CN102958294A - 线路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种线路板及其制造方法。该线路板的制造方法包括：在一基板上形成一外层绝缘层，及在外层绝缘层上形成一预胶层及一金属层。预胶层位于金属层与外层绝缘层之间，金属层具有一接触预胶层的接触面。接触面的十点平均粗糙度介于1微米至4微米之间。接着，在金属层上形成至少一孔洞。之后，形成一覆盖金属层与孔洞的所有表面的导电层。在形成导电层后，在孔洞内形成一金属柱。然后，在金属层上方形成一接触并局部覆盖导电层的金属图案层。接着，移除部分金属层与金属图案层所暴露的部分导电层，形成一外层线路层。此外，本发明还提供了一种采用上述方法制作的线路板。

Description

线路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种线路板及其制造方法，特别是涉及一种具有预胶层(primer)的线路板及其制造方法。

背景技术

现今的线路板，特别是高密度内连线板(High DensityInterconnection Board，HDI Board)，朝向细线化的趋势发展。因此，许多线路板的制造商研究如何缩小线路板的线宽，以增加线路密度。然而，当线路板的线宽缩小时，外层线路层与其所连接的外层绝缘层之间的剥离强度(peeling strength)通常会减弱，导致外层线路层容易从外层绝缘层脱离，从而降低线路板的可靠度(reliability)。

发明内容

本发明提供一种线路板的制造方法，其使用预胶层来增加外层线路层与外层绝缘层之间的剥离强度。

本发明另提供一种线路板，其具有上述预胶层，且是由上述制造方法所制成。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种线路板的制造方法。在此线路板的制造方法中，在一基板上形成一外层绝缘层，其中基板具有二彼此相对的平面，而外层绝缘层形成在其中一平面上。在外层绝缘层上形成一预胶层以及一金属层，其中预胶层位在金属层与外层绝缘层之间，而金属层具有一接触预胶层的接触面。接触面的十点平均粗糙度介于1微米至4微米之间。接着，在金属层上形成至少一孔洞，其中孔洞是至少贯穿金属层、预胶层与外层绝缘层而形成。接着，在金属层上以及在孔洞内形成一导电层，其中导电层覆盖金属层以及孔洞的所有表面。在形成导电层之后，在孔洞内形成一金属柱，其中金属柱连接金属层。接着，在金属层上方形成一金属图案层，其中金属图案层接触并局部覆盖导电层。之后，移除金属图案层所暴露的部分导电层以及移除未被金属图案层所覆盖的部分金属层，以形成一外层线路层。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的线路板的制造方法，其中形成金属层的方法包括压合一金属箔片。

前述的线路板的制造方法，其中形成金属图案层的方法包括，首先，在导电层上形成一局部暴露导电层的遮罩图案层。接着，以遮罩图案层作为遮罩，对导电层进行电镀。

前述的线路板的制造方法，其中形成孔洞的方法包括激光钻孔、等离子体蚀刻或机械钻孔。

前述的线路板的制造方法，其中形成外层绝缘层的方法包括压合一半固化胶片于基板上。

前述的线路板的制造方法，其中所述的基板具有至少一线路层，而金属柱连接线路层。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种线路板，其包括一基板、至少一外层绝缘层、至少一预胶层、至少一外层线路层以及至少一金属柱。外层绝缘层配置在基板上，而预胶层配置在外层绝缘层上。外层线路层局部覆盖预胶层，并包括一金属图案层、一第一图案层以及一第二图案层，其中第一图案层位在第二图案层与金属图案层之间，而第二图案层具有一接触预胶层的接触面。接触面的十点平均粗糙度介于1微米至4微米之间，而外层线路层与预胶层之间的剥离强度大于9.8牛顿/平方厘米。金属柱配置在外层绝缘层中，并连接外层线路层。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的线路板，其中所述的外层线路层的线宽介于15微米至30微米之间。

前述的线路板，其中所述的预胶层的厚度介于1微米至10微米之间。

前述的线路板，其中所述的金属图案层的厚度大于或等于第二图案层的厚度，而第二图案层的厚度大于第一图案层的厚度。

前述的线路板，其中所述的基板为一内层线路基板，并且包括至少一内层绝缘层以及至少一线路层。线路层配置在内层绝缘层上，其中外层绝缘层覆盖线路层，而线路层连接金属柱。

通过上述技术方案，上述预胶层能够增加外层线路层与外层绝缘层之间的剥离强度，以减少外层线路层从外层绝缘层脱离的机会，从而增加线路板的可靠度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A至图1H是本发明一实施例的线路板的制造方法的剖面流程示意图。

图2是图1H中区域A的局部放大示意图。

图3是图1H中的线路板的俯视示意图。

100：线路板             110：基板

112、114：平面          116：线路层

116t：走线              116p：接垫

118：内层绝缘层         119：导电柱

120：外层绝缘层         130：预胶层

140：金属层             142：接触面

144：第二图案层         150：导电层

152：第一图案层         160：金属柱

170：金属图案层         180：遮罩图案层

190：外层线路层         H1：孔洞

L1：线宽                S1：孔壁

T1、T2、T3：厚度

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对依据本发明提出的线路板及其制造方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是用于参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

图1A至图1H是本发明一实施例的线路板的制造方法的剖面流程示意图。请参阅图1A与图1B所示，在本实施例的线路板的制造方法中，首先，在一基板110上形成二层外层绝缘层120。详细而言，基板110具有二彼此相对的平面112、114，而各层外层绝缘层120形成在平面112与114其中一者上。因此，在形成这些外层绝缘层120之后，基板110会位在这些外层绝缘层120之间，而这些外层绝缘层120皆配置在基板110上。

这些外层绝缘层120可以是由二片半固化胶片(prepreg)所形成，而形成这些外层绝缘层120的方法可以是压合这些半固化胶片在基板110上。因此，外层绝缘层120可以是一种含有玻璃纤维(glass fiber)的树脂层(resin layer)。此外，在压合半固化胶片的过程中，这些半固化胶片会分别完全遮盖平面112与114，因此这些外层绝缘层120可以分别全面性地覆盖平面112与114。

基板110可以是一种内层线路基板，而内层线路基板实质上可以视为一种线路板，其例如是单面线路板(single-side wiring board)、双面线路板(double-side wiring board)或多层线路板(multilayer wiringboard)，其中此多层线路板可以是高密度内连线板。因此，基板110可以具有至少一层线路层116以及至少一层内层绝缘层118，其中线路层116可包括至少一条走线116t(图式绘示多个)以及至少一个接垫116p(图式绘示多个)。

在本实施例中，基板110可以包括四层线路层116以及三层内层绝缘层118，其中各层线路层116配置在其中一层内层绝缘层118上，因此本实施例所示的基板110实质上可视为一种具有四层线路的线路板。在形成这些外层绝缘层120之后，这些外层绝缘层120会全面性地覆盖基板110最外侧的二层线路层116。

形成基板110的方法有多种，例如基板110可以利用增层法(build-up)来形成。此外，这些线路层116可以是利用加成法(Additive Process，AP)、半加成法(Semi-Additive Process，SAP)或减成法(Subtractive Process，SP)来形成。以上增层法、加成法、半加成法以及减成法皆为现今常见的线路板制造方法，因此即使未详细说明基板110的制造方法，本领域中的技术人员仍知道如何采用上述方法来形成基板110。

须说明的是，虽然图1A至图1H所示的基板110包括四层线路层116以及三层内层绝缘层118，但是由于基板110实质上可为单面线路板或双面线路板，所以基板110可以仅包括一层线路层116与一层内层绝缘层118。此外，在其他实施中，基板110也可为不具有任何线路层的板材，例如金属核心板(metal core board)或树脂核心层(blank core)，所以图式中的线路层116与内层绝缘层118二者的数量以及基板110的种类仅供举例说明，并非限定本发明。

基板110可以还包括多根导电柱119。导电柱119连接线路层116，其中这些导电柱119分别连接这些接垫116p。这些线路层116可以利用这些导电柱119来彼此电性连接，以使电信号能经由导电柱119而在这些线路层116之间传递。此外，这些导电柱119皆可以是完全由金属材料所构成的实心金属柱，而且其中一根导电柱119可以堆叠(stack)在另一根导电柱119上，如图1A与图1B所示。

不过，在其他实施例中，各根导电柱119不一定是实心金属柱，例如这些导电柱119的至少其中一个可以是被内层绝缘层118或外层绝缘层120所填满的空心金属柱。当所有导电柱119皆为空心金属柱时，这些导电柱119可以彼此错开(stagger)。当其中一些导电柱119皆为空心金属柱，而另一些导电柱119皆为实心金属柱时，这些实心金属柱不仅可彼此错开，而且也可与这些空心金属柱错开。

在这些外层绝缘层120上形成二层预胶层130以及二层金属层140。在这些预胶层130与这些金属层140形成之后，各层预胶层130会配置在其中一层外层绝缘层120上，并且位在其中一层金属层140以及其中一层外层绝缘层120之间，其中预胶层130与金属层140接触。

预胶层130与金属层140分别形成在基板110的相对二侧。也就是说，其中一层预胶层130与其中一层金属层140皆形成在平面112的上方，而另一层预胶层130与另一层金属层140皆形成在平面114的下方。因此，在形成这些预胶层130与这些金属层140之后，基板110会位在这些预胶层130之间，而基板110与预胶层130皆位在这些金属层140之间，如图1B所示。

各个金属层140具有一接触预胶层130的接触面142，而各面接触面142的十点平均粗糙度(ten-point mean roughness，Rz)介于1微米(micrometer，μm)至4微米之间。其中，十点平均粗糙度Rz的定义与量测方法可参考1994年版日本工业标准JIS B0601所述的表面粗糙度(Surface Roughness)。金属层140可以是金属箔片，其例如是铜箔，而形成各层金属层140的方法可以是压合金属箔片，其中此金属箔片的厚度可以介于3微米至5微米之间，所以各层金属层140的厚度也可以介于3微米至5微米之间。

各层预胶层130的厚度可以介于1微米至10微米之间，而预胶层130的成分可含有树脂。在压合金属箔片以前，预胶层130可以是已涂布(coating)在接触面142上的胶材，所以预胶层130与其所附着的金属层140二者可以结合成一种已涂有胶材的金属箔片。

利用已附着在金属层140上的预胶层130，金属箔片可以被压合在基板110上，从而在基板110上形成金属层140与预胶层130。由此可知，在本实施例中，金属层140与预胶层130二者可以同时形成在基板110上。

请参阅图1C所示，接着，在各层金属层140上形成至少一个孔洞H1，其中各个孔洞H1是至少贯穿金属层140、预胶层130及外层绝缘层120而形成。形成这些孔洞H1的方法有多种，例如激光钻孔(laser drilling)、等离子体蚀刻(plasma etching)或机械钻孔(mechanical drilling)。

在本实施例中，各个孔洞H1是仅贯穿金属层140、预胶层130及外层绝缘层120而形成，所以这些孔洞H1会局部暴露出基板110最外侧的线路层116，且各个孔洞H1暴露出其中一个接垫116p。不过，在其他实施例中，孔洞H1的一部分也可以是移除部分基板110而形成。

举例而言，孔洞H1可以是贯穿基板110、所有金属层140、所有预胶层130以及所有外层绝缘层120而形成。此外，孔洞H1也可以是贯穿一层金属层140、一层预胶层130、一层外层绝缘层120、至少一层线路层116与至少一层内层绝缘层118，但未贯穿基板110而形成。所以，图式中的这些孔洞H1仅为举例说明，并非限定本发明。

请参阅图1D所示，接着，在各层金属层140上以及在各个孔洞H1内形成一导电层150，其中这些导电层150覆盖金属层140以及孔洞H1的所有表面。也就是说，导电层150会全面性地覆盖孔洞H1的孔壁S1以及底部。在本实施例中，孔洞H1的底部可以是孔洞H1所暴露的接垫116p的表面，而导电层150会接触接垫116p与外层绝缘层120。形成这些导电层150的方法有多种，例如无电电镀(electroless plating)或溅镀(sputtering)。

请参阅图1E与图1F所示，在形成导电层150之后，在各个孔洞H1内形成一金属柱160，以及在各层金属层140上方形成一金属图案层170。这些金属柱160配置在这些外层绝缘层120中，而各根金属柱160连接其中一层金属层140以及其中一层线路层116，其中金属柱160连接线路层116的接垫116p。这些金属图案层170分别接触并局部覆盖这些导电层150，如图1F所示。

形成金属图案层170的方法有多种，而在本实施例中，形成金属图案层170的方法如下。

请先参阅图1E所示，首先，在各层导电层150上形成一局部暴露导电层150的遮罩图案层180。遮罩图案层180可以是由已经过曝光(exposure)及显影(developed)后的感光材料(light-sensitive material)所形成，其中此感光材料例如是干膜光阻(dry film photoresist)或湿膜光阻(wetfilm photoresist)。

当遮罩图案层180是由干膜光阻所形成时，形成遮罩图案层180的方法可以是先在各层导电层150上贴合一片干膜光阻。之后，依序对这些干膜光阻进行曝光与显影，从而形成遮罩图案层180。当遮罩图案层180是由湿膜光阻所形成时，形成遮罩图案层180的方法可以是先在各层导电层150上涂布一层湿膜光阻。之后，依序对这些湿膜光阻进行预烘烤、曝光与显影，以形成遮罩图案层180。

不论遮罩图案层180是由干膜光阻或湿膜光阻所形成，以上遮罩图案层180的形成方法皆为现有线路板制造方法中的常用手段，即使没有详细说明以上遮罩图案层180是如何形成，本领域中的技术人员仍能够知道遮罩图案层180是如何从干膜光阻或湿膜光阻而形成。

请再参阅图1F所示，之后，以遮罩图案层180作为遮罩，对这些导电层150进行电镀。由于这些导电层150覆盖这些金属层140以及这些孔洞H1的所有表面，因此当对这些导电层150进行电镀时，可以在这些孔洞H1内以及在遮罩图案层180所暴露的导电层150上沉积金属。如此，得以形成这些金属柱160与这些金属图案层170。由此可知，金属柱160与金属图案层170二者可以同时开始形成。

请参阅图1F至图1H所示，在形成金属柱160与金属图案层170之后，移除遮罩图案层180，以使导电层150裸露出来，如图1G所示。之后，移除金属图案层170所暴露的部分导电层150以及移除未被金属图案层170所覆盖的部分金属层140，以暴露未被金属图案层170所覆盖的预胶层130(如图1H所示)，从而形成二层外层线路层190，其中移除部分金属层140与部分导电层150的方法可包括蚀刻。至此，一种包括基板110、二层外层绝缘层120、二层外层线路层190、二层预胶层130以及多根金属柱160的线路板100基本上已制造完成。

请参阅图1H所示，各层外层线路层190局部覆盖其中一层预胶层130，且为三层膜，其中各层外层线路层190包括一金属图案层170、一第一图案层152与一第二图案层144。第一图案层152是由导电层150所形成，而第二图案层144是由金属层140所形成，所以各层第二图案层144具有接触预胶层130的接触面142。在同一层外层线路层190中，第一图案层152位在第二图案层144与金属图案层170之间。

这些预胶层130可以增加外层线路层190与外层绝缘层120之间的剥离强度，以使外层线路层190与预胶层130之间存有很大的结合力，例如外层线路层190与预胶层130之间的剥离强度可以大于9.8牛顿/平方厘米。如此，利用这些预胶层130，能减少外层线路层190从外层绝缘层120脱离的机会，从而增加线路板100的可靠度。

图2是图1H中区域A的局部放大示意图。请参阅图1H与图2所示，在同一层外层线路层190中，金属图案层170、第一图案层152以及一第二图案层144三者的厚度并不全然相同。详细而言，金属图案层170的厚度T1可以大于或等于第二图案层144的厚度T2，而第二图案层144的厚度T2可以大于第一图案层152的厚度T3。所以，在外层线路层190中，第一图案层152的厚度T3最薄。

图3是图1H中的线路板的俯视示意图，其中图1H是从图3中的线I-I剖面所绘制。请参阅图1H与图3所示，由于预胶层130能增加外层线路层190与外层绝缘层120之间的剥离强度，因此外层线路层190的线宽L1得以缩小，以满足目前细线化的发展趋势，而在本实施例中，外层线路层190的线宽L1可以介于15微米至30微米之间。

必须说明的是，虽然以上图1A至图1H所揭露的是一种包括二层外层绝缘层120、二层预胶层130、二层外层线路层190与多根金属柱160的线路板100及其制造方法，但是在其他实施例中，线路板100也可以仅包括单一层外层绝缘层120、单一层预胶层130、单一层外层线路层190以及单一根金属柱160，而且外层绝缘层120、预胶层130与外层线路层190皆形成在基板110的同一侧。

换句话说，根据其他实施例，在线路板100的制造方法中，可以仅形成单一层外层绝缘层120、单一层预胶层130、单一层金属层140、单一层导电层150、单一根金属柱160、单一层金属图案层170、单一层遮罩图案层180以及单一层外层线路层190。

由此可知，图1A至图1H所揭露的外层绝缘层120的数量、预胶层130的数量、金属层140的数量、导电层150的数量、金属柱160的数量、金属图案层170的数量、遮罩图案层180的数量以及外层线路层190的数量皆为举例说明，并非限定本发明。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种线路板的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

在一基板上形成一外层绝缘层，其中该基板具有二彼此相对的平面，而该外层绝缘层形成在其中一平面上；

在该外层绝缘层上形成一预胶层以及一金属层，其中该预胶层位在该金属层与该外层绝缘层之间，而该金属层具有一接触该预胶层的接触面，该接触面的十点平均粗糙度介于1微米至4微米之间；

在该金属层上形成至少一孔洞，其中该孔洞是至少贯穿该金属层、该预胶层与该外层绝缘层而形成；

在该金属层上以及在该孔洞内形成一导电层，其中该导电层覆盖该金属层以及该孔洞的所有表面；

在形成该导电层之后，在该孔洞内形成一金属柱，其中该金属柱连接该金属层；

在该金属层上方形成一金属图案层，其中该金属图案层接触并局部覆盖该导电层；以及

移除该金属图案层所暴露的部分该导电层以及移除未被该金属图案层所覆盖的部分该金属层，以形成一外层线路层。

2.根据权利要求1所述的线路板的制造方法，其特征在于其中形成该金属层的方法包括压合一金属箔片。

3.根据权利要求1所述的线路板的制造方法，其特征在于其中形成该金属图案层的方法包括：

在该导电层上形成一局部暴露该导电层的遮罩图案层；以及

以该遮罩图案层作为遮罩，对该导电层进行电镀。

4.根据权利要求1所述的线路板及其制造方法，其特征在于其中形成该孔洞的方法包括激光钻孔、等离子体蚀刻或机械钻孔。

5.根据权利要求1所述的线路板及其制造方法，其特征在于其中所述的基板具有至少一线路层，而该金属柱连接该线路层。

6.一种线路板，其特征在于其包括：

一基板；

至少一外层绝缘层，配置在该基板上；

至少一预胶层，配置在该外层绝缘层上；

至少一外层线路层，局部覆盖该预胶层，并包括一金属图案层、一第一图案层以及一第二图案层，其中该第一图案层位在该第二图案层与该金属图案层之间，而该第二图案层具有一接触该预胶层的接触面，该接触面的十点平均粗糙度介于1微米至4微米之间，该外层线路层与该预胶层之间的剥离强度大于9.8牛顿/平方厘米；以及

至少一金属柱，配置在该外层绝缘层中，并连接该外层线路层。

7.根据权利要求6所述的线路板，其特征在于其中所述的外层线路层的线宽介于15微米至30微米之间。

8.根据权利要求6所述的线路板，其特征在于其中所述的预胶层的厚度介于1微米至10微米之间。

9.根据权利要求61所述的线路板，其特征在于其中所述的金属图案层的厚度大于或等于该第二图案层的厚度，而该第二图案层的厚度大于该第一图案层的厚度。

10.根据权利要求6所述的线路板，其特征在于其中所述的基板为一内层线路基板，并且包括：

至少一内层绝缘层；以及

至少一线路层，配置在该内层绝缘层上，其中该外层绝缘层覆盖该线路层，而该线路层连接该金属柱。

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