专利名称：电性连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电性连接结构的制作方法，特别是涉及一种适用于线路板(circuit board)制程的电性连接结构的制作方法。
背景技术：
线路板主要由多层图案化线路层(patterned circuit layer)及多层介电层(dielectric layer)所交替叠合而成。此外，线路板主要包括压合法(laminating process)及增层法(build-up process)二大类型的线路板。无论是上述何种类型的线路板，为了将线路板的这些图案化线路层作相互电性连接，现有习知技术通常是以导电孔(conductive via)来达成。依照导电孔的制程及结构来区分，常见的导电孔包括导电通孔(conductive through via)及导电微孔(conductive micro via)。依照导电微孔的位于线路板的相对位置，导电微孔则包括导电埋孔(conductiveembedded via)及导电盲孔(conductive blind via)。
值得注意的是，无论是导电通孔或导电微孔，一般常见导电孔的制程乃是在一形成于介电层或叠合层中的开口的内壁面上形成一电镀层，用以电性连接两个分别位于介电层或叠合层的两面的导电层。然而，上述作为导电孔的电镀层仅是分布于上述贯孔的内壁面，而呈现一类似中空筒状的导电结构(即导电通孔或导电微孔)，这对于线路板的电性效能及散热效能来说，经由电镀层所构成的中空筒状的导电结构来传递热能仍无法满足现在线路板的高电性效能及高散热效率的需求。因此，可采用填孔电镀(viafilling plating)的技术，在上述的开口中填充导电材料而形成导电柱(conductive post)来取代现有习知的中空筒状的导电结构，以提升线路板的电性效能及散热效率。
请参阅图1A，其是现有习知的一种具有导电通孔的电性连接结构的剖面图。电性连接结构100a是适用于一线路板，此电性连接结构100a包括一介电层110，其材质例如为环氧树脂(epoxy resin)或含玻璃纤维(glassfiber)的环氧树脂，而介电层110的一第一面112是配置有一第一导电层120，其例如为一铜箔(copper foil)，而介电层110的相对于第一面112的一第二面114则配置有一第二导电层130，其亦例如为一铜箔。
为了让第一导电层120能够穿过介电层110，而电性连接至第二导电层130，现有习知技术乃是进行一钻孔制程，在介电层110、第一导电层120及第二导电层130上形成至少一贯孔102，接着以电镀制程，将导电材料全面地沉积于贯孔102的内壁面、第一导电层120的表面及第二导电层130的表面而形成一电镀层140，其中局部的电镀层140将填满贯孔102所围成的空间，而形成一实心柱状的导电通孔142，而此导电通孔142由于具有较大的导热截面积，所以有助于提升电性连接结构100a的电性效能及散热效率。
请参阅图1B，其是现有习知的一种具有缺陷导电通孔的电性连接结构的剖面图。在填孔电镀的过程中，由于贯孔102的两端容易发生尖端放电(point discharge)的现象，即第一导电层120的边缘120a与第二导电层130的边缘130a将产生大的尖端放电流(point discharge current)，使得导电材料将先沉积于第一导电层120的边缘120a与第二导电层130的边缘130a。因此，当沉积于第一导电层120的边缘120a与第二导电层130的边缘130a的局部电镀材料朝向贯孔102的中心轴线延伸而连接在一起时，由填充于贯孔102内的局部电镀层140所形成的实心柱状的导电通孔142将具有一空孔(void)142a于其内部。
请参阅图2A，其是现有习知的一种具有导电微孔的电性连接结构的剖面图。电性连接结构200a是适用于一线路板，此电性连接结构200a包括一介电层210及一导电层220，而介电层210是重叠于导电层220上，其中介电层210例如为一环氧树脂或含玻璃纤维的环氧树脂，而导电层220例如为一铜箔。现有习知的导电微孔制程包括先以钻孔制程，在介电层210上形成至少一开口202，接着以电镀制程，将一导电材料全面地填满电性连接结构200a的开口202及介电层210的表面而形成一电镀层240，其中局部的电镀层240将填满开口202所围成的空间，以形成一实心柱状的导电微孔242。
请参阅图2B，其是现有习知的一种具有缺陷导电微孔的电性连接结构的剖面图。在填孔电镀的过程中，如同图1B所述的贯孔102一样，由于开口202的两端容易发生尖端放电的现象，因此由局部的电镀层240所形成的实心柱状的导电微孔242亦将具有一空孔242a于其内部。
综合上述，由于导电通孔142(如图1B所示)及导电微孔242(如图2B所示)皆因在填孔电镀的过程中所产生尖端放电的现象，而分别具有空孔142a及242a。然而，这些空孔142a及242a将分别导致导电通孔142及导电微孔242的横截面积减少，因而降低电性连接结构100b及200b的电性效能及高散热效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种电性连接结构的制作方法，其适用于一线路板制程，用以提升在线路板上制作导电柱的良率。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种电性连接结构的制作方法适用于一线路板制程，线路板包括一导电基材，而导电基材是划分成一第一导电层及一凸块导电层，且凸块导电层是重叠于第一导电层上，此电性连接结构的制作方法包括图案化凸块导电层，以形成至少一凸块于第一导电层上，形成一介电层于第一导电层及凸块上，且介电层是罩覆于凸块的一顶面，然后再形成一第二导电层于介电层上。之后，形成至少一盲孔于第二导电层及介电层中，盲孔是贯穿于第二导电层及介电层，以暴露出凸块的顶面。填入导电材料至盲孔之内，而盲孔内的导电材料与凸块形成一导电柱。
依照本发明的较佳实施例所述的电性连接结构的制作方法，其中形成盲孔的方式可为机械钻孔、镭射烧孔或电浆蚀孔。
依照本发明的较佳实施例所述的电性连接结构的制作方法，其中填入导电材料的方式可为电镀。
为达本发明的上述目的，本发明再提出一种电性连接结构的制作方法适用于一线路板制程，线路板包括一第一导电层，制作方法包括形成至少一凸块于第一导电层上，再形成一介电层于第一导电层及凸块上，且介电层是罩覆于凸块的一顶面。然后，形成一第二导电层于介电层上，之后形成至少一盲孔于第二导电层及介电层中，盲孔是贯穿于第二导电层及介电层，以暴露出凸块的顶面。最后，填入导电材料至盲孔之内，而盲孔内的导电材料与凸块形成一导电柱。
依照本发明的较佳实施例所述的电性连接结构的制作方法，其中在形成凸块于第一导电层上之前，第一导电层是已图案化。
依照本发明的较佳实施例所述的电性连接结构的制作方法，其中形成盲孔的方式可为机械钻孔、镭射烧孔或电浆蚀孔。
依照本发明的较佳实施例所述的电性连接结构的制作方法，其中填入导电材料的方式可为电镀。
基于上述，本发明的电性连接结构的制作方法乃是藉由凸块与盲孔内的导电材料来形成一导电柱，用以将分别连接于导电柱的两端的两导电层作电性导通。相较于现有习知的导电柱的制程，本发明乃是先制作凸块于导电层上，用以作为欲形成的导电柱的下半部，而导电柱的上半部则由填入介电层的盲孔内的导电材料所构成。因此，在制作相同宽度及深度(或高度)的导电柱的情况下，若凸块的高度增加，则将相对地减少盲孔的深度，而盲孔的深度减少除了可减少电镀盲孔的时间之外，亦可降低导电柱之内部产生空孔的机率，进而提高导电柱的制作良率。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1A是现有习知的一种具有导电通孔的电性连接结构的剖面图。
图1B是现有习知的一种具有缺陷导电通孔的电性连接结构的剖面图。
图2A是现有习知的一种具有导电微孔的电性连接结构的剖面图。
图2B是现有习知的一种具有缺陷导电微孔的电性连接结构的剖面图。
图3A～3F是本发明的第一实施例的一种电性连接结构的制作方法的剖面流程图。
图4A～4E是本发明的第二实施例的一种电性连接结构的制作方法的剖面流程图。
图5是本发明的一种电性连接结构应用于一四层导电层的线路板的示意图。
100a、100b电性连接结构 102贯孔110介电层112第一面114第二面120第一导电层120a边缘 130第二导电层130a边缘 140电镀层142导电通孔 142a空孔200a、200b电性连接结构 202开口210介电层220导电层240电镀层242导电微孔242a空孔 300电性连接结构302盲孔 310导电基材312第一导电层314凸块导电层314a凸块 314b顶面320介电层330第二导电层340电镀层350导电柱400电性连接结构 402盲孔412导电层414a凸块414b顶面 420介电层440电镀层450导电柱500线路板502贯孔502a导电通孔 510介电层520导电层530导电柱532凸块 534盲孔
540介电层550导电层560焊罩层具体实施方式
第一实施例请参阅图3A～3F，其是本发明的第一实施例的一种电性连接结构的制作方法的剖面流程图。首先，请参阅图3A，本发明的电性连接结构的制作方法是适用于一线路板的制程。提供一导电基材310，而导电基材310是划分成一第一导电层312及一凸块导电层314，且凸块导电层314是重叠于第一导电层312上。此外，上述的导电基材310的材质例如铜。
请参阅图3B，图案化凸块导电层314，其中图案化凸块导电层314的方式例如微影蚀刻，以形成至少一凸块314a于第一导电层312上。
接着请参阅图3C，在第一导电层312及凸块314a上形成一介电层320，而介电层320是罩覆于凸块314a的一顶面314b，其中介电层320的材质例如为一环氧树脂或含玻璃纤维的环氧树脂。此外，形成介电层320的方式例如为薄膜贴附及热压，或是液态涂布及固化。
接着请参阅图3D，例如以电镀制程，在介电层320上形成一第二导电层330，而第二导电层330的材质例如铜。此外，可采用背胶铜泊(ResinCoating Copper，RCC)来同时形成介电层320及第二导电层330。
接着请参阅图3E，例如以机械钻孔(mechanical drilling)、镭射烧孔(laser ablating)或电浆蚀孔(plasma etching)等方式，在第二导电层330及介电层320中形成至少一盲孔302，且盲孔302是贯穿于第二导电层330及介电层320，用以暴露出凸块314a的顶面314b。值得注意的是，亦可先由微影及蚀刻的方式来移除局部的第二导电层330，以形成盲孔302的上部以后，再利用镭射烧孔或电浆蚀孔等方式来移除局部的介电层320，以形成盲孔302的下部。
接着请参阅图3F，例如以电镀制程，将一导电材料(例如铜)全面地填满电性连接结构300的盲孔302及第二导电层330的表面，进而形成一电镀层340，其中局部的电镀层340将填满盲孔302所围成的空间，并与凸块314a形成一导电柱350。
基于上述，本发明的第一实施例所述的导电柱350乃是藉由凸块314a与盲孔302内的导电材料所形成，用以将分别连接于导电柱350的两端的第一导电层312及第二导电层330作电性导通。第一实施例乃是先制作凸块314a于第一导电层312上，用以作为欲形成的导电柱350的下半部，而导电柱350的上半部则由填入介电层320的盲孔302内的导电材料所构成。
因此，在制作相同宽度及深度(或高度)的导电柱350的情况下，若凸块314a的高度增加，则将相对地减少盲孔302的深度，而盲孔302的深度变小除了可减少盲孔302的电镀时间之外，亦可降低导电柱350之内部产生空孔的机率，进而提高导电柱350的制作良率。
第二实施例第一实施例与第二实施例之间的差异在于第一实施例中形成导电柱的下半部(即凸块)方式乃是采用减成法(subtractive process)，而在第二实施例中形成导电柱的下半部(即凸块)方式则是采用加成法(additiveprocess)。
请参阅图4A～4E，其是本发明的第二实施例的一种电性连接结构的制作方法的剖面流程图。首先，请参阅图4A及图4B，提供一导电层412，而导电层412的材质例如铜，接着在导电层412上形成图案化光阻层(patternedphoto resist layer)(图中未示)，然后例如以电镀的方式，并以导电层412作为电镀种子层(plating seed layer)，将导电材料形成于图案化光阻层的开口(图中未示)内，而形成至少一凸块414a在导电层412上。
接着请参阅图4C，在导电层412及凸块414a上形成一介电层420，而介电层420是罩覆于凸块414a的一顶面414b，其中介电层420的材质例如为环氧树脂或含玻璃纤维的环氧树脂。此外，形成介电层420的方式例如为薄膜贴附及热压，或是液态涂布及固化。
接着请参阅图4D，例如以机械钻孔、镭射烧孔或电浆蚀孔等方式，在介电层420上形成至少一盲孔402，且盲孔402是贯穿介电层420，用以暴露出凸块414a的顶面414b。
接着请参阅图4E，例如以电镀制程，将一导电材料(例如铜)全面地填满电性连接结构的盲孔402及介电层420的表面而形成一电镀层440，其中局部的电镀层440将填满盲孔402所围成的空间，并与凸块414a形成一导电柱450。
基于上述，本发明的第二实施例所述的导电柱450同样藉由凸块414a与盲孔402内的导电材料所形成用以将分别连接于导电柱450的两端的第一导电层412及电镀层440作电性导通。第二实施例乃是先制作凸块414a于第一导电层412上，用以作为欲形成的导电柱450的下半部，而导电柱450的上半部则由填入介电层420的盲孔302内的导电材料所构成。
因此，在制作相同高度的导电柱450的情况下，若将凸块414a的高度增加，则将相对地使盲孔402的深度减少，而盲孔402的深度减少除了可减少盲孔402的电镀时间之外，亦可降低导电柱450之内部产生空孔的机率，进而提高导电柱450的制作良率。
值得注意的是，第一实施例中的导电柱350的制作过程，可以如图3E所示(形成电镀层340于电性连接结构300的盲孔302及第二导电层330的表面)。当然，亦可以直接形成电镀层440于电性连接结构400的盲孔402及介电层420的表面，而无第二导电层330，如图4E所示。此外，以第一实施例的电性连接结构300来说，当电性连接结构300具有第二导电层330时，则只须在第二导电层330的表面，形成薄的电镀层340，其即可达到让第一导电层312及第二导电层330藉由导电柱350而作电性导通。另外，以第二实施例的电性连接结构400来说，当电性连接结构400不具第二导电层330时，则可在介电层420的表面形成的较厚的电镀层440。
此外，本发明的第一实施例及第二实施例主要揭露电性连接结构的导电柱的制作，至于采用上述的电性连接结构的线路板之后续制程，则视线路板的实际应用的层数来作决定，在此不再赘述。另外，无论是第一或第二实施例，电性连接结构的导电柱除了可作为线路板上的导电通孔之外，亦可作为线路板上的导电微孔。
请参阅图5所示，其是本发明的一种电性连接结构应用于一四层导电层的线路板的示意图。线路板500包括一介电层510，介电层510的两面分别具有一导电层520，而至少一贯孔502是贯穿介电层510及这些导电层520。此外，全面地沉积于贯孔502的内壁面的导电材料将形成一中空筒状的导电通孔502a于贯孔502中，而这些导电层520在图案化之后，在这些导电层520上分别形成这些凸块532。另外，二介电层540亦分别形成于这些凸块532及这些导电层520上，而这些凸块532上的介电层540分别形成一盲孔534。并且，导电材料是全面地填满这些盲孔534及这些介电层540的表面而形成一导电层550，其中此导电层550在图案化之后，而填入这些盲孔534内的导电材料将与这些凸块532形成多个导电柱530，而藉由这些导电柱530将能够使得在这些导电层520分别与这些导电层550作电性导通。之后，二焊罩层560分别形成于这些导电层550上。因此，任何线路板的导电微孔制程均可采用本发明的电性连接结构的制作方法。
综上所述，本发明的电性连接结构的制作方法乃是藉由凸块与盲孔内的导电材料来形成一导电柱，用以将分别连接于导电柱的两端的两导电层作电性导通。相较于现有习知的导电柱的制程，本发明乃是先制作凸块于导电层上，用以作为欲形成的导电柱的下半部，而导电柱的上半部则由填入介电层的盲孔内的导电材料所构成。因此，在制作相同高度的导电柱的情况下，若凸块的高度增加，则将相对地减少盲孔的深度，而盲孔的深度减少除了可减少电镀盲孔的时间之外，亦可降低导电柱之内部产生空孔的机率，进而提高导电柱的制作良率。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种电性连接结构的制作方法，适用于一线路板制程，该线路板包括一导电基材，该导电基材是划分成一第一导电层及一凸块导电层，且该凸块导电层是重叠于该第一导电层上，其特征在于该制作方法包括图案化该凸块导电层，以形成至少一凸块于该第一导电层上；形成一介电层于该第一导电层及该凸块上，且该介电层是罩覆于该凸块的一顶面；形成一第二导电层于该介电层上；形成至少一盲孔于该第二导电层及该介电层中，该盲孔是贯穿于该第二导电层及该介电层，以暴露出该凸块的该顶面；以及填入导电材料至该盲孔之内，而该盲孔内的导电材料与该凸块形成一导电柱。
2.根据权利要求1所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为机械钻孔。
3.根据权利要求1所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为镭射烧孔。
4.根据权利要求1所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为电浆蚀孔。
5.根据权利要求1所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中填入导电材料的方式包括电镀。
6.一种电性连接结构的制作方法，适用于一线路板制程，该线路板包括一导电基材，该导电基材是划分成一第一导电层及一凸块导电层，且该凸块导电层是重叠于该第一导电层上，其特征在于该制作方法包括图案化该凸块导电层，用以形成至少一凸块于该第一导电层上；形成一介电层于该第一导电层及该凸块上，且该介电层是罩覆于该凸块的一顶面；形成至少一盲孔于该介电层，该盲孔是贯穿于该介电层，以暴露出该凸块的该顶面；以及填入导电材料至该盲孔之内，而该盲孔内的导电材料与该凸块形成一导电柱。
7.根据权利要求6所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为机械钻孔。
8.根据权利要求6所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为镭射烧孔。
9.根据权利要求6所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为电浆蚀孔。
10.根据权利要求6所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中填入导电材料的方式包括电镀。
11.一种电性连接结构的制作方法，适用于一线路板制程，该线路板包括一第一导电层，其特征在于该制作方法包括形成至少一凸块于该第一导电层上；形成一介电层于该第一导电层及该凸块上，且该介电层是罩覆于该凸块的一顶面；形成一第二导电层于该介电层上；形成至少一盲孔于该第二导电层及该介电层中，该盲孔是贯穿于该第二导电层及该介电层，以暴露出该凸块的该顶面；以及填入导电材料至该盲孔之内，而该盲孔内的导电材料与该凸块形成一导电柱。
12.根据权利要求11所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中在形成该凸块于该第一导电层上之前，该第一导电层是已图案化。
13.根据权利要求11所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其特征在于其中形成该盲孔的方式是为机械钻孔。
14.根据权利要求11所述的电性连接结构的制作方法，其中形成该盲孔的方式是为镭射烧孔。
15.根据权利要求11所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为电浆蚀孔。
16.根据权利要求11所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中填入导电材料的方式包括电镀。
17.一种电性连接结构的制作方法，适用于一线路板制程，该线路板包括一第一导电层，其特征在于该制作方法包括形成至少一凸块于该第一导电层上；形成一介电层于该第一导电层及该凸块上，且该介电层是罩覆于该凸块的一顶面；形成至少一盲孔于该介电层，该盲孔是贯穿于该介电层，以暴露出该凸块的该顶面；以及填入导电材料至该盲孔之内，而该盲孔内的导电材料与该凸块形成一导电柱。
18.根据权利要求17所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中在形成该凸块于该第一导电层上之前，该第一导电层是已图案化。
19.根据权利要求17所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为机械钻孔。
20.根据权利要求17所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为镭射烧孔。
21.根据权利要求17所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中形成该盲孔的方式是为电浆蚀孔。
22.根据权利要求17所述的电性连接结构的制作方法，其特征在于其中填入导电材料的方式包括电镀。
全文摘要
本发明是有关于一种电性连接结构的制作方法，适用于一线路板制程，线路板包括一导电基材，而导电基材是划分成一第一导电层及一凸块导电层，图案化凸块导电层以形成至少一凸块于第一导电层上。然后，形成一介电层于第一导电层及凸块上，接着形成一第二导电层于介电层上。之后，形成至少一盲孔于第二导电层及介电层中，盲孔是贯穿于第二导电层及介电层，以暴露出凸块的顶面。最后，填入导电材料至盲孔内，而盲孔内的导电材料将与凸块形成一导电柱。由于盲孔的深度将随着凸块高度的增加而相对地变小，而盲孔的深度变小可降低导电柱之内部产生空孔的机率，进而提高导电柱的制作良率。
文档编号H05K3/42GK1845657SQ20051006324
公开日2006年10月11日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者李少谦, 曾子章, 李长明 申请人:欣兴电子股份有限公司