TWI829256B - 導電線路的製法及其製品 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種導電線路的製法，其包括以下步驟：(a)準備一基板，該基板具有兩相反設置的表面以及至少一貫穿該基板表面的內環面，且該內環面定義出一貫孔；(b)於該基板的該兩表面的其中至少一表面與該內環面形成一金屬底層；(c)以一雷射光束蝕刻該金屬底層從而使該金屬底層成為一具有一預定圖案的圖案化金屬底層，該預定圖案是局部裸露出該內環面與該其中至少一表面的一部份；及(d)增厚該圖案化金屬底層以形成一金屬線路層。本發明亦提供一種前述製法所製得的導電線路。
Description
本發明是有關於一種線路的製法，特別是指一種導電線路的製法及其製品。
近年來因高功率發光二極體(LED)的需求倍增，因而散熱性佳的陶瓷電路板也備受照明業者的矚目。在陶瓷電路板的相關技術產業中，又以直接電鍍銅(direct plate copper，簡稱DPC)基板廣受業界所青睞。
參閱圖1A至圖1G，一種現有的DPC基板的製法，其包括一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)、一步驟(D)、一步驟(E)、一步驟(F)，及一步驟(G)。
如圖1A所示，該步驟(A)是透過雷射鑽孔(laser drilling)的手段在一陶瓷基板10設置複數貫穿該陶瓷基板10的一上表面101與一下表面102的內環面1001，以藉此對應地定義出複數貫孔100(為簡化圖式，圖1A只顯示出有一個貫孔100)。如圖1B所示，該步驟(B)是在該陶瓷基板10濺鍍(sputtering)一金屬底層111，令該金屬底層111覆蓋該陶瓷基板10的上表面101、下表面102與內環面1001。如圖1C所示，該步驟(C)是透過黃光微影(photolithography)技術在該金屬底層111上覆蓋一具有一預定圖案的圖案化乾膜12，令該圖案化乾膜12的預定圖案能裸露出該金屬底層111的一部份1111；其中，該金屬底層111的該部分1111是位處於該上表面101處與該下表面102處。如圖1D所示，該步驟(D)是在該金屬底層111的該部分1111上直接電鍍(plating)一圖案化銅鍍層
13，使該圖案化銅鍍層13能根據該金屬底層111的該部分1111增厚。
如圖1E所示，該步驟(E)是自該金屬底層111剝離(stripping)該圖案化乾膜12，以裸露出該金屬底層111的一剩餘部分1112。如圖1F所示，該步驟(F)是蝕刻(etching)該金屬底層111的剩餘部分1112使該金屬底層111的該部分1111成為一圖案化金屬底層11，並局部地裸露出該陶瓷基板10的上表面101與下表面102，令該圖案化金屬底層11與該圖案化銅鍍層13共同構成一圖案化金屬線路層14。如圖1G所示，該步驟(G)是在該圖案化金屬線路層14上電鍍一金屬保護層15。
該現有的DPC基板的製法雖然能在該陶瓷基板10上形成該圖案化金屬線路層14與該金屬保護層15。然而，為了完成該圖案化金屬線路層14，該現有的DPC基板的製法除了需執行該步驟(C)的黃光微影技術外，尚需執行該步驟(E)以剝離該圖案化乾膜12及該步驟(F)以蝕刻掉該金屬底層111的剩餘部分1112，才能使移除該剩餘部分1112後的圖案化金屬底層11與該圖案化銅鍍層13共同定義出該圖案化金屬線路層14。熟悉DPC的相關技術領域的業者皆知，完成該步驟(C)所述的黃光微影技術必需經過以下三道的次步驟：(C1)貼附一乾膜；(C2)於該乾膜上覆蓋一光罩以透過一曝光機來曝光該乾膜；及(C3)顯影經曝光後的該乾膜以取得該圖案化乾膜12。經前述說明可知，為了完成該圖案化金屬線路層14，實際上需執行多道步驟，其製程甚為繁瑣。
再者，此處需說明的是，定義出該圖案化金屬線路層14的一預定圖案實際上是根據下游產業的應用需求來設計。然而，該圖案化金屬線路層14只能裸露出該陶瓷基板10的上表面101與下表面102的局部區域，無法裸露出該內環面1001處。因此，該圖案化金屬線路層14對於有需要在該陶瓷基板10之貫孔100處設計線路圖案的相關業者來說，並無法滿足其線路設計上的需求。
經上述說明可知，簡化導電線路的製作程序並滿足下游產業對導電線路在線路設計上的需求，是本案所屬技術領域中的相關技術人員有待突破的課題。
因此，本發明的第一目的，即在提供一種能簡化製作程序並滿足業界在線路設計上的需求之導電線路的製法。
於是，本發明之導電線路的製法，其包含以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)，及一步驟(d)。
該步驟(a)是準備一基板，該基板具有兩相反設置的表面以及至少一貫穿該基板表面的內環面，且該內環面定義出一貫孔。
該步驟(b)是於該基板的該兩表面的其中至少一表面與該內環面形成一金屬底層。
該步驟(c)是以一雷射光束蝕刻該金屬底層從而使該金屬底層成為一具有一預定圖案的圖案化金屬底層，該預定圖案是局部裸露出該內環面與該其中至少一表面的一部份。
該步驟(d)是增厚該圖案化金屬底層以形成一金屬線路層。
本發明的第二目的，即在提供一種由前述製法所製得的導電線路。
本發明之導電線路，包括：一基板，及一金屬線路層。該基板具有兩相反設置的表面，及至少一貫穿該基板之該兩表面的內環面，且該內環面定義出一貫孔。該金屬線路層具有一預定圖案，並形成於該基板的該兩表面的其中至少一表面與該內環面，該預定圖案是局部裸露出該內環面與該其中至少一表面的一部份。
本發明的功效在於：該步驟(c)所提及的雷射光束能局部地直接裸露出該內環面與該其中至少一表面的部分，製程較為簡化，既無須該現有的DPC基板的製法為了取得該圖案化乾膜仍需執行多道次步驟，更無需執行該現有的DPC基板的製法的步驟(E)及步驟(F)。此外，該步驟(c)還能局部地裸露出該基板的內環面，對於有需要在該基板貫孔處設計線路圖案的相關業者來說，也能滿足其在線路設計上的需求。
10:陶瓷基板
100:貫孔
1001:內環面
101:上表面
102:下表面
11:圖案化金屬底層
111:金屬底層
1111:部分
1112:剩餘部分
12:圖案化乾膜
13:圖案化銅鍍層
14:圖案化金屬線路層
15:金屬保護層
2:基板
20:貫孔
201:內環面
21:表面
211:部分
3:圖案化金屬底層
301:金屬底層
4:金屬線路層
5:金屬保護層
6:雷射光束
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1A至圖1G是剖面圖，說明一種現有的DPC基板的製法的一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)、一步驟(D)、一步驟(E)、一步驟(F)，及一步驟(G)的元件製作流程；圖2a至圖2e是剖面圖，說明本發明之導電線路的製法的一實施例的一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(d)，及一步驟(e)的元件製作流程；圖3是一俯視示意圖，說明本發明該實施例之製法在實施完該步驟(a)後的一實施態樣；圖4是一俯視示意圖，說明本發明該實施例之製法在實施完該步驟(a)後的另一實施態樣；圖5是一局部剖視圖，說明本發明該實施例之製法在完成該步驟(e)後所得到的導電線路；及圖6是圖5中的區域A的一局部立體圖。
參閱圖2a至圖2e，本發明之導電線路的製法的一實施例，實質上是由以下步驟所構成：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)、一步驟(d)，及一步驟(e)。
如圖2a所示，該步驟(a)是準備一基板2，該基板2具有兩相反設置的表面21，以及複數貫穿該基板2表面21的內環面201(為簡化圖式，圖2a只以顯示出一個內環面201為例做說明，於此合先敘明)，且各內環面201各自對應定義出一貫穿該基板2之該兩表面21的貫孔20。較佳地，在該步驟(a)中，由各內環面201所定義出的貫孔20是以雷射鑽孔或刀片切割(blade dicing)的方式來完成。本發明該實施例所定義的該等貫孔20可以是如圖3所示的長形封閉式貫孔，也可以是如圖4所示的長形開放式貫孔。此外，在該步驟(a)中，適用於本發明該實施例的基板2是由一選自由下列所構成的群組的絕緣材料所製成：陶瓷與聚合物。在本發明該實施例中，該基板2是以由陶瓷所製成的絕緣材料為例作說明，但不限於此。
參閱圖2b，該步驟(b)是於該基板2的該兩表面21與各內環面201形成一金屬底層301。在該步驟(b)中，該金屬底層301是經由一物理氣相沉積法(PVD)或一化學氣相沉積法(CVD)所製成。較佳地，在該步驟(b)中，該金屬底層301是經由該物理氣相沉積法所製成，且該物理氣相沉積法是選自濺鍍法或蒸鍍法(evaporation)。在本發明該實施例中，該步驟(b)是以經濺鍍法所製成的一Ti/Cu多層膜為例作說明，但不限於此。
如圖2c所示，該步驟(c)是以一雷射光束6蝕刻該金屬底層301從而使該金屬底層301成為一具有一預定圖案的圖案化金屬底層3，該預定圖案是局部裸露出各內環面201與該兩表面21的一部分211。此處需說明的是，該步驟(c)的雷射光束6是根據該金屬底層301的一厚度、材質來調整其波長、輸出功率、頻率與移動速度。因此，較佳地，在該步驟(c)中，該雷射光束6具有
一介於157nm至10.6μm間的波長，與一介於2W至200W間的輸出功率。需進一步說明的是，當該雷射光束6在蝕刻位處於各內環面201處的金屬底層301時，該步驟(c)是如圖2c所示，使該基板2傾斜一角度令該雷射光束6的一光軸的行進路徑能直接行經各內環面201處的金屬底層301，以局部地移除/蝕刻掉各內環面201處的金屬底層301。在本發明該實施例中，該步驟(c)之雷射光束6所執行的蝕刻動作是經由一個六軸雷射雕刻機(six-axis laser engraving machine，圖未示)來實施。更具體地來說，該步驟(c)能利用該六軸雷射雕刻機(圖未示)來調整該雷射光束6的光軸與該基板2各內環面201間的角度，令該雷射光束6的光軸能直指各內環面201處以局部地蝕刻掉各內環面201處的金屬底層301；當各貫孔20的深寬比(aspect ratio)較高時，還能使該基板2傾斜一角度令該雷射光束6的光軸能直接行經各內環面201處以局部地移除各內環面201處的金屬底層301。
請參閱圖2d，該步驟(d)是增厚該圖案化金屬底層3以形成一金屬線路層4。適用於本發明該步驟(d)的增厚手段可以是選自電鍍或化學鍍(chemical plating)。在本發明該實施例中，該步驟(d)的增厚手段是經由電鍍來完成。此處須說明的是，執行完該步驟(c)後所得到的圖案化金屬底層3是用來做為實施該步驟(d)之電鍍時的一晶種層(seed layer)使用。詳細來說，在實施電鍍的整個過程中，該金屬線路層4是根據該圖案化金屬底層(晶種層)3來的預定圖案來增加其厚度；因此，該金屬線路層4具有一相同且重疊於該圖案化金屬底層3的預定圖案的預定圖案，其同樣能夠局部地裸露出各內環面301與各表面21所對應的該部分211。
如圖2e所示，該步驟(e)是於該步驟(d)後，且是於該金屬線路層4形成一金屬保護層5。較佳地，在該步驟(e)中，該金屬保護層5是一選自由下列所構成的群組的膜層結構：鎳(Ni)、銀(Ag)、鎳/鈀/金(Ni/Pd/Au)、鈦/鈀/金
(Ti/Pd/Au)、鈦/鉑/金(Ti/Pt/Au)、鈦/鎳/金(Ti/Ni/Au)、金/鈀/金(Au/Pd/Au)，及鎳/金(Ni/Au)，但不限於此。適用於本發明該步驟(e)的形成手段可以是選自電鍍或化學鍍。在本發明該實施例中，該步驟(e)的形成手段是經由電鍍來完成。同樣地，該金屬保護層5也具有一相同且重疊於該圖案化金屬底層3的預定圖案的預定圖案，其同樣能夠局部地裸露出各內環面301與各表面21所對應的該部分211。
請參見圖5與圖6，經上述各段的詳細說明可知，本發明經該實施例之製法所製得的導電線路，其包括：該基板2、該圖案化金屬底層3、該金屬線路層4，及該金屬保護層5。
詳細來說，該基板2具有該兩相反設置的表面21，及貫穿該基板2之該兩表面21的該等內環面201，且各內環面201分別對應地定義出各貫孔20。
該圖案化金屬底層3是經實施完前述的步驟(b)與步驟(c)所製得，其形成於該基板2的該兩表面21與各內環面201，並具有該預定圖案，且該預定圖案局部地裸露出各內環面201與各表面21所對應的該部分211。
該金屬線路層4形成於該圖案化金屬底層3，並具有相同且重疊於該圖案化金屬底層3的預定圖案的預定圖案，能夠局部地裸露出各內環面301與各表面21所對應的該部分211。
該金屬保護層5形成於該金屬線路層4上，並具有相同且重疊於該圖案化金屬底層3與金屬線路層4之預定圖案的預定圖案，以局部裸露出各內環面301與各表面21所對應的該部分211。
整合本發明之製法與製品的詳細說明可知，本發明該實施例透過該步驟(c)的雷射光束6不只能直接蝕刻掉位在該基板2各表面21所對應的該部分211處的金屬底層301，更能利用該六軸雷射雕刻機(圖未示)來調整該雷射
光束6的光軸與該基板2各內環面201間的角度，或使該基板2傾斜一角度便能令該雷射光束6的光軸直指各內環面201處，以局部地移除/蝕刻掉各內環面201處的金屬底層301。本發明該實施例的製法既無須該現有的DPC基板的製法的次步驟(C1)貼附該乾膜、次步驟(C2)曝光該乾膜，及次步驟(C3)顯影經曝光後的該乾膜來取得該圖案化乾膜12，更無需執行其步驟(E)以剝離該圖案化乾膜12及其步驟(F)以蝕刻掉該金屬底層111的剩餘部分1112。相較於該現有的DPC基板的製法，本發明該實施例的製法能省略掉許多步驟。除此之外，本發明該實施例的製法還能局部的裸露出該基板2的各內環面201，對於有需要在該基板2之貫孔20處設計線路圖案的相關業者來說，也能滿足其在線路設計上的需求。
綜上所述，本發明之導電線路的製法及其製品不僅製程步驟更為簡化，也能滿足下游產業在電路設計上的需求，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:基板
201:內環面
21:表面
211:部分
3:圖案化金屬底層
301:金屬底層
6:雷射光束
Claims (13)
- 一種導電線路的製法，其包含以下步驟：一步驟(a)，是準備一基板，該基板具有兩相反設置的表面以及至少一貫穿該基板表面的內環面，且該內環面定義出一貫孔；一步驟(b)，是於該基板的該兩表面的其中至少一表面與該內環面形成一金屬底層；一步驟(c)，是以一雷射光束蝕刻該金屬底層從而使該金屬底層成為一具有一預定圖案的圖案化金屬底層，該預定圖案是局部裸露出該內環面與該其中至少一表面的一部份；及一步驟(d)，是增厚該圖案化金屬底層以形成一金屬線路層。
- 如請求項1所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(c)中，該雷射光束具有一介於157nm至10.6μm間的波長。
- 如請求項2所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(c)中，該雷射光束具有一介於2W至200W間的輸出功率。
- 如請求項1所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(a)中，該內環面所定義出的貫孔是以雷射鑽孔或刀片切割的方式來完成。
- 如請求項1所述的導電線路的製法，於該步驟(d)後還包含一步驟(e)，該步驟(e)是於該金屬線路層形成一金屬保護層。
- 如請求項5所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(e)中，該金屬保護層是一選自由下列所構成的群組的膜層結構：鎳、銀、鎳/鈀/金、鈦/鈀/金、鈦/鉑/金、鈦/鎳/金、金/鈀/金，及鎳/金。
- 如請求項1所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(b)中，該金屬底層是經由一物理氣相沉積法或一化學氣相沉積法所製成。
- 如請求項7所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(b)中，該金屬底層是經由該物理氣相沉積法所製成，且該物理氣相沉積法是選自濺鍍法或蒸鍍法。
- 如請求項1所述的導電線路的製法，其中，在該步驟(a)中，該基板是由一選自由下列所構成的群組的絕緣材料所製成：陶瓷與聚合物。
- 一種導電線路，包含：一基板，具有兩相反設置的表面，及至少一貫穿該基板之該兩表面的內環面，且該內環面定義出一貫孔；及一金屬線路(metal circuit pattern)層，具有一預定圖案並形成於該基板的該兩表面的其中至少一表面與該內環面，該預定圖案是局部裸露出該內環面與該其中至少一表面的一部份。
- 如請求項10所述的導電線路，還包含一金屬保護層，該金屬保護層形成於該金屬線路層上並具有一相同於該金屬線路層之預定圖案的預定圖案，以局部裸露出該內環面與該其中至少一表面的該部份。
- 如請求項11所述的導電線路，其中，該金屬保護層是一選自由下列所構成的群組的膜層結構：鎳、銀、鎳/鈀/金、鈦/鈀/金、鈦/鉑/金、鈦/鎳/金、金/鈀/金，及鎳/金。
- 如請求項10所述的導電線路，其中，該基板是由一選自由下列所構成的群組的絕緣材料所製成：陶瓷與聚合物。
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