JP2012212912A - 多層基板の表面処理層の構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面パッド層の接着性を向上した多層基板を提供する。
【解決手段】多層基板の表面処理層の構造は、パッド層３０１と、少なくとも一つの被覆金属層３０２，３０３と、はんだマスク層３０４とを含む。パッド層は誘電層に埋め込まれる。少なくとも一つの被覆金属層はパッド層を被覆する。はんだマスク層は少なくとも一つの被覆金属層を露出する開孔を有する。本発明は、まず被覆金属層をパッド層表面に形成した後、はんだマスク層を形成する。その後、被覆金属層の位置に対してはんだマスク層を開孔して、被覆金属層を露出する。パッド層は誘電層に埋め込まれるため、パッド層と誘電層との間の付着力を増加することができる。同時に、はんだマスク層が被覆金属層の一部を覆うため、パッケージする時スズ材または他の半田とパッド層との接触を避けることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、多層基板の表面処理層の構造及びその製造方法に関し、特にフレキシブル多層基板の表面処理層の構造及びその製造方法に関する。

従来の多層基板の表面処理(surface finish)は、パッド層定義(Pad Definition)方式及びはんだマスク層定義(Solder Mask Definition)方式の二つの種類に分けることができる。

図１に示す従来の技術は、パッド層定義方式によって表面処理した表面処理層の構造(Surface Finish Structure)である。その従来の技術は、誘電層にパッド層(Pad)１０１を形成した後、はんだマスク層１０４ (Solder Mask) を塗布する。その後、パッド層１０１の位置で開孔し、パッド層１０１に残ったゴムくずを取り除くために、デスカム(Descum)のステップを有する。最後に、パッド層１０１にニッケル材の金属層１０２及び金材の金属層１０３を形成する。

図２に示す従来の技術は、はんだマスク層定義方式によって表面処理した表面処理層の構造である。誘電層にパッド層１０１を形成した後、はんだマスク層１０４を塗布する。その後、パッド層１０１の位置で開孔し、パッド層１０１に残ったゴムくずを取り除くために、デスカム(Descum)のステップを有する。最後に、またパッド層１０１にニッケル材の金属層１０２及び金材の金属層１０３を形成する。パッド層定義方式と違いところは、パッド層定義方式の開孔の面積はパッド層１０１が占める全体面積を含むが、はんだマスク層定義方式ははんだマスク層１０４がパッド層１０１の一部を覆うようにする。

前記パッド層定義でもはんだマスク層定義の方式でも、必ずはんだマスク層１０４の塗布及び開孔の後で、また複数の被覆金属層を形成するステップを行う。後から続く、素子に対して銅を材料とする一般的なパッド層１０１にパッケージする時、スズ材または他の半田等を用いて、この素子とパッド層１０１とを接着してパッケージする。しかしながら、スズ材または他の半田と銅の接触には溶融の現像が発生するため、金属層を被覆する目的はスズ材または他の半田と銅との接触を避けることである。しかしながら、上記パッド層定義またははんだマスク層定義の方式は、環境に存在する湿気のため、又は被覆金属層と誘電層、はんだマスク層がお互いに違う材料であって生成する応力のためで、図１または図２の中で１２１の矢印が指し示す所は層間剥離の可能性があり、スズ材または他の半田をパッド層１０１と接触させると、溶融が発生して金属間化合物(IMC)が生成して、接点の構造が脆弱になり、製品の信頼度が低下する。

その上、パッド層またははんだマスク層定義の方式に関わらず、パッド層１０１のすべてが誘電層の表面に形成するため、パッド層１０１の剥離又は層間分離の可能性があって、パッケージの信頼度が低下する。

そのために、たとえパッケージする時、スズ材または他の半田とパッド層との接触を避け、パッド層が下側の誘電層に対する付着を強めたら、パッケージの信頼度及びパッケージ製品の産出良率を向上することができる。

本発明の一つの目的は、パッド層を誘電層に埋め込んで、パッド層の剥離又は層間分離を避けて、パッケージの信頼度を向上する多層基板の表面処理層の構造及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明のまた一つの目的は、はんだマスク層を形成する前に、まず被覆金属層を製造して、パッケージする時は、スズ材または他の半田とパッド層との接触を避けて、パッケージの信頼度を向上する多層基板の表面処理層の構造及びその製造方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明の多層基板の表面処理層の構造は、パッド層と、少なくとも一つの被覆金属層と、はんだマスク層とを含む。本発明のパッド層は多層基板の誘電層に埋め込まれ、被覆金属層はパッド層を被覆する。はんだマスク層は被覆金属層を露出する開孔を有する。本発明は、パッド層の表面に被覆金属層を形成した後、またはんだマスク層を形成する。その後、被覆金属層の位置に対してはんだマスク層を開孔して、被覆金属層を露出する。

本発明のパッド層は誘電層の表面に形成することもできるが、相変わらずまずパッド層の表面に被覆金属層を形成した後、またはんだマスク層を形成する。その後、また被覆金属層の位置に対してはんだマスク層を開孔して、被覆金属層を露出する。

本発明は多層基板の表面処理層の構造の製造方法も提供する。本発明の製造方法は、パッド層の表面にパッド層全体を覆う被覆金属層を形成するステップと、パッド層を備えた多層基板の表面にはんだマスク層を形成するステップと、被覆金属層の位置に対してはんだマスク層を開孔して、被覆金属層を露出するステップとを含む。本発明のパッド層は多層基板の誘電層の表面に埋め込まれ、又は多層基板の一つ誘電層の表面に形成する。

従来の技術に比べ、本発明の多層基板の表面処理層の構造は、誘電層にパッド層を埋め込むため、パッド層と誘電層との間の付着力が増加することができ、パッド層と誘電層とが易しく層間剥離(Delamination) しないようになって、信頼度を強める。且つはんだマスク層を形成する前に、まず被覆金属層を製造してスズ材または他の半田とパッド層との間の阻障層(Barrier Layer)として、環境に存在する湿気のためで、又は被覆金属層と誘電層、はんだマスク層との間の応力のためで、被覆金属層と誘電層、又は被覆金属層とはんだマスク層との間に層間剥離を引き起す時にも、スズ材または他の半田とパッド層との間の接触を避けることを確保して、パッケージの信頼度を向上することができる。

従来の技術におけるパッド層定義(Pad Definition)方式による表面処理層(Surface Finish)の構造を示す。 従来の技術におけるはんだマスク層定義(Solder Mask Definition)方式による表面処理層の構造を示す。 本発明における多層基板の表面処理層の構造の第一実施例の概略図を示す。 本発明における多層基板の表面処理層の構造の第二実施例の概略図を示す。 本発明における多層基板の表面処理層の構造の第三実施例の概略図を示す。 本発明における多層基板の表面処理層の構造の第四実施例の概略図を示す。 本発明によって第一実施例の多層基板の表面処理層の構造を製造する方法フローチャートを示す。 本発明によって第一実施例の多層基板の表面処理層の構造を製造する方法フローチャートを示す。 本発明によって第三実施例の多層基板の表面処理層の構造を製造する方法フローチャートを示す。 本発明によって第三実施例の多層基板の表面処理層の構造を製造する方法フローチャートを示す。

以下、本発明の上記目的と特徴と効果が更に明らかに理解できるように、添付図面を参照して詳しく説明する。

図３は、本発明における多層基板の表面処理層の構造の第一実施例の概略図を示す。本発明のパッド層３０１(Pad)は誘電層に埋め込まれる。この誘電層の材料はポリイミドであることができる。且つ本発明の第一実施例は、まずパッド層３０１に複数の被覆金属層、即ちニッケル材の被覆金属層３０２及び金材の被覆金属層３０３を形成する。その後、はんだマスク層３０４を形成し、また金材の被覆金属層３０３の位置に対してはんだマスク層３０４を開孔して、金材の被覆金属層３０３を露出し、且つはんだマスク層３０４がニッケル材の被覆金属層３０２及び金材の被覆金属層３０３の一部を覆うようにする。

パッド層３０１が誘電層に埋め込まれるため、パッド層３０１と誘電層との間の付着力が増加することができ、パッド層３０１と誘電層とが易しく層間剥離(Delamination)しないようになって、信頼度を強める。且つ、はんだマスク層定義(Solder Mask Definintion)の方式によって、はんだマスク層３０４をニッケル材の被覆金属層３０２、金材の被覆金属層３０３の一部を覆うようにして、ニッケル材の被覆金属層３０２、金材の被覆金属層３０３が湿気または応力のためで、はんだマスク層３０４との間又は誘電層との間に層間分離が発生する時にも、スズ材または他の半田とパッド層３０１との間の接触を隔てるのを確保して、パッケージの信頼度を向上する。

図４は、本発明における多層基板の表面処理層の構造の第二実施例の概略図を示す。第一実施例と同じ、本発明のパッド層４０１は誘電層に埋め込まれる。この第二実施例は、はんだマスク層定義の方式であるので、はんだマスク層４０４を形成した後、パッド層４０１の位置に対してはんだマスク層４０４を開孔して、パッド層４０１を露出し、且つはんだマスク層４０４はパッド層４０１の一部を覆う。またパッド層４０１に複数の被覆金属層、即ちニッケル材の被覆金属層４０２及び金材の被覆金属層４０３を形成する。

図２に示す従来の技術と違い所は、パッド層４０１が誘電層に埋め込まれるため、パッド層４０１と誘電層との付着力が増加することができ、パッド層４０１と誘電層とが易しく層間分離しないようになって、信頼度を強める。

図５は、本発明における多層基板の表面処理層の構造の第三実施例の概略図を示す。第一実施例と同じ、本発明の多層基板の表面処理層の構造のパッド層５０１は誘電層に埋め込まれる。この第三実施例はパッド層定義(Pad Definition)の方式であるので、本実施例はまずパッド層５０１に複数の被覆金属層、即ちニッケル材の被覆金属層５０２及び金材の被覆金属層５０３を形成する。続いて、はんだマスク層５０４を形成し、またパッド層５０１の位置に対してはんだマスク層５０４を開孔して、金材の被覆金属層５０３を露出する。前記開孔の面積は、パッド層５０１が占める面積を含んで且つパッド層５０１が占める面積より大きい。または、本実施例において、まずはんだマスク層５０４を形成して、パッド層５０１の位置に対してはんだマスク層５０４を開孔する後、またニッケル材の被覆金属層３０２及び金材の被覆金属層３０３を形成してもよい。

図１に示す従来の技術と違い所は、パッド層３０１が誘電層に埋め込まれるため、パッド層と誘電層との間の付着力が増加できて、パッド層と誘電層が易く層間分離しないようになって、信頼度が向上する。

図６は、本発明における多層基板の表面処理層の構造の第四実施例の概略図を示す。パッド層６０１は誘電層の表面に形成される。第四実施例において、本発明はまずパッド層６０１に複数の被覆金属層、即ちニッケル材の被覆金属層６０２及び金材の被覆金属層６０３を形成する。またはんだマスク層６０４を形成した後、金材の被覆金属層６０３の位置に対してはんだマスク層６０４を開孔して、金材の被覆金属層６０３を露出して、且つはんだマスク層６０４はニッケル材の被覆金属層６０２及び金材の被覆金属層６０３の一部を覆う。

本発明のはんだマスク層６０４は、ニッケル材の被覆金属層６０２と金材の被覆金属層６０３の一部とを覆うため、ニッケル材の被覆金属層６０２、金材の被覆金属層６０３とはんだマスク層６０４または誘電層との間に層間分離が発生する時にも、スズ材または他の半田とパッド層６０１との間の接触を避けることを確保して、パッケージの信頼度を向上することができる。

図７Ａから７Ｅは、本発明によって図３に示す第一実施例の多層基板の表面処理層の構造を製造する方法フローチャートを示す。図７Ａは、一時の基板７００の表面にまずパッド層３０１を形成して、界面接着強化処理３０５をすることを示す。界面接着強化処理３０５は例えば、酸素又はアルゴンプラズマ・プロセスの処理である。図７Ｂは、基板７００全体を覆う誘電層７０２の形成を示す。図７Ｃは、誘電層７０２とパッド層３０１を基板の表面７００から分離して且つ上下に反転した後、パッド層３０１の表面にニッケル材の被覆金属層３０２及び金材の被覆金属層３０３を形成して、パッド層３０１を被覆することを示す。図７Ｄは、金材の被覆金属層３０３及び誘電層７０２全体を覆うはんだマスク層３０４を形成することを示す。図７Ｅは、ニッケル材の被覆金属層３０２及び金材の被覆金属層３０３の位置に対してはんだマスク層３０４を開孔して、金材の被覆金属層３０３を露出して、はんだマスク層３０４が金材の被覆金属層３０３の一部を覆うようにし、即ち、パッド層３０１が誘電層７０２の表面処理層に埋め込まれる構造と、且つはんだマスク層３０４が金材の被覆金属層３０３の一部を覆う構造とを実現する。しかし、本発明の図５に示す第三実施例においても、同じ方法によってパッド層５０１を形成することができ、図７Ｅで開孔する時、開孔の面積はパッド層３０１が占める面積を含んで、且つパッド層３０１が占める面積より大きくなることがよい。例え、本発明の図４に示す第二実施例におけるパッド層４０１を形成しようとすると、図７Ｃと図７Ｄとのステップの順番を変えれば、即ち、まずはんだマスク層３０４を形成して開孔して、はんだマスク層３０４がパッド層３０１の一部を覆うようにしてから、またニッケル材の被覆金属層３０２及び金材の被覆金属層３０３を形成してもよい。

図８Ａから図８Ｅは、本発明によって図５に示す第三実施例の多層基板の表面処理層の構造を製造する方法フローチャートを示す。図８Ａは、基板８００の表面にまずはんだマスク層５０４を形成することを示す。図８Ｂは、はんだマスク層５０４の表面に、まずパッド層５０１を形成して、また誘電層８０２を形成し、パッド層５０１と誘電層８０２との間に界面接着強化処理５０５、例えば、酸素又はアルゴンのプラズマ・プロセス処理をすることを示す。図８Ｃは、はんだマスク層５０４を基板８００の表面から分離して且つ上下に反転して、はんだマスク層５０４を開孔するように、はんだマスク層５０４が上に向けるようにすることを示す。図８Ｄは、パッド層５０１を埋め込まれた位置に対してはんだマスク層５０４を開孔して、パッド層５０１を露出し、図８Ｄの開孔の面積がパッド層５０１が占める面積を含むとともにパッド層５０１が占める面積より大きいようにすることを示す。図８Ｅは、パッド層５０１の表面にニッケル材の被覆金属層５０２及び金材の被覆金属層５０３を形成して、パッド層５０１を被覆することを示す。即ち、パッド層５０１が誘電層８０２の表面処理層に埋め込まれる構造が実現できる。しかし、本発明の図４に示す第二実施例においても、同じ方法でパッド層４０１を形成することができ、図８Ｄで開孔する時は、はんだマスク層５０４がパッド層５０１の一部を覆うようにしてもよい。

且つ、上記の本発明の第一実施例から第四実施例において、パッド層３０１、４０１、５０１及び６０１と誘電層との間に界面接着強化処理３０５、４０５、５０５及び６０５をして、パッド層３０１、４０１、５０１及び６０１と誘電層との間の付着強度を増加する。更にパッド層３０１、４０１、５０１及び６０１の剥離又は層間分離を避けることができる。

最後に、本発明は基板を利用して誘電層に埋め込まれるパッド層を製造するため、パッド層と誘電層との間の付着力を増加することができ、パッド層の剥離又は層間分離を避け、信頼度を強める。同時に、はんだマスク層を形成する前に、まず被覆金属層を製造して、はんだマスク層が被覆金属層の一部を覆うようにして、湿気又は応力のためで、被覆金属層とはんだマスク層又は誘電層との間に層間分離が発生する時にも、スズ材または他の半田とパッド層との間の接触を避けることを確保して、パッケージの信頼度を向上することができる。従って、多層基板パッケージの信頼度及びパッケージ製品の産出良率を向上することができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を上記の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０１、３０１、４０１、５０１、６０１： パッド層
１０４、３０４、４０４、５０４、６０４： はんだマスク層
１０２： ニッケル材の金属層
１０３： 金材の金属層
３０２、５０２、６０２： ニッケル材の被覆金属層
３０３、５０３、６０３： 金材の被覆金属層
３０５、４０５、５０５、６０５：界面接着強化処理
７００、８００： 基板
７０２、８０２： 誘電層

Claims (12)

1. 多層基板の表面処理層の構造の製造方法であって、
   パッド層の表面にパッド層全体を覆う少なくとも一つの被覆金属層を形成するステップと、
   前記パッド層を備えた前記多層基板の表面にはんだマスク層を形成するステップと、
   前記被覆金属層の位置に対して前記はんだマスク層を開孔して、前記被覆金属層を露出するステップとを含むことを特徴とする多層基板の表面処理層の構造の製造方法。
2. 前記はんだマスク層は前記被覆金属層の一部を覆うことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
3. 前記はんだマスク層を開孔する面積は、前記被覆金属層が占める全体面積を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
4. 前記被覆金属層を形成するステップの前に、前記パッド層を前記多層基板の誘電層に埋め込むステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
5. 前記パッド層を前記多層基板の誘電層に埋め込むステップは、一時の基板の表面にまず前記パッド層を形成して、また前記誘電層を形成する後、前記誘電層と前記パッド層とを前記一時の基板の表面から分離して、前記パッド層が前記誘電層に埋め込まれるようにすることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
6. 前記被覆金属層を形成するステップの前に、前記パッド層を前記多層基板の誘電層の前記表面に形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
7. 多層基板の表
   面処理層の構造の製造方法であって、
   はんだマスク層を形成するステップ、
   前記多層基板の誘電層の表面に埋め込まれるパッド層の位置に対して、前記はんだマスク層を開孔して、前記パッド層を露出するステップと、
   前記パッド層の表面に前記パッド層を被覆する少なくとも一つの被覆金属層を形成するステップとを含むことを特徴とする多層基板の表面処理層の構造の製造方法。
8. 前記はんだマスク層は前記パッド層の一部を覆うことを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
9. 前記はんだマスク層に開孔する面積は、前記パッド層が占める面積を含むことを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
10. 前記はんだマスク層を形成するステップの前に、一時の基板の表面にまず前記パッド層を形成して、また前記誘電層を形成する後、前記誘電層と前記パッド層とを前記基板の表面から分離して、前記パッド層が前記誘電層に埋め込まれるようにするステップをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
11. 前記はんだマスク層はまず基板の表面に形成することを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
12. 前記基板の表面に前記はんだマスク層を形成するステップの後に、前記はんだマスク層の表面にまず前記パッド層を形成し、また前記誘電層を形成する後、前記パッド層が前記誘電層に埋め込まれるようにするステップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の製造方法。