TWI683041B - 退火處理 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種退火處理，包括以下步驟：以一電鍍液電鍍一基板，以在該基板的表面上形成一金屬導電層，其中該基板具有一預定退火溫度，且該電鍍液包含一溶劑、一金屬離子和一添加劑；以及以一熱液接觸該金屬導電層，其中該熱液在該熱液接觸前之溫度係實質上為該預定退火溫度。由於熱液具有較為均勻加熱的特性可大幅改善退火效應，避免晶格缺陷的產生，使得金屬導電層後續蝕刻處理形成線路層時，不會因晶格缺陷處的過度咬蝕而發生裂縫或斷裂而影響電氣功能，藉以提高線路層的電氣品質及良率。
Description
本發明係有關於一種退火處理，尤其是利用熱液對具有金屬導電層進行退火處理以去除金屬導電層中的雜質，減少金屬導電層之晶格缺陷，可防止金屬導電層後續經蝕刻而形成的線路層發生裂縫或斷裂。
線路板具有電路圖案可供配置個各種電子元件，是電子相關產品很重要的裝置，包含硬線路板及軟質線路板。隨著電子產品的功能日益強大，尤其是可攜式產品，比如手機，對於輕、薄、短、小的要求越來越嚴，使得硬線路板或軟質線路板也需朝向縮小化發展，因此線路層中特定的電路圖案也必須儘可能縮小線寬/線距，比如小於10um。
傳統上在製作線路板時，通常是先使用電鍍方式在基板上形成電鍍銅層，再接著利用蝕刻處理形成具特定電路圖案的線路層。由於電鍍方式中所使用的電鍍液在電鍍過程中會有雜質產生，會在電鍍時一起貼附到電鍍銅層中，亦即電鍍銅層的晶界，於是產生了晶格缺陷，在蝕刻處理過程中，會在晶界留下針孔狀的空隙。因此，導致電鍍銅層的線路層因針孔狀空隙而產生針孔，影響電氣特性，甚至在多個針孔串連排成一列時，線路層會發生斷裂、裂開。
因此，習用技術必需利用退火加熱處理，使得晶界變小並排除雜質，藉以防止線路層發生斷裂、裂開的問題。一般是使用高溫爐，在180℃下至少維持1小時，不過高溫爐的受熱均勻不佳，影響晶界變小的效果，而且加熱溫度過高，尤其是加熱時間相當長，無法大幅提高產率。
因此，非常需要一種新式的退火處理，利用熱液對具有金屬導電層進行退火處理以去除金屬導電層中的雜質，並使金屬導電層晶界變小，可防止金屬導電層後續經蝕刻而形成的線路層發生裂縫或斷裂，因而
解決上述習用技術的所有問題。
本發明之主要目的在於提供一種退火處理，用以提高電氣品質及良率，防止後續蝕刻處理所形成的線路層發生裂縫或斷裂。具體而言，本發明的退火處理主要是先備製電鍍液，且電鍍液至少包含溶劑、金屬離子以及添加劑。接著，利用電鍍液對基板進行電鍍處理，因而在基板上形成金屬導電層，且電鍍液中添加劑因裂解反應所產生的雜質是留在金屬導電層的晶界中。然後備製具加熱溫度的熱液，且熱液可包括無機溶劑及/或有機溶劑。
再將具有金屬導電層的基板接觸熱液以進行退火，並移除金屬導電層中的雜質，而使得金屬導電層的晶界變小。最後，對具有金屬導電層的基板進行烘乾處理。
上述的金屬導電層可供進行後續的蝕刻處理而形成具有特定電路圖案的線路層，尤其是細線寬/線距線路的線路，而由於熱液本身為液態，具有較為均勻加熱的特性，可大幅改善對金屬導電層的退火效應而使晶界變小，所以不會在去除雜質後留下針孔狀空隙。因此，線路層不會因針孔狀空隙而發生裂縫或斷裂而影響電氣功能，進而提高線路層的電氣品質及良率。
S10~S50‧‧‧步驟
第一圖顯示依據本發明實施例退火處理的示意圖。
以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
參閱第一圖，本發明實施例退火處理的示意圖。如第一圖所示，本發明實施例的退火處理主要包括依序進行的步驟S10、S20、S30、S40以及S50，用以提高電氣品質及良率。
具體而言，本發明的退火處理是從步驟S10開始，備製電鍍液，其中電鍍液可至少包含溶劑、金屬離子以及添加劑。較佳的，金屬離子可為銅離子，而添加劑可為鍍銅添加劑。
接著，進行步驟S20，利用電鍍液對基板進行電鍍處理，使得金屬離子被還原成金屬或合金，比如金屬銅層或含銅合金層，進而在基板上形成金屬導電層。要注意的是，金屬導電層是由多個金屬結晶所構成，且在形成時逐步成長，因而會在相鄰的金屬結晶之間形成晶界。由於添加劑在電鍍處理中會發生裂解反應而產生雜質，所以雜質是留在金屬導電層的晶界中。
基板可包括環氧樹脂、聚苯醚樹脂(PPO)、聚醯亞胺(PI)或聚丙烯(PP)。
在步驟S30中備製熱液，其中熱液的加熱溫度可為40至250℃之間，且熱液可包括無機溶劑及/或有機溶劑。此外，熱液還可進一步包含無機鹽類。
然後，進入步驟S40，將具有金屬導電層的基板接觸到步驟S30所備製的熱液以進行退火，而此時，金屬導電層的金屬結晶因熱液的加熱效應而獲得能量並重新排列，藉以達到熱力穩定狀態，而在重新排列時，相鄰金屬結晶之間會逐漸靠攏，使得在金屬導電層的晶界中的雜質就被推擠出來而移除掉，同時金屬導電層的晶界會變小。更具體而言，熱液可藉浸泡方式而接觸基板的金屬導電層，比如使用槽體裝滿熱液，而基板是直接泡入熱液中。或者，也可以利用噴灑方式，比如使用噴頭將熱液均勻噴灑到基板的金屬導電層上。此外。線路板接觸熱液的時間為10秒至30分鐘之間。
最後，進入步驟S50，對具有金屬導電層的基板進行烘乾處理，以去除金屬導電層上的任何液體，進而完成本發明的退火處理。此外，烘乾處理的溫度可為80至150℃之間。
由於熱液本身為液態，具有較為均勻加熱的特性，可大幅改善對金屬導電層的退火效應，所以經本發明退火處理後的金屬導電層具有較小的晶界，尤其是已去除晶界上的雜質，很適合供後續蝕刻處理用，形成高電氣品質的線路層，尤其是細線寬/線距線路的線路，比如小於10um的線寬/線距。更進一步而言，由於本發明中金屬導電層的晶界較小，且晶界不含雜質，所以在後續蝕刻處理時，晶界不會產生針孔狀空隙，因而蝕
刻處理所形成的線路層不會因針孔狀空隙而發生裂縫或斷裂，影響電氣功能，進而提高線路層的整體電氣品質及良率。
綜上所述，本發明的主要特點在於可滿足市場上對線路層的線寬/線距越來越縮小的要求，再者，本發明的退火處理可提供晶界已縮小的金屬導電層，且不具習用技術的針孔狀空隙，能避免空隙串連在一起而使得後續的線路層發生電路圖案斷裂，相當有利於市場競爭。
由於本發明的技術內並未見於已公開的刊物、期刊、雜誌、媒體、展覽場，因而具有新穎性，且能突破目前的技術瓶頸而具體實施，確實具有進步性。此外，本發明能解決習用技術的問題，改善整體使用效率，而能達到具產業利用性的價值。
以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。
S10~S50‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種退火處理，包括以下步驟：以一電鍍液，電鍍一基板，以在該基板的表面上形成一金屬導電層，其中該基板具有一預定退火溫度且該電鍍液包含一溶劑、一金屬離子以及一添加劑；以及以一熱液接觸該金屬導電層，其中該熱液在該熱液接觸前之溫度實質上為該預定退火溫度。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中該熱液接觸該金屬導電層之步驟之後，更包含烘乾該金屬導電層之步驟。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中在以該熱液接觸該金屬導電層之步驟之前，更包含加熱該熱液的溫度至該預定退火溫度之步驟。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中以該電鍍液電鍍該基板以在該基板的表面上形成一金屬導電層之步驟之中，該電鍍液的金屬離子更包含銅離子，且該添加劑更包含一鍍銅添加劑。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中以該電鍍液電鍍該基板以在該基板的表面上形成一金屬導電層之步驟之前，該基板更包含環氧樹脂、聚苯醚樹脂(PPO)、聚醯亞胺(PI)或聚丙烯(PP)。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中該熱液接觸該金屬導電層之步驟之中，是以該基板及該金屬導電層浸泡在該熱液中。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中該熱液接觸該金屬導電層之步驟之中，是以該熱液噴灑在該金屬導電層的表面上。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中該預定退火溫度為40至250℃之間。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中該熱液接觸該金屬導電層之步驟之中，更包含該熱液接觸該金屬導電層的接觸時間為10秒至30分鐘之間。
- 依據申請專利範圍第1項之退火處理，其中該熱液接觸該金屬導電層之步驟之後，更包含烘乾該金屬導電層之步驟，其中該烘乾該金屬導電層之步驟中的烘乾溫度為80至150℃之間。
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