专利名称：增强球垫固着性的球格阵列封装基板与球格阵列封装构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于半导体封装的电路基板，特别是涉及一种增强 球垫固着性的球格阵列封装基板与球格阵列封装构造。
背景技术：
请参阅图1所示，是现有习知的球格阵列封装构造在表面接合后的截
面示意图。 一种现有习知球格阵列封装构造，是以一球格阵列封装基板IOO 作为晶片载体，该球格阵列封装基板IOO,主要包含一基板核心层110、复数 个球垫120以及一防焊层130。该基板核心层110是具有一表面111。该些 球垫120是设置于该基板核心层110的该表面111上。该防焊层130是形 成于该基板核心层110的该表面111上，并显露该些球垫120。该些线路 140是设置于该基板核心层110的该表面111上以连接该些球垫120,并被 该防焊层130所覆盖。
现有习知的球格阵列封装构造，另包含有复数个焊球210、 一晶片220 以及一封胶体230。该些焊球210是接合至该球格阵列封装基板100的复数 个球垫120。该晶片220是设置于该球格阵列封装基板100并具有复数个焊 垫221，另以复数个打线形成的焊线240连接该些焊垫221至该球格阵列封 装基板100连接复数个线路140的接指。该封胶体230是密封该晶片220 与该些焊线240。该球格阵列封装构造是利用该些焊球210接合至一外部印 刷电路板250。请结合参阅图2所示，是现有习知的球格阵列封装构造包含 球垫的局部截面示意图。该电路板250是具有复数个接球垫251并在该电 路板250的一表面形成有一防焊层252，该些焊球210是回焊连接在对应的 该些接球垫251。
然而在现有习知的球格阵列封装构造中，该些球垫12Q会越来越高密度 配置，特别是针对非焊罩界定垫(Non-Solder Mask Defined pad, NSMD)的 球垫120,每一球垫120可占用该基板核心层110的表面111的面积越小且 该些球垫120周边不被防焊层130覆盖，故该些球垫120对该基板核心层 110的固着性愈发不足。在球格阵列封装构造连结至一印刷电路板的表面粘 着制程(SMT)中，或是主机板层级的组装过程中，由于不当的外力，则可能 造成该些球垫120易与基板核心层110分离或产生裂缝，而造成严重的可 靠度不良或元件失效等问题。
美国专利US6，201， 305 Bl号揭示了 一种球格阵列封装基板,其是在球
垫的周边一体增设有幅状支条，延伸到防焊层内部，以增加球垫固着性。然 而这种方式会大幅增加球垫占据该基板表面的面积，无法适用于高密度配 置的球格阵列封装基板。此外，此会影响球格阵列封装基板的线路配置。
由此可见，上述现有的球格阵列封装基板在结构与使用上，显然仍存 在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关 厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发 展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关 业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的增强球垫固着性的 球格阵列封装基板与球格阵列封装构造，实属当前重要研发课题之一，亦成 为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的球格阵列封装基板存在的缺陷，本发明人基于从事 此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积 极加以研究创新，以期创设一种新型结构的增强球垫固着性的球格阵列封 装基板与球格阵列封装构造，能够改进一般现有的球格阵列封装基板，使其 更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终 于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的球格阵列封装基板存在的缺陷，而 提供一种新型结构的增强球垫固着性的球格阵列封装基板与球格阵列封装 构造，所要解决的技术问题是使其在承受外在应力时，不会在球垫与基板 核心层之间接合界面产生分离或裂缝，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据
本发明提出的一种增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其包含 一基板核 心层，其具有一表面；复数个球垫，每一球垫具有一金属垫与至少一金属 钉，该些金属垫是贴设于该基板核心层的该表面上，该些金属钉是埋设入该 基板核心层内；以及一防焊层，其是形成于该基板核心层上，并显露该些 金属垫。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其另包含复数个线路，其
是设置于该基板核心层的该表面上并连接该些金属垫，并且该防焊层是覆
盖该些线路。
前述的增强球塾固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些球垫是 为阵列排列。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些球垫是 位于该基板核心层的角隅处。 前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些球垫是 无电性传递功能的虚设垫。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些球垫是 具有扁式图钉的外形。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属钉 是不贯穿该基板核心层。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属钉 的埋入深度是介于该基板核心层厚度的二分之一至三分之二之间。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属钉
是可贯穿对应的金属垫。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属钉
是可更稍凸起于对应金属垫的外露表面。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属钉 的形状是可选自于圆杆形、方杆形与螺杆形的其中之一。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属垫
是可完全不被该防焊层所覆盖，以成为非焊罩界定垫(Non-Solder Mask Defined pad,應D)。
前述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其中所述的该些金属垫 是可为圆形垫。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本 发明提出的一种球格阵列封装构造，其包含一如权利要求1所述的球格阵 列封装基板以及复数个焊球，该些焊球是接合至该些球垫。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了 达到上述目的，本发明提供了一种增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其 包含一基板核心层、复数个球垫以及一防焊层。该基板核心层是具有一表 面。每一球垫是具有一金属垫与至少一金属钉，该些金属垫是贴设于该基 板核心层的该表面上，该些金属钉是埋入该基板核心层内。该防焊层是形 成于该基板核心层上，并显露该些金属垫。此外，本发明另揭示了一种使 用该球格阵列封装基板的 一球格阵列封装构造。
借由上述技术方案，本发明增强球垫固着性的球格阵列封装基板与球 格阵列封装构造至少具有下列优点
1、 本发明借由该些球垫对该基板核心层具有较强的固着性，且不需要 扩大占据该基板核心层的表面面积，其结合界面不容易受外力影响而有分 离或裂缝的现象，故本发明在承受外在应力时，不会在球垫与基板核心层 之间接合界面产生分离或裂缝，非常适于实用。
2、 再者，本发明利用该些特殊形状的球垫可以增加与该基板核心层的 接触面积、又不需要扩大在该基;f反;fe心层的该表面的占用面积，能适用于高 密度配线的球格阵列封装使用，并能承受较大的外力而不会发生球垫与基 板核心层分离或裂缝生成的情形，更加适于实用。
综上所述，本发明是有关于一种增强球垫固着性的球格阵列封装基板 与球格阵列封装构造。该增强球垫固着性的球格阵列封装基板，主要包含
一基板核心层、复数个球垫以及一防焊层。每一球垫是具有一金属垫与至 少一金属钉，该些金属垫是贴设于该基板核心层的一表面上，该些金属钉 是埋入该基板核心层内。该防焊层是形成于该基板核心层上，并显露该些 金属垫。该球格阵列封装构造，包含如上述的球格阵列封装基板以及复数 个焊球，该些焊球是接合至该些球垫。本发明利用该些球垫的形状，能够 增加对该基板核心层的接触面积，进而可以防止金属垫与基板核心层的接 合界面分离或产生裂缝。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在 产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好 用及实用的效果，且较现有的球格阵列封装基板具有增进的突出功效，从而 更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的 新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图1是现有习知的球格阵列封装构造在表面接合后的截面示意图。
图2是现有习知的球格阵列封装构造包含球垫的局部截面示意图。
图3是依据本发明的第一具体实施例， 一种增强球垫固着性的球格阵列 封装基板的截面示意图。
图4是依据本发明的第一具体实施例，绘示该球格阵列封装基板的一金 属钉形状变化的示意图。
图5是依据本发明的第一具体实施例，使用该球格阵列封装基板的一球 格阵列封装构造的截面示意图。
图6是依据本发明的第一具体实施例，该球格阵列封装构造的球垫截面 示意图。
图7是依据本发明的第二具体实施例，另一种增强球垫固着性的球格阵 列封装基板的截面示意图。
图8是依据本发明的第二具体实施例，使用该球格阵列封装基板的一球 格阵列封装构造的截面示意图。100:球格阵列封装基板110:基板核心层
111.表面120'球垫
130防焊层140线路
210.焊球220晶片
221-焊垫230'封胶体
240焊线250电路板
251接球垫252防焊层
300球格阵列封装基板310基4反核心层
311表面320球垫
321金属垫322金属钉
330防焊层340线路
410焊球420晶片
421焊垫430封胶体
440焊线450电路板
451接球垫452防焊层
500球格阵列封装基板510基板核心层
511表面520球垫
521金属垫522金属钉
530防焊层540球垫
610焊球620晶片
621焊垫630封胶体
640:焊线650:电路板
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的增强球垫固着性的球 格阵列封装基板与球格阵列封装构造其具体实施方式
、结构、特征及其功
效，详细说明如后。
依据本发明的第 一具体实施例，揭示一种增强球垫固着性的球格阵列
封装基板，适用于半导体封装的晶片载体。请参阅图3所示，是依据本发 明的第 一具体实施例， 一种增强球垫固着性的球格阵列封装基板的截面示 意图。该球格阵列封装基板300,主要包含一基板核心层310、复数个球垫 320以及一防焊层330。在本实施例中，该球格阵列封装基板300是具有单 层线路结构，可为印刷电路板，陶瓷载板或是电路薄膜。该些球垫320的 排列是可阵列排列在该基板核心层310的同一表面。
该基板核心层310是具有一表面311，可配置线路(图中未绘出)并形成 设有一防焊层330。请配合参阅图6所示，每一5求垫320是具有一金属垫 321与至少一金属钉322。该些金属垫321是贴设于该基板核心层310的该 表面311上。其中，该些金属垫321是可为圆形垫(如图4所示)。该些金 属钉322是埋设入该基板核心层310内。在本实施例中，该些球垫320是 可具有扁式图钉的外形。
此外，请参阅图3及图6所示，该些金属钉322是可不贯穿该基板核 心层310。更具体而言，该些金属钉322的埋入深度是可介于该基板核心层 310厚度的二分之一至三分之二之间。故该些金属钉322是用以达到机械固 着的功效而可不具有电性传递的功能。在制造上，当用以构成该些金属垫 321的铜箔压贴在该基板核心层310的该表面311，可以先在球垫预定位置 以钻孔方式对该基板核心层310形成盲孔(blind hole),再以电镀 (plating)或浸镀(immersion)在盲孔内镀满铜或其它导电金属，以形成该 些金属钉322。另以蚀刻方式图案化该铜箔，以形成该些金属垫321。上述 技术仅为一种非限定的较可行的制程，依该制程，该些金属钉322可贯穿 对应的金属垫321,以增加该些金属钉322与对应金属垫321的结合。在本 实施例中，该些金属钉322除了贯穿对应金属垫321，更可稍凸起于对应金 属垫321的外露表面。
而该防焊层330是形成设置于该基板核心层310上，并显露该些金属 垫321。该防焊层330可为一焊罩层(或可称之为绿漆)或其它具有防焊特性 的表面保护层。因此，藉由该些球垫320的形状，增加了该些球垫320与 该基板核心层310的接触面积，该些球垫320具有可结合该基板核心层310 的较佳的固着性，不容易与该基板核心层310产生接合裂缝(crack),也不 容易位移与松脱。在本实施例中，如图4所示，该防焊层330的开口是大 于该些金属垫321,使得该些金属垫321是可以完全不被该防焊层330所覆 盖，以成为非焊罩界定垫(Non-Solder Mask Defined pad, NSMD)。因此，可 以增加与焊球410的焊接性，且该些金属垫321与该基板核心层310之间 不容易受外力产生脱离或裂缝。
请参阅图4所示，该球格阵列封装基板300另还可以包含复数个线路 340，其是贴设于该基板核心层310的该表面311上并连接该些金属垫321， 并且该防焊层330是覆盖该些线路340。如图4中图A、图B与图C所示， 该些金属钉322的形状可选自于圆杆形、方杆形与螺杆形的其中之一。
依据本发明的第一具体实施例，该球格阵列封装基板300可以进一步 应用于一球格阵列封装构造。请参阅图5所示， 一种球格阵列封装构造，至 少包含前述的球格阵列封装基板300以及复数个焊球410;该球格阵列封装 基板300,是具有一槽孔。该些焊球410，是接合至该些球垫320的金属垫 321。该球格阵列封装构造另还包含有一晶片420及一封胶体430;该晶片
420，是设置于该球格阵列封装基板300的另一表面。该晶片420是具有复 数个焊垫、421,并可^，传统的打线电性,连^"二以复数个打线开j成的焊线
封装基板300的该些线路340。该封胶体430,是密封该晶片420与该些焊 线440。在具体应用上，该球格阵列封装构造是藉由该些焊球410的回焊而 接合至一外部印刷电路板450。
请参阅图6所示，该外部印刷电路板450，是具有复数个外露于其防焊 层452的接球垫451。接合至该些球垫320的该些焊球410是回焊接合至该 些接球垫451。由于该些球垫320对该基板核心层310有较强的固着性且不 需要扩大占据该基板核心层310的表面311面积，其结合界面不容易受外 力影响而有分离或裂缝的现象，在第二具体实施例中，揭示了另一种增强 球垫固着性的球格阵列封装基板，用以说明上述特殊形状球垫可选择性设 置。请参阅图7所示，是依据本发明的第二具体实施例，另一种增强球垫 固着性的球格阵列封装基板的截面示意图。该球格阵列封装基板500，包含 至少一基板核心层510、复数个球垫520与540以及一防焊层530。在本实 施例中，部分标示为540的球垫是可为具有电性传递的一般圓形垫，部分 标示为520的球垫是可为无电性传递功能的虚设垫(dummy pad)。
在部分的该些球垫520中，每一球垫520具有一金属垫521与至少一金 属钉522，该些金属垫521是设置于该基板核心层510的一表面511上，该 些金属钉522是埋设入该基板核心层510内，而具有增进基板固着性的功 效。在本实施例中，该些球垫540是为阵列配置，而其该些球垫520是可 选择性设置于该基板核心层510的该表面511的角隅或边缘。
该防焊层530,是形成设置于该基板核心层510上，并显露该些金属垫 521。在本实施例中，该防焊层530是可以为局部覆盖该些金属垫521的周 边，以使该些金属垫521为焊罩界定垫(Solder Mask Defined pad, SMD)。
请参阅图8所示，是依据本发明的第二具体实施例，使用该球格阵列 封装基板的一球格阵列封装构造的截面示意图。当该球格阵列封装基板500 运用在一球格阵列封装构造中，主要包含前述的球格阵列封装基板500以及 复数个焊球610。该些焊球610，是接合至该些球垫520的金属垫521与该 些球垫540。该球格阵列封装构造另包含有一晶片620及一封胶体630。该 晶片620，是设置于该球格阵列封装基板500的另一表面。该晶片620是具 有复数个焊垫621，并可采用传统的打线电性连接，以复数个打线形成的焊 线640连接该些焊垫621至该球格阵列封装基板500。该封胶体630，是密 封该晶片620与该些焊线640。利用该些特殊形状的球垫540可以增加与该 基板核心层510的接触面积又不需要扩大在该基板核心层510的该表面511 的占用面积，能适用于高密度配线的球格阵列封装使用，并能承受较大的 外力而不会发生J求垫520与基+反核心层510分离或裂缝生成的情形。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其特征在于其包含一基板核心层，其具有一表面；复数个球垫，每一球垫具有一金属垫与至少一金属钉，该些金属垫是贴设于该基板核心层的该表面上，该些金属钉是埋设入该基板核心层内；以及一防焊层，其形成于该基板核心层上，并显露该些金属垫。
2、 根据权利要求l所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其特 征在于其另包含复数个线路，其是设置于该基板核心层的该表面上并连接 该些金属垫，并且该防焊层是覆盖该些线路。
3、 根据权利要求1或2所述增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其 特征在于其中所述的该些球垫是为阵列排列。
4、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其特 征在于其中所述的该些球垫是位于该基板核心层的角隅处。
5、 根据权利要求1或4所述增强球垫固着性的球格阵列封装基板,其 特征在于其中所述的该些球垫是无电性传递功能的虚设垫。
6、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板,其特 征在于其中所述的该些球垫是具有扁式图钉的外形。
7、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其特 征在于其中所述的该些金属钉是不贯穿该基板核心层。
8、 根据权利要求7所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板,其特 征在于其中所述的该些金属钉的埋入深度是介于该基板核心层厚度的二分 之一至三分之二之间。
9、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板,其特 征在于其中所述的该些金属钉是贯穿对应的金属垫。
10、 根据权利要求9所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其特 征在于其中所述的该些金属钉是更稍凸起于对应金属垫的外露表面。
11、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板,其特 征在于其中所述的该些金属钉的形状是选自于圆杆形、方杆形与螺杆形的 其中之一。
12、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板，其特 征在于其中所述的该些金属垫是完全不被该防焊层所覆盖，以成为非焊罩 界定垫。
13、 根据权利要求1所述的增强球垫固着性的球格阵列封装基板,其特 征在于其中所述的该些金属垫是为圓形垫。
14、 一种球格阵列封装构造，其特征在于其包含一如权利要求1所述 的球格阵列封装基板以及复数个焊球，该些焊球是接合至该些球垫。
全文摘要
本发明是有关于一种增强球垫固着性的球格阵列封装基板与球格阵列封装构造。该增强球垫固着性的球格阵列封装基板，主要包含一基板核心层、复数个球垫以及一防焊层。每一球垫具有一金属垫与至少一金属钉，该些金属垫是贴设于该基板核心层的一表面上，该些金属钉是埋入该基板核心层内。该防焊层是形成于该基板核心层上，并显露该些金属垫。该球格阵列封装构造，包含如上述的球格阵列封装基板以及复数个焊球，该些焊球是接合至该些球垫。本发明利用该些球垫的形状，能够增加对该基板核心层的接触面积，进而可以防止金属垫与基板核心层的接合界面分离或产生裂缝。
文档编号H01L23/48GK101192590SQ20061014594
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者范文正 申请人:力成科技股份有限公司