專利名稱：將半導體組件安裝到印刷電路板的結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及將半導體組件安裝到印刷電路板的結構，尤其涉及適應于使助焊劑氣體能容易地向外排出從而防止生成空穴的將半導體組件安裝到印刷電路板(PCB)的結構。
半導體生產廠普遍地在按照電子部件的小型化和高度功能主義的當代趨勢加快新型組件的開發并力求將其應用到半導體生產上。
舉例說，現有的有代表性的組件，即四方扁平組體(QFT)，正在被一些新型組件如球柵陣列(BGA)、倒裝芯片、芯片那么大小的組件(CSP)等所代替。然而，這些新型組件引起的問題在于不能把這些組件，特別是CSP，焊接到PCB上，除非印刷焊糊的技術得到支持。
而且，除了上述的焊糊以外，阻焊層設計的技術領域也很重要。在阻焊層的常規設計中存在的問題是在焊接的部件處產生大量空穴，從而降低了裝上組件后的PCB的可靠性。
圖1和2是表示齒格柵陣列類型的芯片那么大小的組件1已安裝到PCB2上的狀態的示意圖，其中，已形成阻焊層3的PCB 2印上了焊糊4，并且裝上已形成阻焊層3的CSP 1的襯底5被放在PCB 2上以進行回流焊接以把CSP 1安裝到PCB 2上。
此時，如果阻焊層3比CSP 1的襯底5下形成的銅焊盤6厚，PCB 2的阻焊層3就接觸到在CSP 1的襯底下形成的阻焊層3而產生氣密性空穴使得助焊劑氣體不能排出，從而在其中生成空穴。
當助焊劑氣體保留在焊接部件內部時，束縛在空穴中的助焊劑氣體吸收熱量，在收縮和伸脹的過程中，就在焊接部件中產生裂痕，造成PCB 2的功能癱瘓。
為了克服空穴的產生，常規的辦法是給PCB鉆洞以泄出助焊劑氣體。但是在上述常規方法中存在的問題接著是由于電子部件小型化的現代趨勢，不可能給PCB鉆洞。
因此，提出本發明以解決上述諸問題，本發明的目的是提供一種將半導體組件安裝到印刷電路板的結構，用這種結構后，當該半導體組件接受回流焊接以將其安裝到印刷電路板上時可容易地排出助焊劑氣體以避免空穴的生成。
按照本發明的這一目的，提供一種將半導體組件安裝到印刷電路板的結構，該安裝結構包括已裝上該半導體組件的襯底；已裝上該襯底的印刷電路板；在所述襯底和所述印刷電路板每一側上形成的各自的焊盤；以及在所述襯底和所述印刷電路板每一側上形成的阻焊層，其中所述的阻焊層在所述襯底和所述印刷電路板上的排列使得在各阻焊層和各焊盤之間能形成至少多于一個的隧道，以便該隧道與阻焊層、焊盤的外部相通。
為了更充分理解本發明的本質和目的，應該結合附圖參考以下的詳細說明。在附圖中圖1是表示按照先有技術的裝上半導體組件的印刷電路板的示意圖；圖2是圖1的A部的放大圖；圖3是表示按照本發明的裝上半導體組件的印刷電路板的透視圖；圖4是沿圖3線B-B′而取的截面圖；以及圖5是表示按照本發明的阻焊層的示意圖。
現在來參照以上各附圖詳述本發明的優選實施例。
如圖3、4和5所示，齒格柵陣列(LGA)型的芯片那末大小的組件(CSP)11以已裝載到襯底12的狀態被安裝到印刷電路板(PCB)13上，在裝載了CSP 11的襯底12的下表面和PCB 13的上表面之間形成諸阻焊層。
阻焊層14用來在回流焊接期間防止焊糊從預定位置雜散開去，在裝上CSP 11及裝上與CSP 11結合的襯底12后的PCB 13的銅焊盤15處形成連通到外部的多于一個的隧道。
現在來詳細敘述將半導體組件安裝到PCB的結構的操作效果。
適用于將半導體組件安裝到PCB的焊糊或焊膏大約包含總重量的10％的助焊劑。該助焊劑與具有30微米-70微米直徑的焊粉細粒均勻混合，用于在回流焊接期間除去在焊接區周圍形成的氧化膜，從而便于進行良好焊接。
然而，應注意的是必須把從含在助焊劑中的溶劑蒸發出的助焊劑氣體流暢地排出到外部。如果助焊劑氣體未恰當地排出而停留在焊接區中，就在該焊接區中形成小空穴。
上述空穴的生成可由X-射線測試來檢測，當在焊接區處生成空穴時，電子產品的可靠性就大大受損。即，如果阻焊層厚于銅焊盤，助焊劑氣體就容易被約束在PCB的和CSP的阻焊層之間，從而在回流焊接期間生成大量的空穴。
按照本發明，在裝有LGA型的CSP 11的襯底12與PCB 13的會合位置處形成阻焊層14，從而允許形成多于一個的隧道，助焊劑氣體可通過這些隧道排出，從而防止了空穴的生成。
這時，阻焊層的形成方法如下。首先，已裝上CSP 11的襯底和PCB 13被涂以光敏樹脂(PSR)，畫上圖案的薄膜覆蓋于該光敏樹脂之上并接受曝光。PSR的諸暴露部分變硬，而未變硬的諸PSR部分被沖洗掉以獲得阻焊層。
阻焊層14如此安排，使得形成多于一個的隧道以把PCB 13的及襯底12的每個焊盤15連通到外部，然后把PCB 13印上焊糊。
接著，把已裝上組件11的襯底12放在已印上焊糊的PCB 13之上并進行回流焊接。于是組件11安裝到了PCB 13上。
從以上說明容易看出，按照本發明的將半導體組件安裝到印刷板上的結構的優點在于阻焊層在其構造方面得到改進，以允許助焊氣體容易排出以防止空穴的生成。
權利要求
1．一種將半導體組件安裝到印刷電路板的結構，包括已裝上所述半導體組件的襯底；已裝上所述襯底的印刷電路板；在所述襯底和所述印刷電路板每一側上形成的各自的焊盤；以及在所述襯底和所述印刷電路板每一側上形成的阻焊層，其中所述阻焊層在所述襯底和所述印刷電路板上的排列使得在所述阻焊層和所述焊盤之間能形成至少多于一個的隧道，以便所述隧道與所述阻焊層、所述焊盤的外部相通。
2．如權利要求1所述的安裝結構，其特征在于，所述阻焊層和所述焊盤排列在所述襯底和所述印刷電路板上以允許在所述襯底和所述印刷電路板之間形成所述隧道，從而使助焊劑氣體容易排出，以防止在回流焊接期間生成空穴。
3．如權利要求1所述的安裝結構，其特征在于，形成所述阻焊層以便防止在回流焊接期間焊糊從預定位置雜散開去。
全文摘要
一種將半導體組件安裝到印刷電路板的結構,該安裝結構包括具有與安裝有襯底的印刷電路板各焊盤的外部連通的至少多于一個隧道的成形阻焊層,因此該阻焊層在其構造上得到改進以允許助焊劑氣體容易地排出以防止空穴的生成。
文檔編號H05K3/34GK1215973SQ98105438
公開日1999年5月5日 申請日期1998年3月9日 優先權日1997年10月23日
發明者金佑永 申請人:三星電子株式會社