线路板结构及其制作方法与流程

本发明涉及一种线路板结构及其制作方法，尤其涉及一种具有多元化应用的线路板结构及其制作方法。

背景技术：

现今具有至少二层线路层的多层线路板通常具有导电通孔结构，以使这些线路层可以电性导通。目前形成导电通孔结构的方法大多是先采用机械钻孔或激光钻孔来形成通孔，而后再通过通孔电镀制程来完成导电通孔结构。然而，通孔内的空间均为无效区，除了易导致空间上的浪费外，也无法提升布线密度及提供较佳的设计灵活性。

技术实现要素：

本发明提供一种线路板结构，其具有较佳的设计灵活性，整体厚度较薄，且可多元化应用。

本发明还提供一种线路板结构的制作方法，用以制作上述的线路板结构。

本发明的线路板结构，其包括绝缘基材、第一线路层、电容介电层、第一介电层以及第二线路层。绝缘基材具有彼此相对的第一表面与第二表面以及连接第一表面与第二表面的多个第一通孔与第二通孔。第一线路层配置于绝缘基材上，且暴露出部分第一表面与第二表面。第一线路层包括第一电容电极、电感线路、多个第一导电通孔与第二导电通孔。第一电容电极位于第一表面上。电感线路位于第一表面与第二表面上。第一导电通孔覆盖第一通孔的内壁。第二导电通孔覆盖第二通孔的内壁。电感线路与第一导电通孔以螺旋形式贯穿绝缘基材而定义出立体电感。电容介电层配置于第一电容电极的部分上。第一介电层覆盖第一线路层以及第一线路层所暴露出的绝缘基材的第一表面与第二表面，且填满第一导电通孔与第二导电通孔。第一介电层具有第三通孔、第一盲孔以及第一开口。第三通孔贯穿第一介电层且位于第二导电通孔内。第一开口暴露出电容介电层。第一盲孔暴露出第一线路层的部分。第二线路层配置于第一介电层上，且包括第二线路、第三导电通孔、第一导电盲孔与第二电容电极。第二线路配置于部分第一介电层上。第三导电通孔覆盖第三通孔的内壁。第一导电盲孔填满第一盲孔且连接第一线路层与第二线路层。第二电容电极填满第一开口。第二导电通孔与第三导电通孔定义出同轴通孔。第一电容电极、电容介电层与第二电容电极定义出电容。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构还包括第二介电层以及第三线路层。第二介电层配置于第二线路层上，覆盖第二线路层且填满第三导电通孔。第二介电层具有多个第二盲孔，且第二盲孔暴露出部分第二线路层。第三线路层配置于部分第二介电层上且填满第二盲孔，其中第三线路层与第二线路层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构还包括防焊层，配置于第二介电层上，覆盖第二介电层，且暴露出部分第三线路层，而定义出至少一接垫。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构还包括种子层，配置于第三线路层与第二介电层之间。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构还包括种子层，配置于第二线路层与第一介电层之间。

本发明的线路板结构的制作方法，其包括以下步骤。提供绝缘基材。绝缘基材具有彼此相对的第一表面与第二表面以及连接第一表面与第二表面的多个第一通孔与第二通孔。形成第一线路层于绝缘基材上。第一线路层暴露出部分第一表面与第二表面，且包括第一电容电极、电感线路、多个第一导电通孔与第二导电通孔。第一电容电极位于第一表面上。电感线路位于第一表面与第二表面上。第一导电通孔覆盖第一通孔的内壁。第二导电通孔覆盖第二通孔的内壁。电感线路与第一导电通孔以螺旋形式贯穿绝缘基材而定义出立体电感。形成电容介电层于第一电容电极的部分上。压合第一介电层于第一线路层上。第一介电层覆盖第一线路层以及第一线路层所暴露出的绝缘基材的第一表面与第二表面，且填满第一通孔与第二通孔。形成第三通孔、第一盲孔以及第一开口于第一介电层内。第三通孔贯穿第一介电层且位于第二导电通孔内。第一开口暴露出电容介电层。第一盲孔暴露出第一线路层的部分。形成第二线路层于第一介电层上。第二线路层覆盖部分第一介电层与第三通孔的内壁且填满第一盲孔与第一开口。第二线路层包括第二线路、第三导电通孔、第一导电盲孔与第二电容电极。第二线路配置于部分第一介电层上。第三导电通孔覆盖第三通孔的内壁。第一导电盲孔填满第一盲孔且连接第一线路层与第二线路层。第二电容电极填满第一开口。第二导电通孔与第三导电通孔定义出同轴通孔。第一电容电极、电容介电层与第二电容电极定义出电容。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构的制作方法，还包括：形成第二介电层于第二线路层上。第二介电层覆盖第二线路层且填满第三通孔。形成多个第二盲孔于第二介电层上，其中第二盲孔暴露出部分第二线路层。形成第三线路层于部分第二介电层上且填满第二盲孔，其中第三线路层与第二线路层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构的制作方法，还包括形成防焊层于第二介电层上。防焊层覆盖第二介电层，且暴露出第三线路层，而定义出至少一接垫。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构的制作方法，还包括形成种子层于第三线路层与第二介电层之间。

在本发明的一实施例中，上述的线路板结构的制作方法，还包括形成种子层于第二线路层与第一介电层之间。

基于上述，在本发明的线路板结构的设计中，第二导电通孔覆盖第二通孔的内壁，而第三通孔贯穿第一介电层且位于第二导电通孔内，且第三导电通孔覆盖第三通孔的内壁，其中第二导电通孔与第三导电通孔定义出同轴通孔。也就是说，本发明的线路板结构可有效地利用第二通孔内的空间，来制作适用于高频通讯的同轴通孔，可具有较佳的设计灵活度。再者，本发明的线路板结构同时具有立体电感、同轴通孔以及电容等三种不同特性的结构元件，可多元化应用且整体厚度较薄。此外，本发明的线路板结构的制作方法中，在形成第二线路层时，同时定义出了同轴通孔以及电容。也就是说，在同一制程步骤中，同时完成同轴通孔以及电容的制作，可有效地减少制程时间及生产成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1a至图1j为本发明的一实施例的一种线路板结构的制作方法的剖面示意图。

图2a为图1b的线路板结构的立体电感的俯视示意图。

图2b为图2a的立体电感的立体示意图。

符号说明：

10：立体电感；

20：同轴通孔；

30：电容；

100：线路板结构；

110：绝缘基材；

112：第一表面；

114：第二表面；

116：第一通孔；

118：第二通孔；

120：第一线路层；

122：第一电容电极；

124：电感线路；

126：第一导电通孔；

128：第二导电通孔；

130：电容介电层；

140：第一介电层；

142：第三通孔；

144：第一开口；

146：第一盲孔；

150：第二线路层；

152：第二线路；

154：第三导电通孔；

156：第一导电盲孔；

158：第二电容电极；

160：第二介电层；

162：第二盲孔；

170：第三线路层；

172：第三线路；

174：第二导电柱；

180：防焊层；

s1、s2：种子层；

p：接垫。

具体实施方式

图1a至图1j为本发明的一实施例的一种线路板结构的制作方法的剖面示意图。图2a为图1b的线路板结构的立体电感的俯视示意图。图2b为图2a的立体电感的立体示意图。关于本实施例的线路板结构的制作方法，首先，请同时参考图1a与图2a，提供绝缘基材110，其中绝缘基材110例如是玻璃基板、陶瓷基板、高分子玻璃纤维复合材料基板、聚酰亚胺(polyimide；pi)玻璃纤维复合基板、具有单层或多层介电材质的介电层、外层具有介电材质且内层埋有线路的单层或多层线路板，但本发明不限于此。此处，绝缘基材110具有彼此相对的第一表面112与第二表面114以及连接第一表面112与第二表面114的多个第一通孔116与第二通孔118。

接着，请参考图1b、图2a以及图2b，形成第一线路层120于绝缘基材110上。第一线路层120暴露出绝缘基材110的部分第一表面112以及部分第二表面114，且包括第一电容电极122、电感线路124、多个第一导电通孔126与第二导电通孔128。意即，第一线路层120为图案化的线路层。第一电容电极122位于第一表面112上，而电感线路124位于第一表面112与第二表面114上。第一导电通孔126覆盖第一通孔116的内壁，而第二导电通孔128覆盖第二通孔118的内壁。特别是，电感线路124与第一导电通孔126以螺旋形式贯穿绝缘基材110而定义出立体电感10。此处，采用绝缘基材110可对立体电感10的维持较佳。

接着，请参考图1c，形成电容介电层130于第一电容电极122的部分上。此处，电容介电层130只覆盖在第一线路层120的部分上，其中电容介电层130的材质包括氧化铝(aluminiumoxide；al2o3)、氮化铝(aluminiumnitride；aln)、氧化硅(siliconoxide；sio2)、氮化硅(siliconnitride；si3n4)、氧化铪(hafniumdioxide；hfo2)、氧化锆(zirconiumdioxide；zro2)、氧化镧(lanthanumoxide；la2o3)、其他类似的金属氧化物材料、金属氮化物材料或其他适宜的高介电材料(high-kmaterial)。

接着，请参考图1d，以上下热压合的方式，压合第一介电层140于第一线路层120上。此处，第一介电层140覆盖第一线路层120以及第一线路层120所暴露出的绝缘基材110的第一表面112与第二表面114，且填满第一通孔116与第二通孔118。

请再参考图1d，紧接着，通过激光钻孔，以形成第三通孔142、第一开口144以及第一盲孔146于第一介电层140上。第三通孔142贯穿第一介电层140且位于第二导电通孔128内，而第一开口144暴露出电容介电层130，且第一盲孔146暴露出第一线路层120的部分。此处，如图1d所示，第三通孔142的孔径是由绝缘基材110的第一表面112往第二表面114逐渐减小，但并不以此为限。于其他未示出的实施例中，第三通孔142的孔径也可以由绝缘基材110的第二表面114往第一表面112逐渐减小；或者是，从绝缘基材110的第一表面112至第二表面114皆维持定值，此仍属于本发明所欲保护的范围。

接着，请参考图1e，通过无电镀或其他方式，形成种子层s1于第一介电层140上，其中种子层s1的材料例如是铜。此处，种子层s1完全覆盖第一介电层140、第三通孔142的内壁、第一开口144的内壁以及第一盲孔146的内壁，且直接接触第一开口144所暴露出的电容介电层130以及第一盲孔146所暴露出的第一线路层120的另一部分。

接着，请参考图1f，例如以半加成法(semi-additiveprocess,sap)形成第二线路层150于第一介电层140上，其中种子层s1可作为电镀种子层。第二线路层150覆盖部分第一介电层140与第三通孔142的内壁且填满第一开口144与第一盲孔146。更进一步来说，第二线路层150包括第二线路152、第三导电通孔154、第一导电盲孔156与第二电容电极158。第二线路152配置于部分第一介电层140上，而第三导电通孔154覆盖第三通孔142的内壁。第一导电盲孔156填满第一盲孔146且连接第一线路层120与第二线路层150。第二电容电极158填满第一开口144。特别是，第二导电通孔128与第三导电通孔154定义出同轴通孔20，而第一电容电极122、电容介电层130与第二电容电极158定义出电容30。

由于本实施例的第二导电通孔128覆盖第二通孔118的内壁，而第三通孔142贯穿第一介电层140且位于第二导电通孔128内，且第三导电通孔154覆盖第三通孔142的内壁，其中第二导电通孔128与第三导电通孔154定义出同轴通孔20。也就是说，本实施例可有效地利用第二通孔118内的空间，来制作适用于高频(例如至少大于等于90ghz)通讯的同轴通孔20，可具有较佳的设计灵活度。此外，在形成第二线路层150时，同时定义出了同轴通孔20以及电容30。也就是说，在同一制程步骤中，同时完成同轴通孔20以及电容30的制作，可有效地减少制程时间及生产成本。

接着，请参考图1g，以上下热压合的方式，形成第二介电层160于第二线路层150上。此处，第二介电层160覆盖第二线路层150的第二线路152以及第一介电层140且填满第三通孔142。

接着，请参考图1h，通过激光钻孔，以形成多个第二盲孔162于第二介电层160上，其中第二盲孔162暴露出部分第二线路层150，即暴露出第二线路层150的部分第二线路152。

之后，请参考图1i，形成种子层s2于第二介电层160上，紧接着，例如以半加成法形成第三线路层170于第二介电层160上且填满第二盲孔162。此处，第三线路层170包括第三线路172以及多个第二导电柱174，其中第三线路172配置于第二介电层160上，而第二导电柱174填满第二盲孔162，且第三线路层170的第三线路172通过第二导电柱174与第二线路层150被第二介电层160的第二盲孔162所暴露出的第二线路152电性连接。种子层s2位于于第三线路层的第三线路172与第二介电层160之间以及位于第二导电柱与第二介电层160之间。

最后，请参考图1j，形成防焊层180于第二介电层160上。防焊层180覆盖第二介电层160，且暴露出第三线路层170的部分第三线路172，而定义出至少一接垫p(图1j中示意地示出二个)。至此，已完成线路板结构100的制作。

在结构上，请再参考图1j，线路板结构100包括绝缘基材110、第一线路层120、电容介电层130、第一介电层140以及第二线路层150。绝缘基材110具有彼此相对的第一表面112与第二表面114以及连接第一表面112与第二表面114的第一通孔116与第二通孔118。第一线路层120配置于绝缘基材110上，且暴露出部分第一表面112与第二表面114。第一线路层120包括第一电容电极122、电感线路124、第一导电通孔126与第二导电通孔128。第一电容电极122位于第一表面112上，电感线路124位于第一表面112与第二表面114上。第一导电通孔126覆盖第一通孔116的内壁，而第二导电通孔128覆盖第二通孔118的内壁。电感线路124与第一导电通孔126以螺旋形式贯穿绝缘基材110而定义出立体电感10。电容介电层130配置于第一电容电极122的部分上。第一介电层140覆盖第一线路层120以及第一线路层120所暴露出的绝缘基材110的第一表面112与第二表面114，且填满第一导电通孔126与第二导电通孔128。第一介电层140具有第三通孔142、第一开口144以及第一盲孔146。第三通孔142贯穿第一介电层140且位于第二导电通孔128内。第一开口144暴露出电容介电层130。第一盲孔146暴露出第一线路层120的部分。第二线路层150配置于第一介电层140上，且包括第二线路152、第三导电通孔154、第一导电盲孔156与第二电容电极158。第二线路152配置于部分第一介电层140上。第三导电通孔154覆盖第三通孔142的内壁。第一导电盲孔156填满第一盲孔146且连接第一线路层120与第二线路层150。第二电容电极158填满第一开口144。第二导电通孔128与第三导电通孔154定义出同轴通孔20。第一电容电极122、电容介电层130与第二电容电极158定义出电容30。也就是说，本实施例的线路板结构100可有效地利用第二通孔118内的空间，来制作适用于高频通讯的同轴通孔20，可具有较佳的设计灵活度。此外，本实施例的线路板结构100同时具有立体电感10、同轴通孔20以及电容30等三种不同特性的结构元件，可多元化应用且整体厚度较薄。

此外，本实施例的线路板结构100还包括第二介电层160以及第三线路层170。第二介电层160配置于第二线路层150上，覆盖第二线路层150且填满第三导电通孔154。第二介电层160具有多个第二盲孔162，且第二盲孔162暴露出部分第二线路层150。第三线路层170配置于部分第二介电层160上且填满第二盲孔162，其中第三线路层170与第二线路层150电性连接。

另外，本实施例的线路板结构100还包括防焊层180，配置于第二介电层160上，覆盖第二介电层160，且暴露出部分第三线路层170，而定义出接垫p，用以与外部电路(未示出)电性连接。请再参考图1j，为了增加线路板结构100的结构可靠度，本实施例的线路板结构100还包括种子层s1、s2，其中种子层s1配置于第二线路层150与第一介电层140之间以增加第二线路层150的附着性，而种子层s2配置于第三线路层170与第二介电层160之间以增加第三线路层170的附着性。

简言之，本实施例的线路板结构100同时具有立体电感10、同轴通孔20以及电容30等三种不同特性的结构元件，可多元化应用且整体厚度较薄。当后续将线路板结构100作为封装载板之用时，可具有较薄的封装厚度，可符合现今对封装结构薄型化及轻量化的需求。此外，线路板结构100也可以视为中介层，可与外部电路(未示出)电性连接。

综上所述，在本发明的线路板结构的设计中，第二导电通孔覆盖第二通孔的内壁，而第三通孔贯穿第一介电层且位于第二导电通孔内，且第三导电通孔覆盖第三通孔的内壁，其中第二导电通孔与第三导电通孔定义出同轴通孔。也就是说，本发明的线路板结构可有效地利用第二通孔内的空间，来制作适用于高频通讯的同轴通孔，可具有较佳的设计灵活度。再者，本发明的线路板结构同时具有立体电感、同轴通孔以及电容等三种不同特性的结构元件，可多元化应用且整体厚度较薄。此外，本发明的线路板结构的制作方法中，在形成第二线路层时，同时定义出了同轴通孔以及电容。也就是说，在同一制程步骤中，同时完成同轴通孔以及电容的制作，可有效地减少制程时间及生产成本。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。