CN102202463A

CN102202463A - 侧边封装型印刷电路板

Info

Publication number: CN102202463A
Application number: CN2010101432127A
Authority: CN
Inventors: 林贤杰
Original assignee: NANYA CIRCUIT BOARD CO Ltd
Current assignee: NANYA CIRCUIT BOARD CO Ltd; Nan Ya Printed Circuit Board Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-28

Abstract

本发明提供一种侧边封装型印刷电路板，上述侧边封装型印刷电路板包括一电路基板，其具有彼此相邻的一表面和一侧面；一内层线路，覆盖上述电路基板的部分上述表面；一第一侧边电性连接垫，电性连接至上述内层线路，其中上述第一侧边电性连接垫与上述内层线路位于同一增层中。相较于公知的印刷电路板，本发明的侧边封装型印刷电路板的四个侧面皆可做为封装面，因此印刷电路板的封装面可高达六个(包括电路板的晶片侧、载球侧及其四个侧面)，可依需求于印刷电路板的四个侧面设置不同功能的电子元件，达到高密度封装的要求。

Description

侧边封装型印刷电路板

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板，特别涉及一种侧边封装型印刷电路板的导电垫。

背景技术

为适应电子产品轻、薄、短、小的需求，基板与半导体元件的体积也需缩小。半导体元件也因为高速、高频和多功能运作的需求而导致输入输出端数目持续增加。因此，需要大幅增加印刷电路板与芯片的接点(例如预焊锡凸块)，提高印刷电路板的线路密度，但接点间的间距则必须持续缩小。然而，在公知的印刷电路板工艺中，利用钢板开环及锡膏印刷方式形成预焊锡凸块，会受限于钢板变形和下锡量不稳的工艺缺点，而使预焊锡凸块的最小间距仅能达150μm左右而无法持续缩小。因而公知的印刷电路板无法达到高密度封装的要求。

在此技术领域中，有需要一种印刷电路板，以改善上述缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的一实施例提供一种侧边封装型印刷电路板，上述侧边封装型印刷电路板包括一电路基板，其具有彼此相邻的一表面和一侧面；一内层线路，覆盖上述电路基板的部分上述表面；一第一侧边电性连接垫，电性连接至上述内层线路，其中上述第一侧边电性连接垫与上述内层线路位于同一增层中。

相较于公知的印刷电路板，本发明实施例的侧边封装型印刷电路板的四个侧面皆可做为封装面，因此印刷电路板的封装面可高达六个(包括电路板的晶片侧、载球侧及其四个侧面)，可依需求于印刷电路板的四个侧面设置不同功能的电子元件，达到高密度封装的要求。

附图说明

图1～图10为本发明实施例的侧边封装型印刷电路板的工艺剖面图。

图11为图8的侧边电性连接垫的侧视图，其显示本发明实施例的侧边电性连接垫的尺寸及间距。

图12为本发明实施例的侧边封装型印刷电路板与电子元件的电路板侧面封装示意图。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

200～电路基板；202～导通孔；

203～灌孔树脂；204～内层线路；

206～晶种层；207～内层线路结构；

208～图案化光致抗蚀剂层；210、210a～210c～侧边电性连接垫；

212～介电层；213～导电盲孔；

214～增层线路；216～增层线路结构；

218～绝缘层；220～开口；

222～金属保护层；224、226～预焊锡凸块；

410a～410c～末端；310～第一表面；

320～第二表面；330～侧面；

500～侧边封装型印刷电路板；

600、610～电子元件；X～线宽；

Y～厚度。

具体实施方式

以下以各实施例详细说明并伴随着附图说明的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未绘示或描述的元件，为本领域普通技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。

图1～图10为本发明实施例的侧边封装型印刷电路板500的工艺剖面图。本发明实施例的侧边封装型印刷电路板通过横向连接至线路层的侧边电性连接垫将导电路径延伸至印刷电路板的侧面区域，因此，可于印刷电路板的侧面区域上设置预焊锡凸块，可大幅缩小预焊锡凸块的尺寸和间距，且可增加印刷电路板的可封装面。请参考图1，首先，提供一电路基板200，其具有一第一表面310和相对的一第二表面320，以及相邻第一表面310和第二表面320的侧面330。在本发明一实施例中，电路基板200的侧面330数目可为四个面。电路基板200有预留切割道SC的设置位置，其靠近电路基板200的四侧边区域。在本发明实施例中，电路基板200的核心材质可包括纸质酚醛树脂(paper phenolic resin)、复合环氧树脂(composite epoxy)、聚亚酰胺树脂(polyimide resin)或玻璃纤维(glass fiber)。一内层线路结构207，覆盖电路基板200的部分第一表面310和第二表面320，且通过通孔贯穿电路基板200，并在通孔中形成灌孔树脂203。在本发明一实施例中，内层线路结构207可包括贯穿电路基板200的导通孔202、填满通孔的灌孔树脂203和覆盖电路基板200的部分第一表面310和第二表面320的内层线路204。在本发明一实施例中，内层线路204的材质可包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合或上述的合金。内层线路204的形成方式包括先利用常用的沉积、压合或涂布工艺分别于电路基板200的第一表面310和第二表面320上全面性形成一导电层(图未显示)。在本发明一实施例中，第一表面310可为晶片侧表面310，第二表面320可为载球侧表面320。接着，利用影像转移工艺，即经由覆盖光致抗蚀剂、显影(developing)、蚀刻(etching)和去膜(striping)的步骤，分别于电路基板200的第一表面310和第二表面320上形成内层线路204。如图1所示，在本发明一实施例中，内层线路204不会覆盖靠近切割道SC的第一表面310和第二表面320。

接着，请参考图2，可利用涂布(coating)、化学气相沉积(CVD)或例如溅镀(sputtering)等物理气相沉积(PVD)等方式，顺应性于电路基板200上形成一晶种层(seed layer)206，覆盖暴露出来的第一表面310、第二表面320和内层线路204。在本发明一实施例中，晶种层(seed layer)206为一薄层，其材质可包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合或上述的合金。上述晶种层(seed layer)206便于借以利用电镀方式形成的侧边电性连接垫在其上成核与成长。

接着，请参考图3，可利用贴覆、涂布、印刷、压合等方式，于晶种层206上形成一光致抗蚀剂层。再进行显影(developing)步骤，以于晶种层206上形成图案化光致抗蚀剂层208，并暴露出靠近切割道SC以及部分位于内层线路204上方的部分晶种层206，以定义后续形成的侧边电性连接垫的形成位置及尺寸。值得注意的是，图案化光致抗蚀剂层208的厚度决定后续形成的侧边电性连接垫的厚度。

接着，请参考图4，可利用电镀方式，于未被图案化光致抗蚀剂层208覆盖的晶种层206上形成侧边电性连接垫210a。内层线路204和侧边电性连接垫210a位于同一增层中，且上述侧边电性连接垫210a横向电性连接至内层线路204，且横向延伸至内层线路204的外侧(靠近电路基板200的侧面330)，部份侧边电性连接垫210a并覆盖在内层线路204上，且位于相邻侧面330的第一表面310和第二表面320的上方。然后，进行去膜(striping)步骤，移除图案化光致抗蚀剂层208，并移除未被侧边电性连接垫210a覆盖的晶种层206。在本发明一实施例中，侧边电性连接垫210a的末端侧面可做为内层线路204的导电垫(pad)，侧边电性连接垫的材质可包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合或上述的合金。在本发明一实施例中，侧边电性连接垫210a的厚度大于内层线路204的厚度。

接着，请参考图5，可分别于电路基板200的第一表面310和第二表面320上方及内层线路结构207上全面性形成一介电层212，其中介电层212包括环氧树脂(epoxy resin)、双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂(bismaleimidetriacine，BT)、聚亚酰胺(polyimide)、ABF膜(ajinomoto build-up film)、聚苯醚(poly phenylene oxide，PPE)或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene，PTFE)。由于内层线路204和侧边电性连接垫210a位于同一增层中，因而被同一层介电层212覆盖。然后，利用激光钻孔(laser drilling)工艺，于介电层212中形成多个盲孔，以预留后续形成增层线路结构216的导电盲孔213或增层线路214的位置。之后，于介电层212上和盲孔中形成包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合或上述的合金的晶种层。接着，可经由影像转移、电镀等工艺于介电层212上和开孔中形成增层线路结构216的导电盲孔213或增层线路214，其中导电盲孔213或增层线路214电性连接到内层线路结构207。

接着，请参考图6，可再重复图2至图5的工艺，再于增层线路214上形成其他的介电层212、导电盲孔213和增层线路214，并于形成每一层介电层212的之前，于部分增层线路214上方及每一层介电层212上利用电镀方式形成电性连接至每一层增层线路214的侧边电性连接垫210b～210c，以形成包括多个介电层212、导电盲孔213和增层线路214垂直堆叠而成的增层线路结构216(为了方便显示，本发明实施例仅显示由两层介电层212构成的增层线路结构216)，并使侧边电性连接垫210b～210c横向延伸至增层线路214的外侧(靠近电路基板200的侧面330)。如图5和图6所示，值得注意的是，增层线路结构216的增层线路214并未形成于侧边电性连接垫210a的正上方。在本发明一实施例中，侧边电性连接垫210a～210c可具有相同的材质和厚度。

接着，请参考图7，可利用涂布、印刷、贴覆、压合等方式，于增层线路结构216上形成绝缘层218，且可利用激光钻孔(laser drilling)、等离子体蚀刻或影像转移等开环工艺，于绝缘层218中选择性形成多个开口220，并暴露出部分增层线路214。在本发明实施例中，绝缘层218可包括例如绿漆的防焊材料，或可为包括聚亚酰胺(polyimide)、ABF膜(ajinomoto build-up film)或聚丙烯(polypropylene，PP)的绝缘材料，其可保护其下的导电盲孔213和增层线路214不被氧化或彼此短路。另外，穿过绝缘层218的开口220可提供后续预焊锡凸块的形成位置。

接着，请参考图8，可利用刀具切割或其他机械加工方式，沿切割线SC切割电路基板200以移除多余的材料并使侧边电性连接垫210a～210c的表面平整，经过上述工艺之后，可形成一表面平整侧边电性连接垫210a～210c。

图11是显示图8的电路板的侧视图(即侧边电性连接垫的210a～210c上视图)。在本发明实施例中，侧边电性连接垫210a～210c可做为内层线路204和增层线路214的导电垫(pad)。如图11所示，可由图3所示的图案化光致抗蚀剂层208的尺寸和厚度来决定侧边电性连接垫210a～210c的线宽X和厚度Y，而图3所示的图案化光致抗蚀剂层208的尺寸或介电层212的厚度可决定侧边电性连接垫210a～210c的间距。因此，侧边电性连接垫210a～210c的尺寸可以受到精准的控制，且可缩小至与内层线路204和增层线路214大致相同的等级。

接着，请参考图9，可利用沉积及图案化工艺，分别于侧边电性连接垫210a～210c的末端410a～410c上和从开口220底面暴露出来的增层线路214上形成金属保护层222。在本发明实施例中，金属保护层222的材质可包括镍、金、锡、铅、铝、银、铬、钨、钯或其组合或上述的合金，其可增加后续形成的预焊锡凸块与侧边电性连接垫210a～210c及增层线路214的粘着力。

接着，请参考图10，可利用沉积、图案化工艺或印刷/植球工艺，于金属保护层222上形成预焊锡凸块224，以使预焊锡凸块224分别连接至侧边电性连接垫210a～210c的末端410a～410c。在本发明实施例中，预焊锡凸块224的材质可包括镍、金、锡、铅、铜、铝、银、铬、钨、硅或其组合或上述的合金。另外，可选择性于绝缘层218上架设具有开环的印刷模版，其中上述开环的位置大致对准开口220的位置。之后，将锡膏刮入或挤入印刷模版的开环中，使位于印刷模版开环内的绝缘层218表面和开口220均被锡膏覆盖。再利用回焊方式，使绝缘层218表面上和开口220中的锡膏熔融为一球体，以于开口220中形成例如锡球的预焊锡凸块226，其中预焊锡凸块226电性连接到增层线路结构216。经过上述工艺之后，形成本发明实施例的侧边封装型印刷电路板500。

在本发明另一实施例中，侧边电性连接垫210a～210c的末端410a～410c可通过如图9所示金属保护层222直接与电容或芯片的电子元件电性连接，因此不须形成如图10所示的预焊锡凸块224。或者，在本发明又另一实施例中，侧边电性连接垫210a～210c的末端410a～410c上可直接设置如图10所示的预焊锡凸块224以与电容或芯片的电子元件电性连接，因此不须形成如图9所示的金属保护层222。

图12为本发明实施例的侧边封装型印刷电路板500与电子元件的电路板侧面封装示意图。如图12所示，可以将例如电容的电子元件600或例如芯片的电子元件610设置于侧边封装型印刷电路板500的侧面区域，可多达四个侧面区域。由于本发明实施例的侧边封装型印刷电路板500可将对外的电性连接垫整合至其侧面区域，大幅缩小电性连接垫的尺寸和间距，因此侧边封装型印刷电路板500的侧面区域上可设置更多的电子元件或芯片，以达到高密度封装的要求。

本发明实施例的侧边封装型印刷电路板500通过横向连接至内层线路的侧边电性连接垫(其做为导电垫)，其与内层线路位于同一增层中，因而可将电路基板的导电路径横向延伸至印刷电路板的侧面，因此，可于印刷电路板的侧面区域设置预焊锡凸块，可大幅缩小预焊锡凸块的尺寸和间距，且可精准控制预焊锡凸块的位置。另外，可由光刻工艺决定侧边电性连接垫的线宽X和厚度Y，且可由介电层的厚度决定侧边电性连接垫的间距。因此，可以随意控制预焊锡凸块间距，例如可将公知的预焊锡凸块间距由150μm直接跳缩至20μm，甚至可达14μm。再者，电子元件或芯片沿垂直于侧边电性连接垫的线宽X和厚度Y的方向设置于印刷电路板的侧面，热膨胀值变化较小，因此可达到更精确的封装尺寸及良好的可靠度。相较于公知的印刷电路板，本发明实施例的侧边封装型印刷电路板500的四个侧面皆可做为封装面，因此印刷电路板的封装面可高达六个(包括电路板的晶片侧、载球侧及其四个侧面)，可依需求于印刷电路板的四个侧面设置不同功能的电子元件，达到高密度封装的要求。

虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种侧边封装型印刷电路板，包括：

一电路基板，其具有彼此相邻的一表面和一侧面；

一内层线路，覆盖该电路基板的部分该表面；以及

一第一侧边电性连接垫，电性连接至该内层线路，其中该第一侧边电性连接垫与该内层线路位于同一增层中。

2.如权利要求1所述的侧边封装型印刷电路板，还包括：

一增层线路，设置于该内层线路上，且电性连接至该内层线路；以及

一第二侧边电性连接垫，电性连接至该增层线路，其中该第二侧边电性连接垫与该增层线路位于同一增层中。

3.如权利要求2所述的侧边封装型印刷电路板，还包括：

一抗焊绝缘层，设置于该增层线路上，其中该抗焊绝缘层具有一开口；

一金属保护层，设置于该开口的一底面上；以及

一预焊锡凸块，设置于该金属保护层上。

4.如权利要求1所述的侧边封装型印刷电路板，还包括一介电层，同时覆盖该第一侧边电性连接垫与该内层线路。

5.如权利要求4所述的侧边封装型印刷电路板，其中该第一和第二侧边电性连接垫通过该介电层彼此垂直隔开，且该内层线路和该增层线路通过该介电层彼此垂直隔开。

6.如权利要求2所述的侧边封装型印刷电路板，其中该第一侧边电性连接垫的厚度大于该内层线路的厚度，且第二侧边电性连接垫的厚度大于该增层线路的厚度。

7.如权利要求2所述的侧边封装型印刷电路板，还包括多个金属保护层，设置于该第一和第二侧边电性连接垫平行于该侧面的末端上。

8.如权利要求2所述的侧边封装型印刷电路板，其中该电路基板靠近该侧面的部分该表面从该内层线路暴露出来，且该第一侧边电性连接垫和该第二侧边电性连接垫位于从该内层线路暴露出来并靠近该侧面的该电路基板的部分该表面的上方。

9.如权利要求2所述的侧边封装型印刷电路板，其中该第一侧边电性连接垫横向延伸至该内层线路的外侧，且该第二侧边电性连接垫横向延伸至该增层线路的外侧。

10.如权利要求2所述的侧边封装型印刷电路板，还包括多个预焊锡凸块，设置于该第一和第二侧边电性连接垫平行于该侧面的末端上。

11.如权利要求7所述的侧边封装型印刷电路板，还包括多个预焊锡凸块，设置于该第一和第二侧边电性连接垫平行于该侧面的末端上。