本公开实施例涉及一种电路板结构，且特别涉及一种具有金属垫的电路板结构及其制造方法。
背景技术：
印刷电路板(Printed circuit board，简称PCB)广泛的使用于各种电子设备当中。印刷电路板不仅可固定各种电子零件外，且能够提供使各个电子零件彼此电性连接。
随着电子产品被要求轻、薄、短、小及低价化，印刷电路板被要求具有高布线密度、高产品良率及低生产成本。因此，虽然现有的印刷电路板大抵符合使用上的需求，但仍有需要对印刷电路板的结构和工艺进行改良，以提高其产品良率及效能，并降低其生产成本。
技术实现要素：
本公开实施例提供一种电路板结构的制造方法，包括:提供覆金属积层板(metal-clad laminate)，其包括底板以及设置于上述底板两相反面的第一金属层；形成贯穿上述覆金属积层板的通孔；形成第二金属层于第一金属层上并延伸进入上述通孔中，以形成电镀通孔(plated through hole，PTH)；填入塞孔材料于上述电镀通孔中；移除部分的第一金属层及第二金属层，以露出上述底板的两相反面；形成第三金属层于上述底板及塞孔材料的两相反面上；形成图案化掩模层于第三金属层上，其中上述图案化掩模层具有线路层沟槽且露出上述塞孔材料上的第三金属层；以及形成线路层于上述线路层沟槽中以及形成金属垫于上述塞孔材料上的第三金属层上。
本公开实施例亦提供一种电路板结构，包括:底板；电镀通孔，设置于上述底板中且贯穿上述底板；塞孔材料，设置于上述电镀通孔中且突出自上述底板；线路层，设置于上述底板的两相反面上；以及金属垫，形成于上述塞孔材料上且覆盖上述电镀通孔。
附图说明
以下将配合所附附图详述本公开的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开实施例的特征。
图1、图2A、图2B、图3-图10为一系列的剖面图，其绘示出本公开一些实施例的电路板结构的形成方法。
附图标记说明：
10～电路板结构
100～覆金属积层板
102～底板
102A、102B～底板的两相反面
104～第一金属层
202～通孔
202A～通孔的侧壁
302～导电层
402～第二金属层
404～电镀通孔
502～塞孔材料
502A、502B～塞孔材料的端部
702～第三金属层
802～图案化掩模层
804～线路层沟槽
806～金属垫开口
902～线路层
904～金属垫
A～接触面
T1～线路层的厚度
T2～金属垫的厚度
W1～宽度
L1、L2、L3、L4、L5、L6～导线宽度
S1、S2、S3、S4、S5、S6～线路间距
h～塞孔材料端部的高度
q～段差
具体实施方式
以下公开许多不同的实施方法或是例子来实行本公开实施例的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本公开。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本公开实施例的范围。例如，在说明书中提到第一元件形成于第二元件之上，其包括第一元件与第二元件是直接接触的实施例，另外也包括于第一元件与第二元件之间另外有其他元件的实施例，亦即，第一元件与第二元件并非直接接触。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本公开实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。
此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则其中使用的空间相关形容词也可相同地照着解释。
本公开实施例的电路板结构的制造方法，是先将覆金属积层板上的金属层移除并露出其底板，接着于其底板上形成另一金属层，后续再于上述金属层上形成线路层及金属垫。由于上述底板的粗糙度较高，因此可提升线路层与底板之间的接合力。另外，上述方法所形成的电路板结构可具有较小的线宽及线距，因此可提高布线面积，增加线路layout的空间。
图1绘示出本公开一些实施例的电路板结构的制造方法的起始步骤。首先，提供例如铜箔基板的覆金属积层板100，其可包括底板102以及设置于底板102两相反面102A及102B上的第一金属层104。举例而言，底板102可包括纸质酚醛树脂(paper phenolic resin)、复合环氧树脂(composite epoxy)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、玻璃纤维(glass fiber)、其他适当的绝缘材料或上述的组合，且其厚度可为100μm以上。第一金属层104可包括铜、银、其他适当的金属、其合金或上述的组合，且其厚度可为3μm至18μm。可使用适当的方法形成第一金属层104于底板102上，例如:溅镀(sputtering)、压合(laminate)、涂布(coating)或上述的组合。
举例而言，可将厚度为3μm至18μm的第一金属层104与底板102压合，以形成覆金属积层板100，而可使第一金属层104与底板102的接触面102A及102B具有较高的粗糙度(例如:0.6μm至1.0μm)，而提升后续所形成的线路层与底板102之间的接合力，于后文将更加详细说明。
接着，请参照图2A-图2B，形成贯穿覆金属积层板100的通孔202。举例而言，在上视图中，通孔202可为圆形、椭圆形、长圆形、矩形、方形或其他适当的形状。在一些实施例中，可使用机械钻孔、激光钻孔、其他适当的方法或上述的组合形成通孔202。如图2A所示，在一些以机械钻孔形成通孔202的实施例中，通孔202可具有实质上笔直的侧壁202A及实质上均匀的宽度W1。举例而言，宽度W1可为75μm至200μm。如图2B所示，在一些以激光钻孔形成通孔202的实施例中，通孔202可具有渐尖的侧壁202A。为了方便起见，于后文中将以通孔202具有实质上笔直的侧壁202A为例，继续说明本公开实施例的电路板结构的制造方法，但并不依此为限。
接着，请参照图3，形成导电层302于第一金属层104上并延伸进入通孔202中。在一些实施例中，导电层302可包括铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓、其他适当的金属材料、其合金或上述的组合。在一些其他的实施例中，导电层302可包括聚乙炔、聚苯胺、有机硫聚合物、其他适当的导电高分子材料或上述的组合。举例而言，导电层302的厚度可为0.4μm至1.1μm，例如为0.7μm至1.1μm。可使用溅镀工艺、无电镀工艺、其他适当的方法或上述的组合形成导电层302。
接着，如图4所示，形成第二金属层402于第一金属层104及导电层302上并延伸进入通孔202中，以形成电镀通孔404。举例而言，第二金属层402可包括铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓、其他适当的金属材料、其合金或上述的组合，且其厚度可大于或等于10μm，例如为10μm至15μm。举例而言，可使用导电层302充当导电路径进行电镀工艺以形成第二金属层402。
在一些实施例中，于形成第二金属层402之后，可视需求对第二金属层402进行表面处理工艺。举例而言，上述表面处理工艺可为粗化工艺，其可提高第二金属层402表面的粗糙度，因而可提高后续填入电镀通孔404中的塞孔材料与第二金属层402之间的接合力。
接着，如图5所示，将塞孔材料502填充于电镀通孔404中。在一些实施例中，塞孔材料502可包括导电材料，例如:导电铜膏。在另一些实施例中，塞孔材料502可包括绝缘性油墨、其他适当的绝缘材料或上述的组合。
在一些实施例中，于将塞孔材料502填入电镀通孔404中之后，可视情况进行整平工艺，以平坦化第二金属层402及塞孔材料502。
接着，如图6所示，移除底板102两相反面102A及102B上的第一金属层104、导电层302及第二金属层402，以露出底板102的两相反面102A及102B。举例而言，可使用适当的蚀刻液(例如:盐酸-双氧水系统、氯酸钠系统或上述的组合)进行蚀刻工艺以移除第一金属层104、导电层302及第二金属层402而实质上未移除塞孔材料502，使得塞孔材料502具有自底板102突出的两相反端部502A及502B。如图6所示，塞孔材料502的两相反端部502A及502B相对于底板102的表面具有高度h，而可增加后续所形成的第三金属层与金属垫之间的接触面积，进而提升两者之间的接合力，于后文将更加详细说明。应注意的是，若高度h太大，所形成的电路板结构的厚度可能会过厚而不利于后续的应用，因此在一些实施例中，可通过导电层302及第二金属层402的厚度将高度h控制在10μm以下，例如:4μm至10μm。
接着，如图7所示，形成第三金属层702于底板102两相反面102A及102B、塞孔材料502的两相反端部502A及502B上。举例而言，第三金属层702可包括铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓、其他适当的金属材料、其合金或上述的组合，且其厚度可为0.4至1.1μm，例如为0.7至1.1μm。在一些实施例中，可使用溅镀工艺、无电镀工艺、其他适当的方法或上述的组合形成第三金属层702。
承前述，由于底板102两相反面102A及102B具有较高的粗糙度(例如:0.5μm至1.2μm)，因此可提升第三金属层702与底板102之间的接合力，进而提升后续形成于第三金属层702上的线路层与底板102之间的接合力。
接着，形成图案化掩模层802于第三金属层702上。如图8所示，线路层沟槽804以及露出塞孔材料502上的第三金属层702的金属垫开口806形成于图案化掩模层802中。举例而言，图案化掩模层802可包括干膜、液态光致抗蚀剂、其他适当的材料或上述的组合。在一些实施例中，可使用印刷、旋转涂布、贴合、其他适当的方式或上述的组合形成尚未图案化的掩模层802于第三金属层702之上，接着进行曝光、显影等图案化工艺以形成线路层沟槽804及金属垫开口806。
如图8所示，在一些实施例中，底板102两相反面102A及102B上的图案化掩模层802具有不同的图案，因此后续形成于底板102两相反面102A及102B上的线路层亦具有不同的图案，因而可提高电路设计的弹性，但本公开实施例并不依此为限。
如图8所示，在一些实施例中，图案化掩模层802于底板102两相反面102A及102B上皆具有露出塞孔材料502上的第三金属层702的金属垫开口806，因此于后续工艺中可同时于塞孔材料502的两相反端部502A及502B上形成金属垫，此金属垫除可得到较佳的机械性质之外，亦可作为后续增层线路的连结，而可提高产品布线密度并增加传输效率，但本公开实施例并不依此为限。
接着，如图9所示，形成线路层902于线路层沟槽804中以及形成金属垫904于塞孔材料502上的第三金属层702上。在一些实施例中，线路层902及金属垫904各自可包括铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓、其他适当的金属材料、其合金或上述的组合。在一些实施例中，可于单一电镀工艺中，使用第三金属层702充当导电路径进行电镀，以形成线路层902及金属垫904。
承前述，由于塞孔材料502的两相反端部502A及502B相对于底板102的表面具有高度h，因此相较于塞孔材料不具有自底板突出的端部的电路板结构，本公开实施例的电路板结构的金属垫904与第三金属层702多出了接触面A，亦可提升两者之间的接合情况，此为本案的结构特征。
接着，如图10所示，移除图案化掩模层802以及其所覆盖的第三金属层702而形成本公开实施例的电路板结构10。举例而言，可先进行剥膜工艺以移除图案化掩模层802，然后进行蚀刻工艺以移除原来被图案化掩模层802所覆盖的第三金属层702。在一些实施例中，可使用适当的剥膜液以移除图案化掩模层802，例如:NaOH、KOH、其他适当的剥膜液或上述的组合。
在一些线路层902、金属垫904及第三金属层702包括相同金属的实施例中(例如:线路层902及金属垫904包括电镀铜，第三金属层包括化铜)，上述蚀刻工艺可为快速蚀刻工艺(Quick Etching Process)，其为选择性蚀刻工艺，主要仅针对第三金属层702进行咬蚀，以去除原来被图案化掩模层802所覆盖的第三金属层702并保留足够厚度的线路层902及金属垫901。在另一些实施例中，线路层902及金属垫904包括与第三金属层702不同的金属(例如:线路层902及金属垫904包括铜，第三金属层包括镍)，因此可于上述蚀刻工艺中提高蚀刻选择性，而于移除原来被图案化掩模层802所覆盖的第三金属层702之后，仍然保留有足够厚度的线路层902及金属垫904。举例而言，于移除原来被图案化掩模层802所覆盖的第三金属层702之后，线路层902的厚度T1可为10μm至25μm，金属垫904的厚度T2可为10μm至25μm。
承前述，本公开实施例的线路层902形成于图案化掩模层802中的线路层沟槽804中(例如:以电镀的方式形成)，其中可利用光刻工艺得到线宽较窄的线路层沟槽804，因此相较于传统的负片蚀刻法，本公开实施例的电路板结构可具有较小的导线宽度及线路间距。在一些实施例中，如图10所示，电路板结构10的线路层902的导线宽度(例如:L1、L2、L3、L4、L5、L6)最小可为15μm，例如为15μm至25μm，线路间距S(例如:S1、S2、S3、S4、S5、S6)最小可为15μm，例如为15μm至25μm。
在一些实施例中，如图10所示，由于金属垫904形成于自底板102突出的塞孔材料502上，因此本公开实施例的电路板结构10中的金属垫904的上表面以及线路层902的上表面具有一段差q。举例而言，段差q可大抵与塞孔材料502端部的高度h相等。
接着，可视情况于电路板结构10的两相对侧(或其中一侧)上形成增层结构(未绘示)。举例而言，上述增层结构可包括至少一介电层、设置于上述介电层中的导孔(via)以及设置于上述介电层上的另一线路层及金属垫。在一些实施例中，可经由上述介电层中的导孔电性连接线路层902或金属垫904至上述介电层上的另一线路层或另一金属垫。
综合上述，本公开实施例的电路板结构的制造方法是先将覆金属积层板100上的第一金属层104移除而露出其底板102的两相反面102A及102B，后续于底板102的两相反面102A及102B上形成第三金属层702，接着于第三金属层702上形成线路层902及金属垫904。由于上述底板102的两相反面102A及102B的粗糙度较高，因此可提升第三金属层702与底板102之间的接合力，进而提升线路层902与底板102之间的接合力。另外，上述方法因直接于图案化掩模层802中的线路层沟槽804及金属垫开口806中形成线路层902及金属垫904，因此所形成的电路板结构可具有较小的导线宽度及线路间距，因而可提高布线面积。
虽然本公开已以数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开实施例的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本公开的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。