[发明专利]应用在无芯基板工艺中的电解金或金钯表面终饰

说明书

背景技术

集成电路可以形成在由诸如硅之类的材料制成的半导体晶圆上。半导体晶圆被加工以形成各种电子器件。将晶圆切成半导体芯片（芯片也被称为管芯），随后可以使用各种已知方法将该半导体芯片附接到基板上。基板通常被设计用来将该管芯耦合到印制电路板、插座或其它连接件。该基板也可以执行一个或多个其它功能，包括但不限于，保护、隔离、绝缘、和/或热控制该管芯。传统上，基板形成于由层积多层结构组成的芯，该层积多层结构包括充满环氧树脂材料的玻璃织物层。接触垫和导电迹线形成在结构上，以将管芯电耦合到封装基板所耦合的器件。已研发的无芯基板减小了基板的厚度。在无芯基板中，通常设置了可去除的芯层，导电层和电介质层构建在可去除的芯上，并随后将该芯去除。

可以在无芯基板上提供表面终饰（finish）。表面终饰通常用于保护装配前下层基板的电气连接。例如，如果基板包括铜（Cu）连接，表面终饰可以放置在铜上。如果器件被焊接到基板，表面终饰则会与焊料相互影响。可替换地，表面终饰可恰在焊接操作之前被去除。用于保护铜的典型表面终饰包括镍/钯/金（Ni/Pd/Au）层和有机焊接保护剂（OSP）。镍钯金表面终饰包括在铜上的镍层，在镍上接着是钯层，在钯上接着是金层。镍向铜迁移提供了屏障，并保护铜表面不被氧化。钯用作镍层的氧化屏障。金层用于提高焊接点形成期间的润湿性。OSP表面终饰通常包括水性有机化合物，该水性有机化合物选择性地与铜结合，以形成用于保护铜不被氧化的有机金属层。

当使用无铅焊料将基板耦合到诸如板的结构时，通常使用包括锡、银以及铜的合金（SAC）的锡基焊料。表面终饰对于确保坚固耐用的接点是很重要的。例如，如果表面终饰不能充分保护铜，则可能会发生氧化，并且氧化铜与无铅焊料之间的相互作用会导致形成不合适的接点。而且，根据使用在表面终饰中的材料，可能会发生有害影响接点性能的不期望的反应。

附图说明

参照附图通过示例的方式描述了实施例，该附图并不是按比例绘制的，其中：

图1（A）-图1（N）示出根据特定实施例的用于形成具有表面终饰的无芯基板的处理操作的视图；

图2示出根据特定实施例的具有表面终饰的无芯基板的视图；

图3示出根据特定实施例的用于形成具有表面终饰的无芯基板的装配工艺的流程图；

图4示出根据特定实施例的用于形成具有表面终饰的无芯基板的装配工艺的流程图；

图5（A）-图5（B）示出根据特定实施例的包括具有表面终饰的无芯基板和该无芯基板所接合的基板的组件的形成的视图；

图6示出了实施例可得到应用的电子系统装置。

具体实施方式

如上所述，可以使用无铅SAC焊料和具有镍钯金表面终饰的基板来实现器件与基板之间的当前焊接点形成。用于形成表面终饰的一种传统方法是使用无电镍/钯浸金工艺。在无电镀操作中，不提供电流。在电镀液中通过化学制品来减少金属离子，并且将所期望的金属沉积在所有的表面上。

特定实施例涉及使用不同于无电镀工艺的电解电镀工艺来形成特定层的工艺。第一，电解电镀工艺利用穿过含有溶解了金属离子的溶液的电流，其中被吸引至带电金属表面的离子沉积在该带电金属表面上。第二，使用无电沉积法沉积的金属在结构上为典型的非晶形，而电解沉积的金属在结构上为晶态的。特定实施例所利用的方法是：将临时基板芯电耦合到电源，并随后将不同的表面终饰金属层一个接一个地电解沉积。

图1（A）-图1（N）示出用于形成包括表面终饰层的无芯基板的方法的操作，该表面终饰层包括电解沉积金层和钯层。如图1（A）所示，提供临时基板芯10。该芯10可以由诸如铜之类的金属来形成。图1（B）示出其中具有露出芯10的开口14的图案化抗蚀剂层12的形成。如图1（C）所示，第一铜层16被电解电镀在芯10上。如图1（D）所示，金层18被电解电镀至第一铜层16上。如图1（E）所示，钯层20被电解电镀至金层18上。随后，如图1（F）所示，第二铜层22被电解电镀至钯层20上。此时的制造工艺中，金层18具有与铜层16直接接触的第一表面以及与钯层20直接接触的第二表面。钯层20具有与金层18直接接触的第一表面以及与第二铜层22直接接触的第二表面。