本发明是有关于线路板堆叠结构以及其制作方法。
背景技术：
随着电子产业的蓬勃发展，电子产品也逐渐进入多功能、高性能的研发方向。为满足半导体元件高积集度(integration)以及微型化(miniaturization)的要求，线路板的各项要求也越来越高。举例来说，线路板上的导线(trace)间距(pitch)要求越来越小、线路板的厚度要求越来越薄。在线路板的导线间距与厚度越来越小的同时，工艺合格率也较容易受到各种外在因素的干扰。举例来说，若线路板在工艺中经历高温，可能会因为各层的热膨胀系数不同而影响结构稳定性。
为了进一步改善线路板的各项特性，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线路板，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域亟需改进的目标。
技术实现要素：
本发明的一目的是在提供一种堆叠结构与其制作方法，以增加其整体结构稳定度。
根据本发明的一实施方式，一种线路板包含第一介电层、第一线路层、第二线路层、多个导通孔、第二介电层以及图案化种子层。第一线路层设置于第一介电层中。第二线路层设置于第一介电层上，其中第二线路层的材质为铜。导通孔设置于第一介电层中，其中导通孔连接第一线路层与第二线路层。第二介电层设置于第一介电层上与第二线路层上，其中第二介电层具有多个开口、多个凸起部分以及平坦部分，开口裸露部分第二线路层，凸起部分连接平坦部分且分别围绕开口。图案化种子层设置于凸起部分上，其中图案化种子层的材质为铜。
在本发明的一个或多个实施方式中，图案化种子层还设置于开口的侧壁上。
在本发明的一个或多个实施方式中，线路板还包含辅助接合层。辅助接合层设置于图案化种子层上，其中辅助接合层的材质为铜。
在本发明的一个或多个实施方式中，第二介电层的材质为聚酰亚胺，不以此为限。
在本发明的一个或多个实施方式中，凸起部分分别具有弧状顶面。
根据本发明另一实施方式，一种堆叠结构包含前述的线路板与晶片模块。晶片模块包含本体与多个凸块。凸块设置在本体上，其中凸块的材质为铜，且凸块、第二线路层以及图案化种子层互相接合而形成多个整体结构。
在本发明的一个或多个实施方式中，凸块的高度大于或等于凸起部分的最大高度。
在本发明的一个或多个实施方式中，整体结构设置于开口中的部分的宽度小于整体结构设置于开口外的部分的宽度。
根据本发明又一实施方式，一种线路板的制作方法包含以下步骤。首先，分别形成第一线路层、第二线路层、多个导通孔以及第一介电层，其中第一线路层设置于第一介电层中，第二线路层设置于第一介电层上，导通孔设置于第一介电层中，其中导通孔连接第一线路层与第二线路层，第二线路层的材质为铜。然后，在第一介电层上与第二线路层上形成第二介电层。接着，在第二介电层中形成多个开口，以裸露部分第二线路层。之后，烘烤第二介电层，以使第二介电层形成多个凸起部分以及平坦部分，凸起部分连接平坦部分且分别围绕开口。最后，在凸起部分上形成图案化种子层，其中图案化种子层的材质为铜。
在本发明的一个或多个实施方式中，线路板的制作方法还包含在图案化种子层上形成辅助接合层，其中辅助接合层的材质为铜。
通过接合材料同为铜的凸块、图案化种子层和第二线路层，于是因为凸块、图案化种子层和第二线路层的热膨胀系数并没有差异，因此凸块、图案化种子层和第二线路层之间并不会因为热膨胀的程度有所差异而发生断裂的现象。进一步来说，在接合凸块与图案化种子层时，凸块将会挤压图案化种子层，因而产生驱动力，使得凸块与图案化种子层中的铜原子的扩散速度可以有效提升。
另外，在凸块进入开口的时候，因为凸块的最大宽度小于开口的最大宽度，所以在接合处将会产生高应力，因而使得接合处的凸块、图案化种子层和线路层因为升温而软化，进而使晶格重新扩散而排列接合。于是，进行接合工艺时所需外加的温度与压力将能有效降低。在此同时，因为堆叠结构不需承受较高的温度与压力，因此堆叠结构的整体结构稳定度将能有效提升。
最后，利用前述方式接合，将不需要进行表面平坦化与复杂表面处理，因此将能降低接触电阻与阻抗，同时增加接点可靠度及接合强度。
附图说明
图1a至图1h绘示依照本发明一实施方式的线路板的工艺各步骤的剖面示意图。
图1i与图1j绘示依照本发明一实施方式的堆叠结构的工艺各步骤的剖面示意图。
图2a至图2c绘示依照本发明另一实施方式的线路板的工艺其中一个步骤的剖面示意图。
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上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，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
此外，相对词汇，如“下”或“底部”与“上”或“顶部”，用来描述文中在附图中所示的一个元件与另一个元件的关系。相对词汇是用来描述装置在附图中所描述之外的不同方位是可以被理解的。例如，如果一个附图中的装置被翻转，元件将会被描述原为位于其它元件之“下”侧将被定向为位于其他元件之“上”侧。例示性的词汇“下”，根据附图的特定方位可以包含“下”和“上”两种方位。同样地，如果一个附图中的装置被翻转，元件将会被描述原为位于其它元件的“下方”或“之下”将被定向为位于其他元件上的“上方”。例示性的词汇“下方”或“之下”，可以包含“上方”和“下方”两种方位。
图1a至图1h绘示依照本发明一实施方式的线路板100的工艺各步骤的剖面示意图。首先，如图1a所绘示，提供承载板101。
如图1b所绘示，在承载板101上形成接合金属层102。然后，在接合金属层102上形成接垫层103。最后，图案化接垫层103而形成多个接垫104。具体而言，接合金属层102的材质可为钛，接垫层103的材质可为铜。接合金属层102与接垫层103的形成方法可为溅镀。
如图1c所绘示，分别形成介电层111、112、113、线路层121、122、123以及多个导通孔131、132。介电层111设置于接合金属层102上。接垫104设置于介电层111中。线路层121设置于介电层111上与介电层112中，且线路层121连接接垫104。介电层112设置于介电层111上与线路层121上。线路层122设置于介电层112上与介电层113中。导通孔131设置于介电层112中，且导通孔131连接线路层121、122。介电层113设置于介电层112上与线路层122上。线路层123设置于介电层113上。导通孔132设置于介电层113中，且导通孔132连接线路层122、123。具体而言，线路层121、122、123与导通孔131、132的材质可为铜。
如图1d所绘示，分别形成介电层114、线路层124以及多个导通孔133。介电层114设置于介电层113上与线路层123上。线路层124设置于介电层114上，导通孔133设置于介电层114中，且导通孔133连接线路层123与线路层124。具体而言，线路层124与导通孔133的材质可为铜。
如图1e所绘示，在介电层114上与线路层124上形成介电层115。然后，在介电层115形成多个开口115o，以裸露部分线路层124。开口115o的形成方法可为激光钻孔。
然后，烘烤介电层115，以使介电层115形成多个凸起部分115r以及平坦部分115f，凸起部分115r连接平坦部分115f且分别围绕开口115o。具体而言，凸起部分115r分别具有弧状顶面115rt。
如图1f所绘示，在裸露的线路层124、开口115o的侧壁上以及介电层115的顶面上(亦即裸露的线路层124与介电层115的平坦部分115f和凸起部分115r上)形成种子层141。具体而言，种子层141至少部分形成于弧状顶面115rt上。另外，种子层141的材质可为铜。
如图1g所绘示，在开口115o上方与凸起部分115r上方(种子层141上)形成光阻901。具体而言，光阻901覆盖开口115o与设置于凸起部分115r上的种子层141，且光阻901裸露设置于平坦部分115f上的种子层141。
如图1g与图1h所绘示，移除没有被光阻901覆盖的种子层141，因而形成图案化种子层142。然后，移除光阻901。
图1i与图1j绘示依照本发明一实施方式的堆叠结构300的工艺各步骤的剖面示意图。如图1i所绘示，提供前述的线路板100与晶片模块200，其中晶片模块200的多个凸块201的材质可为铜。
如图1i与图1j所绘示，接合凸块201与图案化种子层142和线路层124，以使凸块201、线路层124以及图案化种子层142互相接合而形成整体结构191。
通过接合材料同为铜的凸块201、图案化种子层142和线路层124，因而接合线路板100与晶片模块200并形成堆叠结构300。于是，因为凸块201、图案化种子层142和线路层124的热膨胀系数并没有差异，因此在堆叠结构300具有不同温度的时候，凸块201、图案化种子层142和线路层124之间并不会因为热膨胀的程度有所差异而发生断裂的现象，于是堆叠结构300的结构稳定度将能有效增加。
进一步来说，在接合凸块201与图案化种子层142时，凸块201将会挤压图案化种子层142，因而产生驱动力，使得凸块201与图案化种子层142中的铜原子的扩散速度可以有效提升，因而使凸块201与图案化种子层142在接触并互相交换铜原子后形成整体结构。更进一步来说，凸块201、线路层124以及图案化种子层142将会互相接合而形成整体结构191。
具体而言，凸块201的最大宽度小于开口115o的最大宽度。如此一来，将可以确保在接合的时候凸块201可以挤压到图案化种子层142的斜面，以有效提升铜原子的扩散速度。进一步来说，在凸块201进入开口115o的时候，因为凸块201的最大宽度小于开口115o的最大宽度，所以在接合处将会产生高应力，因而使得接合处的凸块201、图案化种子层142和线路层124因为升温而软化，进而使晶格重新扩散而排列接合。于是，进行接合工艺时所需外加的温度与压力将能有效降低。在此同时，因为堆叠结构300不需承受较高的温度与压力，因此堆叠结构300的整体结构稳定度将能有效提升。
另外，利用前述方式接合，将不需要进行表面平坦化与复杂表面处理，因此将能降低接触电阻与阻抗，同时增加接点可靠度及接合强度。
具体而言，接合工艺时所需的温度可为摄氏120度至250度，接合工艺时所需的压力可为3mpa至9mpa。在一些实施方式中，接合工艺时所需的温度可为摄氏160度至200度，接合工艺时所需的压力可为约6mpa。
图2a至图2c绘示依照本发明另一实施方式的线路板100的工艺其中一个步骤的剖面示意图。如图2a至图2c所绘示，本实施方式基本上与前一实施方式大致相同，以下主要描述其差异处。
如图2a所绘示，改为于平坦部分115f上方(种子层141上)形成光阻901。于是，光阻901裸露开口115o与设置于凸起部分115r上的种子层141，且光阻901覆盖设置于平坦部分115f上的种子层141。
如图2b所绘示，在裸露的种子层141上形成辅助接合层151，其中辅助接合层151的材质为铜。
如图2b与图2c所绘示，移除光阻901。然后，移除没有被辅助接合层151覆盖的种子层141，因而形成图案化种子层142(图案化种子层142为设置于凸起部分115r的弧状顶面115rt上)。于是，辅助接合层151为形成于图案化种子层142上。
在接合凸块201(见图1i)与图案化种子层142时，因为凸块201将会挤压图案化种子层142，所以会在接合处产生高应力。通过形成辅助接合层151于图案化种子层142上，将能强化接合处的结构，因而避免高应力破坏接合处结构与其周边结构(例如相邻的介电层115)的情况发生。
具体而言，介电层111、112、113、114、115可以通过压合的方式形成。另外，在一些实施方式中，介电层111、112、113、114、115的材质为聚酰亚胺，不以此为限。
具体而言，形成线路层121、122、123、124的方法可为首先在介电层111、112、113、114形成例如是干膜的光阻层(未绘示)，光阻层再经由微影工艺而图案化露出部分介电层111、112、113、114，之后再进行电镀工艺与光阻层的移除工艺而形成。形成导通孔131、132、133可为在形成线路层122、123、124之前先在介电层112、113、114中形成盲孔(其可以通过激光钻孔形成)，然后在形成线路层122、123、124的同时电镀形成导通孔131、132、133。
此处需要注意的是，介电层与线路层的数量可以依照线路板100的实际需求而改变，并不一定局限于前述实施方式的描述。
本发明另一实施方式提供一种线路板100。如图1h所绘示，线路板100包含承载板101、接合金属层102、多个接垫104、介电层111、112、113、114、115、线路层121、122、123、124、多个导通孔131、多个导通孔132、多个导通孔133、图案化种子层142。
接合金属层102设置于承载板101上。介电层111设置于接合金属层102上。接垫104设置于接合金属层102上与介电层111中。介电层112设置于介电层111上与线路层121上。线路层121设置于介电层112中与介电层111上。介电层113设置于介电层112上与线路层122上。线路层122设置于介电层113中与介电层112上。导通孔131设置于介电层112中，其中导通孔131连接线路层121与线路层122。介电层114设置于介电层113上与线路层123上。线路层123设置于介电层114中与介电层113上。导通孔132设置于介电层113中，其中导通孔132连接线路层122与线路层123。介电层115设置于介电层114上与线路层124上。线路层124设置于介电层115中与介电层114上，其中线路层124的材质为铜。导通孔133设置于介电层114中，其中导通孔133连接线路层123与线路层124。介电层115具有多个开口115o、多个凸起部分115r以及平坦部分115f。开口115o裸露部分线路层124。凸起部分115r连接平坦部分115f且分别围绕开口115o。图案化种子层142设置于凸起部分115r上，其中图案化种子层142的材质为铜。
具体而言，图案化种子层142还设置于开口115o的侧壁上。应了解到，以上所举图案化种子层142的具体实施方式仅为例示，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中的技术人员，应视实际需要，弹性选择图案化种子层142的具体实施方式。
具体而言，凸起部分115r分别具有弧状顶面115rt，且弧状顶面115rt与平坦部分115f的顶面115ft不共平面。进一步来说，顶面115ft与弧状顶面115rt之间具有夹角，此夹角的角度大于90度。另外，弧状顶面115rt的设置高度基本上大于顶面115ft的设置高度。
图案化种子层142为设置于凸起部分115r上。应了解到，以上所举凸起部分115r与图案化种子层142的具体实施方式仅为例示，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域中的技术人员，应视实际需要，弹性选择凸起部分115r与图案化种子层142的具体实施方式。
本发明又一实施方式提供一种堆叠结构300。如图1i与图1j所绘示，堆叠结构300包含线路板100与晶片模块200。晶片模块200包含本体202与多个凸块201。凸块201设置于本体202上，其中凸块201的材质为铜。凸块201、线路层124以及图案化种子层142互相接合而形成多个整体结构191。
具体而言，凸块201的高度大于或等于凸起部分115r的最大高度。在一些实施方式中，凸块201的高度为约6微米。
具体而言，整体结构191设置于开口115o中的部分的宽度小于整体结构191设置于开口115o外的部分的宽度。
本发明再一实施方式提供一种线路板100。如图2c所绘示，本实施方式的线路板100与图1h的线路板100大致相同，主要差异在于，线路板100还包含辅助接合层151。辅助接合层151设置于图案化种子层142上，其中辅助接合层151的材质为铜。
通过接合材料同为铜的凸块201、图案化种子层142和线路层124，于是因为凸块201、图案化种子层142和线路层124的热膨胀系数并没有差异，因此凸块201、图案化种子层142和线路层124之间并不会因为热膨胀的程度有所差异而发生断裂的现象。进一步来说，在接合凸块201与图案化种子层142时，凸块201将会挤压图案化种子层142，因而产生驱动力，使得凸块201与图案化种子层142中的铜原子的扩散速度可以有效提升。
另外，在凸块201进入开口115o的时候，因为凸块201的最大宽度小于开口115o的最大宽度，所以在接合处将会产生高应力，因而使得接合处的凸块201、图案化种子层142和线路层124因为升温而软化，进而使晶格重新扩散而排列接合。于是，进行接合工艺时所需外加的温度与压力将能有效降低。在此同时，因为堆叠结构300不需承受较高的温度与压力，因此堆叠结构300的整体结构稳定度将能有效提升。
最后，利用前述方式接合，将不需要进行表面平坦化与复杂表面处理，因此将能降低接触电阻与阻抗，同时增加接点可靠度及接合强度。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。