表面镀层和包括该表面镀层的半导体封装件的制作方法
【技术领域】
[0001]发明构思的示例性实施例涉及半导体封装领域，具体地讲，涉及一种表面镀层、一种包括该表面镀层的半导体封装件以及一种制造包括该表面镀层的半导体封装件的方法。
【背景技术】
[0002]通常，集成电路(IC)芯片与印刷电路板(PCB)的接合技术可以分为通孔插装技术(THT)和表面贴装技术(SMT)。随着电子装置向小型化和轻薄化发展，电子器件变得高度集成，能够节省PCB空间的SMT逐渐发展成为主要的封装技术。
[0003]图1示出根据现有技术利用SMT将球栅阵列(BGA)封装件接合到PCB而形成的封装结构。参照图1，封装结构包括BGA封装件I和PCB 2。BGA封装件I包括:基底10 ;裸片置盘20，设置在基底10上；裸片30，通过粘附剂31附于裸片置盘20 ;引线40，将裸片30电连接到基底10 ；以及密封剂50，覆盖在裸片30上方以密封整个BGA封装件。BGA封装件I通过设置在基底10下表面上的多个焊点3结合到PCB 2。
[0004]在PCB 2的与焊料连接的表面上，覆盖有一些表面镀层。这些表面镀层可以防止印刷电路板的布线图案发生氧化，以提高焊料与印刷电路板之间焊接结合的牢固性和可靠性。
[0005]图2示出根据现有技术的用于印刷电路板的表面镀层。如图2所示，PCB3的铜(Cu)布线图案的表面镀覆有镍(Ni)和金(Au)，其中，Ni层31和Au层32顺序地覆盖在Cu布线30上方。在这种情况下，Ni/Au表面镀层在热循环(Thermal cycle)环境下的焊接可靠性较好，但由于使用了价格昂贵的Au导致成本较高。
[0006]图3示出根据现有技术的用于另一个印刷电路板的表面镀层。如图3所示，PCB 4的Cu布线图案的表面涂覆有机保焊剂(OSP)，OSP层41直接覆盖在Cu布线40上方。在这种情况下，虽然使用OSP表面镀层的成本比使用Ni/Au表面镀层的成本低，但是热循环可靠性差。
[0007]在该【背景技术】部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此，以上信息可能包含不形成对于本领域技术人员来说在该国家已经知晓的现有技术的信息。
【发明内容】
[0008]发明构思的示例性实施例提供一种能够同时实现低成本和改善的热循环可靠性的包括铜和有机保焊剂的表面镀层、一种包括该表面镀层的半导体封装件以及一种制造包括该表面镀层的半导体封装件的方法。
[0009]发明构思的一方面，提供一种表面镀层。所述表面镀层包括:第一金属镀覆层，覆盖在被保护的材料上；第二金属镀覆层，形成在所述第一金属镀覆层上；以及有机保焊剂层，形成在所述第二金属镀覆层上，其中，所述第二金属镀覆层包括铜。
[0010]根据示例性实施例，所述第二金属镀覆层中的铜可以在焊接时完全熔入到焊料中。
[0011]根据示例性实施例，所述被保护的材料可以为设置在印刷电路板上并将与焊料连接的布线图案。
[0012]根据示例性实施例，所述第二金属镀覆层的厚度可以在0.05 ym至2 ym的范围内。
[0013]根据示例性实施例，所述第二金属镀覆层的厚度可以在0.15 ym至0.95 μ m的范围内。
[0014]根据示例性实施例，所述第一金属镀覆层可以包括镍。
[0015]根据示例性实施例，包括在所述第一金属镀覆层中的镍在焊接结束后与焊料结入口 ο
[0016]根据示例性实施例，所述第一金属镀覆层的厚度可以在I μπι至20 μπι的范围内。
[0017]根据示例性实施例，所述有机保焊剂层的厚度可以在0.05 μ m至2 μ m的范围内。
[0018]根据示例性实施例，所述有机保焊剂层的厚度可以在0.1ym至0.5 ym的范围内。
[0019]发明构思的另一方面，提供一种半导体封装件。所述半导体封装件包括基板、设置在所述基板上的布线图案、形成在所述布线图案上的表面镀层以及通过所述表面镀层焊接到所述布线图案上的半导体器件，其中，所述表面镀层包括:第一金属镀覆层，覆盖在所述布线图案上；第二金属镀覆层，形成在所述第一金属镀覆层上；以及有机保焊剂层，形成在所述第二金属镀覆层上，其中，所述第二金属镀覆层包括铜，所述第二金属镀覆层中的铜在焊接时完全熔入到焊料中。
[0020]发明构思的又一方面，提供一种制造半导体封装件的方法。所述制造半导体封装件的方法包括:制备基板，所述基板包括布线图案；在所述布线图案上形成表面镀层；将半导体器件放置在所述基板上，从而使所述半导体器件通过设置在所述半导体器件和所述布线图案之间的焊料来与所述布线图案接触；以及通过焊接使所述半导体器件连接到所述基板，其中，在所述布线图案上形成表面镀层的步骤包括在所述布线图案上顺序地形成第一金属镀覆层、第二金属镀覆层以及有机保焊剂层，所述第二金属镀覆层包括铜，所述第二金属镀覆层中的铜在焊接时完全熔入到焊料中。
【附图说明】
[0021]通过下面结合附图详细描述发明构思的示例性实施例，发明构思的以上和其他方面的特征及优点将变得明了。在附图中，同样的附图标记将始终指示同样的元件。
[0022]图1示出根据现有技术利用SMT将BGA封装件接合到印刷电路板而形成的封装结构。
[0023]图2示出根据现有技术的用于印刷电路板的表面镀层。
[0024]图3示出根据现有技术的用于另一个印刷电路板的表面镀层。
[0025]图4示出根据本发明构思的示例性实施例的包括铜和有机保焊剂的表面镀层。
【具体实施方式】
[0026]在下文中，将参照其中示出一些实施例的附图来更充分地描述本发明构思的各种实施例。然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得该描述将是彻底的和完整的，并且这些实施例将把本发明构思的范围传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可能夸大层和区域的尺寸。
[0027]为了易于描述，可以在这里使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件与其他元件的关系。将理解的是，除了附图中绘出的方位之外，空间相对术语还意图包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件“下方”或“之下”的元件随后将被定向为“在”所述其他元件“上方”。因此，术语“在……下方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。可以将装置另外定向(旋转90度或在其他方位)，并相应地解释在这里使用的空间相对描述语。
[0028]图4示出根据本发明构思的示例性实施例的包括铜和有机保焊剂的表面镀层。如图4所示，根据示例性实施例的表面镀层100包括:第一金属镀覆层110，覆盖在被保护的材料140上；第二金属镀覆层120，形成在所述第一金属镀覆层110上；以及有机保焊剂层130，形成在所述第二金属镀覆层120上，其中，所述第二金属镀覆层120包括铜。
[0029]在一个示例性实施例中，其上覆盖有表面镀层100的被保护的材料140可以是设置在印刷电路板(PCB)上并将与焊料连接的布线图案。例如，这里所述的PCB可以包括由环氧树脂膜、聚酰亚胺膜或聚醚酰亚胺膜等绝缘材料形成的基板。PCB可以根据实际应用而具有各种形状，例如，PCB可以是具有刚性的薄板形状的基板，也可以是柔性基板或透明基板。虽然图4中示出的表面镀层100形成在被保护的材料140的上表面上，但是本发明构思不限于此，表面镀层可以形成在被保护的材料的下表面上，也可以同时形成在被保护的材料的上表面和下表面上。例如，表面镀层100可以形成在PCB的下表面上，以覆盖形成在PCB的下表面上的布线图案。
[0030]具体地，布线图案可以由诸如铜(Cu)的导电材料形成。在PCB的制备工艺中，可以通过沉积或电镀工艺在PCB的整个表面上形成铜层，再使用掩模通过诸如干蚀刻或湿蚀刻的蚀刻工艺对铜薄层进行图案化，从而形成布线图案。然而，发明构思不限于此，布线图案可以是包括例如银(Ag)、铝(Al)或锡(Sn)的任何导电金属材料。除了 PCB之外，表面镀层还可以覆盖在各种电子元器件或半导体封装件的将要经历焊接工艺的表面上。
[0031]在本示例性实施例中，表面镀覆层100包括覆盖在被保护的材料140上的第一金属镀覆层110。具体地，第一金属镀覆层110可以覆盖