电路板结构与其制造方法与流程

本发明涉及一种电路板结构与其制造方法。

背景技术：

随着电子产业的蓬勃发展，电子产品亦逐渐进入多功能、高性能的研发方向。为满足半导体元件高集成度(Integration)以及微型化(Miniaturization)的要求，电路板的各项要求亦越来越高。举例来说，电路板上的线路的线宽与线距(Pitch)要求越来越小，电路板的布线密度也希望越高越好。另外，在线路板的应用上，为了提高线路板中的布线密度，制作具有埋入式线路的线路板已蔚为趋势。

为了进一步改善电路板的各项特性，相关领域莫不费尽心思开发。如何能提供一种具有较佳特性的电路板，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种电路板结构的制造方法，以提升电路板结构的布线密度。

根据本发明一实施方式，一种电路板结构的制造方法包含以下步骤。首先，在承载基板上形成第一线路层。接着，在承载基板与第一线路层上形成第一介电层。然后，在第一介电层中形成裸露部分第一线路层的至少一个第一孔洞。接着，在第一介电层与第一线路层上形成第二介电层。然后，在第二介电层中形成裸露部分第一介电层的至少一个沟渠，且在对应第一孔洞之 处形成裸露第一线路层的第二孔洞，且第二孔洞的孔径小于第一孔洞的孔径并设在第一孔洞之中。最后，形成填满沟渠与第二孔洞的金属层，其中填满沟渠的金属层成为第二线路层，填满第二孔洞的金属层成为导电孔。

在本发明的一个或多个实施方式中，沟渠与第二孔洞为同时形成的。

在本发明的一个或多个实施方式中，沟渠与第二孔洞为使用同一机台形成的。

在本发明的一个或多个实施方式中，沟渠与第二孔洞为通过曝光显影第二介电层而形成，且第一介电层与第一线路层作为阻挡层。

在本发明的一个或多个实施方式中，形成金属层的步骤包含以下步骤。首先，在被沟渠所裸露的第一介电层上与被第二孔洞所裸露的第一线路层上形成晶种层。然后，电镀形成金属层，以及将金属层平坦化而移除金属层的上半部分，进而裸露出第二介电层。

在本发明的一个或多个实施方式中，电路板结构的制造方法还包含在形成第二介电层之前，烘烤第一介电层，使第一介电层硬化。

根据本发明另一实施方式，一种电路板结构包含承载基板、第一线路层、第一介电层、第二介电层、第二线路层以及导电孔。第一线路层设置在承载基板上。第一介电层设置在承载基板与第一线路层上，其中第一介电层具有至少一个第一孔洞，以裸露部分第一线路层。第二介电层设置在第一线路层与第一介电层上，其中第二介电层具有至少一个沟渠与至少一个第二孔洞，沟渠裸露第一介电层，第二孔洞裸露第一线路层。第二线路层设置在沟渠中。导电孔设置在第二孔洞中，导电孔未接触第一孔洞，且第二孔洞的孔径小于第一孔洞的孔径并设在第一孔洞之中，其中导电孔具有底面、顶面以及连接底面与顶面的侧面。

在本发明的一个或多个实施方式中，沟渠与第二孔洞连通，且第二线路层连接导电孔。

在本发明的一个或多个实施方式中，第二介电层为光敏介电材料。

本发明上述实施方式通过让沟渠与第二孔洞同时形成或使用同一机台形成，因此相关的工艺过程误差基本上可以忽略。于是，第二孔洞的上半部分的直径基本上不需大于第二孔洞的下半部分的直径，而填满第二孔洞的导电孔的上半部分相较于其下半部分将不具有外环结构。因此，导电孔在第二介电层中所占的空间将能有效减少，因而增加第二介电层可以设置第二线路层的空间，进而提升电路板结构的布线密度。

附图说明

图1A至图1I分别为依照本发明一实施方式的电路板结构的制造方法各步骤的剖面图。

图2为依照本发明另一实施方式的电路板结构的剖面图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多具体的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些具体的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些具体的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式表示。

为了满足半导体元件高集成度(Integration)以及微型化(Miniaturization)的要求，电路板的各项要求亦越来越高。举例来说，电路板的布线密度希望越高越好。本发明不同实施方式提供一种电路板结构的制造方法，通过特殊设计的制造流程，提升电路板结构的布线密度。

图1A至图1I分别为依照本发明一实施方式的电路板结构100的制造方法各步骤的剖面图。此处需要注意的是，因为机台特性，在制造方法各步骤中各个结构皆分别对称形成在承载基板110的两侧，以下仅讨论形成在承载 基板110的其中一侧的各个结构。前述描述并不限制本发明，在其他实施方式中，在制造方法各步骤中各个结构可以仅形成在承载基板110的其中一侧。

承载基板110包含核心层112与导电层114、116。导电层114、116分别设置在核心层112的两侧。

核心层112的材料可为金属、介电材料或其组合。举例来说，核心层112可为铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)。

具体而言。导电层114、116可为铜箔或导电晶种层。应了解到，以上所举的导电层114、116的具体实施方式仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择导电层114、116的具体实施方式。

如图1A所示，在承载基板110上形成第一线路层120。

形成第一线路层120的方法可为首先在承载基板110上形成例如是干膜的光阻层(未示出)，光阻层再经由光刻工艺过程而图案化露出部分承载基板110，之后再进行电镀工艺过程与光阻层的移除工艺过程以形成第一线路层120。

第一线路层120的材质可为金属，例如是银、镍、铜、金、钯或其组合。应了解到，以上所举的第一线路层120的材质仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择第一线路层120的材质。

如图1B所示，在承载基板110与第一线路层120上形成第一介电层130。

第一介电层130的材质可为感光型介电材料，例如日立(Hitachi)公司型号DIF03的材料。应了解到，以上所举的第一介电层130的材质仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择第一介电层130的材质。

第一介电层130可通过压膜工艺过程或涂布工艺过程形成。应了解到， 以上所举的第一介电层130的形成方法仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择第一介电层130的形成方法。

如图1C所示，在第一介电层130中形成裸露部分第一线路层120的至少一个第一孔洞132。

第一孔洞132为通过曝光显影第一介电层130而形成，且第一线路层120作为阻挡层。在形成第一孔洞132之后，烘烤第一介电层130，使第一介电层130硬化。

在另一实施方式中，第一孔洞132为通过激光烧蚀第一介电层130而形成，且第一线路层120作为阻挡层。另外，在此实施方式中，第一介电层130的材质可为感光型介电材料或非感光型介电材料。若第一介电层130的材质为感光型介电材料，在形成第一孔洞132之前，烘烤第一介电层130，使第一介电层130硬化。

如图1D所示，在第一介电层130与第一线路层120上形成第二介电层140。于是，部分第二介电层140将设置在第一孔洞132中。

第二介电层140的材质为感光型介电材料，例如日立公司型号DIF03的材料。应了解到，以上所举的第二介电层140的材质仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择第二介电层140的材质。

第二介电层140可通过压膜工艺过程或涂布工艺过程形成。应了解到，以上所举的第二介电层140的形成方法仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择第二介电层140的形成方法。

第二介电层140的厚度t(即位于第一介电层130上的第二介电层140的厚度)可为约10至20微米。第二介电层140的厚度t可为约15微米。

如图1E所示，在第二介电层140中形成裸露部分第一介电层130的至少一个沟渠142，且在对应第一孔洞132之处形成裸露第一线路层120的第二孔洞144，且第二孔洞144的孔径小于第一孔洞132的孔径并设在第一孔洞132之内。

沟渠142与第二孔洞144为通过曝光显影第二介电层140而形成，且第一介电层130与第一线路层120作为阻挡层。在形成沟渠142与第二孔洞144之后，烘烤第二介电层140，使第二介电层140硬化。

部分沟渠142可与部分第二孔洞144连通，且部分沟渠142可与另一部分沟渠142连通。

在本实施方式中，沟渠142与第二孔洞144为同时形成的。沟渠142与第二孔洞144为使用同一光罩曝光显影第二介电层140而形成的。

在另一实施方式中，沟渠142与第二孔洞144为使用直接图像曝光(Direct Image Exposure)而形成。首先，使用直接图像曝光装置的激光头以较低能量曝光第二介电层140而形成沟渠142。接着，在不移动承载基板110的情况下，使用直接图像曝光装置的激光头以较高能量曝光第二介电层140而形成第二孔洞144。前述形成沟渠142与第二孔洞144的顺序可以颠倒，即可以先形成第二孔洞144再形成沟渠142。总结来说，沟渠142与第二孔洞144为在不移动承载基板110的情况下，使用同一机台形成。

如图1F所示，形成填满沟渠142与第二孔洞144的金属层150。

首先，在被沟渠142所裸露的第一介电层130上与被第二孔洞144所裸露的第一线路层120上形成导电晶种层160。然后，电镀形成金属层150。

金属层150的材质可为银、镍、铜、金、钯或其组合。导电晶种层160的材质可为化铜、化钯或溅镀金属例如溅镀铜、溅镀钛铜(Ti/Cu)。应了解到，以上所举的金属层150与导电晶种层160的材质仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择金属层150与导电晶种层160的材质。

如图1G所示，将金属层150平坦化而移除金属层150的上半部分，进而裸露出第二介电层140。于是，填满沟渠142与第二孔洞144的金属层150形成内埋在第二介电层140的线路(即内埋式线路)。

填满沟渠142的金属层150成为第二线路层152，填满第二孔洞144的金属层150成为导电孔154。导电孔154具有底面154b、顶面154t以及连接底面154b与顶面154t的侧面154s。侧面154s为连续延伸的曲面或平面，换句话说，导电孔154为圆柱结构或梯形柱体等柱体。

导电孔154的高度(即顶面154t与底面154b之间的距离)可为约30至50微米。导电孔154的高度可为约40微米。

顶面154t的直径可为约10至60微米、15至50微米或20至30微米。应了解到，以上所举的顶面154t的直径仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择顶面154t的直径。

因为部分沟渠142可与另一部分沟渠142连通，于是填满沟渠142的金属层150(即第二线路层152)的不同部分可以互相连接。因为部分沟渠142可与部分第二孔洞144连通，于是填满沟渠142的金属层150(即第二线路层152)与填满第二孔洞144的金属层150(即导电孔154)可以互相连接。

平坦化的方法可为刷磨、化学机械研磨(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)等方法。应了解到，以上所举的平坦化的具体实施方法仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择平坦化的具体实施方法。

如图1H所示，在将金属层150平坦化而移除金属层150的上半部分之后，移除核心层112，即让导电层114与核心层112分离(与此同时，导电层116亦与核心层112分离)。

值得一提的是，上述移除核心层112的步骤无特别限制。举例来说，可在电路板结构100进行封装工艺过程之前移除核心层112，或者可在电路板结 构100进行封装工艺过程之后移除核心层112。

如图1H与图1I所示，移除导电层114，以形成无核心层的电路板结构100。

在传统工艺过程中，虽然沟渠与第二孔洞的上半部分通常为使用相同工艺过程形成的，但是第二孔洞的下半部分则与前述两者使用不同工艺过程形成，因此其在形成第二孔洞的上半部分与下半部分时将会产生误差，而为了避免第二孔洞的上半部分与下半部分之间的误差对于整体结构造成影响，通常会让第二孔洞的上半部分的直径大于第二孔洞的下半部分的直径，因而使第二孔洞的上半部分可以与第二孔洞的下半部分对齐。于是，填满第二孔洞的导电孔的上半部分相较于其下半部分将会具有外环结构。

相较于此，通过前述制造方法，因为沟渠142与第二孔洞144为同时形成或使用同一机台形成，因此相关的工艺过程误差基本上可以忽略。于是，第二孔洞144的上半部分的直径基本上不需大于第二孔洞144的下半部分的直径，而填满第二孔洞144的导电孔154的上半部分相较于其下半部分将不具有外环结构。因此，导电孔154在第二介电层140中所占的空间将能有效减少，因而增加第二介电层140可以设置第二线路层152的空间，进而提升电路板结构100的布线密度。

继续参照图1I，其为经由图1A至1I的制造方法所制成的电路板结构100。电路板结构100包含第一线路层120、第一介电层130、第二介电层140、第二线路层152以及导电孔154。第一介电层130设置在第一线路层120上，其中第一介电层130具有至少一个第一孔洞132，以裸露部分第一线路层120。第二介电层140设置在第一线路层120与第一介电层130上，其中第二介电层140具有至少一个沟渠142与至少一个第二孔洞144，沟渠142裸露第一介电层130，第二孔洞144裸露第一线路层120。第二线路层152设置在沟渠142中。导电孔154设置在第二孔洞144中，导电孔154未接触第一孔洞132，且第二孔洞144的孔径小于第一孔洞132的孔径并设在第一孔洞132之中。其中导电孔154具有底面154b、顶面154t以及连接底面154b与顶面154t的侧 面154s。

图2为依照本发明另一实施方式的电路板结构100的剖面图。图2的电路板结构100与图1I的电路板结构100大致相同，以下主要描述其相异之处。

如图2所示，电路板结构100还包含承载基板110。第一线路层120设置在承载基板110上。第一介电层130设置在承载基板110与第一线路层120上。

另外，电路板结构100还包含导电晶种层170，其设置在承载基板110与第一线路层120之间，其功能与图1A的导电层114、116类似，用以电镀形成第一线路层120。

导电晶种层170的材质可为化铜、化钯或溅镀金属例如溅镀铜、溅镀钛铜。应了解到，以上所举的导电晶种层170的材质仅为示例，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识的人员，应视实际需要，弹性选择导电晶种层170的材质。

本发明上述实施方式通过让沟渠142与第二孔洞144同时形成或使用同一机台形成，因此相关的工艺过程误差基本上可以忽略。于是，第二孔洞144的上半部分的直径基本上不需大于第二孔洞144的下半部分的直径，而填满第二孔洞144的导电孔154的上半部分相较于其下半部分将不具有外环结构。因此，导电孔154在第二介电层140中所占的空间将能有效减少，因而增加第二介电层140可以设置第二线路层152的空间，进而提升电路板结构100的布线密度。

虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。