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TWI890413B - 線路板結構及其製造方法 - Google Patents

線路板結構及其製造方法

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TWI890413B
TWI890413B TW113114287A TW113114287A TWI890413B TW I890413 B TWI890413 B TW I890413B TW 113114287 A TW113114287 A TW 113114287A TW 113114287 A TW113114287 A TW 113114287A TW I890413 B TWI890413 B TW I890413B
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Taiwan
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layer
metal layer
surface treatment
circuit board
board structure
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TW113114287A
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TW202543343A (zh
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王金勝
林晨浩
李安勝
楊凱銘
林溥如
柯正達
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欣興電子股份有限公司
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Publication date
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Priority to US18/669,313 priority patent/US20250331108A1/en
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Abstract

一種線路板結構及其製造方法。線路板結構之製造方法包含：提供一臨時載板；於臨時載板上形成具有至少一通孔的一介電層；在至少一通孔中於臨時載板上形成一表面處理層；於表面處理層上形成至少一接墊；於介電層上形成一增層結構；將增層結構組合至一基板；移除臨時載板；以及移除介電層。

Description

線路板結構及其製造方法
本發明係關於一種線路板結構及其製造方法，特別係關於一種包含表面處理層的線路板結構及其製造方法。
為了使線路板結構的接墊更容易透過焊接與其他電連接結構接合，接墊上通常會設置有表面處理層。並且，在製造線路板結構時，一般會在形成接墊之後，才在接墊上形成表面處理層。
然而，當接墊上尚未形成表面處理層時，線路板結構可能已經產生如翹曲(warpage)等不利於形成表面處理層的現象。因此，會難以精準控制形成在接墊上的表面處理層的厚度與均勻度。如此一來，便會難以縮短接墊之間的間距，而無法增加接墊在線路板結構中的設置密度。
本發明在於提供一種線路板結構及其製造方法，以精準控制表面處理層的厚度與均勻度，並使得接墊之間的間距得以縮短而能增加接墊在線路板結構中的設置密度。
本發明一實施例所揭露之線路板結構之製造方法包含：提供一臨時載板；於臨時載板上形成具有至少一通孔的一介電層；在至少一通孔中於臨時載板上形成一 表面處理層；於表面處理層上形成至少一接墊；於介電層上形成一增層結構；將增層結構組合至一基板；移除臨時載板；以及移除介電層。
於本發明的一實施例中，臨時載板包含一基板、一離型層及一種子層。離型層設置於基板上。種子層設置於離型層上。表面處理層形成於種子層上。基板為陶瓷基板、玻璃基板、矽基板或不鏽鋼基板。
於本發明的一實施例中，線路板結構之製造方法更包含：在形成表面處理層之後，於表面處理層上形成一種子層；以及在移除介電層之後，移除部分的種子層。
本發明另一實施例所揭露之線路板結構之製造方法包含：提供一臨時載板；於臨時載板上形成具有至少一通孔的一介電層；在至少一通孔中於臨時載板上形成一表面處理層；以及於表面處理層上形成至少一接墊。
本發明另一實施例所揭露之線路板結構包含一增層結構、至少一接墊以及一表面處理層。至少一接墊設置於增層結構上。表面處理層設置於至少一接墊上。表面處理層與至少一接墊在一水平方向上彼此不重疊。水平方向垂直於表面處理層及至少一接墊的一堆疊方向。
於本發明的一實施例中，表面處理層包含一第一金屬層及一第二金屬層。第一金屬層設置於至少一接墊上。第二金屬層設置於第一金屬層上。
於本發明的一實施例中，第一金屬層的材料與第二金屬層的材料彼此相異。
於本發明的一實施例中，第一金屬層的材料與第二金屬層的材料彼此相同。
於本發明的一實施例中，表面處理層更包含一第三金屬層。第三金屬層設置於第一金屬層及至少一接墊之間。
於本發明的一實施例中，第一金屬層的材料與第二金屬層的材料彼此相異，且第一金屬層的材料與第三金屬層的材料彼此相同。
於本發明的一實施例中，表面處理層更包含一第四金屬層。第四金屬層設置於第一金屬層及第二金屬層之間。
於本發明的一實施例中，第一金屬層的材料與第二金屬層的材料彼此相異。第一金屬層的材料與第三金屬層的材料彼此相同。第四金屬層的材料相異於第一金屬層的材料與第二金屬層的材料。
於本發明的一實施例中，至少一接墊包含一內埋部及一凸出部。內埋部內埋於增層結構中。凸出部從內埋部凸出，且至少部分的凸出部位於增層結構之外。
於本發明的一實施例中，內埋部的一外表面與增層結構的一外表面齊平。
根據上述實施例所揭露之線路板結構及其製造方法，在形成接墊之前，表面處理層已經在平整度高且熱膨脹係數穩定的臨時載板上形成。也就是說，在形成接墊之前，表面處理層會先預埋在沒有產生翹曲等不利現象的臨時載板上。因此，能精準控制表面處理層的厚度及均勻度，並使得接墊之間的間距得以縮短而能增加接墊在線路板結構中的設置密度。並且，能提升表面處理層的平坦度，並降低表面處理層的粗糙度。
此外，表面處理層係在通孔中形成於臨時載板上。因此，在表面處理層上形成接墊時，表面處理層與接墊在水平方向上便不會彼此重疊。也就是說，表面處理層與接墊不會彼此包覆。如此一來，形成表面處理層時產生的氣體會透過通孔溢出，而不會因氣泡累積而產生空洞缺陷，這進一步提升了接墊的結合力及可靠度。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之實施例之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參閱圖1至圖18。圖1至圖18為根據本發明第一實施例的線路板結構之製造方法。於本實施例中，線路板結構10的製造方法可包含下列步驟。
首先，請參閱圖1，提供一臨時載板20。臨時載板20例如包含一基板21、一離型層22及一種子層23(seed layer)。離型層22設置於基板21上。種子層23設置於離型層22上。種子層23例如透過濺鍍的方式形成於離型層22上。於本實施例中，基板21例如為玻璃基板，但並不以此為限。於其他實施例中，基板亦可為陶瓷基板、矽基板或不鏽鋼基板等平整且熱膨脹係數穩定的基板。
接著，請參閱圖2，於種子層23上形成具有多個通孔25的一介電層24。
接著，請參閱圖3，在通孔25中於種子層23上形成一表面處理層300。表面處理層300例如透過電鍍的方式形成於種子層23上。於本實施例中，表面處理層300包含一第一金屬層310、一第二金屬層320及一第三金屬層330。於圖3中，第一金屬層310設置於種子層23上。第二金屬層320設置於第一金屬層310上。第三金屬層330設置於第二金屬層320上。此外，於本實施例中，第一金屬層310的材料與第二金屬層320的材料彼此相異，且第一金屬層310的材料與第三金屬層330的材料彼此相同。進一步來說，於本實施例中，第一金屬層310與第三金屬層330由金(Au)製成，且第二金屬層320由鎳(Ni)製成。由金製成的第三金屬層330防止了由鎳製成的第二金屬層320之氧化。
接著，請參閱圖4，在介電層24及第三金屬層330上形成一種子層150。種子層150例如包含二金屬層151、152。金屬層151例如由鈦製成，且金屬層152例如由銅製成。金屬層151設置於介電層24及第三金屬層330上。金屬層152設置於金屬層151上。
接著，請參閱圖5，於金屬層152上形成多個圖案化光阻26。接著，請參閱圖6，例如透過電鍍於金屬層152上形成多個接墊200。接著，請參閱圖6及圖7，移除圖案化光阻26。接墊200包含一內埋部210及一凸出部220。凸出部220從內埋部210凸出。
於本實施例中，在形成接墊200之前，表面處理層300已經在平整度高且熱膨脹係數穩定的臨時載板20上形成。也就是說，在形成接墊200之前，表面處理層300會先預埋在沒有產生翹曲等不利現象的臨時載板20上。因此，能精準控制表面處理層300的厚度及均勻度，並使得接墊200之間的間距得以縮短而能增加接墊200的設置密度。並且，能提升表面處理層300的平坦度，並降低表面處理層300的粗糙度。
此外，表面處理層300係在通孔25中形成於臨時載板20上。因此，如圖7所示，在表面處理層300上形成接墊200時，表面處理層300與接墊200在一水平方向H上便不會彼此重疊，其中水平方向H垂直於表面處理層300及接墊200的一堆疊方向S。也就是說，整個表面處理層300係設置於接墊200的上方。或者是說，表面處理層300與接墊200不會彼此包覆。如此一來，形成表面處理層300時產生的氣體會透過通孔25溢出，而不會因氣泡累積而產生空洞缺陷，這進一步提升了接墊200的結合力及可靠度。
須注意的是，於其他實施例中，介電層的通孔及接墊的數量亦可皆為一個。
接著，請參閱圖8，於金屬層152及接墊200的內埋部210上形成一介電層120。進一步來說，內埋部210內埋於介電層120中，且至少部分的凸出部220位於介電層120之外。
接著，請參閱圖9，於介電層120上形成一增層結構110。增層結構110及介電層120亦可共同稱為增層結構。進一步來說，於本實施例中，增層結構110包含多個介電層115、多個線路層116及多個導電盲孔117。這些介電層115設置於介電層120上。這些線路層116分別設置於介電層115、120上。部分的導電盲孔117設置於介電層120中，並電性連接內埋部210及最靠近內埋部210的線路層116。其餘的導電盲孔117設置於介電層115中，且電性連接相鄰的二線路層116。
接著，請參閱圖10，於增層結構110形成表面處理層140。詳細來說，於本實施例中，表面處理層140位於增層結構110的開口111(即最遠離接墊200的介電層115中的開口111)中，並包含二金屬層141、142。金屬層141設置於增層結構110上，並例如由鎳製成。金屬層142設置於金屬層141上，並例如由金製成。增層結構110、介電層120、表面處理層140、種子層150、接墊200及表面處理層300可共同構成一重佈線層(RDL)基板350。
接著，請參閱圖11，於表面處理層140之上形成焊球145。接著，請參閱圖12，透過焊球145將表面處理層140電性連接至一基板400，以將重佈線層基板350組合至基板400。基板400例如為球柵封裝陣列(BGA)載板。
接著，請參閱圖13，例如透過點膠的方式形成一封裝材料500於基板400及重佈線層基板350之間。接著，請參閱圖14，將部分的封裝材料500移除而形成一封裝膠體550。
接著，請參閱圖15，將基板21移除。接著，請參閱圖15及圖16，移除離型層22且對種子層23的表面進行電漿清洗，並接著例如透過蝕刻移除種子層23。
接著，請參閱圖17，例如透過蝕刻移除介電層24。
接著，請參閱圖18，例如透過蝕刻移除種子層150的二金屬層151、152的部分，而形成金屬層153、154。至此，已完成線路板結構10的製造。須注意的是，於本案的圖式中，為了清楚呈現線路板結構10的細部結構，金屬層151~154的厚度有所誇大。因此，於本案的圖式中，金屬層153、154與表面處理層300之間的輪廓會成凹陷狀。然而，實際上，金屬層151~154的厚度非常薄，而使得金屬層153、154與表面處理層300之間的輪廓近似為平整的。
於本實施例中，線路板結構10包含透過焊球145彼此電性連接的一重佈線層基板351及基板400。重佈線層基板351包含增層結構110、介電層120、表面處理層140、金屬層153、154、接墊200及表面處理層300。增層結構110包含多個介電層115、多個線路層116及多個導電盲孔117。這些線路層116分別設置於介電層120上。部分的導電盲孔117設置於介電層120中，並電性連接內埋部210及最靠近內埋部210的線路層116。其餘的導電盲孔117設置於介電層115中，且電性連接相鄰的二線路層116。介電層120設置於介電層115上。表面處理層140設置於最遠離接墊200的線路層116下方，且增層結構110位於表面處理層140及介電層120之間。接墊200包含內埋部210及從內埋部210凸出的凸出部220。內埋部210內埋於介電層120中。至少部分的凸出部220位於介電層120之外。金屬層153、154設置於接墊200的凸出部220上。
此外，於本實施例中，內埋部210的一外表面211與介電層120的一外表面121齊平。也就是說，凸出部220整個位於介電層120之外。然，本發明並不以此為限。於其他實施例中，內埋部的外表面亦可位於介電層的外表面之內。也就是說，於其他實施例中，部分的凸出部可位於介電層之外，且另一部分的凸出部可位於介電層之內。
表面處理層300設置於接墊200上。進一步來說，表面處理層300包含第一金屬層310、第二金屬層320及第三金屬層330。第三金屬層330設置於金屬層153上。第二金屬層320設置於第三金屬層330上。第一金屬層310設置於第二金屬層320上。也就是說，第三金屬層330設置於接墊200及第二金屬層320之間，且第二金屬層320設置於第一金屬層310及第三金屬層330之間。
此外，第二金屬層320的厚度大於第一金屬層310的厚度，且第一金屬層310的厚度等於第三金屬層330的厚度。須注意的是，於本發明中，某一層體的厚度例如為所述層體於堆疊方向S中的厚度。
此外，於本實施例中，線路板結構10例如是實質上已製造完成的成品，但本發明並不以此為限。於其他實施例中，線路板結構亦可為還會進行後續製程的半成品；在這樣的實施例中，根據本發明的線路板結構之製造方法例如可無須包含圖7至圖17中的步驟，而僅包含圖1至圖6中的步驟。
以下將列舉其他實施例以作為說明。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
本發明並不以表面處理層300的結構為限。舉例來說，請參照圖19，圖19為根據本發明第二實施例的線路板結構之剖面示意圖。本實施例的線路板結構10a與第一實施例的線路板結構10之間的差異僅在於重佈線層基板351a的表面處理層300a的結構。因此，以下將針對表面處理層300a的結構進行詳細描述，不再贅述其餘重複的描述。於本實施例中，表面處理層300a更包含一第四金屬層340a。第四金屬層340a設置於第一金屬層310及第二金屬層320之間。此外，第四金屬層340a的材料相異於第一金屬層310的材料與第二金屬層320的材料。進一步來說，第四金屬層340a例如由鈀(Pd)製成。第四金屬層340a的厚度例如於第二金屬層320的厚度相同。進一步來說，第二金屬層320的厚度例如介於0.05微米(μm)至10 μm之間，且第四金屬層340a的厚度例如介於0.01微米(μm)至0.1 μm之間。此外，於其他實施例中，第二金屬層的厚度亦可與第四金屬層的厚度相異。
或者，請參閱圖20，圖20為根據本發明第三實施例的線路板結構之剖面示意圖。本實施例的線路板結構10b與第一實施例的線路板結構10之間的差異僅在於重佈線層基板351b的表面處理層300b的結構。因此，以下將針對表面處理層300b的結構進行詳細描述，不再贅述其餘重複的描述。於本實施例中，表面處理層300b包含第一金屬層310及第二金屬層320，而沒有包含第一實施例中的第三金屬層330。
或者，請參閱圖21，圖21為根據本發明第四實施例的線路板結構之剖面示意圖。本實施例的線路板結構10c與第三實施例的線路板結構10b之間的差異僅在於重佈線層基板351c的表面處理層300c的材質。因此，以下將針對表面處理層300c的材質進行詳細描述，不再贅述其餘重複的描述。於本實施例中，第一金屬層310c及第二金屬層320c由相同的材料製成，如銀。
根據上述實施例所揭露之線路板結構及其製造方法，在形成接墊之前，表面處理層已經在平整度高且熱膨脹係數穩定的臨時載板上形成。也就是說，在形成接墊之前，表面處理層會先預埋在沒有產生翹曲等不利現象的臨時載板上。因此，能精準控制表面處理層的厚度及均勻度，並使得接墊之間的間距得以縮短而能增加接墊在線路板結構中的設置密度。並且，能提升表面處理層的平坦度，並降低表面處理層的粗糙度。
此外，表面處理層係在通孔中形成於臨時載板上。因此，在表面處理層上形成接墊時，表面處理層與接墊在水平方向上便不會彼此重疊。也就是說，表面處理層與接墊不會彼此包覆。如此一來，形成表面處理層時產生的氣體會透過通孔溢出，而不會因氣泡累積而產生空洞缺陷，這進一步提升了接墊的結合力及可靠度。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10, 10a, 10b, 10c:線路板結構 110:增層結構 111:開口 115:介電層 116:線路層 117:導電盲孔 120:介電層 140:表面處理層 141, 142:金屬層 145:焊球 150:種子層 151, 152, 153, 154:金屬層 200:接墊 210:內埋部 220:凸出部 300, 300a, 300b, 300c:表面處理層 310, 310c:第一金屬層 320, 320c:第二金屬層 330:第三金屬層 340a:第四金屬層 350, 351, 351a, 351b, 351c:重佈線層基板 400:基板 500:封裝材料 550:封裝膠體 20:臨時載板 21:基板 22:離型層 23:種子層 24:介電層 25:通孔 26:圖案化光阻 H:水平方向 S:堆疊方向
圖1至圖18為根據本發明第一實施例的線路板結構之製造方法。 圖19為根據本發明第二實施例的線路板結構之剖面示意圖。 圖20為根據本發明第三實施例的線路板結構之剖面示意圖。 圖21為根據本發明第四實施例的線路板結構之剖面示意圖。
300:表面處理層
310:第一金屬層
320:第二金屬層
330:第三金屬層
20:臨時載板
21:基板
22:離型層
23:種子層
24:介電層
25:通孔

Claims (14)

  1. 一種線路板結構之製造方法，包含：提供一臨時載板；於該臨時載板上形成具有至少一通孔的一介電層；在該至少一通孔中於該臨時載板上形成一表面處理層；於該表面處理層上形成至少一接墊；於該介電層上形成一增層結構；將該增層結構組合至一基板；移除該臨時載板；以及移除該介電層。
  2. 如請求項1所述之線路板結構之製造方法，其中該臨時載板包含一基板、一離型層及一種子層，該離型層設置於該基板上，該種子層設置於該離型層上，該表面處理層形成於該種子層上，該基板為陶瓷基板、玻璃基板、矽基板或不鏽鋼基板。
  3. 如請求項1所述之線路板結構之製造方法，更包含：在形成該表面處理層之後，於該表面處理層上形成一種子層；以及在移除該介電層之後，移除部分的該種子層。
  4. 一種線路板結構之製造方法，包含：提供一臨時載板；於該臨時載板上形成具有至少一通孔的一介電層；在該至少一通孔中於該臨時載板上形成一表面處理層；以及於該表面處理層上形成至少一接墊。
  5. 一種線路板結構，包含：一增層結構；至少一接墊，設置於該增層結構上；以及一表面處理層，設置於該至少一接墊上；其中，該表面處理層與該至少一接墊在一水平方向上彼此不重疊，該水平方向垂直於該表面處理層及該至少一接墊的一堆疊方向。
  6. 如請求項5所述之線路板結構，其中該表面處理層包含一第一金屬層及一第二金屬層，該第二金屬層設置於該至少一接墊上，該第一金屬層設置於該第二金屬層上。
  7. 如請求項6所述之線路板結構，其中該第一金屬層的材料與該第二金屬層的材料彼此相異。
  8. 如請求項6所述之線路板結構，其中該第一金屬層的材料與該第二金屬層的材料彼此相同。
  9. 如請求項6所述之線路板結構，其中該表面處理層更包含一第三金屬層，該第三金屬層設置於該第二金屬層及該至少一接墊之間。
  10. 如請求項9所述之線路板結構，其中該第一金屬層的材料與該第二金屬層的材料彼此相異，且該第一金屬層的材料與該第三金屬層的材料彼此相同。
  11. 如請求項9所述之線路板結構，其中該表面處理層更包含一第四金屬層，該第四金屬層設置於該第一金屬層及該第二金屬層之間。
  12. 如請求項11所述之線路板結構，其中該第一金屬層的材料與該第二金屬層的材料彼此相異，該第一金屬層的材料與該第三金屬層的材料彼此相同，且該第四金屬層的材料相異於該第一金屬層的材料與該第二金屬層的材料。
  13. 如請求項5所述之線路板結構，其中該至少一接墊包含一內埋部及一凸出部，該內埋部內埋於該增層結構中，該凸出部從該內埋部凸出，且至少部分的該凸出部位於該增層結構之外。
  14. 如請求項13所述之線路板結構，其中該內埋部的一外表面與該增層結構的一外表面齊平。
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