TWI797794B - 板材蝕刻方法及板材半成品結構 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種板材蝕刻方法及板材半成品結構。所述板材蝕刻方法包含：於一基底層上依序堆疊形成有一第一鍍層、一底乾膜、及一增層乾膜；於所述第一鍍層上形成有一第二鍍層與堆疊於所述第二鍍層上的一遮蔽層，所述底乾膜埋置於所述第二鍍層內，所述增層乾膜的局部埋置於所述第二鍍層與所述遮蔽層內；及移除所述底乾膜與所述增層乾膜，並蝕刻所述第一鍍層與所述第二鍍層，以形成有裸露所述基底層之局部的一蝕刻槽孔；所述蝕刻槽孔的一截面積朝遠離所述基底層的方向逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。

Description

板材蝕刻方法及板材半成品結構

本發明涉及一種板材，尤其涉及一種板材蝕刻方法及板材半成品結構。

現有的板材蝕刻方法包含有正片流程與負片流程兩種實施方式，但其蝕刻槽皆僅通過單個乾膜來定義，因而使得所述蝕刻槽的形狀（如：碗狀）受到侷限、並導致難以有進一步的發展空間。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種板材蝕刻方法及板材半成品結構，其能有效地改善現有板材蝕刻方法所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種板材蝕刻方法，其包括：一第一電鍍步驟：於一基底層上電鍍形成有一第一鍍層；一成形步驟：於所述第一鍍層上成形一底乾膜，並且所述底乾膜的尺寸小於所述第一鍍層的尺寸；一增層步驟：於所述第一乾膜上成形一增層乾膜，並且所述增層乾膜的尺寸小於所述底乾膜的所述尺寸；一第二電鍍步驟：於所述第一鍍層上形成有一第二鍍層與堆疊於所述第二鍍層上的一遮蔽層；其中，所述底乾膜埋置於所述第二鍍層內，並且所述增層乾膜的局部埋置於所述第二鍍層與所述遮蔽層內；一去膜步驟：移除所述底乾膜與所述增層乾膜，以使所述第二鍍層形成有一預成形孔；以及一蝕刻步驟：自所述預成形孔內蝕刻所述第一鍍層與所述第二鍍層，以使所述第一鍍層與所述第二鍍層共同形成有於一厚度方向上裸露所述基底層之局部的一蝕刻槽孔；其中，所述蝕刻槽孔具有垂直所述厚度方向的一截面積，其自所述基底層沿所述厚度方向朝遠離所述基底層逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。

本發明實施例也公開一種板材半成品結構，其包括：一基底層；以及一第一鍍層與一第二鍍層，其沿一厚度方向依序堆疊形成於所述基底層上，並且所述第一鍍層與所述第二鍍層沿所述厚度方向共同形成有裸露所述基底層之局部的一蝕刻槽孔； 其中，所述蝕刻槽孔具有垂直所述厚度方向的一截面積，其朝遠離所述基底層的方向逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。

綜上所述，本發明實施例所公開的板材蝕刻方法及板材半成品結構，其通過所述底乾膜與所述增層乾膜的堆疊結構設計，來規劃所述預成形孔的孔壁形狀（如：呈上窄下寬的階梯狀），進而利於所述第一鍍層與所述第二鍍層形成預設的所述蝕刻槽孔形狀（如：所述蝕刻槽孔的兩端窄、但中央寬），以有效地擴展其應用範圍。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“板材蝕刻方法及板材半成品結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參閱圖1至圖13所示，其為本發明的一實施例。本實施例公開一種板材蝕刻方法S100及一種板材結構100，並且所述板材結構100較佳是通過實施所述板材蝕刻方法S100所製成，但本發明不以此為限。也就是說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述板材結構100可以是由所述板材蝕刻方法S100以外的其他方法所製成。

為便於說明，以下先介紹本實施例的所述板材蝕刻方法S100，而後再說明所述板材結構100。再者，對應於下述說明的圖式是以平行於一厚度方向T的其中一個剖視圖來呈現，但可以理解的是，平行於所述厚度方向T的任一個剖視圖皆大致相同，但本發明不以此為限。

[板材蝕刻方法]

如圖1所示，所述板材蝕刻方法S100於本實施例中依序包含有一第一電鍍步驟S110、一成形步驟S120、一增層步驟S130、一第二電鍍步驟S140、一去膜步驟S150、一蝕刻步驟S160、及一覆蓋步驟S170，據以製造形成所述板材結構100（如：圖13），但不受限於此。舉例來說， 所述板材蝕刻方法S100也可以在未實施所述覆蓋步驟S170的情況下，製造形成有一板材半成品結構100a（如：圖1）。以下將接著說明所述板材蝕刻方法S100於本實施例中的各個步驟。

所述第一電鍍步驟S110：如圖1和圖2所示，於一基底層1上電鍍形成有一第一鍍層21。其中，所述基底層1於本實施例中包含有一基板11及形成於所述基板11的一銅箔12，而所述第一鍍層21則是電鍍形成於所述銅箔12上（也就是說，所述第一鍍層21可以是銅層），但本發明不受限於此。換個角度來說，所述基底層1也可以是上述基板11，而所述銅箔12則是可以視為所述第一鍍層21的一部份。

所述成形步驟S120：如圖1、及圖3至圖5所示，於所述第一鍍層21上成形一底乾膜201，並且所述底乾膜201的尺寸（如：外徑）小於所述第一鍍層21的尺寸（如：外徑）。也就是說，所述底乾膜201沿所述厚度方向T正投影於所述第一鍍層21而形成的一投影區域，其位於所述第一鍍層21的外邊緣之內側。

進一步地說，所述成形步驟S120於本實施例中包含有一壓膜過程S121（如：圖3）、一曝光過程S122（如：圖4）、及一顯影過程S123（如：圖5）。更詳細地說，所述第一鍍層21於所述壓膜過程S121中設置有一第一乾膜層200，並且所述第一乾膜層200在所述曝光流程S122中進行圖案化，以定義出所述底乾膜201的外型；而後，所述第一乾膜層200在所述顯影過程S123中去除所述底乾膜201以外的部位，以於所述第一鍍層21上僅留下所述底乾膜201。

所述增層步驟S130：如圖1、6至圖8所示，於所述第一乾膜201上成形一增層乾膜301，並且所述增層乾膜301的尺寸（如：外徑）小於所述底乾膜201的所述尺寸（如：外徑）。也就是說，所述增層乾膜301沿所述厚度方向T正投影於所述底乾膜201而形成的一投影區域，其位於所述底乾膜201的外邊緣之內側。於所述增層步驟S130中，所述增層乾膜301的厚度較佳是等於所述底乾膜201的厚度，但本發明不以此為限。

進一步地說，所述增層步驟S130於本實施例中類似於上述成形步驟S120，且包含有一壓膜過程S131（如：圖6）、一曝光過程S132（如：圖7）、及一顯影過程S133（如：圖8）。更詳細地說，所述第一鍍層21於所述壓膜過程S131中設置有一第二乾膜層300，以使所述底乾膜201埋置於所述第二乾膜層300之內；所述第二乾膜層300在所述曝光流程S132中進行圖案化，以定義出所述增層乾膜301的外型；而後，所述第二乾膜層300在所述顯影過程S133中去除所述增層乾膜301以外的部位，以於所述底乾膜201上僅留下所述增層乾膜301。

需額外說明的是，所述增層步驟S130於本實施例中是以被實施一次而於所述第一乾膜201上成形有一個所述增層乾膜301來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述增層步驟S130也可以被實施多次而於所述第一乾膜201上成形有沿所述厚度方向T堆疊的多個所述增層乾膜301。

所述第二電鍍步驟S140：如圖1及圖9所示，於所述第一鍍層21上形成有一第二鍍層22與堆疊於所述第二鍍層22上的一遮蔽層400。其中，所述第二鍍層22例如是銅層，而所述遮蔽層400例如是錫層。再者，所述底乾膜201埋置於所述第二鍍層22內，並且所述增層乾膜301的局部埋置於所述第二鍍層22與所述遮蔽層400內，而所述增層乾膜301的另一局部（如：頂部）裸露於所述第二鍍層22與所述遮蔽層400之外。

所述去膜步驟S150：如圖1及圖10所示，移除所述底乾膜201與所述增層乾膜301，以使所述第二鍍層22形成有一預成形孔221。其中，所述預成形孔221於本實施例中通過所述底乾膜201與所述增層乾膜301的堆疊結構設計，使得所述預成形孔221的孔壁呈上窄下寬的階梯狀，進而利於引導與規畫後續的蝕刻結果。

所述蝕刻步驟S160：如圖1及圖11所示，自所述預成形孔221內蝕刻所述第一鍍層21與所述第二鍍層22，以使所述第一鍍層21與所述第二鍍層22共同形成有於所述厚度方向T上裸露所述基底層1之局部的一蝕刻槽孔23，並且所述蝕刻槽孔23的蝕刻因子（etching factor）較佳是限定在不小於10，但本發明不以此為限。

進一步地說，所述第二鍍層22的內壁被蝕刻成曲面狀，並且所述第一鍍層21被沿著所述第二鍍層22的所述內壁而蝕刻，以使所述第一鍍層21的內壁切齊於所述第二鍍層22的所述內壁。也就是說，所述第一鍍層21的所述內壁與所述第二鍍層22的所述內壁未形成有段差、並共同構成所述蝕刻槽孔23。

其中，所述蝕刻槽孔23具有垂直所述厚度方向T的一截面積，其自所述基底層1沿所述厚度方向T朝遠離所述基底層1（如：朝遠離所述基底層1的方向）逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。

換個角度來看，所述蝕刻槽孔23具有分別位於相反側的一第一開口231與一第二開口232，並且所述第一開口231的位置對應於所述基底層1的所述局部，而所述第二開口232的位置則是相鄰於所述遮蔽層400；其中，所述第一開口231的截面積為所述第二開口232的截面積的90%～110%。

再者，於平行所述厚度方向T的所述第一鍍層21與所述第二鍍層22的一截面上，所述蝕刻槽孔23具有垂直所述厚度方向T的一最大内徑Dmax，其與所述第一開口231的內徑或所述第二開口232的內徑之間的差值介於15～25微米（μm）；所述蝕刻槽孔23的孔壁呈圓弧狀且其圓心C23落在所述蝕刻槽孔23內，並且所述蝕刻槽孔23的所述孔壁相較於所述圓心C23所構成的一圓心角α23，其介於30度～90度。

所述覆蓋步驟S170：如圖1、圖12、及圖13所示，去除所述遮蔽層400且於形成有充填於所述蝕刻槽孔23且覆蓋所述第二鍍層22的一絕緣層3，以使所述基底層1、所述第一鍍層21、所述第二鍍層22、及所述絕緣層3共同構成一板材結構100。

據此，本發明實施例所公開的所述板材蝕刻方法S100，其通過所述底乾膜201與所述增層乾膜301的堆疊結構設計，來規劃所述預成形孔221的孔壁形狀（如：呈上窄下寬的階梯狀），進而利於所述第一鍍層21與所述第二鍍層22形成預設的所述蝕刻槽孔23形狀（如：所述蝕刻槽孔23的兩端窄、但中央寬），以有效地擴展其應用範圍。

[板材結構]

以上為所述板材蝕刻方法S100的說明，以下接著介紹由實施上述板材蝕刻方法S100所製成的所述板材結構100（或所述板材半成品結構100a），所以有關於所述板材結構100的具體構造也可以參酌上述板材蝕刻方法S100之中的內容，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述板材結構100可以是由所述板材蝕刻方法S100以外的其他方法所製成；或者，所述板材結構100的具體構造也可以與下述說明有所差異。

如圖13所示，所述板材結構100於本實施例中包含一基底層1、自所述基底層1沿一厚度方向T依序堆疊的多個電鍍層2、及覆蓋於多個所述電鍍層2上的一絕緣層3。

其中，多個所述電鍍層2沿所述厚度方向T共同形成有裸露所述基底層1之局部的一蝕刻槽孔23。所述絕緣層3包含有一連接部31及一層狀部32，所述連接部31形成於所述基底層1的所述局部上且填滿所述蝕刻槽孔23，並且所述層狀部32相連於所述連接部31且形成於多個所述電鍍層2上。

再者，所述蝕刻槽孔23具有垂直所述厚度方向T的一截面積，其自所述基底層1沿所述厚度方向T朝向所述層狀部32逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。其中，多個所述電鍍層2的所述蝕刻槽孔23的蝕刻因子（etching factor）較佳是不小於10。

更詳細地說，所述蝕刻槽孔23具有分別位於相反側的一第一開口231與一第二開口232，並且所述第一開口231的位置對應於所述基底層1的所述局部，而所述第二開口232的位置則對應於所述連接部31與所述層狀部32的相連處；其中，所述第一開口231的截面積為所述第二開口232的截面積的90%～110%。

換個角度來說，於平行所述厚度方向T的多個所述電鍍層2的一截面上，所述蝕刻槽孔23具有垂直所述厚度方向T的一最大内徑Dmax，其與所述第一開口231的內徑或所述第二開口232的內徑之間的差值介於15～25微米（μm）；所述蝕刻槽孔23的孔壁呈圓弧狀且其圓心C23落在所述蝕刻槽孔23內，並且所述蝕刻槽孔23的所述孔壁相較於所述圓心C23所構成的一圓心角α23，其介於30度～90度。

多個所述電鍍層2於本實施例中進一步限定為多個銅層、並以包含有形成於所述基底層1的一第一鍍層21及相連於所述第一鍍層21與所述層狀部32之間的一第二鍍層22來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，多個所述電鍍層2的層數可以是三層以上。

而於本實施例中，所述第二鍍層22的厚度T22大於所述第一鍍層21的厚度T21。再者，於多個所述電鍍層2的所述截面上，所述蝕刻槽孔23的所述最大内徑Dmax落在所述第二鍍層22上，並且形成有所述最大内徑Dmax的所述第二鍍層22之部位是鄰近於所述第一鍍層21而遠離所述層狀部32。

此外，如圖11所示，所述板材半成品結構100a於本實施例中是包含有所述基底層1、所述第一鍍層21、所述第二鍍層22、及形成於所述第二鍍層22上的所述遮蔽層400，並且所述第一鍍層21與所述第二鍍層22形成有所述蝕刻槽孔23。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的板材蝕刻方法與板材半成品結構，其通過所述底乾膜與所述增層乾膜的堆疊結構設計，來規劃所述預成形孔的孔壁形狀（如：呈上窄下寬的階梯狀），進而利於所述第一鍍層與所述第二鍍層形成預設的所述蝕刻槽孔形狀（如：所述蝕刻槽孔的兩端窄、但中央寬），以有效地擴展其應用範圍。

換個角度來說，本發明實施例所公開的板材結構，其多個所述電鍍層所構成的所述蝕刻槽孔形狀（如：所述蝕刻槽孔的兩端窄、但中央寬）是明顯有別於現有的蝕刻槽形狀（如：碗狀），因而利於擴展所述板材結構的應用範圍。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。

100:板材結構 1:基底層 11:基板 12:銅箔 2:電鍍層 21:第一鍍層 22:第二鍍層 221:預成形孔 23:蝕刻槽孔 231:第一開口 232:第二開口 3:絕緣層 31:連接部 32:層狀部 100a:板材半成品結構 T21、T22:厚度 Dmax:最大内徑 C23:圓心 α23:圓心角 200:第一乾膜層 201:乾膜 300:第二乾膜層 301:增層乾膜 400:遮蔽層 T:厚度方向 S100:板材蝕刻方法 S110:第一電鍍步驟 S120:成形步驟 S121:壓膜過程 S122:曝光過程 S123:顯影過程 S130:增層步驟 S131:壓膜過程 S132:曝光過程 S133:顯影過程 S140:第二電鍍步驟 S150:去膜步驟 S160:蝕刻步驟 S170:覆蓋步驟

圖1為本發明實施例的板材蝕刻方法的流程示意圖。

圖2為本發明實施例的板材蝕刻方法的第一電鍍步驟示意圖。

圖3為本發明實施例的板材蝕刻方法的成形步驟之壓膜過程示意圖。

圖4為本發明實施例的板材蝕刻方法的成形步驟之曝光過程示意圖。

圖5為本發明實施例的板材蝕刻方法的成形步驟之顯影過程示意圖。

圖6為本發明實施例的板材蝕刻方法的增層步驟之壓膜過程示意圖。

圖7為本發明實施例的板材蝕刻方法的增層步驟之曝光過程示意圖。

圖8為本發明實施例的板材蝕刻方法的增層步驟之顯影過程示意圖。

圖9為本發明實施例的板材蝕刻方法的第二電鍍步驟示意圖。

圖10為本發明實施例的板材蝕刻方法的去膜步驟示意圖。

圖11為本發明實施例的板材蝕刻方法的蝕刻步驟示意圖；其中，圖11亦為本發明實施例的板材半成品結構示意圖。

圖12～13為本發明實施例的板材蝕刻方法的覆蓋步驟之示意圖；其中，圖13亦為本發明實施例的板材結構示意圖。

100:板材結構

1:基底層

11:基板

12:銅箔

2:電鍍層

21:第一鍍層

22:第二鍍層

23:蝕刻槽孔

231:第一開口

232:第二開口

3:絕緣層

31:連接部

32:層狀部

T21、T22:厚度

Dmax:最大內徑

C23:圓心

α23:圓心角

T:厚度方向

S170:覆蓋步驟

Claims (10)

1. 一種板材蝕刻方法，其包括：一第一電鍍步驟：於一基底層上電鍍形成有一第一鍍層；一成形步驟：於所述第一鍍層上成形一底乾膜，並且所述底乾膜的尺寸小於所述第一鍍層的尺寸；一增層步驟：於所述第一乾膜上成形一增層乾膜，並且所述增層乾膜的尺寸小於所述底乾膜的所述尺寸；一第二電鍍步驟：於所述第一鍍層上形成有一第二鍍層與堆疊於所述第二鍍層上的一遮蔽層；其中，所述底乾膜埋置於所述第二鍍層內，並且所述增層乾膜的局部埋置於所述第二鍍層與所述遮蔽層內；一去膜步驟：移除所述底乾膜與所述增層乾膜，以使所述第二鍍層形成有一預成形孔；以及一蝕刻步驟：自所述預成形孔內蝕刻所述第一鍍層與所述第二鍍層，以使所述第一鍍層與所述第二鍍層共同形成有於一厚度方向上裸露所述基底層之局部的一蝕刻槽孔；其中，所述蝕刻槽孔具有垂直所述厚度方向的一截面積，其自所述基底層沿所述厚度方向朝遠離所述基底層逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。
2. 如請求項1所述的板材蝕刻方法，其中，所述板材蝕刻方法在所述蝕刻步驟之後，進一步包含有一覆蓋步驟：去除所述遮蔽層且於形成有充填於所述蝕刻槽孔且覆蓋所述第二鍍層的一絕緣層，以使所述基底層、所述第一鍍層、所述第二鍍層、及所述絕緣層共同構成一板材結構。
3. 如請求項1所述的板材蝕刻方法，其中，於所述蝕刻步驟中， 所述第二鍍層的內壁被蝕刻成曲面狀，並且所述第一鍍層被沿著所述第二鍍層的所述內壁而蝕刻，以使所述第一鍍層的內壁切齊於所述第二鍍層的所述內壁。
4. 如請求項3所述的板材蝕刻方法，其中，於平行所述厚度方向的所述第一鍍層與所述第二鍍層的一截面上，所述蝕刻槽孔的孔壁呈圓弧狀且其圓心落在所述蝕刻槽孔內。
5. 如請求項4所述的板材蝕刻方法，其中，於所述第一鍍層與所述第二鍍層的所述截面上，所述蝕刻槽孔的所述孔壁相較於所述圓心所構成的一圓心角，其介於30度~90度。
6. 如請求項1所述的板材蝕刻方法，其中，於所述蝕刻步驟中，所述蝕刻槽孔的蝕刻因子(etching factor)不小於10。
7. 如請求項1所述的板材蝕刻方法，其中，於所述蝕刻步驟中，所述蝕刻槽孔具有分別位於相反側的一第一開口與一第二開口，並且所述第一開口的位置對應於所述基底層的所述局部，而所述第二開口的位置則是相鄰於所述遮蔽層；其中，所述第一開口的截面積為所述第二開口的截面積的90%~110%。
8. 如請求項7所述的板材蝕刻方法，其中，於平行所述厚度方向的所述第一鍍層與所述第二鍍層的一截面上，所述蝕刻槽孔具有垂直所述厚度方向的一最大內徑，其與所述第一開口的內徑或所述第二開口的內徑之間的差值介於15~25微米(μm)。
9. 如請求項1所述的板材蝕刻方法，其中，於所述增層步驟中，所述增層乾膜的厚度是等於所述底乾膜的厚度；於所述第二電鍍步驟中，所述增層乾膜的另一局部裸露於所述第二鍍層與所述遮蔽層之外。
10. 一種板材半成品結構，其包括：一基底層；以及一第一鍍層與一第二鍍層，其沿一厚度方向依序堆疊形成於所述基底層上，並且所述第二鍍層的厚度大於所述第一鍍層的厚度，所述第一鍍層與所述第二鍍層沿所述厚度方向共同形成有裸露所述基底層之局部的一蝕刻槽孔，所述蝕刻槽孔的所述最大內徑落在所述第二鍍層上；其中，所述蝕刻槽孔具有垂直所述厚度方向的一截面積，其朝遠離所述基底層的方向逐漸地遞增而後再逐漸地遞減。

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