TWI397358B - 打線基板及其製作方法 - Google Patents

Description

打線基板及其製作方法

本發明係有關於一種印刷電路板及其製作方法，特別是關於一種印刷電路板之金手指與其相關單元之製作方法。

印刷電路板(Printed circuit board，PCB)係廣泛的使用於各種電子設備中，且隨著技術的演進，印刷電路板之佈線愈加緻密化，如何提高印刷電路板之佈線密度，同時兼顧製程的穩定可靠度、低成本以及產品的良率，已成為製作印刷電路板之重要課題。

印刷電路板之製作過程中，除了於打線基板上形成細密的導線圖案外，各導線上的金手指需再鍍一鎳金層，以提升打線基板與晶片之間進行打線過程中穩定的電性連接。

一般來說，習知技術於打線基板上電鍍鎳金之製程，需要製作從線路延伸至打線基板周圍的電鍍延伸導線(plating bus)，以作為電鍍時之導線路徑。如此，才能在基板上外露防焊層之區域電鍍一鎳金層。然而，此方法使用之電鍍延伸導線勢必佔據可利用之基板佈線空間，影響到基板佈線密度之提升。

另外，如第1圖所示，隨著打線基板108佈線密度的提高，其金手指102的佈線線距P要求越來越小。金手指102上部有效打線寬度W與底部間距S是評斷一般打線基板108規格之重要指標，必須在有限的佈線線距P內，並在維持足夠的底部間距S前提下，將打線寬度W盡量做大。然而，一般在製作金手指102時，鎳金層106係包覆銅墊104之頂部和側壁，因此，當鎳金層106厚度增加時，佈線線距P會縮小，便容易造成短路或開路的問題，亦使打線寬度W之增加受到限制。另外，若底部間距S過小亦會造成信賴性(migration)的問題。

根據上述問題，本發明提出一種打線基板之製作方法，包括以下步驟：提供一基板，包括一第一表面和一第二表面，於基板中形成一穿孔，形成一導電層於基板之第一表面和第二表面上，並覆蓋穿孔之側壁，圖形化基板第一表面之導電層，形成至少一第一導電墊，並圖形化基板第二表面之導電層，形成至少一第二導電墊，形成一絕緣層，覆蓋基板之第一表面和第二表面，且覆蓋第一導電墊和第二導電墊。接著，消減(recess)絕緣層至暴露第一導電墊和第二導電墊之頂部表面，藉由基板之第二導電墊，經由通過穿孔之導電層，施加電流於第一導電墊，電鍍一第一金屬層於第一導電墊上。

本發明提出一種根據上述打線基板製作方法所製作出之打線基板，包括以下單元：一基板，包括一第一表面和一第二表面，且基板包括一穿孔；至少一金手指，設置於基板之第二表面上，其中金手指包括一第一金屬墊和一位於第一金屬墊頂部表面上之第一金屬層，第一金屬墊之側壁係覆蓋一絕緣層；一第二金屬墊，設置於基板之第一表面上；及一穿過穿孔之導電層，電性連接金手指和第二金屬墊。

第2圖繪示本發明一實施例打線基板202之立體圖，其於基板202之第一表面204上形成複數個打線墊(也可稱為金手指207)，於基板202之第二表面206上形成複數個焊錫球墊208，金手指207和焊錫球墊208之底部則鑲嵌在絕緣層214中，且基板202中形成穿孔212。請注意，此圖係為一概要圖，金手指207和焊錫球墊208詳細之結構以後續圖式為準，且此圖式省略防焊層。

以下配合第3A圖~第6B圖描述本實施例打線基板202之製作方法。首先，請參照第3A圖和第3B圖，第3A圖係為沿著第2圖I－I’剖面線之剖面圖，第3B圖係為沿著第2圖II－II’剖面線之剖面圖，提供一基板202，並進行一鑽孔製程於基板202中形成複數個穿孔212(為方便描述，以下僅以一穿孔進行說明)。接著，沉積例如銅之導電層210於基板202之第一表面204和第二表面206上，並覆蓋通孔212之側壁。對導電層210進行微影及蝕刻製程，於基板202之第一表面204上形成第一導電墊210a，於基板202之第二表面206上形成第二導電墊210b。值得注意的是，至少部份之第一導電墊210a經由位於穿孔212側壁上之導電層210電性連接第二導電墊210b。

請參照第4A圖和第4B圖，第4A圖係為沿著第2圖I－I’剖面線之剖面圖，第4B圖係為沿著第2圖II－II’剖面線之剖面圖，於基板202之第一表面204和第二表面206分別沉積絕緣層214，絕緣層214填滿穿孔212，並覆蓋第一導電墊210a間和第二導電墊210b間之側壁。在本實施例中，絕緣層214填滿第一導電墊210a間和第二導電墊210b間之間隙。接著，進行刷膜之回蝕刻製程或研磨製程，削減絕緣層214，直到暴露第一導電墊210a和第二導電墊210b之頂部表面。本實施例之絕緣層214可以為任何具絕緣特性之有機材料或無機材料所組成，例如樹酯、氧化物或氮化物。

請參照第5A圖和第5B圖，以例如網版印刷之方式於基板202之第一表面204和第二表面206上形成防焊層216，其中防焊層216暴露後續步驟欲進行打線或電性連接之部份第一導電墊210a和第二導電墊210b。

請參照第6A圖和第6B圖，進行一例如電鍍鎳金之電鍍製程，於暴露之第一導電墊210a上形成第一金屬層218。本實施例係採用無導線(busless)設計，在電鍍製程中，可藉由基板202之第二導電墊210b，經由通過穿孔212之導電層210，施加電流於第一導電墊210a，於其上電鍍第一金屬層218。由於本實施例採用無導線設計，不需於基板202周圍設置電鍍延伸導線，因此可提升基板202佈線密度。另外，由於本實施例第一導電墊210a之側壁222已被絕緣層214覆蓋，在電鍍製程中不會沉積金屬等導電物，因此第一金屬層218僅形成於第一導電墊210a之上表面(第一金屬層218可稍微延伸至部份之絕緣層214上)。在本實施例中，第一金屬層218和第一導電墊210a之結合係可用作打線用的金手指207。

請再參照第6A圖和第6B圖，本實施例尚可藉由基板202之第一導電墊210a，經由通過穿孔212之導電層210，施加電流於第二導電墊210b，於其上電鍍例如鎳金之第二金屬層220，以兩次電鍍製程分別完成基板202第一表面204和第二表面206之鎳金電鍍。

本實施例製作金手指207之方法和傳統直接電鍍鎳金生產金手指之方法比較起來，可增加有效頂部打線寬度和面積，金手指207之第一導電墊210a之底部由於已被絕緣材料214覆蓋，在電鍍製程中，不會於其上沉積導電物，因而可避免金手指207間短路或開路的問題，進而提升產品之良率。另一方面，由於本實施例之鎳金層218僅形成於第一導電墊210a之上表面，可在維持足夠的金手指間底部間距前提下，將打線寬度盡量做大，因此可解決金手指207底部間距過小造成信賴性(migration)的問題。此外，本實施例僅於金手指207之第一導電墊210a之表面電鍍鎳金，相較於傳統於第一導電墊210a之側面和頂部皆電鍍鎳金之技術比較起來，可節省鎳金的使用量，由於鎳金之單價較高，本實施例可有效減低產品的製造成本。

以上提供之實施例係用以描述本發明不同之技術特徵，但根據本發明之概念，其可包括或運用於更廣泛之技術範圍。須注意的是，實施例僅用以揭示本發明製程、裝置、組成、製造和使用之特定方法，並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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。因此，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。

102．．．金手指

104．．．銅墊

106．．．鎳金層

108．．．打線基板

202．．．基板

204．．．第一表面

206．．．第二表面

207．．．金手指

208．．．焊錫球墊

210．．．導電層

210a．．．第一導電墊

210b．．．第二導電墊

212．．．穿孔

214．．．絕緣層

216．．．防焊層

218．．．第一金屬層

220．．．第二金屬層

222．．．側壁

第1圖顯示一習知打線基板之剖面圖。

第2圖顯示本發明一實施例打線基板之立體圖。

第3A圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板I－I’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第3B圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板II－II’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第4A圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板I－I’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第4B圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板II－II’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第5A圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板I－I’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第5B圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板II－II’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第6A圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板I－I’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

第6B圖本發明一實施例沿著第2圖打線基板II－II’剖面線中間製程步驟之剖面圖。

202．．．基板

204．．．第一表面

206．．．第二表面

207．．．金手指

208．．．焊錫球墊

210a．．．第一導電墊

210b．．．第二導電墊

214．．．絕緣層

218．．．第一金屬層

220．．．第二金屬層

222．．．側壁

Claims (19)

1. 一種打線基板之製作方法，包括：提供一基板，包括一第一表面和一第二表面；於該基板中形成一穿孔；形成一導電層於該基板之第一表面和第二表面上，並覆蓋該穿孔之側壁；圖形化該基板第一表面之導電層，形成至少一第一導電墊，並圖形化該基板第二表面之導電層，形成至少一第二導電墊；形成一絕緣層，覆蓋該基板之第一表面和第二表面，且覆蓋該第一導電墊和該第二導電墊；消減(recess)該絕緣層至暴露該第一導電墊和該第二導電墊之頂部表面；及藉由該基板之第二導電墊，經由通過該穿孔之導電層，施加電流於該第一導電墊，電鍍一第一金屬層於該第一導電墊上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，其中在電鍍形成該第一金屬層之前，尚包括形成一防焊層於該基板之第一表面上，該防焊層至少暴露欲進行電鍍之第一導電墊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，尚包括形成一防焊層於該基板之第二表面上，該防焊層至少暴露欲進行電鍍之第二導電墊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，其中該第一金屬層為一鎳金層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方 法，其中該第一導電墊和該第一金屬層構成用以進行打線之金手指。
6. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，尚包括藉由該基板之第一導電墊，經由通過該穿孔之導電層，施加電流於該第二導電墊，電鍍一第二金屬層於該第二導電墊上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之打線基板之製作方法，其中該第二金屬層為一鎳金層。
8. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，其中該絕緣層為樹酯、氧化物或氮化物所組成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，其中消減(recess)該絕緣層之步驟係採用刷膜或研磨製程。
10. 如申請專利範圍第1項所述之打線基板之製作方法，其中該絕緣層填入該穿孔。
11. 一種打線基板，包括：一基板，包括一第一表面和一第二表面，且該基板包括一穿孔；至少一金手指，設置於該基板之第一表面上，其中該金手指包括一第一金屬墊和一位於該第一金屬墊頂部表面上之第一金屬層，該第一金屬墊之側壁係覆蓋一絕緣層，且該第一金屬層延伸至該絕緣層之表面上；一第二金屬墊，設置於該基板之第二表面上；及一導電層，穿過該穿孔，電性連接該金手指和該第二金屬墊。
12. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，其中該 第一金屬層尚覆蓋部份該絕緣層。
13. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，其中該絕緣層係填入該穿孔中。
14. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，尚包括一防焊層於該基板之第一表面上，該防焊層至少暴露部份之第一導電墊。
15. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，其中該第一金屬層為一鎳金層。
16. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，其中該絕緣層尚覆蓋該第二金屬墊之側壁。
17. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，其中該第二金屬墊之頂部表面係形成一第二金屬層。
18. 如申請專利範圍第17項所述之打線基板，其中該第二金屬層為一鎳金層。
19. 如申請專利範圍第11項所述之打線基板，其中該絕緣層為樹酯、氧化物或氮化物所組成。