JP3940615B2 - チップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造に係り、特に、半導体チップパッケージ基板のボンディングパッド（或いはボンディングフィンガーと称する）或いはソルダボールパッド等のコンタクトパッドを指し、その外側表面にニッケル／金電気めっきを行う方法と構造であって、コンタクトパッドに良好な電気的連接品質を持たせる方法と構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子産業関連技術が進歩し、電子製品のコンパクト化の傾向に伴い、半導体チップパッケージ基板（或いはＩＣキャリア）製造業者もまた工程上多くのネックに遭遇することになった。そのうち、基板表面に若干の導電回路より延伸されたコンタクトパッドを形成して、電子信号或いは電源の伝送手段となすが、通常、コンタクトパッドの上側表面はニッケル／金（Ｎｉ／Ａｕ）層とされている。このようなコンタクトパッドは、半導体チップパッケージ基板のボンディングパッドであれば、即ちパッド表面がニッケル／金層で被覆され、チップパッケージワイヤボンディング時に、金線と基板のボンディングパッドはいずれも金で形成され、両者の電気的結合に有利とされる。またこれらのコンタクトパッドがパッケージ基板のソルダボールパッドとされる時、パッド表面がニッケル／金層で被覆され、ソルダボールパッドの導電パッド体（通常銅とされる）が外界環境の影響により酸化されにくくし、ソルダボール植え込みの電気連接品質を向上している。
【０００３】
図１は一般に業界で行われている半導体チップパッケージ基板のコンタクトパッドにニッケル／金層を電気めっきした構造表示図である。前工程を完成しチップパッケージに供される基板１は、既にパターン化された上下の回路層１１、１２、若干の導通孔１３（ＰＴＨ）或いは盲孔（Ｂｌｉｎｄ ｖｉａ）が形成され、並びにリソグラフィー、エッチング等の方式で、基板１に若干のコンタクトパッド１０（ボンディングパッド或いはソルダボールパッド）が画定され、基板１の外表面がソルダ防止層１４で被覆されている。
【０００４】
図１に示される基板１に設けられたコンタクトパッド１０は、コンタクトパッド１０にニッケル／金層１６が電気めっきされている。しかし、この構造を形成するためには、基板１上に別に多くの電気めっき導線１５をレイアウトし、電気めっき導線を利用してニッケル／金層１６をコンタクトパッド１０に電気めっきする必要がある。このため、コンタクトパッド１０にニッケル／金構造が形成されてはいるが、レイアウトした多くの電気めっき導線に電気めっきを行わねばならず、基板１上の面積を占拠して回路レイアウト面積を減少させるだけでなく、高周波使用時に、余分の電気めっき導線のアンテナ効果により、雑音を発生しやすい。もしエッチバック方式により電気めっき１５を切除しても、導線後端の部分が遺留する。このため基板上のコンタクトパッド１０にニッケル／金層の構造が形成されてはいるが、導線後端の乱雑構造もある。当然、回路レイアウト面積を減らし高周波使用で雑音を発生しやすい問題も依然として存在した。
【０００５】
業界ではこの問題に対して、別に一つの改善の技術を提供している。いわゆるＧＰＰ（Ｇｏｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｐｌａｔｉｎｇ）工程である。図２から５を参照されたい。そのうち基板には若干の導通孔（ＰＴＨ）或いは盲孔が内部に形成されうる（図示せず）。
【０００６】
続いて、基板２の導電層２１上をそれぞれホトレジスト層２２で被覆する。このホトレジスト層２２は開孔を有して形成したい回路の領域を露出させ、導電層２１のホトレジスト２２で未被覆の部分はニッケル／金層２３が電気めっきされる。これは図３に示されるとおりである。
【０００７】
続いてホトレジスト層２２を除去し、ニッケル／金層２３を図４に示されるように保留する。
【０００８】
最後に、ニッケル／金層２３をホトレジスト剤とし、リソグラフィー、エッチング等の方式を利用し、導電層２１回路パターン化して回路層２５を画定し、回路層２５の上側表面にニッケル／金層２３をめっきし、図５に示されるようであり、その半導体チップパッケージ基板への実施は図６に示されるようである。
【０００９】
この周知の技術は別に電気めっき導線をレイアウトする必要はないが、基板２の全体の回路層２５（コンタクトパッド２６と全ての導電回路を含む）上側表面がいずれも一層のニッケル／金層で被覆され、ニッケル／金層の原料は相当に高価で、明らかに製造コストを大量に浪費した。さらに、上述の回路層２５をコンタクトパッド２６とした部分は、コンタクトパッド材料が銅とされ、それはただ上側表面がニッケル／金層２３で被覆され、その他の、コンタクトパッドがボンディングパッドとされた部分は両側壁表面が露出し、ニッケル／金層で被覆されず、金面が不足するか或いは外界の侵食により酸化する状況が発生し、基板をチップパッケージワイヤボンディングに供する時、金線とボンディングパッドの電気的連接が影響を受けやすい。また回路層２５の導電回路表面はニッケル／金層２３で被覆され、それは基板表面を被覆するソルダ防止層２７とは、両者の材料特性の違いのため安定した密着が達成されず、信頼度不良の欠点を形成しやすい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本発明は一種のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造を提供する、本発明の方法は、基板の表面に別に電気めっき導線をレイアウトする必要がなく、大幅に電気めっき導線レイアウト面積を減少し、導電回路レイアウト面積を増加する。このほか、本発明のコンタクトパッド外表面は完全にニッケル／金層で被覆され、基板にチップパッケージワイヤボンディングを行う時、金線対コンタクトパッドの電気的結合が、酸化によるコンタクトパッドの電気的連接品質に影響を与えるのを防止できるものとされる。
【００１１】
本発明の主要な目的は、一種のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法を提供することにあり、該基板のコンタクトパッドのニッケル／金層電気めっき工程は基板の表面に電気めっき導線をレイアウトする必要がなく、大幅に有効レイアウト面積を増加し、並びに電気めっき導線レイアウトが発生する雑音干渉を減少する。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、一種のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法を提供することにあり、全体の回路層にニッケル／金層を電気めっきすることなく有効にニッケル／金層電気めっきのコストを減らすことができる。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、一種のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造を提供することにあり、コンタクトパッドの外側表面を完全にニッケル／金層で被覆し、基板にチップパッケージワイヤボンディングを行う時、金線をコンタクトパッドに対し電気的に結合させ、並びにコンタクトパッドを保護して三回によるコンタクトパッドの電気的連接品質に影響が生じるのを防止する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、パターン化されてコンタクトパッドを具えた回路層を具えた基板を有するチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造において、
該基板のコンタクトパッドの外側表面、即ち該コンタクトパッドの空気との接触面が完全にニッケル／金層で被覆され、且つ基板が、別にレイアウトされてニッケル／金電気めっきしたコンタクトパッドとされる電気めっき導線を不設置とされたことを特徴とする、チップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造としている。
請求項２の発明は、前記コンタクトパッドが基板のボンディングパッド或いはソルダーボールパッドとされたことを特徴とする、請求項１に記載のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造としている。
請求項３の発明は、
（ａ）回路をパターン化し回路層を画定した基板を提供し、該基板の表面を導電膜で被覆するステップ、
（ｂ）導電膜で被覆した基板表面に第１ホトレジスト層を形成し、該第１ホトレジスト層は開孔を具えたものとし、該導電膜で被覆されている該回路層の一部が該開孔に露出し、該導電膜で被覆されて該開口に露出する部分の該回路層をコンタクトパッドとなすステップ、
（ｃ）第１ホトレジスト層で未被覆の導電膜を除去するステップ、
（ｄ）基板上に第２ホトレジスト層を形成し、該第２ホトレジスト層で該開孔側面に露出 する導電膜を被覆するステップ、
（ｅ）基板に対してニッケル／金電気めっきを行い、該コンタクトパッド全体表面すべてにニッケル／金層を電気めっきするステップ、
（ｆ）第２、第１ホトレジスト層及びその被覆する導電膜を除去するステップ、
（ｇ）基板表面をソルダ防止層で被覆するステップ、
以上の（ａ）から（ｇ）のステップを含むことを特徴とする、チップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法としている。
請求項４の発明は、前記コンタクトパッドが基板のボンディングパッド或いはソルダーボールパッドとされたことを特徴とする、請求項３に記載のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法としている。
請求項５の発明は、前記導電膜が、錫、銅、クロム、パラジウム、ニッケル、錫／鉛或いはその合金で組成されたことを特徴とする、請求項３に記載のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は一種のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造を提供する、本発明に記載の構造は、回路をパターン化した回路層を具えた基板を具え、該回路層が若干のコンタクトパッドを具え、該基板のコンタクトパッドの外側表面が完全にニッケル／金層で被覆され、且つ該基板はコンタクトパッドの電気めっき導線がレイアウトされていない。
【００１６】
本発明に記載の構造は以下の実施例により完成する。
（ａ）回路をパターン化し回路層を画定した基板を提供し、該基板の表面を導電膜（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）で被覆する。
（ｂ）導電膜で被覆した基板表面に第１ホトレジスト層を形成し、該第１ホトレジスト層は開孔を具え、該回路層の該開孔下方に露出し該導電膜で被覆された部分をコンタクトパッドとなす。
（ｃ）第１ホトレジスト層で未被覆の導電膜を除去する。
（ｄ）基板上に第２ホトレジスト層を形成し、該第２ホトレジスト層で該開孔側面に露出する導電膜を被覆する。
（ｅ）基板に対してニッケル／金電気めっきを行い、該コンタクトパッド全体表面すべてにニッケル／金層を電気めっきする。
（ｆ）ホトレジスト層及びその被覆する導電膜を除去する。
（ｇ）基板表面をソルダ防止層で被覆する。
【００１７】
【実施例】
本発明は一種のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造を提供する。図７から図１４に示されるのは本発明の実施例のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造である。
【００１８】
まず、単層或いは多層の基板１００を提供する。該基板１００は必要な前工程がすでに完成し、例えば若干の導通孔ＰＴＨ或いは盲孔が形成されている。並びにリソグラフィー、エッチング等の方式で、基板１００にパターン化した回路を形成し回路層１０５を画定する。これは図７に示されるとおりである。
【００１９】
続いて図８に示されるように、基板１００の表面を導電膜１１０で被覆する。該導電膜１１０は後述の電気めっき進行の電流伝導経路とされ、それは導電可能な薄膜、例えば錫、銅、クロム、パラジウム、ニッケル、錫／鉛材料或いはその合金で組成されるが、本発明は前述の材料に限定されるわけではなく、ただ導電性を有する金属材料であれば使用でき、スパッタ、無電気めっき或いは物理、化学堆積などの方式により該導電膜１１０を形成する。
【００２０】
導電膜１１０で被覆した基板表面に第１ホトレジスト層１１５を形成する。該ホトレジスト層は開孔１１５１を有し、これにより、回路層１０５が全部は該第１ホトレジスト層１１５によって被覆されず、これにより該回路層１０５の一部が該開口１１５１に露出し、且つこの露出した該回路層１０５の一部がコンタクトパッド１０５１とされ、これは図９に示される通りである。
【００２１】
エッチング技術により、該第１ホトレジスト層１１５で被覆されていない導電膜を除去する。このとき、該ホトレジスト層の開孔１１５１区域の底縁に一部導電膜１１０２が残存する。これは図１０に示されるとおりである。
【００２２】
さらに基板１００上に第２ホトレジスト層１２０を形成する。このホトレジスト層は第１ホトレジスト層開孔１１５１側面に露出する導電膜１１０２を被覆し、図１１に示されるように、これは、電気めっき時に、開孔１１５１区域に残った導電膜１１０２もニッケル／金が電気めっきされて基板の回路が短絡の状況を発生するのを防止するためである。
【００２３】
続いて、電気めっき方式で基板１００に対してニッケル／金層を形成する。導電膜１１０は導体材料で形成され、電気めっきする時、ニッケル／金層１２５は導電膜１１０が各コンタクトパッド１０５１の表面に電気めっきされることにより、各コンタクトパッド１０５１の外側表面、即ちコンタクトパッド１０５１の空気との接触面にニッケル／金層１２５が電気めっきされる。これは図１２に示されるとおりである。
【００２４】
続いて、第２ホトレジスト層１２０と第１ホトレジスト層１１５及びその被覆する導電膜１１０を除去し、基板１００のコンタクトパッド１０５１のニッケル／金層１２５電気めっきの構造が完成する。そのうち、回路層１０５のコンタクトパッド１０５１全体の外側表面にはすべてニッケル／金層１２５が電気めっきされ、これは図１３に示されるとおりである。
【００２５】
最後に、基板１００の表面をソルダ防止層１３０で被覆し、それは例えばソルダマスクとされ、基板１００の表面保護を完成し、これは図１４に示されるとおりである。
【００２６】
本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造において、コンタクトパッドは、例えば半導体チップパッケージ基板中のボンディングパッド或いはソルダボールパッドとされ、図中には僅かに一部のコンタクトパッド１０５１が示されているが、実際のコンタクトパッドの数量とホトレジスト層は、実際の製品の必要とする工程により基板に分布し、且つ工程と構造は基板の単一側面或いは基板の両側面に実施可能である。本発明の実施例に記載のコンタクトパッドのほか、基板にニッケル／金層電気めっき工程を行う必要がある部分は、いずれも本発明に記載の工程によりニッケル／金電気めっき構造を形成できる。このほか、本発明は第２階層に電子部品を組み付けた一般のプリンゴ基板の製作にも運用でき、これは本発明の技術の属する分野における通常の知識を有する者であれば分かることであるため、説明を省略する。
【００２７】
【発明の効果】
総合すると、本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法と構造は、導電膜を電流伝導経路として基板上の各コンタクトパッドを導通させ、それは基板の表面に別に電気めっき導線をレイアウトする工程が不要で、有効に電気めっき導線レイアウト面積を節約し導電回路レイアウト面積を増加し、並びに基板の電気めっき導線レイアウトが発生しやすい雑音干渉を防止できる。且つ全体の回路層上にニッケル／金層を電気めっきする必要がなく、有効にニッケル／金のコストを節約できる。このほか、コンタクトパッド外表が完全にニッケル／金層で被覆され、基板にチップパッケージワイヤボンディングを行う時、金線のコンタクトパッドに対する電気的結合を補助し、酸化によりコンタクトパッドの電気的連接品質に影響が生じるのを防止できる。
【００２８】
以上の説明は本発明を説明するためのもので本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 周知のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき実施表示図である。
【図２】 別の周知のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき実施表示図である。
【図３】 別の周知のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき実施表示図である。
【図４】 別の周知のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき実施表示図である。
【図５】 別の周知のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき実施表示図である。
【図６】 別の周知のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき実施表示図である。
【図７】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図８】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図９】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図１０】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図１１】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図１２】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図１３】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【図１４】 本発明のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法実施表示図である。
【符号の説明】
１、２、１００ 基板
１０、１０５１ コンタクトパッド
１１ 上回路層
１２ 下回路層
１３ 導通孔
１４、２７、１３０ ソルダ防止層
１５ 電気めっき導線
１６、２３、１２５ ニッケル／金層
２２ ホトレジスト層
２５、１０５ 回路層
２８ チップ設置区
１１０ 導電膜
１１０２ 導電膜残留露出部分
１１５ 第１ホトレジスト層
１１５１ ホトレジスト層開孔
１２０ 第２ホトレジスト層

Claims (5)

1. パターン化されてコンタクトパッドを具えた回路層を具えた基板を有するチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造において、
   該基板のコンタクトパッドの外側表面、即ち該コンタクトパッドの空気との接触面が完全にニッケル／金層で被覆され、且つ基板が、別にレイアウトされてニッケル／金電気めっきしたコンタクトパッドとされる電気めっき導線を不設置とされたことを特徴とする、チップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造。
2. 前記コンタクトパッドが基板のボンディングパッド或いはソルダーボールパッドとされたことを特徴とする、請求項１に記載のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき構造。
3. （ａ）回路をパターン化し回路層を画定した基板を提供し、該基板の表面を導電膜で被覆するステップ、
   （ｂ）導電膜で被覆した基板表面に第１ホトレジスト層を形成し、該第１ホトレジスト層は開孔を具えたものとし、該導電膜で被覆されている該回路層の一部が該開孔に露出し、該導電膜で被覆されて該開口に露出する部分の該回路層をコンタクトパッドとなすステップ、
   （ｃ）第１ホトレジスト層で未被覆の導電膜を除去するステップ、
   （ｄ）基板上に第２ホトレジスト層を形成し、該第２ホトレジスト層で該開孔側面に露出する導電膜を被覆するステップ、
   （ｅ）基板に対してニッケル／金電気めっきを行い、該コンタクトパッド全体表面すべてにニッケル／金層を電気めっきするステップ、
   （ｆ）第２、第１ホトレジスト層及びその被覆する導電膜を除去するステップ、
   （ｇ）基板表面をソルダ防止層で被覆するステップ、
   以上の（ａ）から（ｇ）のステップを含むことを特徴とする、チップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法。
4. 前記コンタクトパッドが基板のボンディングパッド或いはソルダーボールパッドとされたことを特徴とする、請求項３に記載のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法。
5. 前記導電膜が、錫、銅、クロム、パラジウム、ニッケル、錫／鉛或いはその合金で組成されたことを特徴とする、請求項３に記載のチップパッケージ基板のコンタクトパッドのニッケル／金電気めっき方法。

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