TW526282B - Laminated structure for electronic equipment and method of electroless gold plating - Google Patents

Description

526282 五、發明說明（1) 【發明領域】 機写m有關於一種具有良好的焊錫焊接性能之電子 機盗用層積構造體及其製造方法，以及用以電子 能提高之無電解鍍金方法。 、焊接性 【習知技術】 金由於不氧化且接觸電阻小，故在電子工 作為對於各種連接器（c〇nnect〇r)或積體電路^ 知子4的電鍍層來使用。具體而言，如在安裝大尺 電路的晶片之合成樹脂製印刷線路基板等之表面， 士 =電解電鍍來形成金被膜。上述之無電解鍍金，亦伴‘ 小型輕量化而以提高所要求的焊錫焊接性能、 使用年來，上述之印刷線路基板，係廣為 須南密度實裝之電子機器、例如手機或數位相機 羽a ί =圖、第1 Β圖及第1 c圖係表示對印刷線路基板施行 I知之無電解鑛金處理步驟之順序。 給Α ί !第1 A圖所不，印刷線路基板係由在環氧樹脂等之絕 一二 上貼合作為電路導體之銅箔2所成。如第1 B圖所 :夕述印刷線路基板上藉由無電解電鍍而形成作為基 ，於=鍍！3。鎳電鍍層3的厚度為2〜5"m左右，其目的 0 2曰鋼泊2與之後所形成的金被膜之間的擴散現象以 及&幵印刷線路基板的強度。 古，^ Γ出在印刷線路基板上形成鎳電鍍層的習知技術 " 寺開平3-39488號公報及特開平8一1 81 432號公

526282 五、發明說明（2) 報。 如第1C圖所示，在辞電鍵声3之 成金被膜4。藉^可^ φ 上精由無電解電鍍形 在已鍍金的印刷線路基板上實 積構^體 件的步驟中，係利用回焊（reflowme J件專之電子零 。—般來說，焊錫焊接時之加熱溫度為 下。50 C左右’而焊錫焊接所f要的時間則糾秒以 產生電：機器用層積構造體進行焊錫焊接時，會 產生以下問通。參照第2A圖及第2B圖來進行說明。 上承t2在電子機器用層積構造體的金被膜4之 之的狀態。金因為跟以錫及錯作為主成份 t錫的相口性極為良好，故很容易熔於焊錫中，並形 ::脆的金屬間化t物。因此，如第2B圖所示，在進行 直接接觸於焊錫球5之金被膜4會瞬間炼入 鉾声3梦而、\果，焊錫就穿過金被膜4而接著於底層之 錄層3。然、而，由於鎳及焊錫之相合性很差，故鋅層3 錫球5之間的焊錫焊接強度的信賴性就會產生問題。 养算密度的小型電子機器中，由於跟其他零 又生衝撞或洛下的危險性很高，故會因衝撞時或落 時之衝擊影響而切斷線路造成功能停止。電子機器一旦變 成不良狀態，就極難修理。 •當電子零件實裝於印刷線路基板時，伴隨著分離型 (discrete type )、晶片零件型、BGA (Bal (以土廿 第6頁 2075-4457-PF.ptd 526282 五、發明說明（3) ，球狀柵極陣列封裝）型等之型態的改變（特別是 ;小型化的改變），焊錫焊接面積亦被要求須儘可能的 因此，在形成鎳層3作為底層電鍍層之習知無電解 =問題法中，就會招致在焊錫焊接強度之信賴性產生障礙 於知=f焊接在印刷線路基板上的零件，由於係接著固定 之Λ，故碰上衝擊、震動及溫度變化 言，亦古去=y '、乏4賴性。以改善上述情形之方法而 i直=供11不形成鎳電鍍層而在印刷線路基板之銅箔2 錫焊；；=昇銀；ί等之情形。在上述情形下，雖然焊 問題，= 〇所導致_2腐钱等之 户故無法滿足提昇接點性能之目的。 採用春^二梭7員域中’當將錢金零件進行焊錫焊接時，禆 才木用先將所欲焊錫焊接 ％订坪蜴坪接時，係 焊接的方法。例如鍍金部份去除後再進行焊錫 中，即非常嚴二勵Γ上二 域中，若由經濟觀步名a / W而，在民生用品的領 度技術及工夫的步i看，則無須採用到需要如上述般高 【發明概要】 t發明之目的係提供一種焊錫 電子機器用層積構造體。 绊接強度具有信賴性的 起因屬鬚之產生或 屙蝕4現象以提高接點性能之 2〇75-4457-PF.ptd 第7頁 526282 五、發明說明（4) 電子機器用層 本發明之 器用層積構造 本發明之 出具有信賴性 在其中一 造體，係包括 包含有錫、銀 並形成於基材 鍵層之上。 錫、銀、 良好，故即使 層，也可令兩 便是伴隨著印 量化而進行高 穩定化。又， 底層電鍍層及 可防止金屬鬚 蝕，而能提高 基材為例 例而言，基材 在另外一 造體，係包括 電解電鍍中成 積構造體。 又一目的是提供一種可製造出上述之電子 體之方法。 再一目的是提供一種以適當的費用就可發揮 的焊錫焊接強度之無電解鍍金方法。 種情形中，依據本發明之電子機器用層積構 :基材，具有主表面；底層電鍍層，由擇自 、鎘、鉛、鋅及鉍的族群中之金屬所構成， 的主表面上；以及金電鍍層，形成於底層電 鎘、鉛、鋅及鉍，由於跟焊錫的相合性皆很 焊錫穿過金電鑛層而接著固定於底層電鍍 者之間維持良好的焊錫焊接強度。因此，即 刷線路基板或其他的各種電子機器的小型輕 密度實裝之際，亦可有助於焊錫焊接品質之 由於在由錫、I、鎘、鉛、鋅或鉍所構成之 金電鍍層之間係形成有薄薄的金化合物，故 之產生或起因於針孔所導致之銅箔等的腐 接點性能。 =·表面具有銅箔之印刷線路基板。以其他 為晶片零件等之電子零件。 種=中，依據本發明之電子機器用層積構 真二3丄具有主表面；底層電鑛層，由在無 為催化，物之金屬所構成，並形成於基材的

526282 五、發明說明（5) 主表面；以及金被膜，係在底 鍍所形成。成為催化毒物之金I鍍層之上利用無電解電 銀、鎘、鉛、鋅及鉍的族群中之:^如·擇自包含有錫、 在其中一種情形中，依據本發明之雷 造體之製造方法，係包括以下步月子機器用層積構 銀、鎘、鉛、鋅及鉍的族群中遥使用擇自包含有錫、 層之電鑛層的步驟，·以及利用^ J =上形成作為底 =成金被膜的步驟。作為底層Si:::層 無電解電鍍中作用為催化毒物。 金屬，係在上述 在其中一種情形中，依墟太路

係包括以下步驟：㈣錫=解鑛金方法， W 4跟在暴材上形成作為 鍍層的步驟；以及利用無電解電鍍於底層電鍍層之I 金被膜的步驟。基材為例如：表面 曰 板，而底層電鑛層係形成於銅有銅"之印刷線路基 在底層電鑛層形成後係以更包括有：將上述基材浸泡 於觸媒賦予處理液中的步驟較佳。金被膜形成步驟，係於 浸泡步驟後進行。觸媒賦予處理液為例如：包括氣化鈀及 鹽酸。

在另外一種情形中’依據本發明之無電解鑛金方法， 係包括以下步驟：使用擇自包含有鎘、鉛、鋅及鉍的族群 中之成為催化毒物的金屬在基材上形成作為底層之電鑛層 的步驟；以及利用無電解電鍍於底層電鍍層之上形成金^ 膜的步驟。 【圖式簡單說明】

526282 發明說明（6) 圖、第1B圖及第lc圖係表示習知 之步驟順序圖。 乃永 焊接步驟中的習知電子機 表示依據本發明之無電解 第2A圖及第2B圖係表示焊錫 器用層積構造體之圖。 第3A圖、第3B圖及第3C圖係 链金方法之一例的步驟順序圖。 【符號說明】 1〜基材、 2〜銅箔、 3〜鎳電鍵層、 4〜金被膜、 5〜焊錫球、 11〜印刷線路基板、 12〜銅箔、 13〜底層電鍍層、 1 4〜金被膜 【較佳實施例的說明】 參照第3 A圖、第3 B圖及第3 C圖，就用以得到電子機器 用層積構造體之製造步驟進行說明。 一首先’如第3A圖所示，預備電鍍對象物之基材。在圖 不之實施例中，係使用印刷線路基板丨丨作為基材。印刷 線路基板11，係在其表面具有銅箔丨2。 如第3 B圖所示，在印刷線路基板11的銅箔丨2之上， 利用例如無電解電鍍來形成作為底層之錫或銀電鍍層丨3。 其次，如第3C圖所示，在底層電鍍層13之上利用無電 解電鍍來形成金之被膜1 4。在印刷線路基板11的無電解 電鍍中’由於在僅有錫或銀之底層的情況下，會有移動 (migration)或產生金屬鬚之虞，故在耐蝕性及接點特

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526282 此’在底層電鍍層13之上形成 五、發明說明（7) 性方面仍會殘留有問題。因 金被膜1 4是必要的。 在由利用無電解電鍍所形成的錫或銀所構成的底層電 鍍層13之上施行無電解鍍金時，會因觸媒毒物或離子化傾 =之差異而無法充分地析出具有光澤之金電鍍層。為了避 =边問題’故以在形成底層電鍍層13之後將印刷線路基 板11浸泡在觸媒賦予處理液中較佳。 二般而言’錫或銀耗在焊錫焊接特性上很優異，但 =7、電解電鑛中就變成會成為觸媒毒物之金屬。因此， ;::;:::層13 之基材— 毒物’而能在上述之金屬之上利用無電解電鑛 若對如上述般所得到的電子機 錫焊接作業，則焊錫球就會穿過=二積構造體進行焊 錫或銀所構成的底層電鑛層13。由=4:接著固定於由 性报優異，故可令兩者之間維持銀跟禪錫的相合 :，由於在底層電鍍層13及金被：之二，焊接強度。此 金化合物，故可防止金屬鬚之間係形成有薄薄的 鋼扣的腐勉等，因而能提高接點：；因於針孔所導致之 以電鍍對象物的基材而古， :可使用例如晶片零件或其：夂：：於印刷線路基板， 成底層電鍍層時，並不限 種電子零件。又，當形 於無電解Μ法，也可採用例如 526282

電鍍法。 以η ΐϋϊ 電解電財會成為觸媒毒物之金屬。 用:ί:ίί而言，可舉例如…錯、辞及叙。亦可利 f之金屬取代錫或銀來作為底層電鍍層使用。就錫、 :著：差=能而言，並未具有特別 ；右考慮對於人的f性而言，則在上述所列舉 的觸媒毒物金屬中’係以錫及銀較佳。 【實驗例】 依照以下之順序，對印刷線路基板施行無電解鍍金。 (1 )將表面具有已圖案化的銅箔之印刷線路基板浸 泡於弱驗性之脫脂液中3分鐘以進行脫脂處理。 (2 )將印刷線路基板置於流水中1分鐘以進行水洗。 (3)在40 C的溫度及30分鐘的條件下，利用無電解 電鑛於印刷線路基板上形成錫電鍍層。錫電鍍層之厚度為 1 · 5 // m 〇 # (4 )將印刷線路基板進行水洗。 (5 )將印刷線路基板浸泡於氣化鈀2克/升、鹽酸15〇 克/升的觸媒賦予處理液中3分鐘。 (6 )將印刷線路基板水洗1分鐘。 (7)在70 C的溫度及10分鐘的條件下，利用無電解 電鍍於印刷線路基板上形成金電鍍層。金電鍍層之厚度為 0 · 0 5 μ m。 (8 )將印刷線路基板進行水洗。 (9 )將印刷線路基板以60 °C的熱風來進行乾燥。 526282 五、發明說明（9) 更進一步，可在相同條杜 錢層來取代上述（3 )步驟之1用…i電^;電鑛形成银電 來作成。 、之後再施行相同的處理 為了破認經由上述步騍斛p ^丨n〆 焊接特性，故使用習知的= = 基板之焊踢 基板當作比較例來觀察焊錫之擴二‘产：】二：：刷線路 印刷線路基板上，將在26〇 t焊^又中所泣。，係在 兄進饤知錫烊接，再確認其擴張的程度。 吻 以在以錫電鍍層作為底層 6 〇秒鐘揑總π枝# L 日< &板上於上述條件下進行 金屬技《烊接時之焊錫擴張面積為100，比較改變底声 金屬時及改變焊錫焊接時間時 k &層 表1所示。 J才之坪錫擴張面積。其結果如 表1 *·~—.— 焊錫焊接jgjg (秒〉

下，：ίΐίΐ驗結果可明顯得知，當在鎳底層的情況 鎳底層 錫底層 銀底層 於此，當在2 =若太短則焊錫焊接特性就會劣化。相對 比在鋅二 > 的=s或銀底層的情況下，焊錫焊接特性就遠 二= 越。此外，在錫底層及銀底層之 ♦接特性並未見到有意義的差。

第13頁 526282 五、發明說明（ίο) 雖然本發明之實施例已參照圖式舉例說明如上，然其 並非用以限定本發明，在不脫離本發明之精神和範圍内， 當可作各種之更動與潤飾。

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Claims (1)

1. 2075-4457-PF.ptd 第15頁 526282 六、申請專利範圍 J屬：J材(11)上形成作為底層之電鍍層⑴）的步 利用無電解電鍍於上述底層電鍍層（1 被膜（1 4 )的步驟。 ’ I上化成金 7·如申請專利範圍第6項所述之電子機器用層積 體之製造方法，其中作為上述底層電鍍層（13)之金 係在上述無電解電鍍中作用為催化毒物。 屬 8· —種無電解鍍金方法，包括以下步驟： 使用錫或銀在基材（11)上形成_底層 (13 )的步驟；以及 又盾 利用無電解電鍍於上述底層電鍍層（1 被膜（1 4 )的步驟。 工形成^ 中 9·如申晴專利範圍第8項所述之無電解鑛金方法，其 h t T 11 i 1 "為表面具有銅^ ( 1 2 )之印刷線路基 板’而上述底層電鍍層（13)係形成於上述鋼箱（12 上0 10·如申請專利範圍第8項所述之無電解鍍金方法，其 中： 又 、，八 在上述底層電鍍層（13)形成後更包括有：將上述基 材（11 )浸泡於觸媒賦予處幾液中的步驟；以及、 ，土 上述金被膜形成步驟係於上述浸泡步驟後進行。 11 ·如申請專利範圍第1 0項所述之無電解鑛金0方法， 其中上述觸媒賦予處理液係包括氯化鈀及鹽酸x。 ’

   2075-4457-PF.ptd 526282 六、申請專利範圍 12· —種無電解鍍金方法，包括以下步驟： 使用擇自包含有鎘、鉛、辞及鉍的族群中之成為催化 毒物的金屬在基材（11)上形成作為底層之電鍍層（13) 的步驟；以及 利用無電解電鍍於上述底層電鍍層（13)之上形成金 被膜（1 4 )的步驟。

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