CN101853789B - 一种柔性封装载板焊盘金手指制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芯片直接在柔性印制电路载板上(COF)封装的柔性载板的制作方法，特别涉及到柔性载板焊盘金手指的制作方法。该COF封装的柔性载板所用的柔性载板材料为无胶的柔性基材，基材的基底膜使用的是聚酰亚胺材料，其厚度为12-25微米，导体层材料是铜，其厚度为9-36微米。该柔性载板焊盘金手指的制作方法包括低应力的化学镀镍金技术，使用的原料是硫酸镍，还原剂是次磷酸钠，还了降低镍层的应力，同时还添加了降低应力的添加剂。所述低应力添加剂是苯磺酸钠、香豆素、甲醛、乙醛、萘二磺酸钠中的一种或多种，浓度0.01～0.2mol/L。低应力化学镀镍的操作温度80-85℃，pH值为4.8-5.2。

Description

一种柔性封装载板焊盘金手指制作方法

技术领域：

本发明属于印刷电路封装领域，涉及一种芯片直接在柔性印制电路载板上(COF)封装的柔性封装载板的制作方法，特别涉及到柔性载板焊盘金手指(connecting finger)的制作方法。

技术背景：

COF是英文“Chip On Flex”的缩写，即芯片被直接安装在柔性印制电路板(以下也称为柔性印刷电路载板、柔性封装载板、柔性载板或柔性板)上。这种连接方式的集成度较高，外围组件可以与IC一起安装在柔性印制电路板上，这是一种新兴技术。由于电子产品持续朝向轻薄短小的趋势发展，柔性板除原先做为讯号传输的功能外，在技术上也逐渐朝向高密度细线路HDI(高密度互联板)与作为主被动组件的载板等方向发展，应用领域也从PC(个人计算机)相关、消费性电子等产品，转向制程较精密的等离子体电视(PDP)与IC(集成电路)封装产业上。而COF除具备连接面板功能，又可承载主被动组件，使产品更加轻薄化，在手机、平板显示器等产品需求持续带动下，是未来市场的主流技术。

应用于液晶显示器(LCD)模组的COF封装载板，由于载板与LCD的连接方法是将载板的高精细的金手指与LCD玻璃通过ACF(异方性导电胶膜Anisotropic Conductive Film)连接，在装配过程中，有时需要将与LCD玻璃连接的柔性载板沿着LCD玻璃边沿弯曲过来。在载板弯曲过程中，通常会出现载板的金手指产生裂纹的现象，而引起LCD模组失效。引起金手指弯曲裂纹的原因是金手指铜层上的镍层(或镍金层)的应力较大，弯曲时镍层(或镍金层)发生折裂。

金手指上的镍金层的形成方式目前有2种方法：电镀镍金和化学镀镍金。但为了解决金手指弯曲裂纹的问题，一些厂家采用电镀直金的方法，即是在铜层上直接电镀金，而不进行电镀镍层，这样由于没有镍层，金手指弯曲时就不会产生裂纹。但该方法在生产或设计中存在的问题是有时很难引出电镀引线，而难以采用电镀的方式进行，同时由于镍层在铜层和金层间起到屏障的作用，阻止铜和金的互相扩散，保护其焊接的可靠性和良好的导电性，一旦取消镍层，其性能就会受到一定的影响。一些厂家采用化学镀镍金的方法，在化学镀镍时降低镍层的厚度，使其厚度介于1-2微米，由于镍层的厚度越厚，弯曲时越容易产生裂纹，通过降低镍层的厚度来改善其耐弯曲性能。但降低镍层的厚度，焊接时，特别是无铅焊接时，其焊接的可靠性就会受到影响，对产品的使用存在着潜在的风险。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种COF封装柔性载板焊盘金手指的制作方法，解决在装配过程中弯曲而不出现金手指弯折的裂纹问题。

为此，本发明提出一种柔性封装载板焊盘金手指制作方法，包括如下步骤：A、提供柔性载板基材；B、提供导体层，其材料为铜，复合于基材上；C、在导体层电镀镍层；D、在镍层上镀金层；其中，步骤C中电镀镍层的方法是低应力的化学镀镍技术，使用的原料是硫酸镍，还原剂是次磷酸钠，还含有低应力添加剂，所述低应力添加剂是下述物质中选出的一种或多种：苯磺酸钠、香豆素、甲醛、乙醛、萘二磺酸钠。

优选地，还含有络合剂、稳定剂，化学镀镍的操作温度80-85℃，pH值为4.8-5.2，硫酸镍的浓度是0.05-0.2摩尔/升，用于提供化学镀镍的镍原料；次磷酸钠的浓度是0.05-0.5摩尔/升，用作将镍离子还原成镍的还原剂；络合剂浓度0.01～0.5摩尔/升，用于维持镀液沉积速度、稳定镀液的作用；稳定剂浓度为0.01-10mg/l，用于维持镀液稳定的作用；低应力添加剂浓度0.01～0.2摩尔/升，用于降低镀层应力。

优选地，柔性载板的铜导体材料是压延铜或者电解铜，铜层厚度为8-36微米；所述柔性载板基材的材料为无胶的柔性基材，基材的基底膜使用的是聚酰亚胺材料，其厚度为12-25微米。

优选地，其中铜层厚度优选为8-15微米。

优选地，所使用的络合剂是如下物质中的一种或多种：甘氨酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸。

优选地，所述稳定剂是如下物质中的一种或多种：含铅的无机盐、含硫的有机物、KI、碘酸钾。

优选地，金层的厚度是0.03-0.15微米。

本发明由于采用特定的低应力添加剂，形成低应力化学镀镍技术，从而降低了镍层的应力。改善了化学镀镍层韧性，提升镀层，在弯曲的条件下不产生裂纹，提高柔性载板焊盘金手指的抗弯折能力，而且不影响镍镀层原有的性能。

同时，各层的厚度和材料选择进一步确保了应力的降低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例COF封装柔性载板使用的载板基材是无胶的柔性基材，基材的基底膜使用的是聚酰亚胺材料，其厚度为12-25微米。导体层材料是铜，其厚度为8-36微米，最好是8-18微米，铜箔的种类有压延铜和电解铜，考虑到金手指的弯折性能，最好使用压延铜作为导体层，也可以使用高延展性的电解铜。在柔性载板制作过程中，电镀铜工艺对金手指的弯折性能也有一定的影响，需要控制其电镀铜的厚度，对于COF封装载板镀铜层厚度为8-15微米，同时要使用延展性好的镀铜工艺技术。再结合使用低应力化学镀镍技术，改善金手指的耐弯折性能。低应力化学镀镍后，采用常规的化学镀金工艺，镀金厚度为0.03-0.15微米。其它工艺要求与常规的柔性印制电路(FPC)的制作工艺相同。

本发明实施例的低应力化学镀镍技术，使用的原料是硫酸镍，还原剂是次磷酸钠，还含有络合剂、稳定剂等，为了降低镍层的应力，同时还添加了降低应力的添加剂。

硫酸镍的浓度是0.05-0.2摩尔/升，用于提供化学镀镍的镍原料；

次磷酸钠的浓度是0.05-0.5摩尔/升，用作将镍离子还原成镍的还原剂；

络合剂浓度0.01～0.5摩尔/升，用于维持镀液沉积速度、稳定镀液的作用；

稳定剂浓度为0.01-10mg/l，用于维持镀液稳定的作用；

低应力添加剂浓度0.01～0.2摩尔/升，用于降低镀层应力。

低应力化学镀镍所使用的络合剂有甘氨酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸等，上述物质可单独或组合使用，浓度0.01～0.5摩尔/升；

低应力化学镀镍所使用的稳定剂有含铅的无机盐、含硫的有机物、KI、碘酸钾等，上述物质可单独或组合使用，浓度0.01～10mg/升；

低应力化学镀镍所使用的低应力添加剂有苯磺酸钠、香豆素、甲醛、乙醛、萘二磺酸钠等，上述物质可单独或组合使用，浓度0.01～0.2摩尔/升。

化学镀镍的操作温度80-85℃，pH值为4.8-5.2。

具体而言，本实施例COF封装柔性载板使用的载板材料是无胶的柔性基材，基材的基底膜使用的是聚酰亚胺材料，其厚度为12.5微米。导体层材料是压延铜，其厚度为12微米。低应力化学镀镍后，采用常规的化学镀金工艺，镀金厚度为0.03-0.05微米。其它工艺要求与常规的柔性印制电路(FPC)的制作工艺相同。下面的实例是低应力化学镀镍的应用实例，对比例是常规的未添加低应力添加剂的化学镀镍。

实施例1

硫酸镍：25克/升；

次磷酸钠：30克/升；

甘氨酸：5克/升

乳酸：20克/升

Pb²⁺：1mg/L

萘二磺酸钠：2克/升

温度：80℃

pH：4.90

实施例2

硫酸镍：25克/升；

次磷酸钠：30克/升；

甘氨酸：10克/升

丁二酸：10克/升

Pb²⁺：1mg/L

萘二磺酸钠：2克/升

温度：80℃

pH：4.90

实施例3

硫酸镍：25克/升；

次磷酸钠：30克/升；

甘氨酸：5克/升

乳酸：20克/升

Pb²⁺：1mg/L

萘二磺酸钠：2克/升

糖精钠：2克/升

温度：80℃

pH：4.90

对比例1

硫酸镍：25克/升；

次磷酸钠：30克/升；

甘氨酸：5克/升

乳酸：20克/升

Pb²⁺：1mg/L

温度：80℃

pH：4.90

对比例2

硫酸镍：25克/升；

次磷酸钠：30克/升；

甘氨酸：10克/升

丁二酸：10克/升

Pb²⁺：1mg/L

温度：80℃

pH：4.90

实例1、实例2、实例3的低应力化学镀镍的镍层厚度在2.5-3.5微米之间，具有较好的弯折性能，能满足弯折直径为1mm的弯折要求，弯折后不出现弯折裂纹。而对比例1和对比例2的化学镀镍的镍层弯折性能差，弯折时出现严重的裂纹。

上述实施例中所使用的低应力添加剂为萘二磺酸钠，实验证实，也可以采用苯磺酸钠、香豆素、甲醛、乙醛等，或者将这些低应力添加剂配合使用。

Claims (7)

1.一种柔性封装载板焊盘金手指制作方法，包括如下步骤：

A、提供柔性载板基材；

B、提供导体层，其材料为铜，复合于基材上；

C、在导体层金手指部位电镀镍层；

D、在镍层上镀金层；

其中，步骤C中电镀镍层的方法是低应力的化学镀镍技术，使用的原料是硫酸镍，还原剂是次磷酸钠，还含有低应力添加剂，所述低应力添加剂是下述物质中选出的一种或多种：苯磺酸钠、香豆素、甲醛、乙醛、萘二磺酸钠。

2.如权利要求1所述的柔性封装载板焊盘金手指制作方法，其特征是：还包括络合剂、稳定剂；化学镀镍的操作温度80-85℃，pH值为4.8-5.2；

硫酸镍的浓度是0.05-0.2摩尔/升，用于提供化学镀镍的镍原料；

次磷酸钠的浓度是0.05-0.5摩尔/升，用作将镍离子还原成镍的还原剂；

络合剂浓度0.01～0.5摩尔/升，用于维持镀液沉积速度、稳定镀液的作用；

稳定剂浓度为0.01-10mg/l，用于维持镀液稳定的作用；

低应力添加剂浓度0.01～0.2摩尔/升，用于降低镀层应力。

3.根据权利要求1或2所述的柔性封装载板焊盘金手指制作方法，其特征是：柔性载板的铜导体材料是压延铜或者电解铜，铜层厚度为8-36微米；所述柔性载板基材的材料为无胶的柔性基材，基材的基底膜使用的是聚酰亚胺材料，其厚度为12-25微米。

4.根据权利要求3所述的柔性封装载板焊盘金手指制作方法，其特征是：所述铜层厚度优选为8-15微米。

5.根据权利要求2所述的柔性封装载板焊盘金手指制作方法，其特征是：所使用的络合剂是如下物质中的一种或多种：甘氨酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸。

6.根据权利要求2所述的柔性封装载板焊盘金手指制作方法，其特征是：所述稳定剂是如下物质中的一种或多种：含铅的无机盐、含硫的有机物、KI、碘酸钾。

7.根据权利要求1或2所述的柔性封装载板焊盘金手指制作方法，其特征是：金层的厚度是0.03-0.15微米。