專利名稱：：印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種印刷電路板及其制造方法，其能夠提高電性能、縮短加工時間，并通過實現(xiàn)超薄精密電路圖案而減少芯片封裝件的厚度。
背景技術(shù)：
：隨著半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)的提高，也對用于其上安裝有半導(dǎo)體芯片的封裝板的制造技術(shù)進行積極發(fā)展。具體地說，在20世紀90年代中期之后，通常使用采用引線鍵合(wirebonding)工藝以將IC與板相連接的球柵陣列(BGA)。然而，由于半導(dǎo)體IC的I/O管腳數(shù)量的增加，這些方法具有這樣的局限性，即不能安裝具有小尺寸的高速、高性能IC。因此，最近，使用倒裝芯片互聯(lián)來將IC與板電連接的技術(shù)得"FCIP"(封裝件中的倒裝芯片)。已知的是，在用于這種FCIP的基板的情況下，需要形成電路線寬小于35的高密度多層電路。用于形成這種HDI(高密度互耳關(guān))的方法可以包括激光堆焊。在該方法中，^!夸BT、FR-4或其它樹脂注入(impregnate)3皮璃織物中以形成芯—反。在這種芯板的雙面上層疊18-35pm厚的銅箔，以形成內(nèi)層電-各，然后執(zhí)4亍減成工藝(subtractiveprocess)或半力口成工藝(semi-additiveprocess)以制造印刷電路才反。圖1A至圖1F示出了用于在具有形成于其上的內(nèi)層電路圖案的電路板上形成堆焊圖案的方法。圖1A至圖1F是示出用于制造印刷電路板的現(xiàn)有方法的工藝截面圖。如圖1A所示，首先^吏用常^見工藝在芯才反10的雙面上形成內(nèi)層電路圖案12。在這方面，芯板10由覆銅箔層壓一反(CCL)制成，并且作為CCL的絕緣材料，主要使用注入到玻璃織物中的FR-4或環(huán)氧樹脂。在形成內(nèi)層電路圖案12之后，如圖1B所示，將油墨型熱固性樹脂14施加在具有形成于其上的內(nèi)層電路圖案12的芯板上，或?qū)⒏赡ば蜆渲接谛景?。然后，對所施加或附著的樹脂進行固化。接著，如圖1C所示，用激光束照射板結(jié)構(gòu)的給定位置，以形^it孑L18。在形成過孔18之后，如圖1D所示，將具有形成于其內(nèi)的過孔18的板的表面進行粗糙化并進行CZ處理。然后，使用化學(xué)鍍銅工藝在板的表面上形成銅種子層20。在這方面，在形成Ni-Cr結(jié)合層(tie-layer)(未示出)之后形成銅種子層20。在形成銅種子層20之后，在銅種子層20上附著干膜22,接著，如圖1E所示，通過包4舌曝光和顯影的傳統(tǒng)光蝕刻工藝H降形成電^各圖案的部分進4亍曝光。接著，使用電鍍銅工藝形成導(dǎo)電層24，隨后去除干膜22。在去除干膜22之后，4吏用快速(flash)蝕刻工藝去除銅種子層20上的未形成導(dǎo)電層24的部分，從而形成外層電路圖案26，如圖1F所示。在形成外層電路圖案26之后，為了形成多層電路板，在外層電路圖案26上依次形成粘合層和絕纟彖層并用壓力扭d姿壓。接著，在最外層中形成最外層電路圖案之后，通過阻焊劑去除工藝(openingprocess)使連接于外部終端的最外層電路圖案曝光，并在曝光后的外層電i各圖案上形成鍍金層。然而，這種現(xiàn)有印刷電路板的問題在于，由于使用具有高介電常數(shù)(高于4.5)、高損失率(高于0.05)和高傳播延時(高于180ps/in)的FR-4或環(huán)氧基絕緣材料，因此不4又產(chǎn)生大量的熱量，而且還由于信號傳輸速度的下降以及傳輸信號的損失而使得電性能降低。此外，問題還在于，由于在芯板中使用具有注入到玻璃織物中的樹脂的CCL，因而使封裝件的厚度增加。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用濺射FCCL制造印刷電路板的方法的問題在于，由于在形成Ni-Cr結(jié)合層之后形成銅種子層，所以需要進行沉積結(jié)合層的工藝以及蝕刻結(jié)合層的工藝，從而需要較長的加工時間。而且，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于制造印刷電路板的方法的問題在于，由于^f吏用環(huán)氧或丙烯基(acryl-based)粘合層在內(nèi)層電^各圖案12上沉積絕緣層以便制造多層印刷電路板，因此不僅使用于形成粘合層的工藝時間和工藝成本增加，而且絕纟彖層的良好電性能也由于粘合層而降低，并且芯片封裝件的厚度增加。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于制造印刷電路板的方法的問題在于，在i者如CZ處理或去沾污(desmearig)處理的預(yù)處理工藝以及i者如用于形成銅種子層的化學(xué)鍍銅的濕法工藝中產(chǎn)生諸如廢水和污染物的大量廢物，從而造成環(huán)境污染。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明致力于提供一種印刷電路板及其制造方法，其能夠提高電性能并縮4豆力o工時間。此外，本發(fā)明還提供了一種印刷電路板及其制造方法，其能夠通過實現(xiàn)超薄精細電路圖案而降低芯片封裝件的厚度，并且能夠通過減少污染物的產(chǎn)生而減少環(huán)境污染。在本發(fā)明的一個方面，提供了一種印刷電路板，其包括絕緣材料；過孔，形成于絕緣材料的給定位置中；銅種子層，通過離子束表面處理和真空沉積形成在絕纟彖材料的表面上，該絕纟彖材料具有形成于其中的過孔；以及銅圖案鍍層，形成于絕緣材料的給定區(qū)域上以及過孔內(nèi)，該絕緣材料具有形成于其上的銅種子層。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造印刷電路板的方法，其包括以下步驟(a)提供絕緣材料；(b)在絕緣材料中形成用于層間電連接的至少一個過孔；(c)對具有形成于其中的過孔的絕緣材料的表面進行離子束處理；(d)使用真空沉積工藝在表面處理后的絕緣材料上形成銅種子層；以及(e)在銅種子層上鍍覆銅圖案，以形成電i各圖案。通過以下結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點將得以更清楚地理解，附圖中圖1A至圖1F是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于制造印刷電路板的方法的工藝截面圖2示出了才艮據(jù)本發(fā)明實施例的印刷電3各外反；以及圖3A至圖3H是示出了用于制造圖2所示印刷電路板的工藝截面圖。具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的印刷電路板。參照圖2，4艮據(jù)本發(fā)明的印刷電贈4反包4舌疏水性絕纟彖材料110,具有通過離子束處理過的表面；銅種子層114,通過真空沉積而沉積在絕纟彖材料110的雙面上；以及銅圖案鍍層114a,形成在絕纟彖材料110的給定部分(電路圖案部分)上，該絕緣材料具有形成于其上的銅種子層114。作為絕緣材料110，^吏用熱塑性聚酰亞胺，熱塑性聚酰亞胺可以沉積于自身上并且由于其低介電常數(shù)和低傳播延時而具有良好的電性能。在這方面，絕緣材料110形成為具有10-50iiim的厚度，且優(yōu)選地具有大約25pm的厚度。在該絕^彖材料110中，多個過孔形成于鄉(xiāng)會定位置處，且絕緣材料110的雙面都通過離子束處理。銅種子層114通過真空沉積而在絕纟彖材一牛IIO上形成為具有小于0.5jum的厚度，且優(yōu)選地具有大約10nm-0.5的厚度。銅圖案鍍層114a使用填充鍍覆工藝而形成在銅種子層114的給定區(qū)域(即，電路圖案區(qū)域)上以及過孔內(nèi)。在這方面，銅種子層114和銅圖案鍍層114a形成電^各圖案114b。根據(jù)本發(fā)明實施例的具有上述結(jié)構(gòu)的印刷電路板可以根據(jù)其^吏用意圖而沉積成兩層、三層或更多層。圖3A至圖3H是示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明實施例的印刷電路4反的工藝截面圖。如圖3A所示，首先制備疏水性絕緣材料110。作為疏水性絕緣材料110，最優(yōu)選地是使用熱塑性聚酰亞胺，熱塑性聚酰亞胺可通過自身沉積并且由于低介電常數(shù)和低傳播延時(如下面的表1所示)而具有良好的電性能。這樣，由于沒有^f吏用附加粘合層，因而電路板的總厚度減小，并且可以形成具有增加的設(shè)計自由度和改善的電性能的印刷電路板。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>接著，如圖3B所示，使用鉆孔才幾對絕緣材料110鉆孔以在絕緣材料110中形成用于層間電連接的通孔。作為鉆孔機，使用CNC鉆孔機(計算機數(shù)字控制鉆孔機)或激光鉆孔才幾。此處，CNC鉆孔機的使用適合于形成雙面印刷電路板的過孔或多層印刷電路板的通孔，而激光鉆孔機的使用適合于形成多層印刷電鴻^反的過孔。作為激光，使用YAG激光(《乙鋁石榴石激光)或C02激光。然后，對絕緣材料110的表面進行離子束表面處理。如此處使用的，術(shù)語"離子束表面處理"的意思是通過^f吏用具有能量的惰性或反應(yīng)離子照射聚合物表面而使該聚合物表面具有親水性，從而激發(fā)該聚合物表面并在該聚合物中形成不穩(wěn)定的環(huán)；以及向該不穩(wěn)定的環(huán)提供氧氣作為氣氛氣體，從而通過不穩(wěn)定環(huán)與氧氣之間的化學(xué)反應(yīng)而在表面上形成親水官能團。在這點上，由于親水表面不4且糙，從而有利于形成精細的電路圖案并具有與銅(Cu)形成強有力的半永久性結(jié)合的能力。這種離子束表面處理在存在選自由Ar、02、N2、Xe、CF4、H2、Ne、Kr及其混合氣體組成的組中的^f壬^T一種惰性氣體的情況下進行。在離子束表面處理中，盡管離子用量根據(jù)材料而變化，但是對于TPI而言，優(yōu)選地是1()S-10"個離子/cm3。而且，加速電壓優(yōu)選地為0.5-20KeV。在對絕緣材料110的表面進行離子束處理之后，如圖3C所示，使用真空沉積工藝形成具有期望厚度的銅種子層1"。此處，銅種子層114在絕緣層110上的粘合強度大于1.0kgf/cm。作為真空沉積工藝，優(yōu)選使用賊射沉積工藝、熱蒸發(fā)工藝和電子束蒸發(fā)工藝，但也可以在沒有特殊限制的情況下使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的<壬<可方法。所形成的銅種子層114的厚度小于0.5iam，且優(yōu)選地為10nm至0.5,。這種離子束表面處理工藝和銅'減射工藝是環(huán)保的干法工藝，這是因為與現(xiàn)有濕法工藝(其中在cz(去沾污)處理之后通過化學(xué)銅沉積形成銅種子層)不同，這些工藝不產(chǎn)生廢液。此外，在形成銅種子層的現(xiàn)有工藝中，由于在濺射Ni-Cr結(jié)合層之后通過銅賊射形成種子層以增加絕緣材料與銅種子層之間的粘合強度，因此需要結(jié)合層蝕刻工藝。然而，在本發(fā)明中，由于通過離子束處理工藝直4妄形成銅種子層，所以不需要結(jié)合層蝕刻工藝，以便簡化工藝。在形成銅種子層114之后，在銅種子層114上形成干膜116。接下來，在干膜116上設(shè)置具有形成于其上的電路圖案的原圖膜(artworkfilm),并隨后通過將干膜116曝光于UV光線而使干膜固化。在干膜116固化之后，使用顯影劑將其顯影。作為顯影劑，使用1%的Na2C03或K2C03。結(jié)果，如圖3D所示，固化部分(其中未形成有電路圖案)在顯影劑中不溶解，而未固化部分(其中形成有電路圖案)在顯影劑中;容解并凈皮去除。即，干膜116的待于后續(xù)工藝中形成銅圖案鍍層的部分被去除。接下來，如圖3E所示，通過填充鍍覆工藝形成銅圖案鍍層114a。在形成銅圖案鍍層114a之后，如圖3F所示，去除千膜116,并隨后通過快速蝕刻去除銅種子層114的除內(nèi)層電3各圖案114b之外的部分。在這方面，內(nèi)層電^各圖案114b由銅種子層114和銅圖案鍍層114a組成。在形成內(nèi)層電路圖案114b之后，如圖3G所示，使用高溫壓制工藝在具有形成于其中的內(nèi)層電^各圖案114a的內(nèi)部基斧反100的雙面上都沉積絕緣材料110a。此處，絕緣材料110a在低于大約300。C的溫度和20-30kg/cm2的壓力下通過高溫壓制而沉積在內(nèi)部基斗反110的只又面上。作為絕緣材料110a,在本發(fā)明中4吏用可沉積于自身上的TPI。由于該原因，在本發(fā)明中，絕多彖材料110a可以直4妄沉積在具有形成于其中的內(nèi)層電路圖案U4a的內(nèi)部基板100的雙面上，而不需要諸如用于現(xiàn)有技術(shù)中的粘合層。因此，可以防止因粘合層而造成的電性能劣^化，并且可以減少印刷電路板的厚度。在內(nèi)部基板100的雙面上沉積絕緣材料110a之后，重復(fù)圖3B至圖3F所示的形成內(nèi)部電路圖案114a的工藝，以沉積多個層。此處，才艮據(jù)使用意圖，印刷電路板可以沉積成兩層，三層或更多層。在印刷電路板沉積成多個層之后，在最外層上形成外層電路圖案114c,并在其上形成外層電路圖案114c，隨后施加阻焊劑120。然后，如圖3H所示，通過傳統(tǒng)的阻焊劑去除工藝去除焊盤區(qū)域122(該焊盤區(qū)域與用于電源和信號交換的外部終端相連接)上的阻焊劑120的部分，以露出與外部終端相連接的外層電3各圖案114c。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實施例的印刷電路板及其制造方法的實施例中，由于使用具有低傳播延時和低介電常數(shù)的TPI作為絕緣材料IOO，因而可增加設(shè)計自由度，并且還可改進電性能。例中，由于4吏用不具有注入其中的玻璃織物的芯4反100作為芯4反材料，因而可減小印刷電路板的厚度，從而使得芯片封裝件的厚度減小。例中，在用離子束對絕緣材料110的表面進行處理之后，通過真空沉積在絕纟彖材并牛110的雙面上形成銅種子層114。因此，消除了"f吏用結(jié)合層來提高絕緣材料110與銅種子層114之間的粘合強度的需要，/人而力p工時間和工藝成本可以因結(jié)合層;冗積、工藝和結(jié)合層々蟲刻工藝的消除而減少。另外，例中，由于在不使用任何粘合層的前提下在內(nèi)部基板的雙面上沉積絕緣材料，因此可以防止因粘合層而造成的電性能劣化，并且印刷電路板的厚度可因粘合層的厚度而減少，從而使得芯片封裝件的厚度減少。止匕外，例中，由于可4吏用真空沉積工藝形成厚度小于0.5pm的銅種子層，因則不存在底切(under-cutting)現(xiàn)象，乂人而可以形成超精細的電3各。因此，根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板可用于包括便攜式攝像機、移動電話、照相機、MP3和PMP的IT產(chǎn)品。此外,在根據(jù)本發(fā)明實施例的印刷電路板及其制造方法的實施例中，由于在不再使用諸如CZ處理或去沾污處理、以及化學(xué)銅沉積的預(yù)處理工藝的前提下形成銅種子層114,因此不產(chǎn)生諸如廢水或污染物的廢物，從而可以防止環(huán)境污染。如上制造的本發(fā)明的印刷電路板并不特定地僅限于BGA(球柵陣列)、FCBGA(倒裝芯片BGA)、HDI(高密度互聯(lián))、UT-CSP(超薄芯片級封裝)等，而是可以應(yīng)用于其中待形成精細電路的所有產(chǎn)品。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于使用具有低傳播延時和低介電常數(shù)的TPI作為絕緣材料，因而可以增加設(shè)計自由度。此外，由于可使用真空沉積工藝形成厚度小于0.5um的銅種子層，因而不存在底切現(xiàn)象，從而使得可以形成超精細電路。而且，根據(jù)本發(fā)明，由于使用其中未注入玻璃纖維的芯板作為芯板材料，因而可減少印刷電路板的厚度，從而使得芯片封裝件的厚度減少。此外，根據(jù)本發(fā)明，由于在不使用諸如CZ處理或去沾污處理、以及化學(xué)銅沉積的預(yù)處理工藝的前提下形成銅種子層，因此不產(chǎn)生諸如廢水或污染物的廢物，并從而可以防止環(huán)境污染。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于通過使用真空沉積工藝直接在絕緣材料上形成銅種子層而消除了用于增加絕緣材料和銅種子層的粘合強度的粘合層的形成，因而可防止因粘合層而造成的電性能劣化，從而提高印刷電路板的電性能。此外，根據(jù)本發(fā)明，由于在不使用任何粘合層的前提下在內(nèi)部基板的雙面上沉積絕緣材料，因此可消除粘合層沉積工藝和粘合層蝕刻工藝，從而簡化工藝過程。而且，由于未形成粘合層，因而可減少芯片封裝件的厚度。盡管為了i兌明目的而描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不背離如所附權(quán)利要求公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可以進行各種修改、添加和替換。權(quán)利要求1.一種印刷電路板，包括絕緣材料；過孔，形成于所述絕緣材料的給定位置中；銅種子層，通過離子束表面處理和真空沉積而形成于所述絕緣材料的表面上，所述絕緣材料具有形成于其中的所述過孔；以及銅圖案鍍層，形成于所述絕緣材料的給定區(qū)域上以及所述過孔內(nèi)，所述絕緣材料具有形成于其上的所述銅種子層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述絕緣材料是TPI(熱塑性聚酰亞胺)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述絕緣材料具有10-50pm的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的印刷電路板，其中，所述絕緣材料的厚度為25,。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述銅種子層具有小于0.5nm的厚度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其中，所述銅種子層的厚度為10nm至0.5jam。7.—種用于制造印刷電路板的方法，所述方法包括提供絕緣材料；在所述絕緣材料中形成用于層間電連接的至少一個過孔；對具有形成于其中的所述過孔的所述絕緣材料的表面進-f亍離子束處理；4吏用真空沉積工藝在所述表面處理后的絕緣材料上形成銅種子層；以及在所述銅種子層上鍍覆銅圖案，以形成電路圖案。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述絕緣材料為TPI(熱塑性聚酰亞胺)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述離子束處理在存在選自由Ar、02、N2、Xe、CF4、H2、Ne、Kr、及其混合氣體組成的組中的任一種氣體的情況下進行。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述形成銅種子層的步驟中的所述真空沉積工藝是選自濺射、熱蒸發(fā)和電子束蒸發(fā)中的任一種工藝。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述鍍覆銅圖案的步驟包括在所述銅種子層的除^f寺形成所述電^各圖案的部分之外的部分上沉積干月莫；在未沉積所述干膜的所述部分上形成銅圖案鍍層；去除所述干膜；以及通過快速蝕刻去除所述銅種子層。12.才艮據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述絕緣材料具有10-50fim的厚度。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述絕緣材料的厚度為25fim。14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述銅種子層具有小于0.5,的厚度。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述銅種子層的厚度為10■至0.5|am。全文摘要本發(fā)明公開了一種印刷電路板及其制造方法，其能夠提高電性能、縮短加工時間，并通過實現(xiàn)超薄精細電路圖案而減少芯片封裝件的厚度。該印刷電路板包括絕緣材料；過孔，形成于絕緣材料的給定位置中；銅種子層，通過離子束表面處理和真空沉積形成在絕緣材料的表面上，該絕緣材料具有形成于其中的過孔；以及銅圖案鍍層，形成于絕緣材料的給定區(qū)域上以及過孔內(nèi)，該絕緣材料具有形成于其上的銅種子層。文檔編號H05K1/00GK101360385SQ200710135870公開日2009年2月4日申請日期2007年7月30日優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日發(fā)明者宋宗錫,樸俊炯,許三辰,金東先,金泰勛申請人:三星電機株式會社