TWI785868B - 線路基板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種線路基板包括具有第一開口的第一絕緣層、具有第二開口的第二絕緣層、高頻線路層、第一線路層、第二線路層以及多個導電柱。高頻線路層夾置在第一絕緣層與第二絕緣層之間,並包括高頻走線。第一開口與第二開口分別暴露高頻走線的兩側。高頻走線具有未被第一絕緣層與第二絕緣層覆蓋的光滑面,其粗糙度介於0.1微米至2微米之間。第一絕緣層與第二絕緣層皆位在第一線路層與第二線路層之間。這些導電柱配置在第二絕緣層中,並連接高頻走線。
Description
本發明是有關於一種線路基板及其製造方法,且特別是有關於一種適合傳遞高頻訊號的線路基板及其製造方法。
現今的通訊裝置,例如智慧手機與平板電腦,所使用的頻率越來越高,以至於通訊裝置所傳輸的高頻訊號容易受到介質損耗的影響而出現顯著的衰減。為了降低介質損耗的影響,通訊裝置內的線路板通常會採用低相對介電常數(low relative permittivity)材料來製成絕緣層,其中上述低相對介電常數材料通常是液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer,LCP)或鐵氟龍(Teflon)。然而,液晶高分子聚合物與鐵氟龍兩者的相對介電常數仍很難滿足目前通訊裝置的高頻需求。
本發明至少一實施例提供一種線路基板,其所包括的高頻走線適合傳輸高頻訊號。
本發明至少一實施例提供一種線路基板的製造方法,以製造上述線路基板。
本發明至少一實施例所提出的線路基板包括第一絕緣層、第一導電層、第二絕緣層、第二導電層、高頻線路層、第一線路層、第二線路層以及多個導電柱。第一絕緣層具有第一開口。第一導電層形成在第一開口的孔壁上。第二絕緣層具有一第二開口。第二導電層形成在第二開口的孔壁上。高頻線路層夾置在第一絕緣層與第二絕緣層之間,其中高頻線路層包括高頻走線。高頻走線具有第一表面以及相對第一表面的第二表面。第一開口暴露第一表面,而第二開口暴露第二表面。第一表面具有未被第一絕緣層覆蓋的第一光滑面,而第二表面具有未被第二絕緣層覆蓋的第二光滑面,其中第一光滑面與第二光滑面兩者的粗糙度介於0.1微米至2微米之間。第一線路層包括第一回訊層,而第二線路層包括第二回訊層與訊號線路層。訊號線路層位在第二回訊層周圍,其中第一絕緣層與第二絕緣層皆位在第一線路層與第二線路層之間。第一開口與第二開口位在第一回訊層與第二回訊層之間,並形成中空空腔。高頻走線位在中空空腔內,而高頻走線、第一回訊層與第二回訊層彼此重疊且不接觸。這些導電柱配置在第二絕緣層中,其中這些導電柱連接高頻走線與訊號線路層,不電性連接第二回訊層。
在本發明至少一實施例中,上述第一回訊層具有面向第一光滑面的第一亮面,而第二回訊層具有面向第二光滑面的第二亮面,其中第一亮面與第二亮面兩者粗糙度介於0.5微米至2微米之間。
在本發明至少一實施例中,上述線路基板還包括第三絕緣層、第四絕緣層、第三線路層與第四線路層。第三絕緣層覆蓋第一線路層。第四絕緣層覆蓋第二線路層,其中第一線路層與第二線路層皆位在第三絕緣層與第四絕緣層之間。第三絕緣層與第四絕緣層皆位在第三線路層與第四線路層之間。
在本發明至少一實施例中,上述第一回訊層具有第一亮面(first glossy surface)與第一毛面(first matte surface)。第一亮面面向第一光滑面。第一毛面相對第一亮面,並直接接觸第三絕緣層。第二回訊層具有第二亮面與第二毛面。第二亮面面向第二光滑面。第二毛面相對第二亮面,並直接接觸第四絕緣層。
在本發明至少一實施例中,上述線路基板還包括多個屏蔽導電柱。這些屏蔽導電柱貫穿第一絕緣層與第二絕緣層,並連接第一線路層與第二線路層,其中這些屏蔽導電柱位在第一開口與第二開口的周圍,並且不電性連接高頻走線。
在本發明至少一實施例中,上述第一絕緣層包括多個第一支撐柱與第一周邊層。這些第一支撐柱配置在第一表面上,並位在第一開口內,其中這些第一支撐柱位在高頻走線與第一回訊層之間。第一周邊層配置在高頻線路層上,並圍繞這些第一支撐柱,其中第一周邊層與這些第一支撐柱彼此分離,且第一周邊層不覆蓋高頻走線。
在本發明至少一實施例中,這些第一支撐柱的材料不同於第一周邊層的材料。
在本發明至少一實施例中,這些第一支撐柱之間的間距(pitch)彼此相等。
在本發明至少一實施例中,上述第二絕緣層包括多個第二支撐柱與第二周邊層。這些第二支撐柱配置在第二表面上,並位在第二開口內,其中這些第二支撐柱位在高頻走線與第二回訊層之間,而這些導電柱分別位於至少兩個第二支撐柱中。第二周邊層,配置在高頻線路層上,並圍繞這些第二支撐柱。第二周邊層與這些第二支撐柱彼此分離,且第二周邊層不覆蓋高頻走線,其中高頻線路層位在第一周邊層與第二周邊層之間。
在本發明至少一實施例中,這些第二支撐柱的材料不同於第二周邊層的材料。
在本發明至少一實施例中,這些第一支撐柱分別與這些第二支撐柱重疊。
在本發明至少一實施例中,這些第二支撐柱之間的間距彼此相等。
在本發明至少一實施例中,上述第一導電層與第二導電層兩者材料不同於第一線路層與第二線路層兩者材料。
在本發明至少一實施例中,上述高頻線路層還包括周邊金屬層。周邊金屬層圍繞高頻走線,其中高頻走線不電性連接周邊金屬層。
在本發明至少一實施例中,上述周邊金屬層包括兩金屬線。高頻走線位在這些金屬線之間,且高頻走線與這些金屬線彼此並列。
本發明至少一實施例所提出的線路基板的製造方法包括以下步驟。形成高頻線路層,其包括高頻走線,其中高頻走線具有第一表面以及相對第一表面的第二表面。形成具有第一開口的第一絕緣層以及具有第二開口的第二絕緣層。在第一開口的孔壁上形成第一導電層,以及在第二開口的孔壁上形成第二導電層。配置第一絕緣層於高頻線路層上,其中第一開口暴露第一表面。第一表面具有未被第一絕緣層覆蓋的第一光滑面,其粗糙度介於0.1微米至2微米之間。配置第二絕緣層於高頻線路層上,其中第二開口暴露第二表面。第二表面具有未被第二絕緣層覆蓋的第二光滑面,其粗糙度介於0.1微米至2微米之間。之後,在第一絕緣層上形成第一線路層,其包括第一回訊層。在第二絕緣層上形成第二線路層,其包括第二回訊層。第一開口與第二開口位在第一回訊層與第二回訊層之間,並形成中空空腔,其中高頻走線位在中空空腔內,而高頻走線、第一回訊層與第二回訊層彼此重疊且不接觸。
在本發明至少一實施例中,形成高頻線路層的步驟包括提供金屬複合基板,其包括金屬層、支撐板以及位於金屬層與支撐板之間的離型層。之後,圖案化金屬層。
在本發明至少一實施例中,形成第一絕緣層與第二絕緣層其中至少一者的步驟包括提供絕緣複合基板,其包括絕緣層、支撐板以及位於絕緣層與支撐板之間的離型層。之後,圖案化絕緣層。
在本發明至少一實施例中,形成第一導電層與第二導電層的方法包括無電電鍍。
在本發明至少一實施例中,形成第一絕緣層的步驟包括提供絕緣層堆疊基板,其包括多個絕緣層與多個離型層,其中這些絕緣層與這些離型層彼此交錯地堆疊,而這些絕緣層位於其中兩個離型層之間。之後,在絕緣層堆疊基板中形成開槽,其中開槽是貫穿這些絕緣層與這些離型層而成。在形成開槽之後,移除這些離型層與部分這些絕緣層,並保留其中一層絕緣層,以形成第一周邊層,其中第一周邊層具有第一開口。之後,在第一開口內填滿第一介電材料。之後,圖案化第一介電材料。
在本發明至少一實施例中,在圖案化介電材料之前,在第一介電材料上形成高頻線路層。
在本發明至少一實施例中,形成第二絕緣層的步驟包括形成第二周邊層於高頻線路層上,其中第二周邊層具有第二開口。之後,在第二開口內填滿第二介電材料。之後,圖案化第二介電材料。
在本發明至少一實施例中,形成第一導電層的步驟包括形成金屬層於開槽的槽壁上。在形成金屬層之後,移除部分金屬層。
在本發明至少一實施例中,移除部分金屬層、這些離型層與部分這些絕緣層,並保留其中一層絕緣層的步驟包括在形成金屬層之後,移除最外面的兩層離型層,並保留這些絕緣層與至少一層離型層,其中離型層位在其中兩層絕緣層之間。在移除最外面的兩層離型層之後,將這些絕緣層與至少一層離型層配置在承載板上。在這些絕緣層與至少一層離型層配置在承載板上之後,移除至少一層絕緣層與離型層,並保留其中一層絕緣層。
基於上述,由於高頻走線位在中空空腔內,而中空空腔內可存有空氣,其具有比液晶高分子聚合物(LCP)與鐵氟龍更低的相對介電常數(空氣的相對介電常數約為1),因而能減少介質損耗,降低因介質損耗所造成的高頻訊號衰減,以提升線路基板的訊號傳輸品質。
在以下的內文中,為了清楚呈現本案的技術特徵,圖式中的元件(例如層、膜、基板以及區域等)的尺寸(例如長度、寬度、厚度與深度)會以不等比例的方式放大,而且有的元件數量會減少。因此,下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件數量以及元件所呈現的尺寸與形狀,而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如,圖式所示的平坦表面可以具有粗糙及/或非線性的特徵,而圖式所示的銳角可以是圓的。所以,本案圖式所呈示的元件主要是用於示意,並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀,也非用於限制本案的申請專利範圍。
其次,本案內容中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍,而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍,其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定,而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。此外,「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內,例如±30%、±20%、±10%或±5%內。本案文中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差,並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。
圖1A是本發明至少一實施例的線路基板的俯視示意圖,圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面而繪示的剖面示意圖,而圖1C是圖1A中沿線1C-1C剖面而繪示的剖面示意圖。請參閱圖1A至圖1C,線路基板100可以是硬式線路板(rigid wiring board)或軟式線路板(flexible wiring board),並且包括第一絕緣層111、第二絕緣層112、高頻線路層129、第一線路層121以及第二線路層122。
高頻線路層129夾置在第一絕緣層111與第二絕緣層112之間,並且可直接接觸第一絕緣層111與第二絕緣層112。第一絕緣層111與第二絕緣層112皆位在第一線路層121與第二線路層122之間,其中第一線路層121配置在第一絕緣層111的下表面,而第二線路層122配置在第二絕緣層112的上表面,如圖1B與圖1C所示。
在本實施例中,線路基板100可以還包括第三絕緣層113、第四絕緣層114、第三線路層123與第四線路層124。第四絕緣層114覆蓋第二線路層122,而第三絕緣層113覆蓋第一線路層121。以圖1B與圖1C為例,第四絕緣層114覆蓋第二線路層122的上表面,而第三絕緣層113覆蓋第一線路層121的下表面,以使第一線路層121與第二線路層122皆位在第三絕緣層113與第四絕緣層114之間。第三絕緣層113與第四絕緣層114皆位在第三線路層123與第四線路層124之間,其中第三線路層123配置在第三絕緣層113的下表面,而第四線路層124配置在第四絕緣層114的上表面。
線路基板100可以還包括兩層絕緣保護層119,其中這些絕緣保護層119可以是防焊層。第三線路層123與第四線路層124皆位在這些絕緣保護層119之間,而這些絕緣保護層119分別局部覆蓋第三線路層123與第四線路層124。第三線路層123與第四線路層124每一者可包括至少一個接墊(未繪示),而絕緣保護層119可以不完全覆蓋或不覆蓋第三線路層123與第四線路層124的接墊,以使第三線路層123與第四線路層124的接墊裸露而能電性連接電子元件,其例如是離散元件(discrete component)或積體電路(Integrated Circuit,IC)。
在本實施例中,線路基板100包括高頻線路層129、第一線路層121、第二線路層122、第三線路層123與第四線路層124,因此線路基板100具有五層線路層。不過,在其他實施例中,線路基板100可具有三層線路層:高頻線路層129、第一線路層121與第二線路層122,不包括第三線路層123與第四線路層124,即圖1B與圖1C所示的第三線路層123與第四線路層124可以省略。
在其他實施例中,線路基板100可以具有超過五層的線路層。例如,線路基板100還可包括第五線路層與第六線路層(皆未繪示),其中第一線路層121、第二線路層122、第三線路層123與第四線路層124皆位在第五線路層與第六線路層之間。另外,必須說明的是,圖1A所示的線路基板100是在省略第二線路層122、第四絕緣層114、第四線路層124以及覆蓋第四線路層124的絕緣保護層119而繪製,以呈現出第二絕緣層112的結構。
第一絕緣層111具有第一開口111h,而第二絕緣層112具有第二開口112h,其中第一開口111h對準(aligning)第二開口112h。例如,第一開口111h與第二開口112h兩者尺寸與形狀能實質上彼此相同,以使第一開口111h的孔壁111w與第二開口112h的孔壁112w可以實質上切齊(be flush with)。因此,第一開口111h與第二開口112h能彼此相通,以使第一開口111h與第二開口112h能形成中空空腔C11,其中中空空腔C11內可以存有空氣。
線路基板100還包括第一導電層131與第二導電層132,其中第一導電層131形成在第一開口111h的孔壁111w上,而第二導電層132形成在第二開口112h的孔壁112w上。第一導電層131與第二導電層132兩者形狀皆為環狀,並且可以分別全面性覆蓋孔壁111w與112W,如同圖1A所示的第二導電層132。
第二絕緣層112包括第二周邊層112a與多個第二支撐柱112c,其中第二周邊層112a具有第二開口112h,而這些第二支撐柱112c位在第二開口112h內。所以,第二周邊層112a會圍繞這些第二支撐柱112c。此外,第二周邊層112a與這些第二支撐柱112c彼此分離。換句話說,各個第二支撐柱112c不會直接接觸或直接連接第二周邊層112a,如圖1A所示。
第一絕緣層111包括第一周邊層111a與多個第一支撐柱111c,其中第一周邊層111a具有第一開口111h,而這些第一支撐柱111c位在第一開口111h內。所以,第一周邊層111a會圍繞這些第一支撐柱111c。此外,這些第一支撐柱111c可以分別與這些第二支撐柱112c重疊,因此圖1A中這些第二支撐柱112c的所在位置等於這些第一支撐柱111c的所在位置,其中第一周邊層111a與這些第一支撐柱111c彼此分離。
此外,這些第一支撐柱111c之間的間距可彼此相等,而這些第二支撐柱112c之間的間距可彼此相等,因此這些第一支撐柱111c其中相鄰兩者之間的距離實質上可以是定值(constant),而這些第二支撐柱112c其中相鄰兩者之間的距離實質上也可以是定值。換句話說,這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c兩者可以平均分布在高頻走線129t上。
高頻線路層129位在第一周邊層111a與第二周邊層112a之間,所以第一周邊層111a與第二周邊層112a皆配置在高頻線路層129上,其中第一周邊層111a與第二周邊層112a分別位在高頻線路層129的相對兩側。高頻線路層129包括至少一條高頻走線129t,其中高頻走線129t具有第一表面129a以及相對第一表面129a的第二表面129b。
高頻走線129t位在中空空腔C11內,其中第一開口111h暴露第一表面129a,而第二開口112h暴露第二表面129b。由於高頻走線129t位在中空空腔C11內,因此第一周邊層111a與第二周邊層112a皆不覆蓋高頻走線129t。這些第一支撐柱111c配置在第一表面129a上,而這些第二支撐柱112c配置在第二表面129b上,所以高頻走線129t位在這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c之間,其中第一表面129a被第一絕緣層111局部覆蓋,而第二表面129b被第二絕緣層112局部覆蓋。
第一表面129a具有未被第一絕緣層111覆蓋的第一光滑面(未標示),而第二表面129b具有未被第二絕緣層112覆蓋的第二光滑面(未標示),其中第一光滑面與第二光滑面兩者的粗糙度介於0.1微米至2微米之間。因此,未被第一絕緣層111與第二絕緣層112覆蓋的高頻走線129t表面可以是光滑的,並具有介於0.1微米至2微米之間的粗糙度,以有效地降低集膚效應(skin effect)對高頻走線129t的不良影響,減少高頻走線129t內高頻訊號衰減。
其次,由於高頻走線129t位在中空空腔C11內,而中空空腔C11內可以存有空氣,因此大部分高頻走線129t可被空氣包覆。由於空氣具有比液晶高分子聚合物(LCP)與鐵氟龍更低的相對介電常數(空氣的相對介電常數約為1),因而能減少介質損耗,從而有效降低介質損耗對在高頻走線129t內傳輸的高頻訊號所造成的衰減,以提升線路基板100的訊號傳輸品質。
此外,這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c能支撐高頻走線129t,以使高頻走線129t能懸空在中空空腔C11內。當線路基板100為硬式線路板時,受到第一支撐柱111c與第二支撐柱112c支撐的高頻走線129t能保持平坦,以避免因高頻走線129t彎曲所產生的阻抗不匹配,從而降低高頻訊號的衰減。
當線路基板100為軟式線路板,並且彎曲時,高頻走線129t可以隨著線路基板100彎曲而彎曲,而這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c能支撐彎曲的高頻走線129t,以使高頻走線129t、第一回訊層121b與第二回訊層122b三者能保持彼此分離的狀態,並且維持第一回訊層121b與第二回訊層122b兩者與高頻走線129t之間的間距,以使此間距不會劇烈變化而影響到高頻走線129t的訊號傳輸品質。
值得一提的是,雖然這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c皆設置在高頻走線129t上,但各個第一支撐柱111c與各個第二支撐柱112c的尺寸相當小,而且這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c並不是連續分布在高頻走線129t上。因此,這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c所造成的訊號反射或駐波對高頻訊號的影響很小。換句話說,設置在高頻走線129t上的這些第一支撐柱111c與這些第二支撐柱112c對高頻訊號的影響甚小而可以忽略。
由於第一導電層131形成在第一開口111h的孔壁111w上,而第二導電層132形成在第二開口112h的孔壁112w上,因此位在中空空腔C11內的高頻走線129t能被第一導電層131與第二導電層132所圍繞,以使第一導電層131與第二導電層132具有電磁屏蔽的功能,並且能屏蔽外界電磁波對高頻走線129t的干擾。此外,第一導電層131與第二導電層132也能減少第一周邊層111a與第二周邊層112a所造成的介質損耗,以降低高頻走線129t內的高頻訊號衰減。
值得一提的是,當線路基板100為軟式線路板時,第一導電層131與第二導電層132每一者的厚度可介於5微米至10微米之間,以使線路基板100利於被彎曲。當線路基板100為硬式線路板時,第一導電層131與第二導電層132每一者的厚度可在10微米以上。如此,不僅能提升第一導電層131與第二導電層132屏蔽外界電磁波的能力,而且也能大幅減少第一周邊層111a與第二周邊層112a所造成的介質損耗,有效降低高頻訊號的衰減。
高頻線路層129還可以包括周邊金屬層129p,其圍繞高頻走線129t,其中高頻走線129t不電性連接周邊金屬層129p,所以高頻走線129t不會直接接觸周邊金屬層129p。此外,周邊金屬層129p可以夾置在第一周邊層111a與第二周邊層112a之間,並且圍繞中空空腔C11。換句話說,周邊金屬層129p可以具有開口(圖1A至圖1C未標示),其連通第一開口111h與第二開口112h,而高頻走線129t位在上述開口中。
第一線路層121包括第一回訊層121b,而第二線路層122包括第二回訊層122b,其中第一開口111h與第二開口112h位在第一回訊層121b與第二回訊層122b之間。所以,中空空腔C11可分布在第一回訊層121b與第二回訊層122b之間。高頻走線129t、第一回訊層121b與第二回訊層122b彼此重疊,其中這些第一支撐柱111c位在高頻走線129t與第一回訊層121b之間,而這些第二支撐柱112c位在高頻走線129t與第二回訊層122b之間,如圖1B與圖1C所示。
高頻走線129t、第一回訊層121b與第二回訊層122b彼此不接觸,以使高頻走線129t不電性連接第一回訊層121b與第二回訊層122b。換句話說,高頻走線129t、第一回訊層121b與第二回訊層122b彼此分離,以使高頻走線129t電性絕緣於第一回訊層121b與第二回訊層122b,讓高頻走線129t傳輸的高頻訊號不能透過導體而直接傳遞至第一回訊層121b與第二回訊層122b。
請參閱圖1C,第一回訊層121b具有第一亮面G21與第一毛面M21,其中第一毛面M21相對第一亮面G21。第一亮面G21面向第一表面129a及其第一光滑面,而第一毛面M21直接接觸第三絕緣層113。第一毛面M21為粗糙表面,因此第一毛面M21與第三絕緣層113之間能產生足夠強度的結合力,以使第一回訊層121b能牢固地與第三絕緣層113結合,從而讓第一回訊層121b難以自第三絕緣層113脫離。
第二回訊層122b具有第二亮面G22與第二毛面M22,其中第二毛面M22相對第二亮面G22。第二亮面G22面向第二表面129b及其第二光滑面,而第二毛面M22直接接觸第四絕緣層114。相同於第一毛面M21,第二毛面M22也為粗糙表面,因此第二毛面M22與第四絕緣層114之間也能產生足夠強度的結合力,以使第二回訊層122b也能牢固地與第四絕緣層114結合,讓第二回訊層122b難以自第四絕緣層114脫離。
第一亮面G21與第二亮面G22兩者粗糙度介於0.5微米至2微米之間。在高頻走線129t傳輸高頻訊號期間,第一回訊層121b的第一亮面G21與第二回訊層122b的第二亮面G22會感應出沿著返回路徑傳輸的回訊訊號。由於第一亮面G21與第二亮面G22兩者粗糙度介於0.5微米至2微米之間,因而能有效減少第一亮面G21與第二亮面G22內的回訊訊號衰減,以提升線路基板100的訊號傳輸品質。
請參閱圖1A與圖1C,第二線路層122還包括訊號線路層122a,其中訊號線路層122a位在第二回訊層122b周圍,並且不電性連接第二回訊層122b。線路基板100還包括多個導電柱142,其中這些導電柱142配置在第二絕緣層112中,並連接高頻走線129t與訊號線路層122a,以使高頻走線129t能透過這些導電柱142而電性連接訊號線路層122a。
各個導電柱142不電性連接第二回訊層122b,所以導電柱142不會接觸第二回訊層122b,而第二回訊層122b內的回訊訊號也不會通過導電柱142。此外,這些導電柱142分別位於至少兩個第二支撐柱112c中。以圖1A與圖1C為例,這些導電柱142可以分別位在最左邊與最右邊的兩個第二支撐柱112c中,以使這些導電柱142能連接高頻走線129t的相對兩端。
線路基板100還可包括多個屏蔽導電柱141。這些屏蔽導電柱141貫穿第一絕緣層111與第二絕緣層112,並位在第一開口111h與第二開口112h的周圍。這些屏蔽導電柱141可連接第一線路層121與第二線路層122,但不電性連接高頻走線129t,其中這些屏蔽導電柱141皆可與高頻走線129t電性絕緣,以使高頻走線129t內的高頻訊號不能透過導體而直接傳遞至任一個屏蔽導電柱141。此外,這些屏蔽導電柱141也具有電磁屏蔽的功能,以屏蔽外界電磁波對高頻走線129t的干擾。
圖2A至圖2J是圖1A中的線路基板的製造方法的示意圖。在線路基板100的製造方法中,可以先形成第一絕緣層111、第二絕緣層112與高頻線路層129其中至少一者。圖2A至圖2B揭示形成第一絕緣層111與第二絕緣層112其中至少一者的步驟,而圖2C至圖2F揭示形成高頻線路層129的步驟。本實施例在此先說明形成第一絕緣層111與第二絕緣層112其中至少一者的步驟,但在其他實施例中,也可先形成高頻線路層129,因此第一絕緣層111、第二絕緣層112與高頻線路層129三者的形成順序不受本實施例的限制。
請參閱圖2A,在形成第一絕緣層111與第二絕緣層112其中至少一者的步驟中,可以提供絕緣複合基板210,其中絕緣複合基板210包括絕緣層110i、支撐板20以及位於絕緣層110i與支撐板20之間的離型層21。以圖2A為例,絕緣複合基板210可包括兩層絕緣層110i、一塊支撐板20與兩層離型層21,其中各層離型層21夾置在支撐板20與其中一層絕緣層110i之間。這些絕緣層110i分別接觸及暫時黏合於離型層21,因此各個絕緣層110i可利用離型層21而與支撐板20分離。
請參閱圖2B,之後,圖案化這些絕緣層110i,以形成多層絕緣層110,其中絕緣層110i可以具有光敏性,且例如是感光型介電材料(Photoimageable Dielectric,PID)。因此,圖案化這些絕緣層110i的方法可以是曝光與顯影。此外,在其他實施例中,圖案化這些絕緣層110i的方法也可以是雷射燒蝕(laser ablation),所以不限制是曝光與顯影。
各個絕緣層110可以是第一絕緣層111或第二絕緣層112。具體而言,各個絕緣層110可具有開口110h,其中各個開口110h可以是第一開口111h或第二開口112h。其次,各個絕緣層110可包括多個周邊層110a與多個支撐柱110c,其中周邊層110a可以是第一周邊層111a或第二周邊層112a,而支撐柱110c可以是第一支撐柱111c或第二支撐柱112c。
由此可知,各個絕緣層110i可形成第一絕緣層111或第二絕緣層112。因此,一塊絕緣複合基板210可形成兩層第一絕緣層111、兩層第二絕緣層112,或是形成一層第一絕緣層111與一層第二絕緣層112。此外,在其他實施例中,絕緣複合基板210可以只包括一層絕緣層110i、一塊支撐板20與一層離型層21,因此圖2A中位在支撐板20同一側的離型層21與絕緣層110i可以省略。
之後,在這些開口110h的孔壁上分別形成多個導電層130,其中各個導電層130可以是第一導電層131或第二導電層132,而形成這些導電層130的方法可以是無電電鍍,或是包括無電電鍍與有電電鍍。在形成這些導電層130之後,圖案化這些絕緣層110,以形成多個孔洞110v,其中圖案化絕緣層110的方法可以是曝光與顯影,或是雷射燒蝕。
請參閱圖2C,在形成高頻線路層129的過程中,可以先提供金屬複合基板220,其中金屬複合基板220包括金屬層120i、支撐板20以及位於金屬層120i與支撐板20之間的離型層21。以圖2C為例,金屬複合基板220可包括兩層金屬層120i、一塊支撐板20與兩層離型層21,其中各層離型層21夾置在支撐板20與其中一層金屬層120i之間。
這些金屬層120i分別接觸及暫時黏合於離型層21,因此各個金屬層120i可以利用離型層21而與支撐板20分離。此外,各個金屬層120i具有毛面M12與相對毛面M12的亮面G12,其中這些亮面G12可分別直接接觸於這些離型層21,以裸露出這些毛面M12。
請參閱圖2D與圖2E,其中圖2D是圖2E中沿線2D-2D剖面而繪成。之後,圖案化金屬層120i,以形成至少一層高頻線路層129,其中圖案化金屬層120i的方法可以是微影與蝕刻。在本實施例中,各個金屬層120i經圖案化後可形成高頻線路層129,因此圖案化這些金屬層120i能形成多個高頻線路層129。此外,在圖2D中,各個高頻線路層129可包括高頻走線129t與周邊金屬層129p,其中周邊金屬層129p具有多個用於形成屏蔽導電柱141的貫孔129v,而圖2E省略繪示這些貫孔129v。
請參閱圖2F,其繪示另一實施例中的高頻線路層229,其中高頻線路層229也包括高頻走線129t與周邊金屬層229p。有別於圖2E中的高頻線路層129,周邊金屬層229p包括兩條金屬線M29,其中高頻走線129t位在這些金屬線M29之間,而高頻走線129t與這些金屬線M29彼此並列。這些金屬線M29也可具有電磁屏蔽的功能,以幫助屏蔽外界電磁波的干擾。此外,在高頻線路層229中,周邊金屬層229p可以具有一對溝槽229h,其中這些金屬線M29位於這些溝槽229h之間,而各條溝槽229h可以沿著金屬線M29延伸。
請參閱圖2D與圖2G,之後,將這些高頻線路層129與支撐板20分離,並將從支撐板20分離的高頻線路層129壓合於絕緣層110。在壓合高頻線路層129於絕緣層110以前,可以粗糙化絕緣層110,以使絕緣層110具有粗糙表面而利於結合高頻線路層129與絕緣層110。粗糙化絕緣層110的方法有多種,而在本實施例中,可以利用雷射來粗糙化絕緣層110的表面。或者,也可利用化學方法來粗糙化絕緣層110的表面。
請參閱圖2G與圖2H,之後,將其他絕緣層110壓合於高頻線路層129,並分離圖2G中的這些絕緣層110與支撐板20,以在高頻線路層129上配置第一絕緣層111與第二絕緣層112。壓合於高頻線路層129的其他絕緣層110可由另一塊絕緣複合基板210所製成。或者,在圖2G中,上方的絕緣層110可作為第一絕緣層111,而下方的絕緣層110可作為第二絕緣層112,其中下方的絕緣層110可以不先壓合高頻線路層129,即圖2G中下方的高頻線路層129可以移除,而從支撐板20脫離的下方絕緣層110可直接壓合於上方的絕緣層110與高頻線路層129,以形成第一絕緣層111與第二絕緣層112。
在高頻線路層129上配置第一絕緣層111與第二絕緣層112之後,可以對未被第一絕緣層111與第二絕緣層112覆蓋的高頻線路層129表面進行表面處理,以使高頻線路層129具有未被第一絕緣層111覆蓋的第一光滑面以及未被第二絕緣層112覆蓋的第二光滑面,其中上述表面處理可以使用雷射來進行。
請參閱圖2I與圖2J,其中圖2J基本上是沿著圖1A中的線1C-1C剖面而繪製。之後,在第一絕緣層111上形成第一線路層121,在第二絕緣層112上形成第二線路層122,以及在孔洞110v與貫孔129v內形成屏蔽導電柱141,其中形成屏蔽導電柱141的方法可包括通孔電鍍,而第一線路層121與第二線路層122可以是金屬箔片經由半加成法與微蝕而形成。
第一線路層121與第二線路層122兩者接觸於第一絕緣層111與第二絕緣層112的表面可以粗糙化,以利於結合第一線路層121與第一絕緣層111,以及結合第二線路層122與第二絕緣層112。之後,形成第三絕緣層113、第四絕緣層114、第三線路層123、第四線路層124與這些絕緣保護層119,如圖1A至圖1C所示。至此,線路基板100基本上已製造完成。
圖3A至圖3I是本發明另一實施例的線路基板的製造方法的剖面示意圖。請參閱圖3A,首先,提供絕緣層堆疊基板319,其包括多個絕緣層310i與多個離型層21,其中這些絕緣層310i與這些離型層21彼此交錯地堆疊,而這些絕緣層310i位於其中兩層離型層21之間。不同於絕緣層110i,絕緣層310i可以是膠片(prepreg)或樹脂,並且可以不具有光敏性。
請參閱圖3B,之後,在絕緣層堆疊基板319中形成開槽330h,以形成多個絕緣層310,其中開槽330h是貫穿這些絕緣層310i與這些離型層21而成,而開槽330h可以用沖壓或外型切割(routing)而形成。之後,形成金屬層330i於開槽330h的槽壁上以及最外面的兩層離型層21上,其中形成金屬層330i的方法可以是無電電鍍,而金屬層330i可以是鎳層、金層或銀層。
請參閱圖3B與圖3C,在形成金屬層330i之後,移除最外面的兩層離型層21,並保留這些絕緣層310與至少一層離型層21,其中保留下來的離型層21可位在其中兩層絕緣層310之間。此外,在移除最外面的兩層離型層21之後,部分金屬層330i也被移除,以形成僅覆蓋開槽330h槽壁的金屬層330。
之後,將這些絕緣層310與離型層21配置在承載板30上。在圖3C的實施例中,可以提供兩塊承載板30,並將這些絕緣層310與離型層21夾置在這兩塊承載板30之間。此時,開槽330h被密封在這兩塊承載板30之間。這兩塊承載板30可以利用兩層離型層31而連接這些絕緣層310,如圖3C所示。
請參閱圖3C與圖3D,在這些絕緣層310與離型層21配置在承載板30上之後,移除至少一層絕緣層310、離型層21與部分金屬層330,並保留其中一層絕緣層310,以形成第一周邊層311a與第一導電層331。第一周邊層311a配置在離型層31與承載板30上,並具有第一開口311h。之後,在第一開口311h內填滿第一介電材料311f,其中第一介電材料311f可以具有光敏性,並且不同於第一周邊層311a的材料。
之後,在第一介電材料311f上形成高頻線路層329,其中高頻線路層329包括高頻走線329t與周邊金屬層329p。形成高頻線路層329的方法可以是先壓合一片金屬箔片(例如銅箔)於第一介電材料311f與第一周邊層311a上,其中此金屬箔片可具有低粗糙度的表面,以使高頻走線329t能具有光滑的表面而降低集膚效應所造成的不良影響。之後,圖案化此金屬箔片,其中圖案化金屬箔片的方法可以是微影與蝕刻。或者,高頻線路層329也可以利用半加成法與微蝕而形成。
請參閱圖3E,之後,形成第二周邊層312a於高頻線路層329上,其中第二周邊層312a具有第二開口312h。第二周邊層312a的形成方法與材料可皆相同於第一周邊層311a,而第二周邊層312a可先配置在離型層31與承載板30上。之後,將第二周邊層312a連同離型層31與承載板30壓合於高頻線路層329,如圖3E所示。
在第二周邊層312a壓合於高頻線路層329以前,可以在第二開口312h內先填滿第二介電材料312f,其中第一介電材料311f與第二介電材料312f兩者成分可以相同。在填滿第二介電材料312f之後,才將第二周邊層312a壓合於高頻線路層329。之後,可以在上方承載板30上進行鑽孔,以形成多個從承載板30經由第二周邊層312a而延伸至高頻線路層329的孔洞V3,其中孔洞V3可用機械鑽孔或雷射鑽孔而形成。
請參閱圖3F,之後,移除鄰接第二周邊層312a與第二介電材料312f的離型層31與承載板30,以裸露出第二介電材料312f與第二周邊層312a。之後,圖案化第二介電材料312f,以形成多個第二支撐柱312c,其中至少兩個第二支撐柱312c可分別具有貫孔312v。第二介電材料312f可具有光敏性,而圖案化第二介電材料312f的方法可以是曝光與顯影,或是雷射燒蝕。在形成這些第二支撐柱312c之後,亦形成包括第二周邊層312a與這些第二支撐柱312c的第二絕緣層312。
請參閱圖3G,之後,在第二絕緣層312上形成第二線路層322以及在這些貫孔312v內形成多個導電柱342,其中第二線路層322包括訊號線路層322a與第二回訊層322b,並且可以是金屬箔片經微影與蝕刻而形成,而導電柱342可利用通孔電鍍而形成。第一導電層331與第二導電層332兩者材料可不同於第二線路層322的材料,以使在形成第二線路層322的過程中,可以選用適合的蝕刻藥液來進行蝕刻,以避免第一導電層331與第二導電層332被蝕刻藥液傷害。之後,可以依序形成第四絕緣層314與第四線路層324。
請參閱圖3H,之後,移除下方的承載板30與離型層31,以使第一介電材料311f裸露出來。接著,圖案化第一介電材料311f,以形成多個第一支撐柱311c,其中圖案化第一介電材料311f的方法可以是曝光與顯影,而包括第一周邊層311a與這些第一支撐柱311c的第一絕緣層311得以形成。
由於第一介電材料311f與第二介電材料312f兩者成分可以相同,第一周邊層311a與第二周邊層312a兩者材料可以相同,而第一介電材料311f不同於第一周邊層311a的材料,因此這些第一支撐柱311c的材料不同於第一周邊層311a的材料,而這些第二支撐柱312c的材料也不同於第二周邊層312a的材料。
請參閱圖3I,之後,於第一絕緣層311上形成第一線路層321,其中第一線路層321與第二線路層322兩者形成方法可相同,而第一線路層321包括第一回訊層(未標示)。在形成第一線路層321之後,可形成第三絕緣層313、第四絕緣層314、第三線路層323與第四線路層324。至此,線路基板300基本上已製造完成。
值得一提的是,在形成第一線路層321與第二線路層322的過程中,可使用膠帶覆蓋金屬箔片後續要形成第一回訊層與第二回訊層322b兩者的亮面,以保護金屬箔片的亮面不會被粗糙化,維持亮面的粗糙度,從而提升線路基板300的訊號傳輸品質。
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,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明精神和範圍內,當可作些許更動與潤飾,因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
20:支撐板
21、31:離型層
30:承載板
100、300:線路基板
110、110i、310、310i:絕緣層
110a:周邊層
110c:支撐柱
110h:開口
110v、V3:孔洞
111、311:第一絕緣層
111a、311a:第一周邊層
111c、311c:第一支撐柱
111h、311h:第一開口
111w、112w:孔壁
112、312:第二絕緣層
112a、312a:第二周邊層
112c、312c:第二支撐柱
112h、312h:第二開口
113、313:第三絕緣層
114、314:第四絕緣層
119:絕緣保護層
120i、330、330i:金屬層
121、321:第一線路層
121b:第一回訊層
122、322:第二線路層
122a、322a:訊號線路層
122b、322b:第二回訊層
123、323:第三線路層
124、324:第四線路層
129、229、329:高頻線路層
129a:第一表面
129b:第二表面
129p、229p、329p:周邊金屬層
129t、329t:高頻走線
129v、312v:貫孔
130:導電層
131、331:第一導電層
132、332:第二導電層
141:屏蔽導電柱
142、342:導電柱
210:絕緣複合基板
220:金屬複合基板
229h:溝槽
319:絕緣層堆疊基板
311f:第一介電材料
312f:第二介電材料
330h:開槽
C11:中空空腔
M12:毛面
M21:第一毛面
M22:第二毛面
M29:金屬線
G12:亮面
G21:第一亮面
G22:第二亮面
圖1A是本發明至少一實施例的線路基板的俯視示意圖。
圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面而繪示的剖面示意圖。
圖1C是圖1A中沿線1C-1C剖面而繪示的剖面示意圖。
圖2A至圖2J是圖1A中的線路基板的製造方法的示意圖。
圖3A至圖3I是本發明另一實施例的線路基板的製造方法的剖面示意圖。
100:線路基板
111:第一絕緣層
111a:第一周邊層
111c:第一支撐柱
111h:第一開口
111w、112w:孔壁
112:第二絕緣層
112a:第二周邊層
112c:第二支撐柱
112h:第二開口
113:第三絕緣層
114:第四絕緣層
119:絕緣保護層
121:第一線路層
122:第二線路層
122a:訊號線路層
122b:第二回訊層
123:第三線路層
124:第四線路層
129:高頻線路層
129a:第一表面
129b:第二表面
129p:周邊金屬層
129t:高頻走線
131:第一導電層
132:第二導電層
141:屏蔽導電柱
142:導電柱
C11:中空空腔
M21:第一毛面
M22:第二毛面
G21:第一亮面
G22:第二亮面
Claims (24)
- 一種線路基板,包括: 一第一絕緣層,具有一第一開口; 一第一導電層,形成在該第一開口的孔壁上; 一第二絕緣層,具有一第二開口; 一第二導電層,形成在該第二開口的孔壁上; 一高頻線路層,夾置在該第一絕緣層與該第二絕緣層之間,其中該高頻線路層包括: 一高頻走線,具有一第一表面以及一相對該第一表面的第二表面,該第一開口暴露該第一表面,而該第二開口暴露該第二表面;該第一表面具有一未被該第一絕緣層覆蓋的第一光滑面,而該第二表面具有一未被該第二絕緣層覆蓋的第二光滑面,其中該第一光滑面與該第二光滑面兩者的粗糙度介於0.1微米至2微米之間; 一第一線路層,包括一第一回訊層; 一第二線路層,包括一第二回訊層與一訊號線路層,該訊號線路層位在該第二回訊層周圍,其中該第一絕緣層與該第二絕緣層皆位在該第一線路層與該第二線路層之間,該第一開口與該第二開口位在該第一回訊層與該第二回訊層之間,並形成一中空空腔,該高頻走線位在該中空空腔內,而該高頻走線、該第一回訊層與該第二回訊層彼此重疊且不接觸;以及 多個導電柱,配置在該第二絕緣層中,其中該些導電柱連接該高頻走線與該訊號線路層,不電性連接該第二回訊層。
- 如請求項1所述的線路基板,其中該第一回訊層具有一面向該第一光滑面的第一亮面,而該第二回訊層具有一面向該第二光滑面的第二亮面,該第一亮面與該第二亮面兩者粗糙度介於0.5微米至2微米之間。
- 如請求項1所述的線路基板,還包括: 一第三絕緣層,覆蓋該第一線路層; 一第四絕緣層,覆蓋該第二線路層,其中該第一線路層與該第二線路層皆位在該第三絕緣層與該第四絕緣層之間; 一第三線路層;以及 一第四線路層,其中該第三絕緣層與該第四絕緣層皆位在該第三線路層與該第四線路層之間。
- 如請求項3所述的線路基板,其中該第一回訊層具有: 一第一亮面,面向該第一光滑面;以及 一第一毛面,相對該第一亮面,並直接接觸該第三絕緣層;該第二回訊層具有: 一第二亮面,面向該第二光滑面;以及 一第二毛面,相對該第二亮面,並直接接觸該第四絕緣層。
- 如請求項1所述的線路基板,還包括: 多個屏蔽導電柱,貫穿該第一絕緣層與該第二絕緣層,並連接該第一線路層與該第二線路層,其中該些屏蔽導電柱位在該第一開口與該第二開口的周圍,並且不電性連接該高頻走線。
- 如請求項1所述的線路基板,其中該第一絕緣層包括: 多個第一支撐柱,配置在該第一表面上,並位在該第一開口內,其中該些第一支撐柱位在該高頻走線與該第一回訊層之間;以及 一第一周邊層,配置在該高頻線路層上,並圍繞該些第一支撐柱,其中該第一周邊層與該些第一支撐柱彼此分離,且該第一周邊層不覆蓋該高頻走線。
- 如請求項6所述的線路基板,其中該些第一支撐柱的材料不同於該第一周邊層的材料。
- 如請求項6所述的線路基板,其中該些第一支撐柱之間的間距彼此相等。
- 如請求項6所述的線路基板,其中該第二絕緣層包括: 多個第二支撐柱,配置在該第二表面上,並位在該第二開口內,其中該些第二支撐柱位在該高頻走線與該第二回訊層之間,而該些導電柱分別位於至少兩個該第二支撐柱中;以及 一第二周邊層,配置在該高頻線路層上,並圍繞該些第二支撐柱,其中該第二周邊層與該些第二支撐柱彼此分離,且該第二周邊層不覆蓋該高頻走線,其中該高頻線路層位在該第一周邊層與該第二周邊層之間。
- 如請求項9所述的線路基板,其中該些第二支撐柱的材料不同於該第二周邊層的材料。
- 如請求項9所述的線路基板,其中該些第一支撐柱分別與該些第二支撐柱重疊。
- 如請求項9所述的線路基板,其中該些第二支撐柱之間的間距彼此相等。
- 如請求項1所述的線路基板,其中該第一導電層與該第二導電層兩者材料不同於該第一線路層與該第二線路層兩者材料。
- 如請求項1所述的線路基板,其中該高頻線路層還包括: 一周邊金屬層,圍繞該高頻走線,其中該高頻走線不電性連接該周邊金屬層。
- 如請求項14所述的線路基板,其中該周邊金屬層包括: 兩金屬線,其中該高頻走線位在該些金屬線之間,且該高頻走線與該些金屬線彼此並列。
- 一種線路基板的製造方法,包括: 形成一高頻線路層,其包括一高頻走線,其中該高頻走線具有一第一表面以及一相對該第一表面的第二表面; 形成一第一絕緣層,其具有一第一開口; 在該第一開口的孔壁上形成一第一導電層; 形成一第二絕緣層,其具有一第二開口; 在該第二開口的孔壁上形成一第二導電層; 配置該第一絕緣層於該高頻線路層上,其中該第一開口暴露該第一表面,而該第一表面具有一未被該第一絕緣層覆蓋的第一光滑面,其中該第一光滑面的粗糙度介於0.1微米至2微米之間; 配置該第二絕緣層於該高頻線路層上,其中該第二開口暴露該第二表面,而該第二表面具有一未被該第二絕緣層覆蓋的第二光滑面,其中該第二光滑面的粗糙度介於0.1微米至2微米之間; 在該第一絕緣層上形成一第一線路層,其包括一第一回訊層;以及 在該第二絕緣層上形成一第二線路層,其包括一第二回訊層,其中該第一開口與該第二開口位在該第一回訊層與該第二回訊層之間,並形成一中空空腔,該高頻走線位在該中空空腔內,而該高頻走線、該第一回訊層與該第二回訊層彼此重疊且不接觸。
- 如請求項16所述的線路基板的製造方法,其中形成該高頻線路層的步驟包括: 提供一金屬複合基板,其包括一金屬層、一支撐板以及一位於該金屬層與該支撐板之間的離型層;以及 圖案化該金屬層。
- 如請求項16所述的線路基板的製造方法,其中形成該第一絕緣層與該第二絕緣層其中至少一者的步驟包括: 提供一絕緣複合基板,其包括一絕緣層、一支撐板以及一位於該絕緣層與該支撐板之間的離型層;以及 圖案化該絕緣層。
- 如請求項16所述的線路基板的製造方法,其中形成該第一導電層與該第二導電層的方法包括無電電鍍。
- 如請求項16所述的線路基板的製造方法,其中形成該第一絕緣層的步驟包括:提供一絕緣層堆疊基板,其包括多個絕緣層與多個離型層,其中該些絕緣層與該些離型層彼此交錯地堆疊,而該些絕緣層位於其中兩該離型層之間;在該絕緣層堆疊基板中形成一開槽,其中該開槽是貫穿該些絕緣層與該些離型層而成;在形成該開槽之後,移除該些離型層與部分該些絕緣層,並保留其中一該絕緣層,以形成一第一周邊層,其中該第一周邊層具有該第一開口;在該第一開口內填滿一第一介電材料;以及圖案化該第一介電材料。
- 如請求項20所述的線路基板的製造方法,其中在圖案化該第一介電材料之前,在該第一介電材料上形成該高頻線路層。
- 如請求項21所述的線路基板的製造方法,其中形成該第二絕緣層的步驟包括:形成一第二周邊層於該高頻線路層上,其中該第二周邊層具有該第二開口;在該第二開口內填滿一第二介電材料;以及圖案化該第二介電材料。
- 如請求項20所述的線路基板的製造方法,其中形成該第一導電層的步驟包括: 形成一金屬層於該開槽的槽壁上;以及 在形成該金屬層之後,移除部分該金屬層。
- 如請求項23所述的線路基板的製造方法,其中移除部分該金屬層、該些離型層與部分該些絕緣層,並保留其中一該絕緣層的步驟包括: 在形成該金屬層之後,移除最外面的兩層該離型層,並保留該些絕緣層與至少一層該離型層,其中至少一層該離型層位在其中兩層該絕緣層之間; 在移除最外面的兩層該離型層之後,將該些絕緣層與至少一層該離型層配置在一承載板上;以及 在該些絕緣層與至少一該離型層配置在該承載板上之後,移除至少一該絕緣層與該離型層,並保留其中一該絕緣層。
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