专利名称：电路板结构及其形成方法
技术领域：
本发明涉及电路板结构，更特别涉及焊垫层及环状抗蚀层的形成方法。
背景技术：
印刷电路板(Printed Circuit Board简称PCB)是依电路设计，将连接电路零件 的电气布线绘制布线图形，然后再以机械与化学加工、表面处理等方式，在绝缘体上使电气 导体重现所构成的电路板。换言之，印刷电路板是搭配电子零件之前的基板。该类产品的 作用是将各项电子零件以电路板所形成的电子电路，发挥各项电子零组件的功能，以达到 信号处理的目的。由于印刷电路板设计品质的优劣，不但直接影响电子产品的可靠度，也可 左右系统产品整体的性能及竞争力。上述电路图案是应用印刷、光刻、蚀刻及电镀等技术形 成精密的配线，作为支撑电子零件及零件间电路相互接续的组装基地。因此，高密度化及多 层化的配线形成技术成为印刷电路板制造业发展的主流。在多层电路板的设计中，基板的焊接面(solder side)及元件面 (componentside)最外层的金属图案(通常为铜层)扮演焊垫层(bonding pad)，通过焊球 与外部其他电子元件接线，如图IA-图ID所示。在图IA中，核心板10具有导电通孔12以 电性连结元件面10A与焊接面10B的增层线路结构11。在增层线路结构11中，被绝缘层 13分隔的内层线路层IlA及最外层的焊垫层IlB之间具有导盲孔14。接着如图IB所示， 以绿漆层15覆盖焊垫层IlB后，形成开口 16露出部分焊垫层11B。接着如图IC所示，进行 表面处理，形成金属保护层17于露出的焊垫层IlB上。最后如图ID所示，于开口 16中置 入焊球18，回焊后可形成焊锡凸块。上述方法形成的产品中，开口 16周围的绿漆层15底部易受蚀刻或表面处理等步 骤影响，与焊垫层IlB分层而形成缝隙。上述缝隙在填入焊球及后续的回焊工艺后会继续 扩大，焊料会随着缝隙延伸至其他区域，并造成短路且降低可靠性，如图IE及其局部放大 IF所示。在美国专利US 7，213，3 案中，提供了一种形成环状结构的方法。此案以晶种层 搭配电镀铜层形成二层电性连接垫后，蚀刻电镀铜层至部分晶种层以形成开环。其可增加 锡球接触面积，提升封装可靠性。上述蚀刻步骤同时移除部分绿漆、电镀铜层、与晶种层。接 着进行表面处理形成金属保护层于晶种层上，再进行印刷植球。此作法易造成绿漆开环过 深，导致纵横比过大，锡膏不易注入。此外，锡球底部的晶种层过薄易与锡膏结合形成合金 层，导致晶种层厚度更薄，反而影响可靠性结果。综上所述，目前仍需新的电路板结构以克服上述问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种电路板结构的形成方法，包 括提供核心板；形成内层线路层于核心板的表面上；形成焊垫层于内层线路层上；形成环 状抗蚀层于焊垫层上；形成抗焊绝缘层于环状抗蚀层及焊垫层上；以及形成开口露出部分焊垫层；其中开口的半径小于环状抗蚀层的半径，且焊垫层的表面无凹陷。本发明更提供一种电路板结构，包括核心板；内层线路层，位于核心板的表面上； 焊垫层，位于内层线路层上；环状抗蚀层，位于焊垫层上；抗焊绝缘层，位于环状抗蚀层及 焊垫层上，且抗焊绝缘层具有开口露出部分焊垫层；其中开口的半径小于环状抗蚀层的半 径，且焊垫层的表面无凹陷。本发明具有工艺简单，可靠性高的优点。
接着如图观所示，以抗焊绝缘层27如绿漆覆盖上述结构，其形成方法可为涂布 法。在本发明一实施例中，抗焊绝缘层27的厚度大于环状抗蚀层25的厚度以完全覆盖环 状抗蚀层。接着如图2L所示，移除部分抗焊绝缘层27以形成开口四露出部分焊垫层11B。 上述移除步骤可为激光剥除，光刻工艺(曝光/显影)，或等离子体蚀刻。在本发明一实施 例中，开口四的半径小于环状抗蚀层25的半径。接着如图2M所示，进行表面处理以形成金属保护层31于开口四底部。金属保护 层的材料可为镍、金、锡、锡铅、铝、铬、钛、钨、或铜，其形成方式可为物理气相沉积(PVD)、化 学气相沉积(CVD)、电镀、溅镀、或无电解电镀。在本发明一实施例中，金属保护层的厚度小 于环状抗蚀层25的厚度。金属保护层31的作用在于防止焊垫层氧化及增加焊料间的结合 能力。接着如图2N所示，形成焊球33于开口四中。至此则完成本发明的电路板结构。 焊球33的材料可为锡、锡铅、锡银铜、锡铜、锡铋、锡铋镍、或上述的合金。与公知技术相较，即使环状抗蚀层25其环内的抗焊绝缘层27因激光剥除或等离 子体蚀刻(图2L)、或表面处理(图2M)等步骤造成侧蚀，环状抗蚀层25仍会阻挡侧蚀造成 的缝隙。如此一来，焊球33的焊料将会保留于环状抗蚀层25内，而不会延伸至其他焊垫层 造成短路。在本发明一实施例中，更在图2J移除图案化光致抗蚀剂层2 及23C的步骤后， 并在图I形成抗焊绝缘层27的步骤前，形成防蚀金属层35于焊垫层IlB及环状抗蚀层25 的上表面及侧壁上，如图4A所示。上述防蚀金属层35的形成方法类似表面处理(ASF)，其 材料可为镍、锡、钯、金、铝、钨、铬等表面处理金属。采用防蚀金属层的目的在于强化作用， 因为上述环状抗蚀层25与焊垫层IlB交接处于工艺中仍可能发生咬蚀情形，为防较薄的环 状抗蚀层25或其与焊垫层IlB交接处遭咬蚀破坏，特加入此防蚀金属层35以加强抗蚀效 果。在形成防蚀金属层35后，后续形成抗焊绝缘层27、形成开口 29、形成金属保护层31、及 形成焊球33等步骤均与图2K-图2N所述的步骤类似，其结构如图4B所示。在本发明一实施例中，在图2G形成焊垫层IlB的步骤后，将图案化光致抗蚀剂层 2 移除如图5A所示。接着形成图案化光致抗蚀剂层23D如图5B所示，再以前述的半加 成法形成环状抗蚀层37如图5C所示，之后移除图案化光致抗蚀剂层23D及露出的晶种层 21B如图5D所示。与图2J的环状抗蚀层25相较，图5D的环状抗蚀层37进一步保护焊垫 层IlB的侧壁，且可根据产品调整环状抗蚀层大小。在移除图案化光致抗蚀剂层23D及其 下方的晶种层21B后，后续形成抗焊绝缘层27、形成开口 29、形成金属保护层31、及形成焊 球33等步骤均与2N所述的步骤类似，其结构如图5E所示。在本发明一实施例中，更在图5D移除图案化光致抗蚀剂层23D的步骤后，并在形 成抗焊绝缘层27的步骤前(参考图2K)，形成防蚀金属层35于焊垫层IlB的上表面与环状 抗蚀层37的上表面及侧壁上，如图6A所示。上述防蚀金属层35的形成方法类似表面处理 (ASF)，其材料可为镍、锡、钯、金、铝、钨、铬等表面处理金属。采用防蚀金属层的目的在于强 化作用，因为上述环状抗蚀层37与焊垫层IlB交接处于工艺中仍可能发生咬蚀情形，为防 较薄的环状抗蚀层37或其与焊垫层IlB交接处遭咬蚀破坏，特加入此防蚀金属层35以加 强抗蚀效果。在形成防蚀金属层35后，后续形成抗焊绝缘层27、形成开口 29、形成金属保护层31、及形成焊球33等步骤均与2N所述的步骤类似，其结构如图6B所示。
虽然本发明已以数个较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领 域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发 明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种电路板结构的形成方法，包括 提供一核心板；形成一内层线路层于该核心板的表面上；形成一焊垫层于该内层线路层上；形成一环状抗蚀层于该焊垫层上；形成一抗焊绝缘层于该环状抗蚀层及该焊垫层上；以及形成一开口露出部分该焊垫层；其中该开口的半径小于该环状抗蚀层的半径，且该焊垫层的表面无凹陷。
2.如权利要求1所述的电路板结构的形成方法，在形成该开口露出部分该焊垫层的步 骤后，还包括形成一焊球于该开口中。
3.如权利要求2所述的电路板结构的形成方法，还包括形成一金属保护层于该焊球与 该焊垫层之间。
4.如权利要求1所述的电路板结构的形成方法，其中该抗焊绝缘层的厚度大于该环状 抗蚀层的厚度，以完全包覆该环状抗蚀层。
5.如权利要求1所述的电路板结构的形成方法，还包括形成一防蚀金属层于该环状抗 蚀层与该焊垫层的上表面及侧壁上。
6.如权利要求1所述的电路板结构的形成方法，其中形成该焊垫层于该内层线路层上 的步骤包括形成一晶种层于该内层线路上；形成一第一图案化光致抗蚀剂层于该晶种层上，露出部分该晶种层；以及 形成该焊垫层于露出的该晶种层上。
7.如权利要求6所述的电路板结构的形成方法，其中形成该环状抗蚀层于该焊垫层上 的步骤包括形成一第二图案化光致抗蚀剂层于部分该焊垫层上，露出该焊垫层的外环； 形成一环状抗蚀层于该焊垫层的外环上；移除该第一图案化光致抗蚀剂层及该第二图案化光致抗蚀剂层，露出部分该晶种层；以及移除露出的部分该晶种层。
8.如权利要求6所述的电路板结构的形成方法，其中形成该环状抗蚀层于该焊垫层上 的步骤包括移除该第一图案化光致抗蚀剂层；形成一第三图案化光致抗蚀剂层于部分该焊垫层及部分该晶种层上，露出该焊垫层的 外环及围绕该焊垫层外环的部分该晶种层；形成一环状抗蚀层于该焊垫层的外环及围绕该焊垫层外环的部分该晶种层上； 移除该第三图案化光致抗蚀剂层，露出部分该晶种层；以及 移除露出的部分该晶种层。
9.如权利要求8所述的电路板结构的形成方法，还包括形成一防蚀金属层于该环状抗 蚀层的上表面及侧壁与该焊垫层的上表面。
10.一种电路板结构，包括一核心板；一内层线路层，位于该核心板的表面上； 一焊垫层，位于该内层线路层上； 一环状抗蚀层，位于该焊垫层的外环上；以及一抗焊绝缘层，位于该环状抗蚀层及该焊垫层上，且该抗焊绝缘层具有一开口露出部 分该焊垫层；其中该开口的半径小于该环状抗蚀层的半径，且该焊垫层的表面无凹陷。
11.如权利要求10所述的电路板结构，还包括一焊球位于该开口中。
12.如权利要求11所述的电路板结构，还包括一金属保护层位于该焊球与该焊垫层之间。
13.如权利要求10所述的电路板结构，其中该抗焊绝缘层的厚度大于该环状抗蚀层的 厚度以完全包覆该环状抗蚀层。
14.如权利要求10所述的电路板结构，还包含一防蚀金属层位于该环状抗蚀层与该焊 垫层的上表面及侧壁上。
15.如权利要求10所述的电路板结构，其中该环状抗蚀层覆盖该焊垫层的外环侧壁。
16.如权利要求15所述的电路板结构，还包含一防蚀金属层位于该环状抗蚀层的上表 面及侧壁与该焊垫层的上表面。
全文摘要
本发明提供一种电路板结构及其形成方法，该方法包括提供核心板；形成内层线路层于核心板的表面上；形成焊垫层于内层线路层上；形成环状抗蚀层于焊垫层上；形成抗焊绝缘层于环状抗蚀层及焊垫层上；以及形成开口露出部分焊垫层；其中开口的半径小于环状抗蚀层的半径，且焊垫层的表面无凹陷。上述结构可避免焊料沿着抗焊绝缘层底部的缝隙延伸至其他区域。
文档编号H05K3/46GK102076180SQ200910226419
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者林贤杰 申请人:南亚电路板股份有限公司