CN101567356A - 电路板结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电路板结构及其制造方法，其中该电路板结构包括：一核心板，其表面具有一第一线路层，该第一线路层具有多个电连接垫；以及至少一增层结构，覆盖该核心板的表面，所述至少一增层结构包含一介电层、一第二线路层、以及多个导电盲孔，其中所述多个导电盲孔电连接至所述多个电连接垫及该第二线路层，且该第二线路层及所述多个导电盲孔的表面与该介电层的表面齐平。本发明还提供上述电路板结构的制造方法。本发明能有效控制线路的形状，以形成细线路的电路板，同时可提升电路板的电功能。

Description

电路板结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电路板结构及其制造方法，特别涉及一种具有细线路的电路板结构及其制造方法。

背景技术

随着电子产业的蓬勃发展，电子产品也逐渐迈入多功能、高性能的研发趋势。为满足半导体封装件高集成度(integration)及微型化(miniaturization)的封装需求，以供更多主被动元件及线路载接，半导体封装基板也逐渐由双层电路板演变成多层电路板(multi-layer board)，在有限的空间下运用层间连接技术(interlayer connection)以扩大半导体封装基板上可供利用的线路布局面积，借此配合高线路密度的集成电路(integrated circuit)需要，降低封装基板的厚度，以在相同基板单位面积下容纳更多数量的线路及电子元件。

为根据微处理器、芯片组、绘图芯片与特殊应用集成电路(ASIC)等高效能芯片的运算需要，布有导线的半导体封装基板也需提升其传递芯片信号、改善频宽、控制阻抗等功能，来成就高I/O数封装件的发展。然而，为符合半导体封装件轻薄短小、多功能、高速度、高线路密度及高频化的开发方向，封装基板已朝向细线路及小孔径发展。现有半导体封装基板制造工艺从传统100微米的线路尺寸，已缩减至现在的30微米以下，其中，包括导线宽度(line width)、线路间距(space)及深宽比(aspect ratio)等持续朝向更小的线路精度进行研发。

为提高半导体封装基板的布线精密度，业界发展出一种增层技术(build-up)，也即在一核心电路板(core circuit board)表面利用线路增层技术交互堆叠多层介电层及线路层，并于该介电层中开设导电盲孔(conductive via)以供上、下层线路之间电连接，而该线路增层制造工艺影响半导体封装基板线路密度的关键，依照现行技术，从业者多以半加成法(semi-additive process，SAP)制作线路增层结构。

而该半加成法的流程请参考图1a至1f。首先如图1a所示，提供一核心板10，该核心板10上下表面各具有一线路层11，且该核心板10中形成有多个导电通孔101，以电连接该核心板10上下表面的线路层11，其中，所述多个导电通孔101中填充有树脂12，再参考图1b，形成一介电层13完全覆盖该核心板10及该线路层11的表面。接着如图1c所示，于该介电层13上形成多个开孔131，以显露部分该线路层11作为电连接垫111，并于该介电层13及其所述多个开孔131上形成一导电层16。接着如图1d所示，于该导电层16上形成一图案化阻层(resist layer)14。而后将该核心板10置入电镀槽内(图中未示)，利用该导电层16传导电流，以电镀形成一金属层于该图案化阻层14的开口中。再如图1f所示，移除该图案化阻层14后，并进行蚀刻去除原本被该图案化阻层14所覆盖的该导电层16，便完成另一线路层151及多个导电盲孔152。如此，运用上述步骤重复形成介电层及线路层，即制成一具有多层线路增层结构的电路板。另外，因光刻蚀刻工艺对位极限的关系，其阻层14开孔131必须大于导电盲孔152，所以如图1g所示，其为图1f虚线A标示处的俯视图，所述多个导电盲孔152周缘皆围绕有一延伸部，以作为孔环152a，该孔环152a与该线路层151连接。

前述半加成法的制作中，需要蚀刻去除该图案化阻层14所覆盖的该导电层16，使得原本位于介电层13表面的线路层151，经过蚀刻后必定减少其宽度，而使线路层151的线宽比原本预估的线宽还低，因此无法维持原本线路层的品质，若工艺中品质不稳定，可能会造成其中线路过窄发生断路的情形，但倘若增加原本线路层151的线宽，则有碍于细线路工艺能力的提升。此外，围绕在该导电盲孔152周缘的孔环152a也占据了部分布线空间，因此现有增层线路层151位于介电层13表面的结构，对于提升细线路工艺能力，仍存在其技术瓶颈。

发明内容

鉴于上述缺点，本发明的主要目的即在于提供一种电路板结构及其制作方法，借以有效控制线路的形状，形成细线路的电路板，同时可提升电路板的电功能。

为达成上述目的，本发明的一种电路板结构包括：一核心板，其表面具有一第一线路层，该第一线路层具有多个电连接垫；以及至少一增层结构，覆盖该核心板的表面，所述增层结构包含一介电层、一第二线路层、以及多个导电盲孔，其中所述多个导电盲孔电连接所述多个电连接垫及该第二线路层，且该第二线路层及所述多个导电盲孔的表面与该介电层的表面齐平。

因为该第二线路层及所述多个导电盲孔的表面均与该介电层的表面齐平，故能有效控制线路的形状，而可形成细线路的电路板。

上述电路板结构中，所述多个导电盲孔可为实心金属柱。而该介电层与该第二线路层，以及该介电层与所述多个导电盲孔之间具有一导电层。另外，还可包含一绝缘保护层覆盖所述至少一增层结构的最外层，且该绝缘保护层具有多个开孔，以露出该最外层增层结构的部分导电盲孔及部分第二线路层，用以作为电连接垫，而该绝缘保护层可为一防焊层。

上述电路板的两侧，分别可为一置晶侧及一植球侧，其中该置晶侧及植球侧具有多个导电盲孔，所述多个导电盲孔的周缘均无孔环。所述置晶侧是上述电路板放置芯片的一侧，所述植球侧是上述电路板植设焊锡球的一侧。

此外，上述电路板结构中，该核心板以一基板为核心，且该第一线路层形成于该基板表面，而该基板中形成有多个导电通孔电连接至该基板表面的该第一线路层。其中，该核心板层数不限，可为双层电路板或多层电路板。另外，现有介电材料常填充有大分子填充物(Max＝10μm)，而不利于制作细线路(线宽/线距，L/S＜15/15μm)，本发明的介电层为一具有高电阻率的感光性介电材料，而可有效阻挡线路间距缩小造成的电迁移或尖端放电效应，并可进行曝光显影以形成开孔，其中，该感光性介电材料可选择添加有至少一小分子填充物，或选择不添加填充物，因此可利于制作细线路(L/S＜15/15μm)。

本发明还提供一种电路板结构的制造方法，包括以下步骤：提供一核心板，该核心板表面具有一第一线路层，且该第一线路层具有多个电连接垫；形成一介电层，覆盖该核心板及该第一线路层的表面，于该介电层形成多个线路开口，其中部分线路开口则再进行激光钻孔，以形成多个开孔而显露出所述多个电连接垫；形成一金属层，覆盖该介电层表面、所述多个线路开口内及所述多个开孔内；以及移除高度高于该介电层表面的该金属层，所述多个线路开口内及于所述多个开孔内的该金属层分别形成一第二线路层及多个导电盲孔，以完成一线路增层结构，其中所述多个导电盲孔电连接所述多个电连接垫及该第二线路层，且该第二线路层及所述多个导电盲孔的表面与该介电层的表面齐平。

上述电路板结构的制造方法中，由该金属层所形成的所述多个导电盲孔，其可为实心金属柱。另外该介电层的所述多个线路开口利用曝光显影形成，再通过激光钻孔方式形成所述多个开孔，以显露出该第一线路层的所述多个电连接垫。

再者，上述制造方法所形成的所述多个线路开口的深度，优选是小于所述多个开孔的深度。

附图说明

图1a至1f是公知半加成法的流程示意图。

图1g是图1f虚线A标示处的俯视示意图。

图2a至2h是本发明实施例的电路板结构制造方法的流程示意图。

图2i是图2h虚线A’标示处的俯视示意图。

图3是本发明实施例电路板结构的剖面示意图。

图4是本发明实施例电路板结构的剖面示意图。

图5是本发明实施例电路板结构的剖面示意图。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

10    核心板        101   导电通孔

11    线路层        111   电连接垫

12    树脂          13    介电层

131   开孔          14    阻层

152   导电盲孔      151   线路层

16    导电层        152a  孔环

20    核心板        201   基板

202   导电通孔      21    第一线路层

211   电连接垫      22    树脂

23    介电层        231   线路开口

232    开孔          24    金属层

242    第二线路层    241   导电盲孔

25a    置晶侧        27    绝缘保护层

23a    介电层表面    25b   植球侧

271    开孔          26    导电层

具体实施方式

以下借由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可借由其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

本发明的实施例中所述附图均为简化的示意图。所述附图仅显示与本发明有关的元件，其所显示的元件不是实际实施时的方式，其实际实施时的元件数目、形状等比例为一选择性的设计，且其元件布局型态可能更复杂。

实施例1

请参考图2a～图2h，此为本实施例电路板结构制造方法的流程示意图。

如图2a所示，首先提供一核心板20，该核心板20上下表面各具有一第一线路层21，且该第一线路层21具有多个电连接垫211。因此，本实施例所使用的核心板可为已完成有第一线路层的双层或多层电路板，另该核心板20以一基板201为核心，将该第一线路层21形成于该基板201上下表面，而该基板201中形成有多个导电通孔202，并电连接该基板201两侧表面的该第一线路层21，其中，所述多个导电通孔202中填充有树脂22。

接着如图2b所示，通过印刷、旋涂、或压合的方式，形成一介电层23完全覆盖该核心板20及该第一线路层21的表面。本实施例中，该介电层23属于一具有高电阻率的感光性介电材料，并且可添加有至少一小分子填充物，或选择不添加填充物也可。

然后参考图2c，利用曝光显影的方式，于该介电层23上形成多个线路开口231。

接着如图2d所示，再通过激光钻孔的方式，将部分线路开口231再进行激光钻孔，形成多个开孔232，至显露出该第一线路层21的所述多个电连接垫211。而后通过溅镀、或无电电镀等方式，先形成一导电层26覆盖所述多个线路开口231、所述多个开孔232、以及该第一线路层21的所述多个电连接垫211。

接着参考图2e，通过该导电层26传导电流，以电镀形成一金属层24覆盖该介电层23表面、所述多个线路开口231内及所述多个开孔232内。该金属层24选自由铅、锡、银、铜、金、铋、锑、锌、镍、锆、镁、铟、碲、铝以及镓等金属及其合金所组成的群组的其中一个所制成。

接着参考图2f，利用刷磨或蚀刻的方式，移除高度高于该介电层表面23a的该金属层24及该导电层26，所述多个线路开口231内及于所述多个开孔232内的该金属层24分别形成一第二线路层242及多个导电盲孔241。其中部分导电盲孔241电连接该核心板20上该第一线路层21的所述多个电连接垫211及该第二线路层242，且该第二线路层242及所述多个导电盲孔241的表面与该介电层23的表面齐平，如此通过上述步骤，可完成增层结构。

此外，上述电镀所形成的该金属层24，可如图2f完全充满所述多个开孔232，如此所形成的所述多个导电盲孔241便形成实心金属柱。

至此，可依需要重复上述图2b至图2f的步骤，制作出多层的增层结构。如此便完成本发明的电路板结构，如图2g所示其包括：一核心板20，其表面具有一第一线路层21，该第一线路层21具有多个电连接垫211；以及至少一增层结构，覆盖该核心板20的表面，该至少一增层结构包含一介电层23、一第二线路层242、以及多个导电盲孔241，其中所述多个导电盲孔241电连接至所述多个电连接垫211及该第二线路层242，且该第二线路层242及所述多个导电盲孔241的表面与该介电层23的表面齐平。

再如图2g所示，于增层结构的该介电层23、所述多个导电盲孔241、及该第二线路层242上，形成一绝缘保护层27。接着参考图2h，于该绝缘保护层27上，开设有多个开孔271，以露出该最外层增层结构的部分导电盲孔241及部分第二线路层242，以作为电连接垫。本实施例中，该绝缘保护层27为一防焊层。

并且，如图2h所示的电路板结构所示，其两侧分别为置晶侧25a及植球侧25b，其中，置晶侧25a利用部分导电盲孔241及部分第二线路层242，作为电连接垫，以供形成焊锡凸块并接置半导体芯片。其中，图2i为图2h虚线A’标示处的俯视图，由图2i可知，置晶侧25a导电盲孔241周缘没有如先前技术图1f及1g所揭示的孔环152a。

另一侧表面即为一植球侧25b，其供形成焊锡球并接置印刷电路板，该植球侧25b还利用部分导电盲孔241及部分第二线路层242，作为电连接垫，此侧的焊锡球远大于导电盲孔241，以利于植设焊锡球，并接置印刷电路板，植球侧25b的导电盲孔241周缘连接第二线路层242，但如同置晶侧25a的导电盲孔241周缘也没有孔环。

另外，于绝缘保护层27上形成开孔271，显露部分导电盲孔241及部分第二线路层242，以作为电连接垫，该电连接垫的定义形式如下。

其一为如图2h所示，所述多个具有开孔271的绝缘保护层27部分覆盖(partially cover)该置晶侧25a的电连接垫的周缘部分，并部分覆盖该植球侧25b的电连接垫的周缘部分，此电连接垫为防焊层定义型电连接垫(soldermask defined pad，SMD pad)；

其二为如图3所示，电路板置晶侧25a的所述多个具有开孔271的绝缘保护层27未覆盖(not cover)该置晶侧25a的电连接垫，且绝缘保护层27也未接触该电连接垫，此电连接垫为非防焊层定义型电连接垫(non-soldermask defined pad，NSMD pad)，电路板植球侧25b的所述多个具有开孔271的绝缘保护层27则部分覆盖所述多个电连接垫的周缘部分；

其三为如图4所示，电路板置晶侧25a的所述多个具有开孔271的绝缘保护层27未覆盖所述多个电连接垫，且绝缘保护层27也未接触该电连接垫，电路板植球侧25b的所述多个具有开孔271的绝缘保护层27也未覆盖所述多个电连接垫的周缘部分，且绝缘保护层27也未接触该电连接垫；以及

其四为如图5所示，电路板置晶侧25a的所述多个具有开孔271的绝缘保护层27部分覆盖所述多个电连接垫的周缘部分，电路板植球侧25b的所述多个具有开孔271的绝缘保护层27则未覆盖所述多个导电结构241的电连接垫，且绝缘保护层27也未接触该电连接垫。

因此，本发明的电路板结构及其制作方法，因该第二线路层242及所述多个导电盲孔241的表面均与该介电层23的表面齐平，故能有效控制线路的形状，而可形成细线路的电路板，同时可提升电路板的电功能。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围应当以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (12)

1.一种电路板结构，包括：

一核心板，其表面具有一第一线路层，该第一线路层具有多个电连接垫；以及

至少一增层结构，覆盖该核心板的表面，所述至少一增层结构包含一介电层、一第二线路层、以及多个导电盲孔，其中所述多个导电盲孔电连接至所述多个电连接垫及该第二线路层，且该第二线路层及所述多个导电盲孔的表面与该介电层的表面齐平。

2.如权利要求1所述的电路板结构，其中，该介电层与该第二线路层，以及该介电层与所述多个导电盲孔之间具有一导电层。

3.如权利要求1所述的电路板结构，还包含一绝缘保护层，覆盖该至少一增层结构的最外层，且该绝缘保护层具有多个开孔，以露出该最外层增层结构的部分导电盲孔及部分第二线路层，用以作为电连接垫。

4.如权利要求3所述的电路板结构，其中，电路板两侧分别可为一置晶侧及一植球侧，该置晶侧及植球侧表面具有多个导电盲孔，所述多个导电盲孔的周缘均无孔环。

5.如权利要求1所述的电路板结构，其中，该核心板以一基板为核心，且该第一线路层形成于该基板表面，而该基板中形成有多个导电通孔，电连接该基板两侧表面的该第一线路层。

6.一种电路板结构的制造方法，包括以下步骤：

提供一核心板，该核心板表面具有一第一线路层，且该第一线路层具有多个电连接垫；

形成一介电层，覆盖该核心板及该第一线路层的表面，

于该介电层形成多个线路开口，其中，部分线路开口再进行激光钻孔，形成多个开孔，以显露出所述多个电连接垫；

形成一金属层，覆盖该介电层表面、所述多个线路开口内、及所述多个开孔内；以及

移除高度高于该介电层表面的该金属层，于所述多个线路开口内及于所述多个开孔内的该金属层分别形成一第二线路层及多个导电盲孔，以完成一线路增层结构，其中所述多个导电盲孔电连接所述多个电连接垫及该第二线路层，且该第二线路层及所述多个导电盲孔的表面与该介电层的表面齐平。

7.如权利要求6所述的制造方法，其中，该介电层的所述多个线路开口是利用曝光显影形成所述多个线路开口的，再通过激光钻孔方式形成所述多个开孔，以显露出所述多个电连接垫。

8.如权利要求6所述的制造方法，其中，该介电层与该金属层之间还形成有一导电层。

9.如权利要求6所述的制造方法，其中，该介电层及该第二线路层上还形成有一绝缘保护层，且该绝缘保护层中形成有多个开孔，以露出该最外层增层结构的部分导电盲孔及部分第二线路层，用以作为电连接垫。

10.如权利要求9所述的制造方法，其中，电路板两侧分别可为一置晶侧及一植球侧，该置晶侧及植球侧表面具有多个导电盲孔，所述多个导电盲孔的周缘均无孔环。

11.如权利要求6所述的制造方法，其中，该核心板以一基板为核心，且该第一线路层形成于该基板表面，而该基板中形成有多个导电通孔，电连接至该基板两侧表面的该第一线路层。

12.如权利要求6所述的制造方法，其中，所述多个线路开口的深度小于所述多个开孔的深度。

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