金手指、印刷电路板和用于制造印刷电路板的基板制造技术

本实用新型专利技术涉及金手指、印刷电路板和用于制造印刷电路板的基板。金手指包括导电基部、金覆层和位于导电基部与金覆层之间的中间导体层，该中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层。印刷电路板包括基材、以及在基材的表面上形成的线路和金手指，金手指电连接至线路。用于制造印刷电路板的基板包括基材、在基材的表面上形成的线路、以及在基材的表面和线路的表面两者上形成的中间导体层，线路的一部分构成金手指的导电基部，中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层，在电镀形成金手指时用作导电层且在成品印刷电路板中被去除。

【技术实现步骤摘要】
金手指、印刷电路板和用于制造印刷电路板的基板
本技术涉及印刷电路板领域，具体地涉及金手指、印刷电路板和用于制造印刷电路板的基板。
技术介绍
随着表面贴装技术(SMT)的快速发展，特别是在无铅环保的推动下，对印刷电路板(PCB)表面处理的要求越来越高，各种新的表面处理工艺也应运而生。每种表面处理工艺在镀层表面的平整度、可焊性、耐磨和耐腐蚀性、抗氧化性、成本和应用范围等方面的优、缺点各不相同。金镀层具有极低的接触电阻、良好的抗腐蚀性和可焊接性，广泛地应用于PCB、半导体、IC封装技术等领域中。在常规的电路板或者封装基板中用于形成金镀层的表面处理工艺通常包括化学沉镍金(ENIG)、镍钯金(ENEPIG)、电镀(软)金(ElectrolyticGoldorSoftgold)、或者电镀硬金(Hardgold)等。其中，电镀金尤其适合于芯片的打线封装(wirebonding)，具有良好的应用前景。传统电路板的电镀金工艺包括事先蚀刻出线路图形，通过添加引线而将图形的孤立块连接起来进行电镀金，在孤立块的局部区域上形成金手指，最后再去除引线而获得电路板。即，事先蚀刻出图1所示的线路104和金手指106部位，在金手指106部位与线路板基材102的边缘之间添加引线(未示出)，然后覆盖保护膜且仅露出金手指部位，用电镀夹头夹持引线并进行电镀金，最后去除引线。这种工艺适用于焊球间距大于800μm的电路板，在所得的金手指中容易残留有引线，例如图2(a)所示从金手指106的左侧突出的部分。引线会导致布线空间的浪费，其残留会对信号产生噪音等造成不利影响。而且，引线处理一般需要采用碱性药水蚀刻、切割或激光烧蚀等方法，工艺较为繁琐，残留引线的品质难以控制。为了实现无引线的设计，目前人们普遍采用全板镀金的工艺，即，在PCB整板上电镀铜之后，形成外层线路时对需要的图形部分露出铜面，对不需要的图形部分用干膜盖住，然后进行整板电镀金，电镀金后再进行褪膜蚀刻，以蚀刻掉未镀金的区域，留下镀金的焊盘(金手指)和线路图形。这种工艺适用于焊球间距大于500μm的电路板，但会造成贵金属金的大量浪费，而且镀金层与阻焊的结合力较弱，掉阻焊风险很大。在这样得到的金手指106中，如图2(b)所示，金覆层118仅仅覆盖导电基部108的上表面，但未覆盖导电基部108的侧面，因为金覆层118以外的部分均已被蚀刻掉。除了全板镀金之外，还可以在形成线路后采用化学沉铜层来替代“引线”导电以实现局部电镀金。该工艺既可实现无引线又可避免金浪费，而且焊盘的三面均能镀上金，能够避免侧蚀突出或悬镍掉金现象影响后续终端电子产品的可靠性。可是，由于线路间经过化学沉铜，含钯贵金属残留且难以去除，因而容易发生渗镀金问题，对密集线路间的绝缘性能、可靠性带来挑战。
技术实现思路
本技术是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提供一种金手指、印刷电路板和用于制造印刷电路板的基板，这种金手指不包含引线并且牢固地结合至印刷电路板的线路层。本技术的第一技术方案为一种设置于印刷电路板上的金手指，其包括导电基部、金覆层和位于导电基部与金覆层之间的中间导体层，中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层。本技术的第二技术方案为，在上述第一方案中，离子注入层包括由注入的金属材料和导电基部的材料组成的掺杂结构，其外表面与导电基部的表面平齐，而内表面位于导电基部的表面下方0-500nm的深度处。本技术的第三技术方案为，在上述第一方案中，等离子体沉积层或溅射沉积层由金属材料组成，并且位于导电基部的表面上方。本技术的第四技术方案为，在上述第二或第三方案中，金属材料包括Ni、Cr、Ti、Cu、Al、Ag、Pd以及它们之间的合金中的一种。本技术的第五技术方案为，在上述第一至第三方案的任何一种中，金覆层包括化学沉镍金、镍钯金、电镀软金、电镀硬金中的一种。这种金手指在导电基部与金覆层之间形成有中间导体层，该中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层。在离子注入期间，导电材料离子以很高的速度强行地注入到线路的表面下方，在注入的导电材料与线路的材料分子之间形成了掺杂结构，相当于在线路的内部打入数量众多的基桩。由于基桩的锚固效应，离子注入层和后续形成的金覆层不容易从印刷电路板的线路层脱离。在等离子体沉积期间，导电材料离子在加速电场的作用下以较高的速度飞向线路并沉积在上面，形成等离子体沉积层。在溅射期间，导电材料粒子被高能量的离子流轰击出来而以较高的速度飞向线路并沉积在上面，形成溅射沉积层。由于较高的入射速度，等离子体沉积层或溅射沉积层与线路材料之间也具有较大的结合力，使得最终制得的金手指不容易从印刷电路板的线路层脱离。总而言之，由于中间导体层的存在，本技术的金手指不容易从印刷电路板脱落而影响后续终端电子产品的可靠性。另外，用于离子注入、等离子体沉积或溅射的导电材料粒子通常具有纳米级的尺寸，在注入或沉积过程中分布较为均匀，而且到线路表面的入射角度差别不大。因此，能够确保金手指的金覆层具有良好的均匀度和致密性，不容易出现针孔或裂纹等缺陷。本技术的第六技术方案为一种印刷电路板，包括基材、以及在基材的表面上形成的线路和金手指，金手指电连接至线路并包括根据权利要求1至5中的任何一项的金手指。本技术的第七技术方案为，在上述第六方案中，在金手指与印刷电路板的边缘之间不存在引线。本技术的第八技术方案为，在上述第七方案中，金手指的导电基部电连接至线路或者构成线路的一部分，从基材的表面向外侧突出，并且由中间导体层包覆。在这种印刷电路板中，金手指由于中间导体层的存在而不容易从印刷电路板脱落。而且，由于金手指的中间导体层是通过离子注入、等离子体沉积或者溅射等方法制得的，因而在制造印刷电路板的过程中不需要采用化学沉铜工艺，从而不会发生含钯贵金属残留或者渗镀金等问题，能够方便地制得无引线的印刷电路板。此外，金手指的导电基部的顶面和侧面均由中间导体层完全地包覆，中间导体层又被金覆层覆盖，因而能够充分地发挥金手指的低接触电阻、高抗腐蚀性和可焊接性等优良的物理和化学性能。本技术的第九技术方案为一种用于制造印刷电路板的基板，其包括基材、在基材的表面上形成的线路、以及在基材的表面和线路的表面上均形成的中间导体层，中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层，在电镀形成金手指时用作导电介质且在成品的印刷电路板中被去除，线路的一部分构成金手指的导电基部。本技术的第十技术方案为，在上述第九方案中，离子注入层包括由注入的金属材料和基材或线路的材料组成的掺杂结构，其外表面与基材的表面或线路的表面平齐，而内表面位于基材的表面或线路的表面下方0-500nm的深度处。本技术的第十一技术方案为，在上述第九方案中，等离子体沉积层或溅射沉积层由金属材料组成，并且位于基材的表面或线路的表面上方。本技术的第十二技术方案为，在上述第十或第十一方案中，金属材料包括Ni、Cr、Cu、Al、Ag、Pd以及它们之间的合金中的一种。在这种基板中，中间导体层通过离子注入、等离子体沉积或者溅射等方法而形成于基材的表面和线路的表面上，因而在制造印刷电路板的过程中不再需要采用化学沉铜工艺，不会发生含钯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设置于印刷电路板上的金手指，包括导电基部、金覆层和位于所述导电基部与所述金覆层之间的中间导体层，所述中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层。

【技术特征摘要】
1.一种设置于印刷电路板上的金手指，包括导电基部、金覆层和位于所述导电基部与所述金覆层之间的中间导体层，所述中间导体层包括离子注入层和/或等离子体沉积层和/或溅射沉积层。2.根据权利要求1所述的金手指，其特征在于，所述离子注入层包括由注入的金属材料和所述导电基部的材料组成的掺杂结构，其外表面与所述导电基部的表面平齐，而内表面位于所述导电基部的表面下方0-500nm的深度处。3.根据权利要求1所述的金手指，其特征在于，所述等离子体沉积层或所述溅射沉积层由金属材料组成，并且位于所述导电基部的表面上方。4.根据权利要求2或3所述的金手指，其特征在于，所述金属材料包括Ni、Cr、Ti、Cu、Al、Ag、Pd以及它们之间的合金中的一种。5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的金手指，其特征在于，所述金覆层包括化学沉镍金、镍钯金、电镀软金、电镀硬金中的一种。6.一种印刷电路板，包括基材、以及在所述基材的表面上形成的线路和金手指，所述金手指电连接至所述线路并包括根据权利要求1至5中的任何一项所述的金手指。7.根据权利要求6所述的印刷电路板，其特征在于，在所述金手指与所述印刷电路板的边...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，吴香兰，张金强，王志建，
申请(专利权)人：武汉光谷创元电子有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42