專利名稱：具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，尤指涉及一種以金屬板為基礎(chǔ) 開(kāi)始制作的線路板，特別指以壓合方式將線路層間的金屬導(dǎo)通柱預(yù)埋于絕緣層中后，再以電 鍍等方式將上、下線路電性導(dǎo)通的制作方法。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通訊的普及，輕薄短小已逐漸成為攜帶式電子產(chǎn)品新趨勢(shì)。因此，對(duì)于半導(dǎo)體 組件設(shè)計(jì)以及封裝與組裝等機(jī)構(gòu)性能的要求也越來(lái)越嚴(yán)苛。所以，作為封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)關(guān)鍵零組 件之一的線路板，其繞線能力與散熱特性遂成為新產(chǎn)品是否能順利開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素之一。
在已知印刷電路板的制作上，其制作方式是由一核心基板開(kāi)始，經(jīng)過(guò)鉆孔、電鍍金屬、 塞孔及線路制作等方式，完成一雙層線路板，如圖9所示，其為已知一種雙層基板的剖面示 意圖。該雙層基板3由一具預(yù)定厚度的芯層3 2及形成于此芯層3 2表面的線路層3 l所構(gòu) 成，其中，該芯層3 2內(nèi)形成有數(shù)個(gè)電鍍導(dǎo)通孔3 3，藉以連接該芯層3 2表面的線路層3 1 ，而該些電鍍導(dǎo)通孔3 3中填有絕緣的塞孔樹(shù)脂3 4 。
然而，上述制作方法因?yàn)樾枰?jīng)過(guò)鉆孔、電鍍金屬及塞孔等流程方可使上、下層電性導(dǎo) 通，因此，該線路板制作方法除了有制作流程較復(fù)雜的缺點(diǎn)外，亦有電鍍導(dǎo)通孔(Plated Through Hole, PTH)的電性不佳及可靠度不佳等問(wèn)題發(fā)生。
日本公司Toshiba提出一種利用印刷導(dǎo)電銀膠，作為連接上、下兩層電性導(dǎo)通的方式， 如美國(guó)申請(qǐng)專利第5865934及7419382號(hào)，并請(qǐng)參閱圖10a至圖10d所示，其為已知一種線路板 的制作流程剖面示意圖。如圖10a所示，首先利用印刷與烘烤方式，形成數(shù)個(gè)導(dǎo)電銀膠凸塊 4 l于一銅箔4 0上；接著施力于一預(yù)浸布(Pr印reg) 4 2，使該些導(dǎo)電銀膠凸塊4 l刺 穿過(guò)該預(yù)浸布4 2，如圖10b所示；再將另一片銅箔4 3壓合于此預(yù)浸布4 2與數(shù)個(gè)顯露于 該預(yù)浸布4 2外的導(dǎo)電銀膠凸塊4 l上，如圖10c所示；最后形成一線路層4 4，如圖10d所 示。
雖然以上述壓合方式所形成的線路層4 4可經(jīng)由該些導(dǎo)電銀膠凸塊4 l使上、下層電性 導(dǎo)通；然而，因其導(dǎo)電銀膠凸塊4 1與銅線路的接觸點(diǎn)并非金屬接合，所以在實(shí)際應(yīng)用上將 產(chǎn)生因電阻過(guò)高及熱膨脹而導(dǎo)致脫層分離等可靠度的問(wèn)題。另外，該導(dǎo)電銀膠凸塊4 l的導(dǎo) 電系數(shù)亦遠(yuǎn)不及純金屬所能提供，因此亦無(wú)法被應(yīng)用于高功率的組件上。
4另外，日本公司Matsushita亦提出一種利用印刷導(dǎo)電銀膠于絕緣層的通孔中，作為連接 上、下兩層電性導(dǎo)通的方式，如美國(guó)申請(qǐng)專利第5652042及7174632號(hào)，并請(qǐng)參閱圖lla至圖 lle所示，其為已知另一種線路板的制作流程剖面示意圖。如圖lla所示，首先提供一貼附有 一保護(hù)膜5 1的未熟化絕緣材料5 0 ;接著以鐳射鉆孔方式于該貼附保護(hù)膜5 1的未熟化絕 緣材料5 0上形成預(yù)定的通孔5 2，如圖llb所示；且將一導(dǎo)電膠材5 3塞入該通孔5 2內(nèi) ，并移除該保護(hù)膜5 1，如圖llc所示；之后以壓合方式將一銅箔5 4貼附于該已塞入導(dǎo)電 膠材5 3的未熟化絕緣材料5 0上，如圖lld所示；最后于該銅箔5 4上形成一線路5 5 ， 如圖lle所示。其中，該線路層可經(jīng)由數(shù)個(gè)預(yù)定的導(dǎo)電膠通孔使上、下層電性導(dǎo)通。
然而，此種導(dǎo)通方式與上述Toshiba所提出的方式皆有非金屬鍵界面接合等相同現(xiàn)象， 所以在實(shí)際應(yīng)用上將產(chǎn)生導(dǎo)電膠材5 3與銅箔5 4因熱膨脹系數(shù)差異太大而導(dǎo)致分離等可靠 度的問(wèn)題。另外，該導(dǎo)電膠材5 3的導(dǎo)電系數(shù)亦遠(yuǎn)不及純金屬所能提供，因此亦無(wú)法被應(yīng)用 于高功率的組件上。
綜上述已知技術(shù)所遭遇的電鍍導(dǎo)通孔以及使用導(dǎo)電膠材作為電性導(dǎo)通柱所產(chǎn)生的導(dǎo)電性 與可靠度等問(wèn)題，故， 一般無(wú)法符合使用者于實(shí)際使用時(shí)所需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具埋藏式金屬導(dǎo)通 柱的線路板制作方法，是以金屬板為基礎(chǔ)開(kāi)始制作的線路板，以壓合方式將線路層間的金屬 導(dǎo)通柱預(yù)埋于絕緣層中后，再以電鍍等方式將上、下線路電性導(dǎo)通。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路 板制作方法，至少包含下列步驟
A、 提供一具數(shù)個(gè)金屬凸塊的金屬底板；
B、 提供一具數(shù)個(gè)通孔的金屬層與至少一絕緣層；
C、 以加熱、加壓方式將該金屬層以該絕緣層壓合于該金屬底板具金屬凸塊的一面上， 且該金屬凸塊對(duì)應(yīng)于該些通孔而顯露出其表面；
D、 形成一導(dǎo)電層于上述外露的絕緣層、金屬層及金屬凸塊的表面上，并以該導(dǎo)電層電 性連接該壓合的金屬層、該金屬凸塊及該金屬底板；
E、 于該壓合的金屬層以及導(dǎo)電層上形成線路，并于該金屬底板上形成相對(duì)應(yīng)的線路， 且該線路上作為金屬導(dǎo)通柱的金屬凸塊與該金屬層電性連接的導(dǎo)電層，其厚度與其相連的線 路厚度并非一致；以及
至此，完成一具上、下電性相連的雙層線路板基本架構(gòu)，并可進(jìn)一步選擇繼續(xù)其它步驟或直接進(jìn)行防焊層及阻障層的制作，以完成一完整圖案化的雙層線路板。
如此，該線路板以金屬板為基礎(chǔ)開(kāi)始制作，其以壓合方式將線路層間的金屬導(dǎo)通柱預(yù)埋 于絕緣層中，之后再以電鍍等方式將上、下線路電性導(dǎo)通；于其中，該埋藏式金屬導(dǎo)通柱除 了可用于線路層間的電性連接外，亦可提供半導(dǎo)體組件散熱時(shí)所需的基座。據(jù)此，該線路板 因金屬導(dǎo)通柱于壓合時(shí)已成形于線路板內(nèi)，而具有高導(dǎo)電性及高可靠度的特性并達(dá)到低成本 的優(yōu)勢(shì)。


圖1是本發(fā)明的制作流程示意圖。
圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖一。
圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖二。
圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖三。
圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖四。
圖6是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖五。
圖7是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖六。
圖8是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的實(shí)施步驟剖面示意圖七。
圖9是已知一種雙層基板的剖面示意圖。
圖10a是已知一種線路板的制作流程剖面示意圖一。
圖10b是已知一種線路板的制作流程剖面示意圖二。
圖10c是已知一種線路板的制作流程剖面示意圖三。
圖10d是已知一種線路板的制作流程剖面示意圖四。
圖lla是已知另一種線路板的制作流程剖面示意圖一。
圖llb是已知另一種線路板的制作流程剖面示意圖二。
圖llc是已知另一種線路板的制作流程剖面示意圖三。
圖lld是已知另一種線路板的制作流程剖面示意圖四。
圖lle是已知另一種線路板的制作流程剖面示意圖五。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
提供金屬底板11 提供金屬層與絕緣層12
壓合金屬層及絕緣層l 3 電性連接金屬層、金屬凸塊及金屬底板l 4
形成線路1 5 厚銅板2
銅凸塊2 1 銅基座2 2單面基板2 3絕緣層2 3 1
銅層2 3 2絕緣材料2 4
通孑L 2 5 、 2 6導(dǎo)電層2 7
上線路層2 8下線路層2 9
雙層基板3線路層3 1
芯層3 2電鍍導(dǎo)通孔3 3
塞孔樹(shù)脂3 4銅箔4 0
導(dǎo)電銀膠凸塊41預(yù)浸布4 2
銅箔4 3線路層4 4
未熟化絕緣材料5 0保護(hù)膜5 1
通孔5 2導(dǎo)電膠材5 3
銅箔5 4線路5 具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖l所示，為本發(fā)明的制作流程示意圖。如圖所示本發(fā)明為一種具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其至少包括下列步驟
(A) 提供金屬底板l 1:提供一金屬底板，且于其一面上具有數(shù)個(gè)施以蝕刻、鑄模、 鐳射或電鍍等方式所形成的金屬凸塊，其中，該金屬底板為一不含介電材料的銅板、鋁板或 其它的金屬材料；
(B) 提供金屬層與絕緣層l 2:提供一金屬層與至少一絕緣層，且于該金屬層與該絕 緣層上具有數(shù)個(gè)施以沖壓、鐳射或銑刀成形等方式所形成的通孔，而該金屬層及至少一絕緣 層可為一單面基板與一未熟化的絕緣材料的組合，或可為一已單面圖案化的雙面基板與一未 熟化的絕緣材料的組合，其中，該絕緣層可為環(huán)氧樹(shù)脂絕緣膜(Ajinomoto Build-up Film, ABF)、苯環(huán)丁烯(Benzocyclo-buthene， BCB)、雙馬來(lái)亞酰胺-三氮雜苯樹(shù)脂( Bismaleimide Triazine， BT)、環(huán)氧樹(shù)脂板(FR4、 FR5)、聚酰亞胺(Polyimide， PI)、 聚四氟乙烯(Poly(tetra-floroethylene)， PTFE)或環(huán)氧樹(shù)脂及玻璃纖維所組成之一；
(C) 壓合金屬層及絕緣層l 3:以加熱、加壓方式將該金屬層以該絕緣層經(jīng)套鉚釘?shù)?方式壓合對(duì)位于該金屬底板具金屬凸塊的一面上，由該絕緣材料提供該金屬底板、該些金屬 凸塊及該金屬層間的黏合而填充于其間，且任何于壓合后外溢于該些金屬凸塊及該金屬層上 的絕緣材料都將予以清除，使該些金屬凸塊可對(duì)應(yīng)于該些通孔而顯露出其表面，其中，該些 金屬凸塊表面與壓合的金屬層表面彼此可為一共平表面(即在同一平面上)，亦可為具有一高度差的表面，且藉由該絕緣層的阻隔，該些金屬凸塊與壓合的金屬層之間于此階段并無(wú)電 性導(dǎo)通；
(D) 電性連接金屬層、金屬凸塊及金屬底板l 4:施以無(wú)電電鍍與電鍍，或真空蒸鍍 等方式形成一導(dǎo)電層于上述外露的絕緣層、金屬層及金屬凸塊的表面上，并以該導(dǎo)電層電性 連接該壓合的金屬層、金屬凸塊及金屬底板；以及
(E) 形成線路l 5:于該壓合的金屬層以及導(dǎo)電層上施以蝕刻方式形成線路，并于該 金屬底板另一面上施以蝕刻方式形成相對(duì)應(yīng)的線路，且該線路上作為金屬導(dǎo)通柱(即該些金 屬凸塊)與該金屬層電性連接的導(dǎo)電層，其厚度與其相連的線路厚度并非一致，其中，該線 路可包括數(shù)個(gè)電性接腳及至少一個(gè)散熱接墊。
至此，完成一具上、下電性相連的雙層線路板基本架構(gòu)，并可進(jìn)一步選擇繼續(xù)其它步驟 或直接進(jìn)行防焊層及阻障層的制作，以完成一完整圖案化的雙層線路板，其中，該防焊層可 為一高感旋旋光性液態(tài)光阻，可施以印刷、旋轉(zhuǎn)涂布或噴涂等方式形成，而該阻障層則可為 電鍍鎳金、無(wú)電鍍鎳金、電鍍銀或電鍍錫中擇其一。
請(qǐng)參閱圖2至圖8所示，當(dāng)本發(fā)明于實(shí)際操作時(shí)，于一較佳實(shí)施例中，其至少包括下列步
驟
(A) 如圖2、圖3所示，提供一不含介電材料的厚銅板2，并經(jīng)貼合高感旋旋光性的干 膜光阻層后，施以曝光、顯影及蝕刻方式移除部分厚銅，形成具有數(shù)個(gè)銅凸塊2 l的銅基座 2 2，其中，該些銅凸塊2 l將可分別作為半導(dǎo)體組件的散熱基座以及線路與電性接腳間的 電性導(dǎo)通柱之用；
(B) 如圖4所示，提供一單面基板2 3及一尚未熟化的絕緣材料2 4，其中該單面基 板2 3包含有一絕緣層2 3 l及一銅層2 3 2，并以相對(duì)應(yīng)于該銅基座2 2第一面上的數(shù)個(gè) 銅凸塊2 l的位置，事先以銑刀成形出數(shù)個(gè)可供壓合定位用的通孔2 5，而該可作為黏合材 料的絕緣材料2 4，亦以相對(duì)于該銅基座2 2第一面上的數(shù)個(gè)銅凸塊2 l的位置，事先以銑 刀成形出數(shù)個(gè)可供壓合定位用的通孔2 6，并且，為使該銅基座2 2上的銅凸塊2 l可順利 套入該銅層2 3 2及該絕緣層2 3 1和該絕緣材料2 4上的通孔2 5、 26，該些通孔2 5 、2 6的開(kāi)口面積至少等于或大于該些銅凸塊2 l面積；
(C) 如圖5、圖6所示，將上述單面基板2 3及尚未熟化的絕緣材料2 4，以數(shù)個(gè)銅凸 塊2 1相對(duì)應(yīng)于數(shù)個(gè)通孔2 5 、 2 6的位置壓合于該銅基座2 2第一面之上，經(jīng)加熱、加壓 后，使該絕緣材料2 4逐漸熟化而將該單面基板2 3穩(wěn)固地接合于具有數(shù)個(gè)銅凸塊2 1的銅 基座2 2第一面上，于其中，本步驟的特點(diǎn)在于，經(jīng)由對(duì)位壓合后，該銅基座2 2上的數(shù)個(gè)銅凸塊2 l與單面基板2 3第一面上壓合的銅層2 3 2形成共面，且已熟化的絕緣材料2 4 與該單面基板2 3上的絕緣層2 3 1密合成一體而介于壓合的銅層2 3 2與銅基座2 2之間
(D) 如圖7所示，于該壓合的銅層2 3 2 、數(shù)個(gè)銅凸塊2 l的表面以及外露的絕緣材 料2 4上，以無(wú)電電鍍與電鍍方式形成一導(dǎo)電層2 7，藉以連接壓合的銅層2 3 2及該些銅 凸塊2 1，其中，該些銅凸塊2 l與該銅層2 3 2之間，除此導(dǎo)電層2 7外，并無(wú)其它電性 導(dǎo)通；
(E) 如圖8所示，于該電鍍的導(dǎo)電層2 7上貼合一高感旋旋光性阻層，并以曝光、顯 影及蝕刻方式移除部分導(dǎo)電層2 7與該單面基板2 3上的銅層2 3 2而形成一上線路層2 8
，同時(shí)，亦于該銅基座2 2第二面上貼合一高感旋旋光性阻層，并以曝光、顯影及蝕刻方式 移除部分銅基座2 2而形成一相對(duì)應(yīng)的下線路層2 9 ;
至此，已初步完成一具上、下電性相連的雙層線路板的基本架構(gòu)，并可進(jìn)一步選擇繼續(xù) 其它步驟或直接進(jìn)行防焊層及阻障層的制作，以完成一完整圖案化的雙層線路板。
由上述可知，本發(fā)明是以金屬板為基礎(chǔ)開(kāi)始制作的線路板，且該線路板中包含埋藏式金 屬導(dǎo)通柱以及壓合而成的線路層與絕緣層。其制程的特性在于以壓合方式將線路層間的金屬 導(dǎo)通柱預(yù)埋于絕緣層中，之后再以電鍍等方式將上、下線路電性導(dǎo)通；于其中，該埋藏式金 屬導(dǎo)通柱除了可用于線路層間的電性連接外，亦可提供半導(dǎo)體組件散熱時(shí)所需的基座。據(jù)此 ，依本方法所制成的線路板因金屬導(dǎo)通柱于壓合時(shí)已成形于線路板內(nèi)，所以可具有高導(dǎo)電性 及高可靠度的特性并達(dá)到低成本的優(yōu)勢(shì)。
綜上所述，本發(fā)明的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，可有效改善現(xiàn)有技術(shù)的種 種缺點(diǎn)，以壓合方式將線路層間的金屬導(dǎo)通柱預(yù)埋于絕緣層中后，再以電鍍等方式將上、下 線路電性導(dǎo)通，可具有高導(dǎo)電性及高可靠度的特性并達(dá)到低成本的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而能更進(jìn)步、更 實(shí)用、更符合使用者所須，確已符合發(fā)明專利申請(qǐng)的要件，依法提出專利申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特征在于至少包含下列步驟A、提供一具數(shù)個(gè)金屬凸塊的金屬底板；B、提供一具數(shù)個(gè)通孔的金屬層與至少一絕緣層；C、以加熱、加壓方式將該金屬層以該絕緣層壓合于該金屬底板具金屬凸塊的一面上，且該金屬凸塊對(duì)應(yīng)于該些通孔而顯露出其表面；D、形成一導(dǎo)電層于上述外露的絕緣層、金屬層及金屬凸塊的表面上，并以該導(dǎo)電層電性連接該壓合的金屬層、該金屬凸塊及該金屬底板；E、于該壓合的金屬層以及導(dǎo)電層上形成線路，并于該金屬底板上形成相對(duì)應(yīng)的線路，且該線路上作為金屬導(dǎo)通柱的金屬凸塊與該金屬層電性連接的導(dǎo)電層，其厚度與其相連的線路厚度并非一致；以及至此，完成一具上、下電性相連的雙層線路板基本架構(gòu)，并可進(jìn)一步選擇繼續(xù)其它步驟或直接進(jìn)行防焊層及阻障層的制作，以完成一完整圖案化的雙層線路板。
2.如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特 征在于所述步驟A提供的金屬底板為一不含介電材料的銅板或鋁板。
3.如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特 征在于所述步驟B提供的金屬層及至少一絕緣層為一單面基板與一未熟化的絕緣材料的組合。
4.如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特征在于所述步驟B提供的金屬層及至少一絕緣層為一已單面圖案化的雙面基板與一未熟化 的絕緣材料的組合。
5.如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特 征在于所述通孔的開(kāi)口面積至少等于或大于該金屬凸塊的面積。
6.如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特征在于所述步驟C的金屬凸塊表面與壓合的金屬層表面彼此為一共平表面。
7 如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特征在于所述步驟C的金屬凸塊表面與壓合的金屬層表面彼此為具有一高度差的表面。
8 如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特征在于所述步驟C壓合后顯露的金屬凸塊表面無(wú)任何絕緣層。
9 如權(quán)利要求l所述的具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，其特征在于所述步驟D的導(dǎo)電層由無(wú)電電鍍與電鍍，或真空蒸鍍方式形成。
全文摘要
一種具埋藏式金屬導(dǎo)通柱的線路板制作方法，是以金屬板為基礎(chǔ)開(kāi)始制作的線路板，且該線路板中包含埋藏式金屬導(dǎo)通柱以及壓合而成的線路層與絕緣層。其制程的特性在于以壓合方式將線路層間的金屬導(dǎo)通柱預(yù)埋于絕緣層中，之后再以電鍍等方式將上、下線路電性導(dǎo)通；于其中，該埋藏式金屬導(dǎo)通柱除了可用于線路層間的電性連接外，亦可提供半導(dǎo)體組件散熱時(shí)所需的基座。據(jù)此，依本方法所制成的線路板因金屬導(dǎo)通柱于壓合時(shí)已成形于線路板內(nèi)，所以可具有高導(dǎo)電性及高可靠度的特性并達(dá)到低成本的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H05K3/46GK101553094SQ200910301119
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者王家忠 申請(qǐng)人:鈺橋半導(dǎo)體股份有限公司