JP2019070172A - 無電解パラジウムめっき液、及び無電解パラジウムめっき皮膜 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)上記アミンボラン化合物はジメチルアミンボラン、及びトリメチルアミンボランよりなる群から選ばれる少なくとも1種であること、
(ii)上記ヒドロホウ素化合物は水素化ホウ素塩であること、
(iii)上記錯化剤はアンモニア、及びアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種であること
パラジウム化合物はパラジウムめっきを得るためのパラジウムイオンの供給源である。パラジウム化合物としては、水溶性であればよく、例えば塩化パラジウム、硫酸パラジウム、酢酸パラジウムなどの無機水溶性パラジウム塩;テトラアミンパラジウム塩酸塩、テトラアミンパラジウム硫酸塩、テトラアミンパラジウム酢酸塩、テトラアミンパラジウム硝酸塩、ジクロロジエチレンジアミンパラジウムなどの有機水溶性パラジウム塩などを用いることができる。これらのパラジウム化合物は、単独、又は2種以上を混合して用いてもよい。無電解Pdめっき液中のPdイオン濃度は限定されないが、Pdイオン濃度が低すぎるとめっき皮膜の析出速度が著しく低下することがある。一方、Pdイオン濃度が高すぎると異常析出などにより皮膜物性が低下するおそれがある。したがってめっき液中のパラジウム化合物の含有量はPdイオン濃度として、好ましくは0.01g/L以上、より好ましくは0.1g/L以上、更に好ましくは0.3g/L以上、より更に好ましくは0.5g/L以上、好ましくは10g/L以下、より好ましくは5g/L以下、更に好ましくは3g/L以下である。なお、Pdイオンは原子吸光分光光度計を用いた原子吸光分光分析(Atomic Absorption Spectrometry,AAS)による測定である。
これらはPdめっき皮膜へのP供給源であると共に、無電解Pdめっき液においてはPdを析出させる還元剤として作用する。次亜リン酸化合物としては次亜リン酸、及び次亜リン酸ナトリウムなどの次亜リン酸塩が例示され、亜リン酸化合物としては亜リン酸、及び亜リン酸ナトリウムなどの亜リン酸塩が例示される。次亜リン酸化合物、及び亜リン酸化合物は単独、又は組み合わせてもよい。無電解Pdめっき液中の次亜リン酸化合物、及び/または亜リン酸化合物の含有量が少なすぎるとめっき処理時の析出速度が低下すると共に、高温熱履歴によるAuめっき皮膜へのPdの固溶抑制効果が十分に得られず、ワイヤボンディング性が悪化することがある。無電解Pdめっき液中の次亜リン酸化合物、及び亜リン酸化合物の含有量が多いほど、上記固溶抑制効果は向上するが、無電解Pdめっき液の安定性が低下することがある。無電解Pdめっき液中の次亜リン酸化合物、及び亜リン酸化合物の含有量(単独で含むときは単独の量であり、2種以上を含むときは合計量である。)は好ましくは0.1g/L以上、より好ましくは0.5g/L以上、更に好ましくは1g/L以上、より更に好ましくは2g/L以上であって、好ましくは100g/L以下、より好ましくは50g/L以下、更に好ましくは20g/L以下、より更に好ましくは15g/L以下である。
これらはPdめっき皮膜へのホウ素供給源であると共に、無電解Pdめっき液においてはパラジウムを析出させる還元剤として作用する。アミンボラン化合物としてはジメチルアミンボラン(DMAB)、及びトリメチルアミンボラン(TMAB)が例示され、ヒドロホウ素化合物としては水素化ホウ素ナトリウム(SBH)、及び水素化ホウ素カリウム(KBH)などの水素化ホウ素アルカリ金属塩が例示される。本発明ではジメチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム、および水素化ホウ素カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。無電解Pdめっき液中のホウ素化合物の含有量が少なすぎるとめっき処理時の析出速度が低下すると共に、高温熱履歴によるAuめっき皮膜へのPdの固溶抑制効果が十分に得られず、ワイヤボンディング性が悪化することがある。無電解Pdめっき液中のホウ素化合物含有量が多いほど、上記固溶抑制効果が向上するが、無電解Pdめっき液の安定性が低下することがある。無電解Pdめっき液中のホウ素化合物の含有量(単独で含むときは単独の量であり、2種以上を含むときは合計量である。)は好ましくは0.01g/L以上、より好ましくは0.1g/L以上、更に好ましくは0.5g/L以上、より更に好ましくは1g/L以上であって、好ましくは100g/L以下、より好ましくは50g/L以下、更に好ましくは30g/L以下、より更に好ましくは20g/L以下である。
錯化剤は、主に無電解Pdめっき液のPdの溶解性を安定化させる作用を有する。錯化剤としては各種公知の錯化剤でよく、好ましくはアンモニア、及びアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはアミン化合物である。アミン化合物としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ベンジルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、エチレンジアミン誘導体、テトラメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、エチレンジアミン四酢酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid:EDTA)、又はそのアルカリ金属塩、EDTA誘導体、グリシンなどが挙げられる。錯化剤は単独、又は2種以上を併用できる。無電解Pdめっき液中の錯化剤の含有量(単独で含むときは単独の量であり、2種以上を含むときは合計量である。)は上記作用が得られるように適宜調整すればよく、好ましくは0.5g/L以上、より好ましくは1g/L以上、更に好ましくは3g/L以上、より更に好ましくは5g/L以上であって、好ましくは50g/L以下、より好ましくは30g/L以下である。
本発明の無電解Pdめっき液は、pHが低すぎるとPdの析出速度が低下しやすく、一方、pHが高すぎると無電解Pdめっき液の安定性が低下することがある。好ましくはpH4〜10、より好ましくはpH6〜8である。無電解Pdめっき液のpHは公知のpH調整剤を添加して調整できる。pH調整剤としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、りん酸等の酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等のアルカリが挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用できる。
安定化剤は、めっき安定性、めっき後の外観向上、めっき皮膜形成速度調整などの目的で必要に応じて添加される。本発明の無電解Pdめっき液は、公知の硫黄含有化合物を更に含有できる。硫黄含有化合物としては、例えば、チオエーテル化合物、チオシアン化合物、チオカルボニル化合物、チオール化合物、チオ硫酸及びチオ硫酸塩から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。具体的には、メチオニン、ジメチルスルホキシド、チオジグリコール酸、ベンゾチアゾール等のチオエーテル化合物;チオシアン酸、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸アンモニウム等のチオシアン化合物;チオ尿素又はその誘導体などのチオカルボニル化合物;システイン、チオ乳酸、チオグリコール酸、メルカプトエタノール、ブタンチオール等のチオール化合物;チオ硫酸ナトリウム等のチオ硫酸塩が挙げられる。これらの硫黄含有化合物は、単独、又は二種以上を混合して用いることもできる。無電解Pdめっき液中の安定化剤の含有量(単独で含むときは単独の量であり、2種以上含む場合は合計量である。)はめっき安定性などの効果が得られるように適宜調整すればよく、好ましくは0.1mg/L以上、より好ましくは0.5mg/L以上、好ましくは500mg/L以下、より好ましくは100mg/L以下である。
本発明には上記めっき皮膜を有する電子機器構成部品も包含される。電子機器構成部品として、例えばチップ部品、水晶発振子、バンプ、コネクタ、リードフレーム、フープ材、半導体パッケージ、プリント基板等の電子機器を構成する部品が挙げられる。特にウェハー上のAl電極またはCu電極に対して、はんだ接合およびワイヤボンディング(W/B)接合を目的としたUBM(Under Barrier Metal)形成技術に好適に用いられる。本発明の無電解Pdめっき液を用いたPdめっき皮膜に、Auめっき皮膜を積層させることで熱履歴後も優れたワイヤボンディング性を実現できる。
試験装置(TPT社製セミオートマチックワイヤボンダHB16)によりワイヤボンディングを行い、Dage社製ボンドテスターSERIES4000により、以下の測定条件で1条件につき20点評価した。なお、測定は熱処理前、及び熱処理後(175℃で16時間保持)に行った。ワイヤボンディング性評価として熱処理後のワイヤボンディング平均強度が9.0g以上である場合を「優」、8.5g以上9.0g未満である場合を「良」、7.5g以上8.5g未満を「可」、7.5g未満である場合を「不良」とした。
キャピラリー:B1014−51−18−12(PECO社製)
ワイヤー:1mil−Auワイヤー(SPM社製)
ステージ温度:150℃
超音波(mW):250(1st),250(2nd)
ボンディング時間(ミリ秒):200(1st),50(2nd)
引っ張り力(gf):25(1st),50(2nd)
ステップ(第1から第2への長さ):0.7mm
測定方式:ワイヤープルテスト
装置:万能型ボンドテスター#4000(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製)
テストスピード:170μm/秒
Claims (6)
- パラジウム化合物と、
次亜リン酸化合物、および亜リン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種と、
アミンボラン化合物、及びヒドロホウ素化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種と、
錯化剤とを含有することを特徴とする無電解パラジウムめっき液。 - 前記アミンボラン化合物は、ジメチルアミンボラン、及びトリメチルアミンボランよりなる群から選ばれる少なくとも1種であり、前記ヒドロホウ素化合物は水素化ホウ素塩である請求項1に記載の無電解パラジウムめっき液。
- 前記錯化剤はアンモニア、及びアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載の無電解パラジウムめっき液。
- リン、及びホウ素を含有することを特徴とする無電解パラジウムめっき皮膜。
- 前記無電解パラジウムめっき皮膜の表面に更に無電解金めっき皮膜を有するものである請求項4に記載の無電解パラジウムめっき皮膜。
- 請求項4、又は5に記載の無電解パラジウムめっき皮膜を有する電子機器構成部品。
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