专利名称：印刷电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子构件，特别涉及一种印刷电路板。
背景技术：
为适应电子产品轻、薄、短、小等需求，基板与半导体组件的体积也需缩小。加上半导体组件因为高速、高频和多功能运作的需求，而导致输入输出端数目持续增加。因此，需要大幅增加印刷电路板与芯片的接点(例如预焊锡凸块)，提高印刷电路板的线路密度，但接点间的间距则必须持续缩小。然而，在公知的印刷电路板工艺中，利用钢板开环及锡膏印刷方式形成焊锡凸块，因而受限于钢板开环能力的限制，容易在印刷回焊工艺后，产生锡桥 (solder bridge)的问题。为了改善上述问题，一公知技术于印刷电路板的绿漆涂布及开环工艺后，使用图像转移搭配电镀工艺形成一铜柱，取代传统锡膏印刷形成焊锡凸块的方式，可于后段封装工艺直接与倒装芯片上的凸块接合，解决锡桥的问题。然而，此公知技术于绿漆上形成铜柱，共需涂布、曝光、显影及热处理等工艺，且完成绿漆层后，尚需于绿漆开环上方再次进行图像转移，并搭配电镀铜形成铜柱。工艺相当复杂，且加重曝光和显影工艺的负担。举例来说，以6层结构的多层电路板为例，需要10片光罩来完成图像转移的制作。根据上述，业界需要一种印刷电路板及其制作方法，以改善上述缺点。
发明内容
为克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种印刷电路板，包括一电路基板，电路基板具有一第一线路结构；至少一增层线路结构，设置于该电路基板的第一线路结构上； 一顶绝缘层，设置于所述至少一增层线路结构上；一导电盲孔，设置于该顶绝缘层中；及一金属凸块，设置于该顶绝缘层中的导电盲孔上，其中该金属凸块与该导电盲孔具有不同的形状或尺寸。本发明另提供一种印刷电路板，包括一电路基板，电路基板具有一第一线路结构； 至少一增层线路结构，设置于该电路基板的第一线路结构上；一顶绝缘层，设置于所述至少一增层线路结构上；多个导电盲孔，设置于该顶绝缘层中；及一金属焊盘，设置于该顶绝缘层中的多个导电盲孔上，其中该金属焊盘的尺寸大于上述导电盲孔的尺寸，且经由上述导电盲孔电性连接所述至少一增层线路结构的电性连接焊盘。本发明印刷电路板及其制造方法具有以下特点第一、本发明印刷电路板及其制造方法因采用电镀方式形成与芯片搭接的金属焊盘，故不受限于钢板开孔能力的限制，可应用于更高线路密度的印刷电路板。第二、本发明印刷电路板于其最顶层使用绝缘层取代绿漆，可缩短整体印刷电路板生产时间及工艺成本。第三、本发明可省略传统锡膏印刷工艺，并提供可与芯片搭接的多元化的金属凸块。为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，进行详细说明。
图IA 图II显示本发明ー实施例的印刷电路板的エ艺剖面图。图2A显示本发明ー实施例的印刷电路板在顶绝缘层上形成图案化光致抗蚀剂层 后的俯视图。图2B显示本发明另一实施例的印刷电路板在顶绝缘层上形成图案化光致抗蚀剂 层后的俯视图。图3A显示本发明ー实施例的印刷电路板形成十字型金属凸块步骤后的俯视图。图加显示本发明ー实施例的印刷电路板形成十字型金属凸块步骤后的立体图。图4A显示本发明ー实施例的印刷电路板形成圆型金属凸块步骤后的俯视图。图4B显示本发明ー实施例的印刷电路板形成圆型金属凸块步骤后的立体图。图5A 图51显示本发明另一实施例的印刷电路板的エ艺剖面图。图6A显示本发明ー实施例的印刷电路板形成连接球格数组结构的金属焊盘后的 俯视图。图6B显示本发明ー实施例的印刷电路板形成连接球格数组结构的金属焊盘后的 剖面图。图7A显示本发明另一实施例的印刷电路板形成连接球格数组结构的金属焊盘后 的俯视图。图7B显示本发明另一实施例的印刷电路板形成连接球格数组结构的金属焊盘后 的剖面图。其中，附图标记说明如下100 电路基板；102 第一表面；104 第二表面；106 第一线路；108 导通孔；110 灌孔树脂；112 第一绝缘层；114 孔洞；116 图案化光致抗蚀剂层； 118 第一导电盲孔；120 第一增层线路；122 第一电性连接焊盘；124 第二绝缘层；1 第二导电盲孔；1 第二电性连接焊盘；130 第二增层线路；132 顶绝缘层；1；34 孔洞；135 开ロ；136 图案化光致抗蚀剂层；138 金属凸块；140 导电盲孔；502 电路基板；504 第一表面；506 第二表面；508 导通孔；510 第一线路；512 第一绝缘层；514 灌孔树脂；516 孔洞；518 图案化光致抗蚀剂层；520 第一电性连接焊盘；522 第一导电盲孔；5 第一增层线路；5 第二绝缘层；5 第二导电盲孔；
530 -、第二电性连接焊盘；532 -、第二增层线路；
534 -、顶绝缘层；536 -、孔洞；
538 -、图案化光致抗蚀剂层；540 -、导电盲孔；
542 -、金属焊盘；602 -、金属焊盘；
604 -、导电盲孔；606 -、第二电性连接焊盘
702 -、金属焊盘；704 -、导电盲孔；
706 -、第二电性连接焊盘。
具体实施例方式以下以各实施例详细说明并伴随着
的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以方便、简化的方式予以标示。再者，附图中各组件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未示出或描述的组件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，并非用以限定本发明。图IA 图II为本发明一实施例的印刷电路板的工艺剖面图。请参考图1A，首先， 提供一电路基板100，其具有一第一表面102和相对的一第二表面104，电路基板100的核心材质可包括纸质酚酸树脂(paper phenolic resin)、复合环氧树脂(composite epoxy), 聚酰亚胺树脂(polyimide resin)或玻璃纤维(glass fiber)。一第一线路结构，覆盖电路基板100的部分第一表面102和第二表面104，且通过通孔贯穿电路基板100，并在通孔中形成灌孔树脂110。在本发明一实施例中，第一线路结构可包括贯穿电路基板100的导通孔108、填满通孔的灌孔树脂110和覆盖电路基板100的部分第一表面102和第二表面104的第一线路106。在本发明一实施例中，第一线路106的材质可包括镍、金、锡、铅、 铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合及上述的合金。第一线路106的形成方式包括先利用常用的沉积、压合或涂布工艺分别于电路基板100的第一表面102和第二表面104上全面性形成一导电层(图未显示)。在本发明一实施例中，第一表面102可为芯片侧表面，第二表面104可为载球侧表面。接着，利用图像转移工艺，即经由覆盖光致抗蚀剂、曝光、显影 (developing)的步骤，形成一图案化光致抗蚀剂层，以暴露出部分导电层。之后，再分别于暴露出导电层的部分第一表面102和第二表面104上形成第一线路106。接着，于电路基板 100的第一表面102和第二表面104和第一线路106上形成一第一绝缘层112。在本发明一实施例中，第一绝缘层112是以压合的方式形成于电路基板100的第一表面102和第二表面104上，第一绝缘层112可以是环氧树脂(印oxy resin)、双马来酰亚胺-三氮杂苯树月旨(bismaleimide triacine, BT)、聚酉先亚胺(polyimide, PI)、ABF 膜(ajinomotobuiId-up film)、聚苯醚(poly phenylene oxide，PPE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene, PTFE)等。请参考图1B，可使用例如激光钻孔的方式于电路基板100的第一表面102和第二表面104上的第一绝缘层112形成孔洞114。在本发明一实施例中，孔洞114暴露第一线路 106，以于后续步骤形成第一导电盲孔。接着，请参考图1C，可利用贴附、涂布、印刷、压合等方式，于第一绝缘层112上形成一光致抗蚀剂层(未示出)。再进行曝光、显影(developing)步骤，以于第一绝缘层112 上形成图案化光致抗蚀剂层116。请参考图1D，可进行一电镀工艺(因预先形成导电层为电镀工艺的公知技术，故省略未再详加说明)，于未被图案化光致抗蚀剂层116覆盖的第一绝缘层112上和孔洞114中分别形成一第一增层线路120、第一电性连接焊盘122和第一导电盲孔118。在本发明一实施例中，第一导电盲孔118、第一电性连接焊盘122和第一增层线路120可包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合及上述的合金。然后，进行去膜 (striping)步骤，移除图案化光致抗蚀剂层116。之后，如图IE所示，可重复图IB至图ID的工艺，再于第一绝缘层122、第一增层线路120和第一电性连接焊盘122上形成第二绝缘层124、第二导电盲孔126、第二电性连接焊盘1 和第二增层线路130，以形成包括多个第二绝缘层124、第二导电盲孔126、第二电性连接焊盘1 和第二增层线路130垂直堆叠而成的第二增层线路结构(为了方便显示， 本发明实施例仅显示由两层绝缘层构成的增层线路结构，增层线路结构的层数可依产品设计的需求变更)。请参考图1F，于电路基板100的第一表面102和第二表面104最上方的增层线路上形成一顶绝缘层132。在本发明一实施例中，顶绝缘层132是以压合的方式形成在电路基板100的第一表面102和第二表面104上方的第二增层线路结构上。顶绝缘层132可以包括环氧树脂(印oxy resin)、双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂(bismaleimie triacine，BT)、 聚酰亚胺(polyimide，PI)、ABF 膜(ajinomoto build-up film)、聚苯醚(poly phenylene oxide,PPE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate, PMMA)或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene，PTFE)等。请参考图1G，使用例如激光钻孔的方式于电路基板100的第一表面102和第二表面104上方的顶绝缘层132形成孔洞134。在本发明一实施例中，孔洞134暴露最上层的增层线路结构(亦即第二增层线路130及/或第二电性连接焊盘128)，以于后续步骤形成导电盲孔。请参考图1H，可利用贴附、涂布、印刷、压合等方式，于顶绝缘层132上形成一光致抗蚀剂层(未示出)。再进行曝光、显影(developing)步骤，以于顶绝缘层132上形成图案化光致抗蚀剂层136。值得注意的是，本实施例的图案化光致抗蚀剂层136除了覆盖顶绝缘层132，还覆盖于部分的孔洞134上方，且于孔洞134上方包括特定形状的开口 135，例如图 2A所示，图案化光致抗蚀剂层136于顶绝缘层132的孔洞134上包括十字形的开口 135，或如图2B所示，图案化光致抗蚀剂层136于顶绝缘层132的孔洞134上包括圆形的开口 135， 该圆形的开口 135的直径小于其下孔洞134的直径。接下来，请参照图II，进行一电镀工艺(因预先形成导电层为电镀工艺的公知技术，故省略未再详加说明)，于未被图案化光致抗蚀剂层136覆盖的顶绝缘层132上和孔洞 134中分别形成一金属凸块138和导电盲孔140。然后，进行去膜(striping)步骤，移除图案化光致抗蚀剂层136。值得注意的是，本实施例电镀工艺会经由图案化光致抗蚀剂层136 的开口将金属材料填满孔洞134，形成导电盲孔140，并可根据图案化光致抗蚀剂层136的开口 135的特定形状，形成具有特定形状的金属凸块138。例如，由于图2A所示的图案化光致抗蚀剂层136于顶绝缘层132的孔洞134上包括十字形的开口 135，其会如图3A和图所示(图3A显示本实施例此步骤的俯视图，图:3B显示本实施例此步骤的立体图)，于导电
6盲孔140上形成十字形的金属凸块138。在另一实施例中，由于图2B所示的图案化光致抗蚀剂层136于顶绝缘层132的孔洞134上包括圆形的开口 135，其会如图4A和图4B所示(图4A显示本实施例此步骤的俯视图，图4B显示本实施例此步骤的立体图，其更清楚的描述圆形的金属凸块138和导电盲孔140的形状、尺寸和位置关系)，于导电盲孔140上形成圆柱形的金属凸块138，且圆柱形的金属凸块138的直径小于导电盲孔140的直径。本发明不限定导电盲孔140上金属凸块 138的形状或尺寸，其可依与印刷电路板搭接的芯片的设计需求决定。举例来说，十字形的金属凸块138可同时连接芯片上多个连接焊盘，具有较小尺寸的圆柱形金属凸块138可连接芯片上较小尺寸的连接焊盘。根据上述，本实施例印刷电路板及其制造方法具有以下特点第一、本实施例印刷电路板及其制造方法因采用电镀方式形成与芯片搭接的金属焊盘，故不受限于钢板开孔能力的限制，可应用于更高线路密度的印刷电路板。第二、本实施例印刷电路板于其最顶层使用绝缘层取代绿漆，可缩短整体印刷电路板生产时间及工艺成本。第三、本实施例可省略传统锡膏印刷工艺，并提供可与芯片搭接的多元化的金属凸块。图5A 图5H显示本发明另一实施例的印刷电路板的工艺剖面图。请参考图5A， 首先，提供一电路基板502，其具有一第一表面504和相对的一第二表面506，电路基板 502的核心材质可包括纸质酚醛树脂(paper phenolicresin)、复合环氧树脂(composite 印oxy)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)或玻璃纤维(glass fiber)。一第一线路结构， 覆盖电路基板502的部分第一表面504和第二表面506，且通过通孔贯穿电路基板502，并在通孔中形成灌孔树脂514。在本发明一实施例中，第一线路结构可包括贯穿电路基板502 的导通孔508、填满通孔的灌孔树脂514和覆盖电路基板502的部分第一表面504和第二表面506的第一线路510。在本发明一实施例中，第一线路510的材质可包括镍、金、锡、铅、 铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合及上述的合金。在本发明一实施例中，第一表面504可为芯片侧表面，第二表面506可为载球侧表面。接着，于电路基板502的第一表面504和第二表面 506和第一线路510上形成一第一绝缘层512。在本发明一实施例中，第一绝缘层512是以压合的方式形成在电路基板502的第一表面504和第二表面506上，第一绝缘层512可以是环氧树脂(印oxy resin)、双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂(bismaleimie triacine，BT)、 聚酰亚胺(polyimide，PI)、ABF 膜(ajinomoto build-upfilm)、聚苯醚(poly phenylene oxide,PPE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate, PMMA)或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene，PTFE)等。请参考图5B，可使用例如激光钻孔的方式于电路基板502的第一表面504和第二表面506上的第一绝缘层512中形成孔洞516。在本发明一实施例中，孔洞516暴露第一线路510，以于后续步骤形成导电盲孔。接着，请参考图5C，可利用贴附、涂布、印刷、压合等方式，于第一绝缘层512上形成一光致抗蚀剂层(未示出)。再进行曝光、显影(developing)步骤，以于第一绝缘层512 上形成图案化光致抗蚀剂层518。请参考图5D，可进行一电镀工艺(因预先形成导电层为电镀工艺的公知技术，故省略未再详加说明)，于未被图案化光致抗蚀剂层518覆盖的第一绝缘层512和孔洞516中分别形成一第一增层线路524、第一电性连接焊盘520和第一导电盲孔522。在本发明一实施例中，第一导电盲孔522、第一电性连接焊盘520和第一增层线路5M可包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合及上述的合金。然后，进行去膜 (striping)步骤，移除图案化光致抗蚀剂层518。之后，请参考图5E，可重复图5B至图5D的工艺，再于第一绝缘层512、第一增层线路5M和第一电性连接焊盘520上形成第二绝缘层526、第二电性连接焊盘530、第二导电盲孔5 和第二增层线路532，以形成包括多个第二绝缘层526、第二电性连接焊盘530、第二导电盲孔5 和第二增层线路532垂直堆叠而成的第二增层线路结构(为了方便显示， 本发明实施例仅显示由两层绝缘层构成的增层线路结构)。请参考图5F，于电路基板502的第一表面504和第二表面506最上方的增层线路上形成一顶绝缘层534。在本发明一实施例中，顶绝缘层534是以压合的方式形成在电路基板502的第一表面504和第二表面506上方的第二增层线路结构上。顶绝缘层534可以包括环氧树脂(印oxy resin)、双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂(bismaleimie triacine，BT)、 聚酰亚胺(polyimide，PI)、ABF 膜(aj inomoto build-up film)、聚苯醚(poly phenylene oxide,PPE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate, PMMA)或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene，PTFE)等。请参考图5G，使用例如激光钻孔的方式于电路基板502的第一表面504和第二表面506上方的顶绝缘层534形成孔洞536。在本发明一实施例中，孔洞536暴露最上层的增层线路及/或电性连接焊盘(亦即第二增层线路532及/或第二电性连接焊盘530)，以于后续步骤形成导电盲孔。在此步骤需注意的是，由于本实施例印刷电路板的下侧(第二表面506侧)的金属焊盘是要与母板(mother board)的球格数组(ball grid array, BGA) 接合，其尺寸相对较印刷电路板的上侧(第一表面504侧)的金属焊盘大。一般来说，印刷电路板的下侧(第二表面506侧)的金属焊盘的尺寸约为400 500 μ m (亦可依客户的需求而加大或缩小)，而使用激光钻孔的方式只能形成直径约为30 70 μ m的孔洞。根据上述，本实施例以激光钻孔所形成的孔洞，会小于后续形成的金属焊盘。因此，本实施例可如图5H所示，以激光钻孔的方式于电路基板502的第二表面506上方的顶绝缘层534形成多个孔洞536。接着，请继续参考图5H，可利用贴附、涂布、印刷、压合等方式，于顶绝缘层534上形成一光致抗蚀剂层(未示出)。再进行曝光、显影(developing)步骤，以于顶绝缘层534 上形成图案化光致抗蚀剂层538。值得注意的是，本实施例的电路基板502的第二表面506 上方的图案化光致抗蚀剂层538的开口较大，可暴露上述多个激光钻孔方式形成的孔洞 536。接着，请参照图51，进行一电镀工艺，于未被图案化光致抗蚀剂层538覆盖的顶绝缘层 534上和上述孔洞536中分别形成一金属焊盘542和柱形的导电盲孔M0。然后，进行去膜 (striping)步骤，移除图案化光致抗蚀剂层538。图6A显示本发明一实施例部分印刷电路板下侧(第二表面506侧)部分俯视图， 图6B为沿图6AI-I’剖面线的剖面图，以更详细的显示金属焊盘和导电盲孔的位置和关系。 在图6A和图6B的实施例中，上述激光钻孔只形成一个孔洞，因此，在电镀工艺之后，金属焊盘602仅以一较小尺寸的柱形导电盲孔604连接第二增层线路结构的第二电性连接焊盘 606。图7A显示本发明另一实施例部分印刷电路板的俯视图，图7B是沿图7AI-I’剖面线的剖面图，在图7A和图7B的实施例中，上述激光钻孔工艺形成多个孔洞，因此，在电镀工艺之后，金属焊盘702可以多个的导电盲孔704连接第二增层线路结构的第二电性连接焊盘
8706。图7A和图7B的实施例的印刷电路板相对于6A和图6B的实施例的印刷电路板由于以较多的柱形导电盲孔连接金属焊盘和第二增层线路结构的第二电性连接焊盘，因此可提供较好的支撑性和信赖性。虽然本发明已公开优选实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种印刷电路板，包括一电路基板，包括一第一线路结构；至少一增层线路结构，设置于该电路基板的第一线路结构上；一顶绝缘层，设置于所述至少一增层线路结构上；一导电盲孔，设置于该顶绝缘层中；及一金属凸块，设置于该顶绝缘层中的导电盲孔上，其中该金属凸块与该导电盲孔具有不同的形状或尺寸。
2.如权利要求1所述的印刷电路板，其中该金属凸块用来连接一芯片的金属焊盘。
3.如权利要求1所述的印刷电路板，其中该顶绝缘层包括环氧树脂、双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂、聚酰亚胺、ABF膜、聚苯醚、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲脂或聚四氟乙烯。
4.如权利要求1所述的印刷电路板，其中该金属凸块是一十字型的结构。
5.如权利要求1所述的印刷电路板，其中该金属凸块是一圆柱形结构，且该圆柱形结构的直径小于该导电盲孔的直径。
6.如权利要求1所述的印刷电路板，其中该第一线路结构包括贯穿该电路基板的导通孔、填满该电路基板通孔的灌孔树脂和覆盖该电路基板的第一线路。
7.一种印刷电路板，包括一电路基板，包括一第一线路结构；至少一增层线路结构，设置于该电路基板的第一线路结构上；一顶绝缘层，设置于所述至少一增层线路结构上；多个导电盲孔，设置于该顶绝缘层中；及一金属焊盘，设置于该顶绝缘层中的多个导电盲孔上，其中该金属焊盘的尺寸大于所述多个导电盲孔的尺寸，且经由所述多个导电盲孔电性连接所述至少一增层线路结构的电性连接焊盘。
8.如权利要求7所述的印刷电路板，其中该金属焊盘用来连接一母板的球格数组。
9.如权利要求7所述的印刷电路板，其中所述多个导电盲孔是柱形，且所述多个导电盲孔的直径为30 70μπι。
10.如权利要求7所述的印刷电路板，其中该顶绝缘层包括环氧树脂、双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂、聚酰亚胺、ABF膜、聚苯醚、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲脂或聚四氟乙烯。
11.如权利要求7所述的印刷电路板，其中该第一线路结构包括贯穿该电路基板的导通孔、填满该电路基板通孔的灌孔树脂和覆盖该电路基板的第一线路。
全文摘要
本发明提供一种印刷电路板，包括一电路基板，电路基板具有一第一线路结构；至少一增层线路结构，设置于该电路基板的第一线路结构上；一顶绝缘层，设置于该至少一增层线路结构上；一导电盲孔，设置于该顶绝缘层中；及一金属凸块，设置于该顶绝缘层中的导电盲孔上，其中该金属凸块与该导电盲孔具有不同的形状或尺寸。本发明于另一实施例，在顶绝缘层中形成多个导电盲孔，并在上述多个导电盲孔上形成一金属焊盘，其中金属焊盘的尺寸大于上述导电盲孔的尺寸，且经由上述导电盲孔电性连接至少一增层线路结构的电性连接焊盘。本发明可缩短整体印刷电路板生产时间及工艺成本。
文档编号H05K1/02GK102340927SQ20101023935
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者傅维达, 林贤杰, 黄皓威 申请人:南亚电路板股份有限公司