专利名称：具有触媒颗粒的组成物的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种组成物，特别是关于一种具有多个触媒颗粒的组成物，其可用于制作金属图案结构。
背景技术：
现在的线路板技术已发展出一种多层线路板(multi-layerwiring board), 其不仅包括多层线路层，而且还包括至少一个导电盲孔结构(conductive blind via structure)。导电盲孔结构电性连接于至少二层线路层，而这些线路层可以借着导电盲孔结构来彼此电性导通。在目前多层线路板的制造过程中，线路层通常是经由微影与蚀刻而形成，而各层线路层是对金属箔片进行微影与蚀刻而形成，其中金属箔片位在一介电层(dielectric layer)上。导电盲孔结构形成在上述介电层内，且通常是依序经过以下流程雷射钻孔(laser drilling)、去胶渣(desmear)、化学镀(chemicalplating，又称为无电电镀， electroless plating)以及电镀(electroplating)而形成。
发明内容
本发明提供一种触媒颗粒的组成物，其能应用于制作线路结构。本发明提出一种具有触媒颗粒的组成物，其用于制作一线路结构。具有触媒颗粒的组成物包括一绝缘材料以及多个触媒颗粒。这些触媒颗粒分布在绝缘材料中，且皆不是金属颗粒。当具有触媒颗粒的组成物浸泡在一化学镀液内时，化学镀液与其所接触的一些触媒颗粒产生一氧化还原反应。经由氧化还原反应，在具有触媒颗粒的组成物上沉积一金属图案层。在本发明一实施例中，这些触媒颗粒的粒径大于100纳米。在本发明一实施例中，这些触媒颗粒的粒径介于300纳米至400纳米之间。在本发明一实施例中，这些触媒颗粒皆为类金属颗粒(metalloid particle)。在本发明一实施例中，这些触媒颗粒为多个硅颗粒。在本发明一实施例中，这些硅颗粒的纯度在97 %以上。在本发明一实施例中，上述绝缘材料为高分子材料或陶瓷材料。在本发明一实施例中，上述绝缘材料为一固态材料或一液态材料。在本发明一实施例中，上述固态材料为块材(bulk)或薄膜(film)。在本发明一实施例中，这些触媒颗粒的质量百分比介于至50%之间。在本发明一实施例中，上述具有触媒颗粒的组成物的整体介电常数介于 2. 5 (IMHz)至 4. 7 (IMHz)之间。在本发明一实施例中，一线路板包括线路结构，而线路结构包括一线路层以及一导电盲孔结构。在本发明一实施例中，上述具有触媒颗粒的组成物与线路结构整合成一模制互连组件(Molded Interconnect Device, MID)。在本发明一实施例中，上述化学镀液为碱性溶液。在本发明一实施例中，上述化学镀液为酸性溶液。在本发明一实施例中，上述化学镀液包括至少一种金属离子，而金属图案层是由金属离子所形成。基于上述，化学镀液会与其所接触的触媒颗粒产生氧化还原反应，以在组成物上沉积金属图案层。因此，利用这些触媒颗粒，能在组成物上形成线路结构。如此，本发明的组成物能应用于制作线路结构，并适合用来制造线路板或模制互连组件。为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式， 作详细说明如下。
图1是本发明一实施例之具有触媒颗粒的组成物的剖面示意图。图2A至图2C是采用图1中具有触媒颗粒的组成物来制造线路板的线路结构的剖面流程示意图。图3A至图;3B是采用图1中具有触媒颗粒的组成物来制造模制互连组件的线路结构的剖面流程示意图。主要组件符号说明
20线路板
30模制互连组件
100组成物
110绝缘材料
120触媒颗粒
200基板
210线路层
212接垫
214走线
220凹刻图案
222,322沟槽
224,324凹槽
226盲孔
230,330金属图案层
232线路层
234导电盲孔结构
具体实施例方式
图1是本发明一实施例之具有触媒颗粒的组成物的剖面示意图。请参阅图1，本实施例的组成物100包括一绝缘材料110以及多个触媒颗粒120。这些触媒颗粒120分布在绝缘材料110中，且皆不是金属颗粒。也就是说，构成触媒颗粒120的材料并不是金属。
详细而言，这些触媒颗粒120可以皆为类金属颗粒(metalloid particle)，而类金属的种类包括硼、硅、锗、砷、锑和碲。换句话说，触媒颗粒120可为硼颗粒、硅颗粒、锗颗粒、砷颗粒、锑颗粒或碲颗粒。此外，触媒颗粒120也可以是类金属错合物颗粒，其例如是类金属氮化物颗粒或类金属氧化物颗粒；或者，触媒颗粒120的成分可以同时含有类金属错合物与类金属。在本实施例中，这些触媒颗粒120的粒径可大于100纳米，而触媒颗粒120的质量百分比，也就是触媒颗粒120与组成物100 二者的质量比率，可以介于5%至40%之间。此外，组成物100的整体介电常数(dielectric constant)可以介于2. 5 (IMHz)至4. 7 (IMHz) 之间，而此范围的介电常数与一般环氧树脂(印oxy)的介电常数接近。绝缘材料110可以是高分子材料或陶瓷材料，其中此高分子材料例如是环氧树脂、改质的环氧树脂、聚脂(polye ster)、丙烯酸酯、氟素聚合物(fluoro-polymer)、聚亚苯基氧化物(polyphenylene oxide)、聚酰亚胺(polyimide, PI)、酚醛树脂(phenol icre sin)、聚砜(polysulfone)、硅素聚合物(silicon印olymer)、双顺丁烯二酸-三氮杂苯树脂 (bismaleimide triazinemodified 印 oxy，即所谓的 BT 树脂)、氰酸聚酯(cyanate ester)、 聚乙烯(polyethylene)、聚碳酸酯树脂(polycarbonate，PC)、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物(aeryIonitrile-butadiene-styrenecopolymer, ABS copolymer)、聚对苯^ 甲酸乙二酯树脂(polyethylene terephthalate, PET)、聚对苯二甲酸丁二酯树脂(polybutylene terephthalate, PBT)、液晶高分子(liquid crystalpolymers, LCP)、聚酉先胺 6 (polyamide 6，PA 6)、尼龙(Nylon)、共聚聚甲酸(polyoxymethylene, POM)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide,PPS)、环状烯烃共聚高分子(cyclicolefin copolymer,C0C)或这些高分子材料的任意组合。另外，绝缘材料110可为固态材料或液态材料，所以组成物100在形态上是呈现固态或液态。上述固态材料例如是块材(bulk)或薄膜(film)，而固态的组成物100可以制作成一种块材或一种薄膜，液态的组成物100可以制作成一种涂料。组成物100可以是将这些触媒颗粒120直接掺入于绝缘材料110中，并将触媒颗粒120与绝缘材料110混合而成。在触媒颗粒120与绝缘材料110 二者的混合过程中，可以进行搅拌，让触媒颗粒120均勻分布在绝缘材料110中，避免触媒颗粒120聚集在一起。此外，组成物100也可以是先将触媒颗粒120与分散剂(未绘示)混合成一混合浆料，然后再将此混合浆料掺入于绝缘材料110中混合而成。须强调的是，由于组成物100可以是将触媒颗粒120直接掺入于绝缘材料110中混合而成，因此分散剂仅为本发明的选择性材料，并非是必要材料。也就是说，本实施例的组成物100不一定包括分散剂，所以添加分散剂仅为本发明的其中一种实施例，并非限定本发明。组成物100能应用于制作线路结构，而此线路结构例如是一线路板所包括，其中此线路板可以是单面线路板(single-sidewiring board)、双面线路板(double-side wiring board)或多层线路板(multi-layer wiring board)。线路结构可包括一层线路层 (wiring layer)以及至少一导电盲孔结构；或者，线路结构也可以仅为一层线路层。图2A至图2C是采用图1中具有触媒颗粒的组成物来制造线路板的线路结构的剖面流程示意图，而为了能详细说明组成物100如何应用于制作线路板的线路结构，以下将
5配合图2A至图2C来进行详细的说明。请参阅图2A，在制造线路板的过程中，首先形成组成物100在基板200上。在图 2A中，绝缘材料110为固态材料或液态材料，且组成物100是制作成膜层或涂料。因此，组成物100可利用压合或涂布的方式形成在基板200上。基板200可为线路基板、金属核心层(metal core layer)或树脂层(resin)。当基板200为线路基板时，基板200具有至少一层线路层。以图2A为例，基板200具有一线路层210，而组成物100覆盖在线路层210上，其中线路层210包括至少一接垫212与至少一走线(trace) 214。虽然图2A仅绘示出一层线路层210，但基板200也可具有多层线路层与至少一个导电连接结构，其中导电连接结构连接这些线路层，让至少二层线路层能彼此电性连接，因此图2A至图2C所示的基板200仅为举例说明，并非限定本发明。此外，导电连接结构例如是导电盲孔结构、导电通孔结构(conductive through hole structure)或导电埋孔结构 (conductive embedded hole structure)。请参阅图2B，之后，在组成物100上形成丨凹刻图案220，而一些触媒颗粒120会裸露在凹刻图案220内。举例而言，凹刻图案220可以包括至少一沟槽(trench) 222、至少一凹槽224以及至少一盲孔226。凹槽2M与沟槽222相通，而盲孔2 位于凹槽2M的下方，并与凹槽2 相通，其中一些触媒颗粒120裸露在沟槽222、凹槽224以及盲孔226内， 如图2B所示。此外，盲孔2 会局部暴露线路层210的接垫212。形成凹刻图案220的方法可以是雷射烧蚀(Iaserablation)、电浆蚀刻(plasma etching)或机械加工法。上述雷射烧蚀所采用的雷射光源，其所发出的激光束的波长可在可见光、红外光或紫外光的范围内。机械加工法可包括水刀切割、喷砂或外型切割，其中此外型切割可以是V型切割(V-cut)或铣割(routing)。值得一提的是，当凹刻图案220是经由雷射烧蚀而形成时，在形成凹刻图案220之后，可以对凹刻图案220进行去胶渣，以清洁盲孔226的底部，清除残留在接垫212表面上的绝缘材料110与杂质。一般而言，去胶渣所采用的前处理药液会对金属造成些微的腐蚀， 所以前处理药液会稍微破坏接垫212的表面。承上述，由于触媒颗粒120皆不是金属颗粒，即触媒颗粒120不是由金属材料所构成，因此，清洁药液整体上并不会破坏裸露在凹刻图案220内的触媒颗粒120，所以在进行去胶渣之后，基本上，这些触媒颗粒120仍会被保留下来，且触媒颗粒120的整体化学性质也不会发生改变。请参阅图2C，接着，进行化学镀，也就是将具有触媒颗粒120的组成物100浸泡在一化学镀液内。当组成物100浸泡在化学镀液内时，化学镀液会与其所接触的一些触媒颗粒120产生氧化还原反应，即裸露在凹刻图案220内的这些触媒颗粒120与化学镀液产生氧化还原反应。经由氧化还原反应，金属图案层230会形成并沉积在组成物100上，以覆盖凹刻图案220的所有表面，例如覆盖沟槽222、凹槽2 与盲孔2 三者的底面与侧壁。详细而言，化学镀液包括至少一种金属离子，其例如是铜离子或镍离子等，而触媒颗粒120中的表面原子会与多个金属离子产生氧化还原反应，使得金属离子被还原成多个附着在触媒颗粒120上的金属原子。这些金属原子会堆积而形成金属图案层230，因此金属图案层230是由这些金属离子所形成，并会连接一些触媒颗粒120，如图2C所示。
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为了使金属图案层230容易沉积在组成物100上，并提高金属图案层230的电性质量，在较佳实施例中，触媒颗粒120的质量百分比可以是在20至30%之间，而触媒颗粒 120的粒径则可以是在300纳米至400纳米之间。其次，当触媒颗粒120例如是硅颗粒时， 这些硅颗粒的较佳纯度可以在97%以上，以促使金属图案层230容易沉积在组成物100上， 并提高金属图案层230的电性品质。不过，须强调的是，在其它实施例中，上述硅颗粒的纯度也可以是在97%以下。因此，以上所提及的硅颗粒的纯度并非用来限定本发明。另外，当触媒颗粒120为硅颗粒时， 触媒颗粒120可以采用市售的硅粉或经研磨过的硅粉，其中硅粉可以是由球磨机研磨而成。上述化学镀液可为碱性溶液或酸性溶液，而碱性溶液或酸性溶液能解离触媒颗粒 120的表面原子，产生多个电子。这些电子与化学镀液中的金属离子结合而形成金属原子， 并促使金属图案层容易地沉积在组成物100上。值得一提的是，由于在进行去胶渣之后，裸露在凹刻图案220内的触媒颗粒120仍会被保留下来，而且触媒颗粒120的整体化学性质不会改变，因此，即使经过去胶渣，整体上仍不会影响金属图案层230的沉积。此外，在经过去胶渣之后，残留在接垫212表面上的绝缘材料110及杂质被清除，促使金属图案层230能紧密地连接接垫212，提高金属图案层 230与接垫212之间的电性连接质量。在金属图案层230形成之后，一种线路板20大体上已制造完成，其中金属图案层 230为线路板20的线路结构，并可包括一线路层232以及一导电盲孔结构234。线路层232 包括多条走线(未标示)以及至少一接垫(未标示)。走线配置在沟槽222内，而接垫配置在凹槽224内。导电盲孔结构234配置在盲孔226内，且可为空心导电柱。图3A至图:3B是采用图1中具有触媒颗粒的组成物来制造模制互连组件的线路结构的剖面流程示意图。请参阅图3A，本实施例的组成物100不仅能应用于制作线路板的线路结构，同时也能应用于制造模制互连组件(Molded InterconnectDevice，MID)。详细而言，在制造模制互连组件的过程中，首先，在组成物100上形成多条沟槽 322与至少一凹槽324，其中组成物100的绝缘材料110为一种块材，而组成物100可以制作成板材，或是手机、笔记型计算机或个人数字助理器(Personal DigitalAssistants, PDA) 等电子装置的外壳。沟槽322与凹槽3M 二者的形成方法皆与图2B中的凹刻图案220的形成方法相同，故在此不再赘述。请参阅图;3B，接着，将组成物100浸泡在化学镀液，以产生氧化还原反应，进而在沟槽322与凹槽324内形成一金属图案层330，其中形成金属图案层330的原理与图2C中的金属图案层230相同，故在此不再赘述。金属图案层330为一层线路层，且也为一种线路结构，其中金属图案层330包括位在沟槽322内的走线(未标示)以及位在凹槽324内的接垫(未标示)。在形成金属图案层330之后，组成物100与线路结构(即金属图案层330)整合成模制互连组件30，即一种模制互连组件30基本上已制造完成。此外，当组成物100制作成板材时，模制互连组件30 可为一种单面线路板。综上所述，由于化学镀液会与其所接触的触媒颗粒产生氧化还原反应，进而在组成物上沉积金属图案层，因此，利用这些触媒颗粒，能在组成物上形成线路结构，例如线路层或导电盲孔结构。由此可知，本发明的组成物能应用于制作线路结构，并适合用来制造线路板或模制互连组件。 此外，金属图案层仅形成在触媒颗粒与化学镀液接触的区域，即触媒颗粒裸露出来的区域，因此，当使用本发明的组成物来制造线路板时，本发明能省略微影与蚀刻的流程，让线路板的线路结构即使不经过微影与蚀刻，也可以完成制作。因此，在线路板的制造上，本发明能减少对光阻、显影液以及蚀刻药液的需求，并可省去对光罩的使用，以减少线路板的制造成本。虽然本发明以前述实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明专利保护范围之内。
权利要求
1.一种具有触媒颗粒的组成物，用于制作一线路结构，其特征在于该具有触媒颗粒的组成物包括一绝缘材料；以及多个触媒颗粒，分布在该绝缘材料中，且皆不是金属颗粒，当该具有触媒颗粒的组成物浸泡在一化学镀液内时，该化学镀液与其所接触的一些触媒颗粒产生一氧化还原反应，经由该氧化还原反应，在该具有触媒颗粒的组成物上沉积一金属图案层。
2.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该些触媒颗粒的粒径大于50纳米。
3.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该些触媒颗粒皆为类金属颗粒。
4.如权利要求3所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该些触媒颗粒为多个硅颗粒。
5.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该绝缘材料为高分子材料或陶瓷材料。
6.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该绝缘材料为一固态材料或一液态材料。
7.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该固态材料为块材或薄膜。
8.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该些触媒颗粒的质量百分比介于至50%之间。
9.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其整体介电常数介于 2. 5 (IMHz)至 4. 7 (IMHz)之间。
10.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中一线路板包括该线路结构，该线路结构包括一线路层以及一导电盲孔结构。
11.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其与该线路结构整合成一模制互连组件(Moldedlnterconnect Device, MID)。
12.如权利要求1所述的具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该化学镀液为碱性溶液。
13.如权利要求1所述之具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该化学镀液为酸性溶液。如权利要求1所述之具有触媒颗粒的组成物，其特征在于其中该化学镀液包括至少一种金属离子，而该金属图案层是由该金属离子所形成。
全文摘要
一种具有触媒颗粒的组成物，用于制作一线路结构，并包括一绝缘材料以及多个触媒颗粒。这些触媒颗粒分布在绝缘材料中，且皆不是金属颗粒。当此组成物浸泡在一化学镀液内时，化学镀液与其所接触的一些触媒颗粒产生一氧化还原反应。经由氧化还原反应，在组成物上沉积一金属图案层。
文档编号H05K1/09GK102215634SQ20101013858
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者刘逸群, 李正贤 申请人:刘逸群, 李正贤