CN103227160A - 一种混合的表面镀层及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合的表面镀层及其制造方法。所述混合的表面镀层包括形成在多个电连接件上的多个镀层，其中，所述多个镀层包括两种或两种以上的不同的镀层。根据本发明的混合的表面镀层具有高焊接可靠性。

Description

一种混合的表面镀层及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种混合的表面镀层及其制造方法，具体地说，涉及一种高焊接可靠性的混合的表面镀层及其制造方法。

背景技术

在电子产品的封装和组装过程中，通常需要通过焊料进行连接，常用的芯片焊接方法例如芯片到印刷电路板的倒装焊(flip chip)、BGA封装产品到电路板的SMT等等。

在被焊料所连接的印刷电路板表面上通常形成有一些特定的涂层，例如，铜表面电镀Ni/Au，或者铜表面涂覆有机保护焊膜(OSP)等。这些表面镀层的作用包括防止电路板的铜氧化、提高与焊料结合的可靠性等等。在同一个器件中，用作同一类型互连的所有焊盘通常仅采用一种表面镀层。

然而，采用不同的表面镀层，焊料的焊接可靠性不同。例如，如果采用Ni/Au镀层，则焊接在热循环(Thermal cycle)的环境下的可靠性较好，而跌落(Drop)可靠性较差。如果使用OSP镀层，则相反，跌落可靠性较好，而热循环可靠性较差。因此，现有技术的电子产品难以确保在不同的环境下均具有良好的可靠性。

发明内容

本发明的一方面提供了一种混合的表面镀层，所述混合的表面镀层包括形成在多个电连接件上的多个表面镀层，其中，所述多个表面镀层包括两种或两种以上的不同的表面镀层。其中，所述不同的表面镀层具有不同的性质，其中，所述不同的表面镀层中的一部分表面镀层具有优异的热循环可靠性，所述不同的表面镀层中的另一部分表面镀层具有优异的跌落可靠性。

根据本发明的另一方面，具有优异的热循环可靠性的表面镀层可包括Ni/Au镀层，具有优异的跌落可靠性的表面镀层可包括有机保护焊膜(OSP)镀层。

根据本发明的另一方面，表面镀层可包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd及它们的混合镀层。

根据本发明的另一方面，所述多个电连接件可包括芯片上的焊盘，PCB上的焊盘和/或引线框架的引脚。

根据本发明的另一方面，具有优异的热循环可靠性的表面镀层可分布在芯片的边缘部分。

根据本发明的另一方面，在电子装置的每个角落处可形成至少两个电连接件，所述至少两个电连接件可具有至少一个第一表面镀层和与第一表面镀层不同的至少一个第二表面镀层。

根据本发明的另一方面，电连接件可以是用于同一种互连的不同的焊盘。

本发明的另一方面提供了一种混合的表面镀层的制造方法，该方法包括下述步骤：在Cu层表面的阻焊剂(PSR)中形成多个开口，以暴露Cu层；在形成有开口的PSR上涂覆光刻胶；对光刻胶进行曝光和显影，以暴露PSR中的多个开口中的一部分开口；在暴露的开口中涂覆第一表面镀层；去除剩余的光刻胶，以暴露PSR的多个开口中的另一部分开口；在所述另一部分开口中涂覆与第一表面镀层不同的第二表面镀层。第一表面镀层和第二表面镀层具有不同的性质，其中，第一表面镀层具有优异的热循环可靠性，第二表面镀层具有优异的跌落可靠性。

根据本发明的另一方面，所述方法还可包括重复地执行曝光和显影的步骤，从而可在PSR中的多个开口中形成更多种不同的镀层。

根据本发明的另一方面，第一表面镀层可包括Ni/Au镀层，第二表面镀层可包括OSP镀层。

根据本发明的另一方面，第一表面镀层可分布在芯片的边缘部分。

根据本发明的另一方面，电子装置的每个角落处可形成至少两个电连接件，所述至少两个电连接件可具有至少一个第一表面镀层和至少一个第二表面镀层。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其他目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明第一示例性实施例的混合的表面镀层的示意图；

图2A至图2F是示出根据本发明第一示例性实施例的混合的表面镀层的制造方法的流程图；

图3是示出根据本发明第二示例性实施例的混合的表面镀层的示意图；

图4是示出根据本发明第三示例性实施例的混合的表面镀层的示意图；

图5是示出根据本发明第四示例性实施例的混合的表面镀层的示意图；

图6是示出根据本发明第五示例性实施例的混合的表面镀层的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本领域普通技术人员应当理解，提供这些示例性实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并将把本发明的原理充分地传达给本领域普通技术人员，而不应将本发明解释为局限于示出的示例性实施例。

图1是示出根据本发明第一示例性实施例的混合的表面镀层的示意图。参照图1，根据本发明第一示例性实施例的混合的表面镀层包括形成在多个电连接件上的多个镀层，其中，所述多个镀层包括两种或两种以上的不同的镀层。虽然在图1中示出的电连接件是形成在基板上的多个焊盘，然而本发明不限于此，电连接件可以是各种用于电连接的器件。例如，根据本发明的其它实施例，电连接件可以是引脚等。根据本发明的一个实施例，电连接件可以是用于同一种互连的不同的焊盘。

根据本发明的一个实施例，表面镀层可具有不同的性质，例如，一些表面镀层在热循环的环境下可具有优异的可靠性，另一些表面镀层可具有优异的跌落可靠性。

具有优异的热循环可靠性的表面镀层可包括Ni/Au镀层(即，Ni与Au的层叠结构，下同)，具有优异的跌落可靠性的表面镀层可包括有机保护焊膜(OSP)镀层。然而本发明的实施例不限于此，表面镀层的类型还可包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd以及它们的混合镀层等。

由于各个电连接件具有不同的表面镀层，因此可以确保在不同的环境下均能确保优异的焊接可靠性。例如，由于Ni/Au镀层具有优异的热循环可靠性，并且OSP具有优异的跌落可靠性，因此可在不同的环境下确保焊接的可靠性。

图2A至图2F是示出根据本发明第一示例性实施例的混合的表面镀层的制造方法的流程图。参照图2A至图2F，混合的表面镀层的制造方法可包括下述步骤：在Cu层表面的阻焊剂(PSR)中形成多个开口，以暴露Cu层(图2A)；在形成有开口的PSR上涂覆光刻胶(光致抗蚀剂)(图2B)；对光刻胶进行曝光和显影，以暴露PSR中的多个开口中的一部分开口(图2C)；在暴露的开口中涂覆第一表面镀层(图2D)；去除剩余的光刻胶，以暴露PSR的多个开口中的另一部分开口(图2E)；在所述另一部分开口中涂覆第二表面镀层。

第一表面镀层与第二表面镀层不同，并且第一表面镀层与第二表面镀层具有不同的镀层性质。例如，第一表面镀层可以是具有优异的跌落可靠性的OSP镀层，第二表面镀层可以是具有优异的热循环可靠性的Ni/Au镀层。然而本发明的实施例不限于此，表面镀层的类型还可包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd以及它们的混合镀层等。

虽然图2A至图2F中仅示出了在电连接件上形成两种不同的表面镀层，然而本领域技术人员应当理解，可通过重复执行本发明的上述步骤来形成更多种的表面镀层。

图3示出了根据本发明第二示例性实施例的混合的表面镀层的示意图。参照图3，根据本发明第二示例性实施例的混合的表面镀层包括第一表面镀层和第二表面镀层，其中，第一表面镀层形成在芯片(在图3中由虚线表示)的边缘部分，第二表面镀层形成在装置的其它部分。其中，第一表面镀层与第二表面镀层不同，并且第一表面镀层与第二表面镀层具有不同的镀层性质。具体地说，第一表面镀层可以是具有优异的热循环可靠性的Ni/Au镀层，第二表面镀层可以是具有优异的跌落可靠性的OSP镀层。

由于芯片的边缘是更容易出现热循环失效的位置，因此在芯片的边缘部分形成具有更好的热循环可靠性的Ni/Au镀层，可以更有效地确保装置的可靠性，从而能够延长使用寿命。

图4是示出根据本发明第三示例性实施例的混合的表面镀层的示意图。参照图4，根据本发明第三示例性实施例的混合的表面镀层包括第一表面镀层和第二表面镀层，其中，在装置的每个角落处具有混合的表面镀层。具体地说，在装置的每个角落处形成至少两个电连接件，其中，所述至少两个电连接件具有至少一个第一表面镀层和至少一个第二表面镀层。

第一表面镀层与第二表面镀层不同，并且第一表面镀层与第二表面镀层具有不同的镀层性质。例如，第一表面镀层可以是具有优异的跌落可靠性的OSP镀层，第二表面镀层可以是具有优异的热循环可靠性的Ni/Au镀层。然而本发明的实施例不限于此，表面镀层的类型还可包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd、混合镀层等。

图5是示出根据本发明第四示例性实施例的混合的表面镀层的示意图。参照图5，根据本发明第四示例性实施例的混合的表面镀层形成在引线框架的引脚上，所述混合的表面镀层包括第一表面镀层和第二表面镀层，其中，第一表面镀层与第二表面镀层不同，并且第一表面镀层与第二表面镀层具有不同的镀层性质。例如，第一表面镀层可以是具有优异的跌落可靠性的OSP镀层，第二表面镀层可以是具有优异的热循环可靠性的Ni/Au镀层。然而本发明的实施例不限于此，表面镀层的类型还可包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd、混合镀层等。

图6是示出根据本发明第五示例性实施例的混合的表面镀层的示意图。参照图6，根据本发明第五示例性实施例的混合的表面镀层形成在QFN(四侧无引脚扁平封装)的引脚(焊盘)上，所述混合的表面镀层包括第一表面镀层和第二表面镀层，其中，第一表面镀层与第二表面镀层不同，并且第一表面镀层与第二表面镀层具有不同的表面镀层性质。例如，第一表面镀层可以是具有优异的跌落可靠性的OSP镀层，第二表面镀层可以是具有优异的热循环可靠性的Ni/Au镀层。然而本发明的实施例不限于此，表面镀层的类型还可包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd、混合镀层等。

虽然在示出的实施例中将根据本发明示例性实施例的混合的表面镀层形成在特定的电连接件上(例如焊盘、引脚等)，然而本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以将混合的表面镀层形成在各种电连接件上(例如，芯片上的焊盘，PCB上的焊盘和/或引线框架的引脚等)，而不应当将本发明解释为局限于上面示出的具体示例中。根据本发明的其它示例性实施例，还可在同一个电连接件上形成不同的表面镀层。

虽然在上面的实施例中示出的混合的表面镀层中包括两种不同性质的表面镀层，然而本发明不限于此。根据本发明的其它实施例，混合的表面镀层还可包括更多种不同性质的表面镀层，从而确保电子装置在更多环境下的可靠性。

根据本发明的混合的表面镀层可以使电子装置中的各个电连接件之间具有不同的性能，从而能够实现较好的跌落可靠性以及温度循环可靠性的综合性能。因此，能够提高电子装置在各种环境下的可靠性。

虽然已经参照特定的示例性实施例描述了本发明，然而本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的各种修改和改变，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种混合的表面镀层，所述混合的表面镀层包括形成在多个电连接件上的多个表面镀层，其中，所述多个表面镀层包括两种或两种以上的不同的表面镀层，

其中，所述不同的表面镀层具有不同的性质，其中，所述不同的表面镀层中的一部分表面镀层具有优异的热循环可靠性，所述不同的表面镀层中的另一部分表面镀层具有优异的跌落可靠性。

2.如权利要求1所述的混合的表面镀层，其中，具有优异的热循环可靠性的表面镀层包括Ni/Au镀层，具有优异的跌落可靠性的表面镀层包括有机保护焊膜镀层。

3.如权利要求1所述的混合的表面镀层，其中，所述多个表面镀层包括Ni/Pd/Au、Ag、Ni/Ag、Ni/Pd/Ag、Sn、Cu、Pd及它们的混合镀层。

4.如权利要求1所述的混合的表面镀层，其中，具有优异的热循环可靠性的表面镀层分布在芯片的边缘部分。

5.如权利要求1所述的混合的表面镀层，其中，在电子装置的每个角落处形成至少两个电连接件，所述至少两个电连接件具有至少一个第一表面镀层和与第一表面镀层不同的至少一个第二表面镀层。

6.一种混合的表面镀层的制造方法，该方法包括下述步骤：

在Cu层表面的阻焊剂中形成多个开口，以暴露Cu层；

在形成有开口的阻焊剂上涂覆光刻胶；

对光刻胶进行曝光和显影，以暴露阻焊剂中的多个开口中的一部分开口；

在暴露的开口中涂覆第一表面镀层；

去除剩余的光刻胶，以暴露阻焊剂的多个开口中的另一部分开口；

在所述另一部分开口中涂覆与第一表面镀层不同的第二表面镀层，

其中，第一表面镀层和第二表面镀层具有不同的性质，其中，第一表面镀层具有优异的热循环可靠性，第二表面镀层具有优异的跌落可靠性。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括重复地执行曝光和显影的步骤，从而在阻焊剂中的多个开口中形成更多种不同的表面镀层。

8.如权利要求6所述的方法，其中，第一表面镀层包括Ni/Au镀层，第二表面镀层包括有机保护焊膜镀层。

9.如权利要求6所述的方法，其中，第一表面镀层分布在芯片的边缘部分。

10.如权利要求6所述的方法，其中，电子装置的每个角落处形成至少两个电连接件，所述至少两个电连接件具有至少一个第一表面镀层和至少一个第二表面镀层。

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