TWI395523B

TWI395523B - 電路板結構及其製法

Info

Publication number: TWI395523B
Application number: TW96100012A
Authority: TW
Inventors: Tzuhsun Lu
Original assignee: Unimicron Technology Corp
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2013-05-01
Also published as: TW200830950A

Description

電路板結構及其製法

本發明係有關於一種電路板結構及其製法，尤指一種在電路板表面之連接墊表面形成兩種不同保護層之結構與製法。

隨著人們對電子產品的輕、薄、短、小型化、多功能化方向發展，電路板朝向著高精密度、薄型化、多層化、小孔化之方向發展；而電路板在整體的製程中，包括電路板製造、封裝、裝配等製程中，作為電性連接的部份必須適當的保護以避免產生氧化，導致後續製程中因電性連接不良而影響電器產品之品質。

而有機可焊保護劑(或稱有機保焊劑，OSP，organic solderability preservatives)係以化學的方法，於裸銅的表面形成一層有機薄膜，這層有機薄膜具有防氧化及耐濕等特性，於進行電性連接時得以加熱移除或在緩衝區之等待中自然分解而露出裸銅以供電性連接；由於具有抗氧化及易於移除之特性，而廣泛應用於電路板製造中。

而電路板用以提供電性連接的部份除了提供作為電性連接的電性連接墊以外，尚有用以提供封裝打線時用之金屬墊，於該電性連接墊表面係形成一有機保護層，而在該金屬墊表面形成有一金屬保護層，分別用以避免產生氧化以供後續製程之進行。

如第1及第2A圖所示，係為習知電路板之剖視圖示意圖，該電路板10具有一第一表面101及第二表面102，於該第一表面101及第二表面102分別形成有第一線路層11及第二線路層12，並於該電路板10中具有至少一電鍍導通孔(PTH)103以電性連接該第一線路層11及第二線路層12，且於該第一表面101具有複數第一電鍍導線(plating line)131及第二電鍍導線132，該第二電鍍導線132並電性連接至少一係如灌膠銅箔(Moding Gate)之金屬墊14，且該第二電鍍導線132並以複數排線133電性連接該第一線路層11，又於該第二表面102具有至少一與該第二線路層12電性連接之電性連接墊15，使該電性連接墊15經由電鍍導通孔103、排線133及第二電鍍導線132以與該金屬墊14電性連接，以及部份不與該金屬墊14電性連接之電性連接墊15’；並於該電路板10之第一表面101及第二表面102分別形成有一防焊層16a,16b，且該些防焊層16a,16b分別形成有開孔160a,160b，並分別露出該金屬墊14及電性連接墊15,15’。

如第2B圖所示，於該電路板10之第二表面102形成有一阻層17以覆蓋該電性連接墊15，藉由該第一電鍍導線131及第二電鍍導線132作為電流傳導路徑以於該金屬墊14表面電鍍形成一係如鎳/金之金屬保護層18，並可藉由該阻層17保護該電性連接墊15,15’，以避免於電鍍製程中於該電性連接墊15,15’表面形成該金屬保護層18，而可藉由該金屬保護層18以避免該金屬墊14產生氧化。

如第2C圖所示，然後移除該阻層17以露出該電性連接墊15,15’，接著於該電性連接墊15,15’表面形成一有機保護層19。

惟該金屬墊14經由第二電鍍導線131、排線133及電鍍導通孔103而電性連接該電性連接墊15，且該金屬墊14具有較大之表面積，當該電性連接墊15表面形成有機保護層19時，當以有機保護層(Organic Solderability Preservatives，OSP)作為電性連接墊15表面之保護層時，該有機保護層19係於電性連接墊15表面進行氧化還原反應而於電性連接墊15表面形成保護層，因該金屬墊14表面具有係如金(Au)之金屬保護層18的還原電位較係如銅(Cu)之電性連接墊15的電位高，促使與該金屬墊14相連接之電性連接墊15表面的銅金屬離子游離的速度(氧化速度)遠高於其它不連接金屬墊14之電性連接墊15’(此現象稱為賈凡尼效應)，導致電性連接該金屬墊之電性連接墊15的厚度因過度氧化而低於不電性連接該金屬墊14之電性連接墊15’的厚度，嚴重甚至會使電性連接墊15被完全咬蝕光，而露出底材，而影響產品的品質。

因此，如何提出一種電路板結構，以避免習知電路板具有較大表面積之金屬墊電性連接該電性連接墊產生賈凡尼效應，實已成為目前業界亟待克服之課題。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明之主要目的在於提供一種電路板結構及其製法，得避免於電性連接墊表面產生賈凡尼效應。

為達上述目的，本發明提供一種電路板結構，係包括：電路板，係具有第一表面及第二表面，於該第一及第二表面分別形成有第一及第二線路層，並於該電路板中具有至少一電鍍導通孔(PTH)以電性連接該第一及第二線路層；至少一金屬墊，係形成於該電路板之第一表面，且該金屬墊未與該第一線路層電性連接；以及至少一電性連接墊，係形成於該第二表面，並與該第二線路層電性連接。

該電路板之第一表面具有複數第一及第二電鍍導線(plating line)，且該第一電鍍導線電性連接該第二電鍍導線，該第二電鍍導線以複數排線電性連接該第一線路層，該金屬墊並不電性連接該第二電鍍導線，使該金屬墊不與該第一線路層電性連接，並於該電路板之第一表面具有一防焊層，且該防焊層具有開孔以露出該金屬墊，得藉由電鍍製程以於該金屬墊表面電鍍形成一金屬保護層，而該金屬保護層係為金、鎳、鈀、銀、錫、鎳/鈀、鉻/鈦、鎳/金、鈀/金及鎳/鈀/金所組成群組之其中一者。

該電路板之第二表面具有另一防焊層，且該防焊層具有開孔以露出該第二線路層中之電性連接墊，於該電性連接墊表面形成有一有機保護層(Organic Solderability Preservatives，OSP)，且該有機保護層係以化學沉積形成於該電性連接墊表面。

依上述之結構，本發明復提供一種電路板結構之製法，係包括：提供一具有第一表面及第二表面之電路板，於該第一及第二表面分別形成有第一及第二線路層，並於該電路板中具有至少一電鍍導通孔(PTH)以電性連接該第一及第二線路層，且於該第一表面具有至少一第一、第二及第三電鍍導線(plating line)及金屬墊，且該第一電鍍導線電性連接該第二及第三電鍍導線，該第二電鍍導線電性連接該第一線路層，而該第三電鍍導線電性連接該金屬墊，且該金屬墊未與該第二電鍍導線電性連接，又於該第二表面具有至少一與該第二線路層電性連接之電性連接墊；於該電路板之第一及第二表面分別形成有一防焊層，且該些防焊層分別形成有開孔以露出該金屬墊及電性連接墊；該金屬墊以該第一及第三電鍍導線電鍍形成有一金屬保護層；切割該第三電鍍導線，使該第一電鍍導線與該金屬墊之間形成斷路，並使該金屬墊未與該第一線路層電性連接；以及於該電性連接墊形成有一有機保護層。

該電路板之第二表面先形成有一阻層覆蓋在該電性連接墊的表面，再藉由該第一及第三電鍍導線以於該金屬墊表面電鍍形成該金屬保護層，該金屬保護層係為金、鎳、鈀、銀、錫、鎳/鈀、鉻/鈦、鎳/金、鈀/金及鎳/鈀/金所組成群組之其中一者；然後移除該阻層以露出該電性連接墊，再於該電性連接墊表面以化學沉積形成該有機保護層。

綜上所述，本發明之電路板結構及其製法，主要係使該電路板第一表面之金屬墊無法電性連接該第一線路層及第二表面的電性連接墊，以而避免於該第二表面之電性連接墊形成有機保護層時發生賈凡尼效應，俾使該些電性連接墊得以保持均一的厚度。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

請參閱第3A圖及第4A至4E圖，係用以說明本發明之電路板結構之製法剖面示意圖。

如第3A及4A圖所示，提供一具有第一表面201及第二表面202之電路板20，於該第一表面201及第二表面202分別形成有第一線路層21及第二線路層22，並於該電路板20中具有至少一電鍍導通孔(PTH)203以電性連接該第一線路層21及第二線路層22，且於該第一表面201具有至少一金屬墊23，並於該電路板20之第一表面201形成有複數第一電鍍導線(plating line)241、第二電鍍導線242及第三電鍍導線243，且該第一電鍍導線241電性連接該第二電鍍導線242及第三電鍍導線243，該第二電鍍導線242以複數排線244電性連接該第一線路層21，而該第三電鍍導線243電性連接該金屬墊23；於該電路板20之第二表面202具有與該第二線路層22電性連接之電性連接墊25,25’。

如第4B圖所示，於該電路板20之第一表面201及第二表面202分別形成有一防焊層26a,26b，且該第一表面201上之防焊層26a形成有複數開孔260a以露出該金屬墊23，而該第二表面202之防焊層26b亦形成複數開孔260b以露出該電性連接墊25,25’。

如第4C圖所示，於該電路板20之第二表面202的防焊層26b及電性連接墊25,25’表面形成有一阻層27，俾以覆蓋在該電性連接墊25,25’表面使其不外露，再於該金屬墊23表面以該第一電鍍導線241及第三電鍍導線243電鍍形成一金屬保護層28，使該電性連接墊25,25’表面不形成金屬保護層；該金屬保護層28係為金、鎳、鈀、銀、錫、鎳/鈀、鉻/鈦、鎳/金、鈀/金及鎳/鈀/金所組成群組之其中一者。

如第3B及4D圖所示，切割該第三電鍍導線243，使該第一電鍍導線241與該金屬墊23之間形成斷路，並使該金屬墊23與第一線路層21之間形成斷路。

如第4E圖所示，接著移除該阻層27以露出該電性連接墊25,25’，再於該電性連接墊25,25’表面以化學沉積形成一有機保護層(Organic Solderability Preservatives，OSP)29。

本發明復提供一電路板結構，係包括：具有第一表面201及第二表面202之電路板20，於該第一表面201及第二表面202分別形成有第一線路層21及第二線路層22，並於該電路板20中具有至少一電鍍導通孔(PTH)203以電性連接該第一線路層21及第二線路層22；於該電路板20之第一表面201具有至少一金屬墊23，且該金屬墊23未與該第一線路層21電性連接；以及於該第二表面202形成有電性連接墊25，並與該第二線路層22電性連接。

該電路板20之第一表面201復包括複數第一電鍍導線241、第二電鍍導線242及第三電鍍導線243，且該第一電鍍導線241電性連接該第二電鍍導線242，該第二電鍍導線24以複數排線244電性連接該第一線路層21，而該第三電鍍導線243電性連接該金屬墊23，於該第一表面201具有一防焊層26a，該防焊層26a具有開孔260a以露出該金屬墊23；又於該電路板20之第二表面202具有另一防焊層26b，且該防焊層26b具有開孔260b以露出該第二線路層22中之電性連接墊25；於該金屬墊23表面以該第一電鍍導線241及第二電鍍導線242電鍍形成有一金屬保護層28；於該電性連接墊25表面以化學沉積形成有一有機保護層29。

本發明之電路板結構及其製法，主要係將第一表面之金屬墊以至少一第三電鍍導線連接，於該金屬墊表面以第一及第三電鍍導線電鍍形成金屬保護層後，切割該第三電鍍導線，使該電路板第一表面之金屬墊無法電性連接第一線路層及該第二表面的電性連接墊，而避免該第二表面之電性連接墊形成有機保護層時發生賈凡尼效應，導致電性連接墊因賈凡尼效應產生厚度不一的情況，使該些電性連接墊有較均一的品質，以利於後續製程之進行。

上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

10、20．．．電路板

101、201．．．第一表面

102、202．．．第二表面

103、203．．．電鍍導通孔

11、21．．．第一線路層

12、22．．．第二線路層

131、241．．．第一電鍍導線

132、242．．．第二電鍍導線

243．．．第三電鍍導線

133、244．．．排線

14、23．．．金屬墊

15、15’、25、25’．．．電性連接墊

160a、160b、260a、260b．．．開孔

16a、16b、26a、26b．．．防焊層

17、27．．．阻層

18、28．．．金屬保護層

19、29．．．有機保護層

第1圖係為習知電路板結構之上視圖；第2A至2C圖係為習知電路板結構之製法流程圖；第3A及3B圖係為本發明之電路板結構的上視圖；以及第4A至4E圖係顯示本發明之電路板結構及其製法的流程圖。

20．．．電路板

201．．．第一表面

202．．．第二表面

203．．．電鍍導通孔

21．．．第一線路層

22．．．第二線路層

242．．．第二電鍍導線

243．．．第三電鍍導線

244．．．排線

23．．．金屬墊

25、25’．．．電性連接墊

260a、260b．．．開孔

26a、26b．．．防焊層

28．．．金屬保護層

29．．．有機保護層

Claims

一種電路板結構，係包括：電路板，係具有第一表面及第二表面，於該第一及第二表面分別形成有第一及第二線路層，並於該電路板中具有至少一電鍍導通孔(PTH)以電性連接該第一及第二線路層；至少一金屬墊，係形成於該電路板之第一表面，且該金屬墊未與該第一線路層電性連接；至少一電性連接墊，係形成於該第二表面，並與該第二線路層電性連接；以及複數第一、第二及第三電鍍導線(plating line)，係形成於該電路板之第一表面，且該第一電鍍導線電性連接該第二電鍍導線，該第二電鍍導線以至少一排線電性連接該第一線路層，而該第三電鍍導線電性連接該金屬墊，令該第一電鍍導線未與該第三電鍍導線及金屬墊相連接，以使該金屬墊與第一線路層之間形成斷路。
如申請專利範圍第1項之電路板結構，其中，該電路板之第一表面具有一防焊層，且該防焊層具有開孔以露出該金屬墊。
如申請專利範圍第2項之電路板結構，其中，該金屬墊表面係藉由電鍍製程形成有一金屬保護層。
如申請專利範圍第3項之電路板結構，其中，該金屬保護層係為金、鎳、鈀、銀、錫、鎳/鈀、鉻/鈦、鎳/ 金、鈀/金及鎳/鈀/金所組成群組之其中一者。
如申請專利範圍第1項之電路板結構，其中，該電路板之第二表面具有另一防焊層，且該防焊層具有開孔以露出該第二線路層中之電性連接墊。
如申請專利範圍第5項之電路板結構，其中，該電性連接墊表面形成有一有機保護層(Organic Solderability Preservatives，OSP)。
如申請專利範圍第6項之電路板結構，其中，該有機保護層係以化學沉積形成於該電性連接墊表面。
一種電路板結構之製法，係包括：提供一具有第一表面及第二表面之電路板，於該第一及第二表面分別形成有第一及第二線路層，並於該電路板中具有至少一電鍍導通孔(PTH)以電性連接該第一及第二線路層，且於該第一表面具有至少一第一、第二及第三電鍍導線(plating line)及金屬墊，且該第一電鍍導線電性連接該第二及第三電鍍導線，該第二電鍍導線電性連接該第一線路層，而該第三電鍍導線電性連接該金屬墊，又於該第二表面具有至少一與該第二線路層電性連接之電性連接墊；於該電路板之第一及第二表面分別形成有一防焊層，且該些防焊層分別形成有開孔以露出該金屬墊及電性連接墊；該金屬墊藉由該第一及第三電鍍導線電鍍形成有一金屬保護層；切割該第三電鍍導線，使該第一電鍍導線未與該第三電鍍導線相連接，而使該第一電鍍導線與該金屬墊之間形成斷路，並使該金屬墊未與該第一線路層電性連接；以及於該電性連接墊形成有一有機保護層。
如申請專利範圍第8項之電路板結構之製法，復包括於該電路板之第二表面形成有一阻層覆蓋在該電性連接墊的表面，再以該第一及第三電鍍導線於該金屬墊表面電鍍形成該金屬保護層。
如申請專利範圍第9項之電路板結構之製法，復包括移除該阻層以露出該電性連接墊，再於該電性連接墊表面以化學沉積形成該有機保護層。
如申請專利範圍第9項之電路板結構之製法，其中，該金屬保護層係為金、鎳、鈀、銀、錫、鎳/鈀、鉻/鈦、鎳/金、鈀/金及鎳/鈀/金所組成群組之其中一者。