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一種布線基板制造方法

文檔序號:8173021閱讀:207來源:國知局
專利名稱:一種布線基板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種易于形成一種精細間距的布線圖層(或疊加布線層)的布線基板制造方法。
背景技術(shù)
根據(jù)近年來高性能和高信號處理速率的趨勢,迫切要求制作更小尺寸的布線基板和更精細間距的布線圖層(或疊加布線層)。
例如一個布線圖層通常限于25μm×20μm的長×寬實際截面(例如,參照JP-A-2003-133725(第6頁))。然而,需要截面的長寬小于等于20μm×20μm。
為滿足以上要求,就需要提高用于形成布線圖層的阻鍍層的形狀和尺寸的精確性。
另一個問題在于,在電鍍銅以形成布線圖層時,阻鍍層易于被滲透的電鍍液損壞。
然而,迄今為止,還沒有任何這樣的技術(shù)文獻公布,使用該技術(shù)可以可靠形成阻鍍層,并實現(xiàn)前述的精細間距的布線圖層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明試圖解決前面在背景技術(shù)中所述問題,目的在于提出一種布線基板的制造方法,該方法可形成一種用于形成精細間距并在形狀和尺寸精確性方面優(yōu)秀的布線圖層(或疊加布線層)的阻鍍層。
本發(fā)明通過研究用于用半加層法形成布線圖層并用于形成阻鍍層的絕緣膜,和一種在絕緣膜上打孔的方法實現(xiàn)。
特別的,根據(jù)本發(fā)明,提供一種用于制造一種布線基板的方法包括在絕緣基板的至少一個表面形成的布線層上形成包含無機填充物的絕緣樹脂層的步驟;通過粗化所述的絕緣樹脂層表面并通過無電鍍銅鍍覆該表面形成一個薄銅膜層的步驟;在所述的薄銅膜層上形成一個絕緣膜層的步驟;通過按照一種圖形曝光和沖洗絕緣膜而形成具有該圖形的阻鍍層的步驟;和通過在所述的具有阻鍍層的絕緣樹脂層上的表面上電鍍銅形成布線圖層的步驟。這些所述阻鍍層中的至少一個(優(yōu)選的,每一所述的阻鍍層)寬度小于20μm(但排除0μm),這些所說的阻鍍層包括鄰近的兩阻鍍層,其中在所述的兩鄰近阻鍍層間的間隙寬度小于20μm(但排除0μm)(優(yōu)選的,在各所述的阻鍍層及其鄰近阻鍍層間具有寬度均小于20μm的間隙(但排除0μm)。
根據(jù)本方法,通過半加層法形成的阻鍍層的寬度和兩個鄰近阻鍍層間的間隙的寬度可精確形成至小于20μm的小尺寸。這使在阻鍍層間的間隙中可靠地形成寬度小于20μm的窄布線圖層和以小于20μm的精細間距布線兩鄰近布線圖層成為可能。因而,能夠提供滿足減小布線基板尺寸要求、精細布線圖形間距的布線基板。
這里,絕緣基板不僅包括由樹脂或陶瓷組成的中心基板,也包括在疊加絕緣層或無中心基板中的絕緣樹脂層。
做為一個優(yōu)選實施例,還可以提供一種布線基板制造方法,其中無機填充物的平均粒度為1.0μm或更大和10μm或更小,占絕緣層組成的30到50%(重量%)。根據(jù)這種方法,絕緣樹脂層中的無機填充料的體積和重量大于現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)據(jù),因此其表面可以粗化,因此跡線中形成的薄銅膜層可以平整堅固。結(jié)果,就能夠在薄銅膜層上形成精確尺寸的窄阻鍍層。
這里,舉例來說,無機填充物包括通常具有球形或橢圓形斷面結(jié)構(gòu)SiO2。
作為一個優(yōu)選實施例,可進一步提供一種布線基板制造方法,其中絕緣樹脂層在平面(X-Y)方向上熱脹系數(shù)小于或等于約50ppm/℃(但排除0)。根據(jù)這種方法,因含有大量無機填充物,使熱脹系數(shù)小于現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)據(jù),使之接近于要安裝到絕緣樹脂層表面上的阻焊層上的如IC芯片等電子元件的數(shù)據(jù)。因此,可以可靠地安裝電子元件。
作為一個優(yōu)選實施例,可進一步提供一種布線基板制造方法,其中使用曝光量為60mJ/cm2或以上的紫外線進行曝光。
根據(jù)本方法,曝光量比現(xiàn)有方法提高約10mJ/cm2,以便使預(yù)先確定圖形輪廓曝光圖形的阻鍍層可形成在絕緣膜上。
作為一個優(yōu)選實施例,可進一步提供一種布線基板制造方法,其中無機填充物主要由例如環(huán)氧樹脂構(gòu)成,具有延伸率小于或等于6%,楊氏模量3.6到5Gpa,平面方向(X-Y)熱脹系數(shù)約50ppm/℃。根據(jù)本方法,由前述曝光和沖洗所預(yù)先確定圖形的阻鍍層可通過前述的絕緣膜的材料和性能形成精細的間距。
作為一個優(yōu)選實施例,可進一步提供一種布線基板制造方法,其中至少一個阻鍍層(更好的,每一阻鍍層)厚度為20到30μm,而阻鍍層包括鄰近的阻鍍層,其中,在所說的鄰近的阻鍍層之間的間隙深為20到30μm。(更好的,每一阻鍍層與鄰近阻鍍層間的間隙深度為20到30μm)。根據(jù)本方法,可以形成具有寬度為小于或等于20μm厚度為20到30μm的阻鍍層,在兩阻鍍層之間具有間隙,截面具有相似的截面尺寸。因此,可以制造精細間距的布線圖層和包括前者的布線基板。


圖1是一個示意截面圖,示出了根據(jù)本發(fā)明的布線基板制造方法的一個步驟;圖2是一個示意截面圖,示出了圖1制造方法的后續(xù)步驟;圖3是一個示意截面圖,示出了圖2制造方法的后續(xù)步驟;圖4是一個示意截面圖,示出了圖3制造方法的后續(xù)步驟;圖5是一個示意截面圖,示出了圖4制造方法的后續(xù)步驟;圖6是一個示意截面圖,示出了圖5制造方法的后續(xù)步驟;和圖7是一個示意截面圖,示出了圖6制造方法的后續(xù)步驟,和獲得的布線基板。
具體實施例方式
本發(fā)明的最佳實施方式將描述如下。
圖1到7示意示出了根據(jù)本發(fā)明制造布線基板方法的一種模式。
如圖1所示,在由雙馬來酰亞胺三嗪(BT)樹脂制成的厚度約為0.8mm的中心基板(或絕緣基板)1的表面2和背面3,分別形成有包括銅箔4和5及鍍銅膜8的布線層11和11。
借助眾所周知的去除方法,通過在銅箔和事先在中心基板1的表面2和背面3的整個表面上形成的鍍銅層上應(yīng)用圖形方法形成銅箔4和5、鍍銅膜8及布線層11和11。
如圖1所示,在中心基板1的表面2和背面3之間延伸的貫通孔6的內(nèi)壁上,設(shè)置有一個圓柱形、厚度為60μm的盲孔導(dǎo)體7,它是與鍍銅膜8一起形成的。盲孔導(dǎo)體7內(nèi)填充有填充樹脂9。布線層11和11通過圖形方法加工鍍銅層及銅箔4和5及鍍銅膜8形成,其中鍍銅層包含一個鍍層蓋10以封閉填充樹脂9的兩端面(即,圖1所示的上/下端面)。此處的填充樹脂9可為含有金屬粉末的導(dǎo)電樹脂或不導(dǎo)電樹脂。
首先,如圖1所示,在形成在中心基板1的表面2和表面3上的布線層11和11上,各自形成有含有無機填充物、厚度為40μm的絕緣樹脂層12和13。該無機填充物通常為平均粒徑為1到10μm的球形SiO2,占絕緣樹脂層12和13重量的30到50%。
這里,絕緣樹脂層12和13在平面(X-Y)方向具有小于或等于50ppm/℃的熱脹系數(shù)(例如,在本實施例中為46ppm/℃),絕緣樹脂層不僅可以用輥式涂布機施加液態(tài)環(huán)氧樹脂的方法獲得,也可通過環(huán)氧樹脂膜熱壓合方法獲得。
下一步,用未圖示的二氧化碳氣體激光器在預(yù)先確定的位置處照射絕緣樹脂層12和13。結(jié)果,如圖2所示,在絕緣樹脂層12和13中形成通常為圓錐形的盲孔(via hole)14和15,它們延伸通過樹脂層12和13從而將布線層11在孔下表面暴露出來。
進一步,首先對盲孔14和15內(nèi)壁、孔底面被暴露出的布線層11和絕緣樹脂層12和13的表面進一步用KMnO4或類似物進行粗化處理,經(jīng)過在其上施加一種含有Pd或類似物的鍍覆催化劑后,這些表面被無電鍍銅。
結(jié)果,如圖2虛線所示,在盲孔14和15、盲孔底面被暴露出的布線層11和絕緣樹脂層12和13表面上,形成厚度為約0.5μm的薄銅膜層16和17。
下一步,如圖3例子所示,在薄銅膜層16(17)上形成一個25μm厚的絕緣膜18。該絕緣膜18主要由環(huán)氧樹脂組成,例如,其延伸率小于或等于6%,楊氏模量3.6到5Gpa,平面(X-Y)方向熱脹系數(shù)小于或等于約50ppm/℃。
圖3中字母f代表包含在絕緣樹脂層12(13)中的SiO2填充物(或一種無機填充物)。
然后,絕緣膜18按照未示出的預(yù)先確定的圖形進行曝光和沖洗(或蝕刻)。這種曝光光線為紫外線,其曝光量設(shè)定為60mJ/cm2或更高。
結(jié)果,如圖4中所示,按照前述的預(yù)先確定的圖形,絕緣膜18形成為較寬的阻鍍層18a和較窄的阻鍍層18b。
如圖4中所示,一個與下盲孔14連通的寬間隙21在寬阻鍍層18a和18a間形成,截面尺寸與窄阻鍍層18b相似的窄間隙形成于阻鍍層18a與18a及阻鍍層18b及18b之間。
窄阻鍍層18b寬度w小于20μm(例如,15μm),而窄間隙20寬度也小于20μm(例如,15μm)。換言之,具有寬度15μm×厚度25μm的矩形截面阻鍍層18b,穩(wěn)固形成在薄銅膜層16(17)上并保持改形狀。間隙20也具有寬度15μm×深度d25μm的矩形截面。
下一步,位于絕緣樹脂層12(13)上的薄銅膜層16(17)進行電鍍銅,其中絕緣樹脂層12(13)具有形成在其上的阻鍍層18a和18b。
結(jié)果,如圖5中所示,在寬阻鍍層18a和18b之間,形成寬的布線圖層24,在阻鍍層18a和18a之間及在多個窄阻鍍層18b和18b之間,分別形成了窄布線圖層24a。那些布線圖層24a具有寬度15μm×厚度25μm的矩形截面。這里,布線圖層24需額外電鍍銅以便在盲孔14(15)內(nèi)形成這樣的填充盲孔導(dǎo)體22(23)以作為與下面布線層11間的連接體。
下一步,通過使阻鍍層18a和18b及其下的薄銅膜層16(17)與眾所周知的剝離液相接觸,使其被去除。
結(jié)果,如圖6所示,在絕緣樹脂層12(13)的表面上形成精細間距的寬布線圖層24及多個窄布線層(或布線圖層)24a。
如圖7所示,進而如前所述,在中心基板1的背面3一側(cè)的絕緣樹脂層13的表面上也形成精細間距寬布線圖層25和多個窄布線層(或布線圖層)25a。
如圖7所示,進一步如前所述,在其上形成有前述的布線圖層24和24a的絕緣樹脂層12表面上形成絕緣樹脂層26。如前所述,其上形成有布線圖層25和25a的絕緣樹脂層13表面上形成絕緣樹脂層27。絕緣樹脂層26和27表面粗化,然后在預(yù)先確定位置如前所述形成盲孔。
下一步,如圖7所示,在絕緣樹脂層26和27表面上及盲孔28和29內(nèi)分別形成如前所述的薄銅膜層,并在其上分別形成如前所述的絕緣膜。這些絕緣膜如前所述接受曝光、沖洗以形成預(yù)先確定圖形的阻鍍層,而那些位于阻鍍層間的薄銅膜層如前所述被電鍍銅。
結(jié)果,如圖7所示,在絕緣樹脂層26和27表面上,如前所述,以精細間距形成寬布線圖層32和33及多個窄布線層(或布線圖層)。
與此同時,在盲孔28和29內(nèi)形成填充盲孔導(dǎo)體30和31以連接布線圖層24和32和布線圖層30和31。結(jié)果,如圖7所示,在中心基板1的表面2和背面3上形成了疊加層BU1和BU2。
如圖7所示,進而如前所述,由樹脂制成的厚度約為25μm阻焊層(或絕緣層)34形成在絕緣樹脂層26的表面上,其中在絕緣層26上形成有布線圖層32和32a。前述的阻焊層(或絕緣層)35形成在絕緣層27的表面上,其中在絕緣層27上形成有前述的布線圖層35和35a。
如圖7所示,阻焊層34和35在預(yù)先確定位置通過激光加工打孔至到達布線圖層32和33的深度,從而在第一主表面36上開口形成一個焊盤38和在第二主表面37上形成開口39。
在焊盤38上形成一個焊料隆起40,該焊料隆起40突出高于第一主表面36,以便于電子元件,如未示出的IC芯片可通過焊料安裝于其上。這里,焊料隆起40由一些低熔點合金組成,如Sn-Cu,Sn-Ag,或Sn-Zn。
如圖7所示,進一步的,盡管未示出,由布線層33延伸出并位于開口39底面的布線33b表面鍍有Ni或Au,以提供連接端子,以便與一個印刷基板、如未示出的主板相連接。
如圖7所示,通過至此所述的各步驟,可以提供一種布線基板K,包含中心基板1的表面2和背面3上的疊加層BU1和疊加層BU2。疊加層BU1包括精細間距的布線圖層24、24a、32和32a,疊加層BU2包括布線圖層25、25a、33和33a。
這里,布線基板K也可制作成專門在中心基板1的表面2上有疊加層BU1。這種模式下,在背面3上僅形成有布線層11和阻焊層35。
根據(jù)至此所述的本發(fā)明的布線基板K的制造方法,通過半加層法(semi-additive)所形成的窄阻鍍18b的寬度及介于相鄰阻鍍層18b和18b之間的間隙20的寬度精細制作到尺寸小于20μm。結(jié)果,可以形成更細的具有20μm寬度的布線圖層24a等,該寬度取決于此前所述的間隙20,并以小于或等于20μm的精細間距連通相鄰的電路圖形層24a和24a等。進而,絕緣樹脂層12,13,26和27等在平面方向具有低熱脹系數(shù),以便IC芯片可高可靠的安裝到第一主表面36上。
本發(fā)明不限于至此所述的實施例模式。
前面所述的制造方法的各步也可用具有多個中心基板1或中心單元的大尺寸多重板實現(xiàn)。
進而,中心基板的材料應(yīng)不僅限于前面所述的BT樹脂,而還可以是如環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂。可選擇的,還可以使用一種合成材料,該合成材料通過用一種氟樹脂包裹玻璃纖維制備,氟樹脂具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),如具有連續(xù)的孔的PTFE。
可選擇的,前面所述的中心基板的材料可以是陶瓷。這種陶瓷可以是鋁、硅酸、玻璃陶瓷或氮化鋁,并可以是例如低溫?zé)Y(jié)基板,其可在相對較低的溫度例如約1000℃燒結(jié)。進而,可以是一種含F(xiàn)e重量占42%的銅合金或Ni合金的金屬中心基板,其表面完全用絕緣材料覆蓋。
進而,該模式可修改為使用沒有中心基板的無中心基板。在這種修改中,例如,如前所述的絕緣樹脂層12和13起到本發(fā)明中絕緣基板的作用。
進而,前面所述的布線層11的材料不僅可以是前面所述的Cu(銅),也可以是Ag、Ni或Ni-Au。可選擇的,布線層10不使用金屬鍍層,而是也可以使用一種導(dǎo)電樹脂的方法形成。
進而,如其包含前述的無機填充物,前面所述的絕緣樹脂層12和13等不僅可以是前述的主要由環(huán)氧樹脂所組成的樹脂,也可以是聚酰亞胺樹脂、BT樹脂或一種具有相似耐熱和圖形成型性能的PPE樹脂,或一種樹脂-樹脂合成材料,該材料用例如環(huán)氧樹脂的樹脂浸漬氟樹脂制備,這種氟樹脂具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),例如具有連續(xù)孔的PTFE。
進而,盲孔導(dǎo)體無需為如前述的填充盲孔導(dǎo)體22,而可以是與盲孔導(dǎo)體相似的倒轉(zhuǎn)圓錐體,其中沒有被導(dǎo)體完全填滿??蛇x擇的,盲孔導(dǎo)體可為交錯形狀,在這種形狀中,它們在軸向移位時是堆疊的,或者是這樣的形狀,在平面方向延伸到半途的布線層是穿插的。
本申請是基于2003年11月18日提交的日本專利申請JP 2003-388487,其整體內(nèi)容這里作為參考結(jié)合,如同在此詳細敘述。
權(quán)利要求
1.一種用于布線基板制造的方法,包括在絕緣基板的至少一個表面形成的布線層上形成包含無機填充物的絕緣樹脂層的步驟;通過粗化絕緣樹脂層表面和通過無電鍍銅鍍覆該表面形成一個薄銅膜層的步驟;在薄銅膜層上形成一個絕緣膜層的步驟;通過按照一種圖形曝光和沖洗絕緣膜而形成具有該圖形的阻鍍層的步驟;和通過在其上具有阻鍍層的絕緣樹脂層的表面上電鍍銅而形成布線圖層的步驟;其中,這些阻鍍層中的至少一個寬度小于20μm,這些阻鍍層包括鄰近的兩阻鍍層,在兩鄰近阻鍍層間的間隙寬度小于20μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中各阻鍍層寬度小于20μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中各阻鍍層與相鄰的阻鍍層間有寬度小于20μm的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中的無機填充物平均粒度為1.0到10μm,無機填充物占絕緣樹脂層重量的30到50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中絕緣樹脂層在平面方向上的熱脹系數(shù)大于0ppm/℃,而不大于50ppm/℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中使用曝光量為60mJ/cm2或以上的紫外線進行曝光。
全文摘要
一種用于布線基板的制造方法,包括在絕緣基板的至少一個表面形成的布線層上形成包含無機填充物的絕緣樹脂層的步驟;通過粗化絕緣樹脂層表面和通過無電鍍銅鍍覆該表面形成一個薄銅膜層的步驟;在薄銅膜層上形成一個絕緣膜層的步驟;通過按照一種圖形曝光和沖洗絕緣膜而形成具有該圖形的阻鍍層的步驟;和通過在其上具有阻鍍層的絕緣樹脂層的表面上電鍍銅而形成布線圖層的步驟,其中,這些阻鍍層中的至少一個寬度小于20μm,這些阻鍍層包括鄰近的兩阻鍍層,在兩鄰近阻鍍層間的間隙寬度小于20μm。
文檔編號H05K3/46GK1620230SQ20041009479
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者齊木一, 杉本篤彥, 櫻井干也 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社
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