TWI643534B - 線路板結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種線路板結構，包括一絕緣基材、一第一線路層、一電容介電層、一第一介電層與一第二線路層。絕緣基材具有多個第一通孔以及一第二通孔。第一線路層包括一第一電容電極、一電感線路、多個第一導電通孔以及一第二導電通孔。電感線路與第一導電通孔以螺旋形式貫穿絕緣基材而定義出一立體電感。第一介電層的一第三通孔貫穿第一介電層且位於第二導電通孔內。第二導電通孔與一第三導電通孔定義出一同軸通孔。第一電容電極、電容介電層以及第二線路層的一第二電容電極定義出一電容。

Description

線路板結構及其製作方法

本發明是有關於一種線路板結構及其製作方法，且特別是有關於一種具有多元化應用的線路板結構及其製作方法。

現今具有至少二層線路層的多層線路板通常具有導電通孔結構，以使這些線路層可以電性導通。目前形成導電通孔結構的方法大多是先採用機械鑽孔或雷射鑽孔來形成通孔，而後再透過通孔電鍍製程來完成導電通孔結構。然而，通孔內的空間均為無效區，除了易導致空間上的浪費外，也無法提升佈線密度及提供較佳的設計靈活性。

本發明提供一種線路板結構，其具有較佳的設計靈活性，整體厚度較薄，且可多元化應用。

本發明還提供一種線路板結構的製作方法，用以製作上 述的線路板結構。

本發明的線路板結構，其包括一絕緣基材、一第一線路層、一電容介電層、一第一介電層以及一第二線路層。絕緣基材具有彼此相對的一第一表面與一第二表面以及連接第一表面與第二表面的多個第一通孔與一第二通孔。第一線路層配置於絕緣基材上，且暴露出部分第一表面與第二表面。第一線路層包括一第一電容電極、一電感線路、多個第一導電通孔與一第二導電通孔。第一電容電極位於第一表面上。電感線路位於第一表面與第二表面上。第一導電通孔覆蓋第一通孔的內壁。第二導電通孔覆蓋第二通孔的內壁。電感線路與第一導電通孔以螺旋形式貫穿絕緣基材而定義出一立體電感。電容介電層配置於第一電容電極的一部分上。第一介電層覆蓋第一線路層以及第一線路層所暴露出的絕緣基材的第一表面與第二表面，且填滿第一導電通孔與第二導電通孔。第一介電層具有一第三通孔、一第一盲孔以及一第一開口。第三通孔貫穿第一介電層且位於第二導電通孔內。第一開口暴露出電容介電層。第一盲孔暴露出第一線路層的一部分。第二線路層配置於第一介電層上，且包括一第二線路、一第三導電通孔、一第一導電盲孔與一第二電容電極。第二線路配置於部分第一介電層上。第三導電通孔覆蓋第三通孔的內壁。第一導電盲孔填滿第一盲孔且連接第一線路層與第二線路層。第二電容電極填滿第一開口。第二導電通孔與第三導電通孔定義出一同軸通孔。第一電容電極、電容介電層與第二電容電極定義出一電容。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構更包括一第二介電層以及一第三線路層。第二介電層配置於第二線路層上，覆蓋第二線路層且填滿第三導電通孔。第二介電層具有多個第二盲孔，且第二盲孔暴露出部分第二線路層。第三線路層配置於部分第二介電層上且填滿第二盲孔，其中第三線路層與第二線路層電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構更包括一防焊層，配置於第二介電層上，覆蓋第二介電層，且暴露出部分第三線路層，而定義出至少一接墊。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構更包括一種子層，配置於第三線路層與第二介電層之間。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構更包括一種子層，配置於第二線路層與第一介電層之間。

本發明的線路板結構的製作方法，其包括以下步驟。提供一絕緣基材。絕緣基材具有彼此相對的一第一表面與一第二表面以及連接第一表面與第二表面的多個第一通孔與一第二通孔。形成一第一線路層於絕緣基材上。第一線路層暴露出部分第一表面與第二表面，且包括一第一電容電極、一電感線路、多個第一導電通孔與一第二導電通孔。第一電容電極位於第一表面上。電感線路位於第一表面與第二表面上。第一導電通孔覆蓋第一通孔的內壁。第二導電通孔覆蓋第二通孔的內壁。電感線路與第一導電通孔以螺旋形式貫穿絕緣基材而定義出一立體電感。形成一電 容介電層於第一電容電極的一部分上。壓合一第一介電層於第一線路層上。第一介電層覆蓋第一線路層以及第一線路層所暴露出的絕緣基材的第一表面與第二表面，且填滿第一通孔與第二通孔。形成一第三通孔、一第一盲孔以及一第一開口於第一介電層內。第三通孔貫穿第一介電層且位於第二導電通孔內。第一開口暴露出電容介電層。第一盲孔暴露出第一線路層的一部分。形成一第二線路層於第一介電層上。第二線路層覆蓋部分第一介電層與第三通孔的內壁且填滿第一盲孔與第一開口。第二線路層包括一第二線路、一第三導電通孔、一第一導電盲孔與一第二電容電極。第二線路配置於部分第一介電層上。第三導電通孔覆蓋第三通孔的內壁。第一導電盲孔填滿第一盲孔且連接第一線路層與第二線路層。第二電容電極填滿第一開口。第二導電通孔與第三導電通孔定義出一同軸通孔。第一電容電極、電容介電層與第二電容電極定義出一電容。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構的製作方法，更包括：形成一第二介電層於第二線路層上。第二介電層覆蓋第二線路層且填滿第三通孔。形成多個第二盲孔於第二介電層上，其中第二盲孔暴露出部分第二線路層。形成一第三線路層於部分第二介電層上且填滿第二盲孔，其中第三線路層與第二線路層電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構的製作方法，更包括形成一防焊層於第二介電層上。防焊層覆蓋第二介電 層，且暴露出第三線路層，而定義出至少一接墊。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構的製作方法，更包括形成一種子層於第三線路層與第二介電層之間。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構的製作方法，更包括形成一種子層於第二線路層與第一介電層之間。

基於上述，在本發明的線路板結構的設計中，第二導電通孔覆蓋第二通孔的內壁，而第三通孔貫穿第一介電層且位於第二導電通孔內，且第三導電通孔覆蓋第三通孔的內壁，其中第二導電通孔與第三導電通孔定義出同軸通孔。也就是說，本發明的線路板結構可有效地利用第二通孔內的空間，來製作適用於高頻通訊的同軸通孔，可具有較佳的設計靈活度。再者，本發明的線路板結構同時具有立體電感、同軸通孔以及電容等三種不同特性的結構元件，可多元化應用且整體厚度較薄。此外，本發明的線路板結構的製作方法中，在形成第二線路層時，同時定義出了同軸通孔以及電容。也就是說，在同一製程步驟中，同時完成同軸通孔以及電容的製作，可有效地減少製程時間及生產成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧立體電感

20‧‧‧同軸通孔

30‧‧‧電容

100‧‧‧線路板結構

110‧‧‧絕緣基材

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧第一通孔

118‧‧‧第二通孔

120‧‧‧第一線路層

122‧‧‧第一電容電極

124‧‧‧電感線路

126‧‧‧第一導電通孔

128‧‧‧第二導電通孔

130‧‧‧電容介電層

140‧‧‧第一介電層

142‧‧‧第三通孔

144‧‧‧第一開口

146‧‧‧第一盲孔

150‧‧‧第二線路層

152‧‧‧第二線路

154‧‧‧第三導電通孔

156‧‧‧第一導電盲孔

158‧‧‧第二電容電極

160‧‧‧第二介電層

162‧‧‧第二盲孔

170‧‧‧第三線路層

172‧‧‧第三線路

174‧‧‧第二導電柱

180‧‧‧防焊層

S1、S2‧‧‧種子層

P‧‧‧接墊

圖1A至圖1J繪示為本發明的一實施例的一種線路板結構的 製作方法的剖面示意圖。

圖2A繪示為圖1B的線路板結構的立體電感的俯視示意圖。

圖2B繪示為圖2A的立體電感的立體示意圖。

圖1A至圖1J繪示為本發明的一實施例的一種線路板結構的製作方法的剖面示意圖。圖2A繪示為圖1B的線路板結構的立體電感的俯視示意圖。圖2B繪示為圖2A的立體電感的立體示意圖。關於本實施例的線路板結構的製作方法，首先，請同時參考圖1A與圖2A，提供一絕緣基材110，其中絕緣基材110例如是玻璃基板、陶瓷基板、高分子玻璃纖維複合材料基板、聚醯亞胺(Polyimide；PI)玻璃纖維複合基板、具有單層或多層介電材質的介電層、外層具有介電材質且內層埋有線路的單層或多層線路板，但本發明不限於此。此處，絕緣基材110具有彼此相對的一第一表面112與一第二表面114以及連接第一表面112與第二表面114的多個第一通孔116與一第二通孔118。

接著，請參考圖1B、圖2A以及圖2B，形成一第一線路層120於絕緣基材110上。第一線路層120暴露出絕緣基材110的部分第一表面112以及部分第二表面114，且包括一第一電容電極122、一電感線路124、多個第一導電通孔126與一第二導電通孔128。意即，第一線路層120為一圖案化的線路層。第一電容電極122位於第一表面112上，而電感線路124位於第一表面112 與第二表面114上。第一導電通孔126覆蓋第一通孔116的內壁，而第二導電通孔128覆蓋第二通孔118的內壁。特別是，電感線路124與第一導電通孔126以螺旋形式貫穿絕緣基材110而定義出一立體電感10。此處，採用絕緣基材110可對立體電感10的維持較佳。

接著，請參考圖1C，形成一電容介電層130於第一電容電極122的一部分上。此處，電容介電層130只覆蓋在第一線路層120的一部分上，其中電容介電層130的材質包括氧化鋁(Aluminium oxide；Al₂O₃)、氮化鋁(Aluminium nitride；AlN)、氧化矽(Silicon oxide；SiO₂)、氮化矽(Silicon nitride；Si₃N₄)、氧化鉿(Hafnium dioxide；HfO₂)、氧化鋯(Zirconium dioxide；ZrO₂)、氧化鑭(Lanthanum oxide；La₂O₃)、其他類似的金屬氧化物材料、金屬氮化物材料或其他適宜的高介電材料(high-K material)。

接著，請參考圖1D，以上下熱壓合的方式，壓合一第一介電層140於第一線路層120上。此處，第一介電層140覆蓋第一線路層120以及第一線路層120所暴露出的絕緣基材110的第一表面112與第二表面114，且填滿第一通孔116與第二通孔118。

請再參考圖1D，緊接著，透過雷射鑽孔，以形成一第三通孔142、一第一開口144以及一第一盲孔146於第一介電層140上。第三通孔142貫穿第一介電層140且位於第二導電通孔128內，而第一開口144暴露出電容介電層130，且第一盲孔146暴露 出第一線路層120的一部分。此處，如圖1D所示，第三通孔142的孔徑是由絕緣基材110的第一表面112往第二表面114逐漸減小，但並不以此為限。於其他未繪示的實施例中，第三通孔142的孔徑亦可以由絕緣基材110的第二表面114往第一表面112逐漸減小；或者是，從絕緣基材110的第一表面112至第二表面114皆維持一定值，此仍屬於本發明所欲保護的範圍。

接著，請參考圖1E，藉由無電鍍或其他方式，形成一種子層S1於第一介電層140上，其中種子層S1的材料例如是銅。此處，種子層S1完全覆蓋第一介電層140、第三通孔142的內壁、第一開口144的內壁以及第一盲孔146的內壁，且直接接觸第一開口144所暴露出的電容介電層130以及第一盲孔146所暴露出的第一線路層120的另一部分。

接著，請參考圖1F，例如以半加成法(Semi-additive Process,SAP)形成一第二線路層150於第一介電層140上，其中種子層S1可作為一電鍍種子層。第二線路層150覆蓋部分第一介電層140與第三通孔142的內壁且填滿第一開口144與第一盲孔146。更進一步來說，第二線路層150包括一第二線路152、一第三導電通孔154、一第一導電盲孔156與一第二電容電極158。第二線路152配置於部分第一介電層140上，而第三導電通孔154覆蓋第三通孔142的內壁。第一導電盲孔156填滿第一盲孔146且連接第一線路層120與第二線路層150。第二電容電極158填滿第一開口144。特別是，第二導電通孔128與第三導電通孔154 定義出一同軸通孔20，而第一電容電極122、電容介電層130與第二電容電極158定義出一電容30。

由於本實施例的第二導電通孔128覆蓋第二通孔118的內壁，而第三通孔142貫穿第一介電層140且位於第二導電通孔128內，且第三導電通孔154覆蓋第三通孔142的內壁，其中第二導電通孔128與第三導電通孔154定義出同軸通孔20。也就是說，本實施例可有效地利用第二通孔118內的空間，來製作適用於高頻(例如至少大於等於90GHz)通訊的同軸通孔20，可具有較佳的設計靈活度。此外，在形成第二線路層150時，同時定義出了同軸通孔20以及電容30。也就是說，在同一製程步驟中，同時完成同軸通孔20以及電容30的製作，可有效地減少製程時間及生產成本。

接著，請參考圖1G，以上下熱壓合的方式，形成一第二介電層160於第二線路層150上。此處，第二介電層160覆蓋第二線路層150的第二線路152以及第一介電層140且填滿第三通孔142。

接著，請參考圖1H，透過雷射鑽孔，以形成多個第二盲孔162於第二介電層160上，其中第二盲孔162暴露出部分第二線路層150，即暴露出第二線路層150的部分第二線路152。

之後，請同時參考圖1H與圖1I，形成一種子層S2於第二介電層160上，緊接著，例如以半加成法形成一第三線路層170於第二介電層160上且填滿第二盲孔162。此處，第三線路層170 包括一第三線路172以及多個第二導電柱174，其中第三線路172配置於第二介電層160上，而第二導電柱174填滿第二盲孔162，且第三線路層170的第三線路172透過第二導電柱174與第二線路層150被第二介電層160的第二盲孔162所暴露出的第二線路層152電性連接。種子層S2位於於第三線路層的第三線路172與第二介電層160之間以及位於第二導電柱與第二介電層160之間。

最後，請參考圖1J，形成一防焊層180於第二介電層160上。防焊層180覆蓋第二介電層160，且暴露出第三線路層170的部分第三線路172，而定義出至少一接墊P(圖1J中示意地繪示二個)。至此，已完成線路板結構100的製作。

在結構上，請再參考圖1J，線路板結構100包括絕緣基材110、第一線路層120、電容介電層130、第一介電層140以及第二線路層150。絕緣基材110具有彼此相對的第一表面112與第二表面114以及連接第一表面112與第二表面114的第一通孔116與第二通孔118。第一線路層120配置於絕緣基材110上，且暴露出部分第一表面112與第二表面114。第一線路層120包括第一電容電極122、電感線路124、第一導電通孔126與第二導電通孔128。第一電容電極122位於第一表面112上，電感線路124位於第一表面112與第二表面114上。第一導電通孔126覆蓋第一通孔116的內壁，而第二導電通孔128覆蓋第二通孔118的內壁。電感線路124與第一導電通孔126以螺旋形式貫穿絕緣基材110而定義出立體電感10。電容介電層130配置於第一電容電極122 的一部分上。第一介電層140覆蓋第一線路層120以及第一線路層120所暴露出的絕緣基材110的第一表面112與第二表面114，且填滿第一導電通孔126與第二導電通孔128。第一介電層140具有一第三通孔142、一第一開口144以及一第一盲孔146。第三通孔142貫穿第一介電層140且位於第二導電通孔128內。第一開口144暴露出電容介電層130。第一盲孔146暴露出第一線路層120的一部分。第二線路層150配置於第一介電層140上，且包括第二線路152、第三導電通孔154、第一導電盲孔156與第二電容電極158。第二線路152配置於部分第一介電層140上。第三導電通孔154覆蓋第三通孔142的內壁。第一導電盲孔156填滿第一盲孔146且連接第一線路層120與第二線路層150。第二電容電極158填滿第一開口144。第二導電通孔128與第三導電通孔154定義出同軸通孔20。第一電容電極122、電容介電層130與第二電容電極158定義出電容30。也就是說，本實施例的線路板結構100可有效地利用第二通孔118內的空間，來製作適用於高頻通訊的同軸通孔20，可具有較佳的設計靈活度。此外，本實施例的線路板結構100同時具有立體電感10、同軸通孔20以及電容30等三種不同特性的結構元件，可多元化應用且整體厚度較薄。

此外，本實施例的線路板結構100還包括第二介電層160以及第三線路層170。第二介電層160配置於第二線路層150上，覆蓋第二線路層150且填滿第三導電通孔154。第二介電層160具有多個第二盲孔162，且第二盲孔162暴露出部分第二線路層 150。第三線路層170配置於部分第二介電層160上且填滿第二盲孔162，其中第三線路層170與第二線路層150電性連接。

另外，本實施例的線路板結構100更包括防焊層180，配置於第二介電層160上，覆蓋第二介電層160，且暴露出部分第三線路層170，而定義出接墊P，用以與外部電路(未繪示)電性連接。請再參考圖1J，為了增加線路板結構100的結構可靠度，本實施例的線路板結構100還包括種子層S1、S2，其中種子層S1配置於第二線路層150與第一介電層140之間以增加第二線路層150的附著性，而種子層S2配置於第三線路層170與第二介電層160之間以增加第三線路層170的附著性。

簡言之，本實施例的線路板結構100同時具有立體電感10、同軸通孔20以及電容30等三種不同特性的結構元件，可多元化應用且整體厚度較薄。當後續將線路板結構100作為一封裝載板之用時，可具有較薄的封裝厚度，可符合現今對封裝結構薄型化及輕量化的需求。此外，線路板結構100亦可以視為一中介層，可與外部電路(未繪示)電性連接。

綜上所述，在本發明的線路板結構的設計中，第二導電通孔覆蓋第二通孔的內壁，而第三通孔貫穿第一介電層且位於第二導電通孔內，且第三導電通孔覆蓋第三通孔的內壁，其中第二導電通孔與第三導電通孔定義出同軸通孔。也就是說，本發明的線路板結構可有效地利用第二通孔內的空間，來製作適用於高頻通訊的同軸通孔，可具有較佳的設計靈活度。再者，本發明的線 路板結構同時具有立體電感、同軸通孔以及電容等三種不同特性的結構元件，可多元化應用且整體厚度較薄。此外，本發明的線路板結構的製作方法中，在形成第二線路層時，同時定義出了同軸通孔以及電容。也就是說，在同一製程步驟中，同時完成同軸通孔以及電容的製作，可有效地減少製程時間及生產成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種線路板結構，包括：一絕緣基材，具有彼此相對的一第一表面與一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的多個第一通孔與一第二通孔；一第一線路層，配置於該絕緣基材上且暴露出部分該第一表面與該第二表面，該第一線路層包括一第一電容電極、一電感線路、多個第一導電通孔與一第二導電通孔，該第一電容電極位於該第一表面上，該電感線路位於該第一表面與該第二表面上，該些第一導電通孔覆蓋該些第一通孔的內壁，該第二導電通孔覆蓋該第二通孔的內壁，其中該電感線路與該些第一導電通孔以螺旋形式貫穿該絕緣基材而定義出一立體電感；一電容介電層，配置於該第一電容電極的一部分上；一第一介電層，覆蓋該第一線路層以及該第一線路層所暴露出的該絕緣基材的該第一表面與該第二表面，且填滿該些第一導電通孔與該第二導電通孔，該第一介電層具有一第三通孔、一第一盲孔以及一第一開口，該第三通孔貫穿該第一介電層且位於該第二導電通孔內，而該第一開口暴露出該電容介電層，且該第一盲孔暴露出該第一線路層的一部分；以及一第二線路層，配置於該第一介電層上，且包括一第二線路、一第三導電通孔、一第一導電盲孔與一第二電容電極，該第二線路配置於部分該第一介電層上，該第三導電通孔覆蓋該第三通孔的內壁，該第一導電盲孔填滿該第一盲孔且連接該第一線路層與 該第二線路層，該第二電容電極填滿該第一開口，其中該第二導電通孔與該第三導電通孔定義出一同軸通孔，該第一電容電極、該電容介電層與該第二電容電極定義出一電容。
2. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構，更包括：一第二介電層，配置於該第二線路層上，覆蓋該第二線路層且填滿該第三導電通孔，該第二介電層具有多個第二盲孔，且該些第二盲孔暴露出部分該第二線路層；以及一第三線路層，配置於部分該第二介電層上且填滿該些第二盲孔，其中該第三線路層與該第二線路層電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述的線路板結構，更包括：一防焊層，配置於該第二介電層上，覆蓋該第二介電層，且暴露出部分該第三線路層，而定義出至少一接墊。
4. 如申請專利範圍第2項所述的線路板結構，更包括：一種子層，配置於該第三線路層與該第二介電層之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的線路板結構，更包括：一種子層，配置於該第二線路層與該第一介電層之間。
6. 一種線路板結構的製作方法，包括：提供一絕緣基材，該絕緣基材具有彼此相對的一第一表面與一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的多個第一通孔與一第二通孔；形成一第一線路層於該絕緣基材上，該第一線路層暴露出部分該第一表面與該第二表面，且包括一第一電容電極、一電感線 路、多個第一導電通孔與一第二導電通孔，該第一電容電極位於該第一表面上，該電感線路位於該第一表面與該第二表面上，該些第一導電通孔覆蓋該些第一通孔的內壁，該第二導電通孔覆蓋該第二通孔的內壁，其中該電感線路與該些第一導電通孔以螺旋形式貫穿該絕緣基材而定義出一立體電感；形成一電容介電層於該第一電容電極的一部分上；壓合一第一介電層於該第一線路層上，該第一介電層覆蓋該第一線路層以及該第一線路層所暴露出的該絕緣基材的該第一表面與該第二表面，且填滿該些第一通孔與該第二通孔；形成一第三通孔、一第一盲孔以及一第一開口於該第一介電層內，其中該第三通孔貫穿該第一介電層且位於該第二導電通孔內，而該第一開口暴露出該電容介電層，且該第一盲孔暴露出該第一線路層的一部分；以及形成一第二線路層於該第一介電層上，該第二線路層覆蓋部分該第一介電層與該第三通孔的內壁且填滿該第一盲孔與該第一開口，該第二線路層包括一第二線路、一第三導電通孔、一第一導電盲孔與一第二電容電極，該第二線路配置於部分該第一介電層上，該第三導電通孔覆蓋該第三通孔的內壁，該第一導電盲孔填滿該第一盲孔且連接該第一線路層與該第二線路層，該第二電容電極填滿該第一開口，其中該第二導電通孔與該第三導電通孔定義出一同軸通孔，該第一電容電極、該電容介電層與該第二電容電極定義出一電容。
7. 如申請專利範圍第6項所述的線路板結構的製作方法，更包括：形成一第二介電層於該第二線路層上，該第二介電層覆蓋該第二線路層且填滿該第三通孔；形成多個第二盲孔於該第二介電層上，其中該些第二盲孔暴露出部分該第二線路層；以及形成一第三線路層於部分該第二介電層上且填滿該些第二盲孔，其中該第三線路層與該第二線路層電性連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述的線路板結構的製作方法，更包括：形成一防焊層於該第二介電層上，該防焊層覆蓋該第二介電層，且暴露出該第三線路層，而定義出至少一接墊。
9. 如申請專利範圍第7項所述的線路板結構的製作方法，更包括：形成一種子層於該第三線路層與該第二介電層之間。
10. 如申請專利範圍第6項所述的線路板結構的製作方法，更包括：形成一種子層於該第二線路層與該第一介電層之間。