TW200810639A - Conductive connection structure formed on the surface of circuit board and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

200810639 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種形成於電路板表面乂導電連接結構 及其製造方法，尤指-種可防止因焊錫凸塊與電性連接塾 電位差距，而產生電性連接墊金屬原子遷移至焊錫材料， 故使電性連接墊形成凹槽而導致焊球接置不穩固之導電連 接結構與其製造方法。 【先前技術】 10 At隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品亦逐漸進入多功 能、高性能的研發方向。為滿足半導體封裝件高積隼度 (夕Integration)以及微型化（Miniaturizati〇n)的封裝要求，'提^ $數主被動元件及線路連接之電路板，亦逐漸由單層板演 κ艾成多層板’以使在有限的空間下，藉由層間連接技術 (Intefyer A t,% j, ^ ^ # ^ s ^ ^ 曰南龟子嶺度之積體電路（Integrate(j circuit)需求。 惟一般半導體裝置之製程，首先係由晶片載板製造業 者生產適用於該半導體裝置之晶片載板，如基板。之後再 將該些晶片載板交由半導體封裝業者進行置晶、壓模、以 20 及植球等製程。 ,半導體封裝結構是將半導體晶片接置於基板頂面，爾 $進行打線接合（wire bonding)或覆晶接合（Flip chip)封裝 製程’再於基板之非接置有半導體晶片之一侧植以錫球以 供與外部電子元件進行電性連接。習知電路板表面之導電 5 200810639

10 15 連接結構，如圖1D所示，係由有機電路板1(Π、防焊層ι〇2、 銅墊103、接著層i05以及焊錫球！06(solder bump)m構成。 其製作方法，如圖1A及1B所示，首先，提供一電路板1〇1， 該電路板101表面係形成有複數銅墊1〇3。爾後再形成一防 知層102於該電路板101表面，其中，該防焊層ι〇ι係形成有 複數個對應於該銅墊103表面之第一開口 1〇4。接著，如圖 ic所示，將接著層105以無電電鍍方式形成於銅墊表 面接下來，如圖1D所示，形成有焊錫凸塊1〇6於接著層之 上，俾凡成一習知之電路板表面之導電連接結構。 如此雖了達到電性連接的目的。然而，此種習知導 电連接、纟。構’製程上仍有待解決之缺點存在。由於銅塾 叩（電性連接墊）接„錫球後，因錫、銅兩金屬電位差問 題’而使銅墊中之鋼原子會擴散進入焊鍚凸塊1〇6之内，並 形成介金屬化合物’使得銅墊如厚度因此減少，故在銅、 鍚接合處形成凹槽。製㈣驗指出，原本触厚度約15〜2〇 微米，因此錫金屬與銅金屬反應生成合金的效應，導致銅 墊厚度約減少7〜9微米。此凹槽之形成，將使焊錫凸塊與銅 墊間連接結構結構不穩，植覆上去的焊錫凸塊⑽容易掉 落0 【發明内容】 Π 自知之缺點’本發明在提供—種形成於電路 ^乂面之導電連接結構，其係包括：_電路板；複數電性 、接塾4些電性連接墊係形成於該電路板表面；一防焊 20 200810639 :墊= 成於該電路板表面，且對應於該電性連 心數個第—開口，藉以顯露出該些電性連 電性連接墊表面m，該化鍍金屬銅層係形成於該 金屬銅層之表面：-接著層，該接著層形成於該化鑛 結構提供—種形成於電路板表面之導電連接 成_ 性連接塾金屬原子遷移至焊錫材料而形 掉球問題。心塊於回μ形成焊錫球而不會有 10 15 20 根據上述本發明所述 :構，其中，她所述之 =。’或有何讀形成，並無限制，較佳地可形成有焊料 根據上述本發明所述之形成於電路板表面之導電連接 、、Ό構，其中，本發明所述之電性連H # 較佳可為銅、鋅、二：墊使用之材料無限制， W錦鉻、鈦、鉻、錫以及錯所組群級之一者。 μ根：ΓίΓ所述之形成於電路板表面之導電連接 ^之防焊層使用之材料無限制，較 it ΤΓ為綠漆或黑漆。 根：士述本發明所述之形成於電路板表面之導電連接 /、中，本發明所述之化鍍金屬銅層之 較佳可介於7〜15微米之間。 又'，、、限制 梦根^述本發明所述之形成於電路板表面之導電連接 ’、中’本發明所述之接著層使用之材料無限制，較 7 200810639 佳可為錫、銀、鎳/金、鈦、鎢、鈦/鎢、鉻 劑nicsurfaceprotection，osp)。 钱料 5 10 15 根據上述本發明所述之形成於電路板表面之導電連接 其中’本發明所述之焊料凸塊使用之材料無限制， 乂土可為鋼、錫、錯、銀、鎳、金以及鈾所組群組之—者。 ♦遠接t月之$目的在提供—種形成於電路板表面之導 =接構之製造m係由下述製㈣ 提供-具有—防谭層及—電性連接塾之電 = 防^;成有複數個第-開口以顯露出對應於數= -開…電二 鍍金屬銅層表面。 / 、接者層於該化 其中該接著層具有後續與焊錫 固，亦或增加導電連接m#摆者“皁了更加牛 w」 該化鍵金屬銅層表面後，復 了形成—焊料凸塊於該接著層表面。 佼设 因此，本發明提供一種形 結構之製造方法，製造出的：面之導電連接 接塾金屬原子遷移至谭錫材料而形成=俾f防止電性連 凸塊於回焊後形成焊錫球而不會有掉球心猎=焊料 知產品之基板與印刷電路板結合後的 減低終 根據上述本發明所述電路板表面之導4:71題。 造方法，其中，本發明 + 泠电連接結構之製 佳可以化鑛方式形成。& 層形成方式無限制，較 20 200810639 ^上述本舍明所述電路板表面之導電連接結構之梦 以方法’其中，本發明所述之焊料凸 、 較佳可以植球、電鑛或印刷方式形成。 限制， 【實施方式】 :下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 習此技藝之人式可由本說明書所揭示之内容輕易地 二解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同 =體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦 可基於不同觀點與應用，在不俘離本發明之精神下進行夂 種修飾與變更。 遲仃各 =閱第2A至圖2E所示，本發明提供—種形成於電 路板表面之導電連接結構之製作方法。 15 如圖2A及2B所示，提供—電路板2()1，複數電性連 接塾203係形成於電路板加表面。並且電性連接塾撕 使用之材料可為銅、錄、鉻、鈦、鉻、錫以及錯所組群組 =者。而在本實施例中’電性連接墊2〇3使用之材料係 為導電金屬銅。 此外，-防焊層202係形成於電路板2〇1表面，且該 防焊層形成有複數個第-開口綱，該些第—開口對應於電 性連接塾203表面’藉以顯露出電性連接塾2()3表面。 如圖2C及2D所示，爾後復可形成一化鑛金屬銅層2〇7 於電性連接塾203之表面，其厚度可介於7〜15微米之間。 又，化鍍金屬銅層207表面更可形成有接著層2〇5形成。 9 200810639 而且接著層205可為錫、銀、鎳/金、鈦、鎢、鈦/鎢、鉻、 鋁或有機保焊劑（〇rganic surface pr〇tecti〇n，〇sp )等材 料八中該接著層205為金屬材質時係以化鍍方式形成。 如圖2E所示，爾後復可進行焊錫凸塊製作程序，其 中，鋼、錫、鉛、銀、鎳、金或鉑等可作為焊料凸塊2〇6的 材料，以形成焊料凸塊206於接著層205之表面。 10 15 清翏閱第圖2E所示，故本發明之結構係如前述製程， 而可形成一種形成於電路板表面之導電連接結構，該結構 係包括：一電路板；複數電性連接墊，該些電性連接墊係 形成於該電路板表面；—防焊層，該防焊層係形成於該電 路板表面，且對應於该電性連接墊表面形成有複數個第一 開口，藉以顯露出該些電性連接塾表面；—化鑛金屬銅層， 該化鍍金屬銅層係形成於該電性連接墊表面；以及一接著 層，該接著層形成於該化鍍金屬銅層之表面。 藉由前述結構及其製程，本發明俾能防止由於銅墊 (弘連接塾）接置焊錫凸塊後’因锡、銅兩金屬電位差問 題，而使銅墊中之銅原子會擴散進入焊錫球之内，並形成 介金屬化合物，使得銅墊厚度因此減少，故在銅、錫接人 處形成凹槽，藉以《焊料凸塊於回焊後形成焊錫球而不 會有掉球現象問題。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而 於上述實施例。 20 200810639 【圖式簡單說明】 圖1A〜1D係習知導電連接結構之製造流程示意圖；以及 圖2A〜2E係本發明一較佳實施例之電路板表面之導電連接 結構之製造流程不意圖。 【主要元件符號說明】 101 ； 201 電路板 102 ； 202 防焊層 103 銅墊 203 電性連接墊 104 ； 204 第一開口 105 ； 205 接著層 106 ； 206 焊料凸塊 107 ； 207 化鍍金屬銅層 106 焊錫凸塊 11

Claims (1)

1. 200810639 10 15 20 十、申請專利範園·· h 一種形成於電路板表 接 括： 宁私運接結構，其係包 ~電路板； 複數電性連接墊，兮 表面，· 性連接墊係形心該電路板 於該電性::塾ΐ = 成於，電路板表面’且對應 該些電性連接墊表面^ 咖第-開口，藉以顯露出 化錢金屬銅層，·^各 接墊表面；以及 ^ 、’又孟；、5層係形成於該電性連 蚕該接著層形成於該化鍍金屬銅層之表面。 ^ J申明專利範圍第1項所述之導電連接纟士槿，A由 該接著層表面係可形成有焊料凸塊。 二、專利範圍第1項所述之導電連接結構，其中 及錯所組群組之一者。為銅、錄、路、鈦、鉻、錫以 H 申請專利範圍第1項所述之導電連接結構，其 Μ焊層使用之材料係為綠漆或黑漆。 I如申請專利範圍第1項所述之導電連接結構，其 化鑛金屬銅層之厚度係介於7〜15微米之間。 申β專利範圍第丨項所述之導電連接結構，.其 中，該金屬接著層使用之材料係為錫、銀、鎳/金、鈦、鎢、 烏鉻1呂或有機保焊劑（organic surface protection, 中 中 12 200810639 * OSP)。 • 7·如申請專利範園第2項所述之導電連接結構，其 中，該焊料凸塊使用之材料係為銅、錫m、金 以及銘所組群組之一者。 5 8· 一種形成於電路板表面之導電連接結構之製造方 法，其步驟包括： 、 a)提供一具有一防焊層及一電性連接塾之電路板，其 中該防焊層形成有複數個第_開口以顯露出對應於該複數 個第一開口電性連接墊； 10 W形成一化鍍金屬銅層於該複數個第一開口内之 電性連接墊表面；以及 c)形成一接著層於該化鍍金屬銅層表面。 、9.如申請專利範圍第8項所述之導電連接結構之製造 方法，更包括：步驟 15 , :1)於步驟C)形成一接著層於該化鍍金屬銅層表面 後，復可形成一焊料凸塊於該接著層表面。 ^ ι〇·如申請專利範圍第8項所述之導電連接結構之製 造方法，其中，該接著層係以化鍍方式形成。 、 i 11.如申請專利範圍第8項所述之導電連接結構之製 k方法，其中，該焊料凸塊係以植球、電鍍或印刷方式形 13