专利名称：于电路板上形成增高型焊接凸块的方法
技术领域：
本发明涉及制造电路板方面的技术领域，特别是有关于一种于电路板的焊垫(pad)上制造增高型焊接凸块的方法。
背景技术：
由于电路板的外层导体图案主要是由铜线路所构成，因此，电路板在形成保护该外层导图案的焊阻层(solder resist)之后，其表面将具有多个裸露在外的铜、OSP、金、或银等焊垫(pad)，这些焊垫是用来焊接表面组装元件，例如BGA元件、QFP元件。然而，要使焊垫短时间内与焊锡作合金反应并非易事，因此，在焊垫上形成预备焊锡(pre-solder)，可利用预备焊锡与焊锡能在短时间内产生合金反应的特点而达到良好焊接的目的，特别在预备焊锡与焊锡是选择同一种材料的情况下，更能确保焊接的可靠性。
另外，在倒焊芯片(flip chip)及BGA元件的焊接场合中，为了加强其自动对位效应，会加高电路板上的预备焊锡的高度及将其球面化，用以形成类似倒焊芯片及BGA元件底面锡球凸块(bump)的焊接凸块(solder bump)。这种焊接凸块的形成对电路板高密度组装需求来说，是不可或缺的技术之一。
目前，使丝网印刷(stencil printing)的方式来形成该焊接凸块是业界较为广泛使用的技术。这种方式是先制造具有镂空图案的钢板，该镂空图案是相同于电路板上由不同位置的铜质焊垫所构成的图案。然后，将该钢板对准地盖合于电路板，以使该些焊垫裸露于该钢板的镂空图案内。接着，以刮刀将锡膏(solder paste)填满该镂空图案内。在剥离该钢板后，然后实施回焊(reflow)处理，以使锡膏形成为该焊锡凸块。因此，该电路板表面便会出现供焊接表面组装元件利用的多个焊锡凸块。
然而，由于前述的钢板厚度有限，在狭窄间距(fine pitch，bump pitch＜150um)的需求下，该钢板上形成该镂空图案的每一开口无法开大，且钢板厚度过厚会影响生产量率，因此，很难形成高度高达20um或以上的焊接凸块，这表示该焊接凸块熔化后所产生的锡量并不是很多，因此，以上述方法所制造的电路板无法适用于需要锡量较多的焊接场合。
发明内容
本发明描述一种于电路板上形成增高型焊接凸块的方法，用以解决过去电路板上的焊接凸块锡量及高度不足的问题。
具体而言，该电路板表面形成有多个焊垫及一焊阻层，且该些焊垫裸露于该焊阻层。本发明方法主要是先对该电路板实施第一次丝网印刷及第一次回焊处理，用以在每一个焊垫上各形成一个基础焊接凸块，接着再对该电路板实施第二次丝网印刷及第二次回焊处理，甚至更多次的丝网印刷及回焊处理，用以在每一个基础焊接凸块上各形成一个成份包含该基础焊接凸块的增高型焊接凸块。
由于该增高型焊接凸块的体积不但大且朝高度方向增长，因此，相当适合运用于需较多锡量的焊接场合。
图1至图9，显示本发明方法之一较佳实施例之各阶段作业流程下的电路板断面示意图。
符号说明1 电路板 11 焊阻层12 孔洞2 第一钢板
20 第一镂空孔 3 第一锡膏30 基础焊接凸块 2a 第二钢板20a 第二镂空孔 3a 第二锡膏30a 增高型焊接凸块具体实施方式
请参阅图1至图9，以简单的示意图来协助说明本发明方法的一较佳实施例的作业过程。其中请参阅图1，显示一电路板1，该电路板1为一多层电路板，且其表面已形成覆盖一外层铜质导体图案的一焊阻层11。其中，该外层铜质导体图案包括一些焊垫10，这些焊垫10是用来焊接每一个电子零件的接脚，以使每一个电子零件与该外层铜质导体图案形成电气连接，因此，该焊阻层11对应该些焊垫10的位置必需分别形成一个孔洞12，用以显露该些焊垫10。
请参阅如图2，显示该电路板1表面叠合一第一钢板2的情形。其中，该第一钢板2具有多个第一镂空孔20，每一个第一镂空孔20各对应涵盖一个焊垫10。
请参阅图3，显示以刮刀将第一锡膏3少量地填入该第一镂空孔20的情形。其中，由于刮刀是由轻压快速刮过该第一钢板2的方式将该第一锡膏3填入该第一镂空孔20内，因此，该第一锡膏3被填入的量比较少，只够塞满该第一镂空孔20，无法连该孔洞12都一起塞满。
请参阅图4，显示该电路板1在移除该钢板2之后的情形。其中，在每一个焊垫10上方各有一个形成块状的第一锡膏3。
请参阅图5，显示该电路板1在实施第一次回焊处理之后的情形。其中，原先在每一个焊垫10上方呈块状的第一锡膏3因为受热熔化及重力关系而流入该孔洞12并填满之，并因为张力的关系而凝聚形成具有球面之一基础焊接凸块30。由于该第一锡膏3先前填入该第一镂空孔20内的量就不多，再加上该第一锡膏3的颗粒大、密度低，因此，该些基础焊接凸块30的体积会比较小。
请参阅图6，显示该电路板1表面叠合一第二钢板2a的情形。其中，该第二钢板2a具有多个第二镂空孔20a，每一个第二镂空孔20a各对应涵盖一个基础焊接凸块30。
请参阅图7，显示以刮刀将第二锡膏3a多量地填入该第二镂空孔20a的情形。其中，由于该第二钢板2a厚度较厚，该第二镂空孔20a孔径较大，且刮刀是由重压慢速刮过该第二钢板2a的方式将该第二锡膏3a填入该第二镂空孔20a内，因此，该第二锡膏3a被填入的量会比较多，不但足以塞满该第二镂空孔20a，并能够扎实地埋住该基础焊接凸块30。
请参阅图8，显示该电路板1在移除该钢板2a之后的情形。其中，每一个形成块状的第二锡膏3a分别扎实地埋住相对应的一个基础焊接凸块30。
请参阅图9，显示该电路板1在实施第二回焊处理之后的情形。其中，每一块第二锡膏3a与所埋住的基础焊接凸块30因为受热一起熔化，并因为张力的关系而凝聚形成具有球面之一增高型焊接凸块30a。由于该第二锡膏3a先前填入该第二镂空孔20a内的量就比较多，再加上该第二锡膏3a的颗粒小、密度高，因此，该增高型焊接凸块30a的体积会比较大，而且因为张力的关系，体积是往高度方向增长的。
从上述的说明中可以了解到，本发明方法是以丝网印刷方式(stencilprinting)执行两次形成焊接凸块的程序，第一次程序先形成体积较小的基础焊接凸块30，第二次程序再形成体积往高度增长的增高型焊接凸块30a，此增高型焊接凸块30a的成份包含该基础焊接凸块30。由于该增高型焊接凸块30a的锡量是该第一次程序所使用的锡量及第二次程序所使用的锡量总和，因此，该增高型焊接凸块30a的高度要比过去只执行一次形成焊接凸块程序的方式要高出许多。经过实验比对，对一些凸块间距(bump pitch)要求较小的产品，若只执行一次形成焊接凸块程序最多只能形成高度10um的焊接凸块，但以上述本发明方法所形成的增高型焊接凸块30a则高度可高达20um。
当然，任何熟习相关技术人仕都可以从上述的说明中得到足够的教导，并且进一步推知执行愈多次形成焊接凸块程序，将可以得高度愈高的增高型焊接凸块30a，然而要注意的是，在一些因素的考虑下，每一次形成焊接凸块程序所使用的条件可能不尽相同，例如钢板厚度、所使用的锡膏量及密度、及刮刀执行印刷的设定条件等等都有可能部份不同或全部不同。但在一些适当的控制下，每一次形成焊接凸块程序所使用的条件也可能都相同。
无论如何，由本发明方法确实可以在一电路板上形成高度较高的焊接凸块，用以符合需要锡量较多的焊接场合。此相对过去只能形成低高度焊接凸块的做法，本发明显然具备高度进步性，并足供产业利用。
权利要求
1.一种于电路板上形成增高型焊接凸块的方法，该电路板表面形成有多个焊垫及一焊阻层，且该些焊垫裸露于该焊阻层，该方法包括于该电路板表面叠合一第一钢板，该第一钢板具有多个第一镂空孔，每一个第一镂空孔各涵盖该电路板上相对应的每一个焊垫；透过刮刀轻压快速刮过该第一钢板的方式，将第一锡膏填入每一个第一镂空孔；移除该第一钢板；实施第一次回焊处理，使得原先位于该第一镂空孔内的每一块第一锡膏各形成一个基础焊接凸块于每一个焊垫上；于该电路板表面叠合一第二钢板，该第二钢板比该第一钢板厚，并具有多个第二镂空孔，且每一个第二镂空孔各涵盖该电路板上相对应的每一个基础焊接凸块；透过刮刀重压慢速刮过该第二钢板的方式，将一第二锡膏填入每一个第二镂空孔，该第二锡膏的密度高于该第一锡膏；移除该第二钢板；以及实施第二次回焊处理，使得原先位于该第二镂空孔内的每一块第二锡膏及基础焊接凸块共同形成一个增高型焊接凸块于每一个焊垫上。
2.如权利要求1所述的方法，更包括对该电路板实施第n次丝网印刷及第n次回焊处理，其中n＞2。
3.一种于电路板上形成增高型焊接凸块的方法，该电路板表面形成有多个焊垫及一焊阻层，且该些焊垫裸露于该焊阻层，该方法包括对该电路板实施第一次丝网印刷，用以在每一个焊垫上各形成一块第一锡膏；对该电路板实施第一次回焊处理，以使每一块第一锡膏各形成一个基础焊接凸块于每一个焊垫上；对该电路板实施第二次丝网印刷，用以在每一个基础焊接凸块上各形成一块第二锡膏；以及对该电路板实施第二次回焊处理，以使每一块第二锡膏连同相对应的基础焊接凸块一起形成一个成份包含该基础焊接凸块的增高型焊接凸块。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该第二次丝网印刷所使用的钢板的厚度大于该第一次丝网印刷所使用的钢板的厚度，且该第二次丝网印刷所使用的钢板上的每一镂空孔孔径各大于该第一次丝网印刷所使用的钢板上位置对应的每一镂空孔孔径。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该第一次丝网印刷控制刮刀于轻压快速的状态下，该第二次丝网印刷控制刮刀于重压快速的状态下。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该第二锡膏的密度高于该第一锡膏的密度。
全文摘要
本发明关于一种于电路板上形成增高型焊接凸块的方法，在一较佳例子中，该电路板表面具有多个焊垫，该方法是先对该电路板实施第一次丝网印刷及第一次回焊处理，用以在每一个焊垫上各形成一个基础焊接凸块，接着再对该电路板实施第二次丝网印刷及第二次回焊处理，用以在每一个基础焊接凸块上各形成一个成份包含该基础焊接凸块的增高型焊接凸块。此一增高型焊接凸块具有较大体积及高度而能在焊接场合中提供较多的锡量。
文档编号H05K3/00GK1805661SQ200510001819
公开日2006年7月19日 申请日期2005年1月13日 优先权日2005年1月13日
发明者林澄源, 黄德昌 申请人:华通电脑股份有限公司