具有不同面层的部件载体及含有该部件载体的电子设备的制造方法
专利名称:具有不同面层的部件载体及含有该部件载体的电子设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了具有不同面层的部件载体及含有该部件载体的电子设备,一种部件载体(5)和一种制造该部件载体(5)的方法，部件载体(5)包括层压堆叠(8)，该层压堆叠(8)具有：覆盖层压堆叠(8)的裸面的第一部的第一面层(100)；以及覆盖层压堆叠(8)的裸面的第二部的第二面层(200)，其中以互相直接接触方式排列第一面层(100)和第二面层(200)，以致至少部分地重叠(300)。
【专利说明】
具有不同面层的部件载体及含有该部件载体的电子设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种诸如印刷电路板或者衬底的部件载体以及一种用于制造该部件载体的方法。
【背景技术】
[0002]诸如印刷电路板(PCB)或者衬底的部件载体机械支承并且电连接电子部件。电子部件安装于部件载体上并且互连，以形成电子组件的工作电路。
[0003]部件载体能够是单侧或者双侧部件载体，还能够具有多层设计。有利的是，多层部件载体可用于实现非常高部件密度，当今，在电子部件的不断小型化时代，非常高部件密度越来越重要。构成现有技术的公知传统部件载体包括多个电绝缘层结构和多个导电层结构的层压堆叠。导电层通常通过所谓微型通路或者电镀通孔互连。层压堆叠的表面上的导电铜层形成外露结构化铜面。层压堆叠的外露结构化铜面通常由完全覆盖外露结构化铜面的面层覆盖。
[0004]为了提供能够承载可以利用不同方法装接到部件载体的不同类型的电子部件的通用部件载体，当层压堆叠的裸铜面不仅由单个面层覆盖，而且由至少两个面层，即，裸铜面的某部的第一面层和裸铜面的其他部的第二面层覆盖时，是有利的。
[0005]即使当密切监视并且控制利用面层覆盖层压堆叠的裸结构化铜面的过程，仍发生公差。这种公差的主源是在将图像转印到部件载体上时使用的掩模。当使用绘制掩模时，这些掩模的布置精度受打印其的装置的精度、操作员的熟练性以及温度和湿度的影响，这些能够导致掩模的材料不均匀畸变。
[0006]当将使用一个以上的面层时，因为公差叠加，该问题更加严重。然后，互相相邻电镀的第一面层和第二面层的不精确性可能导致在面层之间产生未覆盖间隙。然后，该未覆盖间隙非常容易氧化，这样又可能破坏裸结构化铜面。对于印刷电路板，公差通常约为20um或者更大，而对于衬底，公差通常约为5um或者更大(Ium= I X 10—6m)。因此，需要能够承载不同类型的特别是较不容易因为氧化而恶化的电子部件的通用部件载体。
【发明内容】
[0007]需要提供能够承载不同类型的特别是较不容易因为氧化而恶化的电子部件的通用部件载体。
[0008]根据独立权利要求的主题可以满足该需要。从属权利要求描述了本发明的有利实施例。
[0009]根据本发明的一个方案，提供了一种部件载体，包括:(a)层压堆叠，该层压电镀具有至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构；(b)第一面层，该第一面层覆盖层压堆叠的裸面的第一部；以及(C)第二面层，该第二面层覆盖层压堆叠的裸面的第二部;其中以互相直接接触的方式排列第一面层和所述第二面层，从而至少部分地互相覆盖。因此，可以避免在面层之间产生未覆盖间隙。
[0010]术语“层结构”可以特指连续层、图形化层或者位于公共面中的多个非连续岛。
[0011]在本申请的语境中，“金属层结构”是如上定义的包括至少一个金属的层结构。除了至少一个金属，金属层结构可以包括其他金属成分和/或者非金属成分。在本申请的语境中，除了镍、金、铂，镍层结构、金层结构、铂层结构等等还可以分别包括其他金属成分和/或者非金属成分。
[0012]在本申请的语境中，要广泛地理解术语“金属”的意义，S卩，不仅包括元素金属，而且包括金属合金、有机金属合成物等等。
[0013]在本申请的语境中，术语“衬底”可以特指与要安装在上面的电子部件具有基本上相同尺寸的小尺寸的部件载体。
[0014]在本申请的语境中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特指板状部件载体，或者通过如果需要伴有供给外部能量来施加压力，使几个导电层结构与几个电绝缘层结构层叠形成的多个接合板状部件载体。
[0015]优选地，对于PCB技术，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或者玻璃纤维，所谓聚酯胶片或者FR4材料。通过例如通过激光钻孔或者机械钻孔经过层叠体形成通孔，并且利用导电材料(特别是铜)至少部分地填充该通孔，从而形成通路，作为通孔连接，可以使各种导电层结构以要求的方式互相连接。
[0016]除了可以嵌入印刷电路板中的一个或者多个电子部件，通常配置印刷电路板，以在板状印刷电路板的一个或者两个对置面上容纳一个或者多个电子部件。通过焊接，可以将其连接到相应主面。
[0017]化学镀镍(EN)是镍层沉积技术。化学镀技术利用自催化反应使涂层沉积于部件载体的表面上，诸如PCB或者衬底的表面上。化学镀镍可以优于传统电镀方法，因为化学镀技术不需要为了形成沉积而使电流流过溶液，并且因此，没有通量密度和供电的问题。因此，提供一种均匀并且轮廓清晰的面层。化学镀技术不仅能够镀镍，而且能够镀其他金属，特别是铂(EP)。
[0018]在化学镀镍中，诸如次磷酸钠(NaPO2H2.H2O)的还原剂与镍金属离子反应，以沉积金属。在化学镀镍中，优选地，与不同百分比的磷的合金。不同数量的磷可以产生不同属性的沉积层。
[0019]通常根据沉积层中的磷的数量，将EN镀划分为低磷、中磷和高磷处理。
[0020]低磷处理提供非常均匀的厚度，这样在镀之后省去磨光。此外，在碱性环境下，其提供良好的耐腐蚀性。磷的数量通常是磷在沉积层中的重量低于4%。
[0021]中磷化学镀镍(MPEN)处理称为利用化学镀/自催化过程沉积的镍磷合金，在化学镀/自催化过程中，获得的合金由中等水平的磷构成。磷的范围是磷在沉积层中的重量从约4%至约10%。
[0022]EN浴(EN bath)通常由例如硫酸镍的镍源和诸如次磷酸钠的还原剂构成。NE浴还可以包括至少一种例如用于增加三乙磷酸铝可溶性的络合剂和/或者至少一种稳定剂和/或者至少一种缓冲剂和/或者至少一种光亮剂和/或者至少一种表面活性剂和/或者至少一种促进剂。有利的是，EN处理使得提供高速沉积率。
[0023]高磷化学镀镍处理提供高耐腐蚀性并且防止受到酸环境的影响，确保非常低的孔隙度。磷的数量是磷在沉积层中的重量高于10%。
[0024]在本申请的语境中，可以采用磷含量范围为重量在0.1 %至13 %之间，更优选地磷含量范围为重量在0.5 %至10 %之间，并且更甚优选地磷含量范围为重量在3 %至7 %之间的化学镀镍层。获得化学镀镍层的优选处理是中磷化学镀镍处理。
[0025]现有技术已经确定化学镀镍/浸金(ENIG)具有良好的可焊属性并且形成有效防止氧化问题的高可靠性线接合。此外，现有技术已经确定化学镀镍/化学镀钠钯/浸金(ENEPIG)对于基于Sn-Ag-Cu的焊接具有良好可焊性并且形成高可靠性线接合。因此，为了实现该说明书描述的部件载体，能够采用公知的良好既定工艺。因此，在技术上能够以容易并且可靠方式实现所述部件载体。
[0026]在一个实施例中，部件载体是层叠式部件载体。在该实施例中，部件载体是通过如果需要伴随热处理施加压力而堆叠并且连接在一起的多层结构的复合物。
[0027]优选地，部件载体形成为板。更优选地，将部件载体基本上形成为矩形板，然而，可以利用诸如切割或者蚀刻等的公知技术去除矩形板的一部分，特别是边缘。
[0028]至少一个绝缘层结构可以包括由如下构成的组中的至少一个:树脂，特别是双马来酰亚胺三嗪树脂;氰酸酯;玻璃，特别是玻璃纤维;聚酯胶片材料;聚酰亚胺;液晶聚合物；环氧树脂基组合薄膜;FR4材料;陶瓷;和金属氧化物。
[0029]至少一个导电层结构可以包括由如下构成的组中的至少一个:铜、铝和镍。
[0030]根据本发明的一个方案，提供了一种电子装置，该电子装置包括如上所述的至少一个部件载体。
[0031]电子装置可以包括多个互相连接的部件载体，诸如印刷电路板和衬底。
[0032]在实施例中，电子装置在电子部件的至少一部分与部件载体之间包括粘合材料。因此，可以使要嵌入的电子部件粘附就位于部件载体中的要求位置，从而确保正确定位电子部件。选择性地，涂敷的粘合剂可以导电的，用于通过粘合剂同时使嵌入部件电耦合到环境，也可以是电绝缘的，以嵌入电子部件，而没有不希望的电通路。
[0033]可以从由如下构成的组中选择电子部件:有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储器件、滤波器、集成电路、信号处理部件、电源管理部件、光电接口元件、电压转换器、密码部件、发射机和/或者接收机、机电换能器、传感器、驱动器、微机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感器、电池、开关、摄像机、天线、和逻辑芯片。
[0034]第一面层和第二面层可以分别具有在Inm至200um范围内的，更优选地在5nm至150um范围内的，并且更甚优选地在1nm至10um或者在1nm至50um范围内的厚度。
[0035]在一个实施例中，至少一个面层包括由如下构成的组中的至少一个的金属层结构:镍、铂或者金。金层结构的金可以是硬金或者软金。在另一个实施例中，至少一个面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少两个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，至少一个面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金。
[0036]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂和金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金。
[0037]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金。
[0038]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金。
[0039]在另一个优选实施例中，第二面层包括第一镍层结构和第二金层结构。在另一个优选实施例中，第二面层包括第一电镀镍层结构和第二金层结构。
[0040]在另一个优选实施例中，第二面层包括第一化学镀镍层结构和第二金层结构。在另一个更甚优选实施例中，第二面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构。
[0041 ]在另一个优选实施例中，第一面层包括金层结构。在另一个优选实施例中，第一面层包括第一镍层结构和第二金层结构。在更优选实施例中，第一面层包括第一镍层结构和第二浸金层结构。在更优选实施例中，第一面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构。
[0042]在特定优选实施例中，第一面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构，并且第二面层包括第一电镀镍层结构和第二金层结构。
[0043]在特定优选实施例中，第二面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构，并且第一面层包括金层结构。
[0044]上面描述的涉及第一面层和第二面层的材料的各种优选实施例可以有利的技术效果，即，不仅对导电层结构，可以实现可靠粘合第一层结构和第二层结构，而且特别是可以实现在重叠区域内可靠粘合第一面层和第二面层。
[0045]在一个实施例中，第一面层和第二面层的重叠使得第二面层位于第一面层的顶上。
[0046]在另一个实施例中，第一面层和第二面层的重叠使得第一面层位于第二面层的顶上。
[0047]在优选实施例中，第一面层和第二面层重叠至少Ium，更优选地至少3um，益发更优选至少5um，益发更优选至少7um，益发更优选至少10um，益发更优选至少15um，益发更优选至少20um，益发更优选至少25um，并且更甚优选地至少30um或者至少50um或者至少10um或者至少150um或者至少200um。
[0048]在另一个实施例中，部件载体是衬底。在更优选实施例中，部件载体是衬底，其中第一面层和第二面层重叠至少lum，更优选至少3um，并且益发更优选至少5um或者至少1um0
[0049]在又另一个实施例中，部件是印刷电路板。在更优选实施例中，部件载体是印刷电路板，其中第一面层和第二面层重叠至少10窗，更优选地至少20um，益发更优选地至少25um并且更甚优选地至少30um或者至少40um或者至少10um或者至少150um或者至少200umo
[0050]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第一面层与第二面层的重叠使得第二面层的至少二个金属层结构的上金属层结构位于第一面层的顶上。
[0051]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第一面层与第二面层的重叠使得第二面层的至少二个金属层结构的至少二个金属层结构位于第一面层的顶上。
[°°52] 优选地，金层具有至少0.0lum，更优选地至少0.05um的厚度。
[0053]优选地，金层结构具有重量低于5%的杂质，更优选地重量低于1-%的杂质并且更甚优选地低于0.1%的杂质。
[0054]优选地，铀层结构具有在0.0 Ium至0.6um范围内的、更优选地在0.05um至0.2um范围内的厚度。
[0055]在一个实施例中，铂层结构是化学镀铂层结构。本申请的语境中的化学镀铂层结构是利用化学镀方法获得的铂层结构。
[0056]优选地，化学镀铂层结构具有范围为重量在0.1%至15%之间，更优选地磷含量范围为重量在I %至10%之间，并且更甚优选地磷含量范围为重量在5%至8%之间的磷含量。[°°57] 优选地，镍层结构具有在0.0111111至50111]1范围内的、更优选地在0.05um至1um范围内的厚度。
[0058]优选地，化学镀镍层结构具有范围为重量在0.1%至13%之间，更优选地磷含量范围为重量在0.5%至10%之间，并且更甚优选地磷含量范围为重量在3%至7 %之间的磷含量。
[0059]在优选实施例中，第一面层和/或者第二面层包括至少一个非导电层结构。更优选地，至少一个非导电层结构形成至少一个局部面，或者更优选地形成第一面层和第二面层的整个面。
[0060]根据本发明的又一个方案，提供了一种根据本申请的任何一个实施例或者本申请的实施例的组合制造部件载体的方法。所提供的方法包括:(a)形成包括至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构的层压堆叠；(b)第一面层覆盖层压堆叠的裸面的第一部；(C)利用第二面层覆盖层压堆叠的裸面的第二部；(d)以互相直接接触方式排列第一面层和第二面层，从而至少部分地互相覆盖。
[0061]优选地，在利用第二面层覆盖层压堆叠的裸面的第二部之前，实现利用第一面层覆盖层压堆叠的裸面的第一部，其中以在第一面层和第二面层的重叠区域中，第二面层位于第一面层的顶上的方式，利用第二面层覆盖裸面的第二部。
[0062]优选地，利用第一掩模实现利用第一面层覆盖和利用第二掩模实现利用第二面层覆盖，使得第二面层位于第一面层的顶上，从而提供第二面层与第一面层重叠的区域。
[0063]优选地，制造部件载体的方法中采用的第一掩模和第二掩模使得第一掩模和第二掩模的重叠大于第一掩模和第二掩模的合并电镀不精确性。
[0064]优选地，通过首先施加化学镀镍层结构并且其次施加浸金层结构或者通过仅施加金层结构，实现覆盖第一面层。
[0065]通过首先施加电镀镍层结构并且其次施加金层结构或者仅通过首先施加化学镀镍涂层并且其次施加浸金层结构，可以实现覆盖第二面层。
【附图说明】
[0066]图1示出公知构成现有技术的传统部件载体的截面图。
[0067]图2a和图2b示出分别制造部件载体和最终部件载体的公知方法，其中第一掩模和第二掩模的电镀的合成不精确性在第一面层与第二面层之间产生间隙。
[0068]图3示出根据图2具有第一面层和第二面层的部件载体的本发明实施例的截面图，其中第一面和第二面部分地重叠。
[0069]图4至6示出根据图3的本发明的部件载体的又一个实施例的截面图。
[0070]图7示出用于制造根据图3的部件载体的方法的截面图。
【具体实施方式】
[0071]构成现有技术的公知的并且示于图1中的传统部件载体5包括层压堆叠8。层压堆叠8包括位于层压堆叠8中的电绝缘层结构10和导电层结构20a、20b以及位于层压堆叠8之上或者上方的导电层结构50，以形成裸结构化铜面50。导电层结构20a、20b、50优选地由铜制成。层压堆叠8中的导电层结构20a、20b通过所谓微型通道或者电镀通孔连接到导电层结构50。单个面层80完全覆盖裸结构化铜面50。
[0072]制造如图2a所示的公知部件载体5包括涂敷提供第一面层100的第一掩模190并且然后涂敷提供第二面层200的第二掩模290。掩模材料未覆盖的区域对应于掩模的图像，使得在电镀时面层能够与部件载体的裸面产生接触。产生的问题是，第一面层100和第二面层200的电镀390a、390b的不精确性在第一面层100与第二面层200之间产生未覆盖间隙350，如图2b所示。未覆盖间隙350容易氧化，这可能导致破坏裸结构化铜面50。
[0073]利用如图3所示的根据本发明实施例的部件载体5，第一面层100和第二面层200部分地重叠。第一面层100和第二面层200的重叠300使得第二面层200部分地位于第一面层100的顶部上。优选地，第一面层100和第二面层200至少重叠300的程度超过第一面层100和第二面层200的不精确性，特别是至少20um。
[0074]利用如图4所示的根据本发明另一个实施例的部件载体5，第一面层100包括第一层结构150和第二次进攻110，第一层结构150是例如化学镀镍层结构并且第二层结构110是例如浸金层结构。
[0075]利用如图5所示的根据本发明另一个实施例的部件载体5，第二面层200包括第一层结构250和第二次进攻210，第一层结构250是例如电镀镍层结构并且第二层结构210是例如金层结构。仅第二面层200的第二层结构210与第一面层100重叠300，从而覆盖间隙350，并且防止氧化。
[0076]在如图6所示的根据本发明另一个实施例的部件载体5中，第二面层200包括第一层结构250和第二次进攻210，第一层结构250是例如电镀镍层结构并且第二层结构210是例如金层结构。第二面层200的第一层结构250和第二面层200的第二层结构210与第一面层100重叠300，从而完全避免在第一面层100与第二面层200之间形成间隙。
[0077]图7示出制造例如在图3中所示的根据本发明实施例的部件载体5。该方法包括:利用第一掩模190连续施加第一面层100;以及然后利用第二掩模290连续施加第二面层200。以这样的方式提供第一面层100和第二面层200，即，与部分地位于第一面层100的定上的第二面层200重叠300，从而避免了因为在第一面层100与第二面层200之间形成间隙而氧化的问题。
[0078]应当注意，术语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一个”或者“一”不排除多个相应特征。可以将结合不同实施例描述的元件组合。
[0079]还应当注意，不能将权利要求中的参考符号理解为是对权利要求的范围的限制。
[0080]本发明并不局限于附图所示的和描述给出的优选实施例。相反，即使对于基本上不同的实施例，使用所示的解决方案和根据本发明的原理，仍能够有多种变型。
【主权项】
1.一种部件载体(5)，包括: 层压堆叠(8)，所述层压堆叠(8)包括至少一个导电层结构(20a、20b、50)和至少一个电绝缘层结构(10); 第一面层(100)，所述第一面层(100)覆盖所述层压堆叠(8)的裸面的第一部；以及 第二面层(200)，所述第二面层(200)覆盖所述层压堆叠(8)的裸面的第二部； 其中以互相直接接触的方式排列所述第一面层(100)和所述第二面层(200)，从而形成互相的重叠(300)。2.根据权利要求1所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)的所述重叠(300)使得所述第二面层(200)位于所述第一面层(100)的顶上。3.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)至少重叠(300)超过电镀所述第一面层(100)和第二面层(200)的不精确性的程度。4.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)重叠(300)至少20um。5.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述层压堆叠的所述裸面是结构化铜面。6.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和第二面层(200)分别包括至少一个金属层结构。7.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第二面层(200)包括第一电镀镍层结构(250)和第二金层结构(210)。8.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第二面层(200)包括第一化学镀镍层结构(150)和第二浸金层结构(210)。9.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)包括金层结构。10.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)包括第一化学镀镍层结构(150)和第二浸金层结构(110)。11.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中至少一个面层(100、200)包括至少三个镀金层结构。12.根据权利要求11所述的部件载体(5)，其中至少一个面层(100、200)包括:第一镍层结构、第二铂层结构和第三金层结构。13.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)分别具有I Onm至I OOum范围内的。14.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述部件载体(5)是印刷电路板。15.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述部件载体(5)是衬底。16.—种包括根据权利要求1至15中的任何一项所述的至少一个部件载体(5)的电子装置。
【文档编号】H05K1/09GK205726641SQ201620006287
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】M·图奥米宁, 李萍, E·周, K·王, G-M·G·格雷戈里奥
【申请人】奥特斯(中国)有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了具有不同面层的部件载体及含有该部件载体的电子设备,一种部件载体(5)和一种制造该部件载体(5)的方法，部件载体(5)包括层压堆叠(8)，该层压堆叠(8)具有：覆盖层压堆叠(8)的裸面的第一部的第一面层(100)；以及覆盖层压堆叠(8)的裸面的第二部的第二面层(200)，其中以互相直接接触方式排列第一面层(100)和第二面层(200)，以致至少部分地重叠(300)。
【专利说明】
具有不同面层的部件载体及含有该部件载体的电子设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种诸如印刷电路板或者衬底的部件载体以及一种用于制造该部件载体的方法。
【背景技术】
[0002]诸如印刷电路板(PCB)或者衬底的部件载体机械支承并且电连接电子部件。电子部件安装于部件载体上并且互连，以形成电子组件的工作电路。
[0003]部件载体能够是单侧或者双侧部件载体，还能够具有多层设计。有利的是，多层部件载体可用于实现非常高部件密度，当今，在电子部件的不断小型化时代，非常高部件密度越来越重要。构成现有技术的公知传统部件载体包括多个电绝缘层结构和多个导电层结构的层压堆叠。导电层通常通过所谓微型通路或者电镀通孔互连。层压堆叠的表面上的导电铜层形成外露结构化铜面。层压堆叠的外露结构化铜面通常由完全覆盖外露结构化铜面的面层覆盖。
[0004]为了提供能够承载可以利用不同方法装接到部件载体的不同类型的电子部件的通用部件载体，当层压堆叠的裸铜面不仅由单个面层覆盖，而且由至少两个面层，即，裸铜面的某部的第一面层和裸铜面的其他部的第二面层覆盖时，是有利的。
[0005]即使当密切监视并且控制利用面层覆盖层压堆叠的裸结构化铜面的过程，仍发生公差。这种公差的主源是在将图像转印到部件载体上时使用的掩模。当使用绘制掩模时，这些掩模的布置精度受打印其的装置的精度、操作员的熟练性以及温度和湿度的影响，这些能够导致掩模的材料不均匀畸变。
[0006]当将使用一个以上的面层时，因为公差叠加，该问题更加严重。然后，互相相邻电镀的第一面层和第二面层的不精确性可能导致在面层之间产生未覆盖间隙。然后，该未覆盖间隙非常容易氧化，这样又可能破坏裸结构化铜面。对于印刷电路板，公差通常约为20um或者更大，而对于衬底，公差通常约为5um或者更大(Ium= I X 10—6m)。因此，需要能够承载不同类型的特别是较不容易因为氧化而恶化的电子部件的通用部件载体。
【发明内容】
[0007]需要提供能够承载不同类型的特别是较不容易因为氧化而恶化的电子部件的通用部件载体。
[0008]根据独立权利要求的主题可以满足该需要。从属权利要求描述了本发明的有利实施例。
[0009]根据本发明的一个方案，提供了一种部件载体，包括:(a)层压堆叠，该层压电镀具有至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构；(b)第一面层，该第一面层覆盖层压堆叠的裸面的第一部；以及(C)第二面层，该第二面层覆盖层压堆叠的裸面的第二部;其中以互相直接接触的方式排列第一面层和所述第二面层，从而至少部分地互相覆盖。因此，可以避免在面层之间产生未覆盖间隙。
[0010]术语“层结构”可以特指连续层、图形化层或者位于公共面中的多个非连续岛。
[0011]在本申请的语境中，“金属层结构”是如上定义的包括至少一个金属的层结构。除了至少一个金属，金属层结构可以包括其他金属成分和/或者非金属成分。在本申请的语境中，除了镍、金、铂，镍层结构、金层结构、铂层结构等等还可以分别包括其他金属成分和/或者非金属成分。
[0012]在本申请的语境中，要广泛地理解术语“金属”的意义，S卩，不仅包括元素金属，而且包括金属合金、有机金属合成物等等。
[0013]在本申请的语境中，术语“衬底”可以特指与要安装在上面的电子部件具有基本上相同尺寸的小尺寸的部件载体。
[0014]在本申请的语境中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特指板状部件载体，或者通过如果需要伴有供给外部能量来施加压力，使几个导电层结构与几个电绝缘层结构层叠形成的多个接合板状部件载体。
[0015]优选地，对于PCB技术，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或者玻璃纤维，所谓聚酯胶片或者FR4材料。通过例如通过激光钻孔或者机械钻孔经过层叠体形成通孔，并且利用导电材料(特别是铜)至少部分地填充该通孔，从而形成通路，作为通孔连接，可以使各种导电层结构以要求的方式互相连接。
[0016]除了可以嵌入印刷电路板中的一个或者多个电子部件，通常配置印刷电路板，以在板状印刷电路板的一个或者两个对置面上容纳一个或者多个电子部件。通过焊接，可以将其连接到相应主面。
[0017]化学镀镍(EN)是镍层沉积技术。化学镀技术利用自催化反应使涂层沉积于部件载体的表面上，诸如PCB或者衬底的表面上。化学镀镍可以优于传统电镀方法，因为化学镀技术不需要为了形成沉积而使电流流过溶液，并且因此，没有通量密度和供电的问题。因此，提供一种均匀并且轮廓清晰的面层。化学镀技术不仅能够镀镍，而且能够镀其他金属，特别是铂(EP)。
[0018]在化学镀镍中，诸如次磷酸钠(NaPO2H2.H2O)的还原剂与镍金属离子反应，以沉积金属。在化学镀镍中，优选地，与不同百分比的磷的合金。不同数量的磷可以产生不同属性的沉积层。
[0019]通常根据沉积层中的磷的数量，将EN镀划分为低磷、中磷和高磷处理。
[0020]低磷处理提供非常均匀的厚度，这样在镀之后省去磨光。此外，在碱性环境下，其提供良好的耐腐蚀性。磷的数量通常是磷在沉积层中的重量低于4%。
[0021]中磷化学镀镍(MPEN)处理称为利用化学镀/自催化过程沉积的镍磷合金，在化学镀/自催化过程中，获得的合金由中等水平的磷构成。磷的范围是磷在沉积层中的重量从约4%至约10%。
[0022]EN浴(EN bath)通常由例如硫酸镍的镍源和诸如次磷酸钠的还原剂构成。NE浴还可以包括至少一种例如用于增加三乙磷酸铝可溶性的络合剂和/或者至少一种稳定剂和/或者至少一种缓冲剂和/或者至少一种光亮剂和/或者至少一种表面活性剂和/或者至少一种促进剂。有利的是，EN处理使得提供高速沉积率。
[0023]高磷化学镀镍处理提供高耐腐蚀性并且防止受到酸环境的影响，确保非常低的孔隙度。磷的数量是磷在沉积层中的重量高于10%。
[0024]在本申请的语境中，可以采用磷含量范围为重量在0.1 %至13 %之间，更优选地磷含量范围为重量在0.5 %至10 %之间，并且更甚优选地磷含量范围为重量在3 %至7 %之间的化学镀镍层。获得化学镀镍层的优选处理是中磷化学镀镍处理。
[0025]现有技术已经确定化学镀镍/浸金(ENIG)具有良好的可焊属性并且形成有效防止氧化问题的高可靠性线接合。此外，现有技术已经确定化学镀镍/化学镀钠钯/浸金(ENEPIG)对于基于Sn-Ag-Cu的焊接具有良好可焊性并且形成高可靠性线接合。因此，为了实现该说明书描述的部件载体，能够采用公知的良好既定工艺。因此，在技术上能够以容易并且可靠方式实现所述部件载体。
[0026]在一个实施例中，部件载体是层叠式部件载体。在该实施例中，部件载体是通过如果需要伴随热处理施加压力而堆叠并且连接在一起的多层结构的复合物。
[0027]优选地，部件载体形成为板。更优选地，将部件载体基本上形成为矩形板，然而，可以利用诸如切割或者蚀刻等的公知技术去除矩形板的一部分，特别是边缘。
[0028]至少一个绝缘层结构可以包括由如下构成的组中的至少一个:树脂，特别是双马来酰亚胺三嗪树脂;氰酸酯;玻璃，特别是玻璃纤维;聚酯胶片材料;聚酰亚胺;液晶聚合物；环氧树脂基组合薄膜;FR4材料;陶瓷;和金属氧化物。
[0029]至少一个导电层结构可以包括由如下构成的组中的至少一个:铜、铝和镍。
[0030]根据本发明的一个方案，提供了一种电子装置，该电子装置包括如上所述的至少一个部件载体。
[0031]电子装置可以包括多个互相连接的部件载体，诸如印刷电路板和衬底。
[0032]在实施例中，电子装置在电子部件的至少一部分与部件载体之间包括粘合材料。因此，可以使要嵌入的电子部件粘附就位于部件载体中的要求位置，从而确保正确定位电子部件。选择性地，涂敷的粘合剂可以导电的，用于通过粘合剂同时使嵌入部件电耦合到环境，也可以是电绝缘的，以嵌入电子部件，而没有不希望的电通路。
[0033]可以从由如下构成的组中选择电子部件:有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储器件、滤波器、集成电路、信号处理部件、电源管理部件、光电接口元件、电压转换器、密码部件、发射机和/或者接收机、机电换能器、传感器、驱动器、微机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感器、电池、开关、摄像机、天线、和逻辑芯片。
[0034]第一面层和第二面层可以分别具有在Inm至200um范围内的，更优选地在5nm至150um范围内的，并且更甚优选地在1nm至10um或者在1nm至50um范围内的厚度。
[0035]在一个实施例中，至少一个面层包括由如下构成的组中的至少一个的金属层结构:镍、铂或者金。金层结构的金可以是硬金或者软金。在另一个实施例中，至少一个面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少两个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，至少一个面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金。
[0036]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂和金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金。
[0037]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金。
[0038]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金。在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少三个金属层结构:镍、铂或者金。
[0039]在另一个优选实施例中，第二面层包括第一镍层结构和第二金层结构。在另一个优选实施例中，第二面层包括第一电镀镍层结构和第二金层结构。
[0040]在另一个优选实施例中，第二面层包括第一化学镀镍层结构和第二金层结构。在另一个更甚优选实施例中，第二面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构。
[0041 ]在另一个优选实施例中，第一面层包括金层结构。在另一个优选实施例中，第一面层包括第一镍层结构和第二金层结构。在更优选实施例中，第一面层包括第一镍层结构和第二浸金层结构。在更优选实施例中，第一面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构。
[0042]在特定优选实施例中，第一面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构，并且第二面层包括第一电镀镍层结构和第二金层结构。
[0043]在特定优选实施例中，第二面层包括第一化学镀镍层结构和第二浸金层结构，并且第一面层包括金层结构。
[0044]上面描述的涉及第一面层和第二面层的材料的各种优选实施例可以有利的技术效果，即，不仅对导电层结构，可以实现可靠粘合第一层结构和第二层结构，而且特别是可以实现在重叠区域内可靠粘合第一面层和第二面层。
[0045]在一个实施例中，第一面层和第二面层的重叠使得第二面层位于第一面层的顶上。
[0046]在另一个实施例中，第一面层和第二面层的重叠使得第一面层位于第二面层的顶上。
[0047]在优选实施例中，第一面层和第二面层重叠至少Ium，更优选地至少3um，益发更优选至少5um，益发更优选至少7um，益发更优选至少10um，益发更优选至少15um，益发更优选至少20um，益发更优选至少25um，并且更甚优选地至少30um或者至少50um或者至少10um或者至少150um或者至少200um。
[0048]在另一个实施例中，部件载体是衬底。在更优选实施例中，部件载体是衬底，其中第一面层和第二面层重叠至少lum，更优选至少3um，并且益发更优选至少5um或者至少1um0
[0049]在又另一个实施例中，部件是印刷电路板。在更优选实施例中，部件载体是印刷电路板，其中第一面层和第二面层重叠至少10窗，更优选地至少20um，益发更优选地至少25um并且更甚优选地至少30um或者至少40um或者至少10um或者至少150um或者至少200umo
[0050]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第一面层与第二面层的重叠使得第二面层的至少二个金属层结构的上金属层结构位于第一面层的顶上。
[0051]在另一个实施例中，第一面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少一个金属层结构:镍、铂或者金，并且第二面层包括由如下构成的组中的至少一个的至少二个金属层结构:镍、铂或者金，并且第一面层与第二面层的重叠使得第二面层的至少二个金属层结构的至少二个金属层结构位于第一面层的顶上。
[°°52] 优选地，金层具有至少0.0lum，更优选地至少0.05um的厚度。
[0053]优选地，金层结构具有重量低于5%的杂质，更优选地重量低于1-%的杂质并且更甚优选地低于0.1%的杂质。
[0054]优选地，铀层结构具有在0.0 Ium至0.6um范围内的、更优选地在0.05um至0.2um范围内的厚度。
[0055]在一个实施例中，铂层结构是化学镀铂层结构。本申请的语境中的化学镀铂层结构是利用化学镀方法获得的铂层结构。
[0056]优选地，化学镀铂层结构具有范围为重量在0.1%至15%之间，更优选地磷含量范围为重量在I %至10%之间，并且更甚优选地磷含量范围为重量在5%至8%之间的磷含量。[°°57] 优选地，镍层结构具有在0.0111111至50111]1范围内的、更优选地在0.05um至1um范围内的厚度。
[0058]优选地，化学镀镍层结构具有范围为重量在0.1%至13%之间，更优选地磷含量范围为重量在0.5%至10%之间，并且更甚优选地磷含量范围为重量在3%至7 %之间的磷含量。
[0059]在优选实施例中，第一面层和/或者第二面层包括至少一个非导电层结构。更优选地，至少一个非导电层结构形成至少一个局部面，或者更优选地形成第一面层和第二面层的整个面。
[0060]根据本发明的又一个方案，提供了一种根据本申请的任何一个实施例或者本申请的实施例的组合制造部件载体的方法。所提供的方法包括:(a)形成包括至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构的层压堆叠；(b)第一面层覆盖层压堆叠的裸面的第一部；(C)利用第二面层覆盖层压堆叠的裸面的第二部；(d)以互相直接接触方式排列第一面层和第二面层，从而至少部分地互相覆盖。
[0061]优选地，在利用第二面层覆盖层压堆叠的裸面的第二部之前，实现利用第一面层覆盖层压堆叠的裸面的第一部，其中以在第一面层和第二面层的重叠区域中，第二面层位于第一面层的顶上的方式，利用第二面层覆盖裸面的第二部。
[0062]优选地，利用第一掩模实现利用第一面层覆盖和利用第二掩模实现利用第二面层覆盖，使得第二面层位于第一面层的顶上，从而提供第二面层与第一面层重叠的区域。
[0063]优选地，制造部件载体的方法中采用的第一掩模和第二掩模使得第一掩模和第二掩模的重叠大于第一掩模和第二掩模的合并电镀不精确性。
[0064]优选地，通过首先施加化学镀镍层结构并且其次施加浸金层结构或者通过仅施加金层结构，实现覆盖第一面层。
[0065]通过首先施加电镀镍层结构并且其次施加金层结构或者仅通过首先施加化学镀镍涂层并且其次施加浸金层结构，可以实现覆盖第二面层。
【附图说明】
[0066]图1示出公知构成现有技术的传统部件载体的截面图。
[0067]图2a和图2b示出分别制造部件载体和最终部件载体的公知方法，其中第一掩模和第二掩模的电镀的合成不精确性在第一面层与第二面层之间产生间隙。
[0068]图3示出根据图2具有第一面层和第二面层的部件载体的本发明实施例的截面图，其中第一面和第二面部分地重叠。
[0069]图4至6示出根据图3的本发明的部件载体的又一个实施例的截面图。
[0070]图7示出用于制造根据图3的部件载体的方法的截面图。
【具体实施方式】
[0071]构成现有技术的公知的并且示于图1中的传统部件载体5包括层压堆叠8。层压堆叠8包括位于层压堆叠8中的电绝缘层结构10和导电层结构20a、20b以及位于层压堆叠8之上或者上方的导电层结构50，以形成裸结构化铜面50。导电层结构20a、20b、50优选地由铜制成。层压堆叠8中的导电层结构20a、20b通过所谓微型通道或者电镀通孔连接到导电层结构50。单个面层80完全覆盖裸结构化铜面50。
[0072]制造如图2a所示的公知部件载体5包括涂敷提供第一面层100的第一掩模190并且然后涂敷提供第二面层200的第二掩模290。掩模材料未覆盖的区域对应于掩模的图像，使得在电镀时面层能够与部件载体的裸面产生接触。产生的问题是，第一面层100和第二面层200的电镀390a、390b的不精确性在第一面层100与第二面层200之间产生未覆盖间隙350，如图2b所示。未覆盖间隙350容易氧化，这可能导致破坏裸结构化铜面50。
[0073]利用如图3所示的根据本发明实施例的部件载体5，第一面层100和第二面层200部分地重叠。第一面层100和第二面层200的重叠300使得第二面层200部分地位于第一面层100的顶部上。优选地，第一面层100和第二面层200至少重叠300的程度超过第一面层100和第二面层200的不精确性，特别是至少20um。
[0074]利用如图4所示的根据本发明另一个实施例的部件载体5，第一面层100包括第一层结构150和第二次进攻110，第一层结构150是例如化学镀镍层结构并且第二层结构110是例如浸金层结构。
[0075]利用如图5所示的根据本发明另一个实施例的部件载体5，第二面层200包括第一层结构250和第二次进攻210，第一层结构250是例如电镀镍层结构并且第二层结构210是例如金层结构。仅第二面层200的第二层结构210与第一面层100重叠300，从而覆盖间隙350，并且防止氧化。
[0076]在如图6所示的根据本发明另一个实施例的部件载体5中，第二面层200包括第一层结构250和第二次进攻210，第一层结构250是例如电镀镍层结构并且第二层结构210是例如金层结构。第二面层200的第一层结构250和第二面层200的第二层结构210与第一面层100重叠300，从而完全避免在第一面层100与第二面层200之间形成间隙。
[0077]图7示出制造例如在图3中所示的根据本发明实施例的部件载体5。该方法包括:利用第一掩模190连续施加第一面层100;以及然后利用第二掩模290连续施加第二面层200。以这样的方式提供第一面层100和第二面层200，即，与部分地位于第一面层100的定上的第二面层200重叠300，从而避免了因为在第一面层100与第二面层200之间形成间隙而氧化的问题。
[0078]应当注意，术语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一个”或者“一”不排除多个相应特征。可以将结合不同实施例描述的元件组合。
[0079]还应当注意，不能将权利要求中的参考符号理解为是对权利要求的范围的限制。
[0080]本发明并不局限于附图所示的和描述给出的优选实施例。相反，即使对于基本上不同的实施例，使用所示的解决方案和根据本发明的原理，仍能够有多种变型。
【主权项】
1.一种部件载体(5)，包括: 层压堆叠(8)，所述层压堆叠(8)包括至少一个导电层结构(20a、20b、50)和至少一个电绝缘层结构(10); 第一面层(100)，所述第一面层(100)覆盖所述层压堆叠(8)的裸面的第一部；以及 第二面层(200)，所述第二面层(200)覆盖所述层压堆叠(8)的裸面的第二部； 其中以互相直接接触的方式排列所述第一面层(100)和所述第二面层(200)，从而形成互相的重叠(300)。2.根据权利要求1所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)的所述重叠(300)使得所述第二面层(200)位于所述第一面层(100)的顶上。3.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)至少重叠(300)超过电镀所述第一面层(100)和第二面层(200)的不精确性的程度。4.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)重叠(300)至少20um。5.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述层压堆叠的所述裸面是结构化铜面。6.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和第二面层(200)分别包括至少一个金属层结构。7.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第二面层(200)包括第一电镀镍层结构(250)和第二金层结构(210)。8.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第二面层(200)包括第一化学镀镍层结构(150)和第二浸金层结构(210)。9.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)包括金层结构。10.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)包括第一化学镀镍层结构(150)和第二浸金层结构(110)。11.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中至少一个面层(100、200)包括至少三个镀金层结构。12.根据权利要求11所述的部件载体(5)，其中至少一个面层(100、200)包括:第一镍层结构、第二铂层结构和第三金层结构。13.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述第一面层(100)和所述第二面层(200)分别具有I Onm至I OOum范围内的。14.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述部件载体(5)是印刷电路板。15.根据权利要求2所述的部件载体(5)，其中所述部件载体(5)是衬底。16.—种包括根据权利要求1至15中的任何一项所述的至少一个部件载体(5)的电子装置。
【文档编号】H05K1/09GK205726641SQ201620006287
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】M·图奥米宁, 李萍, E·周, K·王, G-M·G·格雷戈里奥
【申请人】奥特斯(中国)有限公司
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