專利名稱：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、包括復(fù)合材料的電路板結(jié)構(gòu)與其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種包括復(fù)合材料的電路板結(jié)構(gòu)與形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方 法。特別來說，本發(fā)明是關(guān)于一種包括催化顆粒的復(fù)合材料，以及使用包括催化顆粒的復(fù)合 材料以協(xié)助形成一電路板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電路板是電子裝置中的一種重要的組件。為了追求更薄的成品厚度、因應(yīng)細(xì)線路 的需求、突破蝕刻與信賴性的缺點(diǎn)，嵌入式線路結(jié)構(gòu)已逐漸興起。由于嵌入式線路結(jié)構(gòu)是將 線路圖案埋入基材中，因此有助于減少封裝成品的厚度。就目前的技術(shù)而言，已知有數(shù)種方法以形成這些電路板。其中一種方法是使用激 光燒蝕將基材圖案化，來定義一鑲嵌形式的結(jié)構(gòu)，再使用一導(dǎo)電材料來填滿形成在基材上 的凹穴，以完成一嵌入式線路結(jié)構(gòu)。一般說來，基材的表面要先經(jīng)過活化，才能使得導(dǎo)電材料成功地填滿在基材上的 凹穴，通常是使用無電電鍍的技術(shù)。就現(xiàn)在的技術(shù)方案而言，其制作方式是直接線路設(shè)計(jì)。 例如前述使用激光將基材圖案化，來定義一鑲嵌形式的結(jié)構(gòu)，再使用一導(dǎo)電材料來填滿形 成在基材上的凹穴，以完成一嵌入式線路結(jié)構(gòu)。請參考圖1，例示現(xiàn)有無電電鍍技術(shù)造成電鍍滿溢(over-plating)的現(xiàn)象。若是 使用無電電鍍的技術(shù)將導(dǎo)電材料130，例如銅，填入基材101中預(yù)先形成凹穴122的過程中， 很容易造成電鍍滿溢(over-plating)的現(xiàn)象。電鍍滿溢一旦發(fā)生時(shí)，一方面，導(dǎo)電材料130 會(huì)沿著凹穴開口的轉(zhuǎn)角處向四面八方延伸。由于當(dāng)前技術(shù)都著重于細(xì)線路的開發(fā)，故同一 線路層中的線距都被設(shè)計(jì)成盡可能的窄。沿著凹穴122開口向四面八方延伸的導(dǎo)電材料 130顯著地增加了相鄰導(dǎo)線間短路的機(jī)會(huì)。另一方面，填入基材101凹穴122中的導(dǎo)電材料 130會(huì)依據(jù)凹穴122的立體形狀進(jìn)行共形(conformal)沉積，結(jié)果就產(chǎn)生了凹凸不平的表面 131。其中任何一種結(jié)果都是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所不樂見的。因此，以上的缺點(diǎn)實(shí)在有待克 服。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明于提出一種包括復(fù)合材料的電路板結(jié)構(gòu)與形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方 法。本發(fā)明包括復(fù)合材料的電路板結(jié)構(gòu)中的復(fù)合材料會(huì)抑制電鍍滿溢的發(fā)生，于是得以避 免導(dǎo)電材料沿著凹穴的開口向四面八方延伸的問題。既然電鍍滿溢的問題受到抑制，填入 基材中凹穴的導(dǎo)電材料就幾乎不會(huì)進(jìn)行共形沉積，從而導(dǎo)電材料表面平坦度亦獲得改善。本發(fā)明首先提出一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括一催化介電層以 及一保護(hù)介電層。催化介電層包括一介電材料與一催化顆粒。保護(hù)介電層包括此介電材料 并接觸催化介電層。催化顆粒的材質(zhì)包括金屬的配位化合物，例如金屬氧化物、金屬氮化 物、金屬絡(luò)合物和/或金屬螯合物。金屬的種類可以為鋅、銅、銀、金、鎳、鈀、鉬、鈷、銠、銥、 銦、鐵、錳、鋁、鉻、鎢、釩、鉭、和/或鈦。
本發(fā)明其次提出一種復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，包括一基材、一復(fù)合材料介電層以及 一圖案化導(dǎo)線層。復(fù)合材料介電層位于基材上，并包括一催化介電層及一保護(hù)介電層。催 化介電層包括一介電材料與一催化顆粒，并接觸基材。而保護(hù)介電層則包括介電材料并接 觸催化介電層。圖案化導(dǎo)線層是位于催化介電層上。本發(fā)明復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)中的介電材料可以為環(huán)氧樹脂、改質(zhì)的環(huán)氧樹脂、聚 脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯基氧化物、聚酰亞胺、酚醛樹脂、聚砜、硅素聚合物、BT樹 脂、氰酸聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯樹脂、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二 酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、液晶高分子(liquid crystal polyester, LCP)、聚 酰胺(PA)、尼龍6、共聚聚甲醛(POM)、聚苯硫醚(PPS)或環(huán)狀烯烴共聚物(C0C)。本發(fā)明又提出一種形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法。首先，提供一復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。 這些復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括一基材以及一復(fù)合材料介電層。復(fù)合材料介電層位于基材上，并包 括一催化介電層及一保護(hù)介電層。催化介電層包括一介電材料與一催化顆粒，并接觸基材。 而保護(hù)介電層則包括介電材料并接觸催化介電層。然后，圖案化復(fù)合材料介電層并同時(shí)活 化催化顆粒。繼續(xù)，形成一導(dǎo)線層。導(dǎo)線層位于催化介電層上。較佳者，導(dǎo)線層表面最高點(diǎn) 與最低點(diǎn)的差距不大于SiimOiiicro meter)，或是，導(dǎo)線層由單一銅層所組成。


圖1例示現(xiàn)有無電電鍍技術(shù)造成電鍍滿溢的現(xiàn)象。
圖2例示本發(fā)明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3例示本發(fā)明復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4-7例示形成本發(fā)明復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)方法的示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
101基材
122凹穴
130導(dǎo)電材料
131表面
200復(fù)合材料結(jié)構(gòu)
210催化介電層
211介電材料
212催化顆粒
220保護(hù)介電層
230圖案化導(dǎo)線層
300復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)
301基材
302復(fù)合材料介電層
310催化介電層
311介電材料
312催化顆粒
320保護(hù)介電層
5
330圖案化導(dǎo)線層401 基材402復(fù)合材料介電層404復(fù)合材料結(jié)構(gòu)410催化介電層411介電材料412催化顆粒420保護(hù)介電層422 溝槽430導(dǎo)線層440水溶性薄膜
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、包括復(fù)合材料的電路板結(jié)構(gòu)與形成復(fù)合材料電路 板結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明的復(fù)合材料，可以抑制復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)在無電電鍍時(shí)電鍍滿溢 的發(fā)生，與避免導(dǎo)電材料沿著凹穴的開口向四面八方延伸的問題。另外，填入基材中凹穴的 導(dǎo)電材料亦不會(huì)進(jìn)行共形沉積，從而改善導(dǎo)電材料表面平坦度。本發(fā)明首先提供一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。圖2例示本發(fā)明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的示意圖。如 圖2所示，本發(fā)明的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)200包括一催化介電層210以及一保護(hù)介電層220。催 化介電層210包括一介電材料211與至少一催化顆粒212。催化顆粒212會(huì)分散于介電材 料211中。一但使用例如激光活化以后，催化介電層210在此催化顆粒212的幫助下，可以 輔助一導(dǎo)電層的成形。另外，保護(hù)介電層220則包括介電材料211并接觸催化介電層210。 視不同的線寬尺寸而定，保護(hù)介電層220的厚度最多可達(dá)15 ym。如圖2所示，視情況需要，本發(fā)明的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)200還可以進(jìn)一步包括一圖案化 導(dǎo)線層230。圖案化導(dǎo)線層230會(huì)嵌入復(fù)合材料結(jié)構(gòu)200中，使得圖案化導(dǎo)線層230位于催 化介電層210上并直接接觸催化介電層210。較佳者，圖案化導(dǎo)線層230表面最高點(diǎn)與最低 點(diǎn)的差距不大于3 u m。另外，由于化學(xué)制程所得的銅與電鍍制程所得的銅在質(zhì)地上并不完 全相同，圖案化導(dǎo)線層230在結(jié)構(gòu)上較佳僅包括單一銅層，例如由化學(xué)制程所得，而不是由 多種物理性質(zhì)相異的銅所組成，例如混合由化學(xué)制程與電鍍制程所得的銅。一方面，本發(fā)明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)200中的介電材料211可以包括一高分子材料，例如 環(huán)氧樹脂、改質(zhì)的環(huán)氧樹脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯基氧化物、聚酰亞胺、酚醛 樹脂、聚砜、硅素聚合物、BT樹脂(bismaleimide triazinemodified epoxy resin)、氰酸聚 酯、聚乙烯、聚碳酸酯樹脂、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯 二甲酸丁二酯、液晶高分子、聚酰胺、尼龍6、共聚聚甲醛、聚苯硫醚或是環(huán)狀烯烴共聚物。另一方面，本發(fā)明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)200中的催化顆粒212可以包括金屬的配位化合 物所形成的多個(gè)納米顆粒。適當(dāng)?shù)慕饘俚呐湮换衔锟梢允墙饘傺趸?、金屬氮化物、金?絡(luò)合物、和/或金屬螯合物。金屬配位化合物中的金屬可以為鋅、銅、銀、金、鎳、鈀、鉬、鈷、 銠、銥、銦、鐵、錳、鋁、鉻、鎢、釩、鉭、和/或鈦。本發(fā)明繼續(xù)提供一種復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，較佳者，包括前述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。圖
63例示本發(fā)明復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu) 300包括一基材301、一復(fù)合材料介電層302以及一圖案化導(dǎo)線層330。復(fù)合材料介電層302包括一催化介電層310以及一保護(hù)介電層320。催化介電層 310包括一介電材料311與至少一催化顆粒312。催化顆粒312會(huì)分散于介電材料311中。 另外，保護(hù)介電層320包括介電材料311并接觸催化介電層310。視不同的線寬尺寸而定， 保護(hù)介電層320的厚度最多可達(dá)15 μ m。圖案化導(dǎo)線層330會(huì)嵌入復(fù)合材料介電層302中， 使得圖案化導(dǎo)線層330位于催化介電層310上并直接接觸催化介電層310。一但使用例如 激光活化以后，催化介電層310在此催化顆粒312的幫助下，可以輔助圖案化導(dǎo)線層330的 成形。本發(fā)明復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)300中的基材301可以為一多層電路板，導(dǎo)電線路層 可以例如是埋入式線路結(jié)構(gòu)和/或非埋入式線路結(jié)構(gòu)。另外，介電材料311可以包括一高 分子材料。而催化顆粒312可以包括金屬的配位化合物所形成的多個(gè)納米顆粒。介電材料 311與催化顆粒312的優(yōu)選實(shí)施方式可以如前所述的介電材料211與催化顆粒212，在此不 多加贅述。在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施態(tài)樣中，圖案化導(dǎo)線層330表面最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的差距不大 于3 μ m。另外，由于化學(xué)制程所得的銅與電鍍制程所得的銅在質(zhì)地上并不完全相同，圖案化 導(dǎo)線層330在結(jié)構(gòu)上較佳僅包括單一銅層，例如由化學(xué)制程所得，而不是由多種物理性質(zhì) 相異的銅所組成，例如混合由無電電鍍制程與一般電鍍制程所得的銅。本發(fā)明再提供一種形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法。圖4-圖7例示形成本發(fā)明 形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)方法的示意圖。如圖4所示，本發(fā)明形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的 方法，首先提供一復(fù)合材料結(jié)構(gòu)404。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)404包括一基材401以及一復(fù)合材料介 電層402。本發(fā)明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)404中的基材401可以為一多層電路板，導(dǎo)電線路層可以例 如是埋入式線路結(jié)構(gòu)和/或非埋入式線路結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料介電層402可以包括一催化介電 層410以及一保護(hù)介電層420。催化介電層410可以包括一介電材料411與至少一催化顆 粒412。催化顆粒412會(huì)分散于介電材料411中。一但使用例如激光活化以后，催化介電層 410在此催化顆粒412的幫助下，可以輔助一導(dǎo)電層的成形。另外，保護(hù)介電層420可以包 括介電材料411并接觸催化介電層410。視不同的線寬尺寸而定，保護(hù)介電層420的厚度最 多可達(dá)15 μ m。然后，如圖5所示，圖案化復(fù)合材料介電層402以形成溝槽422，同時(shí)活化催化顆粒 412。圖案化復(fù)合材料介電層402的方式可以使用物理方法。例如，可以使用激光燒蝕制程 或等離子蝕刻制程。其中，可以使用紅外線激光、紫外線激光、準(zhǔn)分子(Excimer)激光或遠(yuǎn) 紅外線激光等激光光源來進(jìn)行激光燒蝕制程。接著，如圖6所示，形成一導(dǎo)線層430。導(dǎo)線層430會(huì)嵌入圖案化復(fù)合材料介電層 402的溝槽422中，故位于催化介電層410上并直接接觸催化介電層410。可以使用例如無 電電鍍方法，將導(dǎo)電材料，例如化銅，填入圖案化復(fù)合材料介電層402的溝槽422中，形成導(dǎo) 線層430。本發(fā)明的復(fù)合材料可以降低復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)在電鍍時(shí)電鍍滿溢的發(fā)生，與避 免導(dǎo)電材料從溝槽422的開口向四面八方延伸的問題。例如，保護(hù)介電層420中的介電材料411會(huì)使得化銅不容易成長。因此，只有在活化過催化顆粒412的幫助下，導(dǎo)線層430才容易成形。在此導(dǎo)引下，電鍍滿溢的問題便不容 易發(fā)生，于是避免導(dǎo)電材料從溝槽422的開口向四面八方延伸的問題。另外，在此導(dǎo)引下， 填入基材中溝槽422的電鍍材料亦不容易進(jìn)行共形沉積，而是盡量均勻地填入圖案化復(fù)合 材料介電層402的溝槽422中。如此一來，就可以改善導(dǎo)線層430表面平坦度，例如，導(dǎo)線 層430表面最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的差距會(huì)不大于3 μ m。由于化學(xué)制程所得的銅與電鍍制程所得的銅在質(zhì)地上并不完全相同，導(dǎo)線層430 在結(jié)構(gòu)上較佳僅包括單一銅層，例如由化學(xué)制程所得，而不是由多種物理性質(zhì)相異的銅所 組成，例如混合由化學(xué)制程與電鍍制程所得的銅。本發(fā)明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)404中介電材料411 與催化顆粒412的優(yōu)選實(shí)施方式可以如前所述的介電材料211與催化顆粒212，在此不多加 贅述。在本發(fā)明一實(shí)施態(tài)樣中，如圖7所示，視情況需要，復(fù)合材料介電層402還可以包 括一水溶性薄膜440。水溶性薄膜440位于保護(hù)介電層420的外表面上?？梢栽趫D案化復(fù) 合材料介電層402之后形成導(dǎo)線層430之前，移除水溶性薄膜440，避免圖案化復(fù)合材料介 電層402之后產(chǎn)生的任何雜質(zhì)影響導(dǎo)線層430的形成。水溶性薄膜440會(huì)保護(hù)保護(hù)介電層420。水溶性薄膜440可以包括親水性高分子， 使得在必要時(shí)可以用水洗去。例如，這些親水性高分子的特性官能團(tuán)可以包括羥基(-0H)、 酰胺基(-C0NH2)、磺酸基(-S03H)、羧基(-C00H)其中的一的官能團(tuán)，或者前述各官能團(tuán)的 任意組合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，包括有基材；復(fù)合材料介電層，位于該基材上，該復(fù)合材料介電層包括有催化介電層及保護(hù)介電層，其中該催化介電層包括介電材料與催化顆粒并接觸該基材，該保護(hù)介電層包括該介電材料并接觸該催化介電層；以及圖案化導(dǎo)線層，位于該催化介電層上。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，其中該基材為多層電路板。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，其中該保護(hù)介電層包括高分子材料，其 中該高分子材料為選自由環(huán)氧樹脂、改質(zhì)的環(huán)氧樹脂、聚脂、丙烯酸酯、氟素聚合物、聚亞苯 基氧化物、聚酰亞胺、酚醛樹脂、聚砜、硅素聚合物、BT樹脂、氰酸聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯樹 脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、液晶高分 子、聚酰胺、尼龍6、共聚聚甲醛、聚苯硫醚與環(huán)狀烯烴共聚物所組成的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，其中該催化顆粒包括多個(gè)納米顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，其中該催化顆粒的材質(zhì)包括金屬的配位 化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，其中該圖案化導(dǎo)線層嵌入該復(fù)合材料介 電層中。
7.一種形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，包括有提供復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，包括有基材；復(fù)合材料介電層，位于該基材上，該復(fù)合材料介電層包括有催化介電層及保護(hù)介電層， 其中該催化介電層包括有介電材料與催化顆粒并接觸該基材，該保護(hù)介電層包括有該介電 材料并接觸該催化介電層；圖案化該復(fù)合材料介電層并活化該催化顆粒；以及形成導(dǎo)線層，位于該催化介電層上。
8.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該基材為多層電路板。
9 如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該保護(hù)介電層包括有高分 子材料。
10.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該催化顆粒包括多個(gè)納 米顆粒。
11.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該催化顆粒的材質(zhì)包括 金屬的配位化合物。
12.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該導(dǎo)線層嵌入該復(fù)合材 料介電層中。
13.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該導(dǎo)線層表面最高點(diǎn)與 最低點(diǎn)的差距不大于3 μ m。
14.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中該復(fù)合材料介電層更包 括水溶性薄膜，位于該保護(hù)介電層上。
15.如權(quán)利要求14所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，在形成該導(dǎo)線層前更包括移除該水溶性薄膜。
16.如權(quán)利要求7所述形成復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)的方法，其中使用激光加工以圖案化 該復(fù)合材料介電層并活化該催化顆粒。
17.一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，包括有催化介電層，其包括介電材料與催化顆粒；以及 保護(hù)介電層，其包括該介電材料并接觸該催化介電層。
18.如權(quán)利要求17所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，更包括圖案化導(dǎo)線層，位于該催化介電層上并接觸該保護(hù)介電層。
19.如權(quán)利要求17所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中該圖案化導(dǎo)線層表面最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的 差距不大于3iim。
20.如權(quán)利要求17所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中該介電材料包括高分子材料。
21.如權(quán)利要求17所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中該催化顆粒的材質(zhì)包括金屬配位化合物 的納米顆粒。
全文摘要
一種復(fù)合材料電路板結(jié)構(gòu)，包括一基材、一復(fù)合材料介電層以及一圖案化導(dǎo)線層。復(fù)合材料介電層是位于基材上，并包括一催化介電層及一保護(hù)介電層。催化介電層包括一介電材料與一催化顆粒并接觸基材，而保護(hù)介電層包括此介電材料并接觸催化介電層。圖案化導(dǎo)線層則位于催化介電層上。
文檔編號H05K3/46GK101894823SQ20091020290
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者余丞博 申請人:欣興電子股份有限公司