专利名称：半导体晶片封装基板及其焊垫结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种球栅阵列(BGA)基板，特别是一种具有防焊层界定 (Solder Mask Define, SMD)焊垫设计以供植设焊球的封装基板结构。
现有技术
在一般BGA半导体封装件中，通常需利用一基板作为晶片承载件， 以便于基板的一侧设置晶片并使晶片与基板上的导电结构电连接，且基 板的另一侧植设有多个焊球与导电结构电连接，进而借助焊球与一印刷 电路板焊接，使晶片经由导电结构及焊球而与印刷电路板形成电连接关 系。
请参阅图la，基板10主要包括一芯层12及一防焊层14，芯层12 上形成有导电结构(图中未示)及与导电结构连接的焊垫16，以供借助 焊垫接合焊球，其中焊垫可区分为SMD焊垫与非防焊层界定(None Solder Mask Define, NSMD)焊垫，如图la所示的焊垫即为一 SMD焊垫 16，其中焊垫16尺寸大于防焊层14上的开口 20，以借助开口20界定 焊垫16的暴露面积；如图lb所示，当将具有SMD焊垫16设计的封装 体2与印刷电路板3进行电连接时，是借助焊球18与印刷电路板3上 的焊垫16对位接合，其中由于焊球18与焊垫16的接触面积较小，会 造成封装体于板层级的温度循环测试(Board Level Temperature Cycling Test, Board TCT)结果不佳，易导致焊球18与焊垫16的接合 面间，或是几何尺寸不连续处发生应力集中，而产生裂缝。
而NSMD焊垫是指焊垫16的周边不被防焊层14覆盖，如图2a所示， 即焊垫16的表面及焊垫16周边的部分芯层12借助开口 20露出，以利 焊球18的接合；当BGA封装件采用NSMD焊垫16时，虽然于焊球18与焊垫16间具有较佳的TCT结果，但如图2b所示，当封装体承受外在应 力时，NSMD焊垫16因没有防焊层加以覆盖，容易与芯层12分离，而 同样造成讯号线路裂缝。
美国专利第6, 201， 305号与台湾专利1234838号即提出一种NSMD焊 垫的结构设计，以改善焊垫与芯层的分离现象；在美国专利第6, 201， 305 号中，是使焊垫具有多个呈辐射状排列的臂部的海星形状，并于防焊层 上设计一圆形开口，使臂部的外端受到防焊层覆盖，而焊垫中央区域、 臂部内端与二相邻臂部间的部分芯层露出，使焊球得同时与露出的部分 焊垫与部分芯层接触，除增加接触面积之外，亦不易与芯层分离；而台 湾专利1234838号即利用上述概念，在焊垫上开设多个中空部分，使焊 垫外端受到防焊层覆盖，而焊垫的内端与经由中空部分所露出的部分芯 层则同时与焊球接触，以增加焊球的接触面积。
然而，上述美国专利第6， 201， 305号与台湾专利1234838号是皆在 针对NSMD焊垫进行改良，在制造过程上皆须针对焊垫的形状先进行复 杂且困难的蚀刻制造过程。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的之一是提供一种半导体晶片封装基板及 其焊垫结构，借助图案化焊垫的设计可增加焊垫与焊球的接触面积并改善黏 着效果。
本发明目的之一是提供一种半导体晶片封装基板及其焊垫结构，是利用防 焊层的图案化开口设计定义出图案化焊垫，可有效改善焊垫与焊球的黏 着状况与封装品质。
本发明目的之一是提供一种半导体晶片封装基板及其焊垫结构，可强化 焊垫与焊球的黏着效果使封装元件具备有较佳的TCT测试结果。
本发明目的之一是提供一种半导体晶片封装基板及其焊垫结构，是利用 防焊层的图案化开口设计限定图案化焊垫，其中，防焊层的图案化开口 是利用一般微影技术即可完成无须额外制造过程，具有制作简单的优 点。为了达到上述目的，本发明的一实施例提供一种半导体晶片封装基板， 包括 一芯层； 一导电结构设置于芯层的一表面上；以及一绝缘层覆盖 于导电结构上，其中绝缘层具有至少一图案化开口；图案化开口暴露部 份导电结构作为一图案化焊垫；以及图案化开口包括一中央部及自中央 部周缘向外延伸的多个翼部。
本发明的另一实施例提供一种防焊层界定的焊垫结构，包括 一中 央区；以及多个翼面区自中央部周缘向外延伸。
以下借助具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目
的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图
的简要说明
图la及图lb所示分别为现有技术SMD悍垫接设有焊球的剖视图及其板层 级封装示意图。
图2a及图2b所示分别为现有技术NS腦焊垫接设有焊球的剖视图及其裂缝 示意图。
图3a及图3b所示分别为本发明一实施例封装基板的俯视图与其AA线 段剖视图。
图4所示为本发明一实施例防焊层界定的焊垫结构示意图。 具体的实施方式
请参阅图3a及图3b，分别为本发明一实施例封装基板结构俯视图与其 AA线段剖视图，如图所示，此封装基板包括一芯层30; —导电结构32 是设置于芯层30的一表面上，且导电结构32预设有作为焊垫的端部； 一绝缘层，例如一防焊层34，覆盖于芯层30表面以遮盖导电结构32， 防焊层34上形成有至少一图案化开口 36，使开口 36的位置与端部的 位置对应，其中开口 36包括一中央部361及多个翼部362自中央部361 周缘向外延伸，以便借助中央部361及翼部362界定端部的暴露区域， 此外露的端部即供作为焊垫38，以便与焊球(图中未示)进行接合。接续上述说明，中央部361是为一圆形孔，翼部362是呈圆弧形， 翼部362的数目可为二个或多个且以对称的分布关系与中央部361连 接，此具有中央部361及翼部362的开口 36是使用一般封装基板防焊 层制作方式，以微影技术经曝光与显影而形成；又芯层30的材质主要 为环氧树脂、聚亚醯胺树脂、BT(bismaleiraide triazine)树脂、FR4 树脂或FR5树脂，导电结构32是由铜薄膜压合于芯层30表面且经蚀刻 等图案化制造过程所形成的一图案化金属层。
在本发明中，由于防焊层的开口具有圆形中央部及周缘翼部的设计， 使由防焊层的开口所界定的焊垫38如图4所示，包括一圆形的中央区 381，以及连接中央区381周缘的多个呈圆弧形的翼面区382，翼面区 382是对称分布于中央区381周缘，此种具有翼面区382的焊垫38的 设计将可额外增加焊垫38与焊球的接触面积，以增加焊垫38与焊球的 黏着效果，进而具有较佳的封装品质；同时，借助焊垫38的翼面区382 的设计，亦可具有较佳的TCT测试结果。
另一方面，在本发明中，由于焊垫的形状是由防焊层的开口所界定， 在制造过程上仅需对防焊层进行一般微影技术即可形成，制作简单，使 本发明同时具备有制造过程简单且可有效改善焊垫与焊球的黏着效果 的优点。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在 使本技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以 之限定本发明的保护范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变 化或修饰，仍应涵盖在本发明的保护范围内。
主要元件符号说明
2 封装体
3 印刷电路板 10 基板
12 芯层 14 防焊层16焊垫
18焊球
20开口
30心层
32导电结构
34防焊层
36开口
361中央部
362翼部
38焊垫
381中央区
382翼面区
权利要求
1. 一种半导体晶片封装基板，包含 一心层；一导电结构，设置于该芯层的一表面上；以及 一绝缘层，覆盖于该导电结构上， 其特征在于，该绝缘层具有至少一图案化开口 ； 该图案化开口暴露部份该导电结构作为一图案化焊垫；以及 该图案化开口包括一中央部及自该中央部周缘向外延伸的多个翼部。
2. 如权利要求1所述的半导体晶片封装基板，其特征在于，该导电结构 是一图案化金属层。
3. 如权利要求1所述的半导体晶片封装基板，其特征在于，该绝缘层是 一防焊层。
4. 如权利要求1所述的半导体晶片封装基板，其特征在于，该翼部是对称 分布于该中央部周缘。
5. 如权利要求1所述的半导体晶片封装基板，其特征在于，该中央部是圆形。
6. 如权利要求1所述的半导体晶片封装基板，其特征在于，该翼部是圆弧形。
7. —种防焊层界定的焊垫结构，包含 一中央区；以及多个翼面区，是自该中央区周缘向外延伸。
8. 如权利要求7所述的防焊层界定的焊垫结构，其特征在于，该多个翼 面区是对称分布于该中央区周缘。
9. 如权利要求7所述的防焊层界定的焊垫结构，其特征在于，该中央区 呈圆形。
10. 如权利要求7所述的防焊层界定的焊垫结构，其特征在于，该翼面区 呈圆弧形。
全文摘要
一种半导体晶片封装基板，包括一芯层；一导电结构设置于芯层的一表面上；以及一绝缘层覆盖于导电结构上，其中绝缘层具有至少一图案化开口；图案化开口暴露部份导电结构作为一图案化焊垫；以及图案化开口包括一中央部及自中央部周缘向外延伸的多个翼部；借助焊垫的具有中央区及多个翼面区的设计，以增加焊垫与焊球的黏着效果。
文档编号H01L23/48GK101312173SQ200710104060
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者岩田隆夫, 方立志, 范文正 申请人:力成科技股份有限公司