TW200945528A - Wiring board having solder bump and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
200945528 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有銲接凸塊之配線基板及其製造方 法。 【先前技術】 先前,已知一種配線基板(半導體封裝),其在搭載電 子零件用之銲墊上形成有銲接凸塊。此種配線基板具有球 柵陣列(BGA)、針柵陣列(PGA)等各種的類型。另外,對於 〇 該等配線基板所具備之銲接凸塊,能以倒晶方式高密度地 裝配電子零件。又,銲接凸塊係藉由例如、印刷法或銲球 法等所形成。所謂印刷法,即在採用具有複數個開口部之 金靥遮罩將銲膏印刷於配線基板上面之銲墊上後,藉由回 (re flow)銲來形成銲接凸塊的方法。所謂銲球法,即在銲墊 上配置銲球並進行回銲,藉以形成銲接凸塊的方法。又, 在此種之配線基板中,以被覆配線基板上面之方式形成抗 〇 銲劑’並在此抗銲劑上設有使銲墊露出之複數個開口部。 通常,抗銲劑之各開口部的開口口徑均相等,但亦有 開口口徑依配線基板之規格而異的情況。又,若是印刷法 的話’可藉由配合抗銲劑之開口部來改變金屬遮罩之開口 部的開口口徑,而形成銲接凸塊。然而,在間距狹窄之情 況時,印刷法卻具有不容易形成銲接凸塊的缺點,所以, 提出了各種藉由銲球法來形成銲接凸塊的技術(例如,參照 專利文獻1)。在專利文獻1記載之習知技術中,形成有抗 200945528 銲劑’其具有第1開口部、及開口口徑比第1開口部還大 的第2開口部’且在第1開口部內配置第1銲球,在第2 開口部內配置粒徑比第1銲球還大的第2銲球。 [專利文獻1]日本特開2007-281369號公報(第2A圖〜 第2K圖等) 【發明內容】 (發明所欲解決之課題) 在專利文獻1記載之習知技術中,需要以下等步驟, 亦即,在抗銲劑上配置被覆第2開口部的第1遮罩之狀態 下,在第1開口部內配置第1銲球的步驟;或是在抗銲劑 上配置被覆第1開口部的第2遮罩之狀態下,在第2開口 部內配置第2銲球的步驟。其結果,造成形成銲接凸塊所 需的工時增大,進而招致製造成本的增加。而且,在專利 文獻1記載之習知技術中,對應於具有開口口徑相異之2 種類的開口部的抗銲劑,而使用粒徑相異之2種類的銲 φ 球,所以,會使各個銲接凸塊產生高度不一致。結果可能 在配線基板與電子零件之間產生連接不良。 本發明係鑒於上述課題而提出並完成者,其第1目的 在於,提供一種具有銲接凸塊之配線基板,其可提高與其 他零件之連接可靠度。其第2目的在於,提供一種具有銲 接凸塊之配線基板的製造方法,其可提高與其他零件之連 接可靠度,而且可減少形成銲接凸塊所需的工時。 (解決課題之手段) t 200945528 作爲解決上述課題用之手段(第1手段),係一種具有 銲接凸塊之配線基板,其特徵爲具備:配線基板本體;金 屬層,其形成於該配線基板本體之表面;抗銲劑,其形成 於該配線基板本體之表面,並具有使該金屬層露出且開口 口徑不同之複數個開口部;及複數個銲接凸塊,其在該複 數個開口部內被配置於該金屬層上;其中,該複數個開口 部係由第1開口部及比該第1開口部之開口 口徑還大的第 2開口部所構成,而配置於該第1開口部內之銲接凸塊的 頂部具有平坦面,同時配置於該第2開口部內之銲接凸塊 的頂部,具有比配置於該第1開口部內之銲接凸塊的頂部 的平坦面面積還小之平坦面、或是不具有該平坦面。 在第1手段之配線基板中,因第1開口部之開口口徑 係比第2開口部的開口口徑還小,所以,在銲接凸塊中從 第1開部之開口端突出的部分之體積,比在銲接凸塊中從 第2開部之開口端突出的部分之體積還大。其結果,配置 於第1開口部內之銲接凸塊的高度,可能會比配置於第2 開口部內之銲接凸塊的高度還高。因此,由於各個銲接凸 塊的高度將不一致,所以可能在銲接凸塊與其他零件之間 發生連接不良。 在此,在第1手段之配線基板中,在配置於第2開口 部內之銲接凸塊的頂部,形成比配置於第1開口部內之銲 接凸塊的頂部平坦面的面積還小之平坦面,或是不形成平 坦面。亦即,將較高之銲接凸塊(配置於第1開口部內之銲 -6- 200945528 接凸塊)的平坦化程度,形成爲比較低之銲接凸塊(配置於 第2開口部內之銲接凸塊)的平坦化程度還大。藉此,即使 抗銲劑具有開口口徑相異之複數個開口部,仍可使各個銲 接凸塊的高度一致,所以,可提高銲接凸塊與其他零件之 連接可靠度。 作爲構成本發明之配線基板用的基板(配線基板本 體),可列舉以樹脂材料或陶瓷材料等爲主體而構成之基板 等。作爲以樹脂材料爲主體而構成之基板的具體例子,包 括EP樹脂(環氧樹脂)基板、PI樹脂(聚醯亞胺樹脂)基板、 BT樹脂(雙馬來醯亞胺-三氮雜苯樹脂)基板、PPE樹脂(聚 苯醚樹脂)基板等。除此之外,亦可使用由該等樹脂與玻璃 纖維(玻璃織布或玻璃不織布)、聚醯胺纖維等之有機纖維 的複合材料所構成之基板。或是,亦可使用由樹脂-樹脂複 合材料所構成之基板等,而該樹脂-樹脂複合材料係使環氧 樹脂等的熱固性樹脂含浸於連續多孔質PTFE等之三維網 φ 眼狀氟系樹脂基材中而得到。另外,作爲以陶瓷材料爲主 體而構成之基板的具體例子,包括由氧化鋁、氮化鋁、氮 化硼、碳化矽、氮化矽等的陶瓷材料所構成之基板等。 該抗銲劑係由具有絕緣性及耐熱性之樹脂所構成,其 被覆配線基板本體而將其隱藏,藉以發揮作爲保護配線基 板本體之保護膜的作用。作爲抗銲劑之具體例子,具有由 環氧樹脂或聚酿亞胺樹脂等所構成之抗銲劑。 又’抗銲劑所具有之複數個開口部的截面形狀,可列 200945528 舉圓形截面、橢圓形截面、三角形截面、長方形截面、正 方形截面等》另外,開口部之「開口口徑」係指開口部之 內徑的最大長度(最大徑)。例如,在開口部爲長方形截面 之情況,以長方形之對角線的長度作爲開口口徑,而在開 口部爲橢圓形截面之情況,以橢圓之長軸的長度作爲開口 口徑。又,在開口部爲隨著從抗銲劑之背面側端部越靠近 抗銲劑之表面側端部逐漸擴大的擂磨缽狀之情況,開口部 之「開口口徑」係指背面側端部之開口口徑的最大長度(最 ❹ 大徑)。 作爲該銲接凸塊之形成材料,銲料合金可根據所搭載 之零件的連接端子等的材質等作適宜之選擇,可列舉 90Pb-10Sn、95Pb-5Sn、40Pb-60Sn 等之 Pb-Sn 系銲料、Sn-Sb 系銲料、Sn-Ag系銲料、Sn-Ag-Cu系銲料、Au-Ge系銲料、 AU-Sn系銲料、Au-Si系銲料等。尤其是以該複數個銲接凸 塊係由無鉛銲料所構成爲較佳。若爲此種構成的話,因銲 φ 接凸塊中不含鉛,所以可減低配線基板對環境之破壞。另 外,雖然無鉛銲料之濕潤性比含鉛銲料差,而有空洞之產 生量較多的傾向,但若將銲接凸塊之頂部粗面化而使其容 易釋放出助銲劑(flux),即可更爲有效地防止空洞之產生。 在此,無鉛銲料可列舉 Sn-Sb系銲料、Sn-Ag系銲料、 Sn-Ag-Cu系銲料、Au-Ge系舞料、Au-Sn系銲料、Au-Si系 銲料等。 又’以配置於該第1開口部內之銲接凸塊的體積,與 200945528 配置於該第2開口部內之銲接凸塊的體積相等爲較佳。若 爲此種構成的話,可由相同之銲接凸塊形成材料來形成配 置於該第1開口部內之銲接凸塊、及配置於該第2開口部 內之銲接凸塊,因而可減低製造成本。 另外,以配置於該第1開口部內之銲接凸塊頂部的共 面性(coplanarity)之測定値爲每 lcm2爲 10# m以下爲較 佳。若爲此種構成的話,可確實且容易地進行銲接凸塊與 其他零件之連接。假設,若共面性之測定値比每lcm2爲10 //m還大,則容易產生各個銲接凸塊之高度不一致,進而 可能產生與其他零件之間的連接不良。 而且,以至少配置於該第1開口部內之銲接凸塊的頂 部被粗面化,且被粗面化後之頂部的表面粗度(Ra)爲0.3从 m以上、5/zm以下爲較佳。若爲此種構成的話,銲接凸塊 內含有之助銲劑,在加熱熔化時進行氣化而被確實地從頂 部釋放至外部。因此,可防止氣化後之助銲劑蓄積於銲接 凸塊內所引起之空洞的產生。假設,若表面粗度(Ra)小於 0.3#m時,則氣化後之助銲劑容易蓄積於銲接凸塊內,使 得容易產生空洞。另一方面,若表面粗度(Ra)大於5 a m時, 則會產生各個銲接凸塊之高度不一致,有可能使共面性之 測定値增大。其結果,恐有銲接凸塊與其他零件的接合強 度降低之虞。另外,因表面粗度(Ra)大於5 μ m,使得在銲 接凸塊之頂部形成深的凹部,所以,恐有蓄積於凹部內的 助銲劑不容易被釋放至外部之虞。 .200945528 在此,本說明書中所述之「共面性」,表示由「日本電 子機械工業會規格EIAJ ED-7304 BGA規定尺寸之測定方 法j所定義之端子最下面均勻性。另外,「共面性之測定 値」,表示由「ED-7304 BGA規定尺寸之測定方法」所定義 之測定値,是顯示複數個銲接凸塊的頂部相對於配線基板 本體之表面的均勻性之指標。另外,本說明書中所述之「表 面粗度(Ra)」,係由JIS B0601所定義之算術平均粗度(Ra)。 又,表面粗度(Ra)之測定方法係遵循nS B065 1者。 又,在配線基板內存在有信號用電路及接地用電路或 電源用電路之情況,一般在接地用電路或電源用電路中流 過的電流比信號用電路中流過的電流還大。因此,以構成 接地用電路或電源用電路之金屬層的面積,被設定爲比構 成信號用電路之金屬層的面積還大爲較佳。另外,以在配 置於構成接地用電路或電源用電路之金屬層上的銲接凸塊 上,不產生空洞爲較佳。在此,在上述第1手段中,較佳 爲:在該第1開口部露出之金靥層與配置於該第1開口部 內之銲接凸塊,係構成信號用電路;在該第2開口部露出 之金屬層與配置於該第2開口部內之銲接凸塊,係構成接 地用電路或電源用電路;及該信號用電路與該接地用電路 或該電源用電路係相互電性獨立。若爲此種構成的話,構 成信號用電路之金屬層係在第1開口部露出,構成接地用 電路或電源用電路之金屬層係在比該第1開口部之開口口 徑還大的第2開口部露出。藉此,可使構成接地用電路或 -10- 200945528 電源用電路之金屬層的面積’成爲比構成信號用電路之金 屬層的面積還大。另外,被配置於構成接地用電路或電源 用電路之金屬層上的銲接凸塊’係被配置於第2開口部 內,而成爲頂部之平坦面比配置於第1開口部內之銲接凸 塊的頂部平坦面還小,或是,在頂部不具有平坦面的構造。 藉此,在被配置於構成接地用電路或電源用電路之金屬層 上的銲接凸塊上,不容易產生平坦化所引起之空洞。藉此, 可成爲適宜於使大電流流動於接地用電路或電源用電路之 Φ 構造》 另外,作爲解決上述課題用之其他手段(第2手段), 具備一種具有銲接凸塊之配線基板的製造方法,其特徵爲 包含以下步驟:金屬層形成步驟,係於配線基板本體之表 面形成金屬層;抗銲劑形成步驟,係於該配線基板本體之 表面形成具有使該金屬層露出並且開口口徑不同之複數個 開口部的抗銲劑;銲接凸塊形成材料配置步驟,係在該複 〇 數個開口部內之該金屬層上配置複數個銲接凸塊形成材 料;加熱熔化步驟,係在該銲接凸塊形成材料配置步驟之 後,加熱溶化該複數個銲接凸塊形成材料,以形成複數個 銲接凸塊;及銲接凸塊成形步驟,係在該加熱熔化步驟之 後,利用將該複數個銲接凸塊之至少一部分的頂部壓成平 坦狀,以使該複數個銲接凸塊之高度一致。 藉此’根據第2手段之製造方法,藉由在銲接凸塊成 形步驟中,將複數個銲接凸塊之至少一部分的頂部壓成平 -11- .200945528 坦狀,以使各個銲接凸塊之高度一致。因此,即使抗銲劑 具有開口口徑相異之複數個開口部,仍可提高銲接凸塊與 其他零件之連接可靠度。 又,以在該銲接凸塊形成材料配置步驟中,作爲該複 數個銲接凸塊形成材料,係將粒徑及體積相等之複數個銲 球配置於該金屬層上爲較佳。若爲此種構成的話,由於可 分別由相同之銲球來形成銲接凸塊,所以可減低製造成本。 另外,以在該銲接凸塊成形步驟中,使用具有按壓用 粗面之按壓治具,對該複數個銲接凸塊之至少一部分的頂 部施加壓力,將該頂部壓成平坦狀同時還予以粗面化爲較 佳。若爲此種構成的話,在銲接凸塊成形步驟中,複數個 銲接凸塊之頂部被粗面化而形成有微小的凹凸,所以容易 在該部分蓄積助銲劑。另外,形成於銲接凸塊頂部之凹凸, 成爲加熱熔化銲接凸塊時被氣化之助銲劑的逃氣通路,所 以,氣化後之助銲劑通過該逃氣通路而確實地從頂部釋放 Φ 至外部。因此,可防止氣化後之助銲劑蓄積於銲接凸塊內 而引起之空洞的發生。藉此,可提高銲接凸塊與其他零件 之連接可靠度。又,在銲接凸塊成形步驟中,因將銲接凸 塊頂部同時壓成平坦狀及予以粗面化,所以可高效率地製 造具有銲接凸塊之配線基板。 另外,在進行銲接凸塊成形步驟時,亦可藉由加熱器 等之加熱手段來加熱按壓治具,亦可不加熱。在加熱按壓 治具時,銲接凸塊被某種程度地軟化。因此,與在常溫下 -12- .200945528 進行之情況比較,銲接凸塊容易變形,按壓治具的應力不 會太大,可確實地將銲接凸塊之頂部壓成平坦狀。另外, 在不加熱按壓治具時,因不需要加熱手段,所以能以簡單 之構成將銲接凸塊之頂部壓成平坦狀。 在此,以該按壓治具係由鈦或不鏽鋼等之金屬材、氧 化鋁、氮化矽、碳化矽、氮化硼等之陶瓷材、玻璃材等所 構成爲較佳,又以不會沾濕銲料(或不容易沾濕銲料)者爲 較佳。尤其是,該按壓治具可由加工精度高且由於高熱之 熱變形少之陶瓷材所構成。另外,以該按壓治具之按壓用 粗面是平面爲較佳。若爲此種構成的話,可將壓力均勻地 施加於平坦化之銲接凸塊上,所以可精度良好地將各銲接 凸塊之頂部壓成平坦狀。 【實施方式】 以下,參照第1至第11圖,詳細說明本發明的具體實 施形態》 〇 第1圖爲銲接凸塊平坦化裝置1的槪要圖。第2圖爲 設定於該銲接凸塊平坦化裝置1之配線基板11的槪要俯視 圖。第3圖爲同圖之槪要剖視圖。如第1圖所示,銲接凸 塊平坦化裝置1具備:作爲按壓治具用之上治具3、作爲 支撐治具用之下治具4、及將配線基板11設定於下治具4 用的移動治具5等。 如第2及第3圖等所示,本實施形態之配線基板1 1係 一種可與MPU等之多端子的高密度倒晶連接對應之針柵陣 -13- .200945528 列(PGA)型的半導體封裝。具體而言,此配線基板11係在 由含玻璃纖維之雙馬來醯亞胺-三氮雜苯等的樹脂所構成 之芯基板的上下面,藉由公知之方法積層多層之樹脂絕緣 層而成的多層配線基板。此多層配線基板係厚度約爲 1mm、約40mm邊長之正方形平板狀零件,在各樹脂絕緣層 之間具有未圖示之銅配線。 在構成配線基板11之配線基板本體12的表面13(第3 圖中的上面)的大致中央部分之正方形區域,被作爲凸塊形 成區域AR1。在凸塊形成區域AR1內,大致呈格子狀整齊 排列地形成複數個第1銲墊21及複數個第2銲墊22。各銲 墊21,22係依複數個電鍍層所形成的金屬層。各第1銲墊 21被設定爲直徑爲150/zm、厚度爲20/zm,各第2銲墊22 被設定爲直徑爲170;zm、厚度爲20/zm。 如第1至第4圖等所示,在配線基板本體12的表面13 形成有大致被覆整個同表面13的抗銲劑30。抗銲劑30具 有露出第1銲墊21之第1開口部31、及露出第2銲墊22 之第2開口部32。各開口部31,32截面呈圓形,且開口口 徑(在本實施形態中,抗銲劑30之背面側端部中的圓的直 徑)互異。在本實施形態中,第1開口部31之開口 口徑被 設定爲80ym,第2開口部32之開口 口徑被設定爲1〇〇Μ m。亦即,第2開口部32之開口口徑比第1開口部31之開 口口徑還大。 另外,在各第1開口部31內且第1銲墊21的表面上 -14- 200945528 配置有接合1C晶片45(參照第9圖等)用之第1銲接 41’在各第2開口部32內且第2銲墊22的表面上, 地配置有用以接合1C晶片45用之第2銲接凸塊42。 施形態之銲接凸塊41,42係由屬無鉛銲料之Sn-Ag系 所構成。另外’如第6至第8圖所示,第1銲接凸塊 將屬銲接凸塊形成材料之銲球51配置於第1銲墊21 進行回銲所形成者,且具有呈半球狀突起的形狀。同相 第2銲接凸塊42係將與第!銲接凸塊41之形成用的 51相同之銲球51配置於第2銲墊22上並進行回銲所 者,且具有呈半球狀突起的形狀。藉此,第1銲接凸 及第2銲接凸塊42的體積相等。 又,在本實施形態中,由第1銲墊21及第1銲接 41所構成之複數個第1電路,分別構成信號用電路。5 由第2銲墊22及第2銲接凸塊42所構成之複數個電 的一半,用以構成接地用電路,另一半則用以構成電 φ 電路。該等信號用電路、接地用電路及電源用電路相 性獨立。 如第1、第3圖所示,在該配線基板本體12的背面 3圖中的下面)之整個區域,大致呈格子狀整齊排列谢 有複數個銲墊23。另外’在配線基板本體12的背面 成有大致被覆整個背面14的抗銲劑33。抗銲劑33 5 銲墊23露出之複數個開口部。在各開口部內且各銲 的表面上,藉由銲接接合有插座安裝用之複數個針腳 凸塊 同樣 本實 銲料 41係 上並 I地, 銲球 形成 塊41 凸塊 弓外, 路中 源用 互電 14(第 丨形成 14形 :有使 墊23 15 ° -15- 200945528 又,配置於配線基板11之背面14側的各針腳15,係由比 表面13側之銲接凸塊41,42還要高融點之銲料所銲接。 另外,各針腳15具有圓形截面之軸部及徑比該軸部還 大之頭部16。頭部16被銲接於銲墊23上。又,各針腳15 係一次設定於未圖示之專用的定位治具之針腳插入孔中, 並利用一次之銲接步驟被接合於配線基板11上。因此可增 加配線基板11之各針腳15間的位置精度。 第1圖所示之該移動治具5,係在支撐配線基板11之 四個角的狀態下’藉由未圖示之搬送裝置沿搬送軌道而朝 水平方向移動,同時朝垂直方向移動。藉由此移動治具5 之水平/垂直移動,將配線基板11設定於下治具4上。 該上治具3係由陶瓷材(氮化硼)所構成,上治具3之 下面具有平坦之按壓用粗面6。在本實施形態中,按壓用 粗面6之共面性設定爲每lcm2爲10/zm以下,按壓用粗面 6之表面粗度(R a)設定爲0.4/zm。上治具3係藉由未圖示之 〇 加壓裝置(氣壓機或油壓機等)被朝下方驅動,並藉由按壓 用粗面6對該各銲接凸塊41,42中之一部分的銲接凸塊(本 實施形態中,爲第1銲接凸塊41)施加壓力。藉此,可將各 銲接凸塊41,42中僅第1銲接凸塊41的頂部43壓成平坦 狀,同時還將第1銲接凸塊41的頂部43的上面粗面化(參 照第4圖)。其結果,於第1銲接凸塊41的頂部43形成有 平坦面,但於第2銲接凸塊42的頂部44沒有形成平坦面。 換言之,使得配置於開口口徑較小側之第1開口部31內之 -16 - 200945528 第1銲接凸塊41的頂部43的平坦面面積,比配置於開口 口徑較大側之第2開口部32內之第2銲接凸塊42的頂部 44的平坦面面積還大。亦即,可謂隨著開口部之開口口徑 變小,配置於開口部內之銲接凸塊的頂部的平坦面面積增 大。 如第1圖所示,該下治具4係在其中央部具有呈四方 形柱狀突出的支撐部7。支撐部7之前端面(上端面)爲可與 該配線基板本體12之背面14接觸的接觸面8。在支撐部7 ❹ 之接觸面8,以與該針腳1 5相等之間距呈格子狀排列地形 成朝上方開口之複數個針腳逃孔9。 本實施形態之針腳逃孔9,係形成爲將比開口部深之 部分形成爲等截面的形狀,而隨著朝向開口端(上端)方 向,使開口部之截面面積逐漸增大。另外,該等針腳逃孔 9之開口部,具有可收容針角15之頭部16的大小之孔徑, 且對於針腳前端側之直徑具有少許之寬鬆量。又,以下治 e 具4之支撐部7係由機械強度高之金屬材料(例如、超硬合 金)所形成爲較佳。 如第1圖所示,在本實施形態之銲接凸塊平坦化裝置 1上設有電熱加熱器61,62,其用以將上治具3及下治具4 加熱爲預定溫度。在藉由此電熱加熱器61,62來加熱各治 具3,4之狀態下,進行第1銲接凸塊41的頂部43之平坦化 及粗面化。 在第4圖所示之被平坦化及粗面化後的第1銲接凸塊 -17- 200945528 41,從該配線基板本體12之表面13至第1銲接凸塊41的 頂部43的高度,在本實施形態中被設定爲30/zm。同樣地, 在被平坦化及粗面化後之第2銲接凸塊42,從配線基板本 體12之表面13至第2銲接凸塊42的頂部44的高度,在 本實施形態中被設定爲30#m。亦即,利用將第1銲接凸 塊41的頂部43壓成平坦狀,以使各銲接凸塊41,42的高度 一致。又,在頂部43之平坦面上產生有凹凸,且將頂部43 之平坦面的表面粗度(Ra)設定爲0.4/zm。又,各第1銲接 ❹ 凸塊41之頂部43的共面性之測定値,與上治具3之按壓 用粗面6的共面性相等,被設定爲每lcm2爲l〇em以下。 又,以被平坦化及粗面化後之第1銲接凸塊41的最大 徑,被設定爲該第1銲墊21之直徑的0.5倍以上、1.2倍 以下爲較佳。假設,若該第1銲接凸塊41的最大徑大於第 1銲墊21之直徑的1.2倍時,在加熱熔化第1銲接凸塊41 而對該1C晶片45進行接合時,從第1銲墊21溢出之銲料 〇 會與相鄰之第1銲墊21的第1銲接凸塊4卜或相鄰之第2 銲墊22的第2銲接凸塊42接觸,進而恐有產生短路之虞。 另一方面,若該第1銲接凸塊41的最大徑小於第1銲墊21 之直徑的0.5倍時,即使加熱熔化第1銲接凸塊41,其高 度仍不會太高,使得頂部43較難接近於1C晶片45之連接 端子47,所以,造成第1銲接凸塊41與連接端子47的接 合困難。又,在本實施形態中,因第1銲墊21之直徑爲150 ym,所以,以該第1銲接凸塊41的最大徑爲75ym以上、 • 18 - 200945528 1 80//m以下爲較佳。另外,以第1銲接凸塊41的頂部43 之直徑,被設定爲第1銲接凸塊41的最大徑的0.5倍以上 且小於1.0倍爲較佳,又以被設定爲第1銲接凸塊41的最 大徑的0.8倍以上且小於1.0倍爲更佳》假設,若頂部43 之直徑小於第1銲接凸塊41的最大徑的0.5倍時,會造成 進行1C晶片45之接合時所需的助銲劑28無法被蓄積於頂 部43之平坦面上。另一方面,若若頂部43之直徑爲第1 銲接凸塊41的最大徑的1.0倍以上時,在加熱熔化第1銲 ❹ 接凸塊41而進行1C晶片45之接合時,構成頂部之銲料會 與相鄰之第1銲墊21的第1銲接凸塊41、或相鄰之第2 銲墊22的第2銲接凸塊42接觸,進而恐有產生短路之虞。 又,在本實施形態中,第1銲接凸塊41之最大徑75//m以 上、180#m以下,所以,以頂部43之直徑爲37.5仁m以 上且小於1 8 0 // m爲較佳。 另外,以未被平坦化及粗面化之第2銲接凸塊42的最 φ 大徑,被設定爲第2銲墊22之直徑的0.5倍以上、1.2倍 以下爲較佳。假設,若該第2銲接凸塊42的最大徑大於第 2銲墊22之直徑的1.2倍時,在加熱熔化第2銲接凸塊42 而對該1C晶片45進行接合時,從第2銲墊22溢出之銲料 會與相鄰之第1銲墊21的第1銲接凸塊41、或相鄰之第2 銲墊22的第2銲接凸塊42接觸,進而恐有產生短路之虞。 另一方面,若該第2銲接凸塊42的最大徑小於第2銲墊22 之直徑的0.5倍時,即使加熱熔化第2銲接凸塊42,其高 -19- 200945528 度仍不會太高,使得頂部44較難接近於1C晶片45之連接 端子47,所以,造成第2銲接凸塊42與連接端子47的接 合困難。又,在本實施形態中,因第2銲墊22之直徑爲170 /zm,所以,以該第2銲接凸塊42的最大徑爲85 以上、 204 // m以下爲較佳。 以下,說明本實施形態之配線基板11的製造方法。 配線基板11係依如下方式所製造。首先,在芯基板上 形成由環氧樹脂所構成之樹脂絕緣層,並於芯基板及樹脂 絕緣層之表面,藉由使用無電解電鍍銅及電解電鍍銅的半 加成法來形成銅配線。藉此,形成配線基板本體12。又, 亦可藉由負減(sub tractive)法或全加成法來形成銅配線》 接著,在金屬層形成步驟中,根據以往公知之方法來 實施無電解Ni-P電鍍,再施以無電解Au電鍍,藉以在配 線基板本體12之表面13的多個部位形成由Ni-P電鍍層及 Au電鍍層所構成之第1銲墊21及第2銲墊22。同樣地, ❹ 藉由施以無電解Ni-P電鍍及無電解Au電鍍,在配線基板 本體12之背面14的多個部位形成由Ni-P電鍍層及Au電 鍍層所構成之銲墊23。 接著,在抗銲劑形成步驟中,藉由在配線基板本體12 之表面13的表面上塗布感光性環氧樹脂等並將該樹脂硬 化,以形成抗銲劑30。然後,在配置了預定之遮罩的狀態 下進行曝光及顯像,於抗銲劑30圖案加工第1開口部31 及第2開口部32(參照第5圖)。另外,藉由在配線基板本 -20- 200945528 體12之背面14的表面上塗布感光性環氧樹脂等並將該樹 脂硬化,以形成抗銲劑33。然後,在配置了預定之遮罩的 狀態下進行曝光及顯像,於抗銲劑30圖案加工開口部。 另外,在銲接凸塊形成材料配置步驟中,在開口部 31,32內之各銲墊21,22上分別配置銲球51。具體而言,在 對應於各開口部31,32之位置,將具有複數個貫穿孔52之 銲球排列用遮罩53配置於抗銲劑30上(參照第6圖)。接 著,對銲球排列用遮罩53上供給粒徑及體積相等之複數個 銲球51。然後使供給之銲球51落下至各開口部31,32內而 載放於各銲墊21,22上。然後除去銲球排列用遮罩53(參照 第7圖)。 接著,在加熱熔化步驟中,將各個銲球51加熱熔化而 形成第1銲接凸塊41及第2銲接凸塊42。詳細而言,將設 有銲球51之配線基板本體12配置於回銲爐內,並加熱至 比銲料之融點高出10〜40 °C的溫度(本實施形態中的最大 溫度爲250 °C )後,再加以冷卻。藉此,將突起成半球狀之 形狀的銲接凸塊41,42配置於配線基板本體12的表面13 側(參照第8圖)。另外,在形成於配線基板本體12之背面 14的各銲墊23上銲接上針腳15。結果,完成配線基板11(參 照第1至第3圖)。 接著,將配線基板11以表面13側向上之狀態設定於 移動治具5上。另外,藉由電熱加熱器61,6 2將上治具3 及下治具4加熱爲80°C。然後,藉由移動治具5之搬送及 -21 - 200945528 昇降動作,以使下治具4之支撐部7來支撐配線基板11。 其結果’可確實地將形成在配線基板11之背面14且位於 被支撐區域AR2(參照第1及第3圖)內的複數根針腳15引 導至形成於支撐部7上之針腳逃孔9內,以使配線基板11 在與支撐部7之接觸面8接觸的狀態下被支撐。 然後,在銲接凸塊成形步驟中,使上治具3下降,由 上治具3之按壓用粗面6對各第1銲接凸塊41之頂部43 施加壓力。此時’以各頂部43之高度與各第2銲接凸塊42 ❹ 之頂部44的高度一致之方式進行加壓。於是,對各第1銲 接凸塊41之頂部43確實地且均等地施加壓力(本實施形態 中,每1凸塊爲0.07kg),將頂部43壓扁之結果,使得第1 銲接凸塊41同時被平坦化及粗面化。然後,結束了銲接凸 塊成形步驟之配線基板11,藉由移動治具5之運送及昇降 動作而被搬送至裝置外部。 然後,在助銲劑供給步驟中,對各第1銲接凸塊41之 Φ 頂部43、及各第2銲接凸塊42之整個表面供給助銲劑28。 又,作爲供給助銲劑28之方法,可列舉塗布液狀之助銲劑 28的方法、藉由助銲劑分配器供給液狀之助銲劑28的方 法、使泡沬狀之助銲劑28接觸的泡沬式方法、吹噴霧狀之 助銲劑28的噴霧式方法等。又,助銲劑28之種類並無特 別之限定,可使用以往所公知的助銲劑。 又,使配置於1C晶片45的底面46側之複數個連接端 子47,與配置於配線基板11之表面13側之供給完助銲劑 -22- 200945528 的銲接凸塊41,42對應地進行配置(參照第9圖)。又,本實 施形態之連接端子47,係藉由銅電鍍所形成之導體(銅 柱)。然後,藉由在此狀態下加熱熔化各銲接凸塊4 1,42(回 銲)’使助銲劑28氣化,並使各銲接凸塊41,42與連接端子 47接合(參照第10及第11圖)。藉由上述步驟,將ic晶片 45搭載於配線基板11上。 藉此,根據本實施形態,可獲得以下之效果。 (Π在本實施形態之配線基板中,因第1開口部31之開 口口徑係比第2開口部3 2的開口口徑還小,所以,在銲接 凸塊41中從第1開部31之開口端突出的部分之體積,比 在銲接凸塊42中從第2開部32之開口端突出的部分之體 積還大。其結果,第1銲接凸塊41的高度,比第2銲接凸 塊42的高度還高,而會產生各個銲接凸塊41,42的高度不 一致,由此,可能在銲接凸塊41,42與1C晶片45之間產生 連接不良。 φ 因此,在本實施形態中’在第2銲接凸塊42的頂部44 不形成平坦面。亦即,將較高之第1銲接凸塊41的平坦化 程度,形成爲比較低之第2銲接凸塊42的平坦化程度還 大。藉此,即使抗銲劑30具有開口口徑相異之複數個開口 部31,32,仍可使各個銲接凸塊41,42的高度一致,所以’ 可提高銲接凸塊41,42與1C晶片45之連接可靠度。 (2)在本實施形態中’在頂部43的平坦面上產生凹凸’ 使得用以提高與連接端子47之接合性的助銲劑28容易被 -23- 200945528 蓄積於頂部43,所以助銲劑28容易與連接端子47接 因此,可提高銲接凸塊41,42與連接端子47之接合性 (3)在本實施形態中,在對銲接凸塊加壓時,加壓 易集中於被支撐區域AR2,但整體上可由下治具4之 部7來支撐被支撐區域AR2。因此,可防止配線基板 彎曲,可確實及容易地獲得具備優良共面性之銲接凸 的配線基板11。因此,藉由上治具3可確實地將處於 形成區域AR1中的複數個第1銲接凸塊41壓成平坦先 又,本發明之實施形態亦可作如下之變化。 雖上述實施形態之第2銲接凸塊42的頂部44,不 平坦面,但如第1 2圖所示,亦可具有比第1銲接凸: 之頂部43的平坦面面積小的平坦面。 上述實施形態中,雖設有開口口徑不同之2種類 1開口部31及第2開口部32,但亦可設置開口 口徑不 3種類以上的開口部。在此情況時,隨著開口部之開 ❹ 徑變小,配置於開口部內之銲接凸塊的頂部的平坦面 增大。又,配置於開口口徑最小之開口部內的銲接凸 頂部,可具有平坦面,亦可不具有平坦面。 上述實施形態中,在銲接凸塊成形步驟中,同時 1銲接凸塊41的頂部43平坦化及粗面化。但在銲接凸 形步驟中,亦可分別進行將頂部43平坦化之平坦化# 及將頂部43粗面化的粗面化步驟。 上述實施形態中,使用上治具43來對複數個第1 觸。 〇 力容 支撐 11之 塊群 凸塊 R。 具備 m 4i 的第 同之 P P 面積 塊的 將第 塊成 ,驟、 銲接 -24- 200945528 凸塊41的頂部43施加壓力,藉以將頂部43壓成平坦狀及 粗面狀。但是,亦可藉由平面硏磨來將第1銲接凸塊41的 頂部43平坦化及粗面化。例如,將具有複數個銲接凸塊 41,42之配線基板11載置於具有多個貫穿孔的真空吸附板 上,並減低真空吸附板之下面側的氣壓,藉由真空吸附來 固定配線基板11。接著,使用具有類似硏磨機之旋轉硏磨 板的硏磨裝置,一起硏磨複數個第1銲接凸塊41的頂部 43。具體而言,使粗度爲#1000之圓板狀的旋轉硏磨板,一 〇 面以120rpm之轉速旋轉一面以0.2mm/秒之速度下降,一起 硏磨複數個第1銲接凸塊41的頂部43,將頂部予以平坦化 及粗面化。又,硏磨方式可採用乾式及濕式的兩個方式。 上述實施形態之銲接凸塊41,42,可適用於配線基板 11與1C晶片45之接合,但亦可適用於例如、配線基板11 與主基板之接合。 其次,除了申請專利範圍記載之技術思想以外,以下 φ 亦列舉藉由上述實施形態可把握之技術思想。 (1)一種具有銲接凸塊之配線基板,具備:配線基板本 體;金屬層,其形成於該配線基板本體之表面:抗銲劑, 其形成於該配線基板本體之表面,並具有使該金屬層露出 並且開口口徑不同之複數個開口部;及複數個銲接凸塊, 其在該複數個開口部內被配置於該金屬層上,其特徵爲: 該複數個銲接凸塊之至少一部分的頂部具有平坦面,且隨 著開口部之開口口徑變小,配置於開口部內之銲接凸塊的 -25- 200945528 頂部的平坦面面積增大。 (2)—種具有銲接凸塊之配線基板的製造方法,其特徵 爲包含以下步驟:金屬層形成步驟,係於配線基板本體之 表面形成金屬層;抗銲劑形成步驟,係於該配線基板本體 之表面,形成具有使該金屬層露出並且開口 口徑不同之複 數個開口部的抗銲劑;銲接凸塊形成材料配置步驟,係在 該複數個開口部內之該金屬層上配置複數個銲接凸塊形成 材料;加熱熔化步驟,係在該銲接凸塊形成材料配置步驟 ❹ 之後,加熱熔化該複數個銲接凸塊,以形成複數個銲接凸 塊;及銲接凸塊成形步驟,係在該加熱熔化步驟之後,利 用將該複數個銲接凸塊之至少一部分的頂部壓成平坦狀, 以使該複數個銲接凸塊之高度一致,其中,在該銲接凸塊 成形步驟中,使用按壓治具對複數個銲接凸塊之至少一部 分的頂部施加壓力,將該頂部壓成平坦狀,該按壓治具具 有加熱同一按壓治具用之加熱手段。 φ (3)—種具有銲接凸塊之配線基板的製造方法,其特徵 爲包含以下步驟:金屬層形成步驟,係於配線基板本體之 表面形成金屬層;抗銲劑形成步驟,係於該配線基板本體 之表面,形成具有使該金屬層露出並且開口 口徑不同之複 數個開口部的抗銲劑;銲接凸塊形成材料配置步驟,係在 該複數個開口部內之該金屬層上配置複數個銲接凸塊形成 材料;加熱熔化步驟,係在該銲接凸塊形成材料配置步驟 之後,加熱熔化該複數個銲接凸塊,以形成複數個銲接凸 -26- 200945528 塊:平坦化步驟,係在該加熱熔化步驟之後’利用將該複 數個銲接凸塊之至少一部分的頂部壓成平坦狀’以使該複 數個銲接凸塊之高度一致;及粗面化步驟’係將該複數個 銲接凸塊之至少一部分的頂部予以粗化。 【圖式簡單說明】 第1圖爲顯示本實施形態之銲接凸塊平坦化裝置的槪 要構成圖。 _ 第2圖爲實施銲接凸塊成形步驟前之配線基板的槪要 ❹ 俯視圖。 第3圖爲實施銲接凸塊成形步驟前之配線基板的槪要 剖視圖。 第4圖爲顯示實施銲接凸塊成形步驟後之配線基板的 要部剖視圖。 第5圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 第6圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 〇 第7圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 第8圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 第9圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 第10圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 第11圖爲配線基板之製造方法的說明圖。 第12圖爲顯示實施其他實施形態之銲接凸塊成形步 驟後之配線基板的要部剖視圖。 -27- 200945528 【主要元件符號說明】 3 作 爲 按 壓 治 具 用 之 上 治 具 6 按 壓 用 粗 面 11 配 線 基 板 12 配 線 基 板 本 ΟΛι 體 13 配 線 基 板 本 體 的 表 面 21 作 爲 金 屬 層 之 第 1 銲 墊 22 作 爲 金 屬 層 之 第 2 銲 墊 30 抗 銲 劑 31 作 爲 開 □ 部 之 第 1 開 口 部 32 作 爲 開 部 之 第 2 開 □ 部 41 作 爲 銲 接 凸 塊 之 第 1 銲 接 凸 塊 42 作 爲 銲 接 凸 塊 之 第 2 銲 接 凸 塊 43、44 頂 部 5 1 作 爲 銲 接 凸 塊 形 成 材 料 之 銲 球 -28-
Claims (1)
- 200945528 十、申請專利範圍: 1. 一種具有銲接凸塊之配線基板,其特徵爲具備··配線基 板本體;金屬層,其形成於該配線基板本體之表面·,抗 銲劑,其形成於該配線基板本體之表面,並具有使該金 屬層露出並且開口口徑不同之複數個開口部;及複數個 銲接凸塊,其在該複數個開口部內被配置於該金屬層 上;其中 該複數個開口部係由第1開口部、及比該第1開口部 ❹ 之開口 口徑還大的第2開口部所構成, 而配置於該第1開口部內之銲接凸塊的頂部具有平坦 面, 同時,配置於該第2開口部內之銲接凸塊的頂部,具 有比配置於該第1開口部內之銲接凸塊的頂部的平坦面 面積還小之平坦面、或是不具有該平坦面。 2. 如申請專利範圍第1項之具有銲接凸塊之配線基板,其 φ 中在該第1開口部露出之金屬層與配置於該第1開口部 內之銲接凸塊,係構成信號用電路;在該第2開口部露 出之金屬層與配置於該第2開口部內之銲接凸塊,係構 成接地用電路或電源用電路; 該信號用電路與該接地用電路或該電源用電路係相互 電性獨立。 3. 如申請專利範圍第1或2項之具有銲接凸塊之配線基 板,其中配置於該第1開口部內之銲接凸塊的體積,與 -29- 200945528 配置於該第2開口部內之銲接凸塊的體積相等。 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之具有銲接凸塊之 配線基板’其中配置於該第1開口部內之銲接凸塊頂部 的共面性之測定値爲每1(;1112爲1〇/zm以下。 5_如申請專利範圍第1至4項中任一項之具有銲接凸塊之 配線基板’其中至少配置於該第1開口部內之銲接凸塊 的頂部被粗面化’且被粗面化後之頂部的表面粗度(Ra) ❹ 爲0_3em以上、5/zm以下。 6·—種具有銲接凸塊之配線基板的製造方法,其特徵爲包 含以下步驟: t屬層形成步驟,係於配線基板本體之表面形成金屬 層; 抗銲劑形成步驟,係於該配線基板本體之表面,形成具 有使該金屬層露出並且開口口徑不同之複數個開口部的 抗銲劑; G 銲接凸塊形成材料配置步驟,係在該複數個開口部內之 該金屬層上配置複數個銲接凸塊形成材料; 加熱熔化步驟,係在該銲接凸塊形成材料配置步驟之 後’加熱熔化該複數個銲接凸塊形成材料,以形成複數 個銲接凸塊;及 銲接凸塊成形步驟,係在該加熱熔化步驟之後,利用將 該複數個銲接凸塊之至少一部分的頂部壓成平坦狀,以 使該複數個銲接凸塊之高度一致。 -30- 200945528 7. 如申請專利範圍第6項之具有銲接凸塊之配線基板的製 造方法,其中在該銲接凸塊形成材料配置步驟中,作爲 該複數個銲接凸塊形成材料,係將粒徑及體積相等之複 數個銲球配置於該金屬層上。 8. 如申請專利範圍第6或7項之具有銲接凸塊之配線基板 的製造方法,其中在該銲接凸塊成形步驟中,使用具有 按壓用粗面之按壓治具,其對該複數個銲接凸塊之至少 一部分的頂部施加壓力,使該頂部被壓成平坦狀且同時 被粗面化。 ❹ -31-
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