JP2017179515A - Plating solution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、均一電着性に優れ、かつバンプ電極等を形成したときにボイドの発生を抑制する錫又は錫合金のめっき液に関する。 The present invention relates to a plating solution of tin or tin alloy that has excellent throwing power and suppresses generation of voids when a bump electrode or the like is formed.
従来、酸及びその塩から選ばれた少なくとも一種、可溶性鉛化合物、可溶性錫化合物、ノニオン性界面活性剤及びナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物又はその塩を含有する水溶液からなる鉛−錫合金はんだめっき液が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。このめっき液は、添加物としてナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物又はその塩が鉛イオンに対して0.02〜1.50質量%を含有する。特許文献1には、このめっき液により高電流密度でめっきしても、表面の高さばらつきが小さく、平滑でかつ鉛/錫組成比のばらつきが少ない鉛−錫合金突起電極を形成できる旨が記載されている。 Conventionally, a lead-tin alloy solder plating solution comprising an aqueous solution containing at least one selected from acids and salts thereof, a soluble lead compound, a soluble tin compound, a nonionic surfactant and a formalin condensate of naphthalenesulfonic acid or a salt thereof Is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this plating solution, a formalin condensate of naphthalenesulfonic acid or a salt thereof as an additive contains 0.02 to 1.50% by mass with respect to lead ions. Patent Document 1 states that even if plating is performed with this plating solution at a high current density, a lead-tin alloy protruding electrode having a small surface height variation, a smooth surface, and a small lead / tin composition ratio can be formed. Have been described.
また、(A)錫塩と、錫塩及び銀、銅、ビスマス、鉛等の所定の金属塩の混合物とのいずれかよりなる可溶性塩と、(B)酸又はその塩と、(C)特定のフェナントロリンジオン化合物とを含有する錫又は錫合金めっき浴が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2には、このめっき浴が添加物として特定のフェナントロリンジオン化合物を含有するため、このめっき浴により広範囲の電流密度域で優れた均一電着性と良好な皮膜外観を具備でき、広範囲の電流密度域で均一な合成組成を得ることができる旨が記載されている。 Further, (A) a soluble salt composed of any of a tin salt and a mixture of a tin salt and a predetermined metal salt such as silver, copper, bismuth, lead, etc., (B) an acid or a salt thereof, and (C) a specific A tin or tin alloy plating bath containing a phenanthrolinedione compound is disclosed (for example, see Patent Document 2). In Patent Document 2, since this plating bath contains a specific phenanthrolinedione compound as an additive, the plating bath can have excellent uniform electrodeposition and a good film appearance in a wide range of current densities. It is described that a uniform synthetic composition can be obtained in the current density region.
更に、錫イオン源と、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤と、添加物としてイミダゾリンジカルボキシレート及び1,10−フェナントロリンを含有する錫めっき液が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。特許文献3には、この錫めっき液により、高度に複雑化したプリント基板のめっきにおいてもヤケがなく、面内膜厚分布の均一性に優れ、スルーホールめっきの均一性にも優れる旨が記載されている。 Furthermore, a tin plating solution containing a tin ion source, at least one nonionic surfactant, and imidazoline dicarboxylate and 1,10-phenanthroline as additives is disclosed (for example, see Patent Document 3). ). Patent Document 3 states that this tin plating solution does not cause discoloration even in the plating of highly complicated printed circuit boards, has excellent uniformity of in-plane film thickness distribution, and excellent uniformity of through-hole plating. Has been.
従来の上記特許文献1〜3に記載された添加剤により、錫又は錫合金のめっき液の均一電着性は改善されてきたが、近年、めっき皮膜に対する品質への要求は高まり、更なる均一電着性の向上が求められている。またフリップチップ実装において半導体デバイスを接続するために基板に設けられるバンプ電極をめっき法により形成する場合、リフロー処理後のバンプの内部にボイドと呼ばれる空隙が形成されることがある。バンプの内部にボイドが形成されると接合不良を生じるおそれがあるため、これを抑制することが求められている。しかしながら、均一電着性を向上することと、ボイドの発生を抑制することとは相反する関係になっている。即ち、均一電着性は、電極面の分極抵抗を大きくすることで改善される一方、ボイドの発生は、カソードの過電圧を小さくすることで抑制される。近年、両方の特性を満足させるめっき液の添加剤が求められてきた。 Although the conventional electrodeposition described in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3 has improved the uniform electrodeposition of the plating solution of tin or tin alloy, in recent years, the demand for the quality of the plating film has increased, and the uniformity has further increased. There is a need for improved electrodeposition. In addition, when a bump electrode provided on a substrate for connecting a semiconductor device in flip chip mounting is formed by a plating method, a void called a void may be formed inside the bump after the reflow process. If voids are formed inside the bumps, there is a risk of poor bonding, and there is a need to suppress this. However, there is a contradictory relationship between improving the throwing power and suppressing the generation of voids. That is, the throwing power is improved by increasing the polarization resistance of the electrode surface, while the generation of voids is suppressed by reducing the overvoltage of the cathode. In recent years, additives for plating solutions that satisfy both characteristics have been demanded.
本発明の目的は、均一電着性に優れ、かつバンプ電極等を形成したときにボイドの発生を抑制する錫又は錫合金のめっき液を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tin or tin alloy plating solution that is excellent in throwing power and suppresses generation of voids when a bump electrode or the like is formed.
本発明の第1の観点は、(A)少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩、(B)有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩、(C)添加剤を含むめっき液であって、添加剤が4級アンモニウム塩と、界面活性剤と、結晶微細化剤とを含み、界面活性剤が下記式(1)で表されるノニオン性界面活性剤を含み、結晶微細化剤が下記式(2)で表される低分子化合物を含むことを特徴とする。 A first aspect of the present invention is (A) a soluble salt containing at least a stannous salt, (B) an acid selected from organic acids and inorganic acids or salts thereof, and (C) a plating solution containing an additive. The additive includes a quaternary ammonium salt, a surfactant, and a crystal refining agent, the surfactant includes a nonionic surfactant represented by the following formula (1), and the crystal refining agent is It includes a low molecular compound represented by the following formula (2).
但し、式(1)中、R1、R2は、下記の式(A)で示される基であり、 Y1、Y2は、単結合、−O−、−COO−及び−CONH−から選ばれる基であり、 Zはベンゼン環又は2,2−ジフェニルプロパンを表す。
In the formula (1), R 1, R 2 is a group represented by the following formula (A), Y 1, Y 2 is a single bond, -O -, - COO- and from -CONH- And Z represents a benzene ring or 2,2-diphenylpropane.
但し、式(A)中、nは2又は3を示す。mは1〜15の整数を示す。
However, in formula (A), n represents 2 or 3. m shows the integer of 1-15.
但し、式(2)中、R3は水素、ハロゲン原子、置換若しくは非置換のC1−C20アルキル基、C2−C20アルケニル基、C4−C20ジエニル基、C3−C20シクロアルキル基、C3−C20シクロアルケニル基及びC4−C20シクロジエニル基並びに式−NR7R8(式中R7、R8はそれぞれ独立に水素又は置換若しくは非置換のC1−C20アルキル基である)で表されるアミノ基からなる群より選択され、R4〜R6はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン原子、置換若しくは非置換のC1−C20アルキル基、C2−C20アルケニル基、C4−C20ジエニル基、C3−C20シクロアルキル基、C3−C20シクロアルケニル基及びC4−C20シクロジエニル基からなる群より選択され、R4とR6又はR3とR5は結合して環を形成してもよく、形成された環は1以上の二重結合を有していてもよく、ここでR3が上記式−NR7R8で表されるアミノ基である場合に上記環はR7若しくはR8がR5と結合した複素環であり、またR3が置換若しくは非置換のC1−C20アルキル基、C2−C20アルケニル基又はC4−C20ジエニル基の場合に上記環は、カルボニル炭素とR3の間に1つの酸素原子を有する複素環であってもよい。
In the formula (2), R 3 is hydrogen, halogen atom, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 4 -C 20 dienyl groups, C 3 -C 20 A cycloalkyl group, a C 3 -C 20 cycloalkenyl group and a C 4 -C 20 cyclodienyl group and a formula —NR 7 R 8 (wherein R 7 and R 8 are each independently hydrogen or substituted or unsubstituted C 1 -C is selected from the group consisting of amino group represented by a is) 20 alkyl group, the R 4 to R 6 are each independently, hydrogen, halogen atom, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, C 2 - C 20 alkenyl group, C 4 -C 20 dienyl groups, C 3 -C 20 cycloalkyl group, it is selected from the group consisting of C 3 -C 20 cycloalkenyl group, and C 4 -C 20 cyclodienyl group, R 4 and R 6 or R 3 and R 5 may form a ring, form Been ring may have one or more double bonds, wherein said ring when R 3 is an amino group represented by the formula -NR 7 R 8 is R 7 or R 8 is R 5 and a bound heterocycles, also the ring in the case of R 3 is substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl radical, C 2 -C 20 alkenyl or C 4 -C 20 dienyl groups, carbonyl carbon And a heterocycle having one oxygen atom between R 3 and R 3 .
本発明の第2の観点は、第1の観点に基づく発明であって、更に添加剤が錯化剤又は酸化防止剤の少なくともいずれかを更に含むことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, wherein the additive further includes at least one of a complexing agent or an antioxidant.
本発明の第1の観点のめっき液は、(A)少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩、(B)有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩、(C)添加剤を含む。そして、添加剤が4級アンモニウム塩と、界面活性剤と、結晶微細化剤とを含み、界面活性剤には、上記一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤が含まれ、結晶微細化剤には、上記一般式(2)で表される低分子化合物が含まれる。このように、4級アンモニウム塩と、特定の構造を有する上記界面活性剤と、更に特定の構造を有する上記結晶微細化剤を必須成分として含ませることにより、幅広い電流密度範囲で均一電着性を顕著に改善することができる。しかも、外観が良好で、ボイドの発生も非常に少ない、信頼性の高いめっき皮膜を形成できる。この結果、狭ピッチや複雑な配線パターンに対応し得る高品質な製品を製造することができる。 The plating solution of the first aspect of the present invention includes (A) a soluble salt containing at least a stannous salt, (B) an acid selected from organic acids and inorganic acids or salts thereof, and (C) an additive. The additive includes a quaternary ammonium salt, a surfactant, and a crystal refining agent, and the surfactant includes the nonionic surfactant represented by the general formula (1), and crystal The finer includes a low molecular compound represented by the general formula (2). Thus, by including the quaternary ammonium salt, the surfactant having a specific structure, and the crystal refining agent having a specific structure as essential components, uniform electrodeposition can be achieved over a wide current density range. Can be remarkably improved. In addition, it is possible to form a highly reliable plating film with a good appearance and very few voids. As a result, a high-quality product that can cope with a narrow pitch or a complicated wiring pattern can be manufactured.
本発明の第2の観点のめっき液では、添加剤として、錯化剤又は酸化防止剤の少なくともいずれかを更に含むことにより、次の効果が得られる。錯化剤を含むことで、特に銀等の貴金属を含むめっき液において、貴金属イオン等が浴中で安定化するとともに、析出合金組成が均一化しやすくなる。また、酸化防止剤を含むことで、可溶性第一錫塩の第二錫塩への酸化が防止される。 In the plating solution according to the second aspect of the present invention, the following effects can be obtained by further including at least one of a complexing agent or an antioxidant as an additive. By including the complexing agent, in particular, in a plating solution containing a noble metal such as silver, noble metal ions and the like are stabilized in the bath, and the precipitated alloy composition is easily uniformized. Moreover, oxidation to the stannic salt of soluble stannous salt is prevented by containing antioxidant.
次に本発明を実施するための形態を説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated.
本発明のめっき液は、錫又は錫合金のめっき液であって、(A)少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩、(B)有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩、(C)添加剤を含む。 The plating solution of the present invention is a plating solution of tin or a tin alloy, (A) a soluble salt containing at least a stannous salt, (B) an acid selected from an organic acid and an inorganic acid or a salt thereof, (C ) Contains additives.
<可溶性塩(A)>
可溶性塩(A)は、第一錫塩と、この第一錫塩及び銀、銅、ビスマス、ニッケル、アンチモン、インジウム、亜鉛からなる群から選ばれた金属の塩の混合物とのいずれかよりなる。めっき皮膜を構成する錫合金は、錫と、銀、銅、ビスマス、ニッケル、アンチモン、インジウム、亜鉛より選ばれた所定金属との合金であり、例えば、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−ニッケル合金、錫−アンチモン合金、錫−インジウム合金又は錫−亜鉛合金等の2元合金や、錫−銅−ビスマス、錫−銅−銀合金等の3元合金が挙げられる。
<Soluble salt (A)>
The soluble salt (A) comprises any one of a stannous salt and a mixture of the stannous salt and a metal salt selected from the group consisting of silver, copper, bismuth, nickel, antimony, indium, and zinc. . The tin alloy constituting the plating film is an alloy of tin and a predetermined metal selected from silver, copper, bismuth, nickel, antimony, indium, and zinc. For example, tin-silver alloy, tin-copper alloy, tin -Binary alloys such as bismuth alloy, tin-nickel alloy, tin-antimony alloy, tin-indium alloy or tin-zinc alloy, and ternary alloys such as tin-copper-bismuth, tin-copper-silver alloy .
従って、めっき液中に含まれる上述の可溶性塩は、めっき液中でSn2+、Ag+、Cu+、Cu2+、Bi3+、Ni2+、Sb3+、In3+、Zn2+等の各種金属イオンを生成する任意の可溶性塩を意味し、例えば、当該金属の酸化物、ハロゲン化物、無機酸又は有機酸の当該金属塩等が挙げられる。 Therefore, the above-mentioned soluble salts contained in the plating solution are Sn 2+ , Ag + , Cu + , Cu 2+ , Bi 3+ , Ni 2+ , Sb 3+ , In 3+ , Zn 2 in the plating solution. Meaning any soluble salt producing various metal ions such as + , for example, the metal salt of the metal oxide, halide, inorganic acid or organic acid.
金属酸化物としては、酸化第一錫、酸化銅、酸化ニッケル、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化亜鉛等が挙げられ、金属のハロゲン化物としては、塩化第一錫、塩化ビスマス、臭化ビスマス、塩化第一銅、塩化第二銅、塩化ニッケル、塩化アンチモン、塩化インジウム、塩化亜鉛等が挙げられる。 Examples of metal oxides include stannous oxide, copper oxide, nickel oxide, bismuth oxide, antimony oxide, indium oxide, and zinc oxide. Metal halides include stannous chloride, bismuth chloride, and bromide. Examples thereof include bismuth, cuprous chloride, cupric chloride, nickel chloride, antimony chloride, indium chloride, and zinc chloride.
無機酸又は有機酸の金属塩としては、硫酸銅、硫酸第一錫、硫酸ビスマス、硫酸ニッケル、硫酸アンチモン、硝酸ビスマス、硝酸銀、硝酸銅、硝酸アンチモン、硝酸インジウム、硝酸ニッケル、硝酸亜鉛、酢酸銅、酢酸ニッケル、炭酸ニッケル、錫酸ナトリウム、ホウフッ化第一錫、メタンスルホン酸第一錫、メタンスルホン酸銀、メタンスルホン酸銅、メタンスルホン酸ビスマス、メタンスルホン酸ニッケル、メタスルホン酸インジウム、ビスメタンスルホン酸亜鉛、エタンスルホン酸第一錫、2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマス等が挙げられる。 Metal salts of inorganic or organic acids include copper sulfate, stannous sulfate, bismuth sulfate, nickel sulfate, antimony sulfate, bismuth nitrate, silver nitrate, copper nitrate, antimony nitrate, indium nitrate, nickel nitrate, zinc nitrate, copper acetate , Nickel acetate, nickel carbonate, sodium stannate, stannous borofluoride, stannous methanesulfonate, silver methanesulfonate, copper methanesulfonate, bismuth methanesulfonate, nickel methanesulfonate, indium metasulfonate, bismethane Examples include zinc sulfonate, stannous ethanesulfonate, and bismuth 2-hydroxypropanesulfonate.
上記可溶性塩(A)は単用又は併用でき、めっき液中での含有量は、好ましくは30〜100g/Lである。可溶性塩(A)の含有量が少な過ぎると、生産性が低下する場合がある。一方、可溶性塩(A)の含有量が多くなり過ぎると、めっき液のコストが上昇する場合がある。このうち、可溶性塩(A)の含有量は、40〜60g/Lであることが特に好ましい。なお、めっき液中の各成分の含有量(添加濃度)は、後述の可溶性塩(A)以外の成分も含め、バレルめっき、ラックめっき、高速連続めっき、ラックレスめっき、バンプめっき等のめっき方式に応じて任意に調整・選択することになる。 The soluble salt (A) can be used alone or in combination, and the content in the plating solution is preferably 30 to 100 g / L. When there is too little content of soluble salt (A), productivity may fall. On the other hand, if the content of the soluble salt (A) is too large, the cost of the plating solution may increase. Among these, it is especially preferable that content of soluble salt (A) is 40-60 g / L. The content (addition concentration) of each component in the plating solution includes plating methods such as barrel plating, rack plating, high-speed continuous plating, rackless plating, and bump plating, including components other than the soluble salt (A) described below. It will be arbitrarily adjusted and selected according to the situation.
<酸又はその塩(B)>
酸又はその塩(B)は、有機酸及び無機酸、或いはその塩から選択される。上記有機酸には、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、芳香族スルホン酸等の有機スルホン酸、或いは脂肪族カルボン酸等が挙げられ、無機酸には、ホウフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、スルファミン酸、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸等が挙げられる。その塩は、アルカリ金属の塩、アルカリ土類金属の塩、アンモニウム塩、アミン塩、スルホン酸塩等である。当該成分(B)は、金属塩の溶解性や排水処理の容易性の観点から有機スルホン酸が好ましい。
<Acid or its salt (B)>
The acid or salt (B) is selected from organic acids and inorganic acids, or salts thereof. Examples of the organic acid include organic sulfonic acids such as alkane sulfonic acid, alkanol sulfonic acid, and aromatic sulfonic acid, and aliphatic carboxylic acids. Inorganic acids include borohydrofluoric acid, silicofluoric acid, and sulfamine. Examples include acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid and the like. The salts are alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, sulfonates, and the like. The component (B) is preferably an organic sulfonic acid from the viewpoint of the solubility of the metal salt and the ease of wastewater treatment.
上記アルカンスルホン酸としては、化学式CnH2n+1SO3H(例えば、n=1〜5、好ましくは1〜3)で示されるものが使用でき、具体的には、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1―プロパンスルホン酸、2―プロパンスルホン酸、1―ブタンスルホン酸、2―ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸等のほか、ヘキサンスルホン酸、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸等が挙げられる。 As the alkane sulfonic acid, those represented by the chemical formula C n H 2n + 1 SO 3 H (for example, n = 1 to 5, preferably 1 to 3) can be used. Specifically, methanesulfonic acid, ethane In addition to sulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 2-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 2-butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid and the like, hexanesulfonic acid, decanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid and the like can be mentioned.
上記アルカノールスルホン酸としては、化学式CmH2m+1−CH(OH)−CpH2p−SO3H(例えば、m=0〜6、p=1〜5)で示されるものが使用でき、具体的には、2―ヒドロキシエタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシブタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシペンタン―1―スルホン酸等の外、1―ヒドロキシプロパン―2―スルホン酸、3―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸、4―ヒドロキシブタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシヘキサン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシデカン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシドデカン―1―スルホン酸等が挙げられる。 As the alkanol sulfonic acid, the formula C m H 2m + 1 -CH ( OH) -C p H 2p -SO 3 H ( e.g., m = 0~6, p = 1~5 ) represented by those can be used in Specifically, in addition to 2-hydroxyethane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 2-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypentane-1-sulfonic acid, etc. -Hydroxypropane-2-sulfonic acid, 3-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 4-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxyhexane-1-sulfonic acid, 2-hydroxydecane-1-sulfonic acid, 2 -Hydroxydodecane-1-sulfonic acid and the like.
上記芳香族スルホン酸は、基本的にはベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸等であって、具体的には、1−ナフタレンスルホン酸、2―ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、p―フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、スルホサリチル酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホ安息香酸、ジフェニルアミン―4―スルホン酸等が挙げられる。 The aromatic sulfonic acid is basically benzene sulfonic acid, alkylbenzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, etc., specifically, 1-naphthalene sulfonic acid, 2-naphthalene. Examples include sulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, cresolsulfonic acid, sulfosalicylic acid, nitrobenzenesulfonic acid, sulfobenzoic acid, diphenylamine-4-sulfonic acid, and the like.
上記脂肪族カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、スルホコハク酸、トリフルオロ酢酸等が挙げられる。 Examples of the aliphatic carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, gluconic acid, sulfosuccinic acid, and trifluoroacetic acid.
これらの酸又はその塩(B)は単用又は併用でき、めっき液中での含有量は、好ましくは80〜300g/Lである。酸又はその塩(B)の含有量が少な過ぎると、導電率が低く、電圧が上昇する場合がある。一方、酸又はその塩(B)の含有量が多くなり過ぎると、めっき液の粘度が上昇し、めっき液の撹拌速度が低下する場合がある。このうち、酸又はその塩(B)の含有量は、100〜200g/Lであることが特に好ましい。 These acids or salts (B) thereof can be used alone or in combination, and the content in the plating solution is preferably 80 to 300 g / L. When there is too little content of an acid or its salt (B), electrical conductivity may be low and a voltage may rise. On the other hand, if the content of the acid or its salt (B) is too large, the viscosity of the plating solution may increase and the stirring rate of the plating solution may decrease. Among these, it is especially preferable that content of an acid or its salt (B) is 100-200 g / L.
<添加剤(C)>
添加剤(C)には、4級アンモニウム塩と、界面活性剤と、結晶微細化剤が必須成分として含まれ、更に錯化剤又は酸化防止剤等が含まれてもよい。
<Additive (C)>
The additive (C) contains a quaternary ammonium salt, a surfactant, and a crystal refining agent as essential components, and may further contain a complexing agent or an antioxidant.
4級アンモニウム塩としては、特に限定されないが、例えばセチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルセチルジメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンゼトニウムヒドロキシド、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。4級アンモニウム塩を必須成分として含ませることにより、特に、高電流密度で電着するときの均一電着性等が向上する傾向がみられる。 Although it does not specifically limit as a quaternary ammonium salt, For example, cetyltrimethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tris (2-hydroxyethyl) methylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, benzylcetyldimethylammonium hydroxide, Examples thereof include benzethonium hydroxide, cetyltrimethylammonium chloride, benzyldimethyltetradecylammonium chloride, and benzyltrimethylammonium chloride. By including a quaternary ammonium salt as an essential component, there is a tendency that uniform electrodeposition, etc., particularly when electrodepositing at a high current density is improved.
上記4級アンモニウム塩は単用又は併用でき、そのめっき液中での含有量は、好ましくは0.01〜10g/Lである。4級アンモニウム塩の含有量が少な過ぎると、3成分(上記4級アンモニウム塩、後述する特定の構造を有する界面活性剤及び結晶微細化剤)の添加による均一電着性の顕著な向上効果が十分に得られない等の不具合が生じる場合がある。一方、4級アンモニウム塩の含有量が多くなり過ぎると、発泡性が上昇してめっき時に不具合が生じる場合がある。このうち、4級アンモニウム塩の含有量は、0.1〜5g/Lであることが特に好ましい。 The quaternary ammonium salt can be used alone or in combination, and its content in the plating solution is preferably 0.01 to 10 g / L. If the content of the quaternary ammonium salt is too small, the effect of remarkably improving the throwing power by adding three components (the quaternary ammonium salt, a surfactant having a specific structure described later and a crystal refining agent) can be obtained. There are cases where problems such as insufficient availability may occur. On the other hand, if the content of the quaternary ammonium salt is too large, foamability is increased and a defect may occur during plating. Among these, the content of the quaternary ammonium salt is particularly preferably 0.1 to 5 g / L.
界面活性剤は、一般に、めっき皮膜の外観、緻密性、平滑性、密着性等を改善するために用いられる。一般的な界面活性剤としては、例えばノニオン性、アニオン性、両性、或いはカチオン性等の各種界面活性剤が挙げられるが、本発明のめっき液では、下記一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤が必須成分として含まれる。この一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤を必須成分として含ませることで、特に、低電流密度で電着するときの均一電着性等を向上する傾向がみられる。 Surfactants are generally used to improve the appearance, denseness, smoothness, adhesion and the like of the plating film. Examples of general surfactants include various surfactants such as nonionic, anionic, amphoteric, or cationic. In the plating solution of the present invention, nonionic compounds represented by the following general formula (1) are used. A surfactant is included as an essential component. By including the nonionic surfactant represented by the general formula (1) as an essential component, there is a tendency to improve the uniformity of electrodeposition particularly when electrodeposition is performed at a low current density.
上記式(1)で表されるノニオン性界面活性剤の具体例としては、例えば次のノニオン性界面活性剤1、2が挙げられる。ノニオン性界面活性剤1は、ポリオキシエチレンビスフェノールエーテルである。このポリオキシエチレンビスフェノールエーテルは、上記式(1)中、置換基R1がH−(CH2−CH2−O)p(pは2〜10の整数)、Y1が−O−、Zが(C6H10)C3H4(C6H10)、Y2が−O−、R2がH−(CH2−CH2−O)p(pは2〜10の整数)であり、具体的には下記式(1−1)で表される。 Specific examples of the nonionic surfactant represented by the above formula (1) include the following nonionic surfactants 1 and 2, for example. Nonionic surfactant 1 is polyoxyethylene bisphenol ether. In this polyoxyethylene bisphenol ether, in the above formula (1), the substituent R 1 is H— (CH 2 —CH 2 —O) p (p is an integer of 2 to 10), Y 1 is —O—, Z in There (C 6 H 10) C 3 H 4 (C 6 H 10), Y 2 is -O-, R 2 is H- (CH 2 -CH 2 -O) p (p is 2-10 integer) Yes, specifically represented by the following formula (1-1).
また、ノニオン性界面活性剤2は、ポリオキシエチレンフェニルエーテルである。このポリオキシエチレンフェニルエーテルは、上記式(1)中、置換基R1がH−(CH2−CH2−O)q(qは2〜15の整数)であって、Y1が−O−、ZがC6H10、Y2は単結合、R2がCH2−CH2−OHであり、下記式(1−2)で表される。 Further, the nonionic surfactant 2 is polyoxyethylene phenyl ether. In this polyoxyethylene phenyl ether, in the above formula (1), the substituent R 1 is H— (CH 2 —CH 2 —O) q (q is an integer of 2 to 15), and Y 1 is —O. -, Z is C 6 H 10, Y 2 is a single bond, R 2 is CH 2 -CH 2 -OH, as represented by the following formula (1-2).
上記一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤は単用又は併用でき、そのめっき液中での含有量は、好ましくは1〜20g/Lである。このノニオン性界面活性剤の含有量が少な過ぎると、上記3成分の添加による均一電着性の顕著な向上効果が十分に得られない等の不具合が生じる場合がある。一方、ノニオン性界面活性剤の含有量が多くなり過ぎると、溶解性に問題が生じる場合がある。このうち、上記一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤の含有量は、3〜10g/Lであることが特に好ましい。なお、本発明では、界面活性剤として上記一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤含んでいれば良く、他のノニオン性界面活性剤等を更に含む構成を妨げない。この場合の他の界面活性剤としては、例えばノニオン性界面活性剤では、糖エステル、脂肪酸エステル、C1〜C25アルコキシルリン酸(塩)、ソルビタンエステル、C1〜C22脂肪族アミド等にエチレンオキシド(EO)及び/又はプロピレンオキシド(PO)を2〜300モル付加縮合させたもの、シリコン系ポリオキシエチレンエーテル、シリコン系ポリオキシエチレンエステル、フッ素系ポリオキシエチレンエーテル、フッ素系ポリオキシエチレンエステル、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化或いはスルホン化付加物等が挙げられる。アニオン性界面活性剤では、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド:12モル含有)ノニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド:12モル含有)ドデシルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、1−ナフトール−4−スルホン酸ナトリウム、2−ナフトール−3,6−ジスルホン酸ジナトリウム等のナフトールスルホン酸塩、ジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム等の(ポリ)アルキルナフタレンスルホン酸塩、ドデシル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩等が挙げられる。両性界面活性剤では、ベタイン、カルボキシベタイン、イミダゾリニウムベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸等が挙げられる。 The nonionic surfactant represented by the general formula (1) can be used alone or in combination, and the content in the plating solution is preferably 1 to 20 g / L. If the content of the nonionic surfactant is too small, there may be a problem that the remarkable improvement effect of the uniform electrodeposition due to the addition of the three components cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of the nonionic surfactant becomes too large, there may be a problem in solubility. Among these, the content of the nonionic surfactant represented by the general formula (1) is particularly preferably 3 to 10 g / L. In addition, in this invention, the nonionic surfactant represented by the said General formula (1) should just be included as surfactant, and the structure which further contains other nonionic surfactant etc. is not prevented. As other surfactants in this case, for example, nonionic surfactants include sugar esters, fatty acid esters, C 1 -C 25 alkoxyl phosphoric acid (salts), sorbitan esters, C 1 -C 22 aliphatic amides, and the like. Ethylene oxide (EO) and / or propylene oxide (PO) 2-300 mol addition-condensed, silicon-based polyoxyethylene ether, silicon-based polyoxyethylene ester, fluorine-based polyoxyethylene ether, fluorine-based polyoxyethylene ester And sulfated or sulfonated adducts of condensation products of ethylene oxide and / or propylene oxide and alkylamines or diamines. Anionic surfactants include polyoxyethylene (ethylene oxide: containing 12 mol) nonyl ether sulfate polyoxyalkylene alkyl ether sulfate such as sodium sulfate, polyoxyethylene (ethylene oxide: containing 12 mol) dodecyl phenyl ether sodium sulfate, etc. Polyoxyalkylene alkylphenyl ether sulfates, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, naphthol sulfonates such as 1-naphthol-4-sulfonic acid sodium, 2-naphthol-3,6-disulfonic acid disodium salt, (Poly) alkylnaphthalene sulfonates such as sodium diisopropyl naphthalene sulfonate and sodium dibutyl naphthalene sulfonate, sodium dodecyl sulfate, sodium oleyl sulfate They include alkyl sulfates of. Examples of amphoteric surfactants include betaine, carboxybetaine, imidazolinium betaine, sulfobetaine, and aminocarboxylic acid.
結晶微細化剤として含まれる低分子化合物は、下記一般式(2)で表される化合物である。 The low molecular weight compound contained as the crystal refining agent is a compound represented by the following general formula (2).
この式(2)で表される低分子化合物の中には、めっき皮膜に光沢を付与するための光沢剤等として用いられるものも存在するが、本発明のめっき液では、これらを、上述の4級アンモニウム塩と上述の特定の構造を有するノニオン性界面活性剤とともに必須成分として含ませることで、特に、均一電着性等を大幅に改善させる効果を得ている。上記式(2)で表される低分子化合物としては、例えば4−ヘキセン−3−オン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ベンザルアルデヒド、シンナムアルデヒド、β−イオノン等が挙げられる。 Among the low molecular weight compounds represented by the formula (2), there are those used as a brightener for imparting luster to the plating film. However, in the plating solution of the present invention, these are described above. By including it as an essential component together with the quaternary ammonium salt and the nonionic surfactant having the above-mentioned specific structure, particularly, the effect of greatly improving the throwing power is obtained. Examples of the low molecular weight compound represented by the above formula (2) include 4-hexen-3-one, acetophenone, propiophenone, benzalaldehyde, cinnamaldehyde, and β-ionone.
結晶微細化剤として含まれる上記低分子化合物は単用又は併用でき、そのめっき液中での含有量は、好ましくは0.001〜0.3g/Lである。この結晶微細化剤の含有量が少な過ぎると、上記3成分の添加による均一電着性の顕著な向上効果が十分に得られない等の不具合が生じる場合がある。一方、結晶微細化剤の含有量が多くなり過ぎると、溶解性が問題になり、均一電着性を損なう不具合が生じる場合がある。このうち、結晶微細化剤の含有量は、0.003〜0.1g/Lであることが特に好ましい。 The low molecular weight compound contained as a crystal refining agent can be used alone or in combination, and the content in the plating solution is preferably 0.001 to 0.3 g / L. When the content of the crystal refining agent is too small, there may be a problem that the effect of significantly improving the throwing power due to the addition of the three components cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of the crystal refining agent is too large, the solubility becomes a problem, and there may be a problem that the uniform electrodeposition is impaired. Among these, the content of the crystal refining agent is particularly preferably 0.003 to 0.1 g / L.
錯化剤は、銀等の貴金属を含むめっき液で貴金属イオン等を浴中で安定化させるとともに析出合金組成を均一化するために用いられる。錯化剤としては、オキシカルボン酸、ポリカルボン酸、モノカルボン酸等が挙げられる。具体的には、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、グルコノラクトン、グルコヘプトラクトン、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アスコルビン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、ジグリコール酸、チオグリコール酸、チオジグリコール酸、チオグリコール、チオジグリコール、メルカプトコハク酸、3,6−ジチア−1,8−オクタンジオール、3,6,9−トリチアデカン−1,11−ジスルホン酸、チオビス(ドデカエチレングリコール)、ジ(6−メチルベンゾチアゾリル)ジスルフィドトリスルホン酸、ジ(6−クロロベンゾチアゾリル)ジスルフィドジスルホン酸、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、グルコノラクトン、グルコヘプトラクトン、ジチオジアニリン、ジピリジルジスルフィド、メルカプトコハク酸、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、イミノジ酢酸(IDA)、イミノジプロピオン酸(IDP)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)、エチレンジオキシビス(エチルアミン)−N,N,N′,N′−テトラ酢酸、グリシン類、ニトリロトリメチルホスホン酸、或いはこれらの塩等が挙げられる。また、チオ尿素類等の含イオウ化合物、トリス(3−ヒドロキシプロピル)ホスフィン等のリン化合物がある。また、導電性塩としては、硫酸、塩酸、リン酸、スルファミン酸、スルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。 上記錯化剤は単用又は併用でき、そのめっき液中での含有量は、好ましくは0〜100g/Lである。錯化剤を添加し過ぎても更なる効果の上昇は見られず不経済であるため、過度の添加は望ましくない。 The complexing agent is used to stabilize noble metal ions and the like in a bath with a plating solution containing a noble metal such as silver and to make the precipitated alloy composition uniform. Examples of the complexing agent include oxycarboxylic acid, polycarboxylic acid, and monocarboxylic acid. Specifically, gluconic acid, citric acid, glucoheptonic acid, gluconolactone, glucoheptlactone, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, ascorbic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glycolic acid, malic acid, Tartaric acid, diglycolic acid, thioglycolic acid, thiodiglycolic acid, thioglycol, thiodiglycol, mercaptosuccinic acid, 3,6-dithia-1,8-octanediol, 3,6,9-trithiadecane-1,11 -Disulfonic acid, thiobis (dodecaethylene glycol), di (6-methylbenzothiazolyl) disulfide trisulfonic acid, di (6-chlorobenzothiazolyl) disulfide disulfonic acid, gluconic acid, citric acid, glucoheptonic acid, gluco Nolactone, glucoheptlactone, dithiodianiline, dipyridi Disulfide, mercaptosuccinic acid, sulfite, thiosulfate, ethylenediamine, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), nitrilotriacetic acid (NTA), iminodiacetic acid (IDA), iminodipropionic acid (IDP), Hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), triethylenetetramine hexaacetic acid (TTHA), ethylenedioxybis (ethylamine) -N, N, N ', N'-tetraacetic acid, glycines, nitrilotrimethylphosphonic acid, or salts thereof Etc. Further, there are sulfur-containing compounds such as thioureas, and phosphorus compounds such as tris (3-hydroxypropyl) phosphine. Examples of the conductive salt include sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfamic acid, sodium salt of sulfonic acid, potassium salt, magnesium salt, ammonium salt, and amine salt. The complexing agent can be used alone or in combination, and its content in the plating solution is preferably 0 to 100 g / L. Even if the complexing agent is added too much, no further increase in the effect is observed and it is uneconomical, so excessive addition is not desirable.
酸化防止剤は、可溶性第一錫塩の第二錫塩への酸化を防止するために用いられる。酸化防止剤としては、次亜リン酸類を初め、アスコルビン酸又はその塩、フェノールスルホン酸(Na)、クレゾールスルホン酸(Na)、ハイドロキノンスルホン酸(Na)、ハイドロキノン、α又はβ−ナフトール、カテコール、レゾルシン、フロログルシン、ヒドラジン、フェノールスルホン酸、カテコールスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ナフトールスルホン酸、或いはこれらの塩等が挙げられる。上記酸化防止剤は単用又は併用でき、そのめっき液中での含有量は、好ましくは0〜3g/Lである。酸化防止剤を添加し過ぎても更なる効果の上昇は見られず不経済であるため、過度の添加は望ましくない。) Antioxidants are used to prevent oxidation of soluble stannous salts to stannic salts. Antioxidants include hypophosphorous acid, ascorbic acid or a salt thereof, phenolsulfonic acid (Na), cresolsulfonic acid (Na), hydroquinonesulfonic acid (Na), hydroquinone, α or β-naphthol, catechol, Examples include resorcin, phloroglucin, hydrazine, phenolsulfonic acid, catecholsulfonic acid, hydroxybenzenesulfonic acid, naphtholsulfonic acid, and salts thereof. The antioxidant can be used alone or in combination, and the content in the plating solution is preferably 0 to 3 g / L. Even if the antioxidant is added too much, no further increase in the effect is observed and it is uneconomical. Therefore, excessive addition is not desirable. )
<めっき液の調製>
上述の各成分を用いてめっき液を調製するには、先ず、めっき液中での各成分の含有量が上述の好ましい割合になるように秤量した後、これらを反応容器内に順次添加し、混合する。
<Preparation of plating solution>
In order to prepare a plating solution using each of the above-mentioned components, first, after weighing so that the content of each component in the plating solution becomes the above-mentioned preferred ratio, these are sequentially added into the reaction vessel, Mix.
<用途等>
以上、本発明のめっき液は、被めっき物である電子部品に、錫又は錫合金のめっき皮膜を形成するためのめっき液として利用でき、特に電着塗装によってめっき皮膜を形成する際の均一電着性に優れる。また、バンプ電極等を形成したときにボイドの発生を抑制することができる。電子部品としては、例えば、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フィルムキャリア、半導体集積回路、抵抗、コンデンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶振動子、スイッチ、リード線等が挙げられる。また、ウエハーのバンプ電極等のように電子部品の一部に上述のめっき液を適用して皮膜を形成することもできる。
<Applications>
As described above, the plating solution of the present invention can be used as a plating solution for forming a plating film of tin or a tin alloy on an electronic component that is an object to be plated. Excellent wearability. Moreover, generation of voids can be suppressed when bump electrodes or the like are formed. Examples of the electronic component include a printed board, a flexible printed board, a film carrier, a semiconductor integrated circuit, a resistor, a capacitor, a filter, an inductor, a thermistor, a crystal resonator, a switch, and a lead wire. Further, a coating can be formed by applying the above plating solution to a part of an electronic component such as a bump electrode of a wafer.
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。 Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.
<実施例1〜6及び比較例1〜3>
めっき液中に含まれる可溶性塩(A)、酸又はその塩(B)、添加剤(C)の種類と、その含有量(濃度)を以下の表2及び表3に示すように変更又は調整して、各実施例又は比較例ごとにめっき液を調製した。なお、表2中の分類(i)〜(vi)で示される4級アンモニウム塩、分類(i)、(ii)で示される界面活性剤、分類(i)〜(vi)で示される結晶微細化剤の詳細を、それぞれ以下の表1に示す。
<Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3>
The types of soluble salt (A), acid or salt (B), and additive (C) contained in the plating solution, and their content (concentration) are changed or adjusted as shown in Table 2 and Table 3 below. Then, a plating solution was prepared for each example or comparative example. In Table 2, quaternary ammonium salts represented by classifications (i) to (vi), surfactants represented by classifications (i) and (ii), and fine crystals represented by classifications (i) to (vi) Details of the agent are shown in Table 1 below.
<比較試験及び評価>
実施例1〜6及び比較例1〜3で得られためっき液について、ハルセル試験とめっき試験を行い、各めっき液の均一電着性とボイド発生率を評価した。その結果を表4に示す。
<Comparison test and evaluation>
About the plating solution obtained in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3, the hull cell test and the plating test were done, and the uniform electrodeposition property and void generation rate of each plating solution were evaluated. The results are shown in Table 4.
(a)ハルセル試験
ハルセル試験では、市販のハルセル試験器(山本鍍金試験器社製)を用い、めっき対象の基材には、銅製ハルセル板(縦70mm、横100mm、厚さ0.3mm)を使用した。ハルセル試験器にめっき液を入れ、液温を25℃とし、通電電流を2Aとした。めっき処理時間は5分間で、めっき処理中はめっき液を撹拌しなかった。ハルセル評価は、めっき処理したハルセル板のヤケの有無により行った。
(A) Hull cell test In the hull cell test, a commercially available hull cell tester (manufactured by Yamamoto Kakin Tester Co., Ltd.) is used, and a copper hull cell plate (length 70 mm, width 100 mm, thickness 0.3 mm) is used as a substrate to be plated. used. The plating solution was put into a Hull cell tester, the solution temperature was 25 ° C., and the energization current was 2A. The plating treatment time was 5 minutes, and the plating solution was not stirred during the plating treatment. The hull cell evaluation was performed based on the presence or absence of burns on the plated hull cell plate.
(b)めっき試験
(b-1) めっき膜厚のばらつき
第1のめっき試験では、銅製基板(縦10cm、横10cm、厚さ0.3mm)を液温25℃のめっき液に浸漬し、5A/dm2の電流密度で1分間通電することにより、めっき皮膜を上記基板上に形成した。得られためっき皮膜の10箇所の膜厚を蛍光X線膜厚測定器(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)社製)によって測定した。10箇所の膜厚の標準偏差(3σ)を算出し、めっき膜厚のばらつき、即ち電着が均一に行われたかを評価した。
(B) Plating test
(b-1) Variation in plating film thickness In the first plating test, a copper substrate (10 cm long, 10 cm wide, 0.3 mm thick) was immersed in a plating solution at a liquid temperature of 25 ° C. and a current of 5 A / dm 2 . By energizing for 1 minute at a density, a plating film was formed on the substrate. The film thickness of ten places of the obtained plating film was measured with the fluorescent X-ray film thickness measuring device (made by SII nanotechnology Co., Ltd.). The standard deviation (3σ) of film thickness at 10 locations was calculated, and it was evaluated whether the plating film thickness variation, that is, electrodeposition was performed uniformly.
(b-2) めっき皮膜のボイド発生率
第2のめっき試験では、銅製基板(縦10cm、横7cm、厚さ0.3mm)を液温25℃のめっき液に浸漬し、3A/dm2の電流密度で13分間通電し、膜厚20μmのめっき皮膜を上記基板上に形成した。このめっき皮膜付き基板の中央を縦10mm、横10mmの正方形の小片に切り出し、リフロー処理に模して、これらの小片を窒素雰囲気中、基板の表面温度が270℃になるまでホットプレートで昇温し、その温度で20秒間保持した後、急冷した。ボイドの評価はリフロー後のめっき皮膜を透過X線で観察し、ボイドが占める面積を縦10mm、横10mmの小片の面積で除してボイド面積率を算出することで行った。ボイドが発生したか否かは、ボイド面積率が0.1%以上の場合にボイド発生と規定した。
(b-2) Void generation rate of plating film In the second plating test, a copper substrate (10 cm long, 7 cm wide, 0.3 mm thick) was immersed in a plating solution at a liquid temperature of 25 ° C. and 3 A / dm 2 A current was applied at a current density for 13 minutes to form a plating film having a thickness of 20 μm on the substrate. The center of the substrate with the plating film is cut into square pieces of 10 mm in length and 10 mm in width, and these pieces are heated on a hot plate in a nitrogen atmosphere until the surface temperature of the substrate reaches 270 ° C., resembling reflow treatment. Then, after holding at that temperature for 20 seconds, it was rapidly cooled. Evaluation of the void was performed by observing the plated film after reflowing with transmission X-ray, and dividing the area occupied by the void by the area of small pieces of 10 mm in length and 10 mm in width to calculate the void area ratio. Whether or not voids were generated was defined as void generation when the void area ratio was 0.1% or more.
表4から明らかなように、実施例1〜6と比較例1〜3とを比較すると、4級アンモニウム塩、上述の一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤及び上述の一般式(2)で表される低分子化合物(結晶微細化剤)の3成分のうち、上記低分子化合物を含まない比較例1では、ハルセル試験とボイド発生率の評価においては比較的良好な結果が得られたものの、膜厚のばらつきの評価において標準偏差(3σ)の値が実施例1〜6の値よりも大きい値を示し、均一電着性が悪い結果となった。 As is apparent from Table 4, when Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 are compared, a quaternary ammonium salt, a nonionic surfactant represented by the above general formula (1), and the above general formula Of the three components of the low molecular weight compound (crystal refining agent) represented by (2), Comparative Example 1 that does not contain the low molecular weight compound has relatively good results in the hull cell test and evaluation of the void generation rate. Although obtained, in the evaluation of film thickness variation, the standard deviation (3σ) value was larger than the values of Examples 1 to 6, and the result was poor uniform electrodeposition.
また、上記3成分のうち、4級アンモニウム塩を含まない比較例2、ノニオン性界面活性剤を含まない比較例3では、ハルセル試験においてヤケの発生が確認された。また、膜厚のばらつき、ボイド発生率の評価ともに、実施例1〜6よりも大幅に悪い結果となった。 Moreover, in the comparative example 2 which does not contain a quaternary ammonium salt among the three components, and the comparative example 3 which does not contain a nonionic surfactant, generation of burns was confirmed in a hull cell test. Moreover, both the variation in film thickness and the evaluation of the void generation rate were significantly worse than those in Examples 1-6.
これに対し、実施例1〜6では、ハルセル試験、膜厚のばらつき、ボイド発生率の全ての評価において良好な結果が得られた。 On the other hand, in Examples 1 to 6, good results were obtained in all evaluations of the hull cell test, film thickness variation, and void generation rate.
本発明のめっき液は、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フィルムキャリア、半導体集積回路、抵抗、コンデンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶振動子、スイッチ、リード線等の電子部品や、ウエハーのバンプ電極等の電子部品の一部に利用することができる。 The plating solution of the present invention includes printed circuit boards, flexible printed circuit boards, film carriers, semiconductor integrated circuits, resistors, capacitors, filters, inductors, thermistors, crystal resonators, switches, lead wires and other electronic components, wafer bump electrodes, etc. It can be used for some electronic components.
Claims (2)
(B)有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩、
(C)添加剤
を含むめっき液であって、
前記添加剤が4級アンモニウム塩と、界面活性剤と、結晶微細化剤とを含み、
前記界面活性剤が下記式(1)で表されるノニオン性界面活性剤を含み、
前記結晶微細化剤が下記式(2)で表される低分子化合物を含むことを特徴とするめっき液。
(B) an acid selected from organic acids and inorganic acids or salts thereof,
(C) a plating solution containing an additive,
The additive includes a quaternary ammonium salt, a surfactant, and a crystal refining agent,
The surfactant includes a nonionic surfactant represented by the following formula (1),
The plating solution, wherein the crystal refining agent contains a low molecular compound represented by the following formula (2).
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