錫或錫合金電鍍液的製作方法
2023-12-06 11:52:26
錫或錫合金電鍍液的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種錫或錫合金電鍍液，所述錫或錫合金電鍍液可以在開口中形成充分的電鍍沉積，而不導致鍍膜表面上的灼傷或引起異常沉積，並且其具有良好的通孔填充效應。當在錫或錫合金電鍍液中加入特定的α，β-不飽和羰基化合物時，可以得到具有良好通孔填充性能的電鍍液，並且減少了實質上不含空洞的沉積以及鍍層表面上的灼傷或異常沉積。
【專利說明】錫或錫合金電鍍液
【技術領域】
[0001]本發明涉及適用於在通孔中選擇性地沉積錫或錫合金進行通孔填充的錫或錫合金電鍍液，以及使用該鍍液進行通孔填充的方法。
[0002]另外，本發明涉及錫或錫合金電鍍液，其適用於在電子元件焊接中形成凸塊的方法並且包含通孔填充步驟，以及還涉及通過電鍍液形成的包括錫或錫合金的凸塊。特別是，涉及當將半導體集成電路(LSI)晶片焊接到電路基材上時用於在晶片和電路基材之間形成電路連接的包括錫或錫合金的凸塊。
【背景技術】[0003]近來，對於在半導體集成電路層間通道的形成，所謂的在內凹部分或待鍍材料上的通孔選擇性地進行電鍍的通孔填充，正變得越來越重要。然而，當對具有內凹部分的材料進行電鍍時，鍍膜傾向於在外表面上形成，而不是在內凹部分中，並且在內凹部分中僅形成非常薄的鍍膜，或者即使在內凹部分中的電鍍沉積是不充分的，內凹部分的表面變得閉合從而導致傾向於產生具有空洞空間的鍍膜，這是個問題。
[0004]通孔填充還被用於在LSI晶片的電極端子上形成焊料凸塊的情形中，並且通孔填充的上述問題也發生在凸塊的形成中。
[0005]近來，隨著用於電子設備的半導體集成電路(LSI)的密度大幅增加和高度集成，在LSI晶片上製備多個針結以及較窄節距的電極端子正在快速發展。為了將這些LSI晶片焊接到電路基材上，為了使小尺寸的電子部件成為可能，以及為了使布線延遲降得更低，倒裝焊晶片焊接得到廣泛應用。在這種倒裝焊晶片焊接中，常見的方式是焊料凸塊在LSI的電極端子上形成，並且通過焊料凸塊，與在電路基材上形成的連接端連成一個整體。隨著電極節距變得越來越窄，必須形成對應於這種窄節距的凸塊。
[0006]到今天為止，已經發展出焊球放置在電極上的方法，或者通過絲網印刷或旋塗方法施加焊料漿液的方法，作為形成凸塊的方法。然而，使用焊球法時，焊球必須精準地放置在單個電極上，這是件麻煩事。另外，當電極節距變得越來越窄時，這在技術上變得更加困難。而當使用絲網印刷法時，焊料漿液使用掩膜進行印刷，因此，在具有上述窄節距的單個墊上精準地形成凸塊同樣是非常困難的。特開(Kokai)專利N0.2000-094179描述了一種方法，其中包括焊料粉末的焊料漿液旋塗在具有電極的基材上，並且通過加熱基材使焊料熔化，因而焊料凸塊選擇性地在電極上形成。然而，由於漿液狀的組合物旋塗到基材上，導致厚度或濃度局部不均，從而導致在每個電極上沉積的焊料量存在差異，或者不可能得到均勻高度的凸塊，這是個問題。
[0007]另一方面，美國專利N0.7，098，126描述了一種方法，其中研磨層放置在包括至少一個連接區域的電路板上，並且進行圖案化，以及將墊曝光，並且通過物理氣相沉積，化學氣相沉積，化學鍍或電鍍在基材的整個表面上沉積上金屬籽晶層，並且在金屬籽晶層上形成阻層，以及在連接墊上的位置處形成開口，從而完成通孔填充。移除阻層和直接位於阻層之下的金屬籽晶層，從而在基材上形成焊料凸塊。然而，美國專利N0.7，098，126的說明書中記載通過電鍍在開口處形成的焊料材料是含有鉛、錫、銀、銅、鉍，等等的合金，但是根本沒有公開解決上述通孔填充問題的方法以及電鍍液的組成。
[0008]另外，特開專利N0.2012-506628描述了一種方法，其中形成了具有一個含有至少一個製備的連接區域的表面，以及焊料掩膜層，並且使用該焊料掩膜層進行圖案化的基材並且曝光連接區域，並且包括焊料掩膜層和連接區域的整個基材區域與適合提供導電層的溶液相接觸。在導電層上進行錫或錫合金的電鍍，並且連接區域是通孔填充的。移除焊料掩膜區域的錫或錫合金鍍層以及導電層，在基材上形成焊料凸塊。此外，特開專利N0.2012-506628公開了錫或錫合金電鍍液的組成，包括錫離子源，酸，抗氧化劑，以及可選自芳香醛，芳香酮和α/β不飽和羧酸的整平劑。然而，根據發明人進行的研究，使用α/β不飽和羧酸，α/β不飽和酯或α/β不飽和酸酐的錫電鍍液不能獲得充分的通孔填充效應(從此處開始，將稱為整平效應)，其中鍍層選擇性地沉積在內凹部分中。另外，使用芳香醛或芳香酮的錫電鍍液具有很多問題，在形成的鍍膜表面上的灼傷，枝晶和粉末導致不能得到實用和良好的外觀，並且膜性質例如焊接性能或抗色變性能很差。
【發明內容】
[0009]本發明的主要目的是提供一種錫或錫合金電鍍液，該電鍍液可以在開口中形成充分電鍍沉積，而不導致鍍膜表面上的灼傷或引起異常沉積，並且可以在開口上形成充分沉積，並且具有良好的通孔填充效應。本發明還提供了一種包含錫或錫合金的凸塊的形成方法，包括使用上述本發明的錫或錫合金電鍍液進行通孔填充的過程，並且還涉及使用該方法形成的凸塊。
[0010]發明人發現，當在錫或錫合金電鍍液中加入特定的a，β -不飽和羰基化合物時，可以解決上述問題。也就是說，本發明提供了至少下列(i)-(iv):
[0011](i)錫或錫合金電鍍液，特徵在於包含至少一種下列通式(I)所示的化合物:
[0012]
【權利要求】
1.錫或錫合金電鍍液，包含至少一種具有下列通式的化合物:
2.權利要求1所述的錫或錫合金電鍍液，其中所述化合物是α，β-不飽和醛或α，β -不飽和麗。
3.一種使用權利要求1所述的錫或錫合金電鍍液、用電鍍沉積物填充形成於待鍍材料表面上的通孔的方法。
4.一種在基材上形成凸塊的方法，包含下列步驟: a)在基材上形成具有開口的保護層；以及 2)通過使用權利要求1所述的錫或錫合金電鍍液，在開口中形成錫或錫合金電鍍沉積。
5.權利要求4所述的方法，其中保護層是光敏性樹脂或熱固性樹脂。
6.權利要求4所述的方法，還包括在使用權利要求1所述的錫或錫合金電鍍液在開口中形成沉積之前，在至少開口的底面上電鍍導電層的步驟。
7.包含使用權利要求1所述的錫或錫合金電鍍液形成的錫或錫合金的凸塊。
【文檔編號】C25D3/32GK103898570SQ201310757231
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2012年12月27日
【發明者】岡田浩樹, 李勝華, 近藤誠 申請人:羅門哈斯電子材料有限公司