用于承载芯片的软质线路基板的制作方法

本实用新型涉及软质线路基板，特别涉及可承载半导体芯片的软质线路基板。

背景技术：

承载芯片用的软质线路基板多为滚动条状薄膜。在业界软质线路基板与芯片的结合依不同装配模式有各种称呼，例如TCP(Tape Carrier Package卷带式载体封装)或COF(Chip On Film薄膜覆晶封装)。TCP及COF都是运用软质线路基板作为封装芯片的载体，通过热压合将芯片上的金凸块(Gold Bμmp)与位在软性基板电路上的铜配线图案的内引脚(Inner Lead)接合。

为了使软性基板电路与芯片的金凸块连接，必须要有金锡共晶物的存在，其中金由芯片的金凸块提供，锡就由形成在内引脚表面的锡供应，因此，内引脚的表面镀有锡层。除了内引脚外，铜配线图案还有外引脚等与其他电子组件连接的导电端子，这些端子通常也有镀锡层。铜配线图案上非引脚区会另以防焊油墨覆盖来加以保护。

现有的软性基板电路易产生以下问题，其一为镀锡层表面形成晶须，导致相邻线路短路；其二为防焊油墨及镀锡层的界面产生凹洞，导致线路断裂。专利文献1(日本专利JP3061613)揭示的方案是在铜配线图案上先全面地形成薄镀锡层(a)，然后于配线图案的非引脚区涂布防焊油墨，之后再于引脚区形成厚镀锡层(b)。专利文献1认为铜配线图案全面形成的薄镀锡层(a)可防止凹洞产生，厚镀锡层(b)可防止产生晶须。专利文献2(台湾专利TW531864)揭示另一种方法，是依序形成第一防焊油墨于非引脚区、形成薄镀锡层于引脚区、再形成第二防焊油墨覆盖第一防焊油墨及薄锡层的交界处、及最后形成厚镀锡层在薄锡层上。

技术实现要素：

本申请明人经研究后发现上述现有技术在实际操作上仍存在许多问题。举例而言，专利文献1于铜配线图案全面形成的薄镀锡层，此对需要弯折的产品是不利的，因为镀锡层的硬度通常偏高。此外，不论是专利文献1或专利文献2皆指示在最后涂布防焊油墨之后形成厚镀锡层，因此顶层的防焊油墨仍会浸泡在镀锡槽中一段时间，特别是镀厚锡的时间又较长，这使得顶层防焊油墨与厚镀锡层的界面产生凹洞的机会增加。此外，专利文献2有两次施加防焊油墨后才进锡槽的制程，造成清洗被防焊油墨污染锡槽的高成本。又，专利文献2所指示两次防焊油墨两次镀锡交错实施制程，其实际操作上易混淆，造成生产动线安排的困扰。

有鉴于上述，一方面，本实用新型提出一种新颖的软质线路基板的制造方法，无需两次防焊油墨两次镀锡交错实施制程。同时，本实用新型也在最后锡层完成后涂布顶层防焊油墨，以免顶层防焊油墨浸泡在镀锡槽中。

优选另一方面本实用新型还包含通过上述的各种方法所形成的软质线路基板的各种结构。

依据一实施例，本实用新型提供一种用于承载芯片的软质线路基板，包含：

具有配线图案的一导电铜层，位于一绝缘基材上；一第一锡层，位于该导电铜层上方；一第二锡层，位于该第一锡层上方；一第一防焊层，覆盖未被该第一锡层及该第二锡层覆盖的该导电铜层，且该第一防焊层部分地覆盖该第二锡层；及一第二防焊层，部分地覆盖该第二锡层及至少部分地覆盖该第一防焊层。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第一防焊层具有一第一边缘接触该第二锡层。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第一锡层具有一第一纵向界面接触该导电铜层，该第一防焊层具有一第一边缘接触该第二锡层，该第一纵向界面与该第一边缘的横向距离大于该第一锡层的厚度。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第二锡层具有一第二纵向界面接触该第一锡层，该第一防焊层覆盖该第二纵向界面。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第二锡层具有一第二纵向界面接触该第一锡层，该第二防焊层具有一第二边缘接触该第二锡层，该第二纵向界面与该第二边缘的横向距离大于该第二锡层的厚度。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第一锡层与该第二锡层的界面共形于该第一锡层与该导电铜层的界面。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该配线图案具有一测试引脚区，一内引脚区及一外引脚区，该第一防焊层未覆盖介于该测试引脚区与该内引脚区之间的该配线图案。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该导电铜层具有一粗化铜面。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第二锡层具有一粗化锡面，该粗化锡面的表面粗度范围为：0.045μm～0.5μm。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第二锡层具有一粗化锡面，该粗化锡面的表面粗度范围为0.06μm～0.35μm。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该第二锡层具有一粗化锡面，该粗化锡面的表面粗度范围为0.1μm～0.3μm。

另一方面，本实用新型提供一种用于承载芯片的软质线路基板，包含：一导电铜层，具有一配线图案并设置在一绝缘基材上；一锡层，位于该导电铜层上方，其中该导电铜层具有不被该锡层所覆盖的一露出部分；及一防焊层覆盖该露出部分且部分地覆盖该锡层，其中该锡层具有一纵向界面接触该导电铜层，该防焊层具有一边缘接触该锡层，其中该纵向界面与该边缘的横向距离大于该锡层的厚度。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该防焊层的厚度范围从6μm至35μm。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该锡层的厚度范围从0.1μm至0.6μm。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该锡层具有一粗化锡面，该粗化锡面的表面粗度范围为：0.045μm～0.5μm。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该锡层具有一粗化锡面，该粗化锡面的表面粗度范围为：0.06μm～0.35μm。

依据一实施例，本实用新型提供如前述的软质线路基板，该粗化锡面的表面粗度范围为0.1μm～0.3μm。

附图说明

图1A为本实用新型依据一实施例的软质线路基板半成品俯视示意图。

图1B为图1A的半成品中某特定区域的剖面示意图。

图1B及图2至图5显示本实用新型依据一第一实施例的软质线路基板制造过程各步骤剖面示意图。

图6为本实用新型依据一实施例的软质线路基板的结构示意图。

图7为本实用新型依据一第二实施例的软质线路基板的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考所附图式示范本实用新型的优选实施例。为避免模糊本实用新型的内容，以下说明亦省略现有的组件、相关材料、及其相关处理技术。同时，为清楚说明本实用新型，所附图式中各组件未必按实际的尺寸或相对比例绘制。

本实用新型软质线路基板的制造方法

依据第一实施例本实用新型的用于承载芯片的软质线路基板的制造方法，依序包含：

步骤(a)提供具有配线图案的一导电铜层于一绝缘基材上；

步骤(b)形成一第一防焊层部分地覆盖该配线图案；

步骤(c)以该第一防焊层为屏蔽形成一第一锡层于该导电铜层上；

步骤(d)以该第一防焊层为屏蔽形成一第二锡层于该第一锡层上；及步骤(e)形成一第二防焊层部分地覆盖该第二锡层及至少部分地覆盖该第一防焊层。

步骤(a)提供具有配线图案的一导电铜层于一绝缘基材上。

图1A为本实用新型的软质线路基板半成品10俯视示意图。参考图1A，软质线路基板半成品10的薄膜带状的绝缘基材100的一面上连续地形成有多个由导电铜层110构成的配线图案P。绝缘基材100的上下两侧具有移送用的多个传动孔101。导电铜层110(或配线图案P)定义一非引脚区Ps(以虚线框起来的部分)，此区域将于后续由防焊层所覆盖以保护线路。配线图案P的非引脚区Ps以外的区域即引脚区，可再区分成内引脚区Ln、外引脚区Lo及视需要存在的测试引脚区Lt，内引脚区Ln将与芯片相接，外引脚区Lo将外接电路板或其他电子装置，测试引脚区Lt则用于与测量仪器相接，以检测封装芯片的质量。图1B为图1A中箭头1B所指之处(即配线图案P其中一条线路)的剖面示意图。参考图1B，可清楚了解导电铜层110位于绝缘基材100上。绝缘基材100可使用软性且具有耐药品性及耐热性的材料，例如聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺等。绝缘基材100的厚度一般为12μm至85μm，优选为20μm至50μm。在绝缘基材100上形成具配线图案P的导电铜层110是通过现有的微影法。导电铜层110的厚度例如2μm至20μm，优选为5μm至12μm。

步骤(b)形成一第一防焊层部分地覆盖该配线图案。

参考图1A及图2，形成一第一防焊层121使其至少部分地覆盖配线图案P，例如覆盖非引脚区Ps的一部分或全部。于优选实施例，第一防焊层121只需施加于非引脚区Ps的某些特定区域，譬如只需施加于此软质线路基板产品的后端应用时产生的弯折区域。此弯折区域的实际位置视后端应用产品的特性而变化，其中介于内引脚区Ln与外引脚区Lo之间的区域为现有常见的弯折区域。因此，于本实用新型的优选实施例，第一防焊层121未覆盖介于测试引脚区Lt与内引脚区Ln之间的非引脚区Ps，然而本实用新型不以此为限。本实用新型也有第一防焊层121将所有非引脚区Ps完全覆盖的实施例。可使用现有的环氧树脂(o-Cresol Novalac/Phenol/DGEBA)类型的油墨或其他合适的油墨以网版印刷技术完成此步骤。第一防焊层121的厚度可在3μm至15μm的范围。

步骤(c)以该第一防焊层为屏蔽形成一第一锡层于该导电铜层上。

参考图3，以第一防焊层121为屏蔽形成一第一锡层131于导电铜层110上。通过现有无电解电镀(即化学电镀)技术形成第一锡层131。例如将步骤(b)所形成的半成品浸泡于含硫酸、过硫酸钾、或氟硼化锡之镀锡液的锡槽中一段预定时间后水洗再吹干，之后再入烤箱进行热处理即可。在此步骤中，第一锡层131除镀于导电铜层110没有被第一防焊层121覆盖的表面外，可进一步使镀锡液侵入第一防焊层121的第一边缘121a底下的导电铜层110，因此形成第一防焊层121的第一边缘121a覆盖了第一锡层131的第一侧边131a的结构。第一锡层131的厚度可在0.02μm至0.16μm的范围，优选实施例的第一锡层131的厚度为0.10μm。

步骤(d)：以该第一防焊层为屏蔽形成一第二锡层于该第一锡层上。

参考图4，以第一防焊层121为屏蔽形成第二锡层132在第一锡层131上。优选而言，步骤(c)及步骤(d)之间没有额外形成防焊层的步骤。可如步骤(c)，通过现有无电解电镀(即化学电镀)技术形成第二锡层132。例如将步骤(c)所形成的半成品浸泡于含硫酸、过硫酸钾、或氟硼化锡的镀锡液的锡槽中一段预定时间后水洗再吹干，之后再入烤箱进行热处理即可。步骤(c)第一次镀锡所获得的锡铜合金层通过热处理高温会生成Cu3Sn，此可减缓步骤(d)第二次镀锡所产生的锡层的Cu6Sn5的生成扩散速率，进而减缓纯锡层减损速率，提高线路与芯片间共晶接合优良率，并避免产生锡须。在此步骤中，可进一步使镀锡液侵入第一防焊层121的第一边缘121a底下，形成第一防焊层121的第一边缘121a覆盖了第二锡层132的第二侧边132a的结构。第二锡层132的厚度可在0.12μm至0.5μm的范围，优选实施例的第二锡层132的厚度为0.28μm。因为步骤(c)与(d)都使用无电解电镀(即化学电镀)技术，且都以第一防焊层121为屏蔽，因此在步骤(d)第一锡层131会被第二锡层132往铜密度高的区域推进，使得第一锡层131与第二锡层132的界面Iss与第一锡层131与导电铜层110的界面Isc共形(conformal)。

步骤(e)形成一第二防焊层部分地覆盖该第二锡层及至少部分地覆盖该第一防焊层。

参考图5，形成一第二防焊层122部分地覆盖第二锡层132及至少部分地覆盖第一防焊层121。优选而言，此步骤形成第二防焊层122至少覆盖于步骤(d)第二锡层132与第一防焊层121所形成的接触面。在步骤(d)，第一防焊层121浸泡在锡槽中，可能因此弱化第一防焊层121与第二锡层132的接触面，因此利用第二防焊层122将此接触面覆盖可避免防焊层从锡层剥离。可使用现有的环氧树脂(o-Cresol Novalac/Phenol/DGEBA型)类型油墨或其他合适的油墨以网版印刷技术完成此步骤。第二防焊层122的厚度可在3μm至20μm的范围。在此实施例，第二防焊层122是对非引脚区Ps全区印刷因此完全覆盖住第一防焊层121，然而本实用新型不以此为限。本实用新型也包含第二防焊层122只部分地覆盖住第一防焊层121(只覆盖其外缘)及部分地覆盖住第二锡层132的实施例。

本实用新型软质线路基板的结构

同时参考图1A及图5，在第一实施例本实用新型用于承载芯片的软质线路基板包含具有配线图案P的导电铜层110于绝缘基材100上；第一锡层131位于导电铜层110上方；第二锡层132位于第一锡层131上方；第一防焊层121覆盖未被第一锡层131及第二锡层132覆盖的导电铜层110，且第一防焊层121部分地覆盖第二锡层132；及第二防焊层122部分地覆盖第二锡层132及至少部分地覆盖第一防焊层121。

在另一实施例中，可参考图5，本实用新型提供用于承载芯片的软质线路基板，其中第一防焊层121具有一第一边缘121a接触第二锡层132。

在另一实施例中，可参考图5，本实用新型提供用于承载芯片的软质线路基板，其中第一锡层131具有第一纵向界面131a接触导电铜层110，第一防焊层121具有第一边缘121a接触第二锡层132，第一纵向界面131a与第一边缘121a的横向距离X大于第一锡层131的厚度。

在另一实施例中，可参考图5，本实用新型提供用于承载芯片的软质线路基板，其中第二锡层132具有第二纵向界面132a接触该第一锡层131，第一防焊层121覆盖第二纵向界面132a。

在另一实施例中，可参考图5，本实用新型提供用于承载芯片的软质线路基板，其中第二锡层132具有第二纵向界面132a接触第一锡层131，第二防焊层122具有第二边缘122a接触第二锡层132，第二纵向界面132a与第二边缘122a的横向距离Y大于第二锡层132的厚度。

在另一实施例中，可参考图5，本实用新型提供用于承载芯片的软质线路基板，其中第一锡层131与第二锡层132的界面Iss共形于第一锡层131与导电铜层110的界面Isc。

图6显示将上述第一锡层131及第二锡层132一起视为锡层161，将第一防焊层121及第二防焊层122一起视为防焊层162时，本实用新型用于承载芯片的软质线路基板的结构特征为包含一导电铜层110具有配线图案P设置于绝缘基材100上；一锡层161位于导电铜层110上方，其中导电铜层110具有不被锡层161所覆盖的一露出部分163；及一防焊层162覆盖露出部分且部分地覆盖锡层161，其中锡层161具有一纵向界面161a接触导电铜层110，防焊层162具有一边缘162a接触锡层161，其中纵向界面161a与边缘162a的横向距离Z大于锡层161的厚度。该防焊层之厚度范围从6μm至35μm。该锡层的厚度范围从0.14μm至0.66μm。此外，本实用新型也有只执行步骤(c)而无步骤(d)的一实施例，在此实例锡层之厚度范围从0.1μm至0.6μm。

本实用新型还有一第二实施例，其与第一实施例差别在于步骤(a)更包含『镀锡前导电铜层粗化』以使导电铜层具有一粗化铜面之步骤，其余步骤皆与第一实施例相同。导电铜层粗化可使用任何合适方法完成。举例而言，可在图案化导电铜层110形成配线图案P之后，以化学溶液处理该导电铜层(配线图案P)而形成。在此实施例中，化学溶液可例如为过硫酸钾(K2S2O8)溶液，合适之浓度为30～40g/L，硫酸或盐酸溶液，合适之浓度为20～30g/L。可在室温下将导电铜层(配线图案P)浸泡在化学溶液中10～30秒。与化学溶液的接触时间越长表面粗度会更大。图7为第二实施例的完成镀锡与防焊层的结构示意图。在粗化铜面上镀锡也会使锡面产生相似于粗化铜面的粗化结构。如图所示，经粗化的导电铜层110’具有粗化铜面701，后续形成的第一锡层131’及第二锡层132’均因此有相似的粗化表面，如粗化锡面702及粗化锡面703。如前述，粗化锡面可提供较大的表面积。当软质线路基板外接至其他电子组件时，外引脚区域的粗化锡面可使其与异方性导电膜(ACF)结合面积变大，进而使软质线路基板与电子装置更加紧密的贴合。优选而言，第二锡层132’的粗化锡面703的表面粗度Rz范围为：0.045μm～0.5μm，优选范围为0.06μm～0.35μm，更加优选范围为μm 0.1～0.3μm。表面粗度Rz的测量是将完成镀锡的样品裁切成约为5cm×5cm大小，以非接触式形状测量雷射显微镜(KEYENCE台湾基恩斯的型号VK-X100)测定。测定时是使用雷射光点直径约1μm，物镜倍率设定10X，视野范围1350μm x 1012μm、以及物镜倍率设定20X，视野范围675μm x 506μm，以扫描时间约10～20秒，线距pitch设定2μm作测定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并非用以限定本实用新型的权利要求范围；凡其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求范围内。

【符号说明】

10 软质线路基板半成品

100 绝缘基材

101 传动孔

110 导电铜层

P 配线图案

1B 参考图

Lo 外引脚区

Ps 非引脚区

Ln 内引脚区

Lt 测试引脚区

121 第一防焊层

121a 第一边缘

131 第一锡层

131a 第一侧边

Iss 界面

Isc 界面

132 第二锡层

122 第二防焊层

122a 第二边缘

132a 第二侧边

X 横向距离

Y 横向距离

161 锡层

161a 纵向界面

162 防焊层

162a 边缘

163 露出部分

Z 横向距离

110’ 导电铜层

132’ 第二锡层

131’ 第一锡层

701 粗化铜面

702 粗化锡面

703 粗化锡面