TWI554164B - 配線基板及配線基板之製造方法 - Google Patents

Description

配線基板及配線基板之製造方法

本發明係關於配線基板及配線基板之製造方法。

於具備以Cu或Cu合金所構成之電極的搭載半導體晶片的基板或印刷電路基板等配線基板，為了提升配線基板的頻率，增加配線基板的配線密度，提高配線基板的機能，係廣為採用增層式(build-up)多層配線基板。而為了製品的小型化、薄型化、及輕量化，各家電子機器製造商相競投入配線基板中的電子零件之高密度封裝，使封裝中的多針技術及窄間距技術正急速進步。具體來說，關於印刷配線基板中的電子零件之封裝技術，正由過去的QFP(四方平面封裝(Quad Flat Package))朝區域表面封裝之BGA(球閘陣列封裝(Ball Grid Array))/CSP(晶片尺寸封裝(Chip Size Package))封裝發展。

其中，又以透過中介片將半導體晶片封裝在印刷配線基板上，使設置於印刷配線基板及中介片的銅電極相互藉由焊料球而電連接之FC-BGA(覆晶球閘陣列封裝(Flip Chip-Ball Grid Array))技術，由於與使用金線之焊線的封裝技術相比，係能夠以低成本利用而備受注 目。

為了確實連接設置於中介片及印刷電路板之銅電極，係於前述中介片及前述銅電極施予表面處理。作為前述表面處理，可舉出例如：在對電極表面施予鍍鎳處理後，施加鍍金處理之鍍鎳/金處理。又，近年來由於使用焊料球的封裝技術可靠性高，依序施予鍍鎳處理、鍍鈀處理、及鍍金處理之鍍鎳/鈀/金處理也普及了。特別是於前述鍍敷處理中利用無電鍍敷法之表面處理，因相較於在前述鍍敷處理利用電鍍法之表面處理，係具有在高密度配線之配線基板中不需要配線之佈線的優點，而受到注目。

一般在無電鍍鎳浴中，係包含：作為微量添加劑作用而具有使前述鍍敷浴穩定之效果的Pb，及不僅是作為微量添加劑作用而具有使前述鍍敷浴穩定之效果，亦作為促進劑作用的硫系化合物。這2種微量添加劑，係使Pb或S等在藉由鍍敷處理所形成之無電鍍鎳皮膜中共析，對使用焊料的封裝技術之可靠性，或選擇性沉積(selective deposition)性能等鍍敷處理的各種特性產生影響。

藉由前述鍍敷處理而被包含於無電鍍鎳皮膜中的Pb量係數百ppm。作為關於Pb的環境法規，係設有RoHS(歐盟危害物質限用指令(Restriction of Hazardous Substances))指令。然而，RoHS指令中Pb的上限值為1000ppm，前述無電鍍鎳皮膜並不成為其控管對象。另一方面，亦設有禁止對鍍敷浴有意地添加Pb之JIG(聯合 產業指南(Joint Industry Guideline))的環境法規，能預想到關於Pb的環境法規今後會日趨嚴格。

另一方面，關於焊接封裝材料，正逐漸從被RoHS規定所限制之過去的Sn-Pb系焊料，轉移為不含Pb之焊料。具體來說，可舉出Sn-3Ag-0.5Cu等Sn-Ag-Cu系焊料。

像這樣，鍍敷皮膜及焊料係轉移為各種不含Pb之鍍敷皮膜及焊料。因此，確保配線基板的封裝可靠性係為重要。為了得到配線基板之高封裝可靠性，而對配線基板要求能耐受藉由覆晶(Filp-Chip)封裝等之多層配線的複數次回焊之優良的耐回焊性能，及能耐受在高作業溫度下繼續使用之優良的抗老化性能。

作為具有高封裝可靠性的配線基板，有提案一種配線基板，其係在銅電極上具有：以含有Bi之無電鍍鎳-磷層及無電鍍金層而積層之積層皮膜所構成的鍍敷皮膜(例如日本國特開2000-124571號公報)。

但是，前述無電鍍鎳-磷層，係由於Ni的析出速度慢而P的含量變高。因此，難以得到充分的封裝可靠性。

本發明之目的係提供具有優良的耐回焊性能及抗老化性能，且具有高封裝可靠性的配線基板，及配線基板之製造方法。

本發明的第1態樣之配線基板，係具備以Cu或Cu合金所構成之電極、及具有形成於前述電極上的無 電鍍鎳層、與形成於前述無電鍍鎳層上的無電鍍金層之鍍敷皮膜，前述無電鍍鎳層係Ni、P、Bi、與S共析所形成，且前述無電鍍鎳層中所含之P的含量係5質量%以上小於10質量%，Bi的含量係1~1000質量ppm，S的含量係1~2000質量ppm，S的含量對Bi的含量之質量比(S/Bi)係比1.0大。

又，亦可為前述無電鍍鎳層中之Bi的含量與S的含量之合計係400質量ppm以上。

又，亦可在前述無電鍍鎳層與前述無電鍍金層之間形成無電鍍鈀層。

又，亦可為前述無電鍍鎳層的厚度係0.5μm以上，前述無電鍍鈀層的厚度係0.05~0.2μm，前述無電鍍金層的厚度係0.01~0.5μm。

又，亦可為進一步具備含有Cu且不含Pb，被加熱接合於前述鍍敷皮膜上之焊料，及在前述鍍敷皮膜與前述焊料的接合界面所形成之金屬間化合物層，且前述金屬間化合物層中所含之Ni的元素比率係30at%以下。

關於本發明的第2態樣之配線基板的製造方法，係有關於本發明第的1態樣之配線基板的製造方法，其係藉由使用無電鍍鎳浴之無電鍍鎳處理，在前述電極上形成前述無電鍍鎳層，而該無電鍍鎳浴係含有鎳鹽、含P之還原劑、鉍鹽、及硫系化合物。

關於本發明之態樣的配線基板，係具有優良的耐回焊性能與抗老化性能，封裝可靠性高。

且依據本發明之態樣的配線基板之製造方法，能得到具有優良的耐回焊性能與抗老化性能，且具有高封裝可靠性的配線基板。

1‧‧‧配線基板

10‧‧‧絕緣樹脂基板

12‧‧‧電極

14‧‧‧鍍敷皮膜

14A‧‧‧鍍敷皮膜

16‧‧‧防焊層

18‧‧‧無電鍍鎳層

20‧‧‧無電鍍鈀層

22‧‧‧無電鍍金層

24‧‧‧焊墊

26‧‧‧焊料

28‧‧‧金屬間化合物層

第1圖係顯示關於本發明之一實施形態的配線基板之一例的剖面圖。

第2圖係放大第1圖的鍍敷皮膜部分之剖面圖。

第3圖係顯示第2圖的焊料封裝於配線基板的情形之剖面圖。

第4圖係顯示本發明之一實施形態的配線基板之其他例的放大剖面圖。

第5圖係觀察實施例1之焊料封裝後的鍍敷皮膜與焊料之接合界面的反射電子影像。

第6圖係觀察比較例2之焊料封裝後的鍍敷皮膜與焊料之接合界面的反射電子影像。

第7圖係觀察比較例3之焊封裝後的鍍敷皮膜與焊料之接合界面的反射電子影像。

第8圖係觀察比較例4之焊封裝後的鍍敷皮膜與焊料之接合界面的反射電子影像。

[較佳實施態樣]

<配線基板>

關於本發明之一實施形態的配線基板，係具有以Cu或Cu合金所構成之電極，及形成於前述電極上的鍍敷皮 膜。前述鍍敷皮膜係具有形成於前述電極上的無電鍍鎳層，及形成於前述無電鍍鎳層上的無電鍍金層之積層皮膜。本發明中，「於無電鍍鎳層上形成無電鍍金層」係包含在無電鍍鎳層上直接形成無電鍍金層之形態，及在無電鍍鎳層上形成如無電鍍鈀層之其他層，而於該其他層上形成無電鍍金層，以間接在無電鍍鎳層上方形成無電鍍金層之形態。

以下顯示關於本發明之一實施形態的配線基板之一例來詳細說明。第1圖係顯示關於本實施形態之配線基板的一例之配線基板1的剖面圖。

配線基板1係如第1圖所示，具有絕緣樹脂基板10、形成於絕緣樹脂基板10上的電極12、形成於電極12上的鍍敷皮膜14、及保護電極12之防焊層16。

鍍敷皮膜14係形成在電極12中之焊料接合部分之焊墊24的表面。鍍敷皮膜14係如第2圖所示，由接近電極12的位置起，依序積層有無電鍍鎳層18、無電鍍鈀層20、及無電鍍金層22之積層皮膜。

作為形成絕緣樹脂基板10之絕緣樹脂，可列舉出例如：玻璃環氧樹脂、紙環氧樹脂、紙酚醛樹脂、聚醯亞胺、及聚酯薄膜等。

電極12係以Cu或Cu合金所構成之電極，形成規定之電子回路。作為Cu合金，可列舉出例如：由Zn、Ni、Sn、Fe、Cr、Mg、Si、或P等及Cu所構成之合金等。

電極12能以減成法、半加成法、或加成法等習知方法來形成。

又，電極12係被防焊層16被覆保護。而焊料接合部分之焊墊24則未被防焊層16被覆。防焊層16係可藉由網版印刷法、或光蝕刻法等習知方法塗布防焊劑來形成。

無電鍍鎳層18係以無電鍍鎳處理，藉由Ni、P、Bi、與S共析所形成。

本發明之無電鍍鎳層18中，P的含量為5質量%以上小於10質量%，Bi的含量為1~1000質量ppm，S的含量為1~2000質量ppm。又，S的含量對Bi的含量之質量比(S/Bi)係比1.0大。藉此，能得到配線基板的優良的耐回焊性能及抗老化性能。其結果，能得到配線基板的高封裝可靠性。能獲得到如此效果的因素被認為如下。

於焊料封裝中，在焊料的加熱接合時，如第3圖所示，係藉由無電鍍鎳層18中所含有的Ni，以及焊料26中所含有的Cu與Sn，而在鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面，形成以(Cu,Ni)6Sn5等金屬間化合物所構成之金屬間化合物層28。無電鍍鈀層20中所含有的Pd及無電鍍金層22中所含有的Au係溶解於焊料26中。此時，無電鍍鎳層18中所含有的Ni係大量溶解於焊料26中。伴隨於此，在接近鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面之位置，無電鍍鎳層18中所含有的P被濃縮，形成強度低的富磷層。因此，配線基板的封裝可靠性降低。

而本發明中，無電鍍鎳層18中所含有的P、Bi、及S的含量，以及Bi與S的比率係在特定範圍。因此，在焊料封裝之際，Ni不過度地溶解於焊料中，而均勻 地形成以Cu、Ni、及Sn所構成之高密度的金屬間化合物層。因此，即使在實施複數次回焊的情形下，Ni的擴散也被抑制。其結果，在接近鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面之位置，富磷層的形成被抑制，而能得到配線基板的高封裝可靠性。又，焊料封裝時Bi溶解於焊料26中，形成凝固核。藉此，焊料主體中所含有的Ag-Sn合金(Ag3Sn)係被細微地分散於焊料主體中，使Ag-Sn合金(Ag3Sn)的粗大化被抑制。其結果，能得到即便在高作業溫度下繼續使用也具有優良的封裝可靠性之配線基板。

無電鍍鎳層18中所含有的P的含量為5質量%以上小於10質量%，較佳為5.3~8.5質量%，更佳為5.7~8.0質量%。

在前述P的含量係下限值以上之情形，在形成無電鍍鈀層20及無電鍍金層22時，無電鍍鎳層18更難以被腐蝕。而在前述P含量上限值以下之情形，於焊接封裝時，不易在鍍敷皮膜14與焊料26之接合界面形成富磷層，使配線基板的封裝可靠性提升。

無電鍍鎳層18中所含之Bi的含量為1~1000質量ppm，較佳為100~500質量ppm，更佳為120~400質量ppm。

在前述Bi的含量係下限值以上之情形，不易在鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面生成氣泡(void)，而配線基板的封裝可靠性提高。在前述Bi的含量係上限值以下之情形，於焊料封裝時溶解在焊料中的Bi不易在焊料主體中粗大地結晶，藉此，配線基板的耐衝撃性提高。

無電鍍鎳層18中所含之S的含量為1~2000質量ppm，較佳為250~1500質量ppm，更佳為300~1100質量ppm。

在前述S的含量係下限值以上之情形，無電鍍鎳層18中所含之P的含量更降低。因此，即便在使用不含Pb之焊料的封裝中，易不易於鍍敷皮膜14與焊料26之接合界面形成富磷層，而配線基板的封裝可靠性提高。在前述S的含量係上限值以下之情形，於焊料封裝時溶解於焊料中的Ni之溶解量更降低。因此，金屬間化合物層28變得更薄，又，由於變得更難在鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面形成氣泡，配線基板的封裝可靠性提高。

無電鍍鎳層18中所含有的Ni含量較佳為89.7~95.0質量%，更佳為91.3~94.7質量%，再更佳為91.9~94.3質量%。

為了提升配線基板的封裝可靠性，無電鍍鎳層18中所含之S的含量對Bi的含量之質量比(S/Bi)較佳為2.0以上。又，由於S對Bi之比率的過度提升，會使焊料潤濕性降低，故前述質量比(S/Bi)較佳為2000以下，更佳為10.0以下，再更佳為3.0以下。

又，無電鍍鎳層18中之Bi的含量與S的含量之合計，較佳為400質量ppm以上。此情形，於焊接封裝時，容易均勻地形成以Cu、Ni、與Sn所構成之高密度的金屬間化合物層28。因此，能得到配線基板之更優良的耐回焊性能及抗老化性能。

為了提升配線基板的封裝可靠性，前述Bi的 含量與S的含量之合計，更佳為1000質量ppm以上。又，藉由增加鍍敷浴中的鉍鹽濃度及硫系化合物濃度，容易抑制鍍敷皮膜硬度的過度增大。因此，前述Bi的含量與S的含量之合計較佳為3000質量ppm以下，更佳為1500質量ppm以下。

無電鍍鎳層18，在不損害本發明之效果的範圍內，也可包含與Ni、P、Bi、或S不同之其他元素。亦即，也可為Ni、P、Bi、與S，以及與Ni、P、Bi或S不同的其他元素所共析形成之層。

作為前述其他元素，可列舉出例如：C或H等。C係作為錯合物或緩衝劑、H係作為還原劑的分解物而共析。

無電鍍鎳層18的厚度較佳為0.5μm以上，更佳為3~5μm。

在無電鍍鎳層18的厚度係下限值以上之情形，容易形成厚度均勻的鍍敷皮膜14。因此，Cu6Sn5、或Cu3Sn等Cu-Sn系金屬間化合物不易混入藉由焊料封裝所形成之金屬間化合物層28。因此，容易形成具有以(Cu,Ni)6Sn5等Cu-Ni-Sn系金屬間化合物所構成之均勻的組成之金屬間化合物層28，而配線基板的封裝可靠性提高。又，無電鍍鎳層18的厚度比5μm厚的情形，因配線基板的性質幾乎不變化，能夠較形成厚度5μm以下的無電鍍鎳層18，縮短鍍敷時間。

作為形成無電鍍鈀層20之方法，可列舉出例如：習知的使用無電鍍鈀-磷之方法，或使用無電鍍純鈀 之方法。然而，非特別限定為這2個方法。

無電鍍鈀層20的厚度較佳為0.05~0.2μm，更佳為0.06~0.15μm。

無電鍍鈀層20的厚度係下限值以上之情形，於焊料封裝時，無電鍍鎳層18中所含之Ni溶解於焊料中的時間更縮短。結果，在接近鍍敷皮膜14與焊料26之接合界面的位置，難以形成富磷層。因此，配線基板的封裝可靠性提高。而無電鍍鈀層20的厚度係上限值以下之情形，於焊料封裝時Pd容易溶解於焊料中，在焊料封裝後，Pd難以作為皮膜殘存在鍍敷皮膜14與焊料26之接合界面。結果，配線基板的封裝可靠性提高。

作為形成無電鍍金層22之方法，可列舉出：藉由取代鍍金之方法、藉由取代還原鍍金之方法、及藉由還原鍍金之方法。然而，不特別限定為這3個方法。

為了確保充分的焊料潤濕性，無電鍍金層22的厚度較佳為0.01~0.5μm，更佳為0.02~0.1μm。無電鍍金層22的厚度係上限值以下之情形，鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面之金屬間化合物的偏析容易被抑制，而配線基板的封裝可靠性提高。

本實施形態的配線基板係藉由焊料封裝，讓含有Cu且不含Pb之焊料26被加熱接合在鍍敷皮膜14上。於鍍敷皮膜14與焊料26的接合界面形成之金屬間化合物層28中所含有的Ni的元素比率較佳為30at%以下。

此結果，係因能得到配線基板之優良的耐回焊性能及抗老化性能，而使配線基板的封裝可靠性進一 步提升。

為了得到配線基板之更優良的耐回焊性能及抗老化性能，前述Ni的元素比率更佳為20at%以下，再更佳為15at%以下。又，為了能容易地形成具有以(Cu,Ni)6Sn5等Cu-Ni-Sn系金屬間化合物所構成之均勻組成的金屬間化合物層28，前述Ni的元素比率較佳為5at%以上，更佳為10at%以上。

作為含有Cu且不含Pb之焊料，可列舉出例如含有Sn及Cu，且包含Ag、Bi、In、Ge、Ni、及P中之至少1種以上的元素之焊料。具體來說可列舉出：Sn-3Ag-0.5Cu、Sn-3.5Ag-0.75Cu、Sn-40Bi-0.1Cu、Sn-2Ag-0.5Cu-2Bi、Sn-1Ag-0.1Cu-In-Ni、Sn-3.5Ag-0.5Cu-Ni-Ge、Sn-0.7Cu-0.03Ni-P等。

<配線基板之製造方法>

以下，作為本實施形態之配線基板之製造方法的一例，說明關於前述配線基板1的製造方法。作為配線基板1之製造方法，可舉出具有下述無電鍍鎳步驟、無電鍍鈀步驟、及無電鍍金步驟之方法。

無電鍍鎳步驟：藉由使用包含鎳鹽、含有P之還原劑、鉍鹽、及硫系化合物之無電鍍鎳浴的無電鍍鎳處理，於電極12上形成無電鍍鎳層18之步驟。

無電鍍鈀步驟：藉由無電鍍鈀處理，於無電鍍鎳層18上形成無電鍍鈀層20之步驟。

無電鍍金步驟：藉由無電鍍金處理，於無電鍍鈀層20上形成無電鍍金層22之步驟。

(無電鍍鎳步驟)

將以絕緣樹脂基板10、形成於絕緣樹脂基板10上之電極12、及被覆電極12且未被覆焊墊24之防焊層16所構成之配線基板前體，浸漬於溶解鎳鹽、含有P之還原劑、鉍鹽、及硫系化合物於水之無電鍍鎳浴中。藉此，藉由還原劑的作用，Ni、P、Bi、與S於電極12上共析，而於電極12上形成無電鍍鎳層18。

作為鎳鹽，可列舉出例如：硫酸鎳、氯化鎳、胺磺酸鎳、或次亞磷酸鎳等。其中，硫酸鎳的鎳濃度係藉由滴定來簡單地測定。而這些鎳鹽中以硫酸鎳之鎳濃度之管理最簡單。因此，較佳為硫酸鎳。

能單獨使用此等鎳鹽中的1種，也能併用此等鎳鹽的2種以上。

與二甲胺硼烷或聯氨等還原劑相比，含有P之還原劑在成本及操作性上係有利。又，藉由含有P之還原劑之分解，共析之P於無電鍍鎳皮膜共析，而無電鍍鎳皮膜係可得到耐腐蝕性。因此，防止取代鍍金處理時之無電鍍鎳皮膜的過度氧化。作為含有P之還原劑可列舉出例如：亞磷酸鈉或次亞磷酸鈉等。其中，又較佳為對鎳離子具有強還原作用之次亞磷酸鈉。能單獨使用含有P之此等還原劑中的1種，也能併用含有P之此等還原劑的2種以上。

作為鉍鹽，可列舉出例如：硝酸鉍、氧化鉍、或氯化鉍等。能單獨使用此等鉍鹽中的1種，也能併用此等鉍鹽的2種以上。

作為硫系化合物，可列舉出例如：硫脲、硫代硫酸鹽、二硫化物、或硫醇等、或此等之衍生物等。能單獨使用此等硫系化合物中的1種，也能併用此等硫系化合物的2種以上。

無電鍍鎳浴也可包含與鎳鹽、還原劑、鉍鹽、或硫系化合物不同之錯合劑、或緩衝劑等其他成分。作為錯合劑，可列舉出例如：乙酸、乳酸、乙二酸、丙二酸、或蘋果酸等。又，作為緩衝劑，可列舉出例如：甲酸、乙酸、乙二酸、丁二酸、丙二酸、乳酸、或檸檬酸等。

無電鍍鎳浴中所含有的鎳鹽之含量較佳為5~6g/L。前述鎳鹽的含量為下限值以上之情形，係容易達成適當的鍍敷速度。而前述鎳鹽的含量為上限值以下的情形，則容易抑制鍍敷速度之過度上升。

無電鍍鎳浴中所含的含有P之還原劑的含量較佳為20~30g/L。前述還原劑的含量為下限值以上之情形，係於無電鍍鈀步驟及無電鍍金步驟中，容易形成難被腐蝕之無電鍍鎳層18。而前述還原劑的含量為上限值以下的情形，則容易在焊料封裝時，在接近鍍敷皮膜及焊料的接合界面之位置形成難以形成富磷層的鍍敷皮膜14。

如前述般，決定無電鍍鎳浴中所含有的鉍鹽的含量、硫系化合物的含量、以及鉍鹽及硫化合物的比率，使Ni、P、Bi、與S共析所形成之無電鍍鎳層中之P的含量成為如5質量%以上小於10質量%、Bi的含量成為 如1~1000質量ppm、S的含量成為如1~2000質量ppm，又，使S的含量對Bi的含量之質量比(S/Bi)成為如比1.0大之值，又，使Bi的含量與S的含量之合計成為如400質量ppm以上。藉由鉍鹽及硫化合物的濃度調節，鍍敷的反應速度會改變。藉此，可調節無電鍍鎳層所含的鉍鹽之含量、硫系化合物之含量、以及鉍鹽及硫化合物之比率。鉍鹽及硫化合物的濃度，藉由無電鍍鎳浴中所含的其他成分之濃度、雜質濃度、溫度、或撹拌速度等的調節來適當調節即可。

於無電鍍鎳的無電鍍鎳浴之溫度較佳為75~95℃。

(無電鍍鈀步驟)

將以絕緣樹脂基板10、形成於絕緣樹脂基板10上之電極12、及形成於電極12的表面上之無電鍍鎳層18所構成之配線基板前體浸漬於無電鍍鈀浴，在無電鍍鎳層18上形成無電鍍鈀層20。

無電鍍鈀未特別限制，使用無電鍍鈀-磷、或無電鍍純鈀等均可。

(無電鍍金步驟)

將以前述絕緣樹脂基板10、形成於前述絕緣樹脂基板10上之前述電極12、形成於前述電極12的表面上之無電鍍鎳層18、及無電鍍鈀層20所構成之配線基板前體浸漬於無電鍍金浴，在無電鍍鈀層20上形成無電鍍金層22。

無電鍍金未特別限制，亦可使用取代鍍金、取代還原鍍金、或還原鍍金等。

以上所說明之本實施形態的配線基板，係具有藉由具有無電鍍鎳層之積層皮膜所構成之鍍敷皮膜。無電鍍鎳層，係特定量的P、Bi、與S共析所形成。無電鍍鎳層中之Bi的含量與S的含量之比率係特定的比率。藉此，因能得到配線基板之充分的耐回焊性能及優良的抗老化性能，而能得到配線基板之高封裝可靠性。

再者，本發明之配線基板並非限定於有關上述實施形態之配線基板1。

例如，本發明之配線基板的鍍敷皮膜也可沒有無電鍍鈀層。具體來說，本發明之配線基板也可為第4圖所例示之配線基板2。關於第4圖所例示之配線基板2中，與第2圖所例示之配線基板1的構成部分相同之構成部分，係附上與第2圖中的符號相同之符號，並省略說明。

配線基板2，係在接近電極12的位置，具有以積層了無電鍍鎳層18及無電鍍金層22之積層皮膜所構成之鍍敷皮膜14A，來替代配線基板1中的鍍敷皮膜14。然而，配線基板1及配線基板2中，非鍍敷皮膜之其他構成部分係相同。配線基板2中，無電鍍鎳層18之P、Bi、與S的含量，以及Bi與S的含量比率，也在前述特定範圍。因此，能得到配線基板之優良的耐回焊性能及抗老化性能。

若比對配線基板1及配線基板2，因配線基板1能得到比配線基板2高的封裝可靠性，故較佳為具有具無電鍍鈀層20之鍍敷皮膜14的配線基板1。

[實施例]

下面藉由實施例詳細說明本發明，但本發明不受以下之記載限定。

[製造例1]

對以玻璃環氧樹脂所構成之厚度0.8mm的絕緣樹脂基板，實施無電鍍銅及電鍍銅，藉由減成法形成銅圖案。接下來，以防焊劑(商品名「AUS308」，太陽油墨公司製)被覆電極之非焊墊(焊墊徑：直徑300μm)的其他構成部分，得到具有銅電極之配線基板-1。

[實施例1]

使用於水溶解硫酸鎳(20g/L)、還原劑之次亞磷酸鈉(20g/L)、錯合劑之乳酸(30g/L)、鉍鹽之硝酸鉍、及硫系化合物之硫脲的無電鍍鎳浴(浴溫81℃)，在前述配線基板-1的焊墊上形成厚度3μm的無電鍍鎳層。

接下來，使用包含四胺化鈀(Pd為0.8g/L)、次亞磷酸鈉(10g/L)、硝酸鉍(2mg/L)、及磷酸(10g/L)之無電鍍鈀浴(浴溫43℃)，在前述無電鍍鎳層上形成厚度0.1μm的無電鍍鈀層。

接下來，使用含氰化金鉀(Au為1.0g/L)、硫代硫酸(1mg/L)、檸檬酸(25g/L)、及磷酸(10g/L)之無電鍍金浴(浴溫86℃)，在前述無電鍍鈀層上形成厚度0.05μm的無電鍍金層，形成在焊墊上積層了無電鍍鎳層/無電鍍鈀層/無電鍍金層之鍍敷皮膜。

藉由螢光X線膜厚計(裝置名「SEA5100」，SII Nanotechnology公司製)、燃燒-庫倫法、及ICP(感應耦合 電漿(Inductively Coupled Plasma))-MS(質譜儀(Mass Spectroscopy))分析法分別測定所形成的無電鍍鎳層中所含之P、S、及Bi的各含量。其結果，P的含量為5.80質量%，S的含量為1000質量ppm，Bi的含量為340質量ppm。又，所形成的無電鍍鈀層中所含之P的含量為4質量%。

[實施例2]

調節無電鍍鎳浴所含有的各成分量，藉由與實施例1相同之方法，在配線基板-1的焊墊上，形成具有示於表1之組成的無電鍍鎳層之3層結構的鍍敷皮膜。

[比較例1~4]

調節無電鍍鎳浴中的各成分量，藉由與實施例1相同之方法，在配線基板-1的焊墊上，形成具有示於表1之組成的無電鍍鎳層之3層結構的鍍敷皮膜。

此外，在比較例1，因在鍍敷過程中無電鍍鎳浴中所含有的成分係自體分解之故，未能形成鍍敷皮膜。

[參考例1]

使用硝酸鉛取代鉍鹽，調整無電鍍鎳浴中所含有的成分量，形成具有示於表1之組成的無電鍍鎳層之3層結構的鍍敷皮膜。

[評價方法]

對在下述回焊試驗(1)、(2)，以及老化試驗(1)、(2)所製作之各測試材料，使用耐衝撃性高速焊接強度測試儀4000HS(DAGE公司製)實施高速剪切試驗，測定焊料接合強度。又，確認高速剪切試驗後的破壞狀態，求取焊 料破壞率(在比金屬間化合物層還上方所形成的焊料發生破壞的比例)，評價配線基板的封裝可靠性。此外，焊料破壞率越高，即意指焊料與鍍敷皮膜的接合強度越高，以及配線基板的封裝可靠性越高。

(回焊試驗(1))

製作10個：於在前述配線基板-1的焊墊上所形成之鍍敷皮膜上，設置以Sn-3Ag-0.5Cu所構成之直徑350μm的焊料球，以峰值溫度240℃回焊1次所製作的測試材料。

(回焊試驗(2))

製作10個：於在前述配線基板-1的焊墊上形成之鍍敷皮膜上，設置以Sn-3Ag-0.5Cu所構成之直徑350μm的焊料球，以峰值溫度240℃回焊5次所製作的測試材料。

(老化試驗(1))

製作10個：與前述回焊試驗(1)同樣地進行1次回焊後，於120℃保持加熱1週所製作的測試材料。

(老化試驗(2))

製作10個：與前述回焊試驗(1)同樣地進行1次回焊後，於120℃保持加熱3週所製作的測試材料。

關於實施例1、2、比較例1~4、及參考例1，將無電鍍鎳層之組成，及配線基板的封裝可靠性之評價結果示於表1。又，將以EPMA-1610(島津製作所製)拍攝之實施例1及比較例2~4的測試材料之鍍敷皮膜與焊料的接合界面之反射電子影像示於第5~8圖。

如表1所示，在實施例1及2的配線基板，於全部的回焊試驗及老化試驗中顯示充分的接合強度及高焊料破壞率，耐回焊性能及抗老化性能均優良。又，與具有含Pb之無電鍍鎳層之參考例1的配線基板相比，實施例1及2的配線基板係顯示與參考例1的配線基板同等或比參考例1的配線基板優良之耐回焊性能及抗老化性能。又，如第5圖所示，在實施例1之焊料封裝後的配線基板，係形成有厚度均勻的金屬間化合物層。

另一方面，於無電鍍鎳層不含Bi之比較例2，1次回焊(回焊試驗(1))的焊料破壞率係30%。又，在老化試驗(2)的焊料破壞率低。因此，與參考例1的配線基板相比，比較例2的耐回焊性能及抗老化性能均惡劣。而在無電鍍鎳層所含之S及Bi的質量比(S/Bi)係1.0以下之比較例3及4，於回焊試驗(2)的焊料破壞率低，無法得到 充分的抗老化性能。

又，如第6~8圖所示，於比較例3及4係形成有某程度的厚度均勻之金屬間化合物層，而在比較例2觀察到金屬間化合物的偏析。

[實施例3及4]

除去實施無電鍍鈀，與實施例1及2同樣地進行(不實施無電鍍鈀)，而在焊墊上形成積層了無電鍍鎳層/無電鍍金層之2層結構的鍍敷皮膜。

[比較例5]

除去實施無電鍍鈀，與比較例2同樣地進行(不實施無電鍍鈀)，而在焊墊上形成積層了無電鍍鎳層/無電鍍金層之2層結構的鍍敷皮膜。

[參考例2]

除去實施無電鍍鈀，與參考例1同樣地進行(不實施無電鍍鈀)，而在焊墊上形成積層了無電鍍鎳層/無電鍍金層之2層結構的鍍敷皮膜。

[金屬間化合物層之分析]

於實施例3、4、比較例5、及參考例2的配線基板之鍍敷皮膜上，設置以Sn-3Ag-0.5Cu所構成之直徑350μm的焊料球，以峰值溫度240℃回焊5次。然後做出剖面，藉由EPMA(電子微探儀(Electron Probe X-ray Micro Analyzer))測定形成於鍍敷皮膜與焊料之接合界面的金屬間化合物層的元素比率。

將其結果示於表2。

如表2所示，與具有不含Bi之無電鍍鎳層的比較例2之配線基板及具有不含Bi但含有Pb之無電鍍鎳層的參考例2之配線基板相比，實施例3及4的配線基板係金屬間化合物層中的Ni的比率低。此係顯示了，在實施例3及4的配線基板中，與比較例2的配線基板及參考例2的配線基板相比，在接近鍍敷皮膜與焊料之接合界面的位置之富磷層的形成係被抑制而封裝可靠性高。

1‧‧‧配線基板

10‧‧‧絕緣樹脂基板

12‧‧‧電極

14‧‧‧鍍敷皮膜

18‧‧‧無電鍍鎳層

20‧‧‧無電鍍鈀層

22‧‧‧無電鍍金層

24‧‧‧焊墊

Claims (5)

1. 一種配線基板，其係具備：以Cu或Cu合金所構成之電極，及具有形成於前述電極上的無電鍍鎳層，與形成於前述無電鍍鎳層上的無電鍍金層之鍍敷皮膜，該無電鍍鎳層係Ni、P、Bi、與S共析所形成，該無電鍍鎳層中所含有的P的含量係5質量%以上小於10質量%，Bi的含量係1~1000質量ppm，S的含量係1~2000質量ppm，S的含量對Bi的含量之質量比(S/Bi)係比1.0大，該無電鍍鎳層中之Bi的含量與S的含量之合計係400質量ppm以上。
2. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其中在該無電鍍鎳層與該無電鍍金層之間係形成有無電鍍鈀層。
3. 如申請專利範圍第2項之配線基板，其中該無電鍍鎳層的厚度係0.5μm以上，該無電鍍鈀層的厚度係0.05~0.2μm，該無電鍍金層的厚度係0.01~0.5μm。
4. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其係進一步具備：含有Cu且不含Pb，加熱接合於該鍍敷皮膜上之焊料，與形成於該鍍敷皮膜與該焊料之接合界面的金屬間化合物層，該金屬間化合物層中所含有的Ni的元素比率係30at%以下。
5. 一種如申請專利範圍第1項之配線基板之製造方法，其係藉由使用無電鍍鎳浴之無電鍍鎳處理，在該電極上 形成該無電鍍鎳層，而該無電鍍鎳浴係含有鎳鹽、含P之還原劑、鉍鹽、及硫系化合物。