專利名稱：用于制作增層電路板的薄核心板的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增層電路板的制程，特別是一種用于制作增層電路板的薄核心板的制法，該核心板的形成所利用一其表面覆有導(dǎo)電薄層的絕緣層，并在絕緣層制作電性導(dǎo)通盲孔，以提供導(dǎo)電層間的連接。
在電路板制造業(yè)界，低成本、高可靠度及高布線密度一直是所追求的目標(biāo)。為達此目標(biāo)，于是發(fā)展出一種增層技術(shù)(build-up)。所謂的增層技術(shù)基本上是指在一核心板表面上交互堆棧多層絕緣層及導(dǎo)電層，再于絕緣層制作電性導(dǎo)通孔(via holes)以提供各導(dǎo)電層間的電性連接。然而，增層電路板的數(shù)目可依實際業(yè)界情況的所需堆棧超過10或20層之多。至今，增層電路板的技術(shù)已制造出許多裝載有各式電子組件的多層電路板應(yīng)用于各種不同的商業(yè)產(chǎn)品。
通常，制造增層電路板需利用一單、雙面板或多層板作為核心基板(core substrate)或簡稱核心板。圖1及圖2則為傳統(tǒng)增層多層電路板的示意圖。請參閱圖1，一增層多層電路板100包含一核心基板101及兩增層結(jié)構(gòu)102。該核心基板101包含若干已圖案化的電路層103，以及位于任兩電路層103間的絕緣層104。一導(dǎo)電通孔105則作為電路層103間的電性內(nèi)連接。而該增層結(jié)構(gòu)102亦包含電路層106與絕緣層107的多層，然而，增層結(jié)構(gòu)102的電路層106與絕緣層107較核心基板101的電路層103與絕緣層104通常要薄的多。該增層結(jié)構(gòu)102的電路層106間則以導(dǎo)電通孔108(vias)作電性連接。以圖1來說，核心基板101為一多層電路板(亦即六層)，而增層結(jié)構(gòu)102則為上下各有兩層。
圖2所示為另一傳統(tǒng)增層多層電路板的示意圖，其中一增層多層電路板200包含一電路板201作為核心基板及兩增層結(jié)構(gòu)202。該電路板201包含兩圖案化電路層203及其間的絕緣層204。一導(dǎo)電通孔205則作為電路層203間的電性連接。而該增層結(jié)構(gòu)202亦包含電路層206與絕緣層207，然而，增層結(jié)構(gòu)202的電路層206與絕緣層207較電路板201的電路層203與絕緣層204通常要薄的多。該增層結(jié)構(gòu)202的電路層206間則以通孔208(vias)作電性連接。而以圖2來說，電路板201為一多層電路板(亦即兩層)，而增層結(jié)構(gòu)202在電路板201之上下兩面則各有兩增層，如此則形成一六層電路板結(jié)構(gòu)。
為達到更可靠的導(dǎo)通孔設(shè)計于多層電路板的制程，圖3顯示業(yè)界常見的三種導(dǎo)通孔制程。圖3A所示為一俗稱電鍍導(dǎo)通孔(platedthrough hole，PTH)的示意圖。其中通孔的開口延伸穿越絕緣層301及覆于其表面的電路層302及303，而由電鍍金屬304構(gòu)成的導(dǎo)電層則形成于該導(dǎo)通孔的側(cè)壁。在電鍍完成后，再填充一導(dǎo)電或不導(dǎo)電填充材305填滿殘留空隙，以保證導(dǎo)通孔的可靠度。
圖3B所示為另一種通孔形式，即所謂盲孔(blind via)，其中盲孔的開口延伸至絕緣層306內(nèi)部，但未穿透電路層307。在電鍍層308沉積之后，填充一導(dǎo)電或不導(dǎo)電材309于凹陷處，以為后續(xù)制程提供適當(dāng)平坦度。
圖3C所示為第三種通孔形式，其中盲孔的開口延伸穿越絕緣層310，但亦未穿透電路層311。在通孔填入導(dǎo)電材313之后，再形成電路層312。
上述三種傳統(tǒng)技術(shù)皆需填入填充材于通孔的空隙內(nèi)。然而在通孔直徑低于0.05mm以下時，其制程將變得難以實施。因此一般業(yè)界在大量制造生產(chǎn)時，上述三種制程必須于通孔直徑在0.75mm以上時實施，使制造的可行性容易許多。如此情況之下，核心基板便會因通孔之制程技術(shù)限制，而無法達到更高布線密度的要求。
因此，本發(fā)明所要解決的問題，是提供更高布線密度之核心基板，而形成一更薄及更高布線密度的增層多層電路板。
本發(fā)明提供的用于制作增層電路板的薄核心板的制法，包括以下步驟a)提供一有機絕緣層，該絕緣層有相對的第一及第二表面；b)于所述絕緣層的第一及第二表面上分別形成有一導(dǎo)電薄層(conductive sheet)；c)移除在該導(dǎo)電薄層若干預(yù)定位置上的該導(dǎo)電薄層材質(zhì)以及在該絕緣層的相同預(yù)定位置上的該絕緣層材質(zhì)，以形成盲孔(blind via)開口；d)沉積一導(dǎo)電層覆蓋各該盲孔；e)進行圖案化定義出電路層。
本發(fā)明提供的增層電路板(build-up circuit layer)的制程，包括以下步驟a)提供一有機絕緣層，該絕緣層的上下表面分別形成有一導(dǎo)電薄層(conductive sheet)；b)移除在該導(dǎo)電薄層若干預(yù)定位置上的該導(dǎo)電薄層材質(zhì)以及在該絕緣層之相同預(yù)定位置上的該絕緣層材質(zhì)，以形成盲孔(bland via)開口；c)沉積一導(dǎo)電層覆蓋各該盲孔；d)進行圖案化定義出電路層，以形成一核心基板；e)將至少一增層結(jié)構(gòu)(build-up structure)形成于該核心基板的至少一面上，以形成一增層電路板。
下面結(jié)合


本發(fā)明的目的、特征及功效。
圖2是另一傳統(tǒng)技術(shù)中增層多層電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3A是傳統(tǒng)技術(shù)電鍍通孔結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3B所傳統(tǒng)技術(shù)凹陷處填有填充材的盲孔結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3C所傳統(tǒng)技術(shù)完全填有導(dǎo)電材材的盲孔結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4A是附有凹陷處的盲孔的核心板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4B是另一形式全填滿之盲孔的核心板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5A至圖5F是本發(fā)明實施例制作薄核心板制程的示意圖。
圖6A是本發(fā)明實施例利用一薄核心層形成增層電路板的示意圖。
圖6B是本發(fā)明另一實施例利用一薄核心層形成增層電路板的示意圖。
附圖標(biāo)號說明1，10，13，104，107，301，306，310，403，503-絕緣層；2，11-導(dǎo)電薄層；3-開口；4-盲孔開口；5，6，7，8，307，405，505-導(dǎo)電層；14，103，106，203，206，302，303，307，312，313，401，402，501，502-電路層；9，102，202-增層結(jié)構(gòu)；101，400，500-核心基板；100，200，600，700-增層多層電路板；105，205-導(dǎo)通孔(through hole)；108，208-導(dǎo)孔(via)；201，202-電路板；304-電鍍金屬；305，309-填充材；313-導(dǎo)電材；404-盲孔。
本發(fā)明提出了一種用于制作增層電路板的薄核心板的制法，利用該核心板可制作出薄且具高布線密度的多層電路板。本發(fā)明的圖示僅為簡單說明，并非依實際尺寸描繪，亦即未反應(yīng)出多層電路基板中，各層次的實際尺寸與特色。
本發(fā)明之實施例所述的薄核心板為一具兩導(dǎo)電層的電路板，該電路板有電性導(dǎo)通盲孔的設(shè)計。如圖4A所示為一典型的核心基板400，其為附有盲孔設(shè)計的兩層電路板，其中有兩電路層401、402分別設(shè)在絕緣層403的上下兩側(cè)，且覆蓋有導(dǎo)電層405的盲孔404作為兩電路層401、402的電性連接。然而，通孔的凹陷處并未被導(dǎo)電層405材料所完全填滿。如圖4B所示則為另一形式的核心基板500，其亦為附有盲孔設(shè)計的兩層電路板，其中有兩電路層501、502分別設(shè)在絕緣層503的上下兩側(cè)，盲孔的開口504則被導(dǎo)電層505材料所完全填滿。
圖5所示為前述的核心基板400或500的制程示意圖。請參見圖5A，先提供一有機絕緣層1，其鍵結(jié)有上下兩導(dǎo)電薄層2，該絕緣層1的較佳厚度為0.01～0.2mm之間，更佳者為0.01～0.06mm之間。所述的有機絕緣層1由有機材質(zhì)、纖維強化(fiber-reinforced)有機材質(zhì)或顆粒強化(particle-reinforced)有基材質(zhì)等所構(gòu)成，如環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、聚乙醯胺(polyimide)、雙順丁稀二酸醯亞胺/三氮阱(bismaleimide triazine-based)樹脂、氰酯(cyanate ester)、polybenzocyclobutane或其玻璃纖維(glassfiber)的復(fù)合材料等。當(dāng)然，有機絕緣層1亦可由多層不同材質(zhì)所疊合而成。而所述的導(dǎo)電薄層2可為金屬材質(zhì)，如金、銀、銅、鋁等，或?qū)щ娦愿叻肿?conductive polymer)等；該導(dǎo)電薄膜2較佳為銅材質(zhì)，而較佳厚度則為0.008～0.015mm之間。導(dǎo)電薄層2亦可依所需進行化學(xué)或物理蝕刻使之變薄，因較薄的導(dǎo)電層可在一般蝕刻電路形成技術(shù)中，更容易形成致密電路圖案(finner circuit pattern)。
接著如圖5B所示，以激光爆破磨除(laser ablation)或蝕刻技術(shù)移除部分導(dǎo)電薄層2，在導(dǎo)電薄層2上形成開口3；該開口3的較佳直徑為0.005～1.0mm之間，更佳為0.02～0.04mm之間。
接著可以激光爆破磨除、化學(xué)蝕刻或電漿(plasma)蝕刻等技術(shù)形成盲孔開口4于該絕緣層1中，如圖5C所示。然而在此情形之下須注意的是，若絕緣層1的材質(zhì)為光顯像性樹脂(photoimageableresin)，則無法藉傳統(tǒng)微影技術(shù)形成盲孔開口4，這是因為紫外光(UV)會被導(dǎo)電薄層2所阻擋住(blocked)。在形成盲孔開口4之后，再對盲孔內(nèi)進行清潔步驟，特別是盲孔內(nèi)的導(dǎo)電薄層2的表面，易受殘渣污染，接著亦可對盲孔內(nèi)及盲孔外的表面進行物理或化學(xué)粗化，以增進黏著性(adhesion property)。
沉積一如圖5D及圖5E中的導(dǎo)電層5或圖5F中的導(dǎo)電層6，覆蓋導(dǎo)電薄層2和/或盲孔開口4內(nèi)，其可以電鍍(electroplating)、無電鍍(electroless plating)、物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)等方式形成。其中銅電鍍(copper plating)應(yīng)是在本發(fā)明實施成本考量下的較佳選擇。另外，相對于圖5F之導(dǎo)電層6完全填充于盲孔開口4內(nèi)，圖5D及圖5E之導(dǎo)電層5則只有填充部分盲孔開口4而仍具有未填滿的凹陷(recess)。當(dāng)然，當(dāng)孔徑小于0.05mm時，以電鍍銅將通孔開口完全填滿將較容易實現(xiàn)，亦是對制作堆棧通孔(stacked vias)較有助益。在以激光爆破磨除(俗稱激光直接圖案化方法)、化學(xué)或電漿蝕刻技術(shù)形成圖5D及圖5E中的電路層7(即導(dǎo)電薄層2與導(dǎo)電層5的結(jié)合)，或圖5F中的電路層8(即導(dǎo)電薄層2與導(dǎo)電層6的結(jié)合)，電路層7、8之較佳厚度可在0.008～0.015mm之間。如此，核心基板400、500(分別示于圖4A、圖4B中)的制作于焉完成。
當(dāng)然，圖5D及圖5E的導(dǎo)電層5因只有填充部分盲孔開口4，而仍具有未填滿的凹陷結(jié)構(gòu)，其中凹陷結(jié)構(gòu)可設(shè)計在絕緣層1之不同一面上，如圖5D的結(jié)構(gòu)示意圖，或在同一面上，如圖5E的結(jié)構(gòu)示意圖所示。
如圖6A所示，其中增層結(jié)構(gòu)9包含有絕緣層10及導(dǎo)電薄層11，其并形成于核心基板400上以形成一增層多層電路板600，其中，該增層多層電路板600的盲孔凹陷處并填有絕緣材質(zhì)10。
同樣的方法，如圖6B中，所述的增層結(jié)構(gòu)12包含有絕緣層13及電路層14，其并形成于核心基板500上以形成另一增層多層電路板700。然而須注意的是，在電路板700中所謂的堆棧通孔15(stackedvias)可提供更高的布線密度。此外，所述的增層多層電路板600、700可當(dāng)作為核心層以形成更多層的疊層。而且，所述之增層技術(shù)實施例并非限定本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員皆知道，任何增層電路板制程的應(yīng)用皆屬本發(fā)明的范圍。
實施例中所述如圖5D至圖5F的導(dǎo)電層7、8以激光爆破磨除法在導(dǎo)電薄層2上形成開口3或形成導(dǎo)電層7及8，則可使用9300～10600nm波長的遠紅外線激光束(far-infrared laser beam)，如二氧化碳激光；或355nm或更低波長的紫外光激光，如兩極真空管泵(diode-pumped)、固態(tài)(solid-state)或準(zhǔn)分子激光(excimer laser)。然而，如使用遠紅外線激光束，在圖案化電路層之前，可先進行粗化(roughened)，然后再于導(dǎo)電層7、8(如為金屬材質(zhì))形成一表面氧化層以降低激光束的反射，且同時增加激光的吸收度與黏著性。而如使用紫外光激光，所述的導(dǎo)電層7、8則不必先形成表面氧化層，而可直接進行圖案化步驟。在圖案化之后，導(dǎo)電層7、8可再進行物理或化學(xué)粗化，并形成一氧化層以增加黏著性。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于制作增層電路板的薄核心板的制法，可提供薄且高布線密度之增層多層電路板及電路板間的良好可靠度。
以上所述僅為本發(fā)明電路板結(jié)構(gòu)與制程之較佳實施例，并非用以限制本發(fā)明的實施范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明的精神所做的修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于制作增層電路板的薄核心板的制法，包括以下步驟(a)提供一有機絕緣層，該絕緣層有相對的第一及第二表面；(b)于所述絕緣層的第一及第二表面上分別形成有一導(dǎo)電薄層(conductive sheet)；(c)移除在該導(dǎo)電薄層若干預(yù)定位置上的該導(dǎo)電薄層材質(zhì)以及在該絕緣層的相同預(yù)定位置上的該絕緣層材質(zhì)，以形成盲孔(blindvia)開口；(d)沉積一導(dǎo)電層覆蓋各該盲孔；(e)進行圖案化定義出電路層。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制作增層電路板的薄核心板的制法，其中該絕緣層的厚度系在0.001mm～0.1mm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制作增層電路板的薄核心板的制法，其中該盲孔開口的直徑系在0.005mm～0.15mm之間。
4.如權(quán)利要求1所述的用于制作增層電路板的薄核心板的制法，其中所述步驟(d)的盲孔被導(dǎo)電層部分填滿。
5.如權(quán)利要求1所述的用于制作增層電路板的薄核心板的制法，其中所述步驟(d)的盲孔被導(dǎo)電層完全填滿。
6.一種增層電路板(build-up circuit layer)的制程，包括以下步驟(a)提供一有機絕緣層，該絕緣層的上下表面分別形成有一導(dǎo)電薄層(conductive sheet)；(b)移除在該導(dǎo)電薄層若干預(yù)定位置上的該導(dǎo)電薄層材質(zhì)以及在該絕緣層之相同預(yù)定位置上的該絕緣層材質(zhì)，以形成盲孔(blandvia)開口；(c)沉積一導(dǎo)電層覆蓋各該盲孔；(d)進行圖案化定義出電路層，以形成一核心基板；(e)將至少一增層結(jié)構(gòu)(build-up structure)形成于該核心基板的至少一面上，以形成一增層電路板。
7.如權(quán)利要求6所述的增層電路板的制程，其中該絕緣層的厚度系在0.001mm～0.1mm之間。
8.如權(quán)利要求6所述的增層電路板的制程，其中該盲孔開口的直徑在0.005mm～0.15mm之間。
9.如權(quán)利要求6所述的增層電路板的制程，其中所述步驟(c)的盲孔可被導(dǎo)電層部分填滿。
10.如權(quán)利要求6所述的增層電路板的制程，其中所述步驟(c)的盲孔被導(dǎo)電層完全填滿。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于制作增層電路板(build－upcircuit board)的核心板(core substrate)的制法。本發(fā)明的較佳實施步驟包含利用一覆有導(dǎo)電薄層的絕緣層,制作一開口于該絕緣層的預(yù)定位置上,也就是后續(xù)盲孔(blind via)形成之處。沉積一導(dǎo)電層并覆于所述盲孔開口上形成電性導(dǎo)通盲孔結(jié)構(gòu);而在該導(dǎo)電薄層與導(dǎo)電層圖案化之后,即制造出薄核心板。然后再完成若干增層結(jié)構(gòu)于該核心板的至少一面上,則可制造出增層電路板。
文檔編號H05K3/46GK1348330SQ0113659
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者董一中, 謝翰坤, 許詩濱 申請人:全懋精密科技股份有限公司