电路板的制造方法与电路板与流程

1.本发明是指一种电路板的制造方法与该制造方法所制成的电路板。


背景技术：

2.目前，4g lte之传输速率约1gbps，而5g网络(频率20～150ghz)将使用更宽的频道与无线装置进行通讯，带宽可达800mhz，传输速率约6～50gbps。在这么高速且高频传输下会有很高的能量耗损与噪声的干扰，因此现在用于5g技术的电路板，其设计理念主要是集中在如何提高阻抗匹配以降低耗损与噪声。为了达到这样的目的，有一种立体线路技术(3d trench technology)被提出，其是在同一条线路上，制造出不同的铜厚。英特尔公司(intel corporation)在其专利案us10079158所揭露的正是这样的技术。
3.如图1a所示，us10079158揭露一种电路板100，此电路板100包括形成差分信号对的一对信号导线110，每个信号导线110都包括一第一部分112与一第二部分114，其中第二部分114是从第一部分112延伸而出，且第二部分114的厚度是大于第一部分112的厚度。然而，在制作这样的信号导线110时，却可能产生如图1b所示的问题。由图1b可看出，信号导线110中的第二部分114并不在预定的位置上，而是有错位的情况产生(如图1b中虚线所圈选之处)。这是因为制作信号导线110的第一部分112与第二部分114需要经过二次的微影制程(photolithography)，但是二次微影制程间的曝光的对准度会产生差异，而导致信号导线110中的第二部分114并不在预定的位置上。这样一来，信号导线110降低耗损与噪声的功效会变差，且会产生不必要的寄生电容与电感。
4.因此，如何使信号导线110的第一部分112与第二部分114尽量不产生错位是值得本领域技术人员去思量的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电路板的制造方法，以解决上述的信号导线的第一部分与第二部分所产生的错位问题。电路板的方法包括以下步骤：
6.(a)提供一基板，于基板上具有一第一金属层；
7.(b)于第一金属层上形成图案化的一第一开口，该第一开口显露出该基板；
8.(c)于基板上形成图案化的一第一介电层，该第一介电层主要是由感光型介电材料所制成，且第一介电层覆盖第一开口；
9.(d)对第一介电层进行感光，使第一介电层固化；
10.(e)于第一金属层上形成图案化的一第二金属层；
11.(f)于部分的第二金属层上形成图案化的一第三金属层，且第三金属层邻接第一介电层；
12.(g)移除第一金属层中未被第二金属层覆盖的部分；以及
13.(h)形成一第二介电层于基板上，该第二介电层至少覆盖第一介电层、第二金属层、与第三金属层；
14.其中，上述第三金属层的厚度是大于第二金属层的厚度。
15.如上述的电路板的制造方法，其中(e)步骤还包括以下步骤：
16.(e1)于第一金属层上形成图案化的一第一光阻层；
17.(e2)于第一金属层上未被第一光阻层覆盖的区域形成图案化的第二金属层。
18.其中，于(e2)步骤中，是以第一金属层作为种子层，并利用电镀的方式以形成该第二金属层。
19.如上述的电路板的制造方法，其中(f)步骤还包括以下步骤：
20.(f1)于基板上形成一第二光阻层；
21.(f2)于第二光阻层上形成图案化的一第二开口，该第二开口显露出第一介电层与部分的第二金属层；
22.(f3)于第二开口中形成第三金属层；以及
23.(f4)移除第二光阻层与第一光阻层。
24.其中，于(f3)步骤中，是以电镀的方式以形成该第三金属层。
25.如上述的电路板的制造方法，其中于(h)步骤中，是使用压合增层的方式形成第二介电层。
26.如上述的电路板的制造方法，第一金属层、第二金属层、与第三金属层主要是由铜所构成。
27.如上述的电路板的制造方法，其中第一介电层和该第二介电层具有不同的介电常数(dielectric constant)与散逸因子(dissipation factor)。
28.如上述的电路板的制造方法，其中第三金属层的宽度是小于第二金属层的宽度。
29.本发明的另一目的在于提供一种一种电路板，其包括一基板、多个图案化的第一线路、至少一对第二线路、一第一介电层、与一第二介电层。第一线路设置于基板上，该对第二线路是设置于上述至少一对的第一线路上。第一介电层设置于该基板上，且该第一介电层分隔上述该对第二线路与设置于该对第二线路上的该对第一线路。第二介电层设置于该基板上，且该第二介电层至少覆盖该第一介电层、该些第一线路、与该对第二线路。其中，第二线路的厚度大于第一线路的厚度。
30.如上述的电路板，第一介电层和该第二介电层具有不同的介电常数与散逸因子。
31.如上述的电路板，第二线路的宽度小于第一线路的宽度。
32.综上，在本发明所揭露的电路板的制造方法中，在形成第三金属层时，由于有第一介电层的存在且显露出来的第二金属层又是紧邻着第一介电层，故第三金属层与第二金属层间不会有如习知一般会有错位的情况产生。此外，第一介电层和第二介电层具有不同的介电常数与散逸因子，故在电路板的设计上可以有更多的自由度。
33.为让本发明的上述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。
附图说明
34.图1a所绘示为习知的一种电路板。
35.图1b所绘示为习知的一种信号导线。
36.图2所绘示为本发明之电路板的制造方法之实施例的流程图。
37.图3a～图3j所绘示为本发明之电路板的制造方法之实施例。
38.图4a所绘示为本发明之电路板的实施例。
39.图4b所绘示为本发明之电路板的另一实施例。
40.图5所绘示为第三金属层的制造流程图。
41.图6a～图6d所绘示为关于第三金属层之制造的实施例。
42.附图标记说明：
43.100：电路板
44.110：信号导线
45.112：第一部分
46.114：第二部分
47.10：电路板
48.11：基板
49.12：第一金属层
50.12a：第一开口
51.12’：第一线路
52.13：第一介电层
53.14：第二金属层
54.15：第三金属层
55.15’：第二线路
56.16：第二介电层
57.17：第一光阻层
58.18：第二光阻层
59.18a：第二开口
60.19：第四金属层
61.s210～s280：流程图步骤
具体实施方式
62.参照本文阐述的详细内容和附图说明能最好理解本发明。下面参照附图会阐述各种实施例。然而，本领域技术人员将容易理解，这里关于附图给出的详细描述仅仅是为了解释的目的，因为这些方法和系统可超出所描述的实施例。例如，所给出的教导和特定应用的需求可能产生多种可选的和合适的方法来实现在此描述的任何细节的功能。因此，任何方法可延伸超出所描述和示出的以下实施例中的特定实施选择范围。
63.图2所绘示为本发明之电路板的制造方法之实施例的流程图，图3a～图3j所绘示为本发明之电路板的制造方法之实施例。以下，在参阅图3a～图3j的同时，也请同时参阅图2。首先，请参照图3a，实施步骤s210，提供一基板11且于基板11上具有一第一金属层12。此基板11例如是聚酰亚胺基板、玻璃基板、陶瓷基板、或绝缘硅基板。此外，第一金属层12的材质例如为铜，第一金属层12在之后的制程中是作为电镀用的种子层(seed layer)。接着，请参照图3b，实施步骤s220，于第一金属层12上形成图案化的一第一开口12a，此第一开口12a显露出基板11的部分表面。在本实施例中，是藉由微影(photolithography)的方式于第一
金属层12上形成图案化的第一开口12a。在此，所谓的微影是指利用曝光和显影在光阻层上刻画几何图形，然后通过蚀刻将光罩上的几何图形转移到所在金属层(在此为第一金属层12)上。对于本领域技术人员来说，由于微影已是相当成熟的技术，故在此不再详述。
64.之后，请参照图3c，实施步骤s230，于基板11上覆盖一第一介电层13，此第一介电层13主要是由感光型介电材料(photo imageable dielectric)所制成，感光型介电材料例如为感旋光性聚酰亚胺。然后，请参照图3d，实施步骤s240，以微影的方式将第一介电层13进行图案化。由图3d可以清楚看出，图案化的第一介电层13是覆盖第一开口12a。接着，请参照图3e，实施步骤s245，对该第一介电层13进行感光，使第一介电层13固化(curing)。在本实施例中，是使用紫外光对第一介电层13进行固化。
65.再来，请参住图3f，实施步骤s250，利用微影技术于第一金属层12上形成图案化的一第一光阻层17。接着，请参住图3g，实施步骤s255，于第一金属层12上未被第一光阻层17覆盖的区域形成图案化的第二金属层14。在本实施例中，是将第一金属层12作为种子层并进行电镀，这样未被第一光阻层17覆盖的区域就会沉积金属而形成第二金属层14。在本实施例中，第一金属层12的厚度可为3-7μm，第二金属层14的厚度可为20-30μm。
66.之后，请参照图3h，实施步骤s260，于部分的第二金属层14上形成图案化的一第三金属层15。由图3h可知，第三金属层15是邻接固化后的第一介电层13。而且，在本实施例中，第三金属层15的厚度可为70-80μm，是大于第二金属层14的厚度。而且，第三金属层15的宽度是小于第二金属层14的宽度。关于如何形成图案化的第三金属层15，详细过程将于后文其他段落详述。再来，请参照图3i，实施步骤s270，将未被该第二金属层14覆盖的第一金属层12移除。之后，请参照图3j，实施步骤s280，形成一第二介电层16于基板11上。由图3j可知，第二介电层16是覆盖第一介电层13、第二金属层14、与第三金属层15。在本实施例中，第一介电层13和第二介电层16是由不同的材质所构成，因此第一介电层13和该第二介电层16具有不同的介电常数与散逸因子。在本实施例中，第二介电层16的材料可包含无机材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅)、有机材料、或其他适宜的介电材料。此外，在第二介电层16的上表面还有涂布一第四金属层19，通过第四金属层19还可于第二介电层16的上表面形成其他组件。
67.在本实施例中，是使用压合增层的方式形成该第二介电层16。在此，所谓的压合增层是指将呈半熔化状态的第二介电层16在压力作用下与基板11贴合在一起，热压完成后利用冷却的方式将温度降下来，这样就能使第一介电层13、第二金属层14、与第三金属层15嵌入在第二介电层16中。在经过图3a～图3j所示的流程后，便形成如图4a所示的电路板10。
68.以下，将对图3h所示的制程进行更详细的介绍。请同时参照图5与图6a～图6d，图5所绘示为第三金属层的制造流程图，而图6a～图6d所绘示为关于第三金属层之制造的实施例。首先，请参照图6a，在形成图案化的第二金属层14后，实施步骤s262，于基板11上形成一第二光阻层18。在本实施例中，固化后的第一介电层13较佳是需具有一定的强度，否则容易被之后所形成的第二光阻层18所压断。之后，请参照图6b，实施步骤s264，利用微影技术于第二光阻层18上形成图案化的一第二开口18a。由图6b可知，第二开口18a显露出第一介电层13与部分的第二金属层14，且这些显露出来的第二金属层14是与第一介电层13相邻接。接着，请参照图6c，实施步骤s266，于第二开口18a中形成第三金属层15。在本实施例中，是利用电镀的方式在显露出来的第二金属层14上形成第三金属层15。在形成第三金属层15
时，由于有第一介电层13的存在且显露出来的第二金属层14又是紧邻着第一介电层13，故第三金属层15与第二金属层14间不会有如习知(请参照图1b)一般会有错位的情况产生。再来，请参照图6d，实施步骤s268，将第二光阻层18与第一光阻层17移除。
69.请同时参照图4a，图4a所绘示为本发明之电路板的实施例。电路板10包括一基板11、多个图案化的第一线路12’、至少一对第二线路15’、一第一介电层13、与一第二介电层16。在图4a中，第二线路15’是设置于上述第一线路12’中的其中一对上，而第一介电层13分隔上述该对第二线路15’与设置于该对第二线路15’上的该对第一线路12’。请一并参照图3j，第一线路12’是由图3j所示的第一金属层12与第二金属层14所构成，而第二线路15’即为图3j所示的第三金属层15。由于第二线路15’的厚度大于第一线路12’的厚度，且第二线路15’的宽度又小于第一线路12’的宽度，故该对第二线路15’与其下的第一线路12’可视为如us10079158所揭露的信号导线110，用于传送差分信号。然而，和us10079158所揭露的信号导线110所不同的是，于该对第二线路15’间嵌设有第一介电层13，且第一介电层13和第二介电层16具有不同的介电常数与散逸因子，故在电路板的设计上可以有更多的自由度。在图4a中，虽然只绘示出一对第二线路15’，但本领域技术人员应可明白于电路板10中可设置多对的第二线路15’。
70.值得注意的是，在上述的制造流程中都是在基板11的其中一面进行，但还请参照图3a，基板11的上下二面都设有第一金属层12，因此相同的制程也可以在基板11的另外一面进行，而形成如图4b所示的电路板10’。当然，本领域技术人员也可以在基板11的上下二面分别实行不同的制程。
71.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，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。