薄鎳-鈀-金鍍層、帶有導線的此鍍層所成封裝結構及其制作方法技術

本發明專利技術提供薄鎳-鈀-金鍍層、帶有導線的此鍍層所成封裝結構及其制作方法，其位于一焊墊上，此薄鎳-鈀-金鍍層包含位于焊墊上的鎳層；位于鎳層上的鈀層；與位于鈀層上的金層，其中鎳層具有較已知鎳層為薄的厚度，例如，小于3.5μm。進一步，此薄鎳-鈀-金鍍層與接合于金層上的導線成為封裝結構。本發明專利技術亦提供此薄鎳-鈀-金鍍層以及此封裝結構的制作方法。本發明專利技術應用較薄的鎳層，可以降低待鍍焊墊間的距離，達到圖案細小化的要求，另外，較薄的鎳層亦使此層的應力下降，進而使整體鎳-鈀-金鍍層的應力下降，達到高溫工藝時應力值相對較低的優勢。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術有關薄鎳-鈀-金鍍層，其中鎳層具有較已知技藝為薄的厚度，因而達到圖案細小化與高溫工藝時應力值相對較低的優勢。此外，本專利技術亦有關此薄鎳-鈀-金鍍層的制法，此鍍層與導線所成封裝結構及此封裝結構的制法。
技術介紹
在晶圓、液晶顯示器基板、陶瓷基板、鋁基板、IC載板與印刷電路板等電子工業零件的封裝工藝上，需于構成電性連接的焊墊表面上形成化鎳金層，以提升導線與焊墊在焊接上的接合性與耐蝕性。但在焊墊上形成鎳層后進行無電解鍍金以形成金層時，鎳與金的取代反應會對鎳層中所析出粒子的粒界部分進行強烈地選擇性攻擊，導致金層下方形成殘 缺部分而產生蝕孔，相對的鎳層將變得脆弱，在焊接時將無法確保充分的焊接接合強度。因此，化鎳鈀金工藝被提出。經由鈀層來避免金對鎳強烈攻擊的現象，可以解決上述問題。但是另一方面，卻使得整體鍍層的厚度增加，限制了圖案的精細程度。因應未來科技蓬勃發展，線路密集、細小化為未來科技的新趨勢。為達到此需求，于傳統表面處理的化學鎳鈀金工藝中，有必要降低化學鎳層的厚度，使整體鍍層的厚度下降，進而降低待鍍焊墊間的距離，達到圖案細小化的要求。再者，由于化學鎳層提供大部分化學鎳鈀金層的應力，所以經由降低鎳層厚度，可使鎳層的應力下降，進而使整體鍍層的應力下降，達到高溫工藝時應力值相對較低的優勢。有鑒于此，本專利技術針對上述已知技術的缺失，提出一種新穎的薄鎳-鈀-金鍍層及其制作方法、薄鎳-鈀-金鍍層與導線所成封裝結構及其制作方法，以有效克服上述的這些問題。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供薄鎳-鈀-金鍍層及其制作方法。本專利技術的鍍層及其制作方法使用較薄的鎳層，達到圖案細小化的要求，并使整體鍍層的應力下降，同時保有導線與焊墊的接合可靠度，故可減低成本。本專利技術的另一目的在于提供上述薄鎳-鈀-金鍍層與導線所成的封裝結構及其制作方法，本專利技術的封裝結構及其制作方法使用較薄的鎳層，能提升導線與焊墊的接合可靠度，并可減低成本。詳言之，本專利技術提供一種薄鎳-鈀-金鍍層，其位于焊墊上，該薄鎳-鈀-金鍍層包括于焊墊上的鎳層，于鎳層上的鈀層，以及于鈀層上的金層，其中該鎳層具有較已知鎳層為薄的厚度，例如，小于3. 5 μ m,較佳為I. O至2. 5 μ m,亦可為O. 65至2. O μ m,或是為2. O至 3. 5 μ m。本專利技術提供一種薄鎳-鈀-金鍍層的制作方法，包括提供焊墊，于焊墊上形成鎳層，于鎳層上形成鈀層，以及于鈀層上形成金層，其中控制該鎳層的厚度使其較已知鎳層厚度為薄，例如，小于3. 5 Ii m,較佳為I. O至2. 5 ii m,亦可為0. 65至2. O y m,或是為2. 0至3.5um0本專利技術中形成鎳層、鈀層與金層的步驟可以利用此
中公知慣用的方法達成，例如，置換型、還原型或者半置換半還原型反應的化學鍍敷方法，且本專利技術不限于前述方法，只要是可以形成鎳層、鈀層與金層目的的任何方法皆可應用。本專利技術亦提供ー種上述薄鎳-鈀-金鍍層與導線所成封裝結構，其包含焊墊；位于焊墊上的鎳層，于鎳層上的鈀層；位于鈀層上的金層；以及于金層上的導線。本專利技術尚提供ー種上述薄鎳-鈀-金鍍層與導線所成封裝結構的制作方法，其包含提供焊墊；于焊墊上形成鎳層，于鎳層上形成鈀層；于鈀層上形成金層；最后，于金層上接合導線。本專利技術中的導線接合可以利用
中公知慣用的方法達成，例如，焊接或是打線接合，且不限于前述方法，只要是可以達成導線接合目的的任何方法皆可應用。 下文中經由具體實施例詳細說明本專利技術，所屬
中具有通常知識者當更容易了解本專利技術的目的、
技術實現思路
、特點及其所達成的功效，但是應了解，本專利技術并不限于這些具體實施例所述細節。于本說明中，除非另有不同表明，否則所有的量，包括用量、百分比、份數、及比例，都理解以〃約〃字修飾，且各數量皆無意為任何有效位數的表示。除非另有不同表明，否則冠詞“一”意圖表示“ー或多”。“包含”與“包括”等詞意圖作概括性表示，而且表示除所列成份、組件外還可有額外的成份、組件。附圖說明圖I是已知鎳-鈀-金鍍層的結構示意圖。圖2是本專利技術薄鎳-鈀-金鍍層的結構示意圖。圖3本專利技術的薄鎳-鈀-金鍍層的較佳制作步驟流程圖。圖4本專利技術的薄鎳-鈀-金鍍層與導線接合的封裝結構示意圖。圖5是焊墊與合金錫球經加熱回焊形成MC化合物的示意圖。圖6是焊接結構中鎳層厚度與回焊次數對移除錫球所需剪應力的作圖。圖7是焊接結構中鎳層厚度與回焊次數對剪應力斷裂面組成的作圖。圖8是焊接結構中鎳層厚度與回焊次數對移除錫球所需拉應力的作圖。圖9是焊接結構中鎳層厚度與回焊次數對拉應力斷裂面組成的作圖。圖10是焊接結構中鎳層厚度與回焊次數對高速移除錫球所需剪應力的作圖。圖11是焊接結構中鎳層厚度與回焊次數對高速剪應カ斷裂面組成的作圖。圖12是打線接合結構中鎳層厚度對拉除金線所需拉應カ的作圖。主要組件符號說明10 :焊墊12 :鎳層14 :鈀層16 :金層30 :封裝結構32 :導線具體實施例方式本專利技術揭示一種薄鎳-鈀-金鍍層及其制作方法。針對欲進行導線封裝工藝的焊墊表面進行表面處理，以在焊墊表面依序形成鎳層、鈀層與金層，其中該鎳層的厚度較已知者為薄，因此達到圖案細小化的要求，并使整體鍍層的應力下降，同時保有導線與焊墊的接合可靠度，故可減低成本。在上述鍍層及制作方法中，較佳地，焊墊為銅所成；鎳層利用還原反應形成，其材質可為純鎳或是鎳磷合金，其厚度為小于3. 5 μ m,較佳為I. O至2. 5 μ m,亦可為O. 65至2. O μ m,或是為2. O至3. 5μηι ;鈕層可以是利用置換反應、或者置換反應與還原反應二階段來形成，或者是使用單一溶液同步進行置換與還原反應所形成，其材質可以是純鈀或者是鈀磷合金；金層為利用置換型、還原型或者半置換半還原型反應形成。參閱圖1，其是已知鎳-鈀-金鍍層的示意圖；圖2則是本專利技術薄鎳-鈀-金鍍層 的示意圖。在圖I與圖2中，鍍層包含有依序于焊墊(10)上形成的鎳層(12)、鈀層(14)以及金層(16)。D表示相鄰焊墊之間的距離，d表示完成的鎳-鈀-金鍍層上金層相鄰表面之間的距離。可以清楚看出，本專利技術因為使用較薄的鎳層，使得相鄰焊墊之間的距離(D)與所成鍍層上金層相鄰表面的距離(d) 二者均可縮短，達到圖案細小化的進步性功效。本專利技術薄鎳-鈀-金鍍層的較佳制作方法如圖3所示，其包括提供焊墊10(步驟SI)，進行還原反應于焊墊10表面形成鎳層12 (步驟S2)，再以置換型或還原型或半置換半還原型反應形成鈀層14(步驟S3)，最后，以置換型或還原型或半置換半還原型反應形成覆蓋于鈀層14上的金層16 (步驟S4)，形成如圖2所示的薄鎳-鈀-金鍍層。根據本專利技術，鎳層12的厚度為小于3. 5 μ m,較佳為I. O至2. 5 μ m,亦可為O. 65至2. O μ m，或是為2. O至3. 5 μ m ;鈀層14的厚度為O. 03 O. 2 μ m,亦可為O. 03 O. 07 μ m，較佳為O. 06 O. 12 μ m，亦佳為O. 09 0·2μπι;金層16的厚度為O. 03 0.2 μ m，亦可為O. 03 O. 07 μ m,較佳為 O. 06 O. 12 μ m,亦佳為 O. 09 O. 2 μ m。根據本專利技術，各步驟S本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種薄鎳?鈀?金鍍層，其位于焊墊上，該薄鎳?鈀?金鍍層包含：鎳層，其位于該焊墊上，且厚度小于3.5μm；鈀層，其位于該鎳層上；以及金層，其位于該鈀層上。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁宇呈，陳翔銓，劉崑正，李英杰，何榮輝，
申請(專利權)人：中國臺灣上村股份有限公司，
類型：發明
國別省市：