CN110650596B - 线路板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线路板的制造方法，包括：在第一静电吸盘上吸附第一金属层，其中第一金属层具有第一表面及与其相对的第二表面，且第一表面接触第一静电吸盘；图案化第一金属层以暴露出第一静电吸盘的一部分；形成介电层覆盖图案化第一金属层的第二表面及第一静电吸盘暴露的一部分；移除第一静电吸盘以暴露出图案化第一金属层的第一表面。借由此方法可大幅降低生产成本。

Description

线路板的制造方法

技术领域

本发明涉及线路板加工技术领域，特别是涉及一种线路板的制作方法。

背景技术

目前发展的扇出晶圆级封装(FOWLP)技术可归类为两大类：芯片优先(chip-first)工艺和线路重布层优先(RDL-first)工艺。芯片优先工艺采用晶圆重建工艺，在这个工艺中，会从原始装置晶圆中拣出已知的合格晶圆(KGD)并置于基板上，然后以模压树脂包覆成为重构晶圆。接下来，重构晶圆会暂时接合至载板，以进一步加工来制成晶圆上的线路重布层(RDL)。由于线路重布层是后来加工，考虑到芯片怕热，只能进行低温加工，这时能选择的绝缘材料种类较少、性能较低，而且还要考虑加工过程对芯片的伤害，对于提高良率与降低成本有其不利之处。

然而，在RDL优先工艺中，RDL会建立在载体基板的顶端，涂上一层暂时接合材料，再将合格晶圆置于已知合格RDL的顶端，接着进行压模与模具研磨工艺。由于在RDL加工时芯片尚未贴附，故可以在温度较高的条件，如摄氏230度环境下进行加工，这让RDL优先工艺有比较多种材料可以选择，并减低加工过程芯片损伤的机率，提高良率与降低成本，但如何在让载体基板上的接合材料平滑，以及加工后如何除去载体基板，避免良率损失，则是RDL优先工法的主要问题。此外，如何增进RDL优先线路板的平整度，使RDL优先线路板可以应用于高频高速通讯传输，此为RDL优先工艺的另一主要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种可解决上述问题的线路板的制造方法。

为了达到上述目的，本发明的一个目的在于提供一种线路板的制造方法，该方法包括以下步骤：首先，在第一静电吸盘上吸附第一金属层，其中第一金属层具有第一表面及与其相对的第二表面，且第一表面接触第一静电吸盘。接着，图案化第一金属层以暴露出第一静电吸盘的一部分。然后，形成介电层覆盖图案化第一金属层的第二表面及第一静电吸盘暴露的一部分。移除第一静电吸盘以暴露出图案化第一金属层的第一表面。

根据本发明一实施方式，在图案化第一金属层的步骤中，还包括以下步骤：在第一金属层的第二表面上形成光阻层；对光阻层进行曝光显影，以形成图案化光阻层；以图案化光阻层为屏蔽，蚀刻第一金属层；以及移除图案化光阻层。

根据本发明一实施方式，第一金属层的厚度为0.4微米至70微米。

根据本发明一实施方式，第一金属层的第一表面的粗糙度为0.01微米至5微米，且第二表面的粗糙度为0.01微米至5微米。

根据本发明一实施方式，介电层为玻璃纤维布(Pregpreg)、味之素增层薄膜(Ajinomoto Build-up Film，ABF)或感光介电层(Photo-Imageable Dielectric Layer)。

根据本发明一实施方式，在形成介电层的步骤之后还包括：由介电层的上表面穿透至图案化第一金属层的第二表面形成至少一个盲孔，以暴露出图案化第一金属层的第二表面的一部分；以及使用导电材料将盲孔填满，以形成导电盲孔。

根据本发明一实施方式，在填满盲孔的步骤之前还包括：形成晶种层覆盖盲孔的内壁及图案化第一金属层的第二表面暴露的部分。

根据本发明一实施方式，在形成导电盲孔的步骤之后还包括：平坦化介电层的上表面及导电盲孔的表面，使得介电层的上表面与导电盲孔的表面实质上共平面。

根据本发明一实施方式，在平坦化的步骤之后还包括：在介电层之上表面及导电盲孔之表面上形成图案化第二金属层，其中图案化第二金属层具有第三表面及与第三表面相对的第四表面，且第三表面接触介电层的上表面及导电盲孔的表面。

根据本发明一实施方式，形成图案化第二金属层的步骤，包括：在介电层的上表面及导电盲孔的表面上压合第二金属层，其中第二金属层具有第三表面及与第三表面相对的第四表面，且第三表面接触介电层的上表面及导电盲孔的表面；以及图案化第二金属层。

根据本发明一实施方式，形成该图案化第二金属层的步骤，包含：在第二静电吸盘上吸附第二金属层，其中第二金属层具有第三表面及与第三表面相对的第四表面，且第四表面接触第二静电吸盘；图案化第二金属层，以暴露出第二静电吸盘的一部分；将图案化第二金属层的第四表面压合至介电层的表面上，使得图案化第二金属层位于第一静电吸盘与第二静电吸盘之间；以及移除第二静电吸盘，以暴露出图案化第二金属层的第四表面。

附图说明

图1为本发明的实施方式的线路板的制造方法的流程图；

图2、图4A-图4D及图5至图16为本发明的多个实施方式的线路板的制造方法中各工艺阶段的剖面示意图。

图3为本发明的静电吸盘的吸附原理示意图。

【符号说明】

210：第一静电吸盘

210a：第一静电吸盘210的吸附面

210p：第一静电吸盘210暴露出的一部分

212：上部绝缘层

214：第一电极

216：第二电极

218：下部绝缘层

220：第一金属层

222：第一表面

224p：第二表面224暴露的一部分

224：第二表面

230：介电层

232：上表面

310：光阻层

320：图案化光阻层

330：图案化第一金属层

402：晶种层

410：盲孔

420：导电盲孔

422：表面

510：第二金属层

512：第三表面

514：第四表面

520：图案化第二金属层

610：第二静电吸盘

610p：第二静电吸盘610暴露的一部分

E：电力线

具体实施方式

为了使本发明内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。

在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，为简化图式，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。

本发明的一个目的在于提供一种线路板的制造方法，借由此制造方法不需要如高价的激光设备来去除载体基板进而可降低制造成本。图1为本发明的一个实施方式的线路板的制造方法的流程图。图2、图4A-图4D和图5-图16为本发明的多个实施方式的线路板的制造方法中各工艺阶段的剖面示意图。如图1所示，方法10包括步骤S12、步骤S14、步骤S16及步骤S18。

在步骤S12中，在第一静电吸盘(Electrostatic Chuck，ESC)210上吸附第一金属层220，如图2所示。具体的说，此第一金属层220具有第一表面222及与第一表面222相对的第二表面224，且第一表面222接触第一静电吸盘210。在多个实施方式中，第一金属层220可例如为超薄铜箔(例如，厚度为约0.4微米至10微米(0.4-10um))，或一般铜箔(例如，厚度为18微米至70微米(18-70um))但不限于此。在某些实施例中，第一金属层220的第一表面222的粗糙度例如为0.01um至5um，且第二表面224的粗糙度例如为0.01um至5um，但不限于此。值得注意的是，第一表面222的粗糙度可小于、约略等于或者大于第二表面224的粗糙度。第一表面222与第二表面224的粗糙度可以依照产品需求设计调整。第一金属层220的的第一表面222与第二表面224的粗糙度可以使用相当小的粗糙度，例如是0.01微米至0.5微米，可以符合高频高速线路在信号传输的阻抗匹配需求，减少信号传递的损失。

熟习此技术领域的人员可以理解的是，第一静电吸盘210包含单极(mono-pole)型静电吸盘和双极(bi-pole)型静电吸盘。在本实施方式中，将以双极型静电吸盘为例说明。图3为本发明的静电吸盘的吸附原理示意图。如图3所示，第一静电吸盘210的内部结构包含夹置于上部绝缘层212与下部绝缘层218之间的多个成对的第一电极214和第二电极216，且第一电极214和第二电极216交替排列。分别将第一电极214连接至直流(Direct Current，DC)电源或射频(Radio Frequency，RF)电源的正极侧并将第二电极216连接至直流电源或射频电源的负极侧，如此一来，上部绝缘层212的电介质会被诱导而极化，进而在第一静电吸盘210的吸附面210a附近形成如图3所示的电力线E。因此，静电吸盘210可以透过吸附面210a附近产生的偶极-偶极力来吸附第一金属层220。可以认为，如果接下来停止施加电压，则电力线E会消失，而积存在上部绝缘层212中的电荷会经由电极214或216流入接地侧，或者与异极性的电荷一起消失。换句话说，当停止施加电压后，第一静电吸盘210和第一金属层220可彼此分离。

在步骤S14中，图案化第一金属层220，以暴露出第一静电吸盘210的一部分210p。图4A至图4D为本发明一实施方式用以实现步骤S14的剖面示意图。如图4A所示，在第一金属层220的第二表面224上形成光阻层310。在多个实施例中，光阻层310可例如为正型光阻或负型光阻，并借由真空压膜、涂布法、旋涂法或其他合适的方式覆盖第一金属层220。接着，如图4B所示，对光阻层310进行曝光显影，以形成图案化光阻层320并暴露出部分的第一金属层220。然后，如图4C所示，以图案化光阻层320为屏蔽，蚀刻第一金属层220继而形成图案化第一金属层330。之后，如图4D所示，再进行图案化光阻层320的移除工艺而暴露出图案化第一金属层330。在此，须强调的是，在第一金属层220选用超薄铜箔(例如，厚度为0.4-10um)的实施例中，线路的线高与线宽的高宽比(Aspect Ratio)也可以接近1：1，若使用非等向性干蚀刻工艺，来蚀刻第一金属层220，线路的线高与线宽的高宽比甚至可以接近5：1，或者更高可以达到10:1。借由上述步骤所制得的最细线路，其线宽与线距的比可以接近1：1。因此，线宽与线距可以达到0.4um/0.4um的超细线路规格，甚至更细线路的规格。

在步骤S16中，形成介电层230覆盖图案化第一金属层330的第一表面222及第一静电吸盘210暴露的部分210p，如图5所示。在一些实施方式中，形成介电层230的方法例如可为层压(Lamination)、涂布、旋涂或其他合适的工艺。在多个实施例中，介电层230的材质可包含玻璃纤维布(Pregpreg)、味之素增层薄膜(Ajinomoto Build-up Film，ABF)、感光介电层(Photo-Imageable Dielectric layer)或树脂等。举例来说，树脂可为酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂或聚四氟乙烯。

在步骤S18中，移除第一静电吸盘210，如图6所示。具体的说，移除第一静电吸盘210的方式即如前文所述的停止施加电压，则可以直接移除第一静电吸盘210，如此可形成单面线路板(single-sided wiring board)。由于第一静电吸盘210表面极为平坦，因此图案化第一金属层330的第一表面222的粗糙度可以使用相当小的粗糙度，例如是0.01微米至0.5微米，可以符合高频高速线路在信号传输的阻抗匹配需求，减少信号传递的损失。

此外，本发明也提供制作双面线路板(double-sided wiring board)及多层线路板(multilayer wiring board)的方法。

以下将描述根据本发明一实施方式的制作双面线路板的方法。请继续参阅图7，可在步骤S16之后，由介电层230的上表面232穿透至图案化第一金属层330的第二表面224形成至少一个盲孔410，以暴露出图案化第一金属层330的第二表面224的一部分224p。在某些实施方式中，形成盲孔410的方法包含，但不限于此，可利用激光钻孔、化学钻孔、机械钻孔的方式从介电层230的上表面232穿透至图案化第一金属层330的第二表面224来形成。接着，如图8所示，使用导电材料将盲孔410填满，以形成导电盲孔420。在多个实施例中，导电材料可例如为铜或其他具导电性的材料，例如银、镍、锡或铝等，但不限于此。在其他实施方式中，可在填满盲孔410的步骤之前，先形成晶种层(seed layer)402覆盖盲孔410的内壁及图案化第一金属层330的第二表面224暴露的一部分224p。晶种层402可为单层结构或是由不同材料的子层所组成的多层结构，例如可为包含钛层以及位于钛层上的铜层的金属层，或者是化镀钯铜层等，但不限于此。晶种层402的形成方法包括但不限于物理方式，例如溅镀钛铜，或者化学方式，例如化镀钯铜层。在多个实施方式中，可在形成导电盲孔420的步骤之后，平坦化介电层230的上表面232及导电盲孔420的表面422，可同时移除介电层230的上表面232的晶种层402，使得介电层230的上表面232与导电盲孔420的表面422实质上共平面，以利于后续用于增层的金属层的接合。平坦化工艺例如可以是化学机械研磨、机械刷磨、平坦性化学蚀刻、抛光制程、电解蚀刻或电解抛光蚀刻等，或者是上述工艺的组合，但不限于此。

请继续参阅图9，可在平坦化的步骤之后，在介电层230的上表面上形成该图案化第二金属层520。而形成该图案化第二金属层520的步骤，例如在介电层230的上表面232及导电盲孔420的表面422上压合第二金属层510。具体的说，第二金属层510具有第三表面512及与第三表面512相对的第四表面514且第三表面512接触介电层230的上表面232及导电盲孔420的表面422。此外，在压合的过程中，可适当的加热增进第二金属层510跟介电层230与导电盲孔420的接合。在多个实施方式中，第二金属层510可例如为超薄铜箔(例如，厚度为0.4-10um)，或一般铜箔(例如，厚度为18-70um)，但不限于此。在某些实施例中，第二金属层510的第三表面512的粗糙度例如为0.01um至5um，且第四表面514的粗糙度例如为0.01um至5um。然后，请参阅图10，将第二金属层510进行图案化工艺，以形成图案化第二金属层520，接着，再移除第一静电吸盘210，如此即完成双面线路板的制作。可以理解的是，图案化工艺的详细制作流程可参照前文如图4A至图4D的相关叙述，在此不再赘述。

值得注意的是，第三表面512的粗糙度可小于、约略等于或者大于第四表面514的粗糙度。第三表面512与第四表面514的粗糙度可以依照产品需求设计调整。第二金属层510的第三表面512与第四表面514的粗糙度可以使用相当小的粗糙度，例如是0.01微米至0.5微米，可以符合高频高速线路在信号传输的阻抗匹配需求，减少信号传递的损失。当线路板应用于高频高速无线通信产品时，在一实施例中，例如，可以将第一金属层330反转，使第二表面224的粗糙度小于第一表面222的粗糙度，另外搭配第二金属层510的第三表面512的粗糙度小于第四表面514的粗糙度，使粗糙度小的第二表面224与第三表面512隔着介电层230相对，有助于改善与因应高频信号产生的集肤效应(Skin Effect)，减少高频信号衰减与损失。上述实施例用于举例说明，但是不以此为限。

以下简述根据本发明另一实施方式的制作双面线路板的方法。请参阅图11，可在步骤S16之后，在第二静电吸盘610上另外吸附第二金属层510。具体的说，第二金属层510具有第三表面512及与第三表面512相对的第四表面514且第三表面512接触第二静电吸盘610。在多个实施方式中，第二金属层510可例如为超薄铜箔(例如，厚度为0.4-10um)或一般铜箔(例如，厚度为18-70um)，但不限于此。在某些实施例中，第二金属层510的第三表面512的粗糙度为0.01um至5um，且第四表面514的粗糙度为0.01um至5um。值得注意的是，第三表面512的粗糙度可小于、约略等于或者大于第四表面514的粗糙度。第二静电吸盘610可类似于前述的第一静电吸盘210，在此不再赘述。接着，如图12所示，将第二金属层510进行图案化工艺，以形成图案化第二金属层520并暴露出第二静电吸盘610的一部分610p。可以理解的是，图案化工艺的详细制作流程可参照前文如图4A至图4D的相关叙述，在此亦不再赘述。

然后，请参阅图13，将图案化第二金属层520的第三表面512压合至如图8所示的结构上。更具体的说，将如图12所示的结构翻转使图案化第二金属层520的第三表面512朝下压合至介电层230的表面232上，使得图案化第二金属层520位于介电层230(和导电盲孔420)与第二静电吸盘610之间。可以理解的是，各个静电吸盘上皆有对准标记(图中未示出)，因此无须担心会有对位不良的情形发生。然后，如图14所示，移除第二静电吸盘610以暴露出图案化第二金属层520的第四表面514，并且移除第一静电吸盘210以暴露出图案化第一金属层330的第一表面222，如此即完成双面线路板的制作。第一静电吸盘210可与第二静电吸盘610同时移除，也可以先后移除。

以下将描述根据本发明多个实施方式的制作多层线路板的方法。请参阅图15，在一实施例中，可以在完成如图10的步骤之后，重复前文有关如图5以及图7至图10的步骤即可实现多层线路板的制作。或者，在另一实施例中，可以在完成如图14的步骤之后，重复前文有关如图5、图7、图8及图11至图14的步骤也可实现多层线路板的制作。如图16所示，在完成所需的多层线路板之后，停止施加电压即可移除第一静电吸盘210。在此需说明的是，在图15及图16中仅绘示3层线路层，但是本发明并不局限于此，可依照不同的布线设计来制作4层或以上的线路层。

相较于习知RDL优先的制造方法需要如高价的激光设备来去除载体基板，反观本发明的线路板的制造方法，利用静电吸盘即可轻易的吸附金属层和分离金属层，以大幅降低成本并提高生产效率。再者，借由本发明线路板的制造方法可以使极细线路(例如，线宽近似于线距)直接成型，而不需使用昂贵的精密电镀设备也无需使用繁复的改良式半加成工法(modified-semi-additive process，MSAP)，以达到简化工艺的效果。此外，由于在本发明线路板的制造方法中，可以使用低粗糙度的金属层来制作线路层，且并未对线路层进行任何的表面处理，因此，在高频信号传导的过程中不易产生信号损耗的情形。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，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，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种线路板的制造方法，其特征在于，包括：

在第一静电吸盘上吸附第一金属层，其中所述第一金属层具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，且所述第一表面接触所述第一静电吸盘；

图案化所述第一金属层，以暴露出所述第一静电吸盘的一部分；

形成介电层覆盖所述图案化第一金属层的所述第二表面及所述第一静电吸盘暴露的所述一部分；以及

移除所述第一静电吸盘，以暴露出所述图案化第一金属层的所述第一表面。

2.根据权利要求1所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述图案化所述第一金属层，以暴露出所述第一静电吸盘的一部分的步骤，包括：

在所述第一金属层的所述第二表面上形成光阻层；

对所述光阻层进行曝光显影，以形成图案化光阻层；

以所述图案化光阻层为屏蔽，蚀刻所述第一金属层；以及

移除所述图案化光阻层。

3.根据权利要求1所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度为0.4微米至70微米。

4.根据权利要求3所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述第一金属层的所述第一表面的粗糙度为0.01微米至5微米，且所述第二表面的粗糙度为0.01微米至5微米。

5.根据权利要求1所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述介电层为玻璃纤维布、ABF或感光介电层。

6.根据权利要求1所述的线路板的制造方法，其特征在于，在形成所述介电层覆盖所述图案化第一金属层的所述第二表面及所述第一静电吸盘暴露的所述一部分的步骤之后，还包括：

由所述介电层的上表面穿透至所述图案化第一金属层的所述第二表面形成至少一个盲孔，以暴露出所述图案化第一金属层的所述第二表面的一部分；以及

使用导电材料将所述盲孔填满，以形成导电盲孔。

7.根据权利要求6所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述使用导电材料将所述盲孔填满，以形成导电盲孔的步骤之前，还包括：

形成晶种层覆盖所述盲孔的内壁及所述图案化第一金属层的所述第二表面暴露的所述一部分。

8.根据权利要求6所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述使用导电材料将所述盲孔填满，以形成导电盲孔的步骤之后，还包括：

平坦化所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的表面，使得所述介电层的所述上表面与所述导电盲孔的所述表面实质上共平面。

9.根据权利要求8所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述平坦化所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的表面，使得所述介电层的所述上表面与所述导电盲孔的所述表面实质上共平面的步骤之后，还包括：

在所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的所述表面上形成图案化第二金属层，其中所述图案化第二金属层具有第三表面及与所述第三表面相对的第四表面，且所述第三表面接触所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的所述表面。

10.根据权利要求9所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述在所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的所述表面上形成图案化第二金属层的步骤，包括：

在所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的所述表面上压合第二金属层，其中所述第二金属层具有第三表面及与所述第三表面相对的第四表面，且所述第三表面接触所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的所述表面；以及

图案化所述第二金属层。

11.根据权利要求9所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述在所述介电层的所述上表面及所述导电盲孔的所述表面上形成图案化第二金属层的步骤，包括：

在第二静电吸盘上吸附第二金属层，其中所述第二金属层具有第三表面及与所述第三表面相对的第四表面，且所述第四表面接触所述第二静电吸盘；

图案化所述第二金属层，以暴露出所述第二静电吸盘的一部分；

将所述图案化第二金属层的所述第三表面压合至所述介电层的所述表面上，使得所述图案化第二金属层位于所述第一静电吸盘与所述第二静电吸盘之间；以及

移除所述第二静电吸盘，以暴露出所述图案化第二金属层的所述第四表面。

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