突起電極的形成方法和置換鍍金液的製作方法
2023-12-05 14:15:06
專利名稱：：突起電極的形成方法和置換鍍金液的製作方法
技術領域：
：本發明涉及的置換鍍金液優選含有乙二胺四乙酸鹽10g/L以上50g/L以下。乙二胺四乙酸鹽少於10g/L，則有時受從芯21溶出的金屬的影響，外觀變差，多於50g/L，則材料所需的成本增加。乙二胺四乙酸鹽在被覆工序中擔任作為從芯21溶出的金屬離子的配位劑的角色，通過與金屬離子結合形成配位體來使金屬離子穩定化，由此不會使該金屬離子在鍍敷的對象物上以外的場所析出。因此，可形成更良好外觀的鍍層。本發明涉及的置換鍍金液優選在45°C70°C的範圍使用，更優選55°C左右。比45°C更低時，無法獲得充分的鍍敷速度，為了形成優選厚度的金膜22，必需較長時間。超過70°C時，置換鍍金液的穩定性劣化，有產生該鍍敷液的自分解之虞。本發明涉及的置換鍍金液優選以中性的狀態使用，優選以pH68的狀態使用。pH低於6時，置換鍍金液所含的配位劑可能會氧化分解，進而該鍍敷液有自分解之虞。PH高於8時，金的析出速度降低，難以獲得充分的鍍敷速度的可能性高。本發明並不限於上述實施方式，可在權利要求所示的範圍內做各種變更。S卩，將在權利要求所示的範圍內適當變更的技術的手段組合而得到的實施方式也包含在本發明的技術範圍內。實施例本實施例中，首先，通過芯形成工序，在矽基板上形成的半導體元件的表面設置的鋁電極上，形成包含鎳的芯。之後，通過被覆工序將金膜被覆於芯，形成凸塊。對於其凸塊的金膜，評價了膜厚、外觀和接合特性。在芯形成工序中，在鋁電極上用無電解鍍形成包含鎳的芯。首先，使用乂>々U—t一SC7001(乂卟歹？夕7公司制)進行脫脂後，使用乂卟/>一卜FZ-7350{^rV>7^公司制)進行第1鋅酸鹽處理。接著，使用30vol%硝酸使鋅剝離後，使用乂>/>一卜FBZ(^^r^^公司制)進行第2鋅酸鹽處理，在鋁電極的表面通過將鋁和鋅置換使鋅析出。進而使用^—卜NI869、」、"f」；公司制)進行30分鐘無電解鍍鎳，形成高10μm的芯。接著，在被覆工序中，對芯實施鍍金，形成凸塊。在實施例1和比較例12中，使用下記的表1所示的組成的置換鍍金液，於PH6.5、55°C實施30分鐘的鍍金。表1tableseeoriginaldocumentpage10另外，被覆工序中，比較例3中，使用市售的作為無氰置換鍍金液的>*Y^7了IG-7903(EEJA公司制)，於pH6.0、60°C實施30分鐘鍍金。比較例4中，使用l·*夂^^r7"IG-7903(EEJA公司制)，於pH6.0、60°C實施5分鐘置換鍍金後，使用市售的作為無氰還原鍍金液的」、Ur1ACG3000(EEJA公司制)，於pH7.5、65°C實施30分鐘還原鍍金。應說明的是，比較例3和4中使用的無氰置換鍍金液為不含聚乙烯亞胺和亞硫酸鉀的置換鍍金液。通過上述各工序形成了凸塊。將各工序示於下述表2。實施例1和比較例14中，將實施的工序分別用〇表示。表2tableseeoriginaldocumentpage11對於得到的凸塊上形成的金膜，評價膜厚和外觀。在膜厚的測定中，通過聚焦離子束(FIB=FocusedIonBeam)切出凸塊的斷面，使用掃描電子顯微鏡(SEN)。外觀的評價用目視進行，如果為檸檬黃色、金屬光澤等，記為「良好」，帶紅色、或為褐色時，記為「不良」。對於得到的凸塊，評價接合特性。首先，將形成有凸塊的基板作為半導體裝置安裝。安裝中使用適合液晶面板驅動用半導體裝置的封裝的帶載封裝(TapeCarrierPackage)、TAB(TapeAutomatedBonding，卷帶式自動接合)的方法。於形成有接合端子(引線)的帶載上，加載形成有凸塊的基板，通過加熱和加壓接合，作為半導體裝置安裝。此時，施加於引線的鍍錫(Sn)被膜、和形成於凸塊的金膜合金化，引線與凸塊接合。接合特性的評價，是對安裝的半導體裝置的引線施加張力使其斷裂，如果其斷裂的位置在引線與凸塊的交界以外則記為「良好」、如果為引線與凸塊的交界則記為「不良」。表3中示出實施例1和比較例14中的評價結果。表3tableseeoriginaldocumentpage11〔實施例1〕實施例1中，如上所述地形成凸塊，在被覆工序中，如上述的表1所示，使用含有亞硫酸金鈉(金量)1.5g/L、乙二胺四乙酸二鈉30g/L、乙二胺2g/L、聚乙烯亞胺2mg/L、和亞硫酸鉀200mg/L的置換鍍金液。得到的凸塊上形成的金膜的膜厚，如上述的表3所示，為0.30μm,得到充分厚的金膜。金膜的外觀良好，為檸檬黃。接合特性良好，充分具備作為電極所要求的特性。應說明的是，實施例1中的金膜非常緻密，厚度的均一性高。實施例1中的置換鍍金液，可證明僅通過該鍍敷液即可充分形成厚度約0.3μm的金膜。〔比較例1〕比較例1中，置換鍍金液中不含聚乙烯亞胺，除了這點與實施例1不同以外，與實施例1同樣地實施。得到的凸塊上形成的金膜的膜厚，如上述表3所示，為0.34μm，得到充分厚的金膜。但是，金膜的外觀泛紅，金膜的表面的凹凸非常粗糙，為不適合接合的外觀，因此為外觀不良。接合特性也不良。〔比較例2〕比較例2中，置換鍍金液中不含亞硫酸鉀，除了這點與實施例1不同以外，與實施例1同樣地實施。得到的凸塊上形成的金膜的膜厚，如上述表3所示，為0.09μm，外觀良好，但無法得到充分厚的金膜。結果，接合特性不良。〔比較例3〕比較例3中，如上所述地形成凸塊，在被覆工序中，使用不含聚乙烯亞胺和亞硫酸鉀的置換鍍金液。得到的凸塊上形成的金膜的膜厚，如上述表3所示，為0.04μm，無法得到充分厚的金膜。金膜的外觀良好，但厚度薄，因此接合特性不良。〔比較例4〕比較例4中，如上所述地形成凸塊，在被覆工序中，使用不含聚乙烯亞胺和亞硫酸鉀的置換鍍金液進行置換鍍金後，再實施還原鍍金。得到的凸塊上形成的金膜的膜厚，如上述表3所示，為0.30μm，得到了充分厚的金膜。金膜的外觀和接合特性良好。產業實用性本發明涉及的突起電極的形成方法可簡化製造工序，降低成本，因而可適用於半導體裝置等的製造。權利要求突起電極的形成方法，其特徵在於，包含在電極上形成的導電性的突起部的表面，使用含有亞硫酸鉀和聚乙烯亞胺或其衍生物的置換鍍金液來形成被覆膜的被覆工序，在一次的上述被覆工序中，在上述突起部的表面上形成厚度0.1μm以上0.5μm以下的被覆膜。2.如權利要求1所述的的突起電極的形成方法，其特徵在於，上述置換鍍金液含有上述亞硫酸鉀50mg/L以上500mg/L以下。3.如權利要求1或2所述的的突起電極的形成方法，其特徵在於，上述置換鍍金液含有上述聚乙烯亞胺或其衍生物0.01mg/L以上10mg/L以下。4.如權利要求1或2所述的的突起電極的形成方法，其特徵在於，上述置換鍍金液進一步含有作為金量相當於0.lg/L以上5.Og/L以下的金鹽、10g/L以上70g/L以下的亞硫酸鉀以外的亞硫酸鹽、和10g/L以上50g/L以下的乙二胺四乙酸鹽。5.如權利要求1或2所述的的突起電極的形成方法，其特徵在於，上述置換鍍金液為pH6以上pH8以下、45°C以上70°C以下。6.置換鍍金液，為在電極上形成的導電性的突起部的表面，在一次的被覆工序中，用於形成厚度0.1μm以上0.5μm以下的被覆膜的置換鍍金液，其特徵在於，含有亞硫酸鉀和聚乙烯亞胺或其衍生物。7.如權利要求6所述的的置換鍍金液，其特徵在於，含有上述亞硫酸鉀50mg/L以上500mg/L以下。8.如權利要求6或7所述的的置換鍍金液，其特徵在於，含有上述聚乙烯亞胺或其衍生物0.01mg/L以上10mg/L以下。9.如權利要求6或7所述的的置換鍍金液，其特徵在於，進一步含有作為金量相當於0.lg/L以上5.0g/L以下的金鹽、10g/L以上70g/L以下的亞硫酸鹽、和10g/L以上50g/L以下的乙二胺四乙酸鹽。全文摘要本發明提供以低成本簡化了的突起電極的形成方法、及其中使用的置換鍍金液。本發明涉及的凸塊(2)的形成方法包含將電極(12)上形成的導電性的芯(21)的表面使用含有亞硫酸鉀和聚乙烯亞胺或其衍生物的置換鍍金液被覆的被覆工序，在一次的被覆工序中，在芯(21)的表面形成厚度0.1μm以上0.5μm以下的金膜(22)。由此，為了形成用於形成凸塊(2)所需充分膜厚的金膜(22)，無需反覆進行被覆處理。結果，可簡化製造工序，降低成本。文檔編號H01L21/48GK101800180SQ200910260610公開日2010年8月11日申請日期2009年12月17日優先權日2008年12月18日發明者吾鄉富士夫,小田肇,戶塚崇志,澤井敬一,葛島俊夫申請人:夏普株式會社;日本電鍍工程師株式會社