CN102683219A - 多层基板表面处理层结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明多层基板表面处理层结构包含一焊垫层、至少一包覆金属层以及一防焊层。焊垫层内嵌于一介电层。包覆金属层用以包覆焊垫层，防焊层则具有一裸露包覆金属层的开孔。本发明先形成包覆金属层于焊垫层表面后，再形成防焊层，之后再在包覆金属层的位置对防焊层进行开孔，裸露包覆金属层。因本发明的焊垫层内嵌于介电层，能增加焊垫层与介电层间的附着力。同时因防焊层覆盖包覆金属层的一部分，能避免封装时锡材或其它焊剂与焊垫层的接触。

Description

多层基板表面处理层结构及其制造方法
技术领域
本发明是关于一种多层基板表面处理层结构及其制造方法，且特别是有关于一种软性多层基板的表面处理层结构及其制造方法。
背景技术
现有的多层基板表面处理(surface finish)可分为两大类：焊垫层定义(Pad Definition)方式以及防焊层定义(Solder Mask Definition)方式。
图1所示的现有技术是以焊垫层定义方式进行表面处理的表面处理层结构(Surface Finish Structure)。该现有技术是在一介电层上形成焊垫层(Pad)101后，涂布一防焊层104 (Solder Mask)。接着，在焊垫层101的位置进行开孔，为清除焊垫101层上残余的胶渣，会有一去胶渣(Descum)的步骤。最后，再在焊垫层101上形成镍材金属层102以及金材金属层103。
图2所示的现有技术是以防焊层定义方式进行表面处理的表面处理层结构。在一介电层上形成焊垫层101后，涂布一层防焊层104。接着，在焊垫层101的位置进行开孔，为清除焊垫层101上残余的胶渣，会有一去胶渣的步骤。最后，再在焊垫层101上形成镍材金属层102以及金材金属层103等包覆金属层。与焊垫层定义方式不同的是，焊垫层定义方式的开孔面积包含焊垫层101所占的全部面积，而防焊层定义方式则使防焊层104覆盖焊垫层101的一部分。
无论是前述焊垫层定义或是防焊层定义的方式，均必须在涂布防焊层104及进行开孔后，再进行形成若干包覆金属层的步骤。当后续将元件封装在一般以铜为材质的焊垫层101时，会使用锡材或其它焊剂等，来黏结封装该元件与焊垫层101。然而，由于锡材或其它焊剂与铜的接触会产生互熔的现象，因此包覆金属层的目的是避免锡材或其它焊剂与铜的接触。然而，前述焊垫层定义或是防焊层定义的方式，由于环境所存在的湿气或者因包覆金属层与介电层、防焊层为相异的材质，产生的应力的缘故，在图1或图2中箭头所指之处均有脱层的可能性，而使锡材或其它焊剂与焊垫层101接触，产生互熔产生介金属化合物(IMC)，导致接点结构脆弱、产品可靠度降低。
此外，无论是焊垫层或是防焊层定义的方式，由于焊垫层101均形成于介电层表面上，均有焊垫层101剥离或脱层的可能，使封装可靠度降低。
因此，如果在进行封装时，能避免锡材或其它焊剂与焊垫层的接触，并强化焊垫层对下方介电层的附着，即可提高封装可靠度以及封装产品产出的良率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多层基板表面处理层结构及其制造方法，其将焊垫层内嵌于介电层，能避免焊垫层的剥离或脱层，提高封装可靠度。
本发明的另一目的在于提供一种多层基板表面处理层结构及其制造方法，其在形成防焊层前，先制作包覆金属层，当进行封装时，能避免锡材或其它焊剂与焊垫层的接触，提高封装可靠度。
为实现上述或是其它目的，本发明采用如下技术方案：本发明多层基板表面处理层结构包含一焊垫层、至少一包覆金属层以及一防焊层。本发明的焊垫层内嵌于多层基板的一介电层，包覆金属层用以包覆焊垫层。防焊层具有一裸露包覆金属层的开孔。本发明先形成包覆金属层于焊垫层表面后，再形成防焊层，之后再在包覆金属层的位置对防焊层进行开孔，裸露包覆金属层。
在本发明的焊垫层也可以形成于一介电层的表面，但仍先在焊垫层表面形成包覆金属层后，再形成防焊层。之后，再于包覆金属层的位置对防焊层进行开孔，裸露包覆金属层。
本发明也提供一种制造一多层基板的表面处理层结构的方法，本发明的制造方法包含下列步骤：
在焊垫层的表面形成包覆金属层，包覆金属层完全覆盖于焊垫层；
形成防焊层在多层基板具有焊垫层的表面；以及 
在包覆金属层的位置对防焊层进行开孔，裸露包覆金属层。本发明的焊垫层内嵌于多层基板的一介电层的表面，或者，形成于多层基板的一介电层的表面。
本发明的多层基板表面处理层结构因将焊垫层内嵌于介电层，能增加焊垫层与介电层间的附着力，使焊垫层与介电层不易脱层分离(Delamination)，加强可靠度。且于形成防焊层前，先制作包覆金属层作为锡材或其它焊剂与焊垫层间的阻障层(Barrier Layer)，即使由于环境所存在的湿气，或者包覆金属层与介电层、防焊层间的应力，导致包覆金属层与介电层，或包覆金属层与防焊层间发生脱层时，仍能确保阻隔锡材或其它焊剂与焊垫层间的接触，而能提高封装可靠度。
为让本发明之上述和其它目的、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
图1是现有技术以焊垫层定义(Pad Definition)方式的表面处理层(Surface Finish)结构。
图2是现有技术以防焊层(Solder Mask Definition)定义方式的表面处理层结构。
图3是本发明多层基板表面处理层结构第一实施例的示意图。
图4是本发明多层基板表面处理层结构第二实施例的示意图。
图5是本发明多层基板表面处理层结构第三实施例的示意图。 
图6是本发明多层基板表面处理层结构第四实施例的示意图。
图7A至图7E是依据本发明制造第一实施例多层基板表面处理层结构的方法流程图。
图8A至图8E是依据本发明制造第三实施例多层基板表面处理层结构的方法流程图。
具体实施方式
图3所示的是本发明多层基板表面处理层结构的第一实施例的示意图。本发明的一焊垫层301(Pad)内嵌于一介电层。该介电层的材质可以是聚酰亚胺。并且本发明的第一实施例先在焊垫层301上形成若干包覆金属层，即镍材包覆金属层302以及金材包覆金属层303。再形成一防焊层304，然后在金材包覆金属层303的位置对防焊层304进行开孔，裸露金材包覆金属层303，并且使防焊层304覆盖镍材包覆金属层302以及金材包覆金属层303的一部分。
由于焊垫层301内嵌于介电层，能增加焊垫层301与介电层间的附着力，使焊垫层301与介电层不易脱层分离(Delamination)，加强可靠度。并且，以防焊层定义(Solder Mask Definintion)的方式，使防焊层304覆盖镍材包覆金属层302、金材包覆金属层303的一部分，确保当镍材包覆金属层302、金材包覆金属层303因湿气或应力，而与防焊层304间或介电层间发生脱层时，仍能阻隔锡材或其它焊剂与焊垫层301之间的接触，而能提高封装可靠度。
图4所示的是本发明多层基板表面处理层结构第二实施例的示意图。与第一实施例相同，本发明的一焊垫层401内嵌于一介电层。此第二实施例属防焊层定义的方式，因此，在形成一防焊层404后，在焊垫层401的位置对防焊层404进行开孔，裸露焊垫层401，且防焊层404覆盖焊垫层401的一部分。再在焊垫层401上，形成若干包覆金属层，即镍材包覆金属层402以及金材包覆金属层403。
与图2所示的现有技术技术不同的是，由于焊垫层401内嵌于介电层，能增加焊垫层401与介电层间的附着力，使焊垫层401与介电层不易脱层分离，加强可靠度。
图5所示为本发明多层基板表面处理层结构第三实施例的示意图。与第一实施例相同，本发明多层基板表面处理层结构的一焊垫层501内嵌于一介电层。此第三实施例属于焊垫层定义(Pad Definition)的方式，因此，本实施例可先在焊垫层501上，形成若干包覆金属层，即镍材包覆金属层502以及金材包覆金属层503。接着，形成一防焊层504，然后在焊垫层501的位置对防焊层504进行开孔，裸露金材包覆金属层503，并且开孔的面积包含且大于焊垫层501所占的面积。或者，本实施例也可先形成防焊层504，在焊垫层501的位置对防焊层504进行开孔后，再形成镍材包覆金属层302以及金材包覆金属层303。
与图1所示的现有技术不同的是：由于焊垫层301内嵌于介电层，能增加焊垫层与介电层间的附着力，使焊垫层与介电层不易脱层分离，加强可靠度。
图6所示为本发明多层基板表面处理层结构第四实施例的示意图。一焊垫层601，形成在一介电层的表面。在第四实施例中，本发明先在焊垫层601上，形成若干包覆金属层，即镍材包覆金属层602以及金材包覆金属层603。再形成一防焊层604后，在金材包覆金属层603的位置对防焊层604进行开孔，裸露金材包覆金属层603，且防焊层604覆盖镍材包覆金属层602以及金材包覆金属层603的一部分。
由于本发明使防焊层604覆盖镍材包覆金属层602、金材包覆金属层603的一部分，确保当镍材包覆金属层602、金材包覆金属层603与防焊层604或介电层间发生脱层时，仍能阻隔锡材或其它焊剂与焊垫层601间的接触，从而能提高封装可靠度。
图7A至7E所示的是依据本发明制造图3所示的第一实施例多层基板表面处理层结构的方法流程图。图7A表示在一载板700的表面先形成焊垫层301，以进行一附着强化处理305，例如：一氧气或氩气电浆制程处理。图7B表示形成一介电层702，完全覆盖载板700。图7C表示将介电层702与焊垫层301从载板表面700分离并上下翻转后，在焊垫层301的表面形成镍材包覆金属层302以及金材包覆金属层303，用以包覆焊垫层301。图7D表示形成一防焊层304，完全覆盖金材包覆金属层303以及介电层702。图7E表示在镍材包覆金属层302以及金材包覆金属层303的位置对防焊层304进行开孔，裸露金材包覆金属层303，使防焊层304覆盖金材包覆金属层303的一部分，即能实现焊垫层301内嵌于介电层702的表面处理层结构，且防焊层304覆盖金材包覆金属层303一部分的结构。而在本发明图5所示的第三实施例中，也可用相同的方法形成焊垫层501，在图7E中进行开孔时，使开孔的面积包含且大于焊垫层301所占的面积即可。如果要形成本发明图4所示的第二实施例中焊垫层401，则可将图7C与图7D的步骤顺序调换，即先形成防焊层304并开孔，使防焊层304覆盖焊垫层301的一部分后，再形成镍材包覆金属层302以及金材包覆金属层303即可。
图8A至图8E所示的是依据本发明制造图5所示的第三实施例多层基板表面处理层结构的方法流程图。图8A表示在一载板800的表面先形成防焊层504。图8B表示在防焊层504的表面，先形成焊垫层501，再形成一介电层802，焊垫层501与介电层802之间可进行一附着强化处理505，例如：一氧气或氩气电浆制程处理。图8C表示将防焊层504自载板800的表面分离并上下翻转，使防焊层504朝上，以对防焊层504进行开孔。图8D表示在内嵌焊垫层501的位置对防焊层504进行开孔，裸露焊垫层501，使图8D中开孔的面积包含且大于焊垫层501所占的面积。图8E表示在焊垫层501的表面形成镍材包覆金属层502以及金材包覆金属层503，用以包覆焊垫层501。即能实现焊垫层501内嵌在介电层802的表面处理层结构。而在本发明第4图所示的第二实施例中，也可用相同的方法形成焊垫层401，在图8D中进行开孔时，使防焊层504覆盖焊垫层501的一部分即可。
并且，在前述本发明第一实施例至第四实施例中，均可在焊垫层301、401、501以及601与介电层之间施以一接口附着强化处理305、405、505以及605，以增加焊垫层301、401、501以及601与介电层间的附着强度。能更进一步避免焊垫层301、401、501以及601的剥离或脱层。
总而言之，由于本发明利用载板制造内嵌于介电层之焊垫层，能增加焊垫层与介电层间的附着力，避免焊垫层的剥离或脱层，加强可靠度。同时由于形成防焊层前，先制作包覆金属层的制程，使防焊层覆盖包覆金属层的一部分，确保当包覆金属层因湿气或应力，而与防焊层或介电层间发生脱层时，仍能阻隔锡材或其它焊剂与焊垫层间的接触，而能提高封装可靠度。因此，能提高多层基板封装的可靠度以及封装产品产出的良率。

Claims (12)

1.一种多层基板的表面处理层结构的制造方法，该制造方法包含下列步骤：
于一载板表面形成一焊垫层；
于该焊垫层上形成一介电层，以将该焊垫层内嵌于该介电层内；
将该焊垫层和该介电层从该载板表面分离；
在该焊垫层的表面形成至少一包覆金属层，该包覆金属层完全覆盖于该焊垫层；
形成一防焊层在该多层基板具有该焊垫层的表面；以及 
在该包覆金属层的位置对该防焊层进行开孔，裸露该包覆金属层。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：该防焊层覆盖该包覆金属层的一部分。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：在该防焊层所开孔的面积包含该包覆金属层所占的全部面积。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：在于该焊垫层上形成该介电层的步骤前，还包括在该焊垫层与该介电层表面间施以一介面附着强化处理的步骤，以增加该焊垫层与该介电层的附着强度。
5.一种多层基板的表面处理层结构的制造方法，该制造方法包含下列步骤：
于一载板表面形成一焊垫层；
于该焊垫层上形成一介电层，以将该焊垫层内嵌于该介电层内；
将该焊垫层和该介电层从该载板表面分离；
形成一防焊层在该多层基板具有该焊垫层的表面；
在对应该焊垫层的位置对该防焊层进行开孔，以裸露该焊垫层；以及
于该焊垫层的表面形成至少一包覆金属层，其用以包覆该焊垫层。
6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：该防焊层覆盖该焊垫层的一部分。
7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：在该防焊层所开孔的面积包含该焊垫层所占的面积。
8.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：在于该焊垫层上形成该介电层的步骤前，还包括在该焊垫层与该介电层表面间施以一介面附着强化处理的步骤，以增加该焊垫层与该介电层的附着强度。
9.一种多层基板的表面处理层结构的制造方法，该制造方法包含下列步骤：
于一载板表面形成一防焊层；
于该防焊层上形成一焊垫层；
于该焊垫层上形成一介电层，以将该焊垫层内嵌于该介电层内；
将该防焊层以及该焊垫层和该介电层从该载板表面分离；
在该多层基板的该介电层的表面所内嵌的该焊垫层的位置对该防焊层进行开孔，以裸露该焊垫层；以及
于该焊垫层的表面形成至少一包覆金属层，其用以包覆该焊垫层。
10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于：该防焊层覆盖该焊垫层的一部分。
11.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于：在该防焊层所开孔的面积包含该焊垫层所占的面积。
12.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于：在于该焊垫层上形成该介电层的步骤前，还包括在该焊垫层与该介电层表面间施以一介面附着强化处理的步骤，以增加该焊垫层与该介电层的附着强度。
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