专利名称：制造电路板的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造电路板的方法。
背景技术：
随着减少电子产品和部件的大小和厚度的趋势的渐增，正在进行深入的研究以实现晶圆级封装和印刷电路板(PCB)的轻薄化。同时，在连接垫表面处理的情况中，未使用传统所用的金(Au)、银(Ag)和锡(Sn)的廉价的加工受到检查。封装产品的表面处理具有保护电路板的连接垫的表面免受氧化以及促进安装部件在连接垫上的结合的功能。根据各种表面处理及其加工过程，表面焊接性能可能是多样化的，其影响封装焊接可靠性。目前，电路板的连接垫通过形成金属镀层或有机薄膜而进行表面处理。尤其，形成有机薄膜比金属镀层便宜。尽管在欧洲Ag镀层或Sn镀层被部分利用，由于晶须(whisker)和润湿(wetting)问题,它们的实际使用是非常低的。另一方面，因为通过使用有机可焊性保护(organicsolderabilitypreservative) (OSP)溶液得到的有机薄膜是通过化学反应形成的,它们的厚度根据浸泡的时间和温度的变化可能改变。例如，随着PH和咪唑浓度的增加，有机薄膜的所述厚度变得更大。这种传统的OSP加工被执行以形成保护膜，也就是说，有机薄膜通过在连接垫的铜(Cu)和诸如咪唑，苯并三唑，苯并咪唑等的有机材料之间的置换反应形成。传统的OSP加工通常可以通过将基板(substrate)浸泡在包含OSP溶液的镀槽内进行，在该基板上有机薄膜将被形成在连接垫上。然而，因为这种传统的加工过程通过将基板浸泡在OSP溶液内而被实施,OSP溶液可能很容易被污染，并且需要过滤器和泵以用于控制OSP溶液以及需要额外装置以用于补充OSP溶液，不可避免地增加了设备占用面积。另外，OSP溶液应该被过滤以出去杂质，因此有机排放体积可能增加，不必要地增加了处理费用并且导致环境问题。
发明内容
因此，本发明已经致力于本领域遇到的问题以及本发明的一方面将提供一种制造电路板的方法，其可以最小化OSP溶液的消耗。本发明的另一方面将提供一种制造电路板的方法，其消除控制OSP溶液的需求并且不引起环境问题。本发明的又一方面提供一种制造电路板的方法，其可以减少设备占用面积。根据本发明的实施方式，一种制造电路板的方法包括准备具有连接垫的基础基板(base substrate),安排具有用于暴露基础基板上的连接垫的开口的掩膜(mask),使用表面处理溶液填充所述掩膜的开口，执行加热以在所述连接垫上形成表面处理层，以及去除所述掩膜。同样的，所述表面处理溶液可以是有机可焊性保护(OSP)溶液。而且，所述表面处理层可以包括有机可焊性保护(OSP)薄膜。所述掩膜可以包括第一掩膜和与第一掩膜接触的第二掩膜，并且所述第一掩膜和所述第二掩膜可以分别由金属和橡胶形成，以及安排掩膜被执行以使得掩膜的橡胶接触基础基板的上表面。同样的，所述橡胶可以包含从尿烷、硅树脂、丙烯醛基和聚乙二醇之中挑选的任意
一者O所述金属可以包括不锈钢或镍的一者。所述掩膜也可以由橡胶形成。同样的，所述橡胶包括从尿烷、硅树脂、丙烯醛基和聚乙二醇之中挑选的任意一者。而且，通过使用使用刮墨刀(squeegee )的丝网印刷、喷射、点样(dispensing)、喷涂或者它们的组合来执行使用表面处理溶液填充掩膜的开口。而且，准备具有连接垫的基础基板可以包括准备具有的外层电路层(具有连接垫)的基板并形成具有用于暴露基板上的连接垫的开口的阻焊层，以及表面处理溶液可以被加载到阻焊层的开口和掩膜的开口。而且，所述方法还包括在去除所述掩膜后水洗和干燥基础基板。
图1-5是连续地示出根据本发明的实施方式的制造电路板的过程的截面图。
具体实施例方式从以下详细的描述和实施方式将更清楚地理解本发明的特征和优势。整个附图中，相同的参考数字用于指示相同或相似的元件。此外，即使已知技术与本发明相关，但是当它们会使本发明的特征和描述不清楚时，它们的描述被视为不必要的且可以被省略。在描述中，术语“第一”、“第二”等被用于区分一个元件与另外的元件，而元件并不被以上术语所定义。此外，在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为局限于通常的含义和字典的定义，而应该基于发明人能够适当地定义由所述术语暗示的概念以最好的描述他或她已知的用于进行本发明的方法所依据的规则而被解释为具有与本发明的技术范围有关的含义和概念。
下文中，本发明的实施方式的详细的描述将参考附图被给出。图1-5是连续地示出根据本发明实施方式的制造电路板的过程的截面图。在本发明的附图中，相应实施方式的主要元件被示意性地描述而其他元件被省略，但是本发明可以没有特定限制地被应用于在本领域已知的任何电路板结构，这将显然地被本领域技术人员所理解。首先，如图1所示，具有连接垫101的基础基板100被准备。根据实施方式，准备基础基板100可以包括准备具有包括连接垫101的外层电路层的基板以及形成具有用于暴露基板上连接垫101的开口 IlOa的阻焊层110，但是本发明并不特别地被限制于此。同样的，基础基板100可以包括但不特别限于印刷电路板，并且半导体晶圆、陶瓷基板等都可以被例证，其中，该基础基板100是包括绝缘层和一个或多个包括形成在其上的连接垫101的电路层的电路板。为了说明的目的，具体的内部电路层被省略，但在其上包括绝缘层和一个或更多的电路层的典型的电路板可以被应用为基础基板100，其将显然地被本领域技术人员所理解。绝缘层可以是树脂绝缘层。该树脂绝缘层可以包括诸如环氧基树脂的热固树脂、诸如聚酰亚胺的热塑树脂，或例如由使用诸如玻璃纤维或无机填充剂的增强材料的浸溃上述树脂所得到预浸材料的树脂，并且热固化树脂和/或光固化树脂可以被使用，但本发明并不特别限制于此。作为外部连接端，在随后的加工过程中，焊球可以形成在连接垫101上，内部电路可以依靠这种焊球电连接到半导体器件或外部器件。而且用于包括连接垫101的电路的任何材料可以使用而不受限制，只要在电路板领域中被用作用于电路的导电金属。至于印刷电路板，铜(Cu)的使用是典型的。阻焊层110用作保护层以用于保护外层电路层，并被形成以实现电气绝缘以及具有用于暴露最外层的连接垫101的开口 110a。如本领域已知的，阻焊层110可以由例如焊油墨、阻焊膜、或包封剂(encapsulating agent)组成,但是本发明并不特别限制于此。下一步，如图2所示，具有用于暴露连接垫101的开口 205的掩膜200被配置在基础基板100上。在本实施方式中，掩膜200可以包括第一掩膜201和与第一掩膜201接触的第二掩膜203，如图2所示。第一掩膜201可以由橡胶形成，并且该橡胶可以包括例如从尿烷、硅树脂、丙烯醛基和聚乙二醇之中挑选的任意一者，但是本发明并不特别限制于此。而第二掩膜203可以由金属形成，该金属可以包括例如不锈钢或镍中的一者，但是本发明并不特别地限制于此。当在本实施方式中所提到的掩膜200(即，包括第一掩膜201和第二掩膜203的掩膜200)被形成在基础基板100上时，由橡胶制成的第一掩膜210可以被安排以接触基础基板100的上表面。因为由橡胶制成的第一掩膜201具有弹性和气密性，所以掩膜200和基础基板100之间的粘合力可以被增强，以便在随后的加工过程中使用用表面处理溶液填充开口 205，可以防止表面处理溶液在掩膜200和基础基板100之间流动，并且尤其防止在第一掩膜201和阻焊层110之间流动。可替代地，可以使用完全由橡胶组成的掩膜200。下一步，如图3所示，掩膜200的开口 205可以被表面处理溶液300填充。同样的，表面处理溶液300不仅可以被装填到掩膜200的开口 205中，而且可以被装填到阻焊层110的开口 IlOa中。表面处理溶液可以是有机可焊性保护(OSP)溶液，但本发明并不特别限制于此。尽管图3阐明使用刮墨刀400填充所述开口 205的表面处理溶液的丝网印刷处理过程，但是本发明并不特别限制于此，并且本领域中任何已知的加工过程，例如喷射、点样、喷涂或者它们的组合可以被应用于填充开口 205。使用刮墨刀400的丝网印刷加工过程可以通过使用用于焊膏印刷的常用设备来执行，这样避免额外设备的需求。当以上述方式通过使用具有用于暴露连接垫101的开口 205的掩膜200将OSP溶液仅仅应用连接垫101上，这相较于传统上将基础基板100浸泡至OSP溶液中，OSP溶液的消耗可以被最小化。此外，因为基础基板100没有被浸泡在OSP溶液中，OSP溶液可以免受污染，因此避免对用于控制OSP溶液的额外装置的需求，并且从而减少用于制造电路板的总的设备占用面积。在如上文所提到的掩膜200的开口 205和阻焊层的开口 IlOa使用述表面处理溶液被填充之后，执行加热过程以在连接垫101上形成表面处理层310。尽管加热过程未示出在附图中，但它可以以以下方式被进行:热阻丝可以插入到用于支撑基础基板100的平台中(未示出)以便加热平台，或者基础基板100可以被放置在炉中，但是本法明并不特别限制于此并且任何加热过程可以被应用只要它在本领域是已知的。当加热过程以这样的方法被执行时，有机置换反应可以在由铜形成的连接垫101和表面处理溶液300 (即，OSP溶液)之间发生，因此在连接垫101上形成包括有机薄膜的表面处理层310 (图4)。表面处理层310被形成在连接垫101上，从而防止连接垫101的氧化并且增强在随后过程中的安装部分的粘合性。在本实施方式中，执行加热过程所需的温度可以是40°C 60°C。如果空气温度低于40°C，则在连接垫101和表面处理溶液300之间的置换反应不能有效发生。与此相反，如果空气温度比60°C高，则OSP溶液的溶剂(去离子水)可能会蒸发，不理想地降低了 pH，以至于形成在连接垫101上的表面处理层310的厚度会变得不规则。下一步如图4所示，掩膜200被从基础基板100去除。在本实施方式中，在去除掩膜200之后，水洗过程可以被另外执行以洗涤表面处理溶液300以为了移除它，其中洗涤表面处理溶液300未受置换反应影响，其后是干燥过程。水洗和干燥过程在本领域是已知的，因此它们的描述被省略。
水洗和干燥过程在去除掩膜200后执行，从而完成具有形成在连接垫101上的表面处理层310的电路板，如图5所示。如上文所述，本发明提供一种制造电路板的方法。根据本发明，OSP溶液仅仅被应用在连接垫上以因此形成表面处理层，从而最小化OSP溶液的消耗。而且根据本发明，因为有机薄膜将被形成在其上的基板未被浸泡至OSP溶液中，可以防止OSP溶液的污染。而且根据本发明，因为OSP溶液被防止污染，所以不需要过滤OSP溶液，使得有机排放体积减少以及在处理费用和环境领域方面的经济效益。而且根据本发明，用于控制OSP溶液的额外设备未被使用，因此减少总的设备占用面积。尽管为了说明的目的关于制造电路板的方法的本发明的实施方式已经被披露，但是本领域技术人员将领会在不背离如所附权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，多种不同的修改、添加和替换是可以的。因此，这样修改、附加和替换也应该理解为落在本发明的范围内。
权利要求
1.一种制造电路板的方法，该方法包括: 准备具有连接垫的基础基板； 安排具有用于暴露所述基础基板上的所述连接垫的开口的掩膜； 使用表面处理溶液填充所述掩膜的所述开口； 执行加热以在所述连接垫上形成表面处理层；以及 去除所述掩膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面处理溶液是有机可焊性保护(OSP)溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面处理层包括有机可焊性保护(OSP)薄膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述掩膜包括第一掩膜和与所述第一掩膜接触的第二掩膜，并且所述第一掩膜和所述第二掩膜分别由金属和橡胶形成，以及所述安排所述掩膜被执行以使得所述掩膜的所述橡胶接触所述基础基板的上表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述橡胶包括从尿烷、硅树脂、丙烯醛基和聚乙二醇之中挑选的任意一者。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述金属包括不锈钢或镍中的一者。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述掩膜由橡胶形成。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述橡胶包括从尿烷、硅树脂、丙烯醛基和聚乙二醇之中挑选的任意一者。
9.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用使用刮墨刀的丝网印刷、喷射、点样、喷涂或者它们的组合来执行使用所述表面处理溶液填充所述掩膜的所述开口。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述准备具有所述连接垫的所述基础基板包括: 准备具有包括所述连接垫的最外层电路层的基板；以及 形成具有用于暴露所述基础基板上的所述连接垫的开口的阻焊层；以及 所述表面处理溶液被加载到所述阻焊层的所述开口和所述掩膜的所述开口。
11.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括在去除所述掩膜后，水洗和干燥所述基础基板。
全文摘要
公开一种制造电路板的方法，该方法包括准备具有连接垫的基础基板，安排具有用于暴露所述基础基板上的所述连接垫的开口的掩膜，使用表面处理溶液填充所述掩膜的所述开口，执行加热以在所述连接垫上形成表面处理层，以及去除所述掩膜。
文档编号H05K3/40GK103188885SQ201210555358
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月19日 优先权日2011年12月28日
发明者李彰培, 金镇求, 权宁度 申请人:三星电机株式会社