上海澹禹實(shí)業(yè)有限公司
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近年來,跟著半導(dǎo)體輸入端子數(shù)量的添加,基板向旁邊面端子的多腿化及信號(hào)線距離微細(xì)化的開展。多腿化的趨勢使QFP(Quad Flat Package)結(jié)構(gòu)盤間的節(jié)距狹小化制作的難度添加,特別是面陣列端子(面端子)化的需求,BGA(Ball Grid Array)結(jié)構(gòu)的超小型化封裝的開發(fā)。超小型化封裝端子的表面處理的外部引出線需求添加合適的化學(xué)鍍金/化學(xué)鍍鎳?;瘜W(xué)鍍金或電鍍金的工藝辦法比較而言,關(guān)于獨(dú)立的電路圖形上表面處理是適用的,鍍層的厚度能夠依據(jù)需求添加,這一點(diǎn)對(duì)錯(cuò)常有利的。
一般銅導(dǎo)體圖形是選用以次鹽作復(fù)原劑化學(xué)鍍鎳,而銅與次氧化反響是沒有催化活化行為的,這就需求選用鈀作為催化劑。該工藝辦法就是將基板浸入稀的鈀溶液,當(dāng)銅導(dǎo)體圖形上浸有催化劑鈀后,就能夠施行化學(xué)鍍鎳的工藝程序??墒?,關(guān)于超高密度配線的基板該工藝辦法是否適用,還要看對(duì)鈀催化劑的挑選,因?yàn)楫?dāng)基板浸入催化溶液時(shí),導(dǎo)體圖形間的樹脂上也會(huì)一起吸附,化學(xué)鍍鎳進(jìn)程中會(huì)堆積在圖形間的樹脂上面,這樣一來就會(huì)發(fā)作質(zhì)量問題。
這就需求處理挑選性分出的技術(shù)問題,銅導(dǎo)體經(jīng)過催化活化,選用復(fù)原劑為DMAB(二甲胺化硼)和稀的化學(xué)鍍鎳溶液,承認(rèn)其挑選性堆積是有用的。經(jīng)過化學(xué)鍍鎳+金的電鍍處理的基板,與電鍍法鍍出的鍍層比較,其焊接強(qiáng)度就比較低。其主要原因是由鎳粒子粒界被腐蝕反常,鎳層中的富磷層構(gòu)成以及錫-鎳-磷合金層的構(gòu)成。現(xiàn)在的問題是對(duì)鎳層中含磷量的含有率操控,使進(jìn)程中不會(huì)發(fā)作部分腐蝕,具有適用性的工藝對(duì)策是有用的。
研討標(biāo)明,化學(xué)鍍鎳層表面形狀即分出形狀,是受催化活化處理的影響而改變,因而也就會(huì)直接影響焊料的焊接強(qiáng)度。所以,提出運(yùn)用鈀催化活化而不挑選鎳的分出程序的有用性。
鍍覆處理工藝條件,首先是對(duì)基板挑選性分出的點(diǎn)評(píng),覆銅箔層壓板上的表面實(shí)驗(yàn)圖形構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)用的PGA(Pin Grid Array)基板(板厚度為0.4mm、導(dǎo)線寬度為100μm、線距離為100μm、導(dǎo)體厚度為9μm)。依據(jù)基板表面狀況,進(jìn)行前處理,在65℃堿液中處理1分鐘,在室溫條件下進(jìn)行酸活化1分鐘。然后選用兩種工藝處理辦法進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。一種工藝辦法,銅導(dǎo)體經(jīng)催化處理后上面附有催化物鈀,再進(jìn)行化學(xué)鍍鎳,這是本來的工藝辦法(工藝進(jìn)程中含有催化活化一步);另一種工藝辦法,所運(yùn)用的鈀催化活化處理液中含有氯化鈀(0.05g/dm2)和少數(shù)絡(luò)合劑,溫度為25℃,處理1分鐘然后施行化學(xué)鍍鎳。此鍍液選用DMAB為復(fù)原劑和稀的化學(xué)鍍鎳溶液,所以鎳堆積在銅導(dǎo)體圖形上構(gòu)成均勻的鎳層。這是靠本身的催化活化效果堆積鎳。此種工藝辦法后來稱之直接化學(xué)鍍鎳。鎳堆積用的鍍液為含有六個(gè)水的硫酸鎳(0.9g/dm2),DMAB(3.0g/dm2)和少數(shù)的添加劑,溫度為45℃、施行1分鐘的處理。在這個(gè)工藝中,化學(xué)鍍鎳層的厚度約5μm。化學(xué)鍍鎳液的組成和操作條件見表1所示?;瘜W(xué)鍍鎳溶液中,運(yùn)用次鈉為復(fù)原劑,用硫酸和調(diào)理鍍液的pH值到5.5。
經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn),將鍍鎳后的基板,用放大鏡來調(diào)查基板上銅導(dǎo)體圖形間樹脂上的分出狀況。
焊料球焊接強(qiáng)度測定,焊料球焊接強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)基板,基板厚為0.6mm在樹脂層上焊盤直徑為0.65mm,節(jié)距為1.27mm?;灞砻婧副P的處理工藝化學(xué)鍍鎳條件與上述2.1規(guī)則的工藝條件相同,然后再在酸系化學(xué)鍍金溶液中鍍金厚度為0.05μm?;瘜W(xué)鍍金溶液化金(1)鉀、檸檬酸鉀和EDTA鋼,pH值6.0、鍍液溫度為85℃工藝條件下,鍍5分鐘。
焊接強(qiáng)度的測定是選用焊料球焊接強(qiáng)度進(jìn)行拉脫強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)和部分焊料球焊接剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)并行進(jìn)行強(qiáng)度測定。焊盤的直徑0.76mm,焊料球成分(Sn63%、Pb37%)RMA(RosinMildActivated),運(yùn)用助熔劑對(duì)焊接處進(jìn)行活化處理以進(jìn)步焊接可靠性,焊料球焊接的工藝條件是預(yù)熱溫度150℃,加熱溫度230℃。爾后,測定設(shè)備用全能型熔合線測驗(yàn)儀5000,焊料球焊接拉伸實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)速度300μm/s、焊料球焊接的剪切實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)速度為200μm/s來測定。
鍍層的表面狀況調(diào)查,調(diào)查基板表面鍍層的形狀,用的是PGA基板和經(jīng)過蒸騰構(gòu)成的0.5μm厚的銅膜的基板。從PGA基板表面所調(diào)查到的呈現(xiàn)出高低不平,細(xì)小的表面形狀和所調(diào)查到的膜片基板表面是不同的。實(shí)驗(yàn)基板與2.1實(shí)驗(yàn)條件選用的是相同的,進(jìn)行化學(xué)鍍鎳,并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行調(diào)查。鍍層的表面狀況選用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子結(jié)構(gòu)顯微鏡(AFM)進(jìn)行調(diào)查。別的,鍍層組成分析選用俄歇電子分光法(AES)。