CN100525589C - 形成电路板电性连接端的制法 - Google Patents

Abstract

一种形成电路板电性连接端的制法，提供表面形成有多条电性连接垫的电路板，该电路板表面形成多个开孔，外露出该电性连接垫的绝缘保护层，另在该绝缘保护层及电性连接垫表面形成一导电层，并在该导电层表面设置一阻层，令该阻层对应于部分电性连接垫形成开口，外露出导电层，再在该阻层开口中形成第一金属层，并在该阻层中对应未设有第一金属层的另一部分电性连接垫位置形成开口，外露出导电层，之后在该第一金属层及该另一部分电性连接垫上形成第二金属层，在电路板表面形成不同类型的电性连接端；本发明以简单有效的方法在电路板的电性连接垫镀上不同高度及尺寸的焊锡，形成不同高度及尺寸的电性连接端，与不同电子元件电性连接。

Description

形成电路板电性连接端的制法

技术领域

本发明是关于一种形成电路板电性连接端的制法，特别是关于一种形成电路板表面不同类型的电性连接端的制作方法。

背景技术

在现行覆晶技术中，是在表面贴装(Surface Mount Device；SMD)半导体元件，如半导体集成电路(Integrated Circuit；IC)芯片的表面上配置有电极焊垫(Electrode Pad)，且在一有机电路封装基板上形成有相对应的电性连接垫，借由在该芯片以及电路封装基板之间设置焊锡凸块或其它导电粘着材料，为该芯片提供以电性接触面朝下的方式设置在该电路封装基板上，其中，该焊锡凸块或导电粘着材料提供该芯片以及电路封装基板间的电性输入/输出(Input/Output；I/O)以及机械性的连接。

在同一电路封装基板上，也可能会同时电性连接不同的表面贴装半导体元件，例如被动元件，借以提供电性连接质量。然而对应不同的表面贴装半导体元件，电路封装基板上的电性连接垫需要镀上不同高度及尺寸的焊锡，从而形成不同高度的电性连接端，与该具有不同类型的表面贴装半导体元件相配合电性导接。

再者，后续将该电路封装基板与半导体芯片及被动元件等进行封装工序时，为使该基板能够与外界电子装置电性连接，通常必须在该基板表面植设多个焊球，为了使焊球有效地接置在基板上，即必须在该供接置焊球的基板电性连接垫上预先形成用于接置焊球的焊锡材料。

目前业界普遍使用模板印刷技术(Stencil Printing Technology)形成基板上的焊锡材料。目前常用的模板印刷技术即如图1所示，它主要提供一电路封装基板10，且该基板10表面形成有拒焊层11，例如绿漆，并具有定义诸如锡膏(Solder Paste)的焊锡材料(未标出)的形成位置的多个电性连接垫12，先在该电路封装基板10上设置具有多个网格13a的模板13，在该模板13上放置焊锡材料后，使用例如滚轮14在该模板13上来回滚动，或以喷洒方式(Spraying)，令该焊锡材料经由该模板13的网格13a，在移开该模板13后即在该电性连接垫上形成焊锡(未标出)。之后，在使该焊锡熔融的回焊温度条件下，进行回焊(Reflow-soldering)工序，使该焊锡经回焊在该基板10的电性连接垫12上形成可与外部作电性连接的焊锡元件(未标出)。

然而，在电路封装基板的电性连接垫镀上不同高度及尺寸的焊锡，形成不同高度的电性连接端，以与不同种类的表面贴装半导体元件相配合电性导接，采用上述模板印刷技术需要经过2至3次甚至更多次的印刷，同时相应进行2至3次甚至更多次的回焊。因此使得制作工序相当繁琐，浪费了大量时间及人力资源，增加了生产成本。

另外，因为各电性连接垫间存在有绝缘保护层，会遮蔽住该电性连接垫部分面积，使外露出绝缘保护层的电性连接垫尺寸较小，不仅造成后续形成焊锡凸块的对位产生问题，并且使得焊锡不易附着在该电性连接垫上，导致模板印刷技术优良率过低，而且回焊时受热熔融的焊锡材料也会有溢流的现象。

再者，焊锡材料的生成精度除了要求模板印刷技术中的模板尺寸大小正确外，尚须确认模板印刷的次数与清洁问题。因为焊锡材料具有黏度(Viscosity)，当印刷次数愈多，残留在模板孔壁内的焊锡材料相对愈多，导致下次印刷所使用的焊锡材料数量及形状与设计规格不合，因此，通常在实际操作时，使用一定印刷次数后即必须进行模板的擦拭清洁，否则极易产生焊锡材料的形状、尺寸不合等问题，造成工序的不便以及产品质量与可靠性的降低。

因此，如何简单有效地在电路板的电性连接垫上镀上不同高度的焊锡，从而形成不同高度的电性连接端，使其与不同类型的电子元件相配合电性导接，实已成目前亟待解决的课题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种形成电路板电性连接端的制法，简单有效的在电路板的电性连接垫上镀上不同高度及尺寸的焊锡，从而形成不同高度及尺寸的电性连接端，与不同电子元件电性连接。

为达成上述目的，本发明一种形成电路板电性连接端的制法包括：提供表面形成有多个电性连接垫的电路板，该电路板表面具有一绝缘保护层，且该绝缘保护层形成有多个开孔，外露出该电性连接垫；在该绝缘保护层及电性连接垫表面形成一导电层；在该导电层表面设置一阻层，并令该阻层对应于部分电性连接垫位置形成开口，外露出导电层；在该阻层开口中形成第一金属层；在该阻层中对应未设有第一金属层的另一部分电性连接垫位置形开口，外露出导电层；在该第一金属层及该另一部分电性连接垫上形成第二金属层以及移除该阻层及其所覆盖的导电层。其中，这些电性连接垫可形成在该电路板的单一表面或同时形成在该电路板的上、下表面，且这些电性连接垫的尺寸及用途可以是不相同的。

因此，本发明的形成电路板电性连接端的制法是在电路板预设有电性连接垫的表面形成一阻层，对应在需要较大电镀高度的电性连接垫位置形成阻层开口，先电镀形成第一金属层，再对应其余电性连接垫位置设置阻层开口，同时在所有电性连接垫上电镀形成第二金属层(例如焊锡材料)，如此，以简单的方法解决了电路板上不同大小的电性连接端电镀不同高度的焊锡材料，从而形成不同高度的电性连接端，可以与具有不同类型的电子元件相配合电性连接；再者，本发明不需要进行多次印刷及回焊(Reflow-Soldering)工序，确保该电性连接端的质量以及可靠性；此外本发明可有效简化生产流程，降低生产成本。

附图说明

图1是现有模板印刷技术在基板电性连接垫上沉积焊锡材料的剖面示意图；

图2A至图2I是本发明的形成电路板电性连接端的制法实施例1的剖面示意图；以及

图3A至图3I是本发明的形成电路板电性连接端的制法实施例2的剖面示意图。

具体实施方式

实施例1

图2A至图2I是本发明中形成电路板电性连接端的制法实施例1的剖面示意图。

请参阅图2A，首先提供一电路板20，该电路板20的表面已形成有多个第一电性连接垫20a以及第二电性连接垫20b。该第一电性连接垫20a的面积比该第二电性连接垫20b的面积小，可理解的是，本实施例1仅是以此为例进行本发明的说明，该第一电性连接垫20a以及第二电性连接垫20b的数量以及面积大小并不以此为限，可依据具体的情况选择不同的数量以及面积大小，且非局限于该电路板的任一侧。此外，该电路板20的表面也可形成多条导电线路(未标出)，供该第一电性连接垫20a以及第二电性连接垫20b进行连接。有关在电路板上形成电性连接垫与导电线路的工序技术繁多，是业界熟知的工序技术，并非本案的技术特征，故未再赘述。其中，该设有电性连接垫20a、20b可例如是在安装芯片的一侧(Chip Side)，也就是该第一电性连接垫20a可用以电性连接例如覆晶式半导体芯片，该第二电性连接垫20b可用以电性连接例如被动元件。同时，在该形成有第一电性连接垫20a以及第二电性连接垫20b的电路板20表面上利用印刷、旋涂或贴合等方式形成有一绝缘保护层21，该绝缘保护层21可例如是绿漆等拒焊层材料，并使该绝缘保护层21形成有多个开口210，外露出该第一电性连接垫20a以及第二电性连接垫20b。

请参阅图2B，在该绝缘保护层21、第一电性连接垫20a以及第二电性连接垫20b表面形成有一导电层22。该导电层22主要是作为后续电镀金属材料所需的电流传导路径，它可由金属构成，如可选自由铜、锡、镍、铬、钛、铜-铬或锡-铅构成群组中的一个组成，当然也可由导电高分子材料构成。

请参阅图2C，在该导电层22表面设置一阻层23，该阻层23可以是一例如干膜(Dry Film)或液态光阻等光阻层(Photoresist)，它是利用印刷、旋涂或贴合等方式形成于该阻层22表面。

请参阅图2D，借由曝光(Exposure)、显影(Develop)等方式，使该阻层23对应该第一电性连接垫20a位置形成第一开口23a，保留其它部位的阻层23。当然，若该阻层23是非感光绝缘材料，可利用激光开孔或电浆蚀刻等方式形成开口。

请参阅图2E，在该第一开口23a中电镀形成第一金属层24，该第一金属层24的材质是铜、镍、金及焊锡材料组成群组中的一种，该第一金属层24可以是与该导电层22相同的金属，也可以是其它的可导电金属(例如铜、镍、金或焊锡材料等)，其高度可根据不同情况加以调整。

请参阅图2F，借由例如激光钻孔或电浆蚀刻等方式，使该阻层23对应于该第二电性连接垫20b位置形成第二开口23b。

请参阅图2G，接着对该电路板20进行电镀(Electroplating)工序，借由该导电层22及该第一金属层24具有的导电特性，在进行电镀时可作为电流传导路径，在外露出该阻层23的该导电层22及第一金属层24上电镀形成有例如焊锡材料的第二金属层25。其中该焊锡材料可以是选自铅、锡、银、铜、铋、锑、锌、镍、锆、镁、铟、碲以及镓构成组群元素的混合物构成的合金。因为由于该第一金属层24的存在，使得该第一电性连接垫20a上方的例如焊锡材料的第二金属层25的高度，高于该第二电性连接垫20b上方的第二金属层25，供后续电性连接不同类型的电子元件(未标出)。

请参阅图2H，移除剩余的该阻层23，并可借由例如蚀刻方式移除之前被该阻层23覆盖的导电层22。

请参阅图2I，若该第二金属层25是焊锡材料，则在使该电镀沉积的焊锡材料熔融的温度条件下，进行回焊(Reflow-Soldering)工序，使该焊锡材料经回焊，在该第一电性连接垫20a的第一金属层24以及第二电性连接垫20b上形成第一及第二预焊锡元件25a、25b。

由于位于该第一电性连接垫20a第一金属层24以及第二电性连接垫20b上的第一及第二预焊锡元件25a、25b具有不同的高度以及尺寸，从而形成具有不同类型的电性连接端，可以与各式电子元件相配合电性导接。此外本发明也可通过在部分电性连接垫上先形成有例如铜层的第一金属层，在该第一金属层上电镀形成有例如焊锡材料的第二金属层，如此，便可先由材料成本较低且电镀速率较快的镀铜材料电镀出铜质第一金属层，然后再用电镀成本较高且电镀速率较慢的焊锡材料的电渡出第二金属层，借以节省工序成本及时间，且更可有效避免现有模板印刷工序在电性连接垫尺寸以及间距缩小时，模板的开孔必须随之变小所造成的工序成本提高与技术瓶颈以及尚须确认模板印刷次数与清洁问题导致的工序不便等缺失。

实施例2

图3A至图3I详细说明本发明的形成电路板电性连接端的制法实施例2的剖面示意图。

请参阅图3A，首先提供一电路板30，该电路板30的一表面形成有多个第一电性连接垫30a以及第二电性连接垫30b，该电路板30的另一表面形成有多个第三电性连接垫30c。该电路板30的第一、二、三电性连接垫30a、30b、30c之间，可通过例如导电通孔或盲孔等(未标出)的层间导电结构相互电性连接。其中应注意的是，本实施例及其附图仅是用以例示说明，该第一、二、三电性连接垫30a、30b、30c的数量以及面积大小并不以此为限，可依据具体的情况选择不同的数量以及面积大小，且非局限于该电路板30的任一侧。当然，该电路板30的表面也可形成多条导电线路(未标出)，有关于电路板形成电性连接垫与导电线路的工序技术繁多，是业界熟知的工序技术，并非本案的技术特征，故未再赘述。在本实施例中，该电路板30设有第一电性连接垫30a及第二电性连接垫30b的一侧可以是安置在芯片的一侧(Chip Side)，该电路板30设有第三电性连接垫62a的一侧可以是植设焊球的一侧(Ball Side)，但非以此为限。

同时，在该电路板30表面上利用印刷、旋涂或贴合等方式，分别形成有一绝缘保护层31，该绝缘保护层31可以是例如绿漆等拒焊层材料，并使该绝缘保护层31形成有多个开口310，外露出该第一、二、三电性连接垫30a、30b、30c。

请参阅图3B，在该绝缘保护层31、第一电性连接垫30a、第二电性连接垫30b、第三电性连接垫30c表面形成有一导电层32。该导电层32主要是作为后续电镀焊锡材料所需的电流传导路径，它可由金属构成，如选自由铜、锡、镍、铬、钛、铜-铬或锡-铅构成群组中的一种组成，也或可由导电高分子材料构成。

请参阅图3C，在该导电层32表面分别设置一阻层33，该阻层33可以是一例如干膜(Dry Film)或液态光阻等光阻层(Photoresist)，它是利用印刷、旋涂或贴合等方式分别形成在该导电层32表面。

请参阅图3D，借由曝光(Exposure)、显影(Develop)等方式加以图案化，使该阻层33对应于该第一电性连接垫30a位置形成第一开口33a，保留其它部位的阻层33。当然，若该阻层33是非感光绝缘材料，可利用激光开孔或电浆蚀刻等方式形成开口。

请参阅图3E，在该第一开口33a中镀上第一金属层34，该第一金属层34可以是与该导电层32相同的金属，也可以是其它的可导电金属，其高度可根据不同情况加以调整。

请参阅图3F，借由例如激光钻孔或电浆蚀刻等方式，使该阻层33对应于该第二电性连接垫30b位置处形成第二开口33b，以及对应于该第三电性连接垫30c位置处形成第三开口33c。

请参阅图3G，接着对该电路板30进行电镀(Electroplating)工序，借由该导电层32具有的导电特性，在进行电镀时可作为电流传导路径，在该第二电性连接垫30b及第三电性连接垫30c的导电层32上及该第一电性连接垫30a的第一金属层34上电镀形成有例如焊锡材料的第二金属层35。其中该焊锡材料可为选自铅、锡、银、铜、铋、锑、锌、镍、锆、镁、铟、碲以及镓构成组群元素的混合物构成的合金。由于该第一金属层34的存在，使得该第一电性连接垫30a上方的例如焊锡材料的第二金属层35的高度，高于该第二及第三电性连接垫30b、30c上方的例如焊锡材料的第二金属层35，且可同时在该第一、第二及第三电性连接垫30a、30b、30c等不同应用类型的电性连接垫上形成例如焊锡材料的第二金属层35，借以电性连接不同种类的电子元件(未标出)。

请参阅图3H，移除剩余的该阻层33，并可借由例如蚀刻(Etching)等工序，移除之前被该阻层33覆盖的导电层32。

请参阅图3I，若该第二金属层35是焊锡材料，则在使该电镀沉积的焊锡材料熔融的温度条件下，进行回焊(Reflow-Soldering)工序，使该焊锡材料经回焊在该第一电性连接垫30a的第一金属层34、第二及第三电性连接垫30b，30c上形成第一、第二及第三预焊锡元件35a、35b、35c。

由于位于该第一电性连接垫30a第一金属层34与第二及第三电性连接垫30b。30c上的预焊锡元件35a、35b、35c，可具有不同的高度以及尺寸，从而形成具有不同类型的电性连接端，可以与各式电子元件相配合电性导接。例如该第一预焊锡元件35a可作为电性导接半导体芯片的预焊锡凸块，该第二预焊锡元件35b可用于利用表面贴装技术接置例如被动元件等电子元件，该第三预焊锡元件35c上可供植设焊球，使得该电路板30电性连接到外部元件。

此外，应注意的是，本发明的附图仅以部分电性连接垫表示，实际上电性连接垫的种类、数量、用途及分布位置非以本实施例中所述为限，它可依实际工序所需加以设计并分布在电路板的表面，且该工序可实施在电路封装基板的单一侧面或双侧面上。

Claims (13)

1.一种形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该形成电路板电性连接端的制法包括：

提供表面形成有多个电性连接垫的电路板，该电路板表面具有一绝缘保护层，且该绝缘保护层形成有多个开孔，外露出该电性连接垫；

在该绝缘保护层及电性连接垫表面形成一导电层；

在该导电层表面设置一阻层，并令该阻层对应于部分电性连接垫位置形成开口，外露出导电层；

在该阻层开口中形成第一金属层；

在该阻层中对应未设有第一金属层的另一部分电性连接垫位置形成开口，外露出导电层；

在该第一金属层及该另一部分电性连接垫上形成第二金属层；以及

移除该阻层及其所覆盖的导电层。

2.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，这些电性连接垫是设在该电路板的单一表面。

3.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，这些电性连接垫是设在该电路板的上、下表面。

4.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该第一金属层的材质是铜、镍、金及焊锡材料组成群组中的一种。

5.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该第二金属层的材质是焊锡材料。

6.如权利要求5所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该焊锡材料是经回焊，在该电性连接垫上形成预焊锡元件。

7.如权利要求6所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该预焊锡元件供接置半导体芯片。

8.如权利要求6所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该预焊锡元件供接置焊球。

9.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该导电层的材质是金属或导电高分子材料。

10.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该阻层是干膜。

11.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该阻层开口是借由曝光、显影方式形成的。

12.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该阻层开口是借由激光钻孔或电浆蚀刻方式形成的。

13.如权利要求1所述的形成电路板电性连接端的制法，其特征在于，该第一及第二金属层是以电镀方式形成的。

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