专利名称：卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路封装方法，尤其是一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法。
现今TAB-BGA型集成电路封装电路板的制法而论，基本如图4A～I所示，图中所示为3M公司典型的制程，首先是在图4A的聚亚酰胺膜90(POLYIMIDE)基材上方通过溅镀方式(PVD或CVD)形成薄厚度的溅镀铜91，以形成一含薄铜层的聚亚酰胺膜，然后为如图4B所示，表面以电镀方式覆盖一薄厚度的电镀铜92，之后，为如图4C所示，于顶底面处压合干膜以及通过曝光和显影的步骤，而形成位于顶底面呈多个具缺口的块状干膜93，其次，则为如图4D所示，于顶部位置进行电镀铜的步骤，以形成位于各于膜93之间的较厚电镀铜94，其次，则为如图4E所示，对聚亚酰胺膜90进行蚀刻的步骤，而形成供后续进行植入锡球的锥度孔97，而后，为如图4F所示，进行电解电镀镍及电解电镀铬的步骤，令位于上表面的较厚电镀铜94以及底部的锥度孔97处形成电解电镀镍和电镀铬层96，之后，为去除顶底层的干膜93而形成如图4G的型式，并经蚀刻铜层的步骤，对图4G内部夹层位置的电镀铜92以及溅镀铜91蚀刻，而转变为如图4H的型态，最后，则为对底部的各锥度孔97位置进行植入锡球的步骤，而在图4I所示的相关部位形成供外接的锡球98，至于位于表面适当位置的外突的电镀镍和电镀铬层96，其一处供粘着芯片40，并同时将芯片40各引脚通过打线机(BONDER)以金属线41跨接至相关位置处。但上述现有的TAB-BGA集成电路封装电路板的制法有如下缺点首先，于聚亚酰胺膜90上方为溅镀(SPUTTERING)方式形成的薄厚度的溅镀铜91，虽通过溅镀方式形成铜箔可达到较均匀且较薄的厚度，然这种溅镀制程不仅较为昂贵，且在聚亚酰胺膜表面进行大面积的溅镀作业时，成本更属高昂，无法符合经济性的要求。其次，外接接点为使用
植锡球
方式为之，由于锡球大小有一定限制，而相应供锡球植入的锥度孔亦必须设计适当的许用误差，故导致外接接点的大小及间隔距离无法大幅缩减，造成外接接点无法细微化的缺点，且植入锡球的方式是令锡球于电路板上滚动而落入各锥度孔中，然后再通过高温与锥度孔内部的金属结合，此举，更有着定位精确度不足的现象，亦即无法确保各锡球全部对准，故而欲达到更高精密度及更小接点的需求下，乃无法实现。再者，由于其供连接芯片的接点上形成铬金属，故而必须使用铬线焊接方式(Au Wire Bonding)来与芯片接点之间进行跳线连接，此种通过跳线连接芯片的封装方式较占用电路板面积，导致整个封装电路板的尺寸较大，无法符合高密度的要求。
本发明的目的在于提供一种可使各外接接点精密定位，形成更细小外接接点，并且可适当地缩小封装电路板面积的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法。
本发明的目的是这样实现的，一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于包括下列步骤取用含有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材；对基材双面进行第一干膜的压合、曝光和显影，而仅令上表面形成缺口；为在第一干膜未覆盖的上表面处依次进行电镀铜、电镀镍、电镀金以及电镀镍等多层电镀；去除第一干膜；对基材双面进行第二干膜的压合、曝光和显影，而仅令下表面形成缺口；运用第二干膜为遮罩，以对下层薄铜进行蚀刻；运用下层薄铜作为遮罩，对基材的聚亚酰胺膜部位进行激光蚀刻，藉薄铜的阻挡以及激光能量的控制，形成未贯通的孔洞图形；在基材上表面压合第三干膜，以保护上表面电镀层；在聚亚酰胺膜的各孔洞实施电解电镀而形成填满各孔洞及略外突的电解电镀接点；去除第三干膜；蚀刻介于各个多层电镀层之间呈外露的上层薄铜，而使相邻电镀层相互隔开，以及蚀刻去除位于多层电镀层表面的电镀镍层，而使电镀金层外露；及，对基材中央及需形成贯通的部位进行激光钻孔，以分别形成位于基材中央的芯片安装孔及外围的激光贯孔，以使芯片安装孔部位外围形成由多层电镀层所形成的接触悬臂，供焊接结合芯片。
本发明的目的还可以通过下述方法来实现，一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于包括下列步骤取用含有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材；对基材双面进行第一干膜的压合、曝光和显影，而仅令上表面形成缺口；在第一干膜未覆盖的上表面处依次进行电镀镍、及电镀金的双层电镀；去除第一干膜；对基材双面进行第二干膜的压合、曝光和显影，而仅令下表面形成缺口；运用第二干膜为遮罩，对下层薄铜进行蚀刻；运用下层薄铜作为遮罩，对基材的聚亚酰胺膜部位进行激光蚀刻，薄铜的阻挡以及对激光能量的控制，形成未贯通的孔洞图形；在基材上表面压合第三干膜，以保护上表面电镀层；在聚亚酰胺膜的各孔洞实施电解电镀而形成填满各孔洞及略外突的电解电镀接点；去除第三干膜；蚀刻介于各个多层电镀层之间呈外露的上层薄铜，而使相邻电镀层相互隔开；及，对基材中央及需形成贯通的部位进行激光钻孔，以分别形成位于基材中央的芯片安装孔及外围的激光贯孔，以使芯片安装孔部位外围形成由多层电镀层所形成的接触悬臂，供焊接结合芯片。
本发明的目的还可以通过下述方法来实现，一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于包括下列步骤取用含有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材；对基材双面进行第一干膜的压合、曝光和显影的步骤，而仅令上表面形成缺口；在第一干膜未覆盖的上表面处依次进行电镀铜、及电镀镍的双层电镀；去除第一干膜；对基材双面进行第二干膜的压合、曝光和显影，而仅令下表面形成缺口；运用第二干膜为遮罩，对下层薄铜进行蚀刻；运用下层薄铜作为遮罩，对基材的聚亚酰胺膜部位进行激光蚀刻，藉薄铜的阻挡以及对激光能量的控制，形成未贯通的孔洞图形；在基材上表面压合第三干膜，以保护上表面电镀层；在聚亚酰胺膜的各孔洞实施电解电镀而形成填满各孔洞及略外突的电解电镀接点；去除第三干膜；在基材顶底部盖合第四干膜，并经曝光和显影，而仅在顶部特定位置形成缺口；对顶部缺口进行镀金，而形成镀金凸点；蚀刻介于各个双层电镀层之间外露的上层薄铜，而使相邻电镀层相互隔开；对基材中央及需形成贯通的部位进行激光钻孔，以分别形成位于基材中央的芯片安装孔及外围的激光贯孔，以使芯片安装孔部位外围形成由双层电镀层以及镀金凸点所形成的接触悬臂，供焊接结合芯片。
本发明与已有技术相比优点和积极效果非常明显。由以上的技术方案可知，在本发明的前段制程中，由于直接取用已预先压合或粘合有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材，基材的成本显然可较前述传统方式进行溅镀薄铜的步骤低廉，有着降低成本的优点，而通过对聚亚酰胺膜10进行激光蚀刻形成孔洞12以及形成电解电镀接点17的步骤中，即使得各接点得以自动对准(SELF-ALIGN)于各孔洞12内，而不致产生偏移或过度误差，故而提供精确定位的优点外，且可使各接点17之间的间距可控制在相当窄小的程度(20μ)，更可符合细微接点的特性，此外，对于
图1R、图2R以及图3S的供接合芯片40处的芯片安装孔22位置所形成的多层电镀层或形成有镀金凸点20的悬臂构造，更为形成一种可直接通过单点焊接(SINGLE POINT BOND)方式予以接合芯片40，无需通过跳接金线方式连结，此举，亦使得TAB-BGA封装电路板整体尺寸缩小，诚为一较传统TAB-BGA制法更具高密度化效果及可使外接接点更趋精确及细小的制法，再者，经使用双面薄铜的聚亚酰胺膜，下层薄铜亦可用作激光钻孔的遮罩，更使得激光钻孔更趋精确。
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构特征及目的。
图1是本发明的第一实施例制法剖视示意图。
图2是本发明的第二实施例制法剖视示意图。
图3是本发明的第三实施例制法剖视示意图。
图4是传统的TAB-BGA制程的剖视示意图。
本发明具有三种不同的实施例，而其间仅各制程的电镀层的材料不同而导致制程略有变动，以下即依次就本发明的各实施例说明之，首先如图1A～R所示，在图1A中，本发明为直接使用已压合或粘合有双面薄铜11、111的聚亚酰胺膜10作为本发明的基材，而无需如传统制程必须先对聚亚酰胺膜基材上附加溅镀铜的步骤，据以免除薄铜金属需进行溅镀所衍生的作业复杂性以及基材成本过于高昂的问题，而在图1B中，为于上、下层薄铜11、111进行压合第一干膜13、131以及进行曝光和显影的步骤，以在上表面形成多个块状干膜13，然后为如图1C所示，依次电镀形成电镀铜141、电镀镍142、电镀金143以及电镀镍144等多层式电镀层，经去除前述图1干膜13后，即如图1D所示，为形成朝上突起的电镀层，其后，为如图1E所示，实施第二干膜16、161的压合、曝光和显影的步骤，而仅在底部形成外露缺口，即经图1F对下层薄铜111蚀刻，而在去除第二干膜16、161后，即形成如图1G所示，令下层薄铜111蚀刻形成具有多个缺口112的型态，其后，为如图1H所示，运用该下层薄铜111作为遮罩，以激光蚀刻方式对聚亚酰胺膜10底部进行蚀刻，通过对激光能量的控制，使聚亚酰胺膜10蚀刻形成多个未贯穿的孔洞12(此等孔洞供后续电解电镀形成向下延伸的接点)，然后为如图1I所示对上表面压合第三干膜19)以使前述位于上表面的各图形受到保护之后，再图1J所示去除下层薄铜111，其次，则进行如图1K的对聚亚酰胺膜10的各孔洞12部位进行电解电镀的步骤(镀镍或镀铜)，而在各孔洞处填满以及外端呈外突型式的电解电镀接点17(形成此封装电路板的外接接点)，然后，为去除覆盖在上表面的第三干膜19(如图1L)，之后，为如图1M、N所示，依次对底面进行覆盖一保护膜18、覆盖第4干膜51，然在图1O的步骤中，去除位于电镀层顶部的电镀镍144以及介于各电镀层之间的上层薄铜11，而使电镀层的电镀金143呈外露状态，并进行如图1P的去除前述第四干膜51以及保护膜18的步骤，最后，则为如图1Q所示，对中央位置以及其他位置实施激光钻孔的步骤，以形成位于中央及外围位置的芯片安装孔22以及激光贯孔21，至此即完成封装电路板的制程，而安装芯片的方式，为如图1R所示，由于位于芯片安装孔22位置侧边的多层电镀层基本形成一悬臂状，且该图1R最上方位置的电镀层的表层位置为电镀金143的材料，故即可直接经单点焊接技术，直接结合芯片40。
本发明的另一实施例如图2A～R所示，其间的差异处仅在于图2C的电镀层的材料仅为依次电镀形成电镀镍142以及电镀金143两项材料而已，而在图2O中为仅需蚀刻去除介于各电镀层之间的上层薄铜11即可，其余均相同，而上述两种制程均可达到相同的效果。
本发明的第三实施例如图3中的A～S图所示，其间的差异仍在于图3C中的电镀层材料为仅以一厚电镀铜14以及一电镀镍15构成的双层型式的电镀层，而在图3N的第四于膜的压合、曝光和显影的步骤中，为将上、下表面均同时形成上、下层第四干膜51、511，仅在上表面近中央位置形成缺口512，而在图3O的步骤中，对缺口512位置进行电镀形成镀金凸点20，而在图3P的剥离第四干膜51、511以及在最终步骤(图3S)，该等形成于表层电镀镍15上方的镀金凸点20即可作为供单点焊接芯片40的焊接点。在第三实施例的细部制程方面，如图3A所示，本发明是直接使用已压合或粘合有双面薄铜11、111的聚亚酰胺膜10作为本发明的基材，而无需如传统制程必须先对聚亚酰胺膜基材上附加溅镀铜的步骤，据以免除薄铜金属需进行溅镀所衍生的作业复杂性以及基材成本过于高昂的问题，而在图3B中，为于上、下层薄铜11、111进行压合第一干膜13、131以及进行曝光和显影的步骤，以在上表面形成呈多个块状干膜13的型式，然后为如图3C所示，依次电镀形成一厚电镀铜14以及一电镀镍15的双层电镀层，经去除前述第一干膜13、131后，即如图3D所示，形成朝上突起的电镀层，其后，为如图3E所示，实施第二干膜16、161的压合、曝光和显影的步骤，而仅在底部形成外露缺口，即经图3F对下层薄铜111蚀刻，而去除第二干膜16、161后，即形成如图3G所示，令下层薄铜111蚀刻形成具有多个缺口112的型态，其后，为如图3H所示，运用该下层薄铜111作为遮罩，以激光蚀刻方式对聚亚酰胺膜10底部进行蚀刻，通过对激光能量的控制，使聚亚酰胺膜10蚀刻形成多个未贯穿的孔洞12(此等孔洞供后续电解电镀形成向下延伸的接点)，然后为如图3I所示对上表面压合第三干膜19以使前述位于上表面的各图形受到保护后，再如图3J所示去除下层薄铜111，其次，则进行如图3K的对聚亚酰胺膜10的各孔洞12部位进行电解电镀的步骤(镀镍或镀铜)，而在各孔洞处填满以及外端呈外突型式的电解电镀接点17(形成此封装电路板的外接接点)，然后，为去除覆盖在上表面的图3干膜19(如图3L)，之后，为如图3M所示，对底面进行覆盖一保护膜18以及在图3N中进行第四干膜51、511的压合、曝光和显影的步骤，而仅在上方特定位置形成缺口512，然后在图3O的步骤中，对前述缺口512进行金材料电镀的步骤，以形成镀金凸点20，而经图3P去除顶底部的第四干膜51、511及保护膜18后，即在该顶面近中央位置的厚电镀镍15上表面形成可供焊接芯片的镀金凸点20，更如图3Q所示，蚀刻去除介于相邻厚电镀铜14之间的上层薄铜11，最后，则为如图3R所示，对中央位置以及其他位置实施激光钻孔的步骤，以形成位于中央及外围位置的芯片安装孔22以及激光贯孔21，至此即完成封装电路板的制程，而安装芯片的方式，为如图3S所示，由于位于芯片安装孔22位置侧边的厚电镀铜14及电镀镍15基本形成一悬臂状，且该最上方位置的镀金凸点20，可直接经单点焊接技术，直接结合芯片40。
权利要求
1．一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于包括下列步骤取用含有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材；对基材双面进行第一干膜的压合、曝光和显影，而仅令上表面形成缺口；为在第一干膜未覆盖的上表面处依次进行电镀铜、电镀镍、电镀金以及电镀镍等多层电镀；去除第一干膜；对基材双面进行第二干膜的压合、曝光和显影，而仅令下表面形成缺口；运用第二干膜为遮罩，以对下层薄铜进行蚀刻；运用下层薄铜作为遮罩，对基材的聚亚酰胺膜部位进行激光蚀刻，藉薄铜的阻挡以及激光能量的控制，形成未贯通的孔洞图形；在基材上表面压合第三干膜，以保护上表面电镀层；在聚亚酰胺膜的各孔洞实施电解电镀而形成填满各孔洞及略外突的电解电镀接点；去除第三干膜；蚀刻介于各个多层电镀层之间呈外露的上层薄铜，而使相邻电镀层相互隔开，以及蚀刻去除位于多层电镀层表面的电镀镍层，而使电镀金层外露；及对基材中央及需形成贯通的部位进行激光钻孔，以分别形成位于基材中央的芯片安装孔及外围的激光贯孔，以使芯片安装孔部位外围形成由多层电镀层所形成的接触悬臂，供焊接结合芯片。
2．根据权利要求1所述的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于其中该由多层电镀层所形成的接触悬臂可以单点焊接方式与芯片结合。
3．根据权利要求1所述的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于其中该电解电镀接点由镍或铜材料构成。
4．一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于包括下列步骤取用含有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材；对基材双面进行第一干膜的压合、曝光和显影，而仅令上表面形成缺口；在第一干膜未覆盖的上表面处依次进行电镀镍、及电镀金的双层电镀；去除第一干膜；对基材双面进行第二干膜的压合、曝光和显影，而仅令下表面形成缺口；运用第二干膜为遮罩，对下层薄铜进行蚀刻；运用下层薄铜作为遮罩，对基材的聚亚酰胺膜部位进行激光蚀刻，薄铜的阻挡以及对激光能量的控制，形成未贯通的孔洞图形；在基材上表面压合第三干膜，以保护上表面电镀层；在聚亚酰胺膜的各孔洞实施电解电镀而形成填满各孔洞及略外突的电解电镀接点；去除第三干膜；蚀刻介于各个多层电镀层之间呈外露的上层薄铜，而使相邻电镀层相互隔开；及对基材中央及需形成贯通的部位进行激光钻孔，以分别形成位于基材中央的芯片安装孔及外围的激光贯孔，以使芯片安装孔部位外围形成由多层电镀层所形成的接触悬臂，供焊接结合芯片。
5．根据权利要求4所述的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于其中该由双层电镀层所形成的接触悬臂可以单点焊接方式与芯片结合。
6．根据权利要求4所述的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于其中该电解电镀接点由镍或铜材料构成。
7．一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于包括下列步骤取用含有双面薄铜的聚亚酰胺膜作为基材；对基材双面进行第一干膜的压合、曝光和显影的步骤，而仅令上表面形成缺口；在第一干膜未覆盖的上表面处依次进行电镀铜、及电镀镍的双层电镀；去除第一干膜；对基材双面进行第二干膜的压合、曝光和显影，而仅令下表面形成缺口；运用第二干膜为遮罩，对下层薄铜进行蚀刻；运用下层薄铜作为遮罩，对基材的聚亚酰胺膜部位进行激光蚀刻，藉薄铜的阻挡以及对激光能量的控制，形成未贯通的孔洞图形；在基材上表面压合第三干膜，以保护上表面电镀层；在聚亚酰胺膜的各孔洞实施电解电镀而形成填满各孔洞及略外突的电解电镀接点；去除第三干膜；在基材顶底部盖合第四干膜，并经曝光和显影，而仅在顶部特定位置形成缺口；对顶部缺口进行镀金，而形成镀金凸点；蚀刻介于各个双层电镀层之间外露的上层薄铜，而使相邻电镀层相互隔开；对基材中央及需形成贯通的部位进行激光钻孔，以分别形成位于基材中央的芯片安装孔及外围的激光贯孔，以使芯片安装孔部位外围形成由双层电镀层以及镀金凸点所形成的接触悬臂，供焊接结合芯片。
8．根据权利要求7所述的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于其中该由双层电镀层所形成的接触悬臂可以单点焊接方式与芯片结合。
9．根据权利要求7所述的卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法，其特征在于其中该电解电镀接点由镍或铜材料构成。
全文摘要
本发明涉及一种卷带自动焊接球阵式集成电路封装方法,其在压合有双面薄铜的聚亚酰胺膜上层形成第一干膜、电镀铜/镍/金/镍(或镍/金、铜/镍)、去除第一干膜、通过第二干膜蚀刻聚亚酰胺膜下层薄铜形成多个缺口、藉下层薄铜作为遮罩对聚亚酰胺膜激光钻孔形成孔洞,孔洞电解电镀形成外突接点、蚀刻薄铜及剥镍、激光钻孔形成芯片安装孔及外围贯孔,从而使外接接点更细微,且可以单点焊接方式焊接芯片而得以缩小封装面积。
文档编号H05K3/00GK1210368SQ9711821
公开日1999年3月10日 申请日期1997年9月4日 优先权日1997年9月4日
发明者蔡维人 申请人:华通电脑股份有限公司