本發明的一實施例中，形成上述線路層的步驟包括形成導電材料層於基板上。對導電材料層的上表面進行預表面處理，以形成第一粗糙表面。形成乾膜於部分第一粗糙表面上。移除被乾膜暴露出的導電材料層。
在本發明的一實施例中，上述線路層的線寬/線距為3.5密耳/4.25密耳。
在本發明的一實施例中，上述基板的厚度介於1.5毫米至4毫米之間。
基於上述，由於對線路層的表面進行表面處理後可以有效地降低其表面粗糙度，因此可以降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升本發明的硬式電路板的電性表現。
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。
本文所使用之方向用語（例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部）僅作為參看所繪圖式使用且不意欲暗示絕對定向。
除非另有明確說明，否則本文所述任何方法絕不意欲被解釋為要求按特定順序執行其步驟。
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。圖式中的層或區域的厚度、尺寸或大小會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼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1E是依照本發明的一實施例的硬式電路板在不同階段的製造過程中的剖面示意圖。在本實施例中，硬式電路板100的製造方法可以包括以下步驟。
請參照圖1A，提供基板110，其中基板110具有承載面110a。基板110可以是樹脂板、陶瓷板等硬性支撐板。然而，本發明不限制基板110的種類，基板110可以是其他適宜的硬性基板，只要前述的基板能夠於後續的製程中，具有足夠的強度以承載形成於其上的結構。換句話說，基板110不為軟性基板。在一本實施例中，基板110可以是厚板。舉例而言，基板110的厚度T可以介於1.5毫米(millimeter, mm)至4毫米之間，但本發明不限於此。
請繼續參照圖1A，於基板110上形成導電材料層12。導電材料層12可以全面地覆蓋於基板110的承載面110a。導電材料層12的材料可以是金屬、金屬合金或其組合。舉例而言，導電材料層12的材料可以是銅。導電材料層12的形成方法例如是沉積製程或電鍍製程。然而，本發明不限於此，導電材料層12可以是由適宜的導電材料與適宜的形成方法所形成。
請同時參照圖1A以及圖1B，形成導電材料層12後，對導電材料層12的上表面12a進行預表面處理，以形成具有第一粗糙表面S1的導電材料層122，其中第一粗糙表面S1的輪廓可以是凹凸結構。舉例而言，第一粗糙表面S1的輪廓可以為金字塔結構。第一粗糙表面S1可以具有朝遠離基板110的方向凸出的尖部R。
由於對導電材料層12的上表面12a進行預表面處理可以提高導電材料層12的表面粗糙度，因此導電材料層122的第一粗糙表面S1相較於預表面處理前導電材料層12的上表面12a而言可以具有較大的表面粗糙度，以提升後續形成乾膜130(如第1C圖)與導電材料層122之間的黏著力。在一實施例中，預表面處理例如是對導電材料層12進行表面粗化製程處理，其中粗化製程可以藉由適宜的方法進行，於此不再贅述。
請同時參照圖1C與圖1D，於部分第一粗糙表面S1上形成乾膜130，其中乾膜130可以是覆蓋在欲形成線路的導電材料層122上，並暴露出欲被移除的導電材料層122。接著，移除被乾膜130暴露出的導電材料層122，以形成線路層120。然後，可以移除乾膜130。移除乾膜130的方法例如是蝕刻製程。在一實施例中，線路層120可以具有較大的線寬/線距(Line/Space)，舉例而言。線路層120的線寬/線距可以為3.5密耳(mil)/4.25密耳，因此本發明的線路層120可以不為細線路，但本發明不限於此。
移除被乾膜130暴露出的導電材料層122的方法例如是對乾膜130進行圖案化製程，以形成線路層120，其中圖案化製程可以是曝光顯影製程。舉例而言，乾膜130的材料可以是正光阻，因此未被乾膜130覆蓋的曝光部分可被顯影液溶解而移除，而未被移除的導電材料層122形成線路層120，因此線路層120的表面可以具有與導電材料層122相同的表面粗糙度，換句話說，線路層120的表面也可以是第一粗糙表面S1。
在本實施例中，線路層120可以包括第一部分1201與第二部分1202，第一部分1201夾於第二部分1202與基板110之間，且相應地第二部分1202具有尖部R，因此第二部分1202的輪廓可以為金字塔結構，且第二部分1202具有高度H1。舉例而言，第一粗糙表面S1可以由多個波峰與波谷所構成的結構，尖部R可以是波峰的部分，而高度H1為波峰到波谷的距離。
請同時參照圖1D以及圖1E，形成線路層120後，對第一粗糙表面S1進行表面處理，以使線路層120具有第二粗糙表面S2，其中第二粗糙表面S2的輪廓與第一粗糙表面S1的輪廓不同，且第二粗糙表面S2的表面粗糙度與第一粗糙表面S1的表面粗糙度不同。舉例而言，第二粗糙表面S2的輪廓為梯形結構，且第二粗糙表面S2的表面粗糙度小於第一粗糙表面S1的表面粗糙度。由於對線路層120的表面進行表面處理後可以有效地降低其表面粗糙度，因此可以降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升硬式電路板100的電性表現。
在一實施例中，例如是以輕微蝕製程進行表面處理，因此可以僅移除部分的線路層120。舉例而言，對線路層120進行表面處理以移除第二部分1202的尖部R並形成平坦部P，其中線路層120進行表面處理後第二部分1202的高度H2小於線路層120進行表面處理前第二部分1202的高度H1，而進行表面處理後第一部分1201的高度實質上等於進行表面處理前第一部分1201的高度。換句話說，線路層120進行表面處理後僅會移除第二部分1202的尖部R，使第二部分1202的頂部趨於平坦，而不會向下移除至第一部分1201。
在一實施例中，輕微蝕製程可以為酸性蝕刻，由於酸性蝕刻相較於鹼性蝕刻而言咬蝕能力較弱，因此可以僅移除第二部分1202的尖部R，使第二部分1202的頂部趨於平坦，以有效地控制線路層120的表面粗糙度，而不會向下移除至第一部分1201，即不會完全移除線路層120。在一實施例中，酸性蝕刻可以使用硫酸、雙氧水或其組合。在一實施例中，酸性蝕刻的咬蝕量例如是0.7微米(micrometer, μm)，但本發明不限於此。
經過上述製程後即可大致上完成本實施例之硬式電路板100的製作。硬式電路板100的製造方法至少包括以下步驟。提供基板110。基板110具有承載面110a。線路層120形成於承載面110a上，其中線路層120具有第一粗糙表面S1，第一粗糙表面S1的輪廓為的金字塔結構。對第一粗糙表面S1進行表面處理，以使線路層120具有第二粗糙表面S2，其中第二粗糙表面S2的輪廓為的梯形結構，且第二粗糙表面S2的表面粗糙度小於第一粗糙表面S1的表面粗糙度。
由於對線路層120的表面進行表面處理後可以有效地降低其表面粗糙度，因此可以降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升硬式電路板100的電性表現。應說明的是，硬式電路板100可以是多層電路板，舉例而言，硬式電路板100的層數可以介於8層至40層，但本發明不限於此，硬式電路板100的層數可以視實際設計需求而定。
圖2A為圖1B的第一粗糙表面之掃描式電子顯微鏡(SEM)的照片。圖2B為圖1E的第二粗糙表面之掃描式電子顯微鏡(SEM)的照片。請同時參照圖2A與圖2B，由SEM的檢測結果可知，如圖2A所示，第一粗糙表面S1的表面粗糙度(Ra)為約0.194微米，表面粗糙度(Rz)為約1.404微米，而如圖2B所示，第二粗糙表面S2的表面粗糙度(Ra)為約0.164微米，表面粗糙度(Rz)為約1.141微米，因此從圖2A以及圖2B的結果可以看出線路層120的表面進行表面處理後可以有效地降低其表面粗糙度。
圖3為本發明的一實施例的傳輸損耗特性圖。請參照圖3，圖3的結果顯示在頻率為4GHz、8GHz、12GHz位置時，線路層120的表面進行表面處理後的情況下的傳輸損耗依序為-0.2906(dB/inch)、-0.4577(dB/inch)、-0.6(dB/inch)，而線路層120的表面進行表面處理前的情況下的的傳輸損耗依序為-0.3139(dB/inch)、-0.5077(dB/inch)、-0.6947(dB/inch)，因此從圖3的結果可以看出線路層120的表面進行表面處理後的情況下的傳輸損耗小於線路層120的表面進行表面處理前的情況下的傳輸損耗，傳輸損耗縮減的比例約為13%，因此線路層120的表面進行表面處理後可以降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升硬式電路板100的電性表現。
綜上所述，由於對線路層的表面進行表面處理後可以有效地降低其表面粗糙度，因此可以降低電子訊號的傳輸損耗提升電子訊號傳輸能力，進而提升本發明的硬式電路板的電性表現。此外，可以以輕微蝕製程進行表面處理，且輕微蝕製程可以為酸性蝕刻，因此可以僅移除部分的線路層，使線路層的頂部趨於平坦，以有效地控制線路層的表面粗糙度，而不會完全移除線路層。
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。
12、122:導電材料層 12a:上表面 100:硬式電路板 110:基板 110a:承載面 120:線路層 1201:第一部分 1202:第二部分 130:乾膜 H1、H2:高度 S1:第一粗糙表面 S2:第二粗糙表面 P:平坦部 R:尖部
圖1A至圖1E是依照本發明的一實施例的硬式電路板在不同階段的製造過程中的剖面示意圖。 圖2A為圖1B的第一粗糙表面之掃描式電子顯微鏡(SEM)的照片。 圖2B為圖1E的第二粗糙表面之掃描式電子顯微鏡(SEM)的照片。 圖3為本發明的一實施例的傳輸損耗特性圖。
100:硬式電路板
110:基板
110a:承載面
120:線路層
1201:第一部分
1202:第二部分
H2:高度
S2:第二粗糙表面
P:平坦部

Claims (10)

  1. 一種硬式電路板的製造方法，包括： 提供基板，所述基板具有承載面； 形成線路層於所述承載面上，其中所述線路層具有第一粗糙表面，所述第一粗糙表面的輪廓為金字塔結構；以及 對所述第一粗糙表面進行表面處理，以使所述線路層具有第二粗糙表面，其中所述第二粗糙表面的輪廓為梯形結構，且所述第二粗糙表面的表面粗糙度小於所述第一粗糙表面的表面粗糙度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的硬式電路板的製造方法，其中以輕微蝕製程進行所述表面處理。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的硬式電路板的製造方法，其中所述輕微蝕製程為酸性蝕刻。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的硬式電路板的製造方法，其中所述酸性蝕刻使用硫酸、雙氧水或其組合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的硬式電路板的製造方法，其中所述線路層包括第一部分與第二部分，所述第一部分夾於所述第二部分與所述基板之間，且進行所述表面處理後所述第二部分的高度小於進行所述表面處理前所述第二部分的高度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的硬式電路板的製造方法，其中進行所述表面處理以移除所述第二部分的尖部。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的硬式電路板的製造方法，其中進行所述表面處理後所述第一部分的高度實質上等於進行所述表面處理前所述第一部分的高度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的硬式電路板的製造方法，其中形成所述線路層的步驟包括： 形成導電材料層於所述基板上； 對所述導電材料層的上表面進行預表面處理，以形成所述第一粗糙表面； 形成乾膜於部分所述第一粗糙表面上；以及 移除被所述乾膜暴露出的所述導電材料層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的硬式電路板的製造方法，其中所述線路層的線寬/線距為3.5密耳/4.25密耳。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的硬式電路板的製造方法，其中所述基板的厚度介於1.5毫米至4毫米之間。
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