專利名稱：具有防流壩的印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有防流壩的印刷電路板(PCB)及其制造方法，更具體地，涉及具有 防流壩的PCB，其中在PCB的外圍區(qū)域提供防流壩從而防止在PCB和倒裝焊接到其上的半導(dǎo) 體芯片之間引入的底部填充溶液的流出。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)業(yè)近來的發(fā)展，需要增加電子元件的性能和功能并減小其尺寸。因此， 表面安裝元件的襯底上還需要高度集成、纖細和精細的電路布圖，如SIP(系統(tǒng)級封裝)，3D 封裝等等。 具體地，在襯底表面上安裝電子元件的技術(shù)中，引線接合工藝或倒裝焊接工藝被 用于電子元件和襯底間的電連接。 引線接合工藝包括利用粘合劑將具有設(shè)計電路的電子元件接合至PCB，利用金屬 線將PCB的引線框連接至金屬端子(即，焊盤(pad))從而在其間傳輸和接收信息，并且以 熱固樹脂或熱塑樹脂塑造(mold)電子元件和引線。 倒裝焊接工藝包括利用諸如金、焊料或其他金屬的材料在電子元件上形成尺寸為
幾十微米到幾百微米的外部連接端子(即，凸點(bump))，并翻轉(zhuǎn)具有凸點的電子元件以便
其表面朝向襯底并因此安裝在襯底上，這與基于引線接合的安裝操作不同。 雖然與其他封裝工藝相比引線接合工藝具有較高的生產(chǎn)率，但它需要連接到PCB
的引線，因此模塊的尺寸增加并需要額外的程序。所以，主要采用倒裝焊接工藝。 圖1和圖2為示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)封裝倒裝半導(dǎo)體封裝體的工藝的示圖。 如圖1和圖2所示，根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的倒裝焊接是以這樣的方式執(zhí)行的，即焊球16
連接到PCB 12的連接焊盤14上，且半導(dǎo)體芯片18通過焊球16安裝在PCB 12上。然而以該方式，在半導(dǎo)體芯片18安裝到PCB 12上時，由于連接到PCB 12的連接
焊盤14上的焊球16的高度而在半導(dǎo)體芯片18和PCB 12之間形成間隙G，不合需要地削
弱了支撐半導(dǎo)體芯片18的能力，并引起繞焊球16的焊接部分的裂縫。具體地，在溫度發(fā)生
變化的情形中，半導(dǎo)體芯片18和PCB 12的熱膨脹系數(shù)是不同的，因此熱應(yīng)力作用于焊料球
16上，因而導(dǎo)致焊料球16上的裂縫。 因此，為了穩(wěn)定地支撐半導(dǎo)體芯片18的目的，利用分配器20向半導(dǎo)體芯片18和 PCB 12之間的間隙G中引入液體材料的底部填充溶液22 。 在半導(dǎo)體芯片18和PCB 12之間引入少量底部填充溶液22用作保持芯片的粘接 劑并在保護芯片免受外部環(huán)境影響中起作用，這與封裝整個半導(dǎo)體芯片18的傳統(tǒng)半導(dǎo)體 成型材料(EMC)不同。
然而，在利用分配器20引入底部填充溶液22的過程中，引入到半導(dǎo)體芯片18和PCB 12之間的間隙G的底部填充溶液22的一部分可能不合需要地從分配器20所處的位置流出PCB 12的外部邊緣，從而產(chǎn)生缺陷。 為了解決該問題，已經(jīng)提出了利用分配工藝在PCB的外圍區(qū)域上形成壩的方法。
然而，用來通過環(huán)氧樹脂的線性擠壓從分配嘴形成線性壩的分配工藝是有問題的，該問題在于壩的寬度可能不一致，且由于分配嘴端部的摩擦力壩的形狀可變得彎曲。
進一步，還需要額外的分配設(shè)備形成壩體，且要額外地執(zhí)行形成壩的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于現(xiàn)有技術(shù)中碰到的問題創(chuàng)造出本發(fā)明，且本發(fā)明提供具有防流壩的PCB及其制造方法，該PCB能夠防止底部填充溶液流出。 此外，本發(fā)明提供具有防流壩的PCB及其制造方法，其中，防流壩是利用用于生成焊料凸點的干膜抗蝕劑形成的，而無需額外的分配設(shè)備或分配工藝。 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，具有防流壩的PCB包括具有焊盤的基底，形成在基底
的焊盤上的焊料凸點，以及利用干膜抗蝕劑在基底外圍區(qū)域上形成的防流壩。 同樣地，在基底上形成有阻焊層，阻焊層具有用于曝光焊盤的開口。 防流壩可包括以通過過度曝光而過固化的狀態(tài)附著至阻焊層的干膜抗蝕劑。 而且，還可進一步包括通過基底焊盤上形成的焊料凸點倒裝焊接到基底上的半導(dǎo)
體芯片。 防流壩可設(shè)置為沿半導(dǎo)體芯片的外部邊緣從基底伸出，以便防止引入到半導(dǎo)體芯片和基底之間的間隙的底部填充溶液的流出。 防流壩可形成為低于倒裝焊接到基底上的半導(dǎo)體芯片的上表面，并高于半導(dǎo)體芯片和基底之間的間隙。 防流壩可設(shè)置在基底的外部邊緣和半導(dǎo)體芯片的外部邊緣之間。 此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，制造具有防流壩的PCB的方法包括(A)在
具有焊盤的基底上施加干膜抗蝕劑，之后首次曝光干膜抗蝕劑，(B)再次曝光在基底外圍區(qū)
域形成的首次曝光的干膜抗蝕劑，從而形成防流壩，(C)除去未曝光的干膜抗蝕劑從而暴露
出焊盤，從而形成開口，(D)以焊膏印刷開口，然后通過回流工藝形成焊料凸點，和(E)除去
首次曝光的干膜抗蝕劑。 在(E)除去首次曝光的干膜抗蝕劑后，可進一步包括(F)通過基底焊盤上形成的焊料凸點將半導(dǎo)體芯片倒裝焊接到基底上。 在(F)倒裝焊接半導(dǎo)體芯片后，可進一步包括(G)將底部填充溶液引入半導(dǎo)體芯片和基底之間的間隙。 防流壩可提供為沿半導(dǎo)體芯片的外部邊緣從基底伸出，以便防止引入半導(dǎo)體芯片和基底之間的間隙的底部填充溶液的流出。 防流壩可形成為低于倒裝焊接到基底上的半導(dǎo)體芯片的上表面，并高于半導(dǎo)體芯片和基底之間的間隙。 防流壩可設(shè)置在基底的外部邊緣和半導(dǎo)體芯片的外部邊緣之間。
而且，在基底上形成有阻焊層，阻焊層具有用于曝光焊盤的開口。
通過下面結(jié)合附圖的詳細說明可更清楚地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點。 而且，本說明書和權(quán)利要求中所用的術(shù)語和詞語不能被解釋為限制于典型意義或
詞典定義，而應(yīng)基于發(fā)明人可適當限定術(shù)語所含的概念的規(guī)則，解釋為具有與本發(fā)明技術(shù)
范疇相關(guān)的意義和概念，從而最佳地說明發(fā)明人所知曉的執(zhí)行本發(fā)明的方法。


圖1和2為示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)封裝倒裝半導(dǎo)體封裝體工藝的示圖； 圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的具有防流壩的PCB的橫截面示圖； 圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的具有防流壩的PCB的橫截面示圖，其中半
導(dǎo)體芯片倒裝焊接到該PCB上； 圖5為圖4的頂視圖；以及 圖6到圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的制造具有防流壩的PCB工藝的橫截面示圖。
具體實施例方式
從下面的結(jié)合附圖的詳細說明和優(yōu)選實施例可清楚地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點。在說明書中，術(shù)語"第一"，"第二"等等不是指任何具體量、序列或重要性，而是僅用來區(qū)分各要素。在所有附圖中，相同的參考標號是指相同或類似的要素，且冗余說明被省略。為了使本發(fā)明的特征明確，且為了說明便利，關(guān)于其他已知技術(shù)的詳細的說明書也可省略。
以下，參考附圖詳細說明本發(fā)明優(yōu)選實施例。
具有防流壩的PCB 圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的具有防流壩的PCB的橫截面示圖。參考該附圖，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的具有防流壩的PCB 100說明如下。 如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的具有防流壩的PCB 100包括具有焊盤104的基底102、在焊盤104上形成的焊料凸點116，和在外圍區(qū)域上形成的防流壩110c。
基底102配置為使得焊盤104在其一個或兩個表面上形成，且形成具有用于曝光焊盤104的開口的阻焊層106。 防流壩110c由通過過度曝光而以過固化的狀態(tài)附著至阻焊層106的干膜抗蝕劑形成的。 圖4到5為示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的具有防流壩的PCB的橫截面示圖和頂視平面圖，其中半導(dǎo)體芯片倒裝焊接到該PCB上； 如圖4和5所示，半導(dǎo)體芯片118通過基底102的焊盤104上形成的焊料凸點116倒裝焊接到基底102上，且底部填充溶液120被引入到半導(dǎo)體芯片118和基底102之間。
防流壩llOc提供為沿半導(dǎo)體芯片118的外部邊緣從基底102伸出，從而防止底部填充溶液120流出。 防流壩110c提供在基底102的外部邊緣和半導(dǎo)體芯片118的外部邊緣之間，且形
成為高于基底102和半導(dǎo)體芯片118間的間隙G且低于半導(dǎo)體芯片118的上表面，從而防
止底部填充溶液120流出。 制造具有防流壩的PCB的方法
5
圖6到圖13為橫截面示圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的具有防流壩的PCB的制造工藝。 下面參考圖6到圖13說明根據(jù)本發(fā)明制造具有防流壩的PCB的方法。 如圖6所示，干膜抗蝕劑110施加在具有焊盤104的基底102上。 基底102配置為使得焊盤104在其一個表面上形成，且具有用于曝光焊盤104的
開口 108的阻焊層106在基底102上形成。 干膜抗蝕劑110包括膜狀光阻劑，在光阻劑的一個表面上形成從而為其提供柔韌性的聚酯膜，以及在其另一個表面上形成的覆蓋膜。 干膜抗蝕劑110是利用典型的干膜層壓設(shè)備以剝離覆蓋膜的狀態(tài)施加的。 考慮到焊料凸點116的尺寸和防流壩110c的厚度，干膜抗蝕劑IIO可形成有預(yù)定
的厚度。 然后，如圖7所示，部分干膜抗蝕劑IIO，而非施加到焊盤104上的干膜抗蝕劑110的部分，受到首次曝光工藝。 通過利用具有預(yù)定圖案的掩膜(未示出)，將部分干膜抗蝕劑IIO而非施加到焊盤104上的那部分進行UV曝光，來執(zhí)行首次曝光工藝。 首次曝光的干膜抗蝕劑110b，而不是施加到焊盤104上的未曝光的干膜抗蝕劑110a，通過首次曝光工藝中的聚合而固化。 然后，如圖8所示，在基底102的外圍區(qū)域上形成的首次曝光的干膜抗蝕劑110a受到第二次曝光工藝，從而形成防流壩110c。 同樣地，形成防流壩110c的二次曝光的干膜抗蝕劑經(jīng)過度曝光而過固化，并因此更牢固地附著在阻焊層106上。因此，在隨后的干膜抗蝕劑剝離工藝中該壩不會被除去。
然后，如圖9所示，未曝光的干膜抗蝕劑110a經(jīng)顯影工藝被除去從而暴露焊盤104，從而形成開口 112。 通過溶解和除去未固化部分而非由于UV曝光而固化的部分來執(zhí)行顯影工藝，且因此未曝光的干膜抗蝕劑110a是利用諸如碳酸鈉(Na2C03)或碳酸鉀(K2C03)的顯影劑除去的。 然后，如圖IO所示，用焊膏印刷開口 112。 焊膏114是通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)以下面的方式印刷的，即將基底102設(shè)置在印刷臺上，將具有多個開口的掩膜放置在基底上，且用滾軸將焊膏擠壓到掩膜的開口中。
然后，如圖11所示，對印刷的焊膏114實施回流工藝，因此形成焊料凸點116。
印刷在干膜抗蝕劑110的開口 112中的焊膏114通過回流工藝形成圓形形狀，低于防流壩110c。在半導(dǎo)體芯片118安裝在焊料凸點116上的情形中，基底102和半導(dǎo)體芯片118間的間隙G低于防流壩110c，因此防流壩110c可防止引入間隙G的底部填充溶液的流出。 如圖12所示，除去首次曝光的干膜抗蝕劑110b。 首次曝光的干膜抗蝕劑110b可利用諸如NaOH或KOH的剝離溶液剝離。
在剝離溶液的OH-與干膜抗蝕劑的羧基(COOH+)結(jié)合的過程中，首次曝光的干膜抗蝕劑110b變得松散從而被剝離。因為二次曝光的干膜抗蝕劑，也就是防流壩110c，以通過過度曝光而固化的狀態(tài)附著在阻焊層106上，所以不能通過剝離溶液除去。
如圖13所示，半導(dǎo)體芯片118通過焊料凸點116倒裝安裝到基底102上，且底部 填充溶液120被引入到基底102和半導(dǎo)體芯片118間的間隙G中，因此完成倒裝封裝。
防流壩110c提供為沿半導(dǎo)體芯片118的外部邊緣從基底伸出，且形成為高于基底 102和半導(dǎo)體芯片118間的間隙，且低于半導(dǎo)體芯片118的上表面，因而防止底部填充溶液 的流出。 如上文所述，本發(fā)明提供了具有防流壩的PCB及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了 防流壩，因此防止了底部填充溶液的擴充和流出。 而且，根據(jù)本發(fā)明，防流壩是通過過度曝光在形成焊料凸點過程中使用的干膜抗 蝕劑而形成的，因此消除了對額外材料、設(shè)備和工藝的需求。 而且，根據(jù)本發(fā)明，防流壩可以以干膜抗蝕劑形成，且因此其高度和寬度一致。
而且，根據(jù)本發(fā)明，防止了底部填充溶液的流出，且因此改善了整體封裝的可靠 性。 雖然為了說明的目的公開了本發(fā)明關(guān)于具有防流壩的PCB及其制造方法的優(yōu)選 實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在本發(fā)明的范疇內(nèi)，多種修改、添加和替換也是可能的。
權(quán)利要求
一種具有防流壩的印刷電路板，包括基底，具有焊盤；焊料凸點，在所述基底的所述焊盤上形成；以及防流壩，利用干膜抗蝕劑在所述基底的外圍區(qū)域上形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，在所述基底上形成有阻焊層，所述阻焊層 具有用于曝光所述焊盤的開口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述防流壩包括干膜抗蝕劑，所述干膜抗 蝕劑以通過過度曝光而過固化的狀態(tài)附著至所述阻焊層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，進一步包括半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片通過 在所述基底的所述焊盤上形成的所述焊料凸點倒裝焊接到所述基底上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其中，所述防流壩設(shè)置為沿所述半導(dǎo)體芯片的 外部邊緣從所述基底伸出，以防止引入所述半導(dǎo)體芯片和所述基底之間的間隙中的底部填 充溶液流出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其中，所述防流壩形成為低于倒裝焊接到所述 基底上的所述半導(dǎo)體芯片的上表面，且高于所述半導(dǎo)體芯片和所述基底之間的間隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其中，所述防流壩設(shè)置在所述基底的外部邊緣 和所述半導(dǎo)體芯片的外部邊緣之間。
8. —種制造具有防流壩的印刷電路板的方法，包括(A) 在具有焊盤的基底上施加干膜抗蝕劑，然后首次曝光所述干膜抗蝕劑；(B) 二次曝光在所述基底外圍區(qū)域形成的首次曝光的干膜抗蝕劑，從而形成防流壩；(C) 除去未曝光的干膜抗蝕劑以暴露出所述焊盤，從而形成開口 ；(D) 用焊膏印刷所述開口，然后通過回流工藝形成焊料凸點；以及(E) 除去所述首次曝光的干膜抗蝕劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，在(E)除去所述首次曝光的干膜抗蝕劑之后，進一步包 括(F)通過所述基底的所述焊盤上形成的所述焊料凸點將半導(dǎo)體芯片倒裝焊接到所述基 底上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，在(F)倒裝焊接所述半導(dǎo)體芯片后，進一步包括(G) 將底部填充溶液引入所述半導(dǎo)體芯片和所述基底之間的間隙中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述防流壩設(shè)置為沿所述半導(dǎo)體芯片的外部邊 緣從所述基底伸出，以防止引入到所述半導(dǎo)體芯片和所述基底之間的間隙中的底部填充溶 液流出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述防流壩形成為低于倒裝焊接到所述基底的 所述半導(dǎo)體芯片的上表面，且高于所述半導(dǎo)體芯片和所述基底之間的間隙。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述防流壩設(shè)置在所述基底的外部邊緣和所述 半導(dǎo)體芯片的外部邊緣之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述基底上形成阻焊層，所述阻焊層具有用 于曝光所述焊盤的開口。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有防流壩的印刷電路板及其制造方法。印刷電路板包括具有焊盤的基底、在基底的焊盤上形成的焊料凸點、以及在基底的外圍區(qū)域用干膜抗蝕劑形成的防流壩。防流壩可防止底部填充溶液的流出并可簡單地形成。
文檔編號H05K1/00GK101740538SQ20091012608
公開日2010年6月16日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月12日
發(fā)明者崔晉源, 金承玩 申請人:三星電機株式會社