制造印刷电路板的方法 相关申请的交叉引用
本申请要求于 2009 年 11 月 30 日提交的、 名称为 “Fabricating Method OfPrinted Circuit Board” 的韩国专利申请 No.10-2009-0117251 的优先权, 其在此全部通过引用合并 到本申请中。
技术领域
本发明涉及制造印刷电路板的方法。背景技术 因为半导体封装要求密封、 薄化、 小型化和电的改进, 所以基片变得更薄, 并且安 装有电子元件并保护电子元件的电子元件嵌入式基片 (electronic component-embedded substrate) 的应用更为广泛。然而, 当基片变得更薄时, 存在的问题是基片的支撑力减小, 由此增加了它的弯曲。特别地, 电子元件嵌入式基片存在的问题是, 在它利用环氧塑封料 (epoxymolding compound)(EMC) 封装后, 由于热膨胀系数的差异产生了弯曲。 因此, 由于基 片的弯曲较为严重, 很难精确地将焊球连接在基片的预定位置。
图 1A 到 1E 是显示了制造印刷电路板的传统方法的剖面图。在下文中, 将参照附 图 1A 到 1E 描述传统的问题。
首先, 如图 1A 所示, 显示了条状基片 1。在此, 条状基片 1 可以是电子元件嵌入式 基片, 电子元件利用环氧塑封料 (EMC)5 封装在该基片上。该条状基片 1 由于基片与环氧塑 封料 5 之间的热膨胀系数的差异而弯曲。
其次, 如图 1B 所示, 将焊剂 2 设置在条状基片 1 上。在此, 因为条状基片 1 是弯曲 的, 所以存在的问题是焊剂 2 不能精确地设置在条状基片 1 的预定位置。
再次, 如图 1C 所示, 将焊球 3 连接到条状基片 1。在此, 焊球 3 利用导板连接。在 这种情况下, 因为条状基片 1 是弯曲的, 所以存在的问题是焊球 3 不能精确地连接到条状基 片 1 的预定位置, 而是集中在条状基片 1 的特定部分。
接 下 来, 如 图 1D 和 1E 所 示, 进 行 回 流 焊 工 艺 (reflow process) 和 单 元 化 (singulation) 加工。 在回流焊工艺中, 焊球 3 通过热处理固定, 并且在该步骤中, 所述条状 基片 1 的弯曲加大了。因此, 因为焊球 3 没有精确地连接在条状基片 1 的预定位置, 并且该 条状基片 1 通过回流焊工艺变得更加弯曲, 所以当条状基片 1 通过单元化加工分割成单元 基片 (unitsubstrate)4 时, 存在的问题是焊球 3 没有精确地连接到每个单元基片 4 的预定 位置, 并且每个单元基片 4 也是相当弯曲的。
进一步地, 制造印刷电路板的传统方法是不经济的, 因为需要昂贵的设备, 并且每 当条状基片 1 的种类变换时都必须提供适合于所述条状基片 1 的设备。尽管利用丝网印刷 工艺来连接焊球的技术已经发展起来了, 但是这样的技术也在条状基片 1 弯曲时难以在实 践中应用, 因为丝网印刷工艺的前提为所述条状基片是平坦的。
因此, 已经提出了用于减轻条状基片 1 的弯曲的多种解决方案, 但是大部分的解
决方案的问题在于他们要求较高的生产成本且因为基片的原料和设计的改变而难以应用 到实践中。 发明内容
因此, 做出了本发明以解决上述问题, 本发明提供了一种制造印刷电路板的方法, 其中可以通过在进行单元化加工之后连接焊球而将焊球精确地形成在预定位置。
本发明的一个方面提供了一种制造印刷电路板的方法, 该方法包括以下步骤 : 在 固定元件上安装条状基片 ; 通过进行单元化加工将所述条状基片分割成单元基片 ; 利用导 板将焊球连接到所述单元基片上 ; 和通过进行回流焊工艺将所述焊球固定到所述单元基片 上。
在此, 在所述条状基片的安装步骤中, 所述固定元件可以是切割胶带 (dicing tape)。
该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在连接所述焊球之前将所述单元基片整体 地安装在支撑板上。
所述支撑板可以通过真空吸附所述单元基片来固定所述单元基片。 该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在连接所述焊球之前利用导板将焊剂设置 到所述单元基片上。
该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在连接所述焊球之前将焊剂设置到所述焊 球上。
该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在固定所述焊球之前将所述单元基片安装 在用于回流的托盘上。
本发明的另一个方面提供了一种制造印刷电路板的方法, 该方法包括以下步骤 : 在固定元件上安装条状基片 ; 通过进行单元化加工将所述条状基片分割成单元基片 ; 利用 设置在所述单元基片上的蒙片 (mask) 将焊球连接到所述单元基片上 ; 和通过进行回流焊 工艺将所述焊球固定到所述单元基片上。
在此, 在所述条状基片的安装步骤中, 所述固定元件可以是切割胶带。
该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在连接所述焊球之前将所述单元基片整体 地安装在支撑板上。
所述支撑板可以通过真空吸附所述单元基片来固定所述单元基片。
该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在连接所述焊球之前利用设置在所述单元 基片上的蒙片将焊剂设置到所述单元基片上。
该制造印刷电路板的方法还可以包括 : 在固定所述焊球之前将所述单元基片安装 在用于回流的托盘上。
通过下列的结合附图的具体实施方式的描述, 本发明的多个目的、 优点和特征将 变得显而易见。
应用在本说明书和权利要求书中的术语和措词不应当解释为限制于一般的含义 或者词典上的定义, 而是应当解释为具有与根据一定规则的本发明的技术范围相关的含义 和概念, 根据该规则, 发明者可以适当地限定术语的概念, 以描述他或她所知的用于实现本 发明的最好方式。
附图说明 通过下列结合附图的详细说明, 将对本发明的上述和其他目的、 特征和优点有更 加清楚的理解, 其中 :
图 1A 到 1E 顺序地显示了制造印刷电路板的传统方法的剖面图。
图 2 到 6 是剖面图, 顺序地显示了根据本发明的一个具体实施方式的制造印刷电 路板的方法 ; 和
图 7 到 11 是剖面图, 顺序地显示了根据本发明的另一个具体实施方式的制造印刷 电路板的方法。
具体实施方式
通过下列结合附图的详细说明和优选实施方式, 将对本发明的目的、 特征和优点 有更加清楚的理解。 在所有的附图中, 相同的附图标记用于表示相同的或者类似的部件, 同 时省略了多余的描述。 进一步地, 在本发明的描述中, 如果认定相关技术的详细描述会蒙蔽 本发明的主旨, 这样的描述将被省略。
在下文中, 将结合附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。
图 2 到 6 是剖面图, 顺序地显示了根据本发明的一种具体实施方式的制造印刷电 路板的方法。
根据所述实施方式制造印刷电路板的方法包括下列步骤 : (A) 在固定元件 110 上 安装条状基片 100 ; (B) 通过单元化加工将条状基片 100 分割成单元基片 200 ; (C) 利用导 板 140 将焊球 130 连接到单元基片 200 上 ; 和 (D) 通过回流焊工艺将焊球 130 固定到单元 基片 200 上。
首先, 如图 2 所示, 将条状基片 100 安装在固定元件 110 上。在此, 条状基片 100 处于这样的状态, 即该基片 100 已经因为基片和环氧塑封料 (EMC)105 之间的热膨胀系数的 差异以及印刷电路板的厚度的减小而弯曲了。 因为单元化加工必须随后进行以拉伸弯曲的 条状基片 100, 所以所述条状基片 100 安装在固定元件 110 上。对固定元件 110 没有特别的 限制, 只要它可以在单元化加工过程中稳固地支撑条状基片 100 即可。优选的是, 切割胶带 可以用作固定元件 110。
其次, 如图 3 所示, 将条状基片 100 分割成单元基片 200。通过一般的单元化加工 将条状基片 100 分割成单元基片 200。从条状基片 100 分割出的单元基片 200 保持在这样 的状态, 其中它们整体地安装在固定元件 110 例如切割胶带等上。在这个步骤中, 因为条状 基片 100 分割成单元基片 200, 所以减轻了条状基片 100 的弯曲。 因此, 在后继步骤中, 焊剂 150 和焊球 130 可以精确地连接到条状基片 100 的预定位置。
接下来, 如图 4A 和 4B 所示, 将焊剂 150 设置到条状基片 100 上。在此, 焊剂 150 是这样的材料, 该材料将氧化膜从由铜或类似物制造的基片垫片 (substrate pad) 移除, 并 且化学活化基片垫片, 因此焊球 130 能够容易地连接到基片垫片。焊剂 150 利用导板 120 设置到单元基片 200 的焊球所要连接的垫片上 ( 参见图 4A), 或者利用导板 120 直接地设置 到焊球上 ( 参见图 4B)。同时, 当焊剂 150 利用导板 120 设置到单元基片 200 上时, 因为条 状基片 100 的弯曲通过单元化加工被预先减轻了, 所以焊剂 150 可以精确地设置到单元基片 200 的预定位置。然而, 这样的步骤不是必须执行的, 并且特别地, 在不需要焊剂的焊接 工艺中, 这样的步骤可以省略。
其次, 如图 5 所示, 将焊球 130 连接到单元基片 200 上。 在此, 焊球 130 用于将单元 基片 200 与外部电路例如主插件板等连接, 并且利用导板 140 连接到单元基片 200 上。进 一步地, 焊球 130 通过焊剂 150 暂时连接到单元基片 200 上, 并且通过稍后的回流焊工艺完 全地固定到单元基片 200 上。因为条状基片 100 的弯曲通过单元化加工预先减轻了, 所以 焊球 130 可以精确地连接到单元基片 200 的预定位置。
同时, 通过在一种状态 ( 即从条状基片 100 分割出的单元基片 150 整体地安装在 固定元件 100 上 ) 下, 进行将焊剂 150 设置到单元基片 200 上的步骤和将焊球 130 连接到单 元基片 200 上的步骤, 引导时间可以缩短。进一步地, 在设置焊剂 150 和连接焊球 130 时, 可以使用支撑板 160 以向单元基片 200 提供支承阻力。在此, 支撑板 160 通过由抽吸孔 165 真空吸附单元基片 200 来固定单元基片 200, 使得单元基片 200 的剩余的弯曲可以进一步地 减轻, 并且能够防止单元基片 200 的移动, 因此焊剂 150 可以精确地设置在单元基片 200 的 预定位置, 同时焊球 130 可以精确地连接在单元基片 200 的预定位置。进一步地, 单元基片 200 可以以这样的状态安装在支撑板 160 上, 其中它们整体地安装到固定元件 110 上。 随后, 如图 6A 和 6B 所示, 将焊球 130 通过回流焊工艺固定到单元基片 200 上。回 流焊工艺是通过加热、 熔化、 之后冷却焊球 130 而将焊球 130 凝固的工艺。 在这种情况下, 因 为单元基片 200 也被加热到高温, 所以可以在回流过程中采用耐热的托盘 170。也就是说, 在预先用作固定元件 110 的切割胶带移除后, 将单元基片 200 安装在用于回流的托盘 170 上, 之后进行回流焊工艺。单元基片 200 可以利用吸附管口安装在用于回流的托盘 170 上。
然而, 当采用具有耐热性的切割胶带时, 回流焊工艺可以在这样的状态下进行, 其 中单元基片 200 是安装在切割胶带上而不是安装在用于回流的托盘 170 上。
同时, 在这个实施方式中, 与传统的技术不同, 因为回流焊工艺在这样的状态下进 行, 其中条状基片 100 分割成单元基片 200, 所以存在于回流焊工艺中的条状基片 100 的另 外的弯曲可以减轻。
根据上述实施方式的制造印刷电路板的方法的优点在于焊球 130 可以精确地形 成在条状基片 100 的预定位置, 因为所述焊球 130 在通过单元化加工减轻了条状基片 100 的弯曲之后再连接到单元基片 200。 进一步地, 根据上述实施方式的制造印刷电路板的方法 的优点在于印刷电路板的制造成本可以降低, 因为用于设置焊剂 150 或连接焊球 130 的导 板 120 和 140 可以以与以前相同的方式使用。此外, 根据这种实施方式的制造印刷电路板 的方法的优点在于在这种方法中的引导时间与传统方法中的引导时间没有不同, 所述传统 方法是在这样的状态下进行的, 其中条状基片 100 没有分割成单元基片 200 ; 因为本发明的 方法是在这样的状态下进行的, 其中分割出的单元基片 200 整体地安装在固定元件 110 或 用于回流的托盘 170 上。
图 7 到 11 是剖面图, 顺序地显示了根据本发明的另一个具体实施方式的制造印刷 电路板的方法。
根据该实施方式制造印刷电路板的方法包括下列步骤 : (A) 在固定元件 110 上安 装条状基片 100 ; (B) 通过单元化加工将条状基片 100 分隔成单元基片 200 ; (C) 利用设置在 单元基片 200 上的蒙片 145 将焊球 130 连接到单元基片 200 上 ; 和 (D) 通过回流焊工艺将
焊球 130 固定到单元基片 200 上。
该实施方式在连接焊球的步骤中大大地不同于上述的实施方式。因此, 将主要描 述它们之间的差异, 而多余的描述将省略。
首先, 如图 7 和 8 所示, 将条状基片 100 安装在固定元件 110 上, 然后分割成单元 基片 200。 具体地, 将条状基片 100 安装在固定元件上, 例如切割胶带等, 然后利用单元化加 工来将条状基片 100 分割成单元基片 200, 以拉伸弯曲的条状基片 100。
接下来, 如图 9 所示, 将焊剂 150 设置到单元基片 200 上。在这个实施方式中, 与 上述的实施方式不同, 在将蒙片 125 设置到单元基片 200 上之后, 利用丝网印刷工艺将焊剂 150 设置到单元基片 200 上。更具体地说, 通过将带有孔 127 的蒙片 125 设置在单元基片 200 的一侧上, 然后利用涂刷器 (squeegee) 通过孔 127 将焊剂 150 压到单元基片 200 上而 将焊剂 150 设置到单元基片 200 上。为了精确地将焊剂 150 设置到单元基片 200 的预定位 置, 优选的是适当地控制硬度、 固定的角度、 速度和涂刷器 129 施加到基片的压力。在本发 明中, 不同于传统的技术, 可以进行基于这样的前提 ( 即印刷电路板是平坦的 ) 的丝网印刷 工艺, 因为印刷电路板的弯曲通过单元化加工减轻了。然而, 与上述实施方式类似, 这个步 骤在不需要焊剂的焊接工艺中可以省略。 其次, 如图 10 所示, 将焊球 130 连接到单元基片 200 上。在此, 与设置焊剂 150 的 步骤类似, 焊球 130 在蒙片 145 设置在单元基片 200 上之后, 利用丝网印刷工艺设置到单元 基片 200 上。更具体地说, 通过将带有孔 147 的蒙片 145 设置在单元基片 200 的一侧上, 然 后利用涂刷器通过孔 147 将焊球 130 压到单元基片 200 上而将焊球 130 设置到单元基片 200 上。 焊球 130 可以连接到单元基片 200 的预定位置, 因为采用了能够减轻印刷电路板的 弯曲的单元化加工。
同时, 与上述的实施方式相同, 通过在一种状态 ( 即从条状基片 100 分割出的单元 基片 200 整体地安装在固定元件 110 上 ) 下, 进行将焊剂 150 设置到单元基片 200 上的步 骤和将焊球 130 连接到单元基片 200 上的步骤, 引导时间可以缩短。进一步地, 在设置焊剂 150 和连接焊球 130 时, 可以利用支撑板 160 以向单元基片 200 提供支承阻力。支撑板 160 通过由抽吸孔 165 真空吸附单元基片 200 来固定单元基片 200, 使得单元基片 200 的剩余的 弯曲可以进一步地减轻, 并且能够防止单元基片 200 的移动, 因此焊剂 150 可以精确地设置 在单元基片 200 的预定位置, 同时焊球 130 可以精确地连接在单元基片 200 的预定位置。
随后, 如图 11A 和 11B 所示, 将焊球 130 通过回流焊工艺固定到单元基片 200 上。 在这个实施方式中, 因为单元基片 200 要加热到高温, 所以回流焊工艺可以通过将单元基 片 200 安装到用于回流的耐热的托盘 170 上来进行。
根据该实施方式的制造印刷电路板的方法的优点在于预先进行单元化加工以减 轻印刷电路板的弯曲, 因此基于这样的前提 ( 即印刷电路板是平整的 ) 的丝网印刷工艺可 以进行, 从而降低了原本用于高价仪器 ( 例如焊剂点胶头 (flux dotting tool) 等 ) 的成 本。
如上所述, 根据本发明的制造印刷电路板的方法的优点在于焊球可以精确地形成 在条状基片的预定位置, 因为所述焊球在通过单元化加工减轻了条状基片的弯曲之后才连 接到单元基片 ; 和在回流焊工艺中出现的另外的条状基片的弯曲可以减轻, 因为在通过进 行单元化加工将条状基片分割成单元基片之后才进行回流焊工艺。
进一步地, 根据本发明的制造印刷电路板的方法的优点在于焊球可以利用丝网印 刷方法连接到单元基片, 因为单元化加工减轻了条状基片的弯曲 ; 和用于高价仪器 ( 例如 焊剂点胶头等 ) 所必须的支出可以减少, 因为使用了丝网印刷方法。
此外, 根据本发明的制造印刷电路板的方法的优点在于它还可以应用于晶片整平 工艺中。
尽管本发明的优选实施方式已经为了说明性的目的而公开了, 但是本领域的技术 人员可以意识到, 在不脱离由所附的权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下, 可 以进行多种修改、 添加和置换。对本发明作出的简单的修改、 增加和置换属于本发明的范 围, 而本发明的具体范围将通过所附的权利要求清楚地限定。