TWI270329B - Method for fabricating conducting bump structures of circuit board - Google Patents

Description

1270329 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 =明係有關於-種電路板導電凸塊結構之製法，尤 構種在電路板之電性連接塾上形成導電凸塊結 【先前技術】 為使封裝件更輕薄短小，生產且 墊尺寸之细缚挪彳F. 產/、有鈿小線路覓度與焊 之目根，而： e 業已成為業界持續努力 s. τ β 如 BGA、Fllp Chlp、晶片尺寸封褒（CSP, Chip ^ pac age)與多晶片模組（MCM，咖“ c叫则加 路的面積且具有高密度與多接腳化特性之封裝 ，，二斤成為封裝市場上的主流。以覆晶技術為例

Hi 導體積體電路（IC)晶片的表面上配置有電 ^ (Electrode pads)，並且於電路板上形成有相對應之命 早猎由在。亥曰曰片與電路板之間設置焊錫凸塊 s:bump)或其他導電黏著材料，以提供該晶片以 接觸面朝下的方式設置於該電路板上。 在現行覆晶技術中，半導體積體電 :有電極墊細-一而電路板亦具有 性連接墊，在該晶片的電 心、甩 置焊錫凸Mm + 的電性連接塾可設 :干錫嶋其他導電黏著材料，而該晶片係以 面朝下的方式接置於該電路板上，其中，今觸 電黏著材料提供該晶片以及電 X .鬼或導 (i/〇)的連接。 及$路板間的讀輸入/輸出 ]8]83 1270329 塊或㈣板的電性連接塾形成焊錫凸 性連接塾之間隙：二的方式形成，但隨著電 縮小，造成後續性連接墊之尺寸更加 旻·、’、員$成:^干錫凸塊不易附基 上，導致焊錫材料與電性連接塾之間的二性連接墊 由於烊踢材料支撐強度不足，致；:：：佳’同時 錫材料亦會有溢流之現象。 、斗蚪叉熱熔融之焊 為解決上述弊端，或有以電鍍方 + 錫材料之技術，藉以達到細線路之目的二板上形成焊 焊錫的方式相較於印刷塗佈 於電鍍形成預 到細線路，以達高密声你碎、，:精达、度，因而得以達 鑛方式在電路板的；:連接板面積。而以電 該電性連接墊上形成導電層，以在焊錫前，則先在 錫。而在電路板之電性連接塾上形=電=上形成電鍍焊 第1Α圖至第1F圖所示。 y兒鍍焊錫之技術，如 請參閱第1A圖，待於 θ , 之電路板1〇上η , 具有複數個電性連接請 。月芩閱第1Β圖，於該防焊 以顯露出該電路板10之電性連接塾^成有開孔110，俾 凊芩閱第1C圖’接著在該防 内的電性連接墊100表面形：“及其開孔110 請參閱第m圖，復於干电層i2(seedlayer)。 形成有開孔一以外辑於:^ ]8]83 6 1270329 電層12。 “閱第1E圖’然後進行電鍍製程，|i由哕導#声 12作為電鍍的通路，以在h 赭由Μ电層 . 在4笔路板10之電性連接墊100 上形成導電凸塊14。 請參閱第1F圖，之徭梦^ # 電層12,並於該導電凸塊二该阻層13及其所覆蓋之導 以保護該導電凸塊14。 面形成金屬保護層15,藉 層係形成在防焊層11之開孔110及阻 深較n I巾’而该開孔110及130疊置所構成的孔 7《於孔形較深的孔巾形成導電 鍍製程的困難度。 只P曰加免 再者，欲於開孔i丨〇、丨3〇中形 所欲電錄的區域面積小，故所;電’因該 =定，使得該些導電凸塊14形成後的高度;= 千正性i而影響後續製程之進行。 、 因此，鑒於上述之問題，如 凸塊在孔形較心… ㈣免白知技術中之導電 札H乂冰及所欲電鍍的區域 整性不佳影響^中心成，導致平 題。 “衣私之進仃，貫已成目前亟欲解決的課 【發明内容】 鑒方、别述習知技術之缺點，本 -種電路板導電凸塊…” 要目的係提供 導電凸塊之平敕：以避免產生電路板表面 電性連接製程可靠度問題。 /、Μ…件作 】8183 7 1270329 本發明之再—目的係提供一種電 製法，得以避免習知由於電 、电凸塊結構之 兒級适域面積小或备 較深，導致電鍍製程難度增加等問題。' —兔鍍區域孔形 本發明之另—目的係提供—種電 製法，可減少焊锡材料使用量及__ /凸塊結構之 本發明之又再一目的係提供 及其製法，俾得有 種电路板導電凸塊結構 向外作電性導接之導電結^距之笔路板電性連接塾上形成 為達上述及其他目的，本發 一 塊結構之製法，係包括以下步驟：提：：至：路板導電凸 =電性連接墊之電路板，且於該電路板面形成 保纟又層，並令該絕緣保護 谈现一絕緣 連接墊；於該絕緣保護層路出该琶性 該導兩衣向办成一導電層，B 士人 。亥W層上電鍍形成—金屬 ：，且於 緣保護層開口中；於該金〜屬層填充於該絕 對應該電性連接墊位置形成一阻層，且令該阻層 y成(有開口，以夕卜霞山 -，於相層開口中形成_ 。刀。亥金屬 該層所覆蓋之金屬層及導 ：/及私除該阻層及為 性連接墊上形成導電凸塊 路板表面之電 材料，後續復包括進行回尸制中㈣黏著層為焊錫 ‘者層包覆於該金屬層之外露表面上。 干錫材料之 本發明之電路板導電凸塊 例係包括以下實施步驟：提；另-較佳實施 墊之電路板，且於該電路:二！面形成有複數電性連接 板上復盍一絕緣保護層，並令該 8 ]8]83 1270329 絕緣保護層形成複數開口以 保護層及其開口表面形成—導；; 亥笔性連接塾’ ·於該絕緣 形成一金屬層，並使該金^心二於該導電層上電錢 中；於該金屬層上形成=保護層開口 該阻層僅覆蓋住對應於該電性 订13木化製程，以使 層；移除外露於該阻層之金屬 分金屬 之蛉电層，以及移除該阻層，並於 α復皿 一黏著層。 / 萄層外路表面形成 因此，本發明之電路板導電凸塊聋 在電路板上形成具禎激η η ^ 苒之衣法主要係 說车 /、 幵之絕緣保護層以外露出兮命？々 板表面之電性連接墊 。出.亥电路

成道十a 於該絕緣保護層及開口表W 成一導電層，不同於習知之 表面形 口疊置的孔形，藉由該導電二：：成阻層，再形成開 m备表面積，而提供較 。 上電鑛形成-金屬層，再移除部：=方，層 再於其表面形成:;二連接塾部分之金屬層及導電層， 接墊上形成導電凸塊結構反表面之電性連 區域面積過小，所提 i免白知電鑛製程中電鍍 電鍍製程因難度増加，且本發明 =面而， 该絕緣保護層之表面及開 j先王面，成於 ，心的金屬層以形成高度一 ： 俾可避免習知電铲制 〒兒凸塊結構， 置開=接於絕緣保護層與阻層之4 成W凸塊時，因欲於孔形較深的孔中形 9 18183 1270329 ;導電凸塊’而增加電鍍製程的困難度，導致卜 度—致性無法控制，造成電路板與外界電：：_鬼高 完成電性連接。 电子兀件無法有效 同時，本發明之電路板導電凸塊結 電路板表面之絕緣保護層上依次形成導衣〉中，係於 移除部分金屬層及其所覆蓋 '二:屬層，於 藉以在該電路板之電性連接塾上形二：：成㈣層’ 技術中，於絕緣保護層上形成導電層 、避免智知 阻層，然後於絕緣保護層及阻層之開 上形成 塊，高所導致電_二^ 卷月可由材料成本較低且 、 :;物峨鐘出銅質之金屬層，藉以縮 程難^了^由較大的電鑛區域進行電鍍製程以降低電鑛f 層、二’ “後形成材料成本較高之例如為焊錫材料之^著 二心：=程所需時間，以透過減少焊錫材料使用量 而卜低材科成本與環保問題，且可同 成架橋現象及短路問題，俾二:二 塊尺及避免習知模板印刷技術形成導電凸 頸。寸及彳目鄰電性連接㈣距之限制及製程技術上之瓶 【實施方式】 ϋ I W㈣定料體實射'm明本發明之實施方式’ =1:之人士可由本說明書所揭示之内容輕易地瞭解 x ”他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具 10 麵 1270329 體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基 於不同的觀點與應用，在不择離本發明之精神下 修飾與變更。 ° 請參㈣2Α至第21^，將詳細㈣本發明之電路板 塊結構之製法較佳實施例之剖面示意圖。此處須注 思的一點是，該些圖式均為簡化之示意圖，盆僅 式說明本發明之基本架構， 1、 〜方 構成，且所顯示之構成並非以；；1=與f娜 及尺寸比例㈣，其作二= 一之數目、形狀、 為-種選擇性之數目、形狀及尺寸比例 x 〇t且其構成佈局形態可能更H #。 請參閲第2A圖至第2D岡、，士』 此更马妓4。 個電性連接百先提供表面形成有複數 接墊之電路板。如第2A圖所示，係在 表面絕緣層41上形成導命息 , 反 述電鑛金屬材料所需之電；4、首二導電層42主要作為後 數層金屬層所構成：：、v ’其可由金屬或沉積 錫-鉛等單声銅、錫、鎳、鉻、鈦、銅-鉻或 年早層或多層結構，或可使用例 有機硫聚合物等導電高八 跃承本胺或 在該導電層42上;;_刀子材料；如第2B圖所示，接著 膜或液態光阻等光阻：層43 :該阻層43可為-例如乾 用印刷、旋塗或貼人等::叫或非感光阻層’其係利 r H τ 〇寺方式形成於該導電；49矣；$ „ %、光、顯影或雷射等方 s 、，猎 有複數外露出部分導1 49目案化’以使該阻層形成 進行電_leci 之開口 430;如第2〔圖所示， 性，俾在進^==程，藉由該導電層42具導電特 又可了作為電流傳導路徑，以在該等欲電 Π 18183 1270329 鍍開口 430中電銀形成有電 電錢形成有電路板表面之導電線路二當然亦可同時 示，接著即可移除將該阻層圖不），如#扣圖所 •電層42。 ^及该阻層43所覆蓋之導 =閲第_’接著，於 一 保4層45。於本實施例中 ㈣攻 '、‘巴蝝 —方式將該絕緣保護層45塗^用/^、旋塗及貼合之任 案化製程以使該電性連接•‘、二路板表面，再藉由圖 其中’該絕緣保護層45可為例如^讀該絕緣保護層〜 藉由曝光、顯影或雷射等方式力、’’、、防卜層材料所製成，並 45形成有複數個開口 45。邑緣保護層 請參閲第㈣，於性連接塾秦 面形成—導電層46。該導電声 ^ 及其開口物表 屬材料所需之電流傳導路/ 要係作爲後續電鐘金 層金屬層所構成，或可使;例π金屬、合金或沉積數 請參閲第2G圖，接著進行電：子材 46作為電流傳導路徑，且藉 導電層 鍍區域，以於該導帝 W層46表面較大的電 且使該全屬二： 全面電鑛形成-金屬層… 孟屬層47填充於該絕緣 金屬層47表面平整。其中，該合=開口 450中以保持該 錫、銀、銅等金屬或為其合金，惟“二二材:可為錯、 田方、钔為成熟之電鍍材料且 ^ 以由，銅所構成者為較佳，但非以此為限广金屬層47 4閱…，於該金屬層47上形成—阻層48，並 18183 12 1270329 方式將該阻係利用印刷、旋塗及貼合之任一 製程以你邱二亥金屬層47表面，再藉由圖案化 阻層48之°:之该金屬層47顯露於該阻層㈤口 480，且該 位置處。# °彻係對應該電路板表面之電性連接墊440 請參閲第21圖，於哕卩日思+ μ -軸❹49^t；m4㈣形成—黏著層 鉑或1人全，…：“銅、錫、鉛、銀、錄、金、 口盃亚可以電鍍方式直接形成。 請參閲第2J圖，接著，利 式移除該阻層48。 干χΙ或物理移除等方 請參閲第2Κ圖，接著移除未為該黏 =屬層47及導電“，僅留下該黏著；4二斤= ^性連接墊440位置處之部分金屬層^及^下對^ 以於:玄電性連接墊44〇上形成導電凸塊結構。-曰， 晴參閲第2L圖，若兮教益庶 即可進行回焊製程以使得該焊錫:料完時，接著 電性連接塾440上之金屬層47外 正。4該形成於該 、曾請參閱第3A至第3〇圖，將詳細說 V電凸塊結構之製法第二實施例之剖面示—月之笔路板 請參閲第3A，首先提供一至少— 二θ。 連接墊510之電路板50。 、形成有複數電性 +請參閱第3Β圖，接著於該形成有電性連 電路板50上覆蓋一絕緣保護層55。於/ 51〇之 、、舞、施例中，係利 18183 13 1270329 ^刷'mu合之任—方式將該絕 -，藉以使該電性 開口 55〇中。 10择員路方^玄絕緣保護層55之 請參閱DC目，於該絕緣保 面形成一導電層56。爷導^ + 及八開口 550表 屬材料所需要的電流料路^。56主要係作爲後續電鑛金 爲電:透:::錢製程，該導電層56作 於該導電層56上電鐘形成—全；声大的電鑛區域 填充於該絕緣保護層之開 S 便咸金屬層57 平整。 層之開口 550中以保持該金屬層57表面 阻/5月所3£圖’於該金屬層57上形成—阻層58,該 用=膜或液態光阻。於她 -表面，再^荦之==758覆於一 於該電路板5”… 層58僅覆蓋住對應 二=面之電性連接墊51〇位置處之金屬層57。 屬声 圖’移除未為該阻層58所覆蓋之部分全 屬層57及導雷爲以，仅如斗 |刀孟 表面之電性遠驗 層58下對應於該電路板50 56。 510位置處之部分金屬層57及導電層 口月參閲弟3G圖，接菩音，丨田儿过、士 方式移除卿58，清 干 稭以於該金屬層47外露表面上> 電電鍍方式形成—黏著層59。 卜〜表面上以热 18J83 ]4 1270329 口此本發明之電路板導電凸塊纟士播制 在電路板上形成具複數開口之絶緣保1之表法，主要係 板表面之電性連接墊，接…隻曰以外路出该電路 成一導+思 …玄、吧緣保護層及開口表面y 攻v毛層，因該導電層表面夫罗& 面形 有較大的暴露表面積 ^置阻層，而提供導電層 上電鍍形成-全屬>，_ 的電鍵區域而於該導電層 再於其=Γ:連接墊部分之金屬層及導電層 /、衣曲形成一黏著層 接墊上形成導電凸塊έ k笔路板表面之電性連 區域面積過…夕 避免習知電鍍製程中電穿 屬層係=1:Γ』程因難度增加，且本發明該： 該金屬層表面平整，Α接梦^ 表面及開口中，以使 致之導電凸塊結構，俾可二：：；金屬層以形成高度-上形成阻層，而導_田白讀製程，係於導電層 口中電㈣豐置的孔形，然後於該疊置的開 τ兒鍍形成導電凸塊，因φ J間 製程難度增加及所欲電：：σ”孔形較深，使得電鍍 密戶；^έ 又品或面積小，造成製程的電浐 件電性連而影響後續製程— 而非性說明本發明之原理及其功效， 違背本發明之糾及/㈣白此項技藝之人士均可在不 此本發明之=:w，對上述實施例進術 【圖式C乾圍，應如後述之申請專利範圍所列。 18183 15 1270329 第1A圖至第11?圖係顯示習知恭 形成電導電凸塊之剖面示意圖；、电路板之電性連接墊上 笔凸塊結構之製 笔凸塊結構之製 弟Α至第2l圖為本發明之 法弟一實施例之剖面示意圖’·以及 …弟3A至第3G圖為本發明之電路板導 法第二實施例之剖面示意圖。 、

【主要元件符號說明】 10 電路板 100 電性連接墊 110 、 130 開孔 11 防焊層 12 、 46 、 56 導電層 13 阻層 14 導電凸塊 15 金屬保護層 41 絕緣層 42 導電層 43 、 48 、 58 随層 430、450、480、550 開〇 45 > 55 绝緣保護層 440 、 510 電性連接墊 47、57 金屬層 49、59 令占著層 50 電路板 18183 16

Claims (1)

1270329 广申請專利範圍： 種，路板導電凸塊結構之製法，係包括： 板，且於：=;表'形成有複數電性連接塾之電路 吨鹿 毛板上覆盍一絕緣保護層，並人兮π #仅 嗖層形成有斿私μ , 亚7忒絶緣保 ^ 旻數開口以外露出該電性連接墊； 方…亥、纟巴緣保護層及開口表面、 導電層上電铲彤+ 入租 取 層，亚於該 絕緣保護相，且使得該金屬層填充於該 性連:妾ίίί:上覆蓋一阻層，且令該阻層對應於該電 於=么處形成有開口以外露出部分金屬層； ' €開口中形成一黏著層；以及 移除該阻層及其所覆 黏著層下對應於該電性連接墊位置7二=，保留該 導電層，藉以、 置處之。卩为金屬層及 2.如申，專#^〜〃性連接墊上形成導電凸塊結構。 Τ明專利乾圍第1項之 傅 法，其中，兮φ卩、 路板^电凸塊結構之製 ^电性連接墊之製程係包括·· 於:V:表面絕緣層上形成導電層; 開口以外露出邱八：成阻層’亚令該阻層形成有複數個 路出邛分導電層；以及 於該阻層開口中帝 3.如申往|&丨— 中电鍍形成電性連接墊。 甲°月專利乾圍第2項之恭 法，復包括移除用板導電凸塊結構之製 所覆蓋的導電層。叉乂成°亥電性連接墊之阻層及其 4·如申請專利 項之電路板導電凸塊結構之製 18183 ]7 !27〇329 =°玄附著層黏著層係藉由電鑛及塗覆之其中一 者形成於該金屬層上。 L申：：利範圍第1項之電路板導電凸塊結構之製 二'’该黏著層材質係選自鎮、銀、金、銅、錄、 蚝、鉑及其合金其中一者。 & 申:專利範圍第5項之電路板導電凸塊結構之製 露表面。’ _著層係經回焊以完整包覆於該金屬層外 I ΓίΓ範圍第1項之電路板導電凸塊結構之製 金所構:群選自錯、錫、銀、銅及其合 δ. 圍第1項之電路板導電凸塊結構之製 4 -中’㈣電層係為金屬材料製成。 . 申請專利範圍第以之電路 法，其中，哕邋币 ο兄、、口稱之衣 10 -種電路板導二 機高分子材料製成。 種电路板導電凸塊結構之製法，係包括. 板:Γ:;广表面形成有複數電性連接塾之電路 御成；::二上覆盖'絕緣保護層，並令該絕緣保 層开4有複數開口以外露出該電性連接墊； 於該絕緣保護層及其開 該導電層上電鑛形成—金;声,表且；^成一導電層’並於 絕緣保護層開口中； 日便遠金屬層填充於該 方；6亥金屬層上覆蓋一卩且# 化，該胆層僅覆蓋住對應; 18183 18 1270329 部分金屬層； 移除未為該阻層所覆蓋之 移除該祖層，且於該金屬7及\電層；以及 層。 Γ路表面上形成一黏著 η.如申請專利範圍第1〇項之 法，其中，兮# 板冷电凸塊結構之製 。亥電性連接墊之制 於電⑹包括： 电路板之表面絕緣層上 於該導雷层丄 从今电層， 口以外露出，：導：：阻層’且令該阻層形成複數個開 ㈤°卩分導電層；以及 於該阻層開口中Φ 12如申,| » 电、’又/成电性連接墊。 12.々甲D月專利範圍第u項之 法，復包括沪p/v田 板凸塊結構之製 所覆蓋之導電層。 乂多包性連接墊之阻層及其 13·如申請專利範圍第10項之 法，其中，兮利— 路板蜍电凸塊結構之製 、 5亥黏者層材質係選自錫、鉀八 U二二及其合金所構成群組之其中1 1〜、錄、 /、γ ’该金屬層材質係遝白 金所構曰柯貝知込自鉛、！易、銀、銅及其合 15 7偁成群組之其中一者。 〇申請專利範圍第1〇項 法，复由^ 貝兒路板ν笔凸塊結構之製 ]6·如申’該導電層係為金屬材料製成。 法，I中利乾圍第10項之電路板導電凸塊結構之製 〃，該導電層係為有機高分子材料製成。 ]8]83 ]9