接线板制造技术

一个接线板包括：一个接线分层部分，所述接线分层部分包括含有聚合物材料的介质层以及导体层，介质层与导体层交替分层以从所述介质层的一个中形成第一主表面；以及分布在所述第一主表面上的多个金属端子焊盘；其中：在每个所述金属端子焊盘所具有的结构中，一个镀铜层分布在所述第一主表面的一边，一个镀金层分布在所述金属端子焊盘的最外表面层中，而具有重量百分比不高于３％的的磷含量的非电解镀镍层被作为一个壁垒金属层分布在所述镀铜层和所述镀金层之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一个接线板。
技术介绍
日本专利公开No.2002-4098、日本专利公开No.330336/1994、日本专利公开No.2003-13248、“对于用均匀液滴喷射法制造的无铅焊球的评价”(日立金属技术评论(Hitachi Metals Technical Review)Vol.18(2002)p.43)以及“高可靠性锡-银无铅焊接合金的发展”(丰田中心研发实验室研发评论(Toyota Central R&D Labs.R&D Review)Vol.35，No.2(2000)，p.39)是本专利技术的背景。在用于连接IC或者LSI这样的芯片的多层接线板中，一种称为有机封装板的接线板具有一个接线分层部分，在所述的接线分层部分中，聚合物材料的介质层和导体层被交替分层。用来实现倒装芯片连接或者母板连接(例如，使用BGA或者PGA)的多个金属端子焊盘分布在形成于接线分层部分的电介质层中一层外的第一主表面上。这些金属端子焊盘通过通孔与分布在接线分层部分中的内导体层相导通。内导体层和通孔一般形成于具有高导电率的铜基金属。每个金属端子焊盘具有一个要被连接到内导体层和通孔的主体部分，该主体部分也是作为一个镀铜层而形成的。焊料将会与每个金属端子焊盘相接触以实现到芯片或者到母板的连接。所以，就要在金属端子焊盘上镀金以提高与焊料的接合力和湿润性。然而，并不能说形成每个金属端子焊盘主体部分的镀铜层具有很高的抗腐蚀性。所以，当表面覆盖有一层氧化层或者类似物质时，镀金层的粘性就有可能减退。此外，发生回流或者类似情况时的热量会导致铜通过从镀铜层到镀金层表面的扩散而涌出，这样镀金层表面就会覆盖一层铜的氧化层。所以，焊料湿润性或焊料接合特性在很大程度上就会受到破坏，这将成为一个问题。此外，焊料中的锡成分会通过镀金层扩散到镀铜层中去，从而就很容易产生脆性的铜-锡-基金属间化合物层。尤其当加上了热应力或者类似情况时，铜-锡-基金属间化合物和镀铜层的基部之间就会发生剥落的问题。尤其在用BGA(球栅格阵列)将板通过一个焊球连接到母板上的金属端子焊盘中，热应力会由于焊盘的大面积而产生影响。所以，前述问题就会发生。所以，下面的焊盘结构是得到广泛应用的。也就是，形成一个镀铜层，然后一个对铜具有良好粘性的镀镍层作为一个壁垒金属层形成在镀铜层上，接着一个镀金层形成在镀镍层上。有两种方法可以形成镀镍层。一种方法是使用电解镀镍，另一种方法是使用非电解镀镍(日本专利公开No.2002-4098)。然而，在使用电解镀镍的制作焊盘的过程中，一个用来连接到焊盘的蠕虫状电镀连接杆必须形成在即将形成焊盘的电介质层表面(焊盘形成表面)上。在该方法中，必须在焊盘之间确保一个让电镀连接杆插入的空间。这样的结果就在于，焊盘阵列的空隙不能小于一个固定值。所以，板的面积就会增加，设计上的限制也会变得严重。另一方面，当使用非电解镀镍时，就不需要这样的连接杆。所以，就不会发生这样的问题。此外，这样的优点在于，即使在一个电介质层上彼此独立的多个焊盘之上，也可以通过浸入镀溶液来很容易的形成一个镀镍层。
技术实现思路
然而，像次磷酸钠这样的磷酸盐在用来给接线板的焊盘镀上金属的非电解镀镍溶液中是作为还原剂来使用的。所以，能获得的镀镍层的磷含量都不可避免的相对较大，其质量百分比(重量百分比)从4％到8％。当镀镍层中含有大量的磷时，由于磷或者类似物质而含有加厚的磷的与镍一起沉淀的镍-基层就会在焊料回流的过程中形成。所以，就需要担心焊料的湿润性会受到阻碍从而导致连接的失败。此外，通过焊料一边的锡和镍之间反应形成的镍-锡合金层会形成在包含加厚磷的镍-基层中，从而与镍-基层相接触。所以，这些层之间还会发生剥落、开裂或者类似的问题。本专利技术的目的在于提供一个接线板，在所述接线板中，能够有效的抑制每个金属端子焊盘的镀铜层和镀金层之间成分扩散的一个壁垒金属层分布在镀铜层和镀金层之间，这样，壁垒金属层与镀铜层或者镀金层之间的扩散或者反应就很少发生，而且，由于焊料缺少湿润性或者在金属端子焊盘中发生像剥落或者开裂这样的缺陷而导致的连接失败的几率会在很大程度上得到减少。根据本专利技术的接线板包括一个接线分层部分，该接线分层部分中所具有的聚合物材料电介质层与导体层交替分层，这就从电介质层的一个中形成了第一主表面，以及分布在形成于接线分层部分的电介质层上的第一主表面上的多个金属焊盘，其中在每个金属焊盘所具有的结构中，一个镀铜层分布在第一主表面一侧，一个镀金层分布在金属端子焊盘的最外表面层部分中，同时在镀铜层和镀金层之间插有一个壁垒金属层。该壁垒金属层能够抑制由于扩散而导致的从镀铜层到镀金层表面的铜的涌出，还能够抑制焊料成分(尤其是在使用诸如铅-锡-基焊料这样的含锡焊料时的锡成分)通过镀金层向镀铜层的扩散。作为根据本专利技术的接线板的第一种配置，具有质量百分比不高于3％的磷含量的非电解镀镍层被作为壁垒金属层而分布在金属端子焊盘中。当用作壁垒金属层的非电解焊镍层的磷质量含量不高于3％时，焊料(尤其是锡-铅-基焊料)对金属端子焊盘的湿润度就会在很大程度上得到提高。这样，像连接失败这样的问题就很难发生。此外，即使在焊料一边的锡和镍之间通过反应形成了镍-锡合金层，诸如剥落和开裂这样的问题也变得难于发生，这样就很容易得到了高强度接合状态。附带的，非电解镀镍层的磷的质量含量最好不高于1％，更希望不要高于探测极限。在这种情况下，一个镍-硼-基非电解镀镍层就可以被用作非电解镀镍层。镍-硼-基非电解镀镍中使用了一个采用氢硼化物作为还原剂的无磷酸基溶液。这样，就可以很大程度上减小镀镍层中的磷含量。附带的，在镍-硼-基非电解镀镍中，氢气会在沉积镍的还原反应中产生。当氢气被带到镀镍层中时，被吸收的氢气就有可能在焊料回流的过程中释放出来，从而在镀镍层和焊料连接部分之间导致气泡或泡状物。在这种情况下，当形成了镍-硼-基非电解镀镍层之后，可以在进行焊料回流过程之前进行烘烤以实现去氢。最好能够在焊料回流温度或者更高的温度进行烘烤。作为根据本专利技术的接线板的第二种配置，一个铂-金属-基非电解镀层被作为壁垒金属层而分布在金属端子焊盘中。尤其在防止从镀铜层到镀金层的铜扩散方面，以及在阻止焊料成分(尤其是锡成分)通过镀金层向镀铜层扩散方面，由铂-金属-基非电解镀层所制成的壁垒金属层有非常出色的效果。这样的结果就在于，焊料(尤其是锡-铅-基焊料)对金属端子焊盘的湿润度得到了提高，从而发生像连接失败这样的问题的几率就得到很大程度的降低。此外，即使在焊料一边的锡和镍之间通过反应形成了镍-锡合金层，诸如剥落和开裂这样的问题也变得难于发生，这样就很容易得到了高强度接合状态。在本专利技术的第一配置中使用镍-硼-基非电解镀镍层的情况下，焊料回流的过程中会发生被吸收的氢被释放出来的问题，从而在镀镍层和焊料连接部分之间产生如上所述的气泡或泡状物。然而，在使用铂-金属-基非电解镀层的情况下，氢不会在镀的过程中产生出来。所以，就无需担心发生这样的问题。此外，铂-金属-基非电解镀层在抗腐蚀方面也非常出色，并且铂-金属-基非电解镀层对镀铜层和镀金层的粘性也得到了提高。铂-金属-基非电解镀层可以用钌、铑、钯、锇、铱以及铂中的任意一个作为它的主要成分(质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个接线板包括：　　　　一个接线分层部分，所述接线分层部分包括含有聚合物材料的电介质层以及导体层，电介质层与导体层交替分层，以从所述电介质层的一个中形成第一主表面；以及　　　　分布在所述第一主表面上的多个金属端子焊盘，　　　　其中：　　　　在每个所述金属端子焊盘所具有的结构中，一个镀铜层分布在所述第一主表面一侧，一个镀金层分布在所述金属端子焊盘的最外表面层中，而具有重量百分比不高于３％的磷含量的非电解镀镍层被作为一个壁垒金属层分布在所述镀铜层和所述镀金层之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村田晴彥，佐藤和久，松浦友纪，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]