CN1264393C - 选择性电镀法 - Google Patents

Abstract

一种选择性电镀法，适用于一线路基板。首先，在线路基板的顶面及底面形成图案化的二掩模层，且二掩模层分别暴露出线路基板顶面的第一接合垫及线路基板底面的第二接合垫及其周围的局部的电镀种子层。接着，通过线路基板底面的电镀种子层及其内部线路，以电镀的方式分别在第一接合垫及第二接合垫的表面形成金属层。之后，移除二掩模层。然后，在线路基板顶面形成一保护层，并在移除线路基板的底面暴露出电镀种子层之后，移除保护层。最后，分别在线路基板的顶面及底面形成图案化防焊层。

Description

选择性电镀法

技术领域

本发明涉及一种电镀法，特别是涉及一种选择性电镀法，用以在线路基板的二面的接合垫形成金属层。

背景技术

近年来随着电子工业的生产技术的突飞猛进，印刷电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)的出现，使得印刷电路板几乎已取代原有的导线焊接组件系统，再加上印刷电路板可搭载各种体积精巧的电子零件，所以印刷电路板目前已广泛地应用于电子工业。随着集成电路(IC)及计算机系统的相继问世，电路的设计越来越复杂及精细，因此，单面板型态的印刷电路板将无法提供足够的连接线路，使得双面板及多层板型态的印刷电路板相继出现。就芯片封装领域而言，印刷电路板除可作为计算机系统的主机板(main board)以外，具有微细线路(fine circuit)的印刷电路板还可作为芯片封装用的线路基板。

现有的线路基板通常具有多层图案化导电层、至少一绝缘层及多个导电孔道，其中绝缘层配置于相邻的二导电层之间，而这些导电孔道则贯穿绝缘层，用以电连接位于绝缘层的上下两面的导电层。因此，芯片可通过覆晶接合(flip chip bonding)或打线接合(wire bonding)等方式，而电连接至线路基板的顶面，再间接地经由线路基板的内部线路及其底面的接点(例如导电球或针脚等)，而进一步地电连接至外界的电子装置。

就打线接合及球格阵列(Wire Bonding/Ball Grid Array，WB/BGA)型态的芯片封装体而言，线路基板的顶面的图案化导电层通常会形成多个接合垫，用以分别电连接多条导线的末端，而线路基板的底面的图案化导电层也会形成多个接合垫，用以分别电连接多颗导电球。值得注意的是，由于图案化导电层的常用材料为铜，为了避免铜材质的接合垫发生氧化，且为了提高打导线的末端连接至接合垫的合格率及可靠度，所以在这些接合垫的表面均会电镀形成一金属层，例如一镍金层(Ni/Au layer)。

为了在线路基板的两面的接合垫形成一金属层，通常是将电镀线(plating line)形成于线路基板的周围，并形成多条电镀短线段(plating stub)来分别电连接这些接合垫及上述的电镀线，使得线路基板的这些接合垫能够经由上述的电镀线及电镀短线段来提供电镀用的电流，以便于在这些接合垫的表面电镀形成一金属层。然而，这样的作法将会在线路基板的表面残留许多电镀短线段。值得注意的是，这些电镀短线段将会占领线路基板的布线面积，因而导致线路基板的布线密度无法有效地提高。此外，这些电镀短线段更会干扰到信号在线路基板上的传输，因而降低线路基板的整体电性效能。

除了在线路基板的表面形成多条电镀线及多条电镀短线段，用以在线路基板的这些接合垫表面之外形成金属层，为了使得这些接合垫不经由电镀线及电镀短线段来提供电镀用的电流，现有技术更发展出一种选择性电镀法，其关键必须在线路基板的两面分别形成一电镀种子层，并且在图案化这些电镀种子层以后，将使线路基板的两面的这些接合垫能够经由电镀种子层来提供电镀用的电流。然而，由于现有的选择性电镀法必须形成两电镀种子层，并且在图案化及后续移除这些电镀种子层需要相当多的步骤，如此将导致采用现有的选择性电镀法的线路基板制程需要较长的周期及较高的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种选择性电镀法，用以形成金属层于线路基板的二面的接合垫。

为达本发明的上述目的，本发明提出一种选择性电镀法，适用于一线路基板。首先，形成图案化的二掩模层于线路基板的顶面及底面，且二掩模层分别暴露出线路基板的顶面的第一接合垫及线路基板的底面的第二接合垫及其周围的局部的电镀种子层。接着，通过线路基板的底面的电镀种子层及其内部线路，以电镀的方式分别形成金属层于第一接合垫及第二接合垫的表面。之后，移除二掩模层。然后，形成一保护层于线路基板的顶面，并在移除线路基板的底面暴露出的电镀种子层之后，移除保护层。最后，分别于线路基板的顶面及底面形成图案化防焊層。

基于上述，本发明是在线路基板未形成防焊層之前，经由线路基板的底面的电镀种子层及其内部线路，来提供电流至线路基板的顶面及底面的这些接合垫，并利用电镀的方式将金属层形成在线路基板的两面的接合垫表面。因此，在不提供现有的电镀线及电镀短线段来电连接线路基板的顶面及底面的接合垫的情况，或是无需现有的双电镀种子层的情况之下，本发明仍可经由单一电镀种子层，并利用电镀的方式将金属层形成在线路基板的两面的接合垫表面。

附图说明

图1A～图1G为本发明的第一实施例的选择性电镀法，其应用于一线路基板的示意图；

图2A～图2G为本发明的第二实施例的选择性电镀法，其应用于一线路基板的示意图。

具体实施方式

第一实施例

请参考图1A～图1G，其依序绘示本发明的第一实施例的选择性电镀法，其应用于一线路基板的示意图。

如图1A所示，线路基板102的两面分别具有一图案化导电层(未标示)，其在线路基板102的顶面形成多个线路105及多个接合垫104(仅绘示其二)，以及在线路基板102的底面形成多个线路(未绘示)及多个接合垫106(仅绘示其一)。另外，在以电镀法来制作下方的这些接合垫106的过程中，一电镀种子层110将会残留于线路基板102的底面，故电镀种子层110将位于线路基板102的底面及接合垫106之间。

如图1B所示，分别形成图案化的掩模层114及图案化的掩模层116于线路基板102的顶面及底面，其中掩模层114的开口114a暴露出这些接合垫104，而掩模层116的开口116a则暴露出接合垫106及其周围的局部的电镀种子层110，换言之，掩模层114并未覆盖这些接合垫104，而掩模层116则未覆盖接合垫106及其周围的局部的电镀种子层110。此外，上述掩模层114及掩模层116的材质均例如是光致抗蚀剂。

如图1C所示，由于接合垫104经由线路基板102的内部线路(未绘示)，来电连接接合垫106，所以可经由线路基板102的底面的电镀种子层110及线路基板102的内部线路(未绘示)，将电镀用的电流提供至线路基板102的顶面的接合垫204，故可以电镀的方式，分别形成金属层104a及金属层106a于这些接合垫104及接合垫106所暴露出的表面，其包括接合垫104及接合垫106的顶面及侧面。值得注意的是，当这些接合垫104及接合垫106的材质为铜时，这些金属层104a及金属层106a将可分别预防这些接合垫104及接合垫106的表面发生氧化，且有助于提高这些接合垫104及接合垫106与接点(例如导线或导电球)的接合合格率及可靠度，其中这些金属层104a及金属层106a例如为镍金层。

如图1D所示，移除图案化的掩模层114及掩模层116，而暴露出线路基板102的顶面、电镀种子层110、第一接合垫104的金属层104a及第二接合垫106的金属层106a。之后，如图1E所示，在线路基板102的顶面形成一保护层118，且保护层118全面性地覆盖这些接合垫104，其中保护层118更覆盖这些金属层104a。值得注意的是，由于保护层118仅需覆盖住接合垫104，用以防止接合垫104及电镀种子层108在下一步骤中受到蚀除，所以保护层112的材质不一定需要是光致抗蚀剂。接着，以快速蚀刻的方式，移除暴露于接合垫106之外的局部电镀种子层110。最后，如图1F所示，移除保护层118，而暴露出这些接合垫104及其金属层104a。

如图1G所示，形成图案化的防焊層120及图案化的防焊層122分别于线路基板102的两面，用以保护位于线路基板102的顶面的多个线路105(如图1F所示)，以及保护位于线路基板102的底面的多个线路(未绘示)，其中防焊層120的开口120a暴露出这些接合垫104，而防焊層122的开口122a则暴露出这些接合垫106。

本发明的第一实施例是经由在制作线路基板底面的接合垫时所残留的电镀种子层，并经由线路基板的内部线路，来同时提供电镀用的电流至线路基板两面的接合垫，用以将金属层电镀至线路基板两面的接合垫表面。

第二实施例

虽然本发明的第一实施例是利用在制作线路基板底面的接合垫时所残留的电镀种子层，但是未必每种线路基板的制作过程在制作接合垫时都会残留电镀种子层，故在线路基板没有残留的电镀种子层的情况之下，本发明的第二实施例将改采额外地将电镀种子层形成至线路基板的底面，并覆盖线路基板的底面的接合垫，来同时提供电镀用的电流至线路基板的两面的接合垫，用以将金属层电镀至线路基板两面的接合垫表面。

请参考图2A～图2G，其依序绘示本发明的第二实施例的选择性电镀法，其应用于一线路基板的示意图。

如图2A所示，线路基板202的两面分别具有一图案化导电层(未标示)，其在线路基板202的顶面形成多个线路205及多个接合垫204(仅绘示其二)，以及在线路基板202的底面形成多个线路(未标示)及多个接合垫206(仅绘示其一)。此外，为了从线路基板202的底面同时提供电镀用的电流至接合垫204及接合垫206，必须预先将一电镀种子层210形成于线路基板202的底面，且电镀种子层210更覆盖接合垫206，其中形成电镀种子层210的方法例如为化学电镀(chemical plating)或溅镀(sputtering)等。

如图2B所示，分别形成图案化的掩模层214及图案化的掩模层216于线路基板202的顶面及底面，其中掩模层214的开口214a暴露出这些接合垫204，而掩模层216的开口216a则暴露出接合垫206及其上方与周围的局部的电镀种子层210，换言之，掩模层214并未覆盖这些接合垫204，而掩模层216则未覆盖接合垫206及其上方与周围的局部的电镀种子层210。值得注意的是，掩模层216的开口216a将限定出要形成于接合垫206表面的金属层(如图2C的组件标号206a)位置。

如图2C所示，由于接合垫204经由线路基板202的内部线路(未绘示)，来电连接接合垫206，所以可经由线路基板202底面的电镀种子层210及线路基板202的内部线路(未绘示)，将电镀用的电流提供至线路基板202顶面的接合垫204，故可以电镀的方式，分别形成金属层204a及金属层206a于这些接合垫204及接合垫206所暴露出的表面，其包括接合垫204及接合垫206的顶面及侧面。

如图2D所示，移除图案化的掩模层214及掩模层216，而暴露出线路基板202的顶面、电镀种子层210、第一接合垫204的金属层204a及第二接合垫206的金属层206a。之后，如图2E所示，在线路基板202的顶面形成一保护层218，且保护层218全面性地覆盖这些接合垫204，其中保护层218更覆盖这些金属层204a。最后，如图2F所示，移除保护层218，而暴露出这些接合垫204及其金属层204a。

如图2G所示，分别在线路基板202的两面形成图案化的防焊層220及图案化的防焊層222，用以保护位于线路基板202顶面的多个线路205(如图2F所示)，以及保护位于线路基板202底面的多个线路(未绘示)，其中防焊層220的开口220a暴露出这些接合垫204，而防焊層222的开口222a则暴露出这些接合垫206。

本发明的第二实施例是在线路基板的两面均无电镀种子层的情况下，可预先形成电镀种子层至线路基板的一面(例如底面)，故可经由此电镀种子层来将电镀用的电流提供至线路基板的两面的接合垫，用以在这些接合垫的表面形成金属层。

综上所述，本发明是在线路基板未形成防焊層之前，经由线路基板底面的单一电镀种子层及线路基板的内部线路，来提供电流至线路基板的顶面及底面的这些接合垫，并利用电镀的方式将金属层形成在线路基板两面的这些接合垫表面。因此，本发明至少具有下列优点：

(1)由于本发明无需现有的电镀线及电镀短线段来电连接线路基板顶面的接合垫，并可经由单一电镀种子层及线路基板的内部线路，且以电镀的方式将金属层形成在线路基板两面的接合垫表面，所以采用本发明的线路基板将可获得较大的布线空间及较高的布线密度。

(2)由于本发明无需现有的电镀线及电镀短线段来电连接线路基板顶面的接合垫，并可经由单一电镀种子层及线路基板的内部线路，且以电镀的方式将金属层形成在线路基板两面的接合垫表面，使得采用本发明的线路基板将不会残留有上述的电镀短线段来干扰信号的传输，所以采用本发明的线路基板将具有较佳的电效能。

(3)相比较于现有的选择性电镀法必须形成两电镀种子层及其所衍生出的步骤及成本，由于本发明仅需单一电镀种子层及搭配线路基板的内部线路，即可提供电镀用的电流至线路基板的两面的接合垫，且以电镀的方式将金属层形成在线路基板的两面的接合垫表面，所以本发明将可有效地降低线路基板的制作工工艺的周期及成本。

虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作一些的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (4)

1.一种选择性电镀法，包括：

提供一线路基板，其中该线路基板具有一电镀种子层、至少一第一接合垫及至少一第二接合垫，而该第一接合垫配置于该线路基板的一第一面，且该电镀种子层及该第二接合垫配置于该线路基板的对应于该第一面的一第二面，而该第一接合垫电连接于该第二接合垫；

形成图案化的一第一掩模层及图案化的一第二掩模层分别于该线路基板的该第一面及该第二面，其中该第一掩模层未覆盖该第一接合垫，而该第二掩模层未覆盖该第二接合垫及其周围的局部的该电镀种子层；

电镀一第一金属层及一第二金属层分别于该电镀种子层、该第一接合垫及该第二接合垫所暴露出的表面；

移除该第一掩模层及该第二掩模层；

形成一保护层于该线路基板的该第一面，且该保护层还覆盖该第一金属层；

移除暴露出的的该电镀种子层；

移除该保护层；以及

在该线路基板的该第一面及该第二面分别形成一图案化防焊层。

2.如权利要求1所述的选择性电镀法，其中移除暴露出的局部的该电镀种子层的方法包括快速蚀刻。

3.如权利要求1所述的选择性电镀法，其中该电镀种子层位于该线路基板的该第二面及该第二接合垫之间。

4.如权利要求1所述的选择性电镀法，其中该电镀种子层覆盖该线路基板的该第二面及该第二接合垫。

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