TWI785856B - 避免翹曲的線路板結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明一種避免翹曲的線路板結構，該線路板結構包含一第一線路層、一第一介電層及一第二線路層。線路板結構製作方法主要係令第一介電層覆蓋第一線路層，且在第一介電層中形成一第一盲孔及一第一圖案化溝槽，第一線路層露出於該第一盲孔中，第一圖案化溝槽在第一線路層間貫穿第一介電層；第二線路層設置於第一介電層上及第一盲孔中，以電性連接第一線路層；第一圖案化溝槽形成第一介電層中的鏤空空間，當第一介電層因烘烤固化或溫差導致體積收縮時，第一圖案化溝槽供釋放應力，進而避免線路板結構整體產生翹曲形變，提升線路板結構的穩定度。

Description

避免翹曲的線路板結構及其製作方法

一種線路板及其製作方法，尤指一種避免翹曲的線路板及其製作方法。

多層線路結構一般而言係由一基板為基底，並在該基板上重複設置線路層以及設置介電材料層的步驟所完成的。其中，在完成一下層介電材料層及下層線路層設置後，一上層介電材料層係以塗佈的方式覆蓋整個下層線路層及露出的下層介電材料層表面，並在完成塗佈後進行固化程序使其固著。基於不同線路板應用場域及設計不同，介電材料層的組成通常複雜且多元，其材料在固化會產生不同的體積收縮比率，體積收縮程度會使得最終線路板成品產生翹曲。由於介電材料的體積收縮並非均勻的，會受到壓力、溫度與熟化度的影響而產生不同的翹曲度與殘留應力，現有技術仍難以有效預測或控制，繼而導致線路板結構不穩定。若該線路板係用於一封裝基板，在完成線路結構的設置，並在最外層的線路層上連接晶粒後，還須在最外層覆蓋封裝材料以包覆線路結構及晶粒，該封裝材料與介電材料層成分不同，也會在固化時產生不同的體積收縮比率，進而導致無法預測的翹曲程度。

因此，針對線路層結構難以預測或控制的翹曲程度及應力問題，現有技術勢必須進一步進行改良。

有鑑於現有的線路板結構在材料固化或後續製程的溫度變化過程中，容易因材料體積收縮程度不同導致線路板成品發生翹曲或殘留應力，的本發明提供一種避免翹曲的線路板結構，包含：一第一線路層；一第一介電層，覆蓋該第一線路層，具有一第一盲孔及一第一圖案化溝槽，該第一線路層露出於該第一盲孔中，該第一圖案化溝槽在該第一線路層的線路之間貫穿該第一介電層；一第二線路層，設置於該第一介電層上及該第一盲孔中，且在該第一盲孔中電性連接該第一線路層。

在本發明的一實施例中，該避免翹曲的線路板結構進一步包含一載板；其中，該第一線路層及該第一介電層係設置於該載板的上表面，該載板的上表面露出於第一圖案化溝槽中。

在本發明的一實施例中，該避免翹曲的線路板結構進一步包含一封裝材料層，覆蓋於該第二線路層及該第一介電層上且填入該第一圖案化溝槽中。

在本發明的一實施例中，該第一介電層定義有一第一溝槽區及一第一線路設置區，且該第一圖案化溝槽係位於該第一溝槽區中，該第一盲孔位於該第一線路設置區中，而該第二線路層係設置於該第一線路設置區中的該第一介電層上及第一盲孔中。

在本發明的一實施例中，該避免翹曲的線路板結構進一步包含一第二介電層，設置於該第一介電層上，覆蓋該第二線路層且填入該第一圖案化溝槽中，具有一第二盲孔及一第二圖案化溝槽，該第二線路層露出於該第二盲孔中，該第二圖案化溝槽在該第二線路層的線路之間貫穿該第二介電層，且連通並貫穿該第一圖案化溝槽；一第三線路層，設置於該第二介電層上及該第二盲孔中，且在該第二盲孔中電性連接該第二線路層。

在本發明的一實施例中，該避免翹曲的線路板結構進一步包含一晶片元件，設置於該第三線路層上，電性連接該第三線路層；一封裝材料層，設置於該第二介電層上，覆蓋該第三線路層、該晶片元件，且填入該第二圖案化溝槽中。

在本發明的一實施例中，該第二介電層定義有一第二溝槽區及一第二線路設置區，且該第二圖案化溝槽係位於該第二溝槽區中，該第二盲孔位於該第二線路設置區中，而該第三線路層係設置於該第二線路設置區中的該第二介電層上及第二盲孔中。

本發明還提供一種避免翹曲的線路板結構製作方法，包含以下步驟：設置一第一線路層；設置一第一介電層，該第一介電層覆蓋該第一線路層；圖案化該第一介電層，在該第一介電層中形成一第一盲孔及一第一圖案化溝槽；其中，該第一線路層露出於該第一盲孔中，該第一圖案化溝槽在該第一線路層的線路之間貫穿該第一介電層；在該圖案化的第一介電層上及該第一盲孔中設置一第二線路層，使得該第二線路層在該第一盲孔中電性連接該第一線路層。

在本發明的一實施例中，避免翹曲的線路板結構製作方法更包含以下步驟：準備一載板，該載板具有一上表面；其中，該第一線路層及該第一介電層係設置於該載板的上表面，該載板的上表面露出於該第一圖案化溝槽中。

在本發明的一實施例中，圖案化該第一介電層，在該第一介電層中形成一第一盲孔及一第一圖案化溝槽的步驟中，係包含以下步驟：定義該第一介電層上的一第一溝槽區及一第一線路設置區；移除該第一溝槽區中的第一介電層以形成該第一圖案化溝槽，且在該第一線路設置區中形成該第一盲 孔；且在該第一介電層上及該第一盲孔中設置該第二線路層的步驟中，係在該第一線路設置區內形成該第二線路層。

在本發明的一實施例中，避免翹曲的線路板結構製作方法中，更包含以下步驟：在該第二線路層上設置一第二介電層，該第二介電層覆蓋該第二線路層，且填入該第一介電層的第一圖案化溝槽中；圖案化該第二介電層，在該第二介電層中形成一第二盲孔及一第二圖案化溝槽，該第二線路層露出於該第二盲孔中，且該第二圖案化溝槽在該第二線路層的線路之間貫穿該第二介電層，且連通該第一圖案化溝槽，在該第一線路層的線路之間貫穿該第一介電層；在該第二介電層上及該第二盲孔中設置一第三線路層，該第三線路層在該第二盲孔中電性連接該第二線路層。

在本發明的一實施例中，避免翹曲的線路板結構製作方法中，更包含以下步驟：在該第三線路層上設置一晶片元件，該晶片元件電性連接該第三線路層；在該第三線路層上設置一封裝材料層，該封裝材料層覆蓋該晶片元件及該第三線路層，且使得該封裝材料層填入該第二圖案化溝槽中。

在本發明的一實施例中，當進行圖案化該第二介電層的步驟時，該第二圖案化溝槽還使得第二線路層的部分表面露出於該第二圖案化溝槽中。

在本發明的一實施例中，當進行圖案化該第二介電層的步驟時，更包含以下步驟：定義該第二介電層上的一第二溝槽區及一第二線路設置區；移除該第二溝槽區中的第二介電層以形成該第二圖案化溝槽，且在該第二線路設置區中形成該第二盲孔；且在該第二介電層上及該第二盲孔中設置一第三線路層的步驟中，係在該第二線路設置區內形成該第三線路層。

本發明主要係在進行線路增層程序中，對介電層進行圖案化程序時，除了形成連通第一線路層，以供第二線路層電連接第一線路層的第一盲 孔，還形成第一圖案化溝槽，該第一圖案化溝槽係移除多餘的第一介電層材料而直接連通載板的表面，使得載板露出於該第一圖案化溝槽中。做為該第一介電層在烘烤固化程序中提供該第一圖案化溝槽兩邊的介電層的材料收縮膨脹的空間，釋放多餘的應力。當進一步設置第二介電層時，該第二介電層會先填入該第一圖案化溝槽中，然後在圖案化程序形成第二介電層的第二圖案化溝槽時，該第二圖案化溝槽還貫穿在第一圖案化溝槽中的該第二介電層，而再次形成整體介電材料中的一鏤空區域，在第二介電層進行烘烤固化時，再次提供第二介電層的材料收縮膨脹的空間，並釋放收縮應力。

相較習知技術中的介電層為一緊密的整體，本發明的線路板結構在設置每一介電層時，皆在該圖案化溝槽中形成一貫穿一或多層介電層的鏤空區域，在每一介電層烘烤固化時皆達到在鏤空區域釋放收縮應力的效果，進而確保完成線路板結構整體後改善線路板結構翹曲的目的。

10:載板

101:上表面

11:基板

12:離型膜

20:第一線路層

30:第一介電層

301:第一線路設置區

302:第一溝槽區

31:第一盲孔

32:第一圖案化溝槽

40:第二線路層

50:第二介電層

501:第二線路設置區

502:第二溝槽區

51:第二盲孔

52:第二圖案化溝槽

60:第三線路層

70:晶片元件

80:封裝材料層

圖1A製圖1J係本發明避免翹曲的線路板結構製作方法的製作流程剖面示意圖。

圖2A是本發明避免翹曲的線路板結構的一外觀俯視平面示意圖。

圖2B是本發明避免翹曲的線路板結構的一外觀立體示意圖。

本發明的避免翹曲的線路板結構製作方法的詳細步驟說明如下。

請參閱圖1A所示，首先提供一載板10，該載板10具有一上表面101，並在該載板10的上表面101上設置一第一線路層20，該第一線路層20包含 有複數線路。該載板10例如包含一基板11及一離型膜12(Release Film)，該載板10的上表面101例如是該離型膜12的一表面。該基板11例如是一玻璃基板。在一實施例中，在完成線路板結構之製程後，該載板10中的基板11可以通過分離該離型膜12移除。

請參閱圖1B所示，在該載板10的上表面101設置一第一介電層30，該第一介電層30覆蓋該第一線路層20。該第一介電層30例如是一濕式感光性介電材料，並以塗佈程序設置於該載板10的上表面101並覆蓋該第一線路層20。

請參閱圖1C所示，圖案化該第一介電層30，在該第一介電層30中形成一第一盲孔31及一第一圖案化溝槽32。其中，該第一線路層20露出於該第一盲孔31中，該第一圖案化溝槽32在該第一線路層20的線路之間貫穿該第一介電層30，以使得載板10的上表面101露出於該第一圖案化溝槽32中。

在一實施例中，該第一介電層30上係定義有第一線路設置區301及一第一溝槽區302。其中，該第一線路設置區301的形狀是根據後續要設置的第二線路層40的一線路形狀決定的，而第一線路設置區301之外的區塊即為該第一溝槽區302。該第一圖案化溝槽32係通過移除該第一溝槽區302中的第一介電層30形成的，該第一盲孔31則是在該第一線路設置區301中的指定位置形成，以供第二線路從電性連接該第一線路層20。

在一實施例中，圖案化該第一介電層30的步驟係通過在該第一介電層30上設置圖案化光阻、並對該第一介電層30進行曝光、顯影等微影製程之步驟完成。較佳的，在完成圖案化該第一介電層30的步驟後，還對該第一介電層30進行烘烤固化程序，以使得該第一介電層30固著。由於該第一介電層30有該貫穿第一介電層30的第一圖案化溝槽32，當進行第一介電層30的烘烤固化 程序時，第一介電層30的收縮應力可由該第一圖案化溝槽32釋放，而不會殘留在載板10上或在完成線路板並移除載板10後發生形變翹曲。

接著，請參閱圖1D所示，在該第一介電層30上及該第一盲孔31中設置第二線路層40，使得該第二線路層40在該第一盲孔31中電性連接該第一線路層20，該第二線路層40包含有複數線路。其中，該第二線路層40係設置於該第一線路設置區301中，即該第一介電層30的表面上及第一盲孔31中。

在一實施例中，當該第二線路層40是該線路板的表面線路層，完成該第二線路層40的設置後，即可完成線路板的封裝程序，例如在該第二線路層40連接晶片元件70如LED(Light Emitting Diode)晶粒等，以及在該第一介電層30、第二線路層40上覆蓋封裝材料層，該封裝材料層會填入第一圖案化溝槽32中而被設置於該第一介電層30中。

在另一實施例中，完成該第二線路層40的設置後，還可進一步進行線路增層步驟。更詳細的說，請參閱圖1E所示，在該第一介電層30上設置一第二介電層50，該第二介電層50覆蓋該第二線路層40，且填入該第一介電層30的第一圖案化溝槽32中。該第二介電層50例如是一濕式感光性介電材料，並以塗佈程序設置於該第一介電層30的上表面101並分佈於該第一圖案化溝槽32中。

請參閱圖1F所示，圖案化該第二介電層50，在該第二介電層50中形成一第二盲孔51及一第二圖案化溝槽52，該第二線路層40露出於該第二盲孔51中，且該第二圖案化溝槽52在該第二線路層40的線路之間貫穿該第二介電層50，且連通並貫穿該第一圖案化溝槽32，使得載板10的上表面101露出於第二圖案化溝槽52中。

在一實施例中，該第二介電層50上定義有一第二線路設置區501及一第二溝槽區502，在圖案化該第二介電層50時，該第二圖案化溝槽52係通 過移除該第二溝槽區502中的第二介電層50形成的，該第二盲孔51是在該第二線路設置區501中的指定位置形成。在一實施例中，圖案化該第二介電層50的步驟係通過在該第二介電層50上設置圖案化光阻、並對該第二介電層50進行曝光、顯影等微影製程之步驟完成，並且在完成圖案化該第二介電層50的步驟後，還對該第二介電層50進行烘烤固化程序，以使得該第二介電層50固著。其中，該第二介電層50填入該第一介電層30的圖案化溝槽的部分，係在曝光顯影等製程中被部分或全部地移除，進而使得該第二圖案化溝槽52連通並貫穿第一圖案化溝槽32。

請一併參閱圖1G所示，在一實施例中，該第二線路設置區501的形狀係根據該第三線路層60的一線路形狀而定義的。也就是說，該第二線路設置區501僅保留需要設置第三線路層60的位置，其餘不須設置線路的區域均定義為第二溝槽區502，因此該第二圖案化溝槽52在該載板10的上表面101的一投影區域可以局部與該第二線路層40或第一圖案化溝槽32在該載板10的上表面101的一投影區域重疊。其中，該第二溝槽區502中的第二介電層50均被移除而貫穿該第二介電層50，露出下方的第二線路層40及連通第一溝槽區302中的載板10的上表面101。因此，在一實施例中，該第二圖案化溝槽52還使得第二線路層40的部分表面露出於該第二圖案化溝槽52中。較佳的，該第二線路設置區501係較該第三線路層60的形狀稍寬，以確保第三線路層60的設置穩定。

請參閱圖1G所示，在該第二介電層50上及該第二盲孔51中設置一第三線路層60，該第三線路層60在第二盲孔51中電性連接第二線路層40。在一實施例中，該第三線路層60是該線路板結構的表面線路層，則已完成該線路板的線路結構設置。

請參閱圖1H及圖1I所示，則進一步在該第三線路層60上設置晶片元件70，該晶片元件70電性連接該第三線路層60。接著進行封裝程序，在該 第三線路層60上設置一封裝材料層80，該封裝材料80填入該第二圖案化溝槽52中。

由於該第二圖案化溝槽52貫穿該第二介電層50，且因連通該第一圖案化溝槽32而貫穿該第一介電層30，該封裝材料80從會由該第二圖案化溝槽52、第一圖案化溝槽32填入至載板10的上表面101。在本發明中，該封裝材料層不僅覆蓋該表層線路層及介電層，還填入線路結構的介電層之間，進而達到降低整個封裝後線路板結構的翹曲程度之目的。

最後請參閱圖1J所示，在該線路板結構完成晶片元件70設置後，進行單元切割，將完成封裝的晶片封裝線路板結構與其他部分分離。

此外，根據該晶片封裝線路板結構的結構，如前所述，該載板中的玻璃基板可以由該離型膜的另一表面分離，惟本發明不以此為限。

請參閱圖2A及圖2B所示，本發明藉由在形成各該線路層結構中的第一介電層30、第二介電層50時，通過形成第一介電層30中的第一圖案化溝槽32及第二介電層50中的第二圖案化溝槽52，僅保留最低限度足以設置上方第二線路層40、第三線路層50的介電層區塊，而第一溝槽區302、第二溝槽區502中均分別挖空形成溝槽，最大程度的降低介電層材料在烘烤固化，或後續製程中受到溫差而熱漲冷縮時發生的翹曲，避免在整體線路板結構中殘留收縮應力，提升後續連接晶片元件70時的良率以及完成封裝後線路板成品的整體結構穩定度。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本 發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10:載板

101:上表面

11:基板

12:離型膜

20:第一線路層

30:第一介電層

32:第一圖案化溝槽

40:第二線路層

50:第二介電層

51:第二盲孔

52:第二圖案化溝槽

60:第三線路層

70:晶片元件

80:封裝材料層

Claims (14)

1. 一種避免翹曲的線路板結構，包含：一第一線路層；一第一介電層，覆蓋該第一線路層，具有一第一盲孔及一第一圖案化溝槽，該第一線路層露出於該第一盲孔中，該第一圖案化溝槽在該第一線路層的線路之間貫穿該第一介電層；一第二線路層，設置於該第一介電層上及該第一盲孔中，且在該第一盲孔中電性連接該第一線路層。
2. 如請求項1所述的避免翹曲的線路板結構，進一步包含：一載板；其中，該第一線路層及該第一介電層係設置於該載板的上表面，該載板的上表面露出於第一圖案化溝槽中。
3. 如請求項1所述的避免翹曲的線路板結構，進一步包含：一封裝材料層，覆蓋於該第二線路層及該第一介電層上且填入該第一圖案化溝槽中。
4. 如請求項1所述的避免翹曲的線路板結構，其中，該第一介電層定義有一第一溝槽區及一第一線路設置區，且該第一圖案化溝槽係位於該第一溝槽區中，該第一盲孔位於該第一線路設置區中，而該第二線路層係設置於該第一線路設置區中的該第一介電層上及第一盲孔中。
5. 如請求項1所述的避免翹曲的線路板結構，進一步包含：一第二介電層，設置於該第一介電層上，覆蓋該第二線路層且填入該第一圖案化溝槽中，具有一第二盲孔及一第二圖案化溝槽，該第二線路層露出於該第二盲孔中，該第二圖案化溝槽在該第二線路層的線路之間貫穿該第二介電層，且連通並貫穿該第一圖案化溝槽； 一第三線路層，設置於該第二介電層上及該第二盲孔中，且在該第二盲孔中電性連接該第二線路層。
6. 如請求項5所述的避免翹曲的線路板結構，進一步包含：一晶片元件，設置於該第三線路層上，電性連接該第三線路層；一封裝材料層，設置於該第二介電層上，覆蓋該第三線路層、該晶片元件，且填入該第二圖案化溝槽中。
7. 如請求項5所述的避免翹曲的線路板結構，其中，該第二介電層定義有一第二溝槽區及一第二線路設置區，且該第二圖案化溝槽係位於該第二溝槽區中，該第二盲孔位於該第二線路設置區中，而該第三線路層係設置於該第二線路設置區中的該第二介電層上及第二盲孔中。
8. 一種避免翹曲的線路板結構製作方法，包含以下步驟：設置一第一線路層；設置一第一介電層，該第一介電層覆蓋該第一線路層；圖案化該第一介電層，在該第一介電層中形成一第一盲孔及一第一圖案化溝槽；其中，該第一線路層露出於該第一盲孔中，該第一圖案化溝槽在該第一線路層的線路之間貫穿該第一介電層；在該圖案化的第一介電層上及該第一盲孔中設置一第二線路層，使得該第二線路層在該第一盲孔中電性連接該第一線路層。
9. 如請求項8所述的避免翹曲的線路板結構製作方法，更包含以下步驟：準備一載板，該載板具有一上表面；其中，該第一線路層及該第一介電層係設置於該載板的上表面，該載板的上表面露出於該第一圖案化溝槽中。
10. 如請求項8所述的避免翹曲的線路板結構製作方法，其中，圖案化該第一介電層，在該第一介電層中形成一第一盲孔及一第一圖案化溝槽的步驟中，係包含以下步驟：定義該第一介電層上的一第一溝槽區及一第一線路設置區；移除該第一溝槽區中的第一介電層以形成該第一圖案化溝槽，且在該第一線路設置區中形成該第一盲孔；且在該第一介電層上及該第一盲孔中設置該第二線路層的步驟中，係在該第一線路設置區內形成該第二線路層。
11. 如請求項8所述的避免翹曲的線路板結構製作方法，進一步包含以下步驟：在該第二線路層上設置一第二介電層，該第二介電層覆蓋該第二線路層，且填入該第一介電層的第一圖案化溝槽中；圖案化該第二介電層，在該第二介電層中形成一第二盲孔及一第二圖案化溝槽，該第二線路層露出於該第二盲孔中，且該第二圖案化溝槽在該第二線路層間貫穿該第二介電層，且連通該第一圖案化溝槽，在該第一線路層的線路之間貫穿該第一介電層；在該第二介電層上及該第二盲孔中設置一第三線路層，該第三線路層在該第二盲孔中電性連接該第二線路層。
12. 如請求項11所述的避免翹曲的線路板結構製作方法，進一步包含以下步驟：在該第三線路層上設置一晶片元件，該晶片元件電性連接該第三線路層；在該第三線路層上設置一封裝材料層，且使得該封裝材料層填入該第二圖案化溝槽中。
13. 如請求項11所述的避免翹曲的線路板結構製作方法，其中，當進行圖案化該第二介電層的步驟時，該第二圖案化溝槽還使得第二線路層部分表面露出於該第二圖案化溝槽中。
14. 如請求項11所述的避免翹曲的線路板結構製作方法，其中，圖案化該第二介電層的步驟中，更包含以下步驟：定義該第二介電層上的一第二溝槽區及一第二線路設置區；移除該第二溝槽區中的第二介電層以形成該第二圖案化溝槽，且在該第二線路設置區中形成該第二盲孔；且在該第二介電層上及該第二盲孔中設置一第三線路層的步驟中，係在該第二線路設置區內形成該第三線路層。

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