JPH05132756A - メツキ被膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライ雰囲気中においてマスクレスで自由な
パターンにメッキ被膜（メタライズ層）を形成すること
ができ、しかも、対象とする被メッキ物の種類に対する
制限も少なく、メッキ処理工程も簡易なメッキ被膜形成
方法を提供する。 【構成】 超微粒子膜形成装置で製造された超微粒子を
放熱板１５の表面に吹き付けて堆積させることによりド
ライプロセスでダイパッド１６を形成する。超微粒子を
吐出するノズル１７、あるいは放熱板１５を走査させる
ことにより所望のパターンのダイパッド１６をマスクレ
スで得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメッキ被膜形成方法に関
する。例えば、配線基板やＩＣチップ等の表面にメッキ
被膜（メタライズ層）を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属の表面にメッキを施すには、
電解メッキ法が広く用いられている。また、例えば、配
線基板の回路パターンやＩＣチップの配線パッド等の金
属部分にメッキを施す場合には、スパッタリング法など
も採用されている。

【０００３】電解メッキ法では、例えば配線基板上の互
いに独立した（電気的に絶縁された）複数箇所の回路パ
ターンにメッキを施す場合、配線パターン等によって全
ての回路パターンを互いにショートさせておき、配線基
板を電解液に浸漬してメッキ用金属材と配線基板の回路
パターンとの間に電圧を印加し、回路パターンにメッキ
被膜を形成した後、各回路パターンをショートさせてい
た配線パターン等を除去している。

【０００４】また、電解メッキによって、金属表面の一
部分にのみメッキを施す場合には、メッキを施す必要の
ない部分をマスクで覆ったり、フォトマスクによってパ
ターニングされたフォトレジスト等によってメッキの不
要な部分を覆ったりしておき、金属表面の一部にのみメ
ッキ被膜が付着するようにしている。

【０００５】スパッタリング等によるメッキ方法では、
被メッキ物の全面にメッキ金属を蒸着させてメッキ被膜
を形成した後、メッキ被膜の必要な部分だけをマスクで
覆って不要な部分をエッチングにより除去し、所望のメ
ッキパターンを得ている。あるいは、被メッキ物のメッ
キが不要な領域を予めマスクで覆っておき、マスクの上
からメッキ金属を蒸着させてマスクから露出した領域に
のみメッキ被膜を形成している。特に、金属表面の一部
にだけ部分メッキする場合には、後者の方法によらざる
を得なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解メ
ッキ法では、ウエットプロセスであること、メッキ金属
の析出時間が掛かることより、メッキに時間が掛かると
いう欠点がある。さらに、メッキ箇所が複数ある場合に
は、各メッキ箇所をショートさせておいてメッキ終了後
に導通部分を再び除去しなければならず、工程が繁雑に
なっていた。さらに、電解メッキ法では、金属以外の例
えばプラスチック表面にはメッキを施すことができない
という欠点もある。

【０００７】また、スパッタリング等によりメッキする
場合や、電解メッキにより金属表面に部分メッキを施す
場合には、メッキの不要な領域を覆うためのマスクが必
要となり、受注の都度メッキ不要領域（あるいは、メッ
キ領域）のパターンに応じたマスクを作製する必要があ
り、受注から納期までの期間が長くなっていた。

【０００８】さらに、スパッタリング等によるメッキで
は、被メッキ物が高温に加熱され、電解メッキ法では被
メッキ物が電解液に浸けられるので、メッキ処理の時期
が制限されるという欠点があった。

【０００９】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、ドライ雰
囲気中においてマスクレスで自由なパターンにメッキす
ることができ、しかも、対象とする被メッキ物の種類に
対する制限も少なく、メッキ処理工程も簡易なメッキ被
膜形成方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のメッキ被膜形成
方法は、ガスデポジション法によって被メッキ物の表面
に金属超微粒子からなるメッキ被膜を形成することを特
徴としている。

【００１１】

【作用】本発明にあっては、メッキ用の金属超微粒子を
ガスデポジション法によって直接被メッキ物に吹き付
け、超微粒子流または被メッキ物を走査させることによ
り所望パターンのメッキ被膜（メタライズ層）を形成す
ることができる。

【００１２】よって、本発明のメッキ被膜形成方法で
は、マスクを用いることなくマスクレスで所望パターン
のメッキ被膜を得ることができる。

【００１３】また、ドライプロセスによりメッキを施す
ことができる。

【００１４】さらに、無電解メッキ（化学メッキ）より
も簡単な方法で金属以外の被メッキ物にもメッキを施す
ことができるという特長がある。

【００１５】

【実施例】図１は図２の超微粒子膜２を形成するための
超微粒子膜形成装置３を示す概略構成図である。これ
は、ガスデポジション法（第９０回ニューセラミクス懇
話会研究会資料に掲載されている。）を利用して超微粒
子膜２を直接に描画する装置であって、超微粒子生成室
４と膜形成室５を有し、両室４，５は搬送管６によって
結ばれている。また、超微粒子生成室４内と膜形成室５
内は真空ポンプ７によって減圧できるようになってい
る。超微粒子生成室４には流量調整弁８を介してＨｅガ
ス等のガス９が供給されている。この超微粒子生成室４
には、抵抗加熱法を熱源とする蒸発槽１０が設けられて
おり、蒸発槽１０内には超微粒子膜２を形成するための
メッキ金属材料１１が入れられている。一方、膜形成室
５内には、被メッキ物１を保持して移動させるためのマ
ニピュレータ１２が設けられており、搬送管６からマニ
ピュレータ１２側へ向けてノズル１３が突出している。

【００１６】しかして、被メッキ物１をマニピュレータ
１２に保持させ、真空ポンプ７により膜形成室５を減圧
すると共に超微粒子生成室４にガス９を送り込んで加圧
しながら、蒸発槽１０でメッキ金属材料１１を加熱して
蒸発させると、蒸発原子は空中で凝集して超微粒子（例
えば、粒径が０.１μｍ程度、あるいはそれ以下のも
の）となり、超微粒子生成室４と膜形成室５との差圧に
よりＨｅガス等のガス９と共に搬送管６を通って膜形成
室５へ送られ、ノズル１３から高速で被メッキ物１の表
面へ噴射され、図２に示すように超微粒子膜２を形成さ
れる。このとき被メッキ物１を移動させて走査すること
により、マスクを用いることなく所望パターンの超微粒
子膜２を形成することができる。

【００１７】例えば、マニピュレータ１２によって被メ
ッキ物１を直線的に移動させながら超微粒子膜２を形成
すれば、図３（ａ）に示すように直線状パターンの超微
粒子膜２を形成することができる。この直線状の超微粒
子膜２の幅はノズル１３の先端径によって決まる。ま
た、そのときシャッターによりノズル１３を開閉すれ
ば、図３（ｂ）に示すように断続的な（あるいは、点状
の）パターンの超微粒子膜２を得ることができる。さら
に、マニピュレータ１２によって被メッキ物１を回転さ
せれば、図３（ｃ）に示すように、環状パターンの超微
粒子膜２を形成することができる。また、被メッキ物１
を２次元的に走査させれば、面状の超微粒子膜２を形成
することもできる。

【００１８】こうして、被メッキ物１の上にガスデポジ
ション法によって超微粒子膜２を形成すれば、マスク等
を用いることなくインラインで容易にメッキ被膜を形成
することができ、量産化にも適する。しかも、超微粒子
膜２として用いることができる材質の範囲も後述のよう
に広くなり、メッキ被膜の特性値の範囲も広くなり、用
途が拡大する。また、被メッキ物１も加熱されないの
で、耐熱性のないものや耐熱性の低いものにもメッキす
ることが可能になる。さらに、超微粒子生成室４と膜形
成室５との差圧、被メッキ物１の温度、超微粒子の温
度、噴射速度及び流量等によって超微粒子膜２の密度や
粒径、結晶粒界等を変化させることができ、また被メッ
キ物１の移動速度や超微粒子の噴射量や超微粒子膜２の
重ね塗り等によって超微粒子膜２の膜厚を変えることが
できるので、これらをコントロールすることにより超微
粒子膜２の特性値を調整できる。

【００１９】超微粒子膜２を形成するための材質として
は、種々のものを用いることができ、例えば、Ｆｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｃｕ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ−Ｃｕ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｓｒ，Ｐ
ｄ，Ｙ，Ｎｂ，Ｌｉ，Ｂａ，Ｃ，Ｂｉ，Ｃａ，その他の
金属及び合金系を用いることができる。

【００２０】また、蒸発槽１０内に沸点温度の等しい金
属の合金を入れておけば、合金の超微粒子膜２を形成す
ることもできる。さらに、超微粒子生成室５内に２つ以
上の蒸発槽を設けて異なるメッキ金属材料を入れておけ
ば、両金属材料の沸点温度が異なる場合でも、２元系合
金（共晶合金）等の超微粒子膜２を形成できる。例え
ば、このような合金作製法によれば、超微粒子膜２のオ
ーミック接触性を良好にしたり、適当なドーパントを母
材金属に入れたりすることができる。

【００２１】図４は図５の超微粒子膜２を形成するため
の超微粒子膜形成装置１４を示す概略構成図である。こ
れは、２つの超微粒子生成室４ａ，４ｂと膜形成室５を
有し、両超微粒子生成室４ａ，４ｂと膜形成室５とはそ
れぞれ搬送管６ａ，６ｂによって結ばれている。各超微
粒子生成室４ａ，４ｂには、抵抗加熱法を熱源とする蒸
発槽１０ａ，１０ｂが設けられており、各蒸発槽１０
ａ，１０ｂ内には超微粒子膜２を形成するための異なる
メッキ金属材料１１ａ，１１ｂが入れられている。一
方、膜形成室５内には、被メッキ物１を保持し移動させ
るためのマニピュレータ１２が設けられており、隣接し
て配置された各搬送管６ａ，６ｂからマニピュレータ１
２側へ向けてそれぞれノズル１３ａ，１３ｂが突出して
いる。

【００２２】しかして、マニピュレータ１２によって被
メッキ物１を移動させながら、第１のメッキ金属材料１
１ａからなる超微粒子をノズル１３ａから高速で被メッ
キ物１へ噴射し、下側超微粒子膜２ａを形成し、第二の
メッキ金属材料１１ｂからなる超微粒子をノズル１３ｂ
から噴射して下側超微粒子膜２ａの上に上側超微粒子膜
２ｂを形成する。この結果、下側超微粒子膜２ａと上側
超微粒子膜２ｂとからなる図４のような傾斜複合組成の
超微粒子膜２が得られる。

【００２３】したがって、上記のような装置を用いてガ
スデポジション法により超微粒子膜２からなる回路配線
等を形成すれば、マスクを用いることなく描画法により
ドライ雰囲気中で被メッキ物１の表面に所望のパターン
でメッキ被膜を形成することができる。また、マスクを
用いることなく、被メッキ物１の金属表面のうち一部に
だけメッキ被膜を形成することもでき、金属以外の表面
にも容易にメッキすることができる。以下、具体的なメ
ッキ例について説明する。

【００２４】図６は本発明の一実施例であって、Ｃｕや
Ａｌ等の放熱板１５にダイボンディング用のダイパッド
１６をメッキによって形成する場合を示している。超微
粒子膜形成装置のノズル１７からはＡｕやＡｇ等の超微
粒子流１８が吐出されており、この超微粒子流１８を放
熱板１５の表面に吹き付け、同時に放熱板１５をイ方向
へ移動させることによりＡｕやＡｇ等のメッキ被膜から
なるダイパッド１６が形成されている。

【００２５】このような場合、従来にあっては電解メッ
キによってダイパッドが形成されていたが、本実施例で
はガスデポジション法によってダイパッド１６を形成し
ているので、ドライプロセスによってメッキ被膜からな
るダイパッド１６を形成することができ、電解メッキに
よる場合と比較して短時間でダイパッド１６を形成する
ことができる。しかも、マニピュレータ等によって放熱
板１５（あるいは、ノズル１７）を移動させながらダイ
パッド１６を形成することにより、マスクを用いること
なく所望のパターンにダイパッド１６を形成することが
できる。また、マスクを必要としないので、メッキパタ
ーンの変更にも容易に対応できる。

【００２６】図７（ａ）（ｂ）は本発明の別な実施例で
あって、メサ型の半導体チップ１９を形成されたウエハ
２０の裏面に電極２１を形成する場合を示しており、図
７（ａ）はウエハ２０全体を示し、図７（ｂ）はウエハ
２０中の単一の半導体チップ１９を示している。ウエハ
２０は、各半導体チップ製造終了後カット前の段階のも
のであり、超微粒子膜形成装置のノズル２２からＡｕ、
Ａｇ、Ａｌ等の超微粒子流２３を吐出させ、この超微粒
子をウエハ２０の裏面に堆積させてガスデポジション法
により電極２１をメッキしている。こうして製造された
半導体チップ１９は、図８に示すように外周部にガラス
コーティング２４を施されたメサ型の半導体チップ１９
であって、裏面の一部にのみ電極が形成されている。

【００２７】この場合、従来にあってはスパッタリング
や蒸着等によって電極を形成しているので、半導体チッ
プの裏面に部分的に電極を形成するためにはマスクが必
要であるが、本実施例のようにガスデポジション法によ
って電極２１を形成すればマスクレスで電極２１を形成
することができる。また、マスクを必要とせず、ノズル
２２の走査によって所望のパターンを形成することがで
きるので、ウエハ２０に半導体チップ１９を製造終了し
た後においてもユーザーの要求に応じた電極２１を形成
することができる。

【００２８】図９は本発明のさらに別な実施例であっ
て、配線基板２５の全ての回路パターン２６もしくは一
部の回路パターン２６にメッキを施す場合を示してい
る。この場合にも、メッキしようとする回路パターン２
６の上にのみノズル２７から超微粒子流２８を吐出さ
せ、ガスデポジション法によって回路パターン２６の表
面にメッキ被膜２９を形成する。

【００２９】このような場合には、従来はメッキしよう
とする回路パターン同志を全て配線パターン等で接続し
てショートさせておき、電解メッキした後、不要な配線
パターンをエッチング等の後加工によって除去していた
が、本実施例のようにガスデポジション法によってメッ
キすれば、回路パターン２６間のショートや後加工の工
程を省くことができ、メッキ処理を簡単に実施できる。
また、電解液によって基板等を劣化させる恐れも無い。

【００３０】図１０（ａ）は本発明のさらに別な実施例
であって、ガスデポジション法によって超微粒子膜から
なる電極パッド３０をメッキしたフリップチップ実装用
のＩＣチップ３１を示している。この電極パッド３０
は、Ａｌの超微粒子膜からなるメッキ被膜３２とＣｒの
超微粒子膜からなるメッキ被膜３３とＣｕの超微粒子膜
からなるメッキ被膜３４をガスデポジション法によって
順次積層して形成されたものである。

【００３１】このような場合、従来においては、ＩＣチ
ップの上面にスパッタリングによって電極膜を形成し、
これをマスクを用いて選択的にエッチングすることによ
り電極パッドを形成していたが、本実施例によれば、マ
スクレスかつドライプロセスによってパッド部にのみＡ
ｌ，Ｃｒ，Ｃｕの各金属を堆積させて電極パッド３０を
形成することができ、加工時間を短縮することができ
る。

【００３２】なお、本発明は、上記実施例以外にも種々
のメッキ処理工程で実施することができることはいうま
でもない。

【００３３】

【発明の効果】本発明にあっては、メッキ用の金属超微
粒子をガスデポジション法によって直接被メッキ部分に
吹き付け、超微粒子流または被メッキ物を走査させるこ
とにより所望パターンのメッキを形成することができ
る。

【００３４】よって、本発明のメッキ形成方法によれ
ば、マスク等を用いることなく所望のパターンにメッキ
を施すことができる。このため、メッキ処理をカスタム
化することができる。また、メッキ部分が複数箇所ある
場合にも、電解メッキのようにこれらのメッキ部分を接
続してショートさせたり、メッキ後に接続部分を除去し
たりする必要がなく、分離された複数箇所の被メッキ領
域にも簡単にメッキを施すことができる。したがって、
メッキ処理工程が簡単になり、受注から納期間での期間
を短縮することができる。

【００３５】さらに、ドライ雰囲気中においてメッキを
施すことができるので、メッキ処理時間を短縮でき、メ
ッキ工程が簡単になり、さらに、メッキする時期等も制
限されないという長所がある。

【００３６】また、本発明のメッキ形成方法によれば、
無電解メッキ（化学メッキ）よりも簡単な方法で金属以
外の被メッキ物にもメッキを施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる超微粒子膜形成装置
を示す概略構成図である。

【図２】同上の装置によって被メッキ物の上に形成され
た超微粒子膜を示す一部破断した正面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は上記超微粒子膜形成装置
によって形成される超微粒子膜のパターンの数例を示す
図である。

【図４】本発明の別な実施例にかかる超微粒子膜形成装
置を示す概略構成図である。

【図５】同上の装置によって被メッキ物の上に形成され
た超微粒子膜を示す一部破断した正面図である。

【図６】本発明の一実施例によるメッキ形成方法を示す
斜視図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は本発明の別な実施例によるメッ
キ形成方法を示す斜視図である。

【図８】同上の実施例においてメッキを施されたメサ構
造の半導体チップを示す正面図である。

【図９】本発明のさらに別な実施例によるメッキ形成方
法を示す斜視図である。

【図１０】（ａ）は本発明のさらに別な実施例によるメ
ッキ形成方法を示す斜視図、（ｂ）はメッキによって形
成されたＩＣパッドを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 被メッキ物 ２ 超微粒子膜 ３ 超微粒子膜形成装置 １５ 放熱板 １６ ダイパッド １９ 半導体チップ ２０ ウエハ ２１ 電極 ２５ 配線基板 ２６ 回路パターン ２９ メッキ被膜 ３０ 電極パッド ３１ ＩＣチップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスデポジション法によって被メッキ物
   の表面に金属超微粒子からなるメッキ被膜を形成するこ
   とを特徴とするメッキ被膜形成方法。