专利名称：电路板电性连接垫的导电结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板电性连接垫的导电结构，特别是涉及一种 在电路板表面的各电性连接垫形成有不同导电结构的制法，以连接不 同的电子元件。
背景技术：
随着电子产业的蓬勃发展，电子产品的外型趋向轻薄短小，在功
能上则逐渐迈入高性能、高功能、高速度化的研发方向。而覆晶式(Flip chip)半导体封装技术为一种先进的半导体封装技术，在现行覆晶技术 中，是于半导体集成电路(Integrated Circuit; IC)芯片的表面上配 置有电极焊垫，并于该电极焊垫上形成有焊锡凸块，且在一有机电路 封装基板上形成有相对应的电性连接垫与焊锡凸块，从而提供该芯片 以电性接触面朝下的方式设置于该封装基板上。
由于越来越多的产品设计趋向于小型化、高速度、多功能，因此， 覆晶技术的应用范围将不断扩大，成为一种标准的芯片封装技术。同 时为提升该些电子装置的电性质量，即需于其中设置有例如电阻、电 容或电感等被动元件，而该些被动元件同样采用表面黏着技术(SMT)以 接置于电路板上，从而使预焊锡凸块与表面黏着型金属连接元件并存 于电路板上，且两者所形成的焊锡材料高度及尺寸并不相同，以与该 具有不同类型的半导体元件的相配合电性导接。
而目前业界普遍使用化学沈积及模板印刷技术(Stencil Printing Technology)来形成基板上的焊锡材料。
如图1A至图IE所示，主要是于一具有多个电性连接垫201 (pad) 的电路板20上形成一有机绝缘保护层21 (solder mask)，该绝缘保护 层21经图案化制程而形成多个开孔211以显露出该电性连接垫201 (如 图1A所示)；通过溅镀、蒸镀、无电电镀及化学沈积的一者形成一金 属黏着层22 (如图IB所示)；再以一具有网格23a的模板23于该电路板20的部份电性连接垫201表面的黏着层22以模板印刷方式形成一 焊锡材料24(如图1D所示)；最后再经由回焊(re-flow)制程以形成预 焊锡凸块24'(如图IE所示)，从而以在电性连接垫201上形成不同 材料的金属黏着层或焊锡材料。
但以模板印刷的方式形成凸块或焊接锡球，形成的厚度越高，于 后段的制程中所形成的高度不易控制，导致回焊后的凸块或焊接锡球 的高度不平均，而影响其电性连接芯片或印刷电路板。以及于该电路 板的电性连接垫上印刷焊锡材料以形成凸块或焊接锡球容易导致回焊 制程中过多焊锡材料熔融造成桥接现象及短路问题，而无法提供细间 距(Fine Pitch)的电性连接垫。同时大量使用焊锡材料亦面临环保问 题。
上述的问题，实已成目前电路板制造业者亟欲改进的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的种种缺点，本发明的主要目的是提供一种电 路板电性连接垫的导电结构，提供不同的导电结构，以供不同电性连 接垫的电性连接使用。
本发明的又一目的是提供一种电路板电性连接垫的导电结构，并 可形成细线路间距(Fine pitch)的电性连接结构。
为达到上述及其它目的，本发明的电路板电性连接垫的导电结构 的较佳实施，包括 一具有第一及第二表面的电路板，该电路板的第 一表面具有多个第一、第二电性连接垫； 一金属层，形成于该第一及 第二电性连接垫上； 一第一连接层，形成于该第一电性连接垫上， 以 及一第二连接层，形成于该第二电性连接垫上。
上述该金属层是以电镀铜材料所制成，该第一连接层是以电镀金 属黏着层所制成，该金属黏着层可选自锡、银、金、锡/银、锡/银/铜、 镍/金所组成群组的其中一者。该第二连接层是以电镀焊锡材料所制 成，该焊锡材料可选自锡、银、金、铋、铅及锌所组成群组的其中一 者。
本发明可在第一电性连接垫上形成金属层及第一连接层，在该第 二电性连接垫上形成金属层、第一连接层及第二连接层，而在该第三电性连接垫上形成金属层及第一连接层。此外，前述制程亦可视需要 直接电镀形成导电结构，而无需形成金属层，如此即可提供不同电性 连接的使用需求。
且该第一电性连接垫表面是以电镀的方式形成金属黏着层作为第 一连接层，连接表面黏着型元件，该第二电性连接垫表面是以电镀的 方式形成焊锡材料作为第一连接层与第二连接层，以连接半导体芯片， 而第三电性连接垫表面是以电镀的方式形成金属黏着层作为第一连接
层，以作为该电路板的球垫(ball pad)。因电镀制程是以曝光、显影 形成阻层开孔，而能克服现有技术模版印刷法在细凸块间距时，即产 生的制程瓶颈，且电镀制程可精确控制焊锡材料沉积数量，避免回焊 制程中过多焊锡材料熔融造成桥接现象，而可形成细线路间距(Fine pitch)的电性连接结构。
图1A至图1E为现有技术电路板上形成悍锡材料的剖视示意图； 图2A至图21为本发明的电路板电性连接垫的导电结构及其制法
的第一实施例剖视示意图；以及
图3A至图3D为本发明的电路板电性连接垫的导电结构及其制法
的第二实施例剖视示意图。
元件符号说明
20、 30电路板
201电性连接垫
21绝缘保护层
211开孔
22點着层
23模板
23a网格
24焊锡材料
24，、 37、 38预焊锡凸块
30a第一表面
30b第二表面301第一电性连接垫
302第二电性连接垫
303第三电性连接垫
304a第一绝缘保护层
304b第二绝缘保护层
305a、 305b开孔
31a第一导电层
31b第二导电层
32a第一阻层
32b第二阻层
320a、 320b开孔
33金属层
34第一连接层
35a第三阻层
350a开孔
35b第四阻层
36第二连接层
具体实施例方式
以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技 术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。
请参阅图2A至图21，为本发明所提供的一种电路板电性连接垫的 导电结构的制法的剖视示意图。而所述附图均为简易的示意图，仅以 示意说明本发明的电路板的制造过程。
请参阅图2A，提供一电路板30，该电路板30具有第一表面30a 及第二表面30b，于该第一表面30a具有多个尺寸不同的第一电性连接 垫301及第二电性连接垫302，而在该第二表面30b具有多个第三电性 连接垫303，且该第一及第二表面30a、 30b分别形成有一第一及第二 绝缘保护层304a、 304b，其可为绿漆的防焊层材料(solder mask)，并形成有多个开孔305a、 305b以显露该第一、第二及第三电性连接垫 301、 302、 303。而该电路板30最外层的第一及第二绝缘保护层304a、 304b形成的开孔305a、 305b是经曝光、显影等图案化制程所形成。
如图2B所示，接着于该第一绝缘保护层304a及其开孔305a中的 表面形成一第一导电层31a，且于该第二绝缘保护层304b及其开孔 305b中的表面形成第二导电层31b，其中，该第一及第二导电层31a、 31b主要是作为后续电镀金属材料所需的电流传导路径，其可由金属、 合金或沉积数层金属层所构成，如选自铜、锡、镍、铬、钛、铜-络合 金或锡-铅合金等所构成的群组的其中一者所组成，是以溅镀、蒸镀、 无电电镀及化学沈积之一者形成；或可使用例如聚乙炔、聚苯胺或有 机硫聚合物等导电高分子材料，而以旋转涂布(spin coating)、喷墨 印刷 (ink-jet printing )、 网印 (screen printing ) 或压印 (imprinting)等方式形成该第一及第二导电层31a、 31b。
如图2C所示，于该第一及第二导电层31a、 31b上分别形成第一 及第二阻层32a、 32b，且于该第一及第二阻层32a、 32b中分别形成多 个开孔320a、 320b以露出该第一、第二及第三电性连接垫301、 302、 303表面的第一导电层31a及第二导电层31b。该第一及第二阻层32a、 32b可为一例如干膜或液态光阻等光阻层(Photoresist),其是利用印 刷、旋涂或贴合等方式分别形成于该第一及第二导电层31a、 31b表面， 再通过曝光、显影等方式加以图案化，以使该第一及第二阻层32a、 32b 中分别形成多个开孔320a、 320b,且所述开孔320a、 320b是对应该电 路板表面的第一、第二及第三电性连接垫301、 302、 303位置处。
如图2D所示，进行电镀(Electroplating)制程，通过该第一及 第二导电层31a、 31b作为电镀时的电流传导路径，以在该第一、第二 及第三电性连接垫301、 302、 303表面的第一及第二导电层31a、 31b 上形成金属层33。其中，该金属层33的材料可为诸如铅、锡、银、铜、 金、铋、锑、锌、镍、锆、镁、铟、碲以及镓等金属的其中一者。但 是，依实际操作的经验，由于铜为成熟的电镀材料且成本较低，因此， 该金属层33以由电镀铜所构成者为较佳，但非以此为限。
如图2E所示，对该电路板30持续进行电镀制程，通过该金属层 33具导电特性，并以该第一及第二导电层31a、 31b作为进行电镀时的电流传导路径，以在所述金属层33上电镀形成有第一连接层34，而该 第一连接层34是以电镀金属黏着层所制成，该金属黏着层可选自锡、 银、金、锡/银、锡/银/铜、镍/金所组成群组的其中一者。
此外，亦可视制程需要，无需形成该金属层33即可于该第一及第 二阻层32a、 32b开孔320a、 320b中形成电镀金属黏着层作为第一连 接层34。
如图2F所示，接着于该第一及第二阻层32a、 32b上分别形成第 三及第四阻层35a、 35b，以覆盖该第一及第三电性连接垫301、 303 表面的金属层33表面的第一连接层34，且令该第三阻层35a中对应该 第二电性连接垫302位置形成多歌开孔350a以露出覆盖该第二电性连 接垫302表面的金属层33上的第一连接层34。该第三、第四阻层35a、 35b可为一例如干膜或液态光阻等光阻层(Photoresist),其是利用印 刷、旋涂或贴合等方式分别形成于该第一及第二阻层32a、 32b表面， 再通过曝光、显影等方式加以图案化，以使该第三阻层35a中形成多 个开孔350a。
如图2G所示，于露出该第一连接层34表面复电镀形成第二连接 层36，且该第二连接层36是以电镀焊锡材料所制成，该焊锡材料可选 自锡、银、金、铋、铅及锌所组成群组的其中一者。
如图2H所示，移除该第三、第四阻层35a、 35b及第一、第二阻 层32a、 32b，以及该第一、第二阻层32a、 32b所覆盖的第一、第二导 电层31a、 31b。其中，该第一、第二、第三及第四阻层32a、 32b、 35a、 35b是以物理或化学方式移除，该第一、第二阻层32a、 32b所覆盖的 第一、第二导电层31a、 31b是以微蚀方式移除。
如图21所示，之后，复可进行回焊(reflow-solder)制程，以 使该第二电性连接垫302上的第一、第二连接层34、 36经回焊而形成 一包覆该金属层33的预焊锡凸块37 (solder bump)。
本实施例中，由于该第一连接层34是以电镀锡方式形成在第一、 第三电性连接垫301、 303上的金属层33上，而在该第二电性连接垫 302上的金属层33表面再以电镀焊锡材料形成第二连接层36，从而可 分别在该第一、第二及第三电性连接垫301、 302、 303上以电镀方式 形成不同材料的导电结构。其中该第一连接层34是以电镀金属黏着层所制成，该金属黏着层可选自锡、银、金、锡/银、锡/银/铜、镍/金
所组成群组的其中一者，可供连接表面黏着型元件，或作为球垫(ball pad)使用；而该第二连接层36是以电镀焊锡材料所制成，该焊锡材料 可选自锡、银、金、铋、铅及锌所组成群组的其中一者，以连接半导 体芯片，如此即以电镀方式形成不同材料的导电结构，以供不同需要 的电性连接使用。 [第二实施例]
如图3A至图3D所示者为本发明的另一实施制造方法，与前一实 施不同处在于先移除该第二电性连接垫上金属层表面的第一连接层， 然后再电镀形成第二连接层，详细制程如下所述。
如图3A所示，是接续前实施例的图2F，利用例如蚀刻(Etching) 或电解(Electrolyzing)等方式移除位于该第三阻层35a的开孔350a 中的该金属层33表面上的第一连接层34。
如图3B所示，于该第三阻层35a的开孔350a中的金属层33上电 镀形成第二连接层36。
如图3C所示，接着移除该第三、第四阻层35a、 35b及第一、第 二阻层32a、 32b，以及该第一、第二阻层32a、 32b所覆盖的第一、第 二导电层31a、 31b。
如图3D所示，之后，复进行回焊制程，使该第二电性连接垫302 上的第二连接层36经回焊而形成一包覆该金属层33的预焊锡凸块38。
复请参阅图3C，本发明复提供电路板电性连接垫的导电结构，是 包括 一具有第一及第二表面30a、 30b的电路板30，该电路板30的 第一表面30a具有多个第一、第二电性连接垫301、 302; —金属层33 及一第一连接层34是形成于该第一电性连接垫301上；以及一金属层 33及一第二连接层36是形成于该第二电性连接垫302上。此外，该电 路板30的第二表面30b复具有多个第三电性连接垫303;以及一金属 层33及一第一连接层34是形成于该第三电性连接垫303上。
再如图2H所示，该电路板第二电性连接垫302上的导电结构，复 可包括一第一连接层34形成于该金属层33及第二连接层36之间。
如图21或图3D所示，该第二电性连接垫302上的第二连接层36 复可经回焊而形成有一包覆该金属层33的预焊锡凸块37、 38。综上所述，本发明可在第一电性连接垫上形成金属层及第一连接 层，在该第二电性连接垫上形成金属层、第一连接层及第二连接层， 而在该第三电性连接垫上形成金属层及第一连接层。此外，前述制程 亦可视需要直接电镀形成导电结构，而无需形成金属层，如此即可提 供不同电性连接的使用需求。
且该第一电性连接垫表面是以电镀的方式形成金属黏着层作为第 一连接层，连接表面黏着型元件，该第二电性连接垫表面是以电镀的 方式形成焊锡材料作为第一连接层及第二连接层，以连接半导体芯片， 而第三电性连接垫表面是以电镀的方式形成金属黏着层作为第一连接
层，以作为该电路板的球垫(ball pad)。本发明是以电镀制程形成导 电结构，而可克服现有技术模版印刷法的制程瓶颈，并可形成细线路 间距(Fine pitch)的电性连接结构。
此外，本发明的方法中，并可在形成第二连接层之前，先移除覆 盖于第二电性连接垫上金属层表面的第一连接层，使后续形成于该金 属层上的第二连接层的组成稳定，同时可避免最终形成于第二电性连 接垫上的导电结构由于第一连接层的存在而产生金属界面问题。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限 制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下， 对上述实施例进行修饰与变化。因此，本发明的权利保护范围，应以 权利要求书的范围为依据。
权利要求
1.一种电路板电性连接垫的导电结构，包括一具有第一及第二表面的电路板，该电路板的第一表面具有多个第一、第二电性连接垫；一金属层，形成于该第一及第二电性连接垫上；一第一连接层，形成于该第一电性连接垫上；以及一第二连接层，形成于该第二电性连接垫上。
2. 根据权利要求1所述的电路板电性连接垫的导电结构，复包括 该电路板的第二表面具有多个第三电性连接垫，且于该第三电性连接 垫上形成有一金属层及一第一连接层。
3. 根据权利要求1或2所述的电路板电性连接垫的导电结构，复 包括一第一连接层是形成于该第二电性连接垫上的金属层及第二连接 层之间。
4. 根据权利要求1所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该金属层是以电镀铜材料所制成。
5. 根据权利要求1所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该第一连接层是以电镀金属黏着层所制成。
6. 根据权利要求5所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该金属黏着层可选自锡、银、金、锡/银、锡/银/铜、镍/金所组成群 组的其中一者。
7. 根据权利要求1所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该第二连接层是以电镀焊锡材料所制成。
8. 根据权利要求7所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该焊锡材料可选自锡、银、金、铋、铅及锌所组成群组的其中一者。
9. 根据权利要求1所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该第二电性连接垫上的第二连接层复经回焊以形成有一包覆该金属层 的预焊锡凸块。
10. 根据权利要求3所述的电路板电性连接垫的导电结构，其中， 该第二电性连接垫上的第二连接层复经回焊以形成有一包覆该金属层 的预焊锡凸块。
全文摘要
本发明公开了一种电路板电性连接垫的导电结构，包括一具有第一及第二表面的电路板，该电路板的第一表面具有多个第一、第二电性连接垫；一金属层，形成于该第一及第二电性连接垫上；一第一连接层，形成于该第一电性连接垫上；以及一第二连接层，形成于该第二电性连接垫上。从而于该电路板表面的各该电性连接垫形成有不同导电结构，以连接不同的电子元件。
文档编号H05K1/11GK101287331SQ20071009631
公开日2008年10月15日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者史朝文, 王音统, 胡文宏, 许诗滨 申请人:全懋精密科技股份有限公司