CN1535103A

CN1535103A - 接线板

Info

Publication number: CN1535103A
Application number: CNA2004100300835A
Authority: CN
Inventors: 村田晴�; 村田晴彥; 久; 佐藤和久; 纪; 松浦友纪
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: TWI263704B; US7067918B2; CN100405881C; TW200422438A; US20040227239A1

Abstract

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。

Description

接线板

技术领域

本发明涉及一个接线板。

背景技术

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)是本发明的背景。

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。

发明内容

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。

本发明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。

根据本发明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。

作为根据本发明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。

作为根据本发明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。在本发明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(质量含量最高的成分)。特别的，非电解镀钯层制成的壁垒金属层相对便宜、容易形成且性能优越。所以，本发明优选非电解镀铱层或者非电解镀钯层。虽然非电解镀铱层、非电解镀铂层、非电解镀铑层或非电解镀钌层制成的壁垒金属层与非电解镀钯层制成的壁垒金属层相比有些昂贵，它们抗腐蚀的能力更强，并且有些情况下能提高对镀铜层和镀镍层的粘性。此外，对铜而言，考虑非电解镀铂层、非电解镀铑层和非电解镀钌层的扩散因子比非电解镀钯层的要小，因此有些情况下在阻碍镀铜层到镀金层表面的铜扩散方面性能更好。

作为根据本发明接线板的第三配置，与镀铜层相接触的镍-磷-基非电解镀镍层以及用来阻挡或者抑制从镍-磷-基非电解镀镍层到镀金层的磷扩散的一个磷-壁垒非电解金属镀层被作为壁垒金属层而分布在金属端子焊盘中。磷-壁垒非电解金属镀层分布在镍-磷-基非电解镀镍层和镀金层之间。通过这样的配置，由于使用了已经得到确认的镍-磷-基非电解镀镍层，所以就完全可以确保对从镀铜层到镀金层表面的铜扩散的阻挡，以及对通过镀金层向镀铜层发生的焊料成分(尤其是锡成分)的扩散。此外，由于磷-壁垒非电解金属镀层分布在镍-磷-基非电解镀镍层和镀金层之间以阻挡或抑制从镍-磷-基非电解镀镍层到镀金层的磷扩散，所以就可以通过磷-壁垒非电解金属镀层从镀金层中隔离出一个磷-加厚层。这样，焊料(尤其是锡-铅-基焊料)对金属端子焊盘的湿润性就可以在很大程度上得到提高，从而发生像连接失败这样的问题的几率就得到降低。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。

磷-壁垒非电解金属镀层可以是由镍-硼-基非电解镀镍层所制成的。由于都是镀镍层，所以镍-硼-基非电解镀镍层与镍-磷-基非电解镀镍层之间有很好的粘性。

可替换的，磷-壁垒非电解金属镀层可以是由铂-金属-基非电解镀层制成的。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。此外，氢也不会在镀化反应中产生出来。所以，就无需担心产生氢的问题。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、铱以及铂作为它的主要成分(质量含量最高的成分)。特别的，本发明优选非电解镀铱层或者非电解镀钯层。

作为根据本发明接线板的第四配置，与镀铜层相接触的镍-硼-基非电解镀镍层以及薄于镍-硼-基非电解镀镍层的镍-磷-基非电解金属镀层被作为壁垒金属层而分布在金属端子焊盘中。镍-磷-基非电解金属镀层分布在镍-硼-基非电解镀镍层以及镀金层之间。由于使用了镍-硼-基非电解镀镍层，所以焊料(尤其是锡-铅-基焊料)对金属端子焊盘的湿润性就像本发明第一配置一样得到了很大程度的提高。所以，像连接失败这样的问题就难于发生。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。此外，镍-磷-基非电解金属镀层处于镍-硼-基非电解镀镍层和镀金层之间。这样，即使在焊料回流的过程中释放出由镍-硼-基非电解镀镍层吸收的氢，由于不会释放氢的镍-磷-基非电解金属镀层处于镍-硼-基非电解镀镍层和镀金层之间，所以就无需担心气泡或者类似的物体会留在与焊料连接部分的界面上。此外，由于镍-磷-基非电解金属镀层比镍-硼-基非电解镀镍层要薄，所以磷-加厚层的形成程度就很低，从而就降低了焊料湿润性、粘性或类似特性失败的可能性。按照这样的观点，镍-磷-基非电解金属镀层的厚度最好能调节到不厚于2微米，更希望不厚于1微米(例如，下限可以设为不低于0.5微米，以使得上述效果变得明显)。

附带的，将要通过一个焊球而连接到母板一侧端子焊盘上的每个金属端子焊盘(例如，一个BGA金属端子焊盘)具有较大的焊盘面积，这样就很容易对它加上热应力。从而，本发明的效果就尤其明显。

当镀镍层是直接与镀金层相接触的情况下，镀金层最好是非电解还原镀金层。从本发明者细致的研究来看，已经可以证明，当对镀镍层采用背景技术中的置换镀金时，置换镀金层和镀镍层之间就会形成一个非常薄的氧化薄膜。可以认为，在背景技术的配置中，氧化薄膜和焊料之间的粘性是很低的，从而在与焊料的界面处就容易发生剥落。

非电解置换镀金使用硼氢化钾或者二甲胺硼烷作为还原剂，而要被沉积的金属至少是在反应开始时通过与被镀金属一侧的基金属的置换反应来沉积的。为了将置换反应进行下去，作为基金属的镍必须被洗提到镀溶液中。这一洗提是由镀溶液与没有被沉积金属覆盖的基金属的暴露部分相接触而导致的。在这样的情况下，基金属的表面会由于基金属与水基镀溶液的接触而形成一层氧化薄膜。另一方面，沉积在基金属周围的沉积金属也会涨到氧化薄膜上。这样，氧化薄膜就会留在所形成的镀层与基金属的界面中。然而，如果按本发明采用非电解还原金基镀的方法，那么氧化薄膜就很难在镀金过程中留在与镀镍层的界面中。所以，同样是在与焊料连接之后，焊料与镀镍层之间的粘性就会增大，从而很好的抑制在与焊料的界面中的剥落。

接着，在近几年中，考虑到对环境的保护问题，所述的不含铅的无铅焊料(或者，即使含铅，铅的质量最多为3％)已经开始取代传统的锡-铅共晶焊料。与传统的共晶焊料一样，大多数无铅焊料都采用锡作为它的主要成分，但是采用银、铜、锌、铋以及类似的元素来代替共晶焊料中的铅来作为辅助成分。采用这些元素作为辅助成分的折衷焊料仍然包含了少量的铅，这样的折衷焊料也正在被使用。无铅焊料与锡-铅共晶焊料相比缺乏延展性。所以，焊料连接部分的界面剥落就容易发生。

通常使用的锡-铅共晶焊料具有锡-质量比38％铅共晶组分，它的熔点是183℃。当合金的组分移向富铅一边或者富锡一边时，合金的熔点(液化点)就会增加。简单金属锡对应了所有铅都被去掉的共晶焊料，它的熔点是232℃，这比共晶焊料的熔点高了近50℃。所以，很难用简单金属锡来作为替代的焊料。

所以，对无铅焊料来说，必须找到除了铅以外的共晶组分以与锡一起作为基成分。成为除了铅以外的每个共晶组分的要求如下。(1)降低熔点的效果越大越好(2)成分便宜，或者即使在贵的情况下，要加入的量可以减少，(3)成分具有很好的可焊性和湿润性以及(4)成分在抗腐蚀方面很出色。然而，能够平衡的满足这些要求的附加成分的种类比预想的要有限。只有锌、铋、银以及铜等元素满足这样的要求。锡-锌-基合金的共晶点在锌质量含量15％附近，在这样的组成情况下它的熔点能降到195℃。然而，锌的抗腐蚀性不好。所以，加入的锌的质量含量最好控制在7-10％。在一个组成相似的二元合金中，熔点仅仅被降到了215℃。所以，即使通过添加质量含量1-5％的铋来调节熔点，最后仍然很难达到低于200℃的熔点。此外，由于铋是一种很贵的材料且是一种战略材料，要获得稳定的来源也是很困难的。

另一方面，银或者铜本身都具有比锡高得多的熔点，但银和铜都具有在富锡一边的共晶点。也就是，锡-银-基合金的共晶点在银质量含量为5％附近，锡-铜-基合金的共晶点在铜质量含量2％附近。此外，银-铜-基合金也是共晶的，且在使用锡-银-铜三元共晶合金的情况下熔点会进一步降低。然而，锡-银-基合金与锡-铜-基都具有大约220℃的二元共晶温度，所以即使使用三元共晶合金，熔点也不能降到200℃或更低。附带的，在使用锡-银-基合金的情况下，为了降低熔点，银相对于锡的质量含量最好不低于3％且不高于6％。类似的，在使用锡-铜-基合金的情况下，铜相对于锡的质量含量不低于1％且不高于3％。此外，在使用锡-银-铜合金的情况下，银和铜的总质量含量不低于3％且不高于6％，且铜相对于银和铜总和的质量比不低于0.1且不高于0.5。

从上述讨论可以清楚看到，当通过从锡-铅共晶焊料中大幅减少铅含量来形成锡合金，并用之形成焊球时，该焊球就不可避免的变成熔点高于200℃(上限为仅用锡的情况下的232℃)的高温焊球。例如，即使在无铅焊料中含有多种组分，其中这些组分按照“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(ToyotaCentral R&D Labs.R&D Review)Vol.35，No.2(2000)，p.39中)的表1所列，它们的熔点(液化温度)Ts也都是200℃或更高。从环保的角度来看，用来形成高温焊球的锡合金所具有的铅质量含量最好不高于5％(更希望不高于1％，如果可能的话最希望等于0％，这是除了一个不可避免的杂质水平而言的)。

在这种情况下，通过提高焊料接合温度，就可以很容易形成由锡和镍所组成的化合物。从焊料接合强度的角度来看这是不利的。然而，根据本发明，至少并不需要考虑由于形成富磷层而导致的接合强度的减小。所以，就扩大了由于形成化合物而导致的强度减小的容限，从而就获得了高可靠的焊料接合结构。在高温焊球直接接合到金属端子焊盘的情况下，这一效果尤其明显。

附图说明

图1

这是一个表示了根据本发明的接线板的每个实施例的平面图。

图2

这是同一实施例的后视图。

图3

这是一个表示了根据本发明的接线板断面结构例子的图。

图4

这是一个表示使用了BGA焊盘的连接结构的示意图。

图5

本图表示了本发明第一实施例中金属端子焊盘主体部分的示意截面图。

图6

本图表示了本发明第二实施例中金属端子焊盘主体部分的示意截面图。

图7

本图表示了本发明第三实施例中金属端子焊盘主体部分的示意截面图。

图8

本图表示了本发明第三实施例中金属端子焊盘的另一个例子的主体部分的示意截面图。

图9

本图表示了本发明第四实施例中金属端子焊盘主体部分的示意截面图。

图10

这是一个表示了用来直接接合焊球的过程的解释性图。

图11

该解释性图表示了使用与置换镀金相比较的还原镀金来形成镀金层的过程。

图12

本图解释了还原镀金的估计效果产生机制。

图13

本图解释了镍-锡化合物层对与焊料接合强度的影响。

附图标记的描述

1接线板

6电介质层

7内导体层

8，18阻焊层

L1，L2接线分层部分

CP第一主表面

10，17金属端子焊盘

34通孔

52镀铜层

53镀镍层

21，22，121壁垒金属层

54镀金层

具体实施方式

下面将通过参考附图来描述本发明的实施例。

图3示意性的表示了根据本发明每个实施例的接线板1的断面结构。在接线板1中，按一定图样组成接线金属层的芯导体层M1和M11形成在片状芯2的相反的表面上，所述片状芯是分别由热阻树脂片(例如bismaleimide三嗪系树脂片)、纤维加强树脂片(例如玻璃纤维加强环氧树脂片)或者类似的材料构成的。每个芯导体层M1、M11都是作为表面导体图样而形成的，这些导体图样覆盖着片状芯2的表面的主要部分，所述芯导体层被用作电源层或者接地层。另一方面，在片状芯2上还形成有通过钻孔或者类似的方式所制作的通孔12，在通孔12的内壁表面上形成有用来实现芯导体层M1和M11之间导电的通孔导体30。此外，通孔12种还被填入了用诸如环氧树脂这样的树脂制成的填孔材料31。

此外，采用光敏树脂合成物6制成的第一通路层(堆积层；电介质层)V1和V11分别形成在芯导体层M1和M11上。此外，都具有金属连线7的第一导体层M2和M12通过镀铜的方式分别形成在第一通路层V1和V11的表面上。附带的，层间连接是通过通路34在芯导体层M1和M11与第一导体层M2和M12之间建立起来的。采用同样的方式，采用光敏树脂合成物6制成的第二通路层(堆积层；电介质层)V2和V12分别形成在第一导体层M2和M12上。分别具有末端子焊盘8和18的第二导体层M3和M13分别形成在第二通路层V2和V12的表面上。层间连接是通过通路34在第一导体层M2和M12与第二导体层M3和M13之间建立起来的。每个通路34都包括一个通路孔34h、一个位于通路孔34h内部周边表面的通路导体34s、一个与底部通路导体34s之间存在电连接的通路焊盘34p以及一个通路盘(land)34l，该通路盘在通路焊盘34p相对的一边从通路孔34h的开口的边缘延伸出来。

在片状芯2的第一主表面MP1中，芯导体层M1、第一通路层V1、第一导体层M2以及第二通路层V2形成了第一接线分层部分L1。另一方面，在片状芯2的第二主表面MP2中，芯导体层M11、第一通路层V11、第一导体层M12以及第二通路层V12形成了第二接线分层部分L2。在每一个接线分层部分中，电介质层和导体层的分层是交替的，这样就会在一个介质层中形成出第一主表面CP。在每个第一主表面CP中形成有多个金属端子焊盘10或17。在第一接线分层部分L1上的每个金属端子焊盘10形成了一个用来与集成电路或者类似电路进行倒装焊的焊接盘。另一方面，在第二接线分层部分L2上的每个金属端子焊盘17被用作一个背部盘(焊盘)，所述背部盘是用来通过一个插脚栅格阵列(PGA)或者一个球栅格阵列(BGA)将接线板自身与母板或者类似的电路板相连接的。在图4所表示的例子中，金属端子焊盘17是作为BGA焊盘而形成的。在图4中，金属端子焊盘17通过焊接连接层42(例如，用带有共晶成分的铅锡合金所形成的)以及一个焊接球(例如，从具有亚共晶成分的铅锡合金或上述的无铅焊料所组成的高温焊料来形成)140连接到母板MB一边的端子焊盘41上。

如图1所示，焊接盘10在接线板1第一主表面的大致中心的部分被安排成栅格状，这样就和分别形成在焊接盘10上的焊接突出11(图3)一起形成了芯片装配部分40。此外，如图2所示，第二导体层M13中的背部盘17也被安排成了栅格状。这样，就分别在第二导体层M3和M13上形成了都是由光敏树脂成分组成的阻焊层8和18(SR1和SR11)。开口部分的形成与盘是一对一的，这样就可以露出焊接盘10或者背部盘17。

例如，通路层V1、V11、V2和V12以及阻焊层8和18是按下述过程制造的。也就是说，从光敏树脂成分中形成的光敏粘性薄膜被分成薄层，然后，具有对应通路孔34h的图案的透明掩膜(例如一个玻璃掩膜)被放置在光敏粘性薄膜上并曝光。除了通路孔34h以外的薄膜部分被曝光所处理，而通路孔34h部分则成为未经处理的部分。当未处理的部分溶解在溶液中并被去掉后，通路孔34就会很容易按照需要的图样而形成(所述的光通路工艺)。

图5表示了根据本发明第一实施例的接线板中焊盘10或者背部盘17的特例(这以后，两者都将被称为“金属端子焊盘10、17”；采用统一的描述是因为它们的镀层具有一个并且是相同的分层结构)。在图5中，一个镀铜层52、一个具有不高于质量比3％的磷含量且被用作壁垒金属层的非电解镀镍层121(厚度最好不小于2微米，不大于7微米)，以及一个镀金层54(通过非电解镀金形成，厚度最好不小于0.03微米且不大于0.1微米)从每个接线分层部分L1、L2的第一主表面CP一边开始按该顺序分层。

非电解镀镍层121是作为一个镍-硼-基的非电解镀镍层而形成的。这一工艺使用了具有被混合了以作为沉积金属源的硫酸镍以及作为还原剂的氢硼化物(例如NaBH₄)的溶液。在镍-硼-基的非电解镀镍层121形成后，就可以进行用来去氢的烘烤，烘烤的温度例如是焊料返流温度或稍高(最高大约+50℃)。

附带的，每个接线分层部分L1、L2的第一主表面CP都被阻焊层8、18所覆盖，阻焊层8、18的开口的内周边的位置向金属端子焊盘10、17的主表面外周边的内部突出。这样，在金属端子焊盘10、17中，镀铜层52的外围部分52p就直接与阻焊层8、18相接触，外围部分52p被施以表面粗糙化处理。此外，在金属端子焊盘10、17的非电解镀镍层121中，仅仅是阻焊层8、18的开口的内部区域才被覆以镀金层54。

图6表示了根据本发明第二实施例的接线板中的金属端子焊盘10、17，其中壁垒金属层是由铂-金属-基非电解镀层21所组成的(其它结构与图5中的类似)。铂-金属-基非电解镀层21是一个一个非电解镀钯层(或者，可以使用一个非电解镀铱层、一个非电解镀铂层、一个非电解镀铑层、或一个非电解镀钌层)，其厚度最好处于0.05-1微米之间(例如0.1微米)。例如，所使用的溶液具有作为沉积金属源而混合的钯(或者可以使用铱、铂、铑、钌)的氯化物以及作为还原剂而被加入的次磷酸钠或者联氨。

图7表示了根据本发明第三实施例的接线板中的金属端子焊盘10、17，其中壁垒金属层是由与镀铜层52相接触的镍-磷-基非电解镀镍层22(厚度最好不小于2微米且不大于7微米)，以及分布在镍-磷-基非电解镀镍层22与镀金层54之间且被用作磷-壁垒非电解金属镀层的一个镍-硼-基非电解镀镍层121(厚度最好不小于0.05微米且不大于2微米，例如厚度为1微米)所组成的(其它结构与图5中的类似)。镍-硼-基非电解镀镍层121阻挡了或者说抑制了从镍-磷-基非电解镀镍层22到镀金层54的磷扩散。此外，图8所表示的结构中，图7中作为磷-壁垒非电解金属镀层的镍-硼-基非电解镀镍层121被铂-金属-基非电解镀层21(非电解镀铱层或非电解镀钯层)所替代。

图9表示了根据本发明第四实施例的接线板中的金属端子焊盘10、17，其中壁垒金属层是由与镀铜层52相接触的镍-硼-基非电解镀镍层121(厚度最好不小于2微米且不大于7微米)，以及分布在镍-硼-基非电解镀镍层121与镀金层54之间且厚度小于镍-硼-基非电解镀镍层121的一个镍-磷-基非电解镀镍层22(厚度最好不小于0.05微米且不大于2微米，例如厚度为1微米)所组成的(其它结构与图5中的类似)。由于镍-硼-基非电解镀镍层121和镀金层54之间有镍-磷-基非电解镀金属薄层22的存在，即使镍-硼-基非电解镀镍层121中所吸收的氢在焊料回流的过程中被放出，镍-磷-基非电解金属镀层22也会阻挡住氢。这样，就无需担心气泡或者类似的物体会留在焊接区域的界面处。此外，由于镍-磷-基非电解镀层22很薄，所以形成磷-加厚层的程度就很低，这样就减小了对焊料湿润性、粘性或类似性能失败的担心。

附带的，在上述的每个实施例中，焊球140可以像图10中那样直接连接在金属端子焊盘17上。在该情况下，焊球140’可以如步骤3所示装配在焊盘17上，在那种状态下，焊球140可以被至少加热到组成球的焊料的熔点，接着被熔化并如步骤4所示连接到焊盘17上。

此外，用亚共晶合金制成的焊球可以被用锡合金制成的具有不低于200℃的熔点(液线温度)的高温焊球所代替，所述锡合金例如锡-银-铜合金(例如，锡-3％的质量百分比银-0.5％的质量百分比铜)，锡-铜合金(例如，锡-2％质量百分比铜)，锡-银-铅合金，锡-锌合金(例如，锡-10％质量百分比锌)或者锡-锌-铋合金(例如，锡-8％质量百分比锌-3％质量百分比铋)。

当焊球140接合上以后，原先形成在焊盘17中的最外层表面部分就会融化且被吸收到焊料中，这样作为基的镀镍层53就与焊球140相接触了。当图10中所示的镀镍层53(121，22)与图5、7或者9中所示的镀金层54相接触时，镀金层54就可以作为一个非电解还原镀金层来形成。这样，焊球140和镀镍层53之间的粘滞力就会在很大程度上被增强。非电解还原类型的镀金是一种自动催化类型的非电解镀金，它不依赖于与基镍金属之间的置换反应。作为用于镀金溶液中金源的水溶性金盐包括诸如二氰基金酸钠(I)或者二氰基金酸铵(I)的二氰基金酸盐(I)；诸如四氰基金酸钾(III)、四氰基金酸钠(III)或四氰基金酸铵(III)的四氰基金酸盐(III)；金(I)的氰化物或者金(III)的氰化物；二氯金酸盐(I)；四氯金酸(III)酸或者诸如四氯金酸钠(III)的四氯金酸盐(III)；诸如亚硫酸氨基金、亚硫酸钾金或者亚硫酸钠金的亚硫酸金；氧化金、氢氧化金、以及它们的碱金属盐；等等。然而，金金属的源不仅限于这些水溶性的金盐。优选的水溶性金盐是二氰基金酸钾(I)、四氰基金酸钾(III)、四氰基金酸钠(III)、亚硫酸氨基金、亚硫酸钾金或者亚硫酸钠金。可以只使用一种水溶性金盐，或者也可以把两种或者更多的水溶性金盐混合在一起。所包含的这些水溶性金盐的合适金离子浓度为0.1-10g/L，最好为1-5g/L。当浓度低于0.1g/L时，镀金反应很慢或者很难发生。相反，如果混入大量的金盐以至于浓度超过10g/L，那么就不会观察到与浓度成正比的明显的提高效果。此外，这样的混合是不经济的。

此外，复合剂稳定的保持了镀溶液中的金离子，但它基本上不会让镍溶解到镀溶液中。该复合剂的例子包括熟知的螯合剂，例如日本专利公开的No.330336/1994中的乙二胺四乙酸、亚硝酸金，以及有机磷酸或膦酸酯，其中日本专利公开的No.2003-13248中的分子具有多个磷酸组或它们的盐。例如，使用复合剂的适当范围是0.005mol/L到0.5mol/L，最好处于范围0.02mol/L到0.2mol/L。特别的，所包含的复合剂最好能够与镀溶液中所含的金离子等摩尔或者超过它。此外，为了抑制氧化薄膜的形成，在镀金溶液中加入日本专利公开No.2003-13248中聚乙烯亚胺也是有效的。

下面表示的是溶液成分的一个特例：

氰基亚金酸钾：2g/L(按金离子算)

乙二胺四亚甲基磷酸：0.15mol/L

聚乙烯亚胺(分子重量2,000)：5g/L

pH：7.0

下面将要描述的原因是用来解释为什么焊球140与焊盘17之间的粘合力可以通过使用还原类型的非电解镀金层作为镀金层来得到提高。

在图11中，当一层镀金层作为背景技术中的置换型镀金层54’而形成在镀镍层53上时，镀溶液会接触到没有覆盖有沉积金的镍基的暴露部分，然后镍就会溶解到溶液中，这样镀溶液中的金与镀镍层53之间的镍的置换反应就会进行下去。在这样的情况下，如图11左下方所示，一个氧化薄膜56就通过与水基镀溶液的接触形成在镀镍层53的表面上。另一方面，沉积在镀镍层53周围的金也会逐渐涨到氧化薄膜56上。这样，氧化薄膜56就会处于后面，同时也处于所形成的镀金层54’与镀镍层的界面上。

当焊球140与这样形成的焊盘17接合上时，镀金层54’会熔入熔化的焊球140，这样镀镍层53就会如图13所示与焊料140发生接触。镀镍层53中的镍成分会穿过很薄的氧化薄膜56然后扩散到焊料中。这样，镍成分就会与焊料140中的锡成分发生反应，从而形成一个带有一些脆性的镍-锡复合层140c，该层与形成在镀金层54’下的氧化薄膜56相接触。氧化薄膜56与镍-锡复合层140c之间的粘滞强度很低，这使得与焊料140之间的接合强度会被降低。

然而，如图12所示，使用由还原型非电解镀金层形成的镀金层54抑制了氧化薄膜的形成，所以镀镍层53与焊球140之间的接合强度就得到了提高。

本申请基于提交于2003年3月18日的日本专利申请JP2003-73767，它的所有内容都像详细描述的那样在这里作为参考。

Claims

1.一个接线板包括：

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。

2.一个接线板包括：

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，一个含铜的层分布在所述第一主表面一侧，一个含金的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％的磷含量的含镍的层被作为一个壁垒金属层分布在所述含铜的层和所述含金的层之间。

3.权利要求1中接线板，其中所述非电解镀镍层是一个镍-硼-基非电解镀镍层。

4.权利要求1中接线板，其中所述非电解镀镍层与所述镀金层直接接触，所述镀金层是由非电解还原镀金层组成的。

5.权利要求1中接线板，其中所述非电解镀镍层所具有的厚度范围是2到7微米，镀金层具有的厚度范围是0.03到0.1微米。

6.一个接线板包括：

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，而一个铂-金属-基非电解镀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。

7.一个接线板包括：

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，一个含铜的层分布在所述第一主表面一侧，一个含金的层分布在所述金属端子焊盘的最外表面层中，而一个含铂-金属的层被作为一个壁垒金属层分布在所述含铜的层和所述含金的层之间。

8.根据权利要求6所述的接线板，其中所述铂-金属-基非电解镀层是一个非电解镀钯层。

9.根据权利要求6所述的接线板，其中所述铂-金属-基非电解镀层是一个非电解镀铱层、一个非电解镀铂层、一个非电解镀铑层或一个非电解镀钌层。

10.根据权利要求6所述的接线板，其中所述铂-金属-基非电解镀层具有的厚度为0.05-1微米。

11.一个接线板包括：

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，而一个与所述镀铜层相接触的镍-磷-基非电解镀镍层以及用来阻挡或者抑制来自所述镍-磷-基非电解镀镍层向所述镀金层的磷扩散的磷-壁垒非电解金属镀层被作为壁垒金属层分布在所述镀铜层和所述镀金层之间，所述磷-壁垒非电解金属镀层分布在所述镍-磷-基非电解镀镍层和所述镀金层之间。

12.一个接线板包括：

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，一个含铜的层分布在所述第一主表面一侧，一个含金的层分布在所述金属端子焊盘的最外表面层中，而一个与所述含铜的层相接触的含镍和磷的层以及一个含镍和硼的层作为壁垒金属层分布在所述含铜的层和所述含金的层之间，所述含镍和硼的层分布在所述含镍和磷的层与所述含金的层之间。

13.权利要求11中接线板，其中所述磷-壁垒非电解金属镀层是一个镍-硼-基非电解镀镍层。

14.权利要求11中接线板，其中所述磷-壁垒非电解金属镀层是一个铂-金属-基非电解镀层。

15.权利要求11中接线板，其中所述镀金层是由非电解还原镀金层组成的。

16.权利要求11中接线板，其中所述镍-磷-基非电解镀镍层的厚度范围是2到7微米，所述磷-壁垒非电解金属镀层的厚度范围是0.05到2微米。

17.一个接线板包括：

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，而一个与所述镀铜层相接触的镍-硼-基非电解镀镍层以及比所述镍-硼-基非电解镀镍层要薄的镍-磷-基非电解金属镀层被作为壁垒金属层分布在所述镀铜层和所述镀金层之间，所述镍-磷-基非电解金属镀层分布在所述镍-硼-基非电解镀镍层和所述镀金层之间。

18.一个接线板包括：

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，一个含铜的层分布在所述第一主表面一侧，一个含金的层分布在所述金属端子焊盘的最外表面层中，而一个与所述含铜的层相接触的含镍和硼的层以及一个比所述含镍和硼的层要薄的含镍和磷的层被作为壁垒金属层分布在所述含铜的层和所述含金的层之间，所述含镍和磷的层分布在所述含镍和硼的层和所述含金的层之间。

19.权利要求17中的接线板，其中所述镍-磷-基非电解金属镀层不厚于2微米。

20.权利要求17中的接线板，其中所述镀金层是由非电解还原镀金层组成的。

21.权利要求17中的接线板，其中所述镍-硼-基非电解镀镍层的厚度范围是2到7微米，所述镍-磷-基非电解金属镀层的厚度是0.05到2微米。

22.一个带有焊料成分的接线板，它包括：根据权利要求1中的接线板；以及焊球，这样所述金属端子焊盘就会分别通过所述焊球连接到母板侧的端子焊盘上，其中所述焊球含有液化温度不低于200℃的锡合金。

23.权利要求22中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球分别直接接合到所述金属端子焊盘上。

24.权利要求23中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有锡-银-基合金以及锡-铜合金中的一种。

25.权利要求23中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有铅质量含量不高于5％的锡合金。

26.一个带有焊料成分的接线板，它包括：根据权利要求6中的接线板；以及焊球，这样所述金属端子焊盘就会分别通过所述焊球连接到母板侧的端子焊盘上，其中所述焊球含有液化温度不低于200℃的锡合金。

27.权利要求26中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球分别直接接合到所述金属端子焊盘上。

28.权利要求27中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有锡-银-基合金以及锡-铜合金中的一种。

29.权利要求27中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有铅质量含量不高于5％的锡合金。

30.一个带有焊料成分的接线板，它包括：根据权利要求11中的接线板；以及焊球，这样所述金属端子焊盘就会分别通过所述焊球连接到母板侧的端子焊盘上，其中所述焊球含有液化温度不低于200℃的锡合金。

31.根据权利要求30所述的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球分别直接接合到所述金属端子焊盘上。

32.根据权利要求31所述的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有锡-银-基合金以及锡-铜合金中的一种。

33.根据权利要求31中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有铅质量含量不高于5％的锡合金。

34.一个带有焊料成分的接线板，它包括：根据权利要求17中的接线板；以及焊球，这样所述金属端子焊盘就会分别通过所述焊球连接到母板侧的端子焊盘上，其中所述焊球含有液化温度不低于200℃的锡合金。

35.权利要求34中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球分别直接接合到所述金属端子焊盘上。

36.权利要求35中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有锡-银-基合金以及锡-铜合金中的一种。

37.权利要求35中的带有焊料成分的接线板，其中所述焊球含有铅质量含量不高于5％的锡合金。