焊盘结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种焊盘结构及其制造方法，根据本发明专利技术的实施例提供一种焊盘结构，具有焊盘和阻焊层，其中，焊盘的至少一部分通过阻焊层的开口露出，所述焊盘通过所述开口露出的部分上设置多个凹坑。所述焊盘结构通过化学刻蚀或者通过激光钻孔来实现。采用本发明专利技术的焊盘结构后，可以使焊球与焊盘之间的结合面积更大，吸附力增强，提高了封装中移植焊球后焊盘和焊球的结合力，大大增加了电子产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及ー种球栅阵列结构(BGA)的 PCB的焊盘设计。
技术介绍
随着电子产品技术的发展，电子产品向着模块化的方向发展，布局密度已越来越满足不了电子产品高密度布局发展的要求。自从出现球栅阵列封装(BGA)以来，此种封装技术得到了极快的发展。它是集成电路采用有机载板的一种封装法。BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，BGA技术具有如下优点功能加大，I/O引脚数目增多；引脚数虽然增加，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率；虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能；厚度和重量都较以前的封装技术有所減少；寄生參数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高；组装可用共面焊接，可靠性高； PCB板溶焊时能自我居中，易上锡，整体成本低。对于IC封装来说，正因为BGA封装具有如上所述的较高的封装密度、较小的占用面积、高的可组装性和较高的可靠性等，BGA封装已成为封装技术的主流技木，并有不断扩大的趋势。BGA封装一般采用如图IA和图IB所示的两种焊盘形式，分别为非阻焊层限定(Non-Solder-MaskDefined, NSMD)。印刷配线板(Printedwiring board) 7上具有金属焊盘I (可由铜形成)和阻焊层2，金属焊盘I小于阻焊层2的开ロ。在表层布线电路板的NSMD焊盘上，印刷电路导线的一部分将会受到焊锡的浸润。阻焊层一般为LPI (可成像液体感光胶)。阻焊层限定(Solder-Mask Defined, SMD)。阻焊层2的开ロ小于金属焊盘I。电路板设计者定义形状代码、位置和焊盘的额定尺寸；焊盘开ロ的实际尺寸是由阻焊层制作者控制的。如图2所示，在封装过程中会把焊球3(可由锡形成)移植到BGA的焊盘I上。但是如果使用传统的焊盘，焊球3和焊盘I的结合并不牢固，导致了电子器件的可靠性不高。 图3示出了信赖性测试中出现焊球和焊盘结合处的断裂的情况，在信赖性测试后容易出现焊球和焊盘的结合处的断裂，如图3中的10所示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焊球和焊盘结合牢固的焊盘结构。为了实现上述目的，根据本专利技术的实施例提供ー种焊盘结构，具有焊盘和阻焊层， 其中，焊盘的至少一部分通过阻焊层的开ロ露出，所述焊盘通过所述开ロ露出的部分上设置多个凹坑。焊盘小于阻焊层的开ロ，焊盘的整个表面通过所述开ロ露出。凹坑的深度为1-50 ilm。凹坑的宽度为1-50 ii m。焊盘由铜形成。根据本专利技术的实施例还提供了ー种形成如上所述的焊盘结构的方法，所述方法包括制备阻焊层和焊盘；在焊盘的表面涂覆光敏抗蚀剂薄膜；利用掩模对需要蚀刻的部分进行曝光并显影，去除光敏抗蚀剂薄膜中的曝光区；利用蚀刻液与焊盘之间的化学反应来去除焊盘中未被光敏抗蚀剂薄膜掩蔽的部分。所使用的曝光光源为i线、氟化氢激光或氟化铵激光。所述掩模上具有透光区和不透光区，透光区的位置与焊盘上需要蚀刻的部分的位置对应。通过控制蚀刻的时间或者蚀刻液中的蚀刻剂的浓度，来控制凹坑的深度和宽度。根据本专利技术的实施例还提供了ー种形成如上所述的焊盘结构的方法，所述方法包括制备阻焊层和焊盘；利用激光在焊盘上的相应位置钻出多个凹坑。通过控制激光的強度、照射时间或者激光的光斑面积，来控制凹坑的深度和宽度。附图说明通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中图IA和图IB是示意性地示出现有技术中BGA封装一般采用的NSMD型焊盘和SMD 型焊盘的剖视图。图2是示出在封装过程中把焊球移植到BGA的焊盘上的示意图。图3示出了信赖性测试中出现焊球和焊盘结合处的断裂的情況。图4A和图4B是示出根据本专利技术的实施例的NSMD型焊盘结构和SMD型焊盘结构。图4C和图4D是示出根据本专利技术的实施例的焊球位于NSMD型焊盘结构和SMD型焊盘结构上的情形。图5A到图5E是以NSMD型焊盘结构为例示意性地示出利用化学蚀刻エ艺生产根据本专利技术的实施例的焊盘结构的方法。图6A和图6B是以NSMD型焊盘结构为例示意性地示出利用激光钻孔生产根据本专利技术的实施例的焊盘结构的方法。具体实施例方式以下，參照附图来详细说明本专利技术的实施例。图4A和图4B是示出根据本专利技术的实施例的NSMD型焊盘和SMD型焊盘。图4C和图4D是示出根据本专利技术的实施例的焊球位于NSMD型焊盘和SMD型焊盘上的情形。其中标号6指示焊盘，可由铜形成。标号4指示感光抗蚀剂，用作阻焊层。如图4A和图4B所示，为了使得焊球3 (可由锡形成)与焊盘6结合得更加紧密，减少焊球3和焊盘6结合处的断裂的可能性，本专利技术在焊盘6上设置了多个微小的凹坑5，凹坑5的深度和宽度大约为 1-50 u m,从而在焊盘6表面形成高低不平的表面形貌，如图4C和图4D所示，焊球3与该具有高低不平的形貌的焊盘6结合后，由于焊球3受热后的柔性，焊球3将被结合在所述多个凹坑5内，因此焊球3与焊盘6之间的结合面积更大，吸附カ增強，由此提高了封装中移植焊球3后焊盘6和焊球3的结合力，增加了产品的可靠性。为了形成图4A或图4B所示的焊盘结构，需要在焊盘6上形成多个凹坑5，根据本专利技术的一个实施例利用化学蚀刻工艺生产根据本专利技术的实施例的焊盘结构。下面以NSMD型焊盘结构(焊盘6小于阻焊层4的开口，焊盘6的整个表面全部露出)为例来进行描述，首先如图5A所示，按照公知的生产流程，生产出包括阻焊层4和焊盘 6的表面较平坦的焊盘结构，焊盘6可由铜等金属构成，然后，如图5B所示，在焊盘的表面增加(例如，涂覆)光敏抗蚀剂(PR)薄膜。接着如图5C所示，利用掩模(未示出)对需要蚀刻的部分进行曝光，所使用的曝光光源为i线、氟化氢激光、氟化铵激光等，所述掩模上具有透光区和不透光区，透光区的位置与需要蚀刻的部分的位置对应，这样经过曝光后，光敏抗蚀剂薄膜就被分为与掩模的透光区对应的曝光区和被掩模的不透光区遮挡的未曝光区，曝光区被通过掩模上的透光区的光线照射而分解，然后可以利用显影工艺将光敏抗蚀剂薄膜中的曝光区移除，以使未曝光区留下，形成图案化的掩蔽薄膜层。接下来，如图所示，利用蚀刻液(例如，H3PO4, HNO3> CH3COOH, HC1+HN03+H20+H202 等)与焊盘之间的化学反应来去除焊盘中未被掩蔽薄膜材料掩蔽的部分而达到蚀刻目的。 最后，如图5E所示，去除焊盘6上的图案化的光敏抗蚀剂薄膜层，得到根据本专利技术的实施例的焊盘结构。可以通过控制蚀刻的时间或者蚀刻液中的蚀刻剂的浓度来控制蚀刻的深度， 使得凹坑5的深度和宽度大约为1-50 u m。本专利技术不限于利用湿法蚀刻来完成，也可以利用干法蚀刻来实现。根据本专利技术的实施例的具有凹坑的SMD型焊盘结构也可以通过相同的制造方法来得到，在此不再重复。根据本专利技术的另一个实施例，还可以利用激光钻孔工艺来生产根据本专利技术的实施例的焊盘结构的方法。下面以NSMD型焊盘结构为例来进行描述，首先如图6A所示，按照公知的生产流程，生产出包括阻焊层4和焊盘6的表面较平坦的焊盘结构，然后，如图6B所示，利用激光头8发出的激光在焊盘上的相应位置钻出一系列的凹坑，从而最终得到所需要的焊盘结构。为了使凹坑5的深度和宽度大约在1-50 U m的范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，
申请(专利权)人：三星半导体中国研究开发有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：