TWI354517B - - Google Patents

Description

1354517 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ‘ 本發日财及—種印刷電路板的保護處理，尤其是全面鐘 錫的處理方法。 【先前技術】 印刷電路板是安置電子零件最常使用的裝置，而傳統 的早層印刷電路板至少具有—絕緣基板與—銅箱層，苴中 該銅箱層糊顯雜刻或其它加工方式形成特定電路圖 案’用以提供電路元件的電氣連接以及散熱等用途。 為防止銅電路圖案在空氣令氧化或受外力而到傷，通 兩在印刷祕板上會塗上一烊阻層（s〇lder㈣对），比如 防嬋綠漆’該防焊綠漆同時具電氣絕緣特性以及相當的機 械強度，因此能防止電氣線路發生短路並防止到傷電路圖 案’而防焊綠漆裸露的區域則供焊接元件用。防焊綠漆的 材料有鯓触倾魏細旨(ThennQ Guml E卿)與紫 外線供烤硬化型丙酸酸__ Curable Acryi 一 般的加工方法是網印、乾膜披覆或結合二者的液態光成像 技術。 此外’銅洛電路圖案還需進一步的表面處理方法，以 產生適合雜f子元件的表面，因為電路__表 電子元件的接腳具有不佳的焊接特性。 傳統印刷電路板的表面處理方法包括電_、電 與無電鑛鎳化金的處理方式，在印刷電路板工業已又用 多年。紐幾年由於成本考量及無鱗料之焊接性問題， 1354517 許多新興的表面處理方式如有機保護膜(Organic Solderability Preservatives，〇sp)、浸鍍銀（Immersi〇n

Silver)、浸鍍錫（Immersi〇n Tin)以及純霧錫(耐仏⑽ 等都快速發展之t ’其巾純霧錫是纽量半導體製造商鍍 層應用的首選。原因是’對於各種電子元件的接腳導線架 而言，霧難程不僅具有良好焊接躲，而且—種低成本 解決方案，不存在習用技術Sn_Ag、Sn_Bi和Sn Cu系統中 的雙合金成份控糊題。祕解決方案得以廣泛應用的另 -個關鍵因素是其供應充足，此因素與上述技術密切相 關。霧錫最4要的優勢在於與舊有的含辦料相容。繁於 世界上許多無财策在執行上存在輯，這種後向兼容仍 較為重要。 /5：鍍銀與次鍍錫的技術，其製造流程相對較為簡單， 主要含銅表面的預清洗、微钱、表面前處理、以及浸鍍等 步驟。其中浸鏟銀的鍍液以硝酸銀為主配方，焊接性良好 且焊點強度也十分可靠。但純絲面在空氣巾易產生硫化 及氧化的現象，所以需在浸鍍槽中添加有機抑制劑，來防 止表面變色的情況。此外，為避免有機銀產生遷移現象 (Silver Migration)，浸鍍液中還需添加表面潤濕劑與 緩衝劑等。 〃 新興的浸鍍錫技術則是以硫脲(Thiourea)為主劑，鍍 液穩定，焊錫性也較佳。不過浸鍍錫過程易造成綠漆變色Λ 或側蝕的問題，焊接後機版墊片與焊點間快速成長之脆性 的介金屬層（IMC)，焊接性將受到影響。對於純錫電鍍層表 面易產生錫鬚（Tin Whisker)的問題，也是浸鍍錫技術的 6 1354517 一大隱憂。 參 參閱圖1 ’習用技術之一次鍍錫方法的印刷電路板結 構圖。利用接著層12將銅箔層安置在絕緣層1〇上，接著 進行顯影蝕刻處理，讓銅箔層形成具電路圖案的電路圖案 層30。利用適當的方法，將焊阻層2〇，比如防焊綠漆，塗 佈在電路圖案層30上，保護電路圖案層3〇，同時留下裸 露的焊接區域供後續焊接電子元件用。最後，利用適當的 鍍錫方法，將裸露的焊接區域鍍上保護性的第一錫層31。 該一次鍍錫方法中的錫會侵蝕焊阻層20與電路圖案 層30的邊緣交接區的銅而形成侵蝕區35，如圖丨所示^ 原，是該交接面的銅與錫會產生電位差，形成局部陰極區 與陽極區’使得金屬銅被氧化層銅離子，造成該部分被侵 蝕掉，進而造成印刷電路板的損壞或甚至短路。 參閱圖2，習用技術之二次鑛錫方法的印刷電路板結 構圖。亥結構圖是被揭露於曰本專利特許謝⑽2的二次 次鍍錫方法是在電路圖案層3°完成後，先 = 整個電路圖案層30上電鐘保護性 3 即第一錫層31包覆住整個電路圖案層 ，如圖2所示。接著進行焊阻層 部分的電路圖案層3〇。最德土隹并楚〃卻处里復盍住 錫展μ 最後進订第二次鍍錫處理，將第二 錫層33覆盍住未被焊阻㈣被覆的區域。第—錫声 ，電路_層30接觸，而會在老化賴烤過財讓電 案層30的銅擴散到第一錫層31内 ° 擴散而來的鋼。第二錫層33包覆第—_ 31，^ϋ有 C S ) 7 1354517 邊緣交接區發生銅被侵蝕的問題。 . 然而，日本專利特許3076342所揭示的二次鍍錫方 法仍有可月b因;阻層在錫液中溶出，而導致錫液壽命縮 短，且受到錫液攻擊之烊阻層，可能產生產品可靠度劣化。 【發明内容】 本發明之主要目的在提供一種印刷電路板鍍錫方法， 包括第一次鍍錫處理、第二次全面鏟錫處理以及焊阻層塗 • 佈處理，產生保護層並避免發生局部侵蝕。在絕緣基板上 所形成的銅電路圖案上，利用第一次鍍錫處理形成第一锡 層’該第-錫層將整個銅電路圖案包覆住而提供保護，經 氮氣供烤’使得第-錫層轉換為界金屬共化物，而使得第 一錫層含有從銅電路圖案擴散而來的銅。接著進行第二次 全面鏟錫處理以形成第二錫層，該第二錫層完全包覆 一錫層，提供優良的焊接特性，用於焊接安置各種電子元 件。最後進行焊阻層塗佈處理，職魏_護的區域用 • 焊阻層覆蓋住，同時提供機械強度以防止外力的刮傷損壞。 本發明的印刷電路板鍍錫方法，可以解決習用技術中 發生局部舰的問題，防止錫進一步攻擊銅，並避免踢鬚 發生。同咖全面性的化錫層可避免銅與印刷電路板中的 防，綠漆、pi(聚乙醯胺）、cover Layer(保護膠）、銀聚片、 接著層、補強板等異質材料交界處之局部電位差發生，進 而提高產品可靠度與使用壽命。並避免因焊阻層在錫 溶出，而導致錫液壽命縮短，及焊阻層表面受到錫液 產生產品可靠度劣化之可能。 1354517 【實施方式】 以下配合®式及元件符號對本發明之實施^式做更詳 .··田的》兒明’俾使熟習该項技藝者在研讀本說明書後能據以 實施。 參閱圖3 ’顯示本發明印刷電路板鍍錫方法的全面鍛 錫結麵。林發_方法巾，包括f —次鍍錫處理、第 二次全面賴處理以及焊阻層塗佈處理，產生保護層並避 免發生局部侵姓。 首先，在絕緣層1〇上藉接著層12而貼附的銅箔，經 適當方法而完成的電路圖案30，進行第-次鍍錫處理形成 f 一錫層3卜該第一錫層31將整個電路圖案3〇包覆住而 提供保護’經氮驗烤’使得騎轉換為界金屬共化 物，而含有從銅電路圖案30擴散而來的銅，亦即第一錫層 31含有銅。接著進行第二:欠全面賴處理⑽成全面性化 的第二錫層33 ’該第二錫層33完全包覆住第—錫層31， 提供優良的焊接特性，用於焊接安置各種電子元件。最後， 進行:tp阻層塗佈處理以形成焊阻層，將需要絕緣保護的 區域用焊阻層20覆蓋住，啊提供麵強度以防止外力的 刮傷損壞。 該第-次賴處理與第二次全面鍍贼理可以使用浸 鑛錫方法、純觸方法或其它麟方法^由於第―錫層31 提供阻障的功能，防止後續的錫進__步攻擊金屬銅，同時 避免錫鬚發生。此外，全面性化的第二錫層33可避免金屬 銅與印刷電路板上的防料漆、ρι(聚乙軸）、c__

Layer(保護朦）、銀聚片、接著詹、補強板等異質材料交界 9 1354517 處之局部電位差發生’進而提高產品可靠度與使用壽命。 • 並避免因焊阻層在錫液中溶出，而導致錫液壽命縮短，及 焊阻層表面受到錫液攻擊，產生產品可靠度劣化之可能。 以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非 企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相 同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍 應包括在本發明意圖保護之範疇。 φ 【圖式簡單說明】 圖1為顯示習用技術之一次鍍錫方法的印刷電路板結構圖。 圖2為顯示習用技術之二次鍍錫方法的印刷電路板結構圖。 圖3為顯示本發明印刷電路板鍍錫方法的全面鍍錫結構圖。 【主要元件符號說明】 10絕緣層 12接著層 20焊阻層（防焊綠漆） 30電路圖案層（銅羯） 31第一錫層 33第二錫層 35侵姓區

Claims (1)

1. 、申請專利範圍： L:種印刷電路板鍍錫方法，用於在包括一絕緣層與一銅 ，路圖案的一印刷電路板上，依序彼覆一第一錫層、一 第二錫層以及一焊阻層，該方法包括： 利用一適當的第一鍍錫方法，在該銅電路圖案的表面 上，形成一第一錫層，包覆住該銅電路圖案的表面； 利用一適當的第二鍍錫方法，形成一第二錫層，包覆住 整個該第一錫層；以及 將一焊阻層塗佈到該第二錫層的部分區域，使得該第二 錫層的裸露區域當作焊接區’用以焊接並安置各種電子 零件’而該焊阻層保護該銅電路圖案。 2. 依據申請專利範圍第1項所述之印刷電路板鑛錫方法， 其中該焊阻層為防焊綠漆。 3. 依據申請專利範圍第1項所述之印刷電路板錢錫方法， 其中該第一鍍錫方法為浸鍍錫方法。 4. 依據申請專利範圍第1項所述之印刷電路板鍍錫方法， 其中"玄第一鍵錫方法為純霧锡方法。 5·依據申請專利範圍第1項所述之印刷電路板鍍錫方法， 其中δ玄第一鑛_錫方法為浸鍛錫方法。 6.依據申請專利範圍第1項所述之印刷電路板鍍錫方法， 其中5亥第一錄锡方法為純霧錫方法。