TWI475758B

TWI475758B - 連接器及其製作方法

Info

Publication number: TWI475758B
Application number: TW099115274A
Authority: TW
Inventors: Chang Ming Lee; Wen Fang Liu; Shih Jung Huang; ling kai Su
Original assignee: Unimicron Technology Corp
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2015-03-01
Also published as: TW201140947A

Description

連接器及其製作方法

本發明是有關於一種連接器及其製造方法，且特別是有關於一種製作成本較低的連接器及其製造方法。

一般而言，電子裝置上通常會配設有連接器並具有暴露出連接器的連接孔，如此一來，網路線或是音源線之類的外部線路即可藉由插置於連接孔中而與連接器電性連接。

圖1A繪示習知之連接器的剖面圖，圖1B繪示圖1A之連接器的下視圖。請參照圖1A，習知的連接器100具有一基板110、一第一導電層120、多個連接端子130、一第二導電層140、一金層150與多個銲球160。基板110具有相對的一第一表面112、一第二表面114與多個貫通第一表面112與第二表面114的貫孔116。第一導電層120覆蓋貫孔116的內壁116a以及第一表面112與第二表面114之鄰近貫孔116的部分。連接端子130配置於貫孔116周圍。第二導電層140覆蓋連接端子130與第一導電層120，以使連接端子130與第一導電層120電性連接。

於習知技術中，由於第二導電層140之位於貫孔116中的部分容易受到後續製程的影響以致於電性可靠度下降，因此，習知的金層150不但會覆蓋連接端子130，還會覆蓋第二導電層140之位於貫孔116中的部分。並且，為確保金層150完全覆蓋第二導電層140之位於貫孔116中的部分，習知技術所形成的金層150係自貫孔116內向第二導電層140之位於第二表面114上的部分延伸，以於第二表面114上形成一金環G。銲球160位於第二表面114上，且銲球160與第二導電層140之未被金環G所覆蓋的部分相連。

由於習知技術所形成的金層150需完全覆蓋第二導電層140之位於貫孔116中的部分，故金的用量偏高，而金的價錢又相當昂貴，因此，習知連接器的製作成本偏高。

此外，於習知技術中，為增加佈線密度，金環G與銲球160的形成位置通常甚為靠近以縮小其所佔的佈線面積，因此，在形成銲球160時，銲料容易接觸到金環G。然而，當銲料與金環G接觸時會有銲料爬越(solder wicking)的現象產生，以致於銲球160縮小或消失。此外，銲球160為避免與金環G接觸，需與金環G錯開設置，因此，銲球160之間的間距無法降低。

本發明提供一種連接器的製作方法，可有效降低製作成本並可避免銲料爬越的現象產生。

本發明提供一種連接器，其製作成本較低。

本發明提出一種連接器的製作方法如下所述。提供一基板，基板具有相對的一第一表面、一第二表面與至少一貫孔，貫孔貫通第一表面與第二表面。於基板上形成一第一導電層，第一導電層覆蓋貫孔的內壁。將一塞孔材料填充於貫孔中，以形成一塞孔柱，部分第一導電層位於塞孔柱與基板之間。於第一表面上形成至少一導電彈性懸臂，並使導電彈性懸臂與第一導電層電性連接，導電彈性懸臂具有一固定端部、一自由端部與連接於固定端部與自由端部之間的一彎折部，固定端部與基板相連並位於貫孔周邊，彎折部自固定端部朝向遠離基板的方向彎折。於導電彈性懸臂以及部分的第一表面上形成一金層。於第二表面上形成至少一銲球，銲球與第一導電層電性連接。

在本發明之一實施例中，連接器的製作方法更包括在形成塞孔柱之後，研磨塞孔柱之突出於貫孔的部分。

在本發明之一實施例中，形成第一導電層的方法包括進行一全板電鍍製程，以形成一導電材料層，導電材料層全面覆蓋基板，以及在形成塞孔柱之後，圖案化導電材料層之位於第一表面與第二表面上的部分。

在本發明之一實施例中，形成導電彈性懸臂的方法包括提供一膠層與一彈性導電片，其中膠層位於基板與彈性導電片之間，彈性導電片具有導電彈性懸臂，膠層具有至少一開口，以及壓合彈性導電片、膠層與基板，其中膠層的開口暴露塞孔柱與第一導電層，且導電彈性懸臂位於開口上方。

在本發明之一實施例中，連接器的製作方法更包括在形成銲球之前，在第二表面上形成至少一接墊，接墊覆蓋第一導電層與塞孔柱，其中銲球形成於接墊上並透過接墊與第一導電層電性連接。

在本發明之一實施例中，使導電彈性懸臂與第一導電層電性連接的方法包括於導電彈性懸臂以及第一表面上形成一第二導電層，且第二導電層電性連接導電彈性懸臂與第一導電層。

在本發明之一實施例中，形成第二導電層的方法包括進行一全板電鍍製程，以形成一導電材料層，導電材料層全面覆蓋導電彈性懸臂以及第一表面，以及圖案化導電材料層之位於第一表面上的部分。

在本發明之一實施例中，自由端部與銲球皆位於一垂直於第一表面的垂直線上。

在本發明之一實施例中，塞孔柱位於垂直線上。

在本發明之一實施例中，塞孔柱位於垂直線的一側。

本發明提出一種連接器包括一線路板、至少一導電彈性懸臂、一金層以及至少一銲球。線路板包括一基板、一第一導電層與一塞孔柱，基板具有相對的一第一表面、一第二表面與至少一貫孔，貫孔貫通第一表面與第二表面，第一導電層配置於基板上並覆蓋貫孔的內壁，塞孔柱填充於貫孔中，部分第一導電層位於塞孔柱與基板之間。導電彈性懸臂位於第一表面上，並與第一導電層電性連接，導電彈性懸臂具有一固定端部、一自由端部與連接於固定端部與自由端部之間的一彎折部，固定端部與線路板相連並位於貫孔周邊，彎折部自固定端部朝向遠離線路板的方向彎折。金層覆蓋導電彈性懸臂以及部分的第一表面。銲球配置於第二表面上並與第一導電層電性連接，其中自由端部與銲球皆位於一垂直於第一表面的垂直線上。

在本發明之一實施例中，塞孔柱位於垂直線上。

在本發明之一實施例中，塞孔柱位於垂直線的一側。

在本發明之一實施例中，第一導電層自第一表面經貫孔延伸至第二表面，塞孔柱具有相對的一第三端部與一第四端部，其中第三端部與第一導電層之位於第一表面上的部分齊平，第四端部與第一導電層之位於第二表面上的部分齊平。

在本發明之一實施例中，連接器更包括一膠層，其連接於線路板與導電彈性懸臂之間。

在本發明之一實施例中，膠層覆蓋第一表面，並具有至少一開口，開口暴露塞孔柱與第一導電層。

在本發明之一實施例中，連接器更包括一第二導電層，其配置於第一表面上，並覆蓋導電彈性懸臂與第一導電層，以電性連接導電彈性懸臂與第一導電層。

在本發明之一實施例中，連接器更包括一接墊，其配置於第二表面上，並覆蓋第一導電層與塞孔柱，其中銲球位於接墊上並透過接墊與第一導電層電性連接。

基於上述，由於本發明在貫孔中形成有填滿貫孔的塞孔柱，因此，塞孔柱可於後續的製程中保護導電層之位於貫孔中的部分，故本發明的金層可僅形成於導電彈性懸臂以及基板之配置有導電彈性懸臂的第一表面上，而毋須如習知技術一般還需額外形成在貫孔中以及基板之配置有銲球的第二表面上，進而可減少金的用量，從而降低本發明之連接器的製作成本。再者，由於金層並未形成在基板之配置有銲球的第二表面上，因此，本發明之連接器的製作方法可有效避免習知銲料與金接觸時所產生的銲料爬越現象。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2A～圖2K繪示本發明一實施例之連接器的製程剖面圖。圖3A繪示本發明一實施例之連接器的剖面圖，圖3B繪示圖3A之連接器的下視圖。

首先，請參照圖2A，提供一基板210，基板210具有相對的一第一表面212與一第二表面214，其中基板210例如為一雙面板(單一介電層之兩面分別具有一導電層的板材)、一單面板(單一介電層之單面具有一導電層的板材)、單一介電層或是一多層板(交替堆疊的多層介電層與多層導電層)。

在本實施例中，基板210為一雙面板，基板210包括一介電層I以及二導電層C1、C2，其中介電層I具有上述第一表面212及第二表面214，而二導電層C1、C2分別位於第一表面212及第二表面214上。

接著，請參照圖2B，對基板210進行一鑽孔製程，以形成多個貫孔216，其中貫孔216穿過這些導電層C1及C2，並貫通第一表面212與第二表面214。

然後，請參照圖2C，在本實施例中，可在基板210上進行一全板電鍍製程，以形成一導電材料層220a，導電材料層220a全面覆蓋基板210。詳細而言，導電材料層220a覆蓋基板210的第一表面212、第二表面214與貫孔216的內壁216a。

之後，請參照圖2D，將一塞孔材料填充於貫孔216中，以形成一塞孔柱230，塞孔柱230的材質包括塞孔油墨或是其他適合的塞孔材料。塞孔柱230具有相對的一第三端部232與一第四端部234。部分導電材料層220a位於塞孔柱230與基板210之間。

然後，請參照圖2E，在本實施例中，可選擇性地研磨塞孔柱230之突出於貫孔216的部分(亦即第三端部232與第四端部234)，以使第三端部232與導電材料層220a之位於第一表面212上的部分齊平，第四端部234與導電材料層220a之位於第二表面214上的部分齊平。

接著，請參照圖2F，圖案化導電材料層220a之位於第一表面212上的部分以及導電層C1，以形成一圖案化導電材料層220b以及一圖案化導電層C3。

然後，請參照圖2G，於第一表面212上形成多個導電彈性懸臂240，導電彈性懸臂240具有一固定端部242、一自由端部244與連接於固定端部242與自由端部244之間的一彎折部246，固定端部242與基板210相連並位於貫孔216周邊，彎折部246自固定端部242朝向遠離基板210的方向彎折。

在本實施例中，形成導電彈性懸臂240的其中一種方法如下所述，但下述導電彈性懸臂240的形成方法僅為舉例說明，並非用以限定本發明。首先，提供一膠層A(例如為一絕緣膠層)與一彈性導電片F(例如為一圖案化的銅箔)，其中膠層A位於基板210與彈性導電片F之間，彈性導電片F具有多個導電彈性懸臂240，膠層A具有多個開口O。接著，壓合彈性導電片F、膠層A與基板210，以使彈性導電片F經由膠層A而固定於基板210上，其中膠層A的各開口O暴露對應的塞孔柱230與圖案化導電材料層220b，且各導電彈性懸臂240位於對應的開口O上方。

之後，請參照圖2H，在本實施例中，可於導電彈性懸臂240以及第一表面212上全面形成一導電材料層250a，且導電材料層250a電性連接導電彈性懸臂240與圖案化導電材料層220b。詳細而言，本實施例之導電材料層250a包括一銅層252a與一鎳層254a，而形成導電材料層250a的方法為先在導電彈性懸臂240以及第一表面212上全面形成銅層252a，之後，在銅層252a上全面形成鎳層254a。在本實施例中，在形成導電材料層250a時，可同時形成一全面覆蓋第二表面214的導電材料層260a。本實施例之導電材料層260a包括一銅層262a與一鎳層264a，而形成導電材料層260a的方法為先在第二表面214上全面形成銅層262a，之後，在銅層262a上全面形成鎳層264a。

接著，請參照圖2I，於導電彈性懸臂240以及部分的第一表面212上形成一金層270。在本實施例中，形成金層270的方法例如為先在導電材料層250a上形成一電鍍罩幕(未繪示)，電鍍罩幕例如為一圖案化的光阻，電鍍罩幕暴露出導電材料層250a之預定形成金層的區域，之後，以前述電鍍罩幕為罩幕進行電鍍製程，以形成金層270，然後，移除電鍍罩幕。

然後，請參照圖2J，圖案化導電材料層250a之位於第一表面212上的部分，以形成第二導電層250。在本實施例中，在圖案化導電材料層250a時，可同時對導電材料層260a以及圖案化導電材料層220b之位於第二表面214上的部分以及導電層C2進行一圖案化製程，以形成多個接墊260、一第一導電層220以及一圖案化導電層C4，其中第一導電層220自第一表面212經貫孔216的內壁216a而延伸至第二表面214，各接墊260位於第一導電層220上並覆蓋對應的塞孔柱230的第四端部234。

之後，請參照圖2K，於各接墊260上形成一銲球280，且銲球280可透過接墊260與第一導電層220電性連接。此時，已初步完成本實施例之連接器200。在本實施例中，在理想狀態下，自由端部244與銲球280皆可位於一垂直於第一表面212的垂直線L上，但實際上仍允許約0.2公釐的誤差存在於自由端部244或銲球280與垂直線L之間。此外，塞孔柱230位於垂直線L的一側，換言之，塞孔柱230並未位於垂直線L上。

值得注意的是，由於本實施例在貫孔216中形成有填滿貫孔216的塞孔柱230，因此，塞孔柱230可於後續的製程中保護第一導電層220之位於貫孔216中的部分。如此一來，本實施例的金層270可僅形成於導電彈性懸臂240以及部分的第一表面212上，而毋須如習知技術一般還需額外形成在貫孔116中以及第二表面114上(如圖1A所示)，進而可減少金的用量，從而降低本實施例之連接器的製作成本。再者，由於金層270並未形成在配置有銲球280的第二表面214上，因此，本實施例之連接器的製作方法可有效避免習知的銲料與金接觸時所產生的銲料爬越現象。

以下將就圖2K中的連接器200的結構部分進行詳細的描述。

請參照圖2K，本實施例之連接器200包括一線路板B、多個導電彈性懸臂240、一金層270以及多個銲球280。線路板B包括一基板210、一第一導電層220與一塞孔柱230，基板210具有相對的一第一表面212、一第二表面214、多個貫孔216、一介電層I與二圖案化導電層C3、C4，其中介電層I具有上述第一表面212及第二表面214，而圖案化導電層C3、C4分別配置於介電層I的第一表面212及第二表面214上，貫孔216穿過這些導電層C1及C2，並貫通第一表面212與第二表面214。

第一導電層220配置於基板210上並覆蓋貫孔216的內壁216a。詳細而言，在本實施例中，第一導電層220自第一表面212經貫孔216延伸至第二表面214。塞孔柱230填充於貫孔216中，且部分第一導電層220位於塞孔柱230與基板210之間。此外，塞孔柱230可具有相對的一第三端部232與一第四端部234，且第三端部232與第一導電層220之位於第一表面212上的部分齊平，第四端部234與第一導電層220之位於第二表面214上的部分齊平。

導電彈性懸臂240位於第一表面212上並與第一導電層220電性連接。導電彈性懸臂240具有一固定端部242、一自由端部244與連接於固定端部242與自由端部244之間的一彎折部246，固定端部242與線路板B相連並位於貫孔216周邊，彎折部246自固定端部242朝向遠離線路板B的方向彎折。金層270覆蓋導電彈性懸臂240以及第二導電層250。

詳細而言，在本實施例中，固定端部242可經由一配置於第一表面212上的膠層A而與線路板B連接，其中膠層A具有多個開口O，且各開口O暴露對應的塞孔柱230與部分第一導電層220。此外，導電彈性懸臂240例如是經由覆蓋導電彈性懸臂240與第一導電層220的一第二導電層250而電性連接至第一導電層220。本實施例之第二導電層250包括一銅層252與一鎳層254，其中銅層252覆蓋導電彈性懸臂240與第一導電層220，而鎳層254覆蓋銅層252，且金層270覆蓋鎳層254。

在本實施例中，可在第二表面214上配置多個接墊260，各接墊260覆蓋對應的塞孔柱230與第一導電層220。詳細而言，接墊260包括一銅層262與一鎳層264，其中銅層262覆蓋塞孔柱230與第一導電層220，而鎳層264覆蓋銅層262。

銲球280位於接墊260上並透過接墊260與第一導電層220電性連接。在本實施例中，在理想狀態下，自由端部244與銲球280皆可位於一垂直於第一表面212的垂直線L上，但實際上仍允許約0.2公釐的誤差存在於自由端部244或銲球280與垂直線L之間。此外，塞孔柱230例如位於垂直線L的一側，換言之，塞孔柱230並未位於垂直線L上。

此外，請參照圖3A與圖3B，在本實施例中，塞孔柱230可位於垂直線L上。本實施例之連接器300的結構相似於圖2K之連接器200的結構，兩者的差異之處在於本實施例之導電彈性懸臂240的自由端部244與銲球280分別位於貫孔216的正上方與正下方。

詳細而言，由於本實施例之塞孔柱230填滿於貫孔216中，因此，接墊260可覆蓋塞孔柱230且銲球280可以配置在貫孔216正下方。如此一來，可縮小各接墊260的面積，且銲球280之間的間距只需考量導電彈性懸臂240的配置即可，進而有助於縮小銲球280之間的間距。

綜上所述，由於本發明在貫孔中形成有填滿貫孔的塞孔柱，因此，塞孔柱可於後續的製程中保護導電層之位於貫孔中的部分，故本發明的金層可僅形成於導電彈性懸臂以及基板之配置有導電彈性懸臂的第一表面上，而毋須如習知技術一般還需額外形成在貫孔中以及基板之配置有銲球的第二表面上，進而可減少金的用量，從而降低本發明之連接器的製作成本。再者，由於本發明的金層並未形成在基板之配置有銲球的第二表面上，因此，本發明之連接器的製作方法可有效避免習知的銲料與金接觸時所產生的銲料爬越現象。

此外，由於本發明之塞孔柱填滿於基板的貫孔中，因此，接墊可覆蓋塞孔柱且銲球可以配置在貫孔正下方，故可縮小各接墊的面積，且銲球之間的間距只需考量導電彈性懸臂的配置即可，進而有助於縮小銲球之間的間距。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300‧‧‧連接器

110、210‧‧‧基板

112、212‧‧‧第一表面

114、214‧‧‧第二表面

116、216‧‧‧貫孔

116a、216a‧‧‧內壁

120、220‧‧‧第一導電層

130‧‧‧連接端子

140、250‧‧‧第二導電層

150、270‧‧‧金層

160、280‧‧‧銲球

220a、250a‧‧‧導電材料層

220b‧‧‧圖案化導電材料層

230‧‧‧塞孔柱

232‧‧‧第三端部

234‧‧‧第四端部

240‧‧‧導電彈性懸臂

242‧‧‧固定端部

244‧‧‧自由端部

246‧‧‧彎折部

250a、260a‧‧‧導電材料層

252、252a、262、262a‧‧‧銅層

254、254a、264、264a‧‧‧鎳層

260‧‧‧接墊

A‧‧‧膠層

B‧‧‧線路板

C1、C2‧‧‧導電層

C3、C4‧‧‧圖案化導電層

F‧‧‧彈性導電片

G‧‧‧金環

I‧‧‧介電層

L‧‧‧垂直線

O‧‧‧開口

圖1A繪示習知之連接器的剖面圖，圖1B繪示圖1A之連接器的下視圖。

圖2A～圖2K繪示本發明一實施例之連接器的製程剖面圖。

圖3A繪示本發明一實施例之連接器的剖面圖，圖3B繪示圖3A之連接器的下視圖。

200．．．連接器

210．．．基板

212．．．第一表面

214．．．第二表面

216．．．貫孔

216a．．．內壁

220．．．第一導電層

230．．．塞孔柱

232．．．第三端部

234．．．第四端部

240．．．導電彈性懸臂

242．．．固定端部

244．．．自由端部

246．．．彎折部

250．．．第二導電層

252、262．．．銅層

254、264．．．鎳層

260．．．接墊

270．．．金層

280．．．銲球

A．．．膠層

B．．．線路板

C3、C4．．．圖案化導電層

I．．．介電層

L．．．垂直線

O．．．開口

Claims

一種連接器的製作方法，包括：提供一基板，該基板具有相對的一第一表面、一第二表面與至少一貫孔，該貫孔貫通該第一表面與該第二表面；於基板上形成一第一導電層，該第一導電層覆蓋該貫孔的內壁；將一塞孔材料填充於該貫孔中，以形成一塞孔柱，部分該第一導電層位於該塞孔柱與該基板之間，其中該第一導電層自該第一表面經該貫孔延伸至該第二表面，該塞孔柱具有相對的一第三端部與一第四端部，其中該第三端部與該第一導電層之位於該第一表面上的部分齊平，該第四端部與該第一導電層之位於該第二表面上的部分齊平；於該第一表面上形成至少一導電彈性懸臂，並使該導電彈性懸臂與該第一導電層電性連接，該導電彈性懸臂具有一固定端部、一自由端部與連接於該固定端部與該自由端部之間的一彎折部，該固定端部與該基板相連並位於該貫孔周邊，該彎折部自該固定端部朝向遠離該基板的方向彎折，其中形成該導電彈性懸臂的方法包括：提供一絕緣膠層與一彈性導電片，其中該絕緣膠層位於該基板與該彈性導電片之間，該彈性導電片具有該導電彈性懸臂，該絕緣膠層具有至少一開口；以及壓合該彈性導電片、該絕緣膠層與該基板，其中該絕緣膠層的該開口暴露該塞孔柱與該第一導電層，且該導電彈性懸臂位於該開口上方；於該導電彈性懸臂以及部分的該第一表面上形成一金層；以及於該第二表面上形成至少一銲球，該銲球與該第一導電層電性連接。
如申請專利範圍第1項所述之連接器的製作方法，其中形成該第一導電層的方法包括：進行一全板電鍍製程，以形成一導電材料層，該導電材料層全面覆蓋該基板；以及在形成該塞孔柱之後，圖案化該導電材料層之位於該第一表面與該第二表面上的部分。
如申請專利範圍第1項所述之連接器的製作方法，更包括：在形成該銲球之前，在該第二表面上形成至少一接墊，該接墊覆蓋該第一導電層與該塞孔柱，其中該銲球形成於該接墊上並透過該接墊與該第一導電層電性連接。
如申請專利範圍第1項所述之連接器的製作方法，其中使該導電彈性懸臂與該第一導電層電性連接的方法包括：於該導電彈性懸臂以及該第一表面上形成一第二導電層，且該第二導電層電性連接該導電彈性懸臂與該第一導電層。
如申請專利範圍第1項所述之連接器的製作方法，其中該自由端部與該銲球皆位於一垂直於該第一表面的垂直線上。
一種連接器，包括一線路板、至少一導電彈性懸臂、一絕緣膠層、一金層以及至少一銲球，其中，該線路板包括一基板、一第一導電層以及一塞孔柱，其中，該基板具有相對的一第一表面、一第二表面與至少一貫孔，該貫孔貫通該第一表面與該第二表面；該第一導電層配置於該基板上，並覆蓋該貫孔的內壁；該塞孔柱填充於該貫孔中，部分該第一導電層位於該塞孔柱與該基板之間，其中該第一導電層自該第一表面經該貫孔延伸至該第二表面，該塞孔柱具有相對的一第三端部與一第四端部，其中該第三端部與該第一導電層之位於該第一表面上的部分齊平，該第四端部與該第一導電層之位於該第二表面上的部分齊平；該至少一導電彈性懸臂位於該第一表面上，並與該第一導電層電性連接，該導電彈性懸臂具有一固定端部、一自由端部與連接於該固定端部與該自由端部之間的一彎折部，該固定端部與該線路板相連並位於該貫孔周邊，該彎折部自該固定端部朝向遠離該線路板的方向彎折；該絕緣膠層連接於該線路板與該導電彈性懸臂之間；該金層覆蓋該導電彈性懸臂以及部分的該第一表面；以及該至少一銲球配置於該第二表面上並與該第一導電層電性連接。
如申請專利範圍第6項所述之連接器，其中該自由端部與該銲球皆位於一垂直於該第一表面的垂直線上。
如申請專利範圍第7項所述之連接器，其中該塞孔柱位於該垂直線上。
如申請專利範圍第7項所述之連接器，其中該塞孔柱位於該垂直線的一側。