TW200849430A - A method of soldering a circuit carrier, a layer assembly, a method of forming said layer assembly and a circuit carrier comprising said layer assembly - Google Patents
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Description
200849430 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種焊接一電路载體之方法、包含至少第 -與第二子層的層組合件、形成該層組合件及包含該二组 合件的電路載體之方法。 【先前技術】 在印刷t路板(PCB)製造甲,需要將電子組件焊接或接
合至產生於該PCB之-或兩側上的銅結構之選定的焊接或 接合區域(分別係焊墊或接合塾)。此類互連在焊接或接合 強度方面必須可靠,即施加於—焊接或接合互連上的熱應 力絕對不可導致此互連斷裂。 在電子元件封裝及組合件產業之相對較短的歷史期間, 極少創新如球格栅陣列(BGA)技術一樣對設計及製造部門 產生如此大的影響。此互連技術已於199〇年代中期引入用 於第二層級封裝(封裝與PCB之連接)而於199〇年代晚期用 於第一層級封裝(使用FBGA(精細間距的BGa)將半導體晶 片連接至封裝)(M. Datta、T. 0saka、J w SehuUze編^曰 微電子封裝’ CRC出版社2006年出版,第2〇至21頁,151 至152)。用於互連該PCB上的半導體組件之bga技術包 括:在該(所容納的)半導體組件之下側上提供一焊墊矩陣 而在該PCB上提供—個別焊塾畴並藉由焊接將該等兩個 矩陣結合在-起’或者’提供在該半導體晶片的下側上之 一焊墊矩陣以及在一封裝基板上之一個別焊墊矩陣(第一 層級封裝)並提供在該封裝基板的下側上之一焊墊矩陣以 128781.doc 200849430 =在該PCB上之—個別焊塾矩陣(第二層級封裝)。為此目 將焊球或焊貧塗布至該半導體組件上之焊塾上而接著 加熱該整體以執行焊接。结人 、,σ D與加熱該半導體組件與該 PCB而導致该專焊球或焊春 用合化而將兩個項目連接在一 起。在大多數電子元件庫用中 什應用中已廣泛地接受bga。在bga 之情況下,該焊料接合之性質盥較早& ^ # 月罕乂早的引線穿透孔及 SMT(表面安裝技術)組件之性 貝相田不同,此係由於因剛性 互連無法對熱應力作出一沒旛 作出反應而對齊以致其更易於破裂。 球格柵陣列在可靠的组 、 件封衣方法中已獲得普遍接受。 過去(直至2000年代初期), )匕便用(例如)含鉛的焊料、錫 金口知料來執行焊接。由於將盔 丄、 ^ 竹#、、、[b(無鉛)合金兼用於BGA焊 球與焊膏現正成為主要的接人 文π按口媒體,因此焊料接頭完整性 2始具有更明顯的重要性。無pb的接頭可能尤其易於在球 ^塾的介面處出現脆性破裂。此㈣障可以發生於該焊料 接頭之整個生命週期技制、生 括1 Xe、處置、測試及最終使用)
C _的任何階段。對更精纟雷 情、、、田電路及互連特性之持續需求對無 blL造及組合件之廣泛採用產生進—步的影響。 為提供㈣在―咖或封裝基板上之可靠料焊性,已 =、、且0件使用過一段時間,其包含首先將一錄礙塗層而 者將一金塗層提供給該等墊,其中以—無電鑛方式從一 溶液沈積該錄璘塗層而其#從—浸金溶液沈積該金塗層。 此程序係稱為ENIG(無電鍍鎳/金)。 傳統上,ENIG已公認為係用於BGA應用中㈣基板及 之表面光製。但是,隨著最近引入無Pb製造及組合 128781.doc 200849430 件要求,正在檢查替代光製。先前已報告鎳/鈀/金光製對 於導線接合與焊接之適用性(J· J〇hal、s. Lamprecht、H_
Roberts在以下文件中:”無電鍍鎳/無電鍍鈀/針對設計用 於尚溫應用的金鋁導線接合之浸金電鑛程序,,,2〇〇4年^月 SMTA第9屆泛太平洋微電子討論會;J〇hai、乩 Roberts、S. Lamprecht在以下文件中:”用於多用途組合件 技術之無電鍍鎳/無電鍍鈀/浸金程序,,,2004年9月SMTA國 際會議)。在進一步的研究中,已對數個替代光製執行球 剪力及冷球拉力(CBP)調查,但僅採用較傳統(較慢)的測 試速度(K· Joha卜 H· Roberts、K· Desai、Q. H· Low ; ”用 於導線接合與覆晶BGA應用的替代表面光製之效能及可靠 性評估’’,2〇〇7年1月8%丁八第丨丨屆泛太平洋微電子討論 會)。此等调查之結果指示該鎳/鈀/金程序提供改良的接合 結果來滿足錫銀銅合金組成物之更嚴格的BGA焊接要求。 DE 44 3 1 847 C2揭示具有一可接合的金屬性塗層之一印 刷電路板,該塗層係一鎳或鎳合金塗層(此塗層係丨至⑺ 厚)、一含鈀塗層(此塗層係0.01至05 μηι厚)與一金或金合 金塗層(此塗層係0.01至0·5 μηι厚)之一組合。該鎳合金係 一鎳硼合金、鎳磷合金、鎳鐵磷合金、鎳磷鎢合金、鎳鈷 磷合金或鎳鎢合金。該金合金係一金鐵合金、金鈷合金或 金鎳合金。該含鈀塗層較佳的可以係一鈀塗層、鈀鎳塗層 或一鈀銀塗層,後兩個塗層係與一 〇〇1至〇1 0瓜厚的鈀塗 層組合,從而增強該塗層與該鎳或鎳合金塗層之黏附。 另外,DE 42 01 129 Α1揭示在其上面具備塗布有一鈀塗 128781.doc 200849430 層的鋼結構之一印刷電路板,該鈀塗層可以係(例如)藉由 使用(例如)次磷酸鈉之無電電鍍而形成為一 〇 · 1 pm的厚 度。可以在鈀電鍍之前藉由無電電鍍來以一(例如)2 pm之 予度錄錄。據報告’具備该專錄及把層的鋼結構可盘锡/ 鉛焊料焊接。 另外,EP 〇 697 805 A1揭示將一印刷電路板製造成在該 等表面墊上及在其穿透孔中獲得良好的可焊性之一方法。 藉由使用(例如)次填酸鈉之無電電鍍來以一(例如)〇. 5 pm 之厚度的鈀層塗布。可以在鈀電鍍之前藉由無電電鑛以一 (例如)3 μπι的厚度來鍍鎳/磷。此文獻在其引言部分中提及 錫鉛焊接。 以鈾(直至2000年代初期)專門使用錫錯焊料來執行焊接 ("Bleifreies Loten: Materialien, Komponenten, Prozesse Technologische Bewertungen des Umstellungsszenarios,f ^ ZVEI-Schriftenreihe, ProTechnik, Leitfaden fur die elektroindustrielle Produktion, Zentralverband der
Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.,1999年,第 7、15頁)。但是,由於環境原因,在現今的應用中應避免 含錯的焊料(出處同上’ M· Datta、T, Osaka、J W Schultze所編著的微電子封裝,第293頁)。為推動產業放 棄含鉛焊料,E.C·委員會已發佈一禁用含鉛焊料之指引(指 引2002/95/EC)。由於此指引,因此從2〇〇6年1月起對於大 多數應用已禁用含鉛焊料。 K· Tsukada在以下文件中對使用無扑焊料的焊接作相關 128781.doc 200849430 報告:”用於高接合性的PKG基板之新表面光製技術之開 發”,2005年先進封裝材料國際討論會學# :程序、特性 及介面,第m至m頁。K. Tsukada說明用以使用一益電 鑛鎳/叙/金層來封裝基板之表面光製技術之特徵、開發及 - 應用。該層之鎳塗層係包含占重量7。/。的磷之一鎳磷淹 . 層。此塗層之厚度係3至5叫。此塗層之叙包含占重量^ 的構。此塗層係0.06 _厚。該金塗層係使用一金氛化卸 Γ 溶液來形成,而其厚度亦為請據稱高溫儲存後的 可導線接合性良好,而據稱該無敍焊料與施加於此層表面 光製的連接墊之可焊性極佳。已使用冷球拉力測試而同時 觀察該破裂模式來測試使用無扑焊料之可焊性。 較佳的係使用高速接合測試來測試焊料接合可靠性。高 t接a測。式之本貝及優點係以高應變速率將所施加的力傳 輸至該接合本身。當以(傳統)較低剪力速度及拉力速度來 進行、j A日守主要的故P早模式傾向於在該焊球内。此類結 1, 果僅指示接合強度係大於所剪力焊球之強度,從而使得很 難比較不同的墊光製與焊料合金之效果。廣泛的研究現已 ”員示速度甚鬲於此的測試將使得接合故障之發生率明顯更 同,k而允許比較不同的墊光製與焊料合金之效能(R· Sykes ’無鉛BGA可靠性:高速接合測試及脆性破裂偵測 ,整體SMT與封裝,2005年1〇月)。 使用此類向速接合測試,已證實使用DE 44 3 1 847 C2、 DE 42 01 129及κ· Tsukada(出處同上)之金屬塗層而獲得之 焊料接頭不產生足約可靠的焊料接合。此外,Ep 〇 697 128781.doc -10- 200849430 805 A1不允許預測藉由無Pb焊料而產生的表面光製之焊接 強度。 因此,本發明之一目的係提供一種藉由使用一無Pb焊料 來焊接一電路載體之方法。 本發明之另一目的係提供一種欲沈積於一電路載體之表 面上之層組合件,其確保尤其係在BGA技術中欲形成的焊 料接合而更明確言之係由無pb焊料製成的接合具有良好的 可靠性。
本發明之另-目的係提供一種欲沈積於一電路載體之表 面上之層組合件,其確保焊料接合而更明確言之係無朴焊 料接合具有良好的可靠性,此係藉由高速接合測綱 本發明之另一目的伤袒祝 ^ 的係k供一種形成該層組合件而同時允 許欲在其上形成的焊料接人 卞按〇更明確S之係無Pb焊料接合具 有良好的可焊性。 〃 本發明之另一目的将接处 仏 的係棱供一種電路載體,該電路載體具 有一銅結構,其中ώ ^ 八干精由该層組合件來塗布該銅結構。 【發明内容】 為實現此等目的,本發明楹 月^供一種層組合件,此層組合 件包含至少弟一與第-早 乐一子層而較佳的係額外包含一第三子 層。該第一子層包含一 一于 ^ ^ λ ^第一材料係由鎳與填 、、、成而視品要地係由任何复 ,,.^ 仃八他材料(如鈷)組成。該第一子 曰係/、,亥弟一子層接觸。 粗,βu 另卜该弟二子層包含一第二材 ’、+,忒弟一材料包含鈀與磷。 μ弟_子層係與該第一子層 128781.doc 200849430
接觸,而在適用的情況下與該第三子層接觸。該第二子層 係至少(Μ μι更佳的係至少〇15叫,甚至更佳的係^ 少0·2叫厚’而最佳的係至少〇3叫厚。該第三子層包含 一第三材料’胃第三材料係由金或由一金合金組成:該: 三子層係與該第二子層接觸。因&,本發明之層組合件包 含兩料層或者視需要地包含第三子層,該等子層係依: 彼此堆疊,該第一子層較佳的係一鎳磷子層而較佳的係涂 布至該電路載體之金屬結構上,該第二子層較佳的係一 石粦子層而係塗布至該篦_ & g U . ^ 豕弟子層上,而在適用的情況下該第 三子層係一金或金合金子層而係塗布至該第二子層上。 此層組合件較佳的係塗布至該金屬結構上,更明確言之 係塗布至該銅結構,該金屬(銅)結構係提供於一金屬載體 上。此類電耗體(如一封裝基板)包含一載體主體與該金 屬結構,更明確言之係銅結構,該金屬(銅)結構係提供於 該載體主體之-側或兩側上。因&,該金屬結構係塗布有 包含該等第一與第二子層而視需要地包含該第三子層之層 組合件。该層、组合件較佳的係塗布至該些金屬結構(其係 :!:干墊)上。此類焊墊可以係形成用於提供bga* 焊 墊。 本文所使用的術語”電路載體”表示包含一或複數個平面 之衣置,该(等)平面具有位於其中的導體線而且係藉由 介電層而彼此分離。此類裝置可以係積體電路電子裝置、 混合電路(如多晶片模組)及印刷電路板或類似者。 該銅結構包含:焊料與接合墊,其用作電子組件與該電 128781.doc -12- 200849430 路載體之連接;導體線,其用作塾之間以及金屬化的孔與 墊之間的電連接’以及其他導體區域’如接地區域、遮蔽 區域及類似者。該層組合件較佳的係僅塗布至該焊料及接 合墊上,而非該等導體線及其他導體區域上。
為在t路載體之銅結構上形成本發明之層組合件,提 供一種包含以下步驟的本發明之方法:提供包含一載體主 體與-金屬結構(更明確言之係一銅結構)之電路載體,該 結構係提供於該載體主體之_側或兩H該第__子層 沈積至該銅結構上而接著將該第二子層沈積至該第一子層 上。最後可將一第三子層沈積至該第二子層上。 與先前技術相反,本發明之層組合件提供在—電子組件 與該電路載體之間而更明確言之❹別在個別焊塾與接合 塾(其分別在該電子組件與該電路載體上)之間而且尤兑係 在BGA及FBGA技術中最可靠的焊料及接合連接。 基於此原因’本發明進-步係關於-種焊接-電路载體 之方法,其中該方法包含以下方法步驟: 載體主體與一金屬結構, ,該層組合件包含至少第 a·提供該電路载體,其包含一 该金屬結構具備一層組合件 一與第二子層, 其中該第一子層句冬 咕 于層匕3 —弟一材料,該第一材料包 含鎳與磷,而該第一子 子層係與该金屬結構及該第 二子層接觸;以及 ii·其中該第二子層包含_ 含絶與鱗而且係至少〇, 1 第二材料,該第二材料包 μπι厚,而其中該第二子層 128781.doc -13 · 200849430 係與該第一子層接觸;以及 b.藉由使用一無鉛烊料來焊接該電路載體。 更明確言之’該焊接之方法可以係執行於:第一層級封 裝上,即在BGA技術中形成該半導體晶片與該封裝基板之 繼技術t連接;第二層級封裝上,即在bga技術中形成 該封裝基板與-主要電路載體(如—印刷電路板)之連接, 、及开v成與SMT或引線電子組件(如電容器與電阻器)之焊 料連接。本發明之焊接之方法較佳的係應用於第—及第二 層級封裝。 為可靠地驗證欲在職技術中形成的連接之可焊性,現 在已採用新測試方法來增加由較傳統的焊料散佈及潤渴評 估(此已用於DE 42 01 129 ΑΐΛΕρ 〇奶8〇5 ai)產生之資 料因此’已使用新的測試方法,即球剪力測試與冷球拉 力測武。此等測試方法表示用以測量透過bga焊球的回焊 戶:實現接合的有效性之兩個相對較快而簡單的方法。但 近來有二開务可此產生關於先前所獲得的測試資料之 適用性的問題。大多數的全球電子元件製造商現在正對新 生放的無Pb要求作出積極的回應。電子元件製造鍵(包括 材料仏應冑、IC基板製造商、腹呂公q及OEM)正在不斷 瞭解無Pb的組合件。在某些情況下,用於測試方法之參數 亦正在回應於持續小型化及無pb要求之組合影響而改變。 藉由將施加於— PCB基板上之一焊墊的一焊球剪除一小 料來執行焊球剪力測試,此—小部分係定位成以_相對 於§亥塾/焊球介面而與其平行的所定義高度來執行該球之 128781.doc -14- 200849430 矣除。精由抓握向在一 prw兩 t θ 卩PCB(更一般而言係電路載體)基板 上之知墊%加的—焊球以及在加速該抓握構件時將該 料拉離該墊來執行冷球拉力測試-
已證實,與包含(純)纪而非麟及/或小於0.1 _厚(如κ, TSUkada(出處同上)所述之層組合件)、更佳的係小於〇 15 μπ^厚而最佳的係小於0.2叫厚之一子層的該些層相比,呈 有至少(Μ μΐη厚、較佳的係至少G 15帅厚、甚至更佳的 係至少0.2叫厚而最佳的係至少Q3 _厚之—㈣(ρ吧子 層的本發明之層組合件在接合強度方面可靠甚多。已發現 該纪層越厚’在使用無Pb焊料情況下之可焊性越可靠。焊 球剪力測試與冷球拉力測試已顯示藉由此等測試偵測到的 破裂模式在幾乎所有情況下將皆係球故障,即該焊球斷裂 而該焊球與該塾之間的介面保持完整。此與藉由含錯悍料 製造的焊料連接明顯相反,其中若該鈀磷子層之厚度增加 到0.1 μηι乃至高於(U μιη(參見下面採用Sn_pb焊料之比較 範例)’則焊料接合強度不增加或甚至減小而多於25%或甚 至多於95%的金屬間破裂(此根本無法接受)而主要發生接 合故障。熟習此項技術者已知,無法將藉由Sn_pb焊料所 獲得之經驗轉移至無pb焊料(M. Datta、T. Osaka、j. W Schultze所編著的微電子封裝(出處同上)第293頁; "Bleifreies Loten: Materialien, Komponenten, Prozesse,
Technologische Bewertung des Umstellungsszenarios”, ZVEI-Schriftenreihe,出處同上,第5、24頁)。基於此原 因,EP 0 697 805 A1並不表明對於本文所揭示的層組合件 128781.doc 15 200849430 在更高鈀磷厚度下可成功地使用無Pb焊料。 依據本發明欲使用之無Pb焊料較佳的係適用於將半導體 晶片互連至-基板或將—電路基板互連至_咖而且其中 不含鉛之任何焊料。此類焊料較佳的係包含錫而更佳的係 锡及銀。甚至更佳的係,該無pb焊料係從包含以下焊料之 一群組中選擇的任一焊料:含811與八§的焊料、含以與以 的焊料及含Sn、Ag及Cu的焊料。該焊料可由純“、由兩 個金屬元素(如由Sn與Cu或由Sn與Sb或由“與Ag或由“與 Βι)、或由二個金屬元素(如Sn、Ag及Cu或由Sn、〜及sb 或由Sn、Zn及Bi)或由四個金屬元素(如如、Ag、Bi及Cu或 由Sn、Ag、Cu及In或由Sn、Ag、Cu及Sb)或由五個金屬元 素(如由Sn、Ag、Cu、Bi及In)組成。更佳的係,依據本發 明而使用的焊料可具有以下組成物:a)占重量9 5 · 5至97.1 % 的Sn,占重量0.3至4%的Ag與占重量0.3至0.7%的Cu,b)占 重量96至97%的Sn與占重量3至4%的Ag,或者c)占重量97 至99%的Sn與占重量0.75至3%的Cu,其中所指示的百分比 在每一情況下相加達到1 00%的重量百分比。更明確言 之,欲依據本發明而使用的焊料(例如)可以係:丨)311- 0.3Ag-0.5Cu,ii)Sn-5.0Sb,iii)Sn-0.7Cu-0.3Sb,iv)Sn-0.75Cu,v)Sn-3.5Ag,vi)Sn-3.5Ag-0.75Cu,vii)Sn-1.0Ag-0.5Cu,viii)Sn-0.7Cu-0.3Ag,ix)Sn-2.5Ag-1.0Bi-0.5Cu, x)Sn-2.0Ag-0.5Cu-2.0Bi , xi)Sn-2.0Ag-0.75Cu-3.0Bi , xii)Sn-3.0Ag-0.7Cu-1.0In ,xiii)Sn-3.0Ag-0.7Cu-lBi-2.5In , xiv)Sn-3.0Ag-0.7Cu,xv)Sn-3.35Ag-0.7Cu-0.3Sb,xvi)Sn- 128781.doc -16- 200849430 3.0Ag-0.5Cu , xvii)Sn-2.0Ag-0.5Cu , xviii)Sn-1 .OAg- 4.0Cu,xix)Sn-2.0Ag-6.0Cu,xx)Sn-8.0Zn-3.OBi,xxi)Sn-58Bi,xxii)Sn-2.0Ag-0.5Cu-7.5Bi,xxiii)Sn-57Bi-1.0Ag, xxiv)Sn-1.0Cu,xxv)Sn_3.0Cu,xxvi)Sn-4.0Ag,xxvi)Sn-3.0Ag,xxvii)Sn-3.8Ag-0.7Cu,xxviii)Sn-3.8Ag-0.5Cu, xxix)Sn-2.6Ag-0.3Cu。’’Bleifreies Loten: Materialien, Komponenten, Prozesse: Technologische Bewertung des
Umstellungsszenariosn ’ ZVEI-Schriftenreihe,出處同上, Γ、 十 第16頁’報告其他無Pb焊料。此類焊料可從(例如)日本東 斤、Senju金屬工業有限公司以及從德國Wuppertal的Stannol GmbH購得,其内容係以引用的方式明確併入於此。 依據本發明之一較佳具體實施例,該第二子層係至少 〇·3 μπι厚。該第二子層可以係至多2·〇 μηι而較佳的係至多 1·〇 μηι而最佳的係至多〇,7 μιη厚。 另外,依據本發明之另一較佳具體實施例,該第二材料 y 係由占重量90%至98%的鈀及占重量10%至2%的磷、更佳 的係占重量92%至96%的鈀及占重量8%至4%的磷而最佳的 係占重量94〇/〇至96〇/〇的鈀及占重量0%至4%的磷組成。 另外,依據本發明之另一較佳具體實施例,該第一子層 係從1 μιη至15 μπι,更佳的係從3 um,更佳的係 從3 μηι至1〇 μιη,而最佳的係從5叫^至⑺厚。 另外,依據本發明之另一較佳具體實施例,該第一材料 係由占重里870/〇至96%的鎳及占重量13%至4%的磷、更佳 的係占重量90%至95%的鎳及占重量1〇%至5〇/〇的磷而最佳 128781 .doc -17- 200849430 的係占重量90%至93%的鎳及占重量10〇/〇至7〇/〇的磷組成。 另外,依據本發明之另一較佳具體實施例,該第三子層 係從10 nm至500 nm厚,更佳的係從10 nm至1〇〇 nm厚,甚 至更佳的係從10 nm至60 nm厚,甚至更佳的係從1〇 nm至 40nm厚,而最佳的係從1〇11111至2〇nm厚。 本發明之方法較佳的係包含藉由無電鍍與浸潰電鍍之至 少一者來沈積該等第一與第二子層之每一層而在適用的情 況下沈積該第三子層。更佳的係,使用一無電電鍍方法來 沈積包含鎳與磷(NiP)之第一子層,同樣使用一無電電鍍 方法來沈積包含鈀與磷(Pdp)之第二子層,而在適用的情 況下使用無電電鑛方法或一浸潰電鑛方法來沈積包含 金或一金合金之第三子層。無電(自觸媒)電鍍包括藉由在 包含於該無電電鍍溶液中之一還原劑的輔助下還原該金屬 來沈積名金屬’由此而氧化此還原劑。浸潰電鍍包括藉由 在孩基板金屬(該金屬將係沈積於該基板金屬)之輔助下還 廣U來沈積該金屬。由此而氧化並因此溶解該基板金 屬。在此情況下不使用該電鍍溶液中所含的任何還原劑。 車父佳的係藉由+ 4違電路载體(即,封裝基板或印刷電路 板)與含一鎳離子、、盾> _ ^… x 于源之一洛液及含還原劑之一磷接觸來沈 積該第一子層。 更佳的係,用於〜 卜兩 於以一無電鍍方式沈積一鎳磷子層之溶液 係水性而且含右· Μ綠/ •一鎳鹽(例如硫酸鎳)、作為一還原劑之 一含次鱗酸骑的π人 氣叩化ΰ物(如次磷酸鈉或次磷酸鉀或次磷 酸),ρ Η调整劑,士 如酸及含醋酸鹽之化合物(如醋酸鈉或 128781.doc 200849430 醋酸鉀)或者含硼酸鹽離子之化合物(如硼酸及其諸如硼砂 之類的鹽);錯合劑,如蘋果酸、琥珀酸、馬來酸、乳 酸、擰檬酸、伊康酸及其諸如鈉鹽或鉀鹽之類的鹽;穩定 化合物,如硫脲及其衍生物;鉛化合物,如鉛鹽;及 炔屬化合物。或者,可以使用其他無電鍍鎳沈積溶液及程 序’此在此項技術中已為人熟知而且在D· Crotty的,,無電 艘鎳浴類型、化學性狀及使用”(1993年丨丨月1〇至12日εν 會4 93學報)以及在G· Mall〇ry的,,無電鍍鎳浴"(無電鍍鎳會 議學報1979年第6至7期)中有其相關說明,其内容係以引 用的方式明確併入於此。 另外’較佳的係藉由讓該電路載體(即,封裝基板或印 刷電路板)與含一鈀離子源之一溶液及含還原劑之一磷接 觸來沈積該第二子層。 更佳的係’用於以一無電鍍方式沈積該鈀磷子層之溶液 係水性而且含有;一鈀鹽(例如氣化鈀或硫酸鈀);作為一 還原劑之一含次磷酸鹽的化合物(如次磷酸鈉或次磷酸鉀 或次麟酸);pH調整劑,如無機酸(例如硫酸及鹽酸)或無 機驗(如氣氧化鈉或氫氧化卸);錯合劑,如胺化合物(例如 乙二胺);而且若需要還含有穩定化合物。或者,可以使 用此項技術中熟知而且在以下專利案中有相關說明的其他 無電鏡把沈積溶液及程序:美國專利案第5,292,361、 4,424,241、4,341,846、4,279,951 及 4,255,194號,其内容 係以引用的方式併入於此。 另外’較佳的係可以藉由讓該電路載體接觸到一含有一 128781.doc •19- 200849430 金離子源與—錯合劑之溶液來沈積該第三子層。 更仏的係,用於藉由浸潰電鍍來沈積一金或金合金子層 之产岭液係水性而且含有:一金鹽,其較佳的係錯合,例 如亂化鉀金;pH調整劑,如無機酸(例如硫酸);錯合劑, 如:氰化物的化合物(例如,氰化鈉或氰化鉀);而且若需 要逛含有穩定化合物。該金合金子層可以係—金鐵合金、 金钻合金或-金鎳合I。為沈積此—合金子層,必須向 =浸潰電鑛浴添加包含欲共沈積的金屬之離子之—額外的 金屬成分。在該合金電鍵浴中還將必須包含適用於控制該 合金之共金屬之電化學電位的錯合劑,以便調整合金組成 物。若欲以一無電鑛方式電鍍該第三子層,則該電鍍溶液 額外地含有一合適的還原劑。 在本發明之另一較佳具體實施例中,該電路載體主體之 側或兩側具有一保形遮罩,該保形遮罩覆蓋在該載體主 體之該-側或該等兩側上的所有區域,但在該_側或該等 兩側上之該些欲在該銅結構上塗布該層組合件的區域除 外。該保形遮罩較佳的可以係一焊料遮罩,如一可曝光並 可顯影的遮罩。此類遮罩可以係(例如)以環氧樹脂為主, 、係、M 疑塗、滾筒塗布或以類似方式處理至該電路 載體:表面上。然後,將其曝露於光化性的光並加以顯影 以揭露在該(等)表面上的該些欲在其中沈積該層組合件之 區域。欲在此等區域中提供該等墊,料墊用於在該電路 ㈣與具有一BGA的電子組件(例如半導體組件)之間形成 知料連接°亥保形遮罩可以係形成為使得在該電路載體的 128781.doc -20- 200849430 表面上之所揭露的區域或表面大於在該銅結構中形成的 塾’從而曝露該電路載體之介電表面區域之部分,或使得 该等區域或表面小於在該銅結構中形成的墊,從而僅揭露 在該銅結構中形成的墊。 【實施方式】 • 實施一主要的實驗設計(DOE)來將兩個不同表面光製的 焊料接頭(即無電鍍鎳磷/浸金(ENIG,比較範例)與無電鍍 ( 鎳磷/無電鍍鈀磷/浸金(NiP/PdP/Au,本發明之範例))之可 靠性相比較。ENIG很久以來係在該?(:^與1(:(積體電路)基 板製造部門内用作一表面光製。Nip/pdp/Au係於十多年前 引入,但由於其兼可適用於無Pb的焊接與導線接合應用而 重新受到關注。 為砰估在以鎳為主的表面光製上之無外焊料接頭之可靠 性,使用本文先前所示之兩個不同的測試方法,即該球剪 力測試與該冷球拉力測試。該評估包括在傳統與較高的剪 C, 力及拉力速度條件下所產生的結果之一比較。除表面光製 沈積厚度外,變數還包括焊球直徑與焊料阻劑開口(SR0; 此直徑係關於在該阻劑塗層中曝露該銅結構的焊墊之一圓 ㈣Π;在此設計中該焊料阻劑開口係設計成使得該阻劑 • ㈣蓋該墊之部分而不曝露與該墊相鄰之任何裸露的環氧 樹脂)。 測試載具 圖1顯示用於此等調查的BGA測試載具(23〇 _χΐ66叫 之-範例。此等測試中的銅包含厚度為6 _的基底銅與厚 128781.doc 200849430 度為14 μηι之經電鍍的亮銅。此等測試中的8汉〇係45〇 (而墊直徑係700 μιη)或550 μηι(而墊直徑係86〇 ^叫或“❻ (而墊直徑係900 μπι)。還顯示在兩個檢查中皆測試的焊球 之位置。如圖所示,四個球係位於該格拇陣列的該等遠端 ㈣之每—個處,而剩餘的14個球之位置係成對角線橫跨 該陣列之中心。此測試載具主要模擬針對第二層級封裝之 焊料強度。 (, 該D〇E之目的係評估替代的表面光製之焊料接頭之可靠 性。因此,重要的係應注意,該測試載具(兼含基底材料 與墊设計)係有意設計成有益於焊料與墊光製之間的介面 破裂(或塊狀焊料内的故障)。為實現此目的,FR4 HTG材 料(藉由玻璃腹板來強化的h5 mm厚、高Tg之耐燃性環氧 樹脂層壓物)係選擇用於構造該測試载具。用於lc基板應 用之一般的累積材料無法提供足夠的黏著強度來耐受該球 剪力及球拉力接合測試之主動力。因此,大多數故障會因 C; 油墊與下部介電質之間的黏著損失而發生,因而永遠無 法完整測試該表面光製處的接合。選擇FR4作為該介電 貝因為其具有固有較局的黏著強度(大於累積材料約50 至70/〇)此外,所有塾係設計成包括一’,四點錫定,,特性 (圖1中詳細顯示)。此構造方法還藉由將該等測試墊牢固地 固定於下部介電質而促進介面故障之發生。在 MECetchB〇nd(CZ-8100)後將 Pr〇bimer 65 用作該焊料遮罩 系統。焊料遮罩高度係22至24 μιη而焊料遮罩邊緣係垂 直。 128781.doc -22- 200849430 表面光製 該等測試載具係製造成具有兩個不同表面光製:無電鍍 鎳磷/浸金(ENIG)及無電鍍鎳磷/無電鍍鈀磷/浸金 (NiP/PdP/Au)。表1提出該等調查中所包括的表面光製之一 概述。如表所示,檢查兩個版本的ENIG表面光製(ENIG-1、ENIG-2),其主要在該鎳層中共沈積的磷之含量以及所 產生之可達到的浸金厚度(藉由浸潰電鍍可達到的金厚度 係由該鎳磷塗層中的磷含量決定)方面存在差異。該 NiP/PdP/Au光製的數個變化係包括於該測試矩陣中,其中 併入不同的沈積厚度及/或組成物。 表1 :表面光製規格之概述
NiP PdP Au ENIG-1 4.8 μηι/占重量8至 9%的Ρ 0.06 μηι ENIG-2 4.8 μηι/占重量11至 12% 的 Ρ NiP/PdP/Au-Ι *) 3.0至7.0 μιη/占重 量7至10%的Ρ 0.05 μιη/占重量4至 6%的Ρ 0.01 至0.02 μιη NiP/PdP/Au-2 *) 3.0至7.0 μηι/占重 量7至10%的Ρ 0.1 μηι/占重量4至 6%的Ρ 0.01 至0,02 μηι NiP/PdP/Au-3 *) 3.0至7.0 μηι/占重 量7至10%的Ρ 0.3 μιη/占重量4至 6%的Ρ 0·01 至0.02 μιη 沈積厚度變化:Ni : ±5%,Pd : ±10%,Au : ±10% *)同樣分別適用於:nNiPdAu-l’’、nNiPdAu-2n 及 nNiPdAu-3" 用於該等調查之電鍍浴係如下: ENIG(比較範例): 128781.doc -23- 200849430 錄麟·· Aurotech ㊣ CNN(Aurotech 係德國 Atotech Deutschland GmbH之商標),此浴溶液含有硫酸鎳(Ni2+含量 係6 g/Ι)、作為該還原劑的次磷酸鈉、作為穩定劑的硫脲 及Pb2+,作為錯合劑的羥酸,pH : 4.8,T : 86°C,處理時 間係由欲達到的厚度決定; 金:Aurotech® SF Plus,此浴溶液含有氰化鉀金(I)(Au+ 含量係 2 g/1),錯合劑,pH : 4.8,T : 85°C。 NIP/PdP/Au(依據本發明之範例): 錄碟· Aurotech® CNN(Aurotech係德國 Atotech Deutschland GmbH之商標),此浴溶液含有硫酸鎳(Ni2+含量係6 g/1)、 作為該還原劑的次磷酸鈉、作為穩定劑的硫脲及Pb2+、作 為錯合劑的羥酸,pH : 4.8,T : 86°C,處理時間係由欲達 到的厚度決定; 鈀磷:氯化鈀(Pd2+含量係0.6 g/Ι),作為該還原劑的次 磷酸鈉·1出0(含量係4.8 g/Ι)、作為一錯合劑的乙二胺(含 量係 10 g/1),pH : 6.5,T : 55°C ; 金:Aurotech® SF Plus,此浴溶液含有氰化鉀金(I)(Au+ 含量係2 g/1),錯合劑,PH : 4.8,T : 85°C。 組合件問題
表2概述關於該等焊球與該BGA測試載具的組合件之關 鍵資訊。如上面所提到,針對所有調查而使用一無Pb的 96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC3 05)合金焊料(除用於比較範例之 Sn-Pb焊料外)。可以藉由一 95.5Sn-4.0Ag-0.5Cu(SAC405) 合金焊料而獲得類似的結果。在焊料回焊之前,在155°C 128781.doc -24- 200849430 下對所有測試載且推一 $仃12小時的預先熱處理以模擬實際的 組合件條件。在四,士 /j、時的回焊内執行所有焊料測試。圖2 顯示用於所有調杳 Γ 一 干枓回焊輪廓。 表2 .焊球回焊規格
258〇C 241秒 到達峰值的時間 TSF6502無Pb的線性輪廓;空氣氣氛 57秒
iJ 測試程序:焊球剪力 焊球剪力測試係 劑開口(SRO)及@的剪力速度及採用*㈣焊料阻 定義每-測試條件球直後來執行。藉由以下項目來明確地 •五個表面光製 —者· &電鍍厚度組態(ENIG或NiP/PdP/Au)之 •三個剪力速度之一者; •三個焊料阻 , 碣口 /球直徑之一者。 表3楗出與該等球 ^ ^力凋查相關的重要參數之一概述。 128781.doc -25- 200849430 表3 :焊球剪力測試參數 設備(低速) Dage 系列 4000 設備(高速) Dage 系列 4000HS 剪力速度(低) 0.3 mm/sec 剪力速度(中) 20 mm/sec 剪力速度(高) 1000 mm/sec 剪力高度 50 μηι 焊料阻劑開口 450 μηι/550 μηι/650 μηι 焊球直徑 600 μηι/760 μηι 蟬球組成物 96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu 所有焊球皆係安裝於由焊料阻劑定義的塾上。結合760 μιη 直徑的焊球使用550 μηι及650 μηι的焊料阻劑開口。結合 600 μιη直梭的焊球使用450 μιη的焊料阻劑開口。在一 Dage系列4〇〇〇多功能接合測試器上執行慢速剪力測試(0·3 mm/sec) ’而在一 Dage系列4000HS高速接合測試器上執行 較咼速測試(HSS : 20 mm/sec及1000 mm/sec)。對於每一 測試條件’調查包括三十個無Pb焊球(如圖1所示位置)之 剪力。圖3顯示該球剪力測試機構之一圖式。 依據破裂之類型及位置來對球剪力故障進行分類。對於 球剪力’較佳類型的故障完全在該焊球内發生,此指示一 延性破裂。相反,脆性破裂主要在該焊料與該表面光製之 間的介面處發生,其常常與對該焊料之一部分的剪力組 合。由墊拉出所致故障(模式1)僅指示該焊球與該墊之接合 比塾與基板的黏著強度更強。圖4解說在該焊球接頭内的 五個不同球剪力破裂模式之位置。同樣,圖5顯示針對故 128781.doc -26- 200849430 障模式2至5的破裂介面之範例。 測試程序:冷球拉力(CBP) 冷球拉力調查還包括針對每一測試條件測試三十個無Pb 焊球(如圖1所示位置)。類似於該剪力測試,冷球剪力測試 係以不同的剪力速度及採用不同的焊料阻劑開口(SRO)與 焊球直徑來執行。藉由以下項目來明確地定義每一測試條 件: •五個表面光製及電鑛厚度組態(ENIG或NiP/PdP/Au)之 一者; •兩個拉力速度之一者; •三個焊料阻劑開口 /球直徑之一者。 所有焊球係以與先前針對該等球剪力調查所述者相同之 方式安裝於由焊料阻劑定義的墊上。採用較慢速度(5 111111/36(:)的冷球拉力測試係在該〇3§6 4000多功能接合測試 器上執行,而較高速拉力測試(100 mm/sec)係在該Dage 4000HS高速接合測試器上執行。表4提出與該等冷球拉力 調查相關的重要參數之一概述。 表4 :冷球拉力測試參數 設備(低速) Dage 系列 4000 設備(高速) Dage 系列 400HS 球拉力速度(低) 5 mm/sec 球拉力速度(高) 100 mm/sec 烊料阻劑開口 450 μηι/550 μπι/650 μπι 焊球直徑 600 μηι/760 μηι 焊球組成物 Sn-3.0Ag-0.5Cu 128781.doc -27- 200849430 圖6顯示該高速冷球拉力測試機構之一圖式。 f ;負α於a等球为力調查,還依據故障之類型及位置來對 冷球拉力故障進行分類。與球剪力測試條件下的情況— 樣’對於冷球拉力測試,較佳的故障類型亦完全在該焊球 内發生(模式2)。—接合故障(模式4)指示脆性破裂,但是 在冷球拉力測試之情況下—般曝露完整的imc(金屬間化合 物)。將該破裂之平面處_c與焊料之任何組合作為一接 合故障來處理。同樣’塾故障或墊拉出(模式1)僅指示該焊 球與该塾的接合比墊與基板的黏著強度更強。球擠屢(模 式3)可指^因該裝置之线力或該焊料過軟*產生之、 圖7解§兄在該焊球接頭内的四個不同破裂模式之位置。 已報告拉力強度隨測試速度而增加而介面焊料接頭破裂 之速率隨測試速度而增加。相同調查提出,在高測試速度 條件下’將-較大的力從該焊球傳輸至該球㈣互連之間 I的接合,從而產生檢查接合可靠性之一測試4. pdas : "無鉛產生脆性破裂之問題";國際半導體;2005年9月)。 與球剪力相比,冷球拉力測試係該封裝產業正逐漸採用 ,-用以決定焊料接頭可靠性之較新技術。與採用拉伸與 壓縮負载之-組合的傳統球剪力測試相對,此方法使用一 平面拉伸負載。冷球拉力測試提供用以採取一相對較快、 低成本的方式測量介面接合強度之另一方法。 測減結果 文反映的DOE產生相當大數量的資料,從而需要編釋 128781.doc -28- 200849430 與統計分析。特定言之, μ 相關聯的各種參數而& φ币選,,與該Nip/pdp/Au光製 驗/PdP/Au光製的每_ 努力為決疋針對㈣ 把磷厚度及焊料阻劑開==響度、 果對故障模式執行線性迴歸八析“力及球拉力結 力八 、F刀析。對於此檢查,在該球剪 力刀析中包括故障模式4盥 ,,^ v 、弋〃 5,而將故障模式4單獨地用於 该冷球拉力分析。頃發 I現就球男力及冷球拉力測試兩者
θ ’把厚度及SR〇明顯影變丨 頌〜寻,則斌結果。但是,該分析還 才日不該鎳沈積厚度對該球剪 U刀興冷球拉力測試之結果皆具 有僅相對Hj、的影響。圖8藉由兩個槓桿曲線圖來呈 現此結論,該等曲線圖顯示針對兩個測試方法錄沈積厚度 對脆性破裂發生之影響。 測试結果·焊球剪力 圖9給定用以限定五類球剪力故障之指導方針及圖形圖 例0 圖1 〇以圖形呈現增加的剪力速度對該焊球剪力測試之影 響。此調查係限於650 μηΐ2δΙ10直徑。正如預期,有一明 顯傾向係剪力隨剪力速度增加而增加。同樣,依據圖1〇之 故I1早模式區段,還有一傾向係介面破裂的發生率隨剪力速 度增加而增加。但是,在每一剪力速度片段内可明顯看出 該等光製間可測量的差異。對於所有剪力速度,該enig_2 沈積產生比该ENIG-1(具有一中等的填含量)更佳之結果。 更重要的係,與其他表面光製相比,具有較厚鈀沈積(〇.2 pm 及〇·3 μηι)之NiP/PdP/Au表面光製可以耐受可測量出更大的 128781 .doc -29- 200849430 f =而提供延性(模式2)故障之一明顯更高的百分比。在最 向男力速度時最清楚地證明此事實,從而反映剪力與故障 f式結果中更多的差異。一般地,此等結論指示剪力與故 早模式〜果文忒ENIG鎳沈積中的鱗含量與該等 NlP/PdP/Au光製的把厚度兩個效果之影響。此外,使用最 尚的球剪力速度增加脆性介面破裂之發生率,而看起來提 供對焊球接合強度之一更嚴格的測試。 〇 作為該等球剪力調查之部分,還針對不同的表面光製而 檢查該SRO直徑之影響。圖丨丨呈現針對所檢查的三個sr〇 才欢查的、果。正如預期,隨著直徑增加而需要更 尚的剪力。但是,圖丨丨之剪力片段顯示與該等ENig光製 相比在該等NiP/PdP/Au光製情況下的更高剪力之一明顯傾 向還相對於故卩早模式而指示此同一傾向,而在βΝΙ(3光 製條件下脆性破裂之發生率更高。重要的係應注意,在該 圖表,的故P早分析片段中在45〇 μπι SR〇條件下以脆性破裂 I (杈式4與5)為主,但在鈀較厚條件下的NiP/PdP/Αιι光製之 性能較佳。而且’具有較厚㈣沈積(()·2㈣及^㈣之 NiP/PdP/Au表面光製同樣產生較高百分比之較佳的模式2 故障。對於兩個較大的SR〇,在此分析中所使用的較高剪 力速度測试之條件下針對Nip/pdp/Au_2與Nip/pdp/Au_3表 面光製的結果之間本質上無明顯差異。但是,在45〇 μηι之 較小SRO時,額外的鈀厚度提供明顯提高的接合強度,該 另力與故障模式分析皆顯示如此。 圖12呈現依據所測試的表面光製針對每_sr〇的相同球 128781.doc -30- 200849430 男力結果之一故障模式分析。此圖表更清楚地解說包括較 厚的鈀沈積(〇·2 μιη及〇·3 μηι)之Nip/pdp/Au表面光製之明 顯較佳的效能。 測試結果:冷球拉力 • 圖9給定用以限定四類冷球拉力故障之指導方針及圖形 圖例。 . 圖13呈現拉力速度對該等冷球拉力結果之影響。類似於 r J東剪力結果,較高的拉力速度(100 mm/sec)針對所有受測 試的表面光製而產生略微較高的拉力。而且,正如球剪力 測試時的情況一樣,在兩個拉力速度條件下該等 NiP/PdP/Au光製之性能皆比該等ENIG光製更佳。總體 上’儘管藉由將較高拉力速度與較低拉力速度之結果相比 較可以看出朝向增加的脆性破裂模式之一定傾向,但該對 比並不像該等球剪力調查所證明者(參考圖1〇以作比較)那 樣明顯。一解釋係需要一甚至更高的拉力速度(大於"Ο c, mm/sec)來充分地測試接合完整性。但是,增加的墊拉出 之發生率(在較高速時顯示)提示大於100 mm/sec之速度可 能僅導致增加數目的墊拉出而提供極少的額外資訊。 圖14以圖形呈現與冷球拉力測試相關之SR〇的影響,此 . 係在一 5 mm/sec之恆定拉力速度下評估。正如預期j延續 較高拉力與增加的SR0相關聯之類似傾向。而且,就拉: 與故障模式而言,與該等ENIG光製相比,該等 NiP/PdP/Aii光製之總體效能皆明顯更佳。類似於該球剪力 測試之結果,報告在45〇 pmiSR〇直徑條件下脆性破 128781.doc -31 - 200849430 發生率最高。很難解釋為何在所有Nip/pdP/Au光製條件下 與该45 0 μιη組合而的墊拉出之極端發生率。其可能與應力 因數之一組合相關聯,而明確言之係與較小的8尺〇及76〇 μιη 焊球相關,因為此相同焊球係用於65〇 μιη2 SR〇。如圖所 • 示,對於較大的SR〇,較佳的模式2故障係主要結果。 作為解譯該資料之另一方法,圖丨5呈現依據所測試的 NiP/PdP/Au表面光製針對每一 SR〇的相同冷球拉力結果之 ^、 一故障模式分析。圖1 5明顯地解說具有較厚的鈀沈積 (〇·2 μπι及〇·3 μπι)之NiP/Pdp/Au表面光製之極佳效能。同 樣,對於所報告的在NiP/PdP/Au光製條件下與550 μηι SRO 搞合之墊拉出之極高發生率,看不出明顯的解釋。 實施其他實驗來分別針對不同的層組合件調查冷球拉力 與高速剪力破裂模式以及拉力強度或剪力強度結果。圖16 呈現 ENIG-1("ENIG 8,,)、ENIG-2(,,ENIG 12%,,)、NiP/Pd/Au (’’NiPdAu”)(比較範例)及 NiP/PdP/Au(,,NiPd(P)Au,,;本發明 ^ 之範例)之一故障模式分析比較,後者具有5 pm的NiP、 〇·1 μηι的PdP及0·02 μηι的All。圖16&係關於藉由該球剪力 測試而獲得之結果,而圖16b係關於藉由該冷球拉力測試 而獲得之結果。顯示僅本發明之層組合件(Nip/pdp/A幻產 — 生一相當大比率之破裂模式2(95。/。以上程度的破裂發生於 该塊狀焊料内)。冷球拉力測試針對Nip/pdp/Au甚至產生 100%破裂模式1及2(破裂模式1 :墊拉出;破裂模式2如前 面所給定)。由此比較產生之一很明顯的結果係使用該 NiP/Pd/Au層組合件不會產生令人滿意的結果,因為在此 128781.doc -32- 200849430 情況下相當大的或100%的破裂發生於該介面處。 在其他調查中,還在1C基板(半導體基板)上分析破裂模 式。針對ENIG-1、ENIG-2、NiP/PdP/Au-1、NiP/PdP/Au-2 及NiP/PdP/Au-3進行比較。主要偵測的故障模式係墊拉出 (ENIG-1 除外)。 測試結果:金屬間檢查 為此目的而呈現的結果指示與ENIG光製以及具有薄鈀 的NiP/PdP/Au光製兩者相比,具有較厚鈀沈積的 NiP/PdP/Αιι光製獲得極佳的球剪力及冷球拉力結果。為決 定針對此明顯改良的效能之原因,檢查該等光製之金屬間 化合物(IMC)。 關於ENIG ’在先前的研究中已報告在類似於(具 有中等磷含量的鎳)的光製情況下之破裂一般較接近該IMc 而發生,此與在類似於ENIG-2的光製情況下更深入該塊狀 焊料而發生之情形相對^化匕卜^“叫⑺仏卜乩】· Sehteiei*、H· Roberts ; ”無電鍍鎳層的塊狀磷含量對焊料接 頭兀整性之影響及其作為金與鋁導線接合表面之使用,,, SMTA第9屆泛太平洋微電子討論會;2〇〇4年1月)。在文獻 中已清楚地說明相對mENIG*製之鎳錫IMC的形成。本文 所提出的進一步評估將著重於該等Nip/pdp/Au光製,明確 言之具有0·〇5 μηι及〇·3 μιη之鈀沈積。
IMC 圖1 7呈現在接合測試後一 NiP/PdP/Au焊球之一焊料接頭 之SEM照片’其顯示主要介面破裂之結果。在較高放大倍 率下顯不’該破裂明顯沿該塊狀焊料與該(Cu,Ni)6Sn5 128781.doc -33- 200849430 的表面相遇之平面而發生。對於就此缺陷接受檢查的其他 焊料接頭,此結論係典型。 圖18顯示一 NiP/PdP/Au焊球之鎳錫IMC之斷面SEM照 片,其係在具有0·05 μιη把填的NiP/PdP/Au光製之一無Pb 焊料回焊後產生。如圖所示,已將該鎳沈積之一部分轉換 成產生該(Cu,Ni)6Sn5 IMC。還呈現一較薄的NiSnP IMC與 富含磷的N“P層,其係位於初始電鍍的Ni-P沈積之正上 方。 對於具有〇·3 μιη鈀的NiP/PdP/Au光製,圖19顯示在一無 Pb焊料回焊後產生的鎳錫IMC。與前一圖式相比,可明顯 看出極少的(Cu,Ni)6Sn5 IMC或者無法明顯看出任何 (Cu,Ni)6Sn5 IMC。甚至在較高放大倍率下,僅可以看出相 對較薄的NiSnP IMC。剩餘Ni-P層亦略微較厚,而富含碟 的N^P層明顯較薄。 繼續該等調查以努力決定在兩個光製ENIG與 NiP/PdP/Au上的IMC之形成是否會因額外的無扑焊料回焊 操作而進一步受到影響。因此,還在五個無pb焊料回焊循 環後執行IMC調查。圖20顯示在具有較薄鈀沈積的 NiP/PdP/Au光製上在五個此類回焊後產生的鎳錫ιμ〔之 SEM照片。 可以看出,已將遠遠更多的鎳沈積轉換成形成更多 (Cu’NihSn5 IMC,以及一遠遠更厚的川斤層。因此,初始 電鑛的Ni-P沈積之厚度明顯減小為約1.5 。 圖21顯示在該NiP/PdP/Au-3光製上在五個回焊後產生的 128781.doc -34- 200849430 鎳錫IMC。如此圖所示,已形成一更具可定義性的Ni3p 層。同樣,已使得初始電鍍的Ni-P層之厚度與在一焊料回 焊後顯示的沈積相比而減小,但仍可測量出其比該 NiP/PdP/Au-Ι更厚,如圖20所示。重要的係應注意,仍無 明顯的(Cn,Ni)6Sn5 IMC生長。該NiSnP IMC看起來與在一 回焊後的SEM影像(參考圖19)並無明顯差異。 使用Sn-Pb(比較範例)與無Sb焊料(依據本發明之範例)的焊 料效能之比較 ( 針對包含一純鈀子層(0.1 厚)而非一鈀磷子層的層組 合件作進一步調查。圖22顯示該球/基板介面的斷面之 SEM照片,其未揭示在該NiP/Pd/Au光製上於五個回焊後 產生的IMC。 因此,該鈀層似乎用作下部鎳與無外焊球之間的一阻 障。其進一步提出,與所檢查的其他光製相比, (Cu,Ni)6Sn5 0之相對缺失係與具有較厚鈀沈積的 U NIP/PdP/Au表面光製之極佳效能具有直接相關。因此,具 有0.1 μηι厚或比0.1 μιη更厚而較佳的係比〇 15,更厚而甚 至更佳的係比〇.2 更厚而最佳的係比〇.3 μιη更厚之一鈀 麟子層的層組合件與該把碌子層較薄的該些層組合件相比 . 係、較佳(後者提供僅低劣的破裂模式)。若在該焊料互連上 進行五個回焊,則該等層組合件中的㈣厚度應為至少 0.3叫(從而實現良好的破裂模式與良好的剪力)。另外, 已證明,與SAC 305合金焊料相比,SAc彻合金焊料產生 更佳的破裂模式及略微更高的剪力強度。因此,在 128781.doc -35- 200849430 SAC405合金焊料及至少0·3 μπι之把磷子層厚度條件下獲得 最佳結果。 與NiP/PdP/Au相比,在ENIG-1(占重量8%的填)及在 见卩/?(1/八11(純免)情況下僅獲得十分低劣的效能。£]^10-2(占重量12%的鱗)具有良好性能’但不如NiP/PdP/Αιι好。 在ENIG-2之情況下,金屬間化合物不同於在使用 NiP/PdP/Au情況下形成的該些金屬間化合物:ENIG-2產生 NiPSn金屬間化合物之更強的累積。 使用Sn-Pb焊料(比較範例)與無Pb焊料(依據本發明之範例) 的焊料強度 執行其他實驗來分別評估在藉由無Pb焊料(Sn-3Ag-0.5Cu)或Sn-Pb焊料(Sn63Pb3 7)焊接後所獲得之焊球剪力及 所觀察到的破裂模式。另外,分別在一或五個回焊後收集 結果。由於形成該等焊球而獲得第一回焊,而額外地執行 其他回焊。焊球之直徑為760 μιη。在所有情況下,表面光 製係NiP/PdP/Au,而NiP之厚度為5 μηι,PdP具有一可變厚 度而Au之厚度為24至40 μιη。藉由一 DAGE 4000HS、 BS5kgHS-3裝置來進行測試,剪力速度係1000 mm/sec,剪 力高度係50 μιη,而延遲時間係4小時。 圖23顯示在一回焊後分別藉由該Sn-Pb焊料與藉由該Sn-3Ag-0,5Cu焊料焊接的NiP/PdP/Au表面光製上執行高速焊 球剪力之一比較。圖23a顯示剪力強度[kgf/mm2],而圖23b 顯示能量(力之積分相對於路徑曲線)。藉由以焊料面積為 標準對力進行縮放來獲得剪力強度[kgf/mm2]值,”kgf”意 128781.doc -36- 200849430 未者A斤力。焊料面積係計算為(630 μιη/2)2.π=〇.3ι mm2。 在Μ焊料條件下獲得之剪力強度及能量隨著PdP厚度增 力而減j而在無Pb焊料條件下獲得之剪力強度及能量隨
PdP厚度增加而增加。 # — 口此,右猎由Sn-Pb焊料來形成該互 連,則厚PdP塗層;^合m , 不b對该到力強度之完整性起到正面作 用。若使用無Pb焊㈣會得出彳目反結果。
圖24顯示針對在一回焊後藉由該Sn-Pb焊料與藉由該Sn. 3Ag-0.5Cu焊料焊接的Nip/pdp/Au表面光製處之_之互 連所作的高速焊球剪力破裂模式之—比較。同樣,在高 PdP厚度條件下針對無pb焊料獲得最佳結果。另外,同 樣、,若在Sn-Pb焊料情況下增加pdp厚度則越來越多地出現 車又差、’。果而在無Pb焊料情況下則實際情況相反。 0 ”.、員示在五個回焊後分別藉由該Sn_pb焊料與藉由該
Sn-3Ag-0.5Cu焊料焊接的廳pdp/Au表面光製上執^高速 焊球剪力之一比較。圖25a顯示剪力強度[kgf/mm2],而圖 25b顯示能量(力之積分相對於路徑曲線)。在sn_pb焊料條 件下獲得之剪力強度及能量同樣隨pdp厚度增加而減小, 而在無Pb焊料條件下獲得之剪力強度及能量同樣隨咖厚 度增加而增加。因Λ ’若藉由Sn_pb焊料來形成該互連, 則在五個回焊循環後厚pdp塗層同樣不會對該剪力強度之 凡整性起到正面作用。若使用無pb嬋料則會得出相反結 果0 圖26顯示針對在五個回焊後分別藉由該^-扑焊料與藉 由該Sn-3Ag-〇.5Cu焊料烊接的Nip/pdp/Au表面光製處的圖 128781.doc -37- 200849430
24之互連所作的高速焊球剪力破裂模式之—比較。同樣, 在回PdP厚度條件下針對無pb焊料獲得最佳結果。另外, 同樣’若在Sn-Pb焊料情況下增加pdp厚度則越來越多地出 見車乂差結果,而在無Pb焊料情況下則實際情況相反。 /根據則述實驗’很明顯,若使用無朴焊料則高清厚度 係有利’而若使用Sn_Pb焊料則實際情況並非如此。此原 因尤其在於該PdP塗層中的高鱗含量對(Cu,Ni)6Sn5職產 生抑制。從圖19與20同樣會觀察到此情形。 實施其他比較實驗以額外地說明在該PdP/Au塗層系統下 未沈積NiP塗層的情況下烊料接合之效能。分別相對於採 用Sn-Pb焊料與無扑焊料之焊接進行一比較。 使用回速剪力測試在SR〇 = 63〇 _而焊球直徑為_ _ 條件下貝靶第一實驗。高速剪力測試參數與前面相同。 在3等:^球之-回焊後執行高速剪力強度測量。分析剪力 強度以及破裂模式。 :27a、27b及28顯示該等高速剪力強度測量與該破裂模 式刀析之結果。在Sn_Pb烊料與無pb焊料條件下皆觀察不 到⑽厚度之任何影響。在任—情況下,破裂模式分:皆 指示無法獲得滿意的結果。 另外執订冷球拉力測試。冷球拉力測試參數係如下· ⑽E_〇、職g、剪力速度、顆夾: =二:、延遲時間:4小時。與前面一 破U杈式之分析。 同樣 與該高速剪力测試一樣 在Sn-Pb垾料與無抑焊 128781.doc •38· 200849430 料條件下皆觀察不到PdP厚度之任何影響。在任一情功 下,破裂模式分析亦指示無法獲得滿意的結果。 因此’在Sn-Pb焊料與無Pb焊料條件下,若使用— PdP/Au塗層系統則皆無法獲得可靠的焊料接合。
NiP/PdP/Au(依冑本發明之範例)與Nip/pd/Au(比較範 例)(層設計表5)時的金導線接合f料顯示故障模式係若未 在接合後烘烤樣本則不會發生明顯程度的跟部斷裂。在 NiP/PdP/Au而PdP厚度4〇3 _條件下獲得最佳結果因 為在此情況下不發生跟部斷裂而頸部斷裂百分比為最高。 表5 ·針對金導線接合之層設計 表面光製 NiP/PdP/Au NiP/PdP/Au NiP/PdP/Αυ
NiP/Pd/Au 調查該 95.7Sn3.8Ag〇.5Cu合金焊料中極佳的潤濕狀況。 在此等調查中採料個不同的測試方法。該球剪力測試 一球拉力m皆已用於輝料接頭可靠性檢查。一般 地’針對受測試的樣本,此等方法之結果在力與故障模式 方面確實遵㈣定的基本傾向。但是,如上謂示,從兩 個方法中獲得之結果與特定的測試參數(尤其係選定的剪 1 及拉‘力速度)極為相_。其他賴DEC標準第22B117號 、干求勇力(JEDEC標準:焊球剪力)(JESD22_B1 17), 128781.doc -39- 200849430 JEDEC固態技術協會,2〇〇6年1〇月)為實施此類調查提供 有價值且符合需要的指導方針而有助於使得此類測試之效 能標準化。但是,該標準不提供關於剪力速度之特定細 節,但藉由定義來識別低速度與高速剪力之情況除外。 上文所提出的調查係基於以識別用於1C基板(球側與C4 M 側)的較佳表面光製為重點之一全面的DOE,該1(:基板係 在主要用於CPU(中央處理單元)與MPU(微處理器單元)應 f...... 用的覆晶BGA中使用。但是,此等調查之結論表明在其他 無Pb應用中進行評估時亦應對該Nip/pdp/Au表面加以考 1 °如圖所示’本發明之評估之重點在於可藉由受測試的 表面光製而獲得之焊料接頭可靠性。但是,與用於類似應 用之程序相比,該NiP/PdP/Au表面光製亦提供不同的技術 及成本優點。該NiP/PdP/Au光製提供將包括焊接與金及鋁 兩者的導線接合之多個接合功能組合於一共同表面上之一 栈^傳統上,已藉由使用其他表面光製程序(電解鎳/金 {) 或無電鍍鎳磷/金)來實現金導線接合,其成本由於消耗貴 金屬而更昂貴。由於製程簡化而會實現額外的成本節省。
NiP/PdP/Au係一無電鍍/浸潰型程序,其意味著不需要任 何電性匯流排,從而簡化程序並降低成本。更重要的係, 作為一無電鍍/浸潰程序,其允許產生一具有更精細特性 之產品。 依據在此評估中執行的調查,提供以下結論: 球剪力與冷球拉力測試方法可兼用於評估BGa焊料接頭 可#性。在個別測試中,剪力與拉力速度之選擇對於所得 128781.doc -40- 200849430 結論而言十分關鍵。此結論對於故障模式結果而言尤其符 合實際情況’嚴格依據在此評估中使用的參數,較嚴格的 焊球接合強度測試看來係在1000 mm/sec條件下執行的高 速球矣力測试。為獲得可與冷球拉力測試相比之結果,可 此需要比所使用拉力速度(1 00 mm/sec)更高之一拉力速 度。對於個別測試方法,較高剪力速度或較高拉力速度之 選擇將促成與脆性(介面)破裂更明確相關的故障模式。 對於受測試的樣本,該焊料阻劑開口(SR〇)之直徑對球 剪力與冷球拉力結果皆產生一影響。一般地,具有一較大 S R Ο之焊料接頭能夠耐受更大的剪力及拉力而顯現一更高 百分比的較佳(延性)故障模式。 對於受調查的所有剪力與拉力速度,具有更厚鈀沈積 (〇·2 μπι及〇·;3㈣)之NiP/PdP/Au光製能夠耐受可測量出更 大的勇力而呈現明顯更低的介面破裂發生率。還已決定, 鎳厚度變化(3.0至7·0 μηι)不會明顯影響球剪力或冷球拉力 結果。 對於受測試的樣本,頃發現,主要由脆性(介面)破裂造 成之焊料接頭故障係發生於該塊狀焊料與該(Cu,Ni)6Sn5 IMC之介面處。SEM分析指示具有較厚鈀沈積⑺·2 與 〇·3 μηι)的光製顯示在一及五個無pb焊料回焊循環後在該 焊料接頭中存在極少甚或不存在此IMC。若使用一〇.3 μιη 厚的PdP子層,則在C4焊接(以此一方式在該等IC基板之C4 側上的120 μηι墊上印刷Sn96.5Ag3 5焊膏而使得在回焊焊 接後形成60 μΐη高的焊料凸塊)中,在鎳與無扑焊料之間的 128781.doc
200849430 介面上之一回焊後顯示出一 PdSn4 IMC帶。在兩個回焊 後,此類PdSru IMC幾乎係平均分佈於此類小焊料接頭 中。 ' 應瞭解本文所述的範例及具體實施例僅係基於說明之目 的,且據其所作的各種修正及變化以及在此申請案中所述 的特性之組合將可建議給本技術之專業人士,並將包含在 所述發明的精神及範圍以及隨附申請專利範圍之範疇内。 此處所引用的所有公告案、專利案及專利申請案皆係以引 用的方式併入於此。 【圖式簡單說明】 下面提出的圖式及範例係用於提供更充分的瞭解。不應 將此等圖式及範例解釋為具有限制性。 圖1顯示用於調查的BGA測試载具;此BGA測試載具係 用於焊球g力,而球拉力測試顯示所測試焊球之位置及四 點錨定設計(在該焊料遮罩下)之一細節; 圖2顯不一無pb焊料回焊輪廓(空氣氣氛); 圖3係該球剪力測試機構(SM:焊料遮罩)之一圖式; 、回系求^力破裂才果式及該焊球接頭内的位置之一 式; ° 圖5顯示球剪力破裂類型 2、3、4及 5 ; 之範例,其從左至右顯示模式 圖6係該高速冷球拉力測試機構之-圖式; 圖7係冷球拉力&卩音p 、 杈式及在該焊球接頭内的位置之 圖式; 128781.doc -42- 200849430 圖8顯示球剪力結果(上圖)與冷球拉力結果(下圖)之槓桿 曲線圖,其顯示鎳厚度對故障模式相對較微小的影響; 圖9顯示圖1 〇至16之一圖例; 圖 10係在 ENIG-1、ENIG-2及 NiP/PdP/Au(f’NiPdAu”)表面 光製處針對〇·3 mm/sec、20 mm/sec及 1000 mm/sec的球剪 力速度(SRO = 650 μπι)之焊球剪力及破裂模式之一概述; 圖 11 係在 ENIG-1、ENIG-2及 NiP/PdP/Au(’’NiPdAun)表面 光製處針對450 μηι、550 μπι及650 μηι(剪力速度:1〇〇〇 mm/sec)之焊球剪力及破裂模式之一概述, 圖 12係在 ENIG-1、ENIG-2 及 NiP/PdP/AuC’NiPdAu”)表面 光製處針對450 μπι、550 μηι及650 μηι(剪力速度:1〇〇〇 nm/sec)之焊球剪力破裂模式之一概述; 圖 13 係在 ENIG-1、ENIG-2及 NiP/PdP/Au(’’NiPdAu’’)表面 光製處針對5 mm/sec、100 mm/sec及1000 mm/sec的球剪力 速度(SRO : 65 0 μιη)之冷球拉力及破裂模式之一概述; 圖 14係在 ENIG-1、ENIG-2及 NiP/PdP/Au(’’NiPdAu”)表面 光製處針對450 μιη、550 μιη及650 μηι的SRO(拉力速度:5 mm/sec)之冷球拉力及破裂模式之一概述; 圖 15 係在 ENIG-1、ENIG-2及 NiP/PdP/Au(nNiPdAun)表面 光製處針對450 μηι、550 μηι及650 μιη的SRO (拉力速度:5 mm/sec)之冷球拉力破裂模式之一概述; 圖16(包含圖16a與16b)顯示在一回焊(分別係剪力速度: 1000 mm/sec 及拉力速度:5 mm/sec)後在 ENIG-1 (,’ENIG 8%n)、ENIG-2(nENIG 12%,,)、NiP/Pd/Au(,’NiPdAun ;純鈀 128781.doc -43- 200849430 子層)及 NiP/PdP/Au(”NiPd(P)Au” : 5 μηι NiP、0·1 μπι PdP、0.02 μιη Au)表面光製針對650 μηι的SRO條件下之 SRO焊球剪力破裂模式(圖16a)及冷球拉力破裂模式(圖 16b)之一概述; 圖17顯示在因接合故障而出現脆性破裂後之一 NiP/PdP/Au焊球之一斷面之SEM影像,其顯示形成該破裂 介面的(Cu,Ni)6Sn5 IMC之一細節; 圖18顯示在一回焊後當放大2000X(上圖)及放大 5 000X(下圖)時一 NiP/PdP/Au焊球之一斷面之SEM影像, 其顯示以0.05 μιη PdP在一 NiP/PdP/Au光製上形成 (Cu,Ni)6Sn5 IMC ; 圖19顯示在一回焊後當放大2000X(上圖)及放大 5000X(下圖)時一 NiP/PdP/Au焊球之一斷面之SEM影像, 其顯示以0·3 μιη PdP在一 NiP/PdP/Au光製上形成 (Cu,Ni)6Sn5 IMC ; 圖20顯示在五個回焊後當放大2000X(上圖)及放大 5000X(下圖)時一 NiP/PdP/Au焊球之一斷面之SEM影像, 其顯示以0·05 μιη PdP在一 NiP/PdP/Au光製上形成 (Cu,Ni)6Sn5 IMC ; 圖21顯示在五個回焊後當放大2000X(上圖)及放大 5000X(下圖)時一 NiP/PdP/Au焊球之一斷面之SEM影像, 其顯示以0.3 μιη PdP在一 NiP/PdP/Au光製上形成 (Cu,Ni)6Sn5 IMC ; 圖22顯示在五個回焊後當放大2000X(上圖)及放大 128781.doc • 44· 200849430 5000X(下圖)時一 NiP/PdP/Au(純鈀子層)焊球之一斷面之 SEM影像,其顯示以0.1 μπι的純Pd在一NiP/PdP/Au光梦上 形成(Cu,Ni)6Sn5 IMC ; 圖23(包含圖23a與23b)顯示在一回焊後分別藉由s卜外焊 料與藉由Sn-3Ag-0.5Cu焊料焊接的NiP/PdP/Au表面光製上 執行的高速焊球剪力之一比較;圖23a顯示剪力強度 [kgf/mm2]而圖23b顯示能量[mj](力之積分相對於路徑曲 線); 圖24顯示在一回焊後分別藉由Sn_Pb焊料與藉由Sn_3Ag_ 〇.5Cu焊料焊接的NiP/PdP/Au表面光製處之依據圖23的高 速焊球剪力破裂模式之一比較; 圖25(包含圖25a與25b)顯示在五個回焊後分別藉由Sn_pb 焊料與藉由Sn-3Ag-0.5Cu焊料焊接的犯1>/1>肿/八11表面光製 上執行的高速焊球剪力之一比較;圖25a顯示剪力強度 [kgf/mm2]而圖25b顯示能量[mj](力之積分相對於路徑曲 線); 圖26顯示在五個回焊後分別藉由Sn_pb焊料與藉由 3Ag-〇.5Cu焊料焊接的NiP/Pdp/Au表面光製處之依據圖μ 的向速焊球剪力破裂模式之一比較; ,圖包含圖27a與27b)顯示在一回焊後分別藉由 料與藉由Sn-3Ag-〇.5Cu焊料焊接的1>卯/八11表面光製上執行 的高速焊球剪力之一比較;圖27a顯示剪力強度[kgf/_2] 而圖27b顯示能量[mJ](力之積分相對於路徑曲線); 圖28顯示在一回焊後分別藉由Sn-pb焊料與藉由無扑焊 128781.doc -45- 200849430 料焊接的PdP/Αιι表面光製處之依據圖27的高速焊球剪力破 裂模式之一比較; 圖29顯示在一回焊後分別藉由該Sn_Pb焊料與藉由無pb 焊料焊接的PdP/Αιι表面光製處之冷球拉力之一比較; • 圖30顯示在一回焊後分別藉由Sn-Pb焊料與藉由無Pb焊 料焊接的PdP/Αιι表面光製處之依據圖29的冷球拉力破裂模 式之一比較。 f iy 128781.doc -46-
Claims (1)
- 200849430 十、申請專利範圍: κ -種焊接-電路載體之方法,該方法包含: a.提供包含-載體主體與一金屬結構之該電路载體, 该金屬結構係具備一芦 9、、且合件,該層組合件包含至 少第一與第二子層, 卜 '、中吞亥第一子層包含一第一材 料,該第一材料包合禮 3鎳與磷,而該第一子層係與該 金屬結構及該第二子屄 — 丁增接觸,而其中該第二子層句 含一第二材料,該 ^ 弟一材料包含鈀與磷,而該第二 子層係與該第一子層接觸;以及 b·藉由使用一無錯焊料來焊接該電路載體, 其中該第二子層係至少0.1 μιη厚。 2.如請求項1之焊接電路載體之方法,其t該層組合件進 一步包含:第三子層’此外其中該第二子層係與該第三 子層接觸,而其中兮笛_ ^ 甲°亥弟二子層包含一第三材料,該第三 材料係由金或一金合金相 ^ 、’、、、成,而§亥弟三子層係與該第二 子層接觸。 一 3·:二求項 '及2中任-項之焊接電路載體之方法,其中該 第二子層係從10 nm至40 nm厚。 4· 求項以2中任—項之焊接電路載體之方法,其中該 第二子層係至少〇·3 μηι厚。 5’㈣求項1及2中任—項之燁接電路載體之方法,其中該 弟二子層係至多2.0 μηι厚。 6.:請求項1及2中任-項之焊接電路載體之方法,其中該 弟一材科由占重量94%至96%的把與占重量6〇/〇至4%的磷 128781.doc 2008494307·如.月求項1及2中任一項之焊接電路載體之方法,其中該 第一子層係從3 jum至10 μπι厚。 月长員1及2中任一項之焊接電路载體之方法,其中該 第材料由占重量90%至93%的鎳與占重量1〇0/〇至7〇/〇的 鱗組成。9·如請求項⑴中任一項之焊接電路載體之方法,其中該 無鉛焊料係一含Sn之焊料。 1〇·如清求項1及2中任一項之焊接電路載體之方法,其中該 無鉛焊料係一含Sn與Ag之焊料。 11·如請求項1及2中任一項之焊接電路載體之方法,其中該 無錯焊料係從包含以下焊料之一群組中選擇的任一焊 料·含Sn及Ag之焊料、含Sn&Cu之焊料及含sn、^及 Cu之焊料。12.如請求項1及2中任一項之焊接電路載體 在第一及第二層級封裝中形成焊料連接 之方法,其包含 13. 如請求項1及2中任-項之焊接電路载體之方法,其中該 載體主體係由一介電質製成而其中該等金屬結構係銅結 構。 14. 一種包含至少第一與第二子層之層組合件 其中 該第一子層包含一第一材料,嗜 & α丨^人 卞々弟一材料包含鎳與 磷,而該第一子層係與該第二子層接觸;以及 b•該第二子層包含一第二材料, 麟’而该苐二子層係與該第一 17亥弟一材料包含把與 子層接觸,而其中該 128781.doc -2- 200849430 第二子層係至少〇·〗μπι厚。 15·如請求項14之層組合件,其進一步包含一第三子層,其 b·此外該第二子層係與該第三子層接觸;以及 c.該第三子層包含一第三材料,該第三材料係由金或 一金合金組成而該第三子層係與該第二子層接觸。 16·如請求項14及15中任一項之層組合件,其中該第三子層 係從1 0 nm至40 run厚。 胃 17·如請求項14及15中任一項之層組合件,其中該第二子層 係至少0.3 μηι厚。 18·如請求項14及15中任一項之層組合件,其中該第二子層 係至多2·0 μηι厚。 19·如睛求項14及15中任一項之層組合件,其中該第二材料 係由占重量94%至96%的鈀與占重量6%至4%的磷組成。 20.如請求項14及15中任一項之層組合件,其中該第一子層 係從3 μηι至1 0 μιη厚。 21·如請求項14及15中任一項之層組合件,其中該第一材料 係由占重量90%至93%的鎳與占重量10〇/〇至7%的磷組 成。 22· —種形成一如請求項14之包含至少第一與第二子層的層 組合件之方法,該方法包含以下步驟: a·提供包含一載體主體與一在該載體主體之一或兩側 上提供的銅結構之一電路載體; b·在該銅結構上沈積該第一子層;以及 c•在該第一子層上沈積該第二子層。 128781.doc 200849430 23 ·如請求項22之方法,其中該層組合件額外地包含一第二 子層而其中該方法進一步包含 d·在該第二子層上沈積該第三子層。 24. 如請求項23之方法,其中該方法包含藉由無電鍍與浸潰 電鍍之至少一者來沈積該等第一、第二及第三子層2每 一層0 25. 如請求項23及24中任一項之方法,其中該方法包含藉由 讓該電路載體與一含有一金離子源與一錯合劑的溶液接 觸來沈積該第三子層。 26. 如請求項22至24中任一項之方法,其中該方法包含藉由 讓該電路載體與一含有一鈀離子源的溶液及—含有^原 劑的鱗接觸來沈積該第二子層。 27. 如請求項22至24中任—項之方法,其中該方法包含藉由 讓該電路載體與一含有一鎳離子源的溶液及—含有還原 劑的磷接觸來沈積該第一子層。 认一種電路載體,其包含-載體主體與—在該載體主體之 -或兩側上提供的銅結構,該銅結構係塗布有如請求項 14及15令任一項之包含至少第-與第二子層之該層組合 件。 29.如請求項28之電路载體,其令該載體主體之該一側或該 等兩側係具備—保形遮罩’該保形遮罩覆蓋在該載體主 々體之該-側或該等兩铡上的所有區域,但在該一側或該 等兩側上之3亥些在該銅結構上塗布該層組合件的區域除 外0 128781.doc
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