[发明专利]印刷电路表面抛光、使用方法和由此制成的组件

说明书

本申请涉及印刷电路表面抛光、使用方法和由此制成的组件。一种用于印刷电路板(PCB)和半导体晶片的表面抛光，包含设置在铝或铜导电金属表面上的镍。包含全部或部分含氮分子的阻挡层被沉积在镍层的表面上以制造阻挡层/无电镀镍(BLEN)表面抛光。阻挡层允许焊料在表面抛光上回流。任选地，可以在阻挡层上涂覆金(例如浸金)以生成镍/阻挡层/金(NBG)表面处理。阻挡层的存在使得表面处理比传统的无电镀镍/浸金(ENIG)表面抛光更光滑。阻挡层的存在导致随后施加的焊点比传统的ENIG更强固并且更不容易发生脆断。

本申请是2017年1月9日提交的题为“印刷电路表面抛光、使用方法和由此制成的组件”的中国专利申请201780005794.2的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月8日提交的(档案号为3037-001-02)、名称为“一种为了电子组件的可靠性更好的新颖的无电镀镍/浸金(ENIG)表面抛光”、申请号为No.62/276,485的美国临时专利申请的优先权益；与本文公开没有不一致的程度上，通过引用将其并入本文。

背景技术

表面抛光被施加在印刷电路板(PCB)的铜导体层上。图案化的表面抛光可以起到掩模的作用，以在铜的蚀刻期间保护衬底上的选定图案的铜导体。表面抛光还可以减少或消除铜表面的腐蚀，以确保合适的表面化学作用用于施加焊料并与焊料反应，从而与电子元件进行电和物理连接。

此外，一些表面抛光尤其擅长提供光滑的表面。光滑的表面对于在例如手机、平板电脑和笔记本电脑等高价值产品中安装高密度元件尤其重要。一种对于高密度元件安装特别有吸引力的目前可用的表面抛光是无电镀镍/浸金，通常称为ENIG。

不幸的是，ENIG有一个缺点，就是容易形成脆性焊点。在某些情况下，已经发现称为“黑色焊盘”的情况对应于脆性焊点。脆性焊点可能会失效(特别是在振动和/或冲击载荷下)并导致电子组件和电子组件在其中运行的产品失灵和发生故障。

图1是根据现有技术的ENIG表面处理的侧面剖视图(未按比例)。可以领会的，尽管ENIG的一个主要益处是表面平滑，但无电镀镍106中的深的晶间边界112倾向于引起金层110中的开口以及可能不理想的表面粗糙度。

发明内容

实施例针对镍-阻挡层-金(NBG)电路表面抛光，观察到与常规无电镀镍-浸金(ENIG)表面抛光相比，减少了与腐蚀相关的问题。已经观察到NBG表面抛光可减少公知的影响ENIG的“黑色焊盘”缺陷。实验结果表明，发明人已经实现了表现出改善的鲁棒性的焊点。发明人考虑NBG化学作用和工艺可能会提供更好的电子组件的可靠性。发明人考虑NBG表面化学作用使得便携式电子设备具有改进的冲击和振动能力。

根据一个实施例，NBG表面抛光的阻挡层部分包含在施加薄的金层之前沉积到镍层表面上的全部或部分反应性含氮分子。在各种实施例中，含氮分子可以包含与碳共价结合的伯、仲或叔氮。氮可以作为取代的脂族烃或取代的芳族烃存在。根据一些实施例，氮可以包含取代的硅氧烷，其中氮与硅共价结合，或者氮与碳基共价结合，该碳基与硅共价结合。

根据一个实施例，表面抛光包括包含铜上的无电镀镍层的阻挡层，以及设置在无电镀镍层上的阻挡层，该阻挡层包含沉积在无电镀镍表面上的胺或胺片段。根据一个实施例，电镀镍可以代替无电镀镍。

根据一个实施例，NBG表面抛光被施加到传统的印刷电路板上，例如玻璃纤维增强的环氧树脂(例如FR4)上的铜或聚酰亚胺上的铜。

根据另一个实施例，NBG表面抛光被施加到半导体集成电路的铝导体。

根据一个实施例，阻挡层通过从含水溶剂中化学吸附而沉积到镍层上。

根据另一个实施例，阻挡层通过来自诸如丁烷蒸气的蒸气的含氮分子的凝结而沉积到镍层上。