JPH0969524A - アルミニウム電極上へのニッケルめっき法 - Google Patents
アルミニウム電極上へのニッケルめっき法Info
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- JPH0969524A JPH0969524A JP22329595A JP22329595A JPH0969524A JP H0969524 A JPH0969524 A JP H0969524A JP 22329595 A JP22329595 A JP 22329595A JP 22329595 A JP22329595 A JP 22329595A JP H0969524 A JPH0969524 A JP H0969524A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性の高い電極形成のためのアルミニウム
電極上への無電解ニッケルめっき法を提供することを目
的とする。 【構成】 アルミニウム電極１２上に活性化液でパラジ
ウムの析出物１４による核付けを行った後、還元剤であ
る次亜リン酸ナトリウムを純水に溶かした後、水酸化ナ
トリウム溶液でｐＨ９．０〜１２．０に調整しながら純
水を加えてトータルで１０００ｍＬにした溶液１５に浸
漬した後、半導体素子のアルミニウム電極１２をｐＨ
５．０〜６．８、温度８０〜９０℃の酸化還元反応型の
無電解ニッケルめっき液でめっきすることにより半導体
素子の全てのアルミニウム電極１２にリンを含むニッケ
ル膜１６が得られる。
電極上への無電解ニッケルめっき法を提供することを目
的とする。 【構成】 アルミニウム電極１２上に活性化液でパラジ
ウムの析出物１４による核付けを行った後、還元剤であ
る次亜リン酸ナトリウムを純水に溶かした後、水酸化ナ
トリウム溶液でｐＨ９．０〜１２．０に調整しながら純
水を加えてトータルで１０００ｍＬにした溶液１５に浸
漬した後、半導体素子のアルミニウム電極１２をｐＨ
５．０〜６．８、温度８０〜９０℃の酸化還元反応型の
無電解ニッケルめっき液でめっきすることにより半導体
素子の全てのアルミニウム電極１２にリンを含むニッケ
ル膜１６が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子をフリップチ
ップ方式やフィルムキャリア方式などのワイヤレスボン
ディング方式を用いて実装する場合に必要な半導体素子
の電極形成方法におけるアルミニウム電極上へのニッケ
ルめっき法に関するものである。
ップ方式やフィルムキャリア方式などのワイヤレスボン
ディング方式を用いて実装する場合に必要な半導体素子
の電極形成方法におけるアルミニウム電極上へのニッケ
ルめっき法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、ＩＣ，
ＬＳＩなどの半導体素子は高密度、高集積化が進められ
ている。また、半導体素子の実装面からみても電極間隔
の狭ピッチ化、入出力電極数の増大といった傾向にあ
る。さらに電卓、ノートパソコン、携帯電話等にみられ
るように薄型化が要求されている。
ＬＳＩなどの半導体素子は高密度、高集積化が進められ
ている。また、半導体素子の実装面からみても電極間隔
の狭ピッチ化、入出力電極数の増大といった傾向にあ
る。さらに電卓、ノートパソコン、携帯電話等にみられ
るように薄型化が要求されている。
【０００３】これらの要求に対して、フリップチップ方
式やＴＡＢ方式などのワイヤレスボンディング方式が一
括接合や位置合わせ精度からくる信頼性、実装の薄型
化、高密度化などの面からマッチしており、今後の半導
体素子の実装技術の一つの大きな柱となることが予想さ
れ多くの研究開発がなされている。
式やＴＡＢ方式などのワイヤレスボンディング方式が一
括接合や位置合わせ精度からくる信頼性、実装の薄型
化、高密度化などの面からマッチしており、今後の半導
体素子の実装技術の一つの大きな柱となることが予想さ
れ多くの研究開発がなされている。
【０００４】ワイヤレスボンディング方式では、一般に
半導体素子のアルミニウム電極上に突起電極あるいはバ
ンプと呼ばれる金属突起物が形成される。
半導体素子のアルミニウム電極上に突起電極あるいはバ
ンプと呼ばれる金属突起物が形成される。
【０００５】このような半導体素子のアルミニウム電極
上に突起電極を形成する方法としては、多くの方式が提
案され事業化されているものもある。こうした方式の中
で低コストが期待される無電解めっき法によるバンプ形
成方法が研究されている。例えば特開昭６３−３０５５
３２号、特開昭６４−８１３４４号公報に開示されてい
るパラジウム核付け法がその例としてあげられる。
上に突起電極を形成する方法としては、多くの方式が提
案され事業化されているものもある。こうした方式の中
で低コストが期待される無電解めっき法によるバンプ形
成方法が研究されている。例えば特開昭６３−３０５５
３２号、特開昭６４−８１３４４号公報に開示されてい
るパラジウム核付け法がその例としてあげられる。
【０００６】この方法について図４を用いて説明する。
図４（ａ）に示すようにシリコン基板１からなる半導体
素子２のアルミニウム電極３の表面を硝酸（またはリン
酸）の希釈液により前処理した後洗浄する。４はパッシ
ベーション膜である。続いて、図４（ｂ）に示すように
塩化パラジウム１ｇ、塩酸１００cc及び水９．５４Ｌか
らなるパラジウム活性化剤に前記半導体素子２を３０〜
６０秒間浸漬して露出するアルミニウム電極３の表面に
パラジウムの析出物５を付着させる。
図４（ａ）に示すようにシリコン基板１からなる半導体
素子２のアルミニウム電極３の表面を硝酸（またはリン
酸）の希釈液により前処理した後洗浄する。４はパッシ
ベーション膜である。続いて、図４（ｂ）に示すように
塩化パラジウム１ｇ、塩酸１００cc及び水９．５４Ｌか
らなるパラジウム活性化剤に前記半導体素子２を３０〜
６０秒間浸漬して露出するアルミニウム電極３の表面に
パラジウムの析出物５を付着させる。
【０００７】次いで、図４（ｃ）に示すように半導体素
子のアルミニウム電極３の表面のパラジウムの析出物５
が除去されない程度に洗浄した後、半導体素子２をｐＨ
が４〜６、温度が８０〜９０℃の無電解ニッケルめっき
液中に浸漬して約１時間の無電解めっきを施して露出す
るアルミニウム電極３を含む周辺に厚さ２０μｍのニッ
ケルバンプ６を形成する。続いて、半導体素子２を洗浄
した後、半導体素子２を無電解金めっき液中に浸漬して
無電解めっきを施し、ニッケルバンプ６の表面に厚さ１
μｍの金層７を形成するというものである。
子のアルミニウム電極３の表面のパラジウムの析出物５
が除去されない程度に洗浄した後、半導体素子２をｐＨ
が４〜６、温度が８０〜９０℃の無電解ニッケルめっき
液中に浸漬して約１時間の無電解めっきを施して露出す
るアルミニウム電極３を含む周辺に厚さ２０μｍのニッ
ケルバンプ６を形成する。続いて、半導体素子２を洗浄
した後、半導体素子２を無電解金めっき液中に浸漬して
無電解めっきを施し、ニッケルバンプ６の表面に厚さ１
μｍの金層７を形成するというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では実際のワーキング半導体素子に無電解ニッケル
めっきを行うといかなる金属も付着しないパッド（特定
パッド；例えばＧＮＤ、あるいはＶccなど）が観察され
た。この傾向は多くの種類の半導体素子で発生ししかも
同じ位置のパッドにめっきが付かないという現象であっ
た。
来例では実際のワーキング半導体素子に無電解ニッケル
めっきを行うといかなる金属も付着しないパッド（特定
パッド；例えばＧＮＤ、あるいはＶccなど）が観察され
た。この傾向は多くの種類の半導体素子で発生ししかも
同じ位置のパッドにめっきが付かないという現象であっ
た。
【０００９】本発明は上記従来の課題を解決し、低コス
トで半導体素子の基板やアルミニウム電極あるいはパッ
シベーション膜に悪影響を及ぼすことなく、信頼性の高
い電極あるいは突起電極を半導体素子の電極面上に形成
するためのベースとなるアルミニウム電極上への無電解
ニッケルめっき法を提供することを目的とするものであ
る。
トで半導体素子の基板やアルミニウム電極あるいはパッ
シベーション膜に悪影響を及ぼすことなく、信頼性の高
い電極あるいは突起電極を半導体素子の電極面上に形成
するためのベースとなるアルミニウム電極上への無電解
ニッケルめっき法を提供することを目的とするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のアルミニウム電極上へのニッケルめっき法
は、半導体素子のアルミニウム電極表面にバリアメタル
あるいは突起電極としてニッケルめっきを施すにあた
り、上記素材を酸性液あるいはアルカリ性液によりエッ
チング処理した後、パラジウムイオンを含む活性化液で
アルミニウム電極表面にパラジウムの核付けを行い、次
に還元剤を溶かしたアルカリ性溶液に浸漬することによ
り前記アルミニウム電極表面を活性化し、さらに前記還
元剤溶液をアルミニウム電極に付着させた状態で前記ア
ルミニウム電極を酸化還元反応型の無電解ニッケルめっ
き液に浸漬することによりめっきを行う方法としたもの
である。
に本発明のアルミニウム電極上へのニッケルめっき法
は、半導体素子のアルミニウム電極表面にバリアメタル
あるいは突起電極としてニッケルめっきを施すにあた
り、上記素材を酸性液あるいはアルカリ性液によりエッ
チング処理した後、パラジウムイオンを含む活性化液で
アルミニウム電極表面にパラジウムの核付けを行い、次
に還元剤を溶かしたアルカリ性溶液に浸漬することによ
り前記アルミニウム電極表面を活性化し、さらに前記還
元剤溶液をアルミニウム電極に付着させた状態で前記ア
ルミニウム電極を酸化還元反応型の無電解ニッケルめっ
き液に浸漬することによりめっきを行う方法としたもの
である。
【００１１】
【作用】この方法によって、極めて簡単な設備かつ手法
によりパッシベーション膜やアルミニウム電極が腐食さ
れることなく電気的導通も良好なＮｉめっき膜を半導体
素子の全てのアルミニウム電極上に形成することが可能
となる。
によりパッシベーション膜やアルミニウム電極が腐食さ
れることなく電気的導通も良好なＮｉめっき膜を半導体
素子の全てのアルミニウム電極上に形成することが可能
となる。
【００１２】
【実施例】本発明によるアルミニウム電極上へのニッケ
ルめっき法の基本は、アルミニウム電極を有する半導体
電極をまず酸性液あるいはアルカリ性液でエッチング処
理をした後、パラジウムイオンを含む活性化液でアルミ
ニウム電極の表面にパラジウムの核付けを行い、次に次
亜リン酸ナトリウムのような次工程の酸化還元反応型無
電解ニッケルめっき液に使用する還元剤を溶かし、さら
にｐＨを９．０〜１２．０に調整したアルカリ性溶液に
浸漬し、この後上記還元剤を含むアルカリ性溶液を表面
に付着させた状態で前記素材を酸化還元反応型の無電解
ニッケルめっき液に浸漬することを特徴とするものであ
る。
ルめっき法の基本は、アルミニウム電極を有する半導体
電極をまず酸性液あるいはアルカリ性液でエッチング処
理をした後、パラジウムイオンを含む活性化液でアルミ
ニウム電極の表面にパラジウムの核付けを行い、次に次
亜リン酸ナトリウムのような次工程の酸化還元反応型無
電解ニッケルめっき液に使用する還元剤を溶かし、さら
にｐＨを９．０〜１２．０に調整したアルカリ性溶液に
浸漬し、この後上記還元剤を含むアルカリ性溶液を表面
に付着させた状態で前記素材を酸化還元反応型の無電解
ニッケルめっき液に浸漬することを特徴とするものであ
る。
【００１３】一般にアルミニウムは酸あるいはアルカリ
でエッチングすることにより表面酸化膜を取り除いて
も、その後に行う水洗処理や次のめっき処理までの間に
再び酸化膜を生じ易くめっきが付きにくくなることがあ
る。さらに半導体素子の特徴として半導体素子の電極で
あるＶcc，ＧＮＤ，Ｉ／Ｏ等各端子がトランジスタ、抵
抗、コンデンサ、ＰＮ接合等機能素子とつながっていた
り、あるいは半導体素子によってはＶccあるいはＧＮＤ
が半導体素子のベースであるシリコン基板にショートし
ていたりするため、各電極間では電位差が生じる。この
ため、通常のめっき方法では電極間で局部電池を形成す
るため局部電池形成のしかたによってはめっきがつかな
い現象が発生する。
でエッチングすることにより表面酸化膜を取り除いて
も、その後に行う水洗処理や次のめっき処理までの間に
再び酸化膜を生じ易くめっきが付きにくくなることがあ
る。さらに半導体素子の特徴として半導体素子の電極で
あるＶcc，ＧＮＤ，Ｉ／Ｏ等各端子がトランジスタ、抵
抗、コンデンサ、ＰＮ接合等機能素子とつながっていた
り、あるいは半導体素子によってはＶccあるいはＧＮＤ
が半導体素子のベースであるシリコン基板にショートし
ていたりするため、各電極間では電位差が生じる。この
ため、通常のめっき方法では電極間で局部電池を形成す
るため局部電池形成のしかたによってはめっきがつかな
い現象が発生する。
【００１４】そこで無電解ニッケルめっきの反応の駆動
力を考えたとき、Ｎｉ2+の還元電位は、酸性側ではｐＨ
４付近まではほぼ一定であるが、アルカリ側ではＮｉ錯
イオンの安定のために相当変動する。一方還元剤の酸化
還元電位は全ｐＨ域にわたって直線的に変化する。従っ
て、めっき反応、すなわち還元反応の駆動力の値はｐＨ
によっても変化することがわかった。
力を考えたとき、Ｎｉ2+の還元電位は、酸性側ではｐＨ
４付近まではほぼ一定であるが、アルカリ側ではＮｉ錯
イオンの安定のために相当変動する。一方還元剤の酸化
還元電位は全ｐＨ域にわたって直線的に変化する。従っ
て、めっき反応、すなわち還元反応の駆動力の値はｐＨ
によっても変化することがわかった。
【００１５】例えば、無電解ニッケルめっきにおいて
は、 ｐＨ４で Ｎｉ2+＋２ｅ-＝Ｎｉ・・・・・Ｅ0＝−０．２５０Ｖ Ｈ2ＰＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＰＯ3 -＋２Ｈ+＋２ｅ- ・・・・・Ｅ0’＝−０．７５０Ｖ Ｅ0’−Ｅ0＝−０．５Ｖ ｐＨ１２でＮｉ-cit＋２ｅ-＝Ｎｉ・・・・・Ｅ0＝−０．４Ｖ Ｈ2ＰＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＰＯ3 -＋２Ｈ+＋２ｅ- ・・・・・Ｅ0’＝−１．２５Ｖ Ｅ0’−Ｅ0＝−０．８５Ｖ であり、ｐＨが高いほど還元反応の駆動力が大きくなる
ことがわかる。
は、 ｐＨ４で Ｎｉ2+＋２ｅ-＝Ｎｉ・・・・・Ｅ0＝−０．２５０Ｖ Ｈ2ＰＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＰＯ3 -＋２Ｈ+＋２ｅ- ・・・・・Ｅ0’＝−０．７５０Ｖ Ｅ0’−Ｅ0＝−０．５Ｖ ｐＨ１２でＮｉ-cit＋２ｅ-＝Ｎｉ・・・・・Ｅ0＝−０．４Ｖ Ｈ2ＰＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＰＯ3 -＋２Ｈ+＋２ｅ- ・・・・・Ｅ0’＝−１．２５Ｖ Ｅ0’−Ｅ0＝−０．８５Ｖ であり、ｐＨが高いほど還元反応の駆動力が大きくなる
ことがわかる。
【００１６】従って、この反応の駆動力を生かし、半導
体素子の各電極間の電位差を上回る還元力を発生させる
ことが重要である。つまり、各アルミニウム電極の表面
をｅ -（Ｈ2ＰＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＰＯ3 -＋２Ｈ+＋２ｅ-）
がリッチな状態にし、Ｎｉ2+＋２ｅ-＝Ｎｉの反応を促
進するには、各アルミニウム電極の表面のｐＨを高く
（アルカリ側）にするとともに還元剤である次亜リン酸
ナトリウムの量もリッチな状態にしておくことが重要で
ある。
体素子の各電極間の電位差を上回る還元力を発生させる
ことが重要である。つまり、各アルミニウム電極の表面
をｅ -（Ｈ2ＰＯ2 -＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＰＯ3 -＋２Ｈ+＋２ｅ-）
がリッチな状態にし、Ｎｉ2+＋２ｅ-＝Ｎｉの反応を促
進するには、各アルミニウム電極の表面のｐＨを高く
（アルカリ側）にするとともに還元剤である次亜リン酸
ナトリウムの量もリッチな状態にしておくことが重要で
ある。
【００１７】本発明では、アルミニウム酸化物を溶解す
る働きがあるとともに、次のニッケルめっき液に持ち込
んでもめっき作用に支障を与えることのない水酸化ナト
リウム溶液にニッケルめっき液中に含まれる還元剤（例
えば次亜リン酸ナトリウム）を溶かし、半導体素子のア
ルミニウム電極にそのまま付着させた状態で直ちに酸化
還元型無電解ニッケルめっきをすれば電極表面に酸化膜
を生じることもなく大きな還元力を得ることができ、ア
ルミニウム電極上に先に付着したパラジウムの核を中心
にニッケル膜が析出する。このように前記処理を施すこ
とにより、アルミニウム電極を有する半導体素子がめっ
き液中に入った際初期のニッケル析出を容易にする。ま
た、このニッケルめっきができれば、このニッケル膜の
上には無電解金めっき等のめっき処理は問題なくできる
ことも確認した。
る働きがあるとともに、次のニッケルめっき液に持ち込
んでもめっき作用に支障を与えることのない水酸化ナト
リウム溶液にニッケルめっき液中に含まれる還元剤（例
えば次亜リン酸ナトリウム）を溶かし、半導体素子のア
ルミニウム電極にそのまま付着させた状態で直ちに酸化
還元型無電解ニッケルめっきをすれば電極表面に酸化膜
を生じることもなく大きな還元力を得ることができ、ア
ルミニウム電極上に先に付着したパラジウムの核を中心
にニッケル膜が析出する。このように前記処理を施すこ
とにより、アルミニウム電極を有する半導体素子がめっ
き液中に入った際初期のニッケル析出を容易にする。ま
た、このニッケルめっきができれば、このニッケル膜の
上には無電解金めっき等のめっき処理は問題なくできる
ことも確認した。
【００１８】上記無電解ニッケルめっき液としては、例
えば無電解Ｎｉ−Ｐめっき液、無電解Ｎｉ−Ｂめっき液
を用いることができる。
えば無電解Ｎｉ−Ｐめっき液、無電解Ｎｉ−Ｂめっき液
を用いることができる。
【００１９】また、無電解ニッケルめっき液は次亜リン
酸ナトリウムを還元剤とするアルカリ性めっき液はもち
ろん酸性めっき液でも可能である。本発明においては酸
性めっき液は、ｐＨ５．０〜６．８が各アルミニウム電
極に均一にニッケルめっき皮膜を形成するのに重要であ
ることが実験でわかっており、また、ｐＨが７を越える
とニッケルの水酸化物が析出し白濁するが、上記本発明
の還元剤を含むアルカリ溶液はｐＨを９．０〜１２．０
に調整しているので、本発明の処理ではｐＨは７を越え
ることはなく非常にうまくめっきができる。さらにめっ
きが進みニッケルイオンが消費されるとｐＨが下がる
が、このｐＨの低下に対しても上記処理によるアルカリ
液の持ち込みによりｐＨの低下をある程度抑えめっき付
着に良い結果を示した。また上記還元剤を含むアルカリ
溶液のｐＨを１２．０以上にすると半導体素子のＰＶ膜
を侵す等の悪い影響がでる。なお厚くめっきする際に
は、半導体素子をめっき液中で十分に揺動することによ
り安定した形状のバンプを形成することができる。
酸ナトリウムを還元剤とするアルカリ性めっき液はもち
ろん酸性めっき液でも可能である。本発明においては酸
性めっき液は、ｐＨ５．０〜６．８が各アルミニウム電
極に均一にニッケルめっき皮膜を形成するのに重要であ
ることが実験でわかっており、また、ｐＨが７を越える
とニッケルの水酸化物が析出し白濁するが、上記本発明
の還元剤を含むアルカリ溶液はｐＨを９．０〜１２．０
に調整しているので、本発明の処理ではｐＨは７を越え
ることはなく非常にうまくめっきができる。さらにめっ
きが進みニッケルイオンが消費されるとｐＨが下がる
が、このｐＨの低下に対しても上記処理によるアルカリ
液の持ち込みによりｐＨの低下をある程度抑えめっき付
着に良い結果を示した。また上記還元剤を含むアルカリ
溶液のｐＨを１２．０以上にすると半導体素子のＰＶ膜
を侵す等の悪い影響がでる。なお厚くめっきする際に
は、半導体素子をめっき液中で十分に揺動することによ
り安定した形状のバンプを形成することができる。
【００２０】さらに上記無電解ニッケルめっき処理にあ
たっては使用する実装形態によって析出するニッケルそ
のものを厚くめっき（７〜１０μｍ）し、バンプ本体と
してもよいしバンプの一部として形成してもよい。
たっては使用する実装形態によって析出するニッケルそ
のものを厚くめっき（７〜１０μｍ）し、バンプ本体と
してもよいしバンプの一部として形成してもよい。
【００２１】即ち、相手側回路基板の電極リードとはん
だ接合する場合には、半導体素子のアルミニウム電極上
には無電解ニッケルめっき２〜３μｍを施し、その表面
に０．０５μｍ程度の置換型無電解Ａｕめっきを行いそ
の上に例えばはんだワイヤを用いてワイヤボンディング
方式ではんだバンプを形成すればよい。
だ接合する場合には、半導体素子のアルミニウム電極上
には無電解ニッケルめっき２〜３μｍを施し、その表面
に０．０５μｍ程度の置換型無電解Ａｕめっきを行いそ
の上に例えばはんだワイヤを用いてワイヤボンディング
方式ではんだバンプを形成すればよい。
【００２２】一方、ＴＡＢ実装のように相手側回路基板
のＳｎめっきされた電極リードとＡｕ−Ｓｎ共晶を形成
して接合する場合には、半導体素子のアルミニウム電極
上にはニッケルめっき５〜７μｍを施し、その表面に
０．０５μｍ程度の置換型無電解Ａｕめっきを行い、さ
らにその上に８〜１０μｍの酸化還元型無電解Ａｕめっ
き膜を形成してバンプを形成すればよい。
のＳｎめっきされた電極リードとＡｕ−Ｓｎ共晶を形成
して接合する場合には、半導体素子のアルミニウム電極
上にはニッケルめっき５〜７μｍを施し、その表面に
０．０５μｍ程度の置換型無電解Ａｕめっきを行い、さ
らにその上に８〜１０μｍの酸化還元型無電解Ａｕめっ
き膜を形成してバンプを形成すればよい。
【００２３】また、相手側回路基板の電極リードをバン
プに対して異方性導電ゴムや導電性接着剤により接合す
る場合には、半導体素子のアルミニウム電極上には無電
解ニッケルめっき１０〜１５μｍを施し、その表面に
０．０５μｍ程度の置換型無電解Ａｕめっきを行いバン
プとして使用してもよい。
プに対して異方性導電ゴムや導電性接着剤により接合す
る場合には、半導体素子のアルミニウム電極上には無電
解ニッケルめっき１０〜１５μｍを施し、その表面に
０．０５μｍ程度の置換型無電解Ａｕめっきを行いバン
プとして使用してもよい。
【００２４】この方法によって、極めて簡単な設備およ
び手法によりパッシベーション膜やアルミニウム電極が
腐食されることなく電気的導通も良好なＮｉめっき膜を
半導体素子の全てのアルミニウム電極上に形成すること
が可能となる。
び手法によりパッシベーション膜やアルミニウム電極が
腐食されることなく電気的導通も良好なＮｉめっき膜を
半導体素子の全てのアルミニウム電極上に形成すること
が可能となる。
【００２５】以下、本発明の具体的な実施例について図
１（ａ）〜（ｄ）、図２、図３を参照しながら説明す
る。
１（ａ）〜（ｄ）、図２、図３を参照しながら説明す
る。
【００２６】先ず、図１（ａ）に示すように従来の方法
により各種のトランジスタ、配線等が形成されたシリコ
ン基板１１上にアルミニウム電極１２を形成した後、全
面にＳｉ3Ｎ4からなるパッシベーション膜１３を形成
し、更にパッシベーション膜１３を選択的にエッチング
除去してアルミニウム電極１２の大部分が露出した半導
体素子を準備した。
により各種のトランジスタ、配線等が形成されたシリコ
ン基板１１上にアルミニウム電極１２を形成した後、全
面にＳｉ3Ｎ4からなるパッシベーション膜１３を形成
し、更にパッシベーション膜１３を選択的にエッチング
除去してアルミニウム電極１２の大部分が露出した半導
体素子を準備した。
【００２７】次に、図１（ｂ）に示すように前記半導体
素子のアルミニウム電極１２の表面を酸（エッチングミ
スト防止剤を含む硝酸とフッ化水素液の混合液を希釈し
たもの）でエッチング処理した後純水で洗浄した。続い
て、塩化パラジウム活性化液に前記半導体素子を１５〜
６０秒間浸漬して露出したアルミニウム電極１２の表面
にパラジウムの析出物１４を付着させた後純水で洗浄し
た。
素子のアルミニウム電極１２の表面を酸（エッチングミ
スト防止剤を含む硝酸とフッ化水素液の混合液を希釈し
たもの）でエッチング処理した後純水で洗浄した。続い
て、塩化パラジウム活性化液に前記半導体素子を１５〜
６０秒間浸漬して露出したアルミニウム電極１２の表面
にパラジウムの析出物１４を付着させた後純水で洗浄し
た。
【００２８】次いで、図１（ｃ）に示すように還元剤で
ある次亜リン酸ナトリウム２５ｇを７５０ｍＬの純水に
とかした後、水酸化ナトリウム溶液でｐＨ９．０〜１
２．０に調整しながら純水を加えとトータルで１０００
ｍＬにした溶液１５に１０秒間浸漬した後、直ちにある
いは純水にさっと浸漬した後、前記半導体素子を下記の
組成からなりｐＨ５．０〜６．８、温度８０〜９０℃の
酸化還元反応型の無電解ニッケルめっき液に約１０分間
浸漬してアルミニウム電極１２上に２〜３μｍのリンを
含むニッケル膜１６を形成した。
ある次亜リン酸ナトリウム２５ｇを７５０ｍＬの純水に
とかした後、水酸化ナトリウム溶液でｐＨ９．０〜１
２．０に調整しながら純水を加えとトータルで１０００
ｍＬにした溶液１５に１０秒間浸漬した後、直ちにある
いは純水にさっと浸漬した後、前記半導体素子を下記の
組成からなりｐＨ５．０〜６．８、温度８０〜９０℃の
酸化還元反応型の無電解ニッケルめっき液に約１０分間
浸漬してアルミニウム電極１２上に２〜３μｍのリンを
含むニッケル膜１６を形成した。
【００２９】更に、図１（ｄ）に示すように半導体素子
を純水で洗浄するとともに置換反応型の無電解Ａｕめっ
き液（例えば奥野製薬工業（株）製のＯＰＣムデンゴー
ルド、ｐＨ５．８、気温９０℃）中に約１０分間浸漬
し、ニッケル膜１６の表面に厚さ０．０５μｍの金めっ
き膜１７を形成した。
を純水で洗浄するとともに置換反応型の無電解Ａｕめっ
き液（例えば奥野製薬工業（株）製のＯＰＣムデンゴー
ルド、ｐＨ５．８、気温９０℃）中に約１０分間浸漬
し、ニッケル膜１６の表面に厚さ０．０５μｍの金めっ
き膜１７を形成した。
【００３０】ここで、本実施例に用いた酸化還元反応型
の無電解ニッケルめっき液の組成を次に示す。
の無電解ニッケルめっき液の組成を次に示す。
【００３１】（酸化還元反応型の無電解ニッケルめっき
液の組成） 硫酸ニッケル ７．４ｇ／Ｌ 次亜リン酸ナトリウム １３ ｇ／Ｌ ロッセル塩 １４ ｇ／Ｌ リンゴ酸 １０ ｇ／Ｌ 酢酸ナトリウム ６ ｇ／Ｌ 水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ５．０〜ｐＨ６．
８に調整 以上のめっき処理により、半導体素子の全てのアルミニ
ウム電極１２の表面にＮｉ（２〜３μｍ）−Ａｕ（０．
０５μｍ）のめっき膜１８が形成された。その後、真空
熱処理（２５０℃、１０-5ＴＯＲＲ）を６０分行った。
このめっき膜１８はアルミニウム電極１２に対して極め
て強固に密着されていた。また、このめっき膜１８に図
２に示すようにはんだワイヤをワイヤボンディング法で
はんだバンプ１９を形成し、この半導体素子をセラミッ
ク基板上に配線されたＡｇ−Ｐｄ電極にフェイスダウン
方式で実装したところ良好な接合が確認された。
液の組成） 硫酸ニッケル ７．４ｇ／Ｌ 次亜リン酸ナトリウム １３ ｇ／Ｌ ロッセル塩 １４ ｇ／Ｌ リンゴ酸 １０ ｇ／Ｌ 酢酸ナトリウム ６ ｇ／Ｌ 水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ５．０〜ｐＨ６．
８に調整 以上のめっき処理により、半導体素子の全てのアルミニ
ウム電極１２の表面にＮｉ（２〜３μｍ）−Ａｕ（０．
０５μｍ）のめっき膜１８が形成された。その後、真空
熱処理（２５０℃、１０-5ＴＯＲＲ）を６０分行った。
このめっき膜１８はアルミニウム電極１２に対して極め
て強固に密着されていた。また、このめっき膜１８に図
２に示すようにはんだワイヤをワイヤボンディング法で
はんだバンプ１９を形成し、この半導体素子をセラミッ
ク基板上に配線されたＡｇ−Ｐｄ電極にフェイスダウン
方式で実装したところ良好な接合が確認された。
【００３２】なお、上記実施例では、Ｎｉ；２〜３μ
ｍ、Ａｕ；０．０５μｍのめっき膜の応用を示したが、
図３に示すように前記実施例と同様な無電解めっき処理
でニッケルめっき処理時間２５分行い、ニッケル膜１６
（５〜７μｍ）−置換反応型の金めっき膜１７（０．０
５μｍ）のめっき膜を形成した後、更に、酸化還元反応
型の無電解金めっきにより１０μｍ程度の金めっき膜２
０を形成して、１５μｍ程度のバンプ２１を形成するこ
とにより錫（Ｓｎ）めっきされたＴＡＢテープのインナ
ーリードとＡｕ−Ｓｎ共晶を形成して接合するＴＡＢ実
装も可能であった。
ｍ、Ａｕ；０．０５μｍのめっき膜の応用を示したが、
図３に示すように前記実施例と同様な無電解めっき処理
でニッケルめっき処理時間２５分行い、ニッケル膜１６
（５〜７μｍ）−置換反応型の金めっき膜１７（０．０
５μｍ）のめっき膜を形成した後、更に、酸化還元反応
型の無電解金めっきにより１０μｍ程度の金めっき膜２
０を形成して、１５μｍ程度のバンプ２１を形成するこ
とにより錫（Ｓｎ）めっきされたＴＡＢテープのインナ
ーリードとＡｕ−Ｓｎ共晶を形成して接合するＴＡＢ実
装も可能であった。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、きわめて
簡単な操作で従来のめっきが困難であった半導体素子の
ＧＮＤ，Ｖcc等特定のパッドも含めアルミニウム電極上
にニッケル膜を低コストで安定的に形成できる。従っ
て、本発明によるニッケルの膜形成がベースとなり、そ
の膜上に金めっき処理あるいははんだワイヤボンディン
グ等の技術を用いて電極どうしの短絡のない信頼性の高
い突起電極を高歩留まりで形成し得るため、いろいろな
フェイスダウン実装方法が実現できる等工業的価値は大
なるものである。
簡単な操作で従来のめっきが困難であった半導体素子の
ＧＮＤ，Ｖcc等特定のパッドも含めアルミニウム電極上
にニッケル膜を低コストで安定的に形成できる。従っ
て、本発明によるニッケルの膜形成がベースとなり、そ
の膜上に金めっき処理あるいははんだワイヤボンディン
グ等の技術を用いて電極どうしの短絡のない信頼性の高
い突起電極を高歩留まりで形成し得るため、いろいろな
フェイスダウン実装方法が実現できる等工業的価値は大
なるものである。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例におけるア
ルミニウム電極上へのめっき処理工程における半導体素
子の断面図
ルミニウム電極上へのめっき処理工程における半導体素
子の断面図
【図２】本発明の実施例におけるニッケル膜形成後、置
換反応型の無電解金めっきを行っためっき膜上にはんだ
ワイヤをワイヤボンディングしたときの半導体素子の断
面図
換反応型の無電解金めっきを行っためっき膜上にはんだ
ワイヤをワイヤボンディングしたときの半導体素子の断
面図
【図３】本発明の実施例におけるニッケル膜形成−置換
反応型の無電解金めっき膜形成後、酸化還元反応型金め
っきを行いＴＡＢ実装用のバンプを形成したときの半導
体素子の断面図
反応型の無電解金めっき膜形成後、酸化還元反応型金め
っきを行いＴＡＢ実装用のバンプを形成したときの半導
体素子の断面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来のアルミニウム電極上へ
のめっき処理工程における半導体素子の断面図
のめっき処理工程における半導体素子の断面図
１２ アルミニウム電極 １４ パラジウムの析出物 １５ 還元剤を含むアルカリ溶液 １６ ニッケル膜 １７ 金めっき膜 １９ はんだワイヤによるバンプ ２０ 金めっき膜
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体素子のアルミニウム電極表面にバ
リアメタルあるいは突起電極としてニッケルめっきを施
すにあたり、上記素材を酸性液あるいはアルカリ性液に
よりエッチング処理した後、パラジウムイオンを含む活
性化液でアルミニウム電極表面にパラジウムの核付けを
行い、次に還元剤を溶かしたアルカリ性溶液に浸漬する
ことにより前記アルミニウム電極表面を活性化し、さら
に前記還元剤溶液をアルミニウム電極に付着させた状態
で前記アルミニウム電極を酸化還元反応型の無電解ニッ
ケルめっき液に浸漬することによりめっきを行うことを
特徴とするアルミニウム電極上へのニッケルめっき法。 - 【請求項２】 還元剤を溶かしたアルカリ性溶液が次亜
リン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムとからなりｐＨが
９．０〜１２．０であることを特徴とする請求項１記載
のアルミニウム電極上へのニッケルめっき法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22329595A JPH0969524A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | アルミニウム電極上へのニッケルめっき法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22329595A JPH0969524A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | アルミニウム電極上へのニッケルめっき法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969524A true JPH0969524A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16795909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22329595A Pending JPH0969524A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | アルミニウム電極上へのニッケルめっき法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0969524A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6028011A (en) * | 1997-10-13 | 2000-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming electric pad of semiconductor device and method of forming solder bump |
| WO2005106073A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Technic Japan Inc. | アルミニウム表面への無電解めっき方法および無電解めっき用触媒 |
| US7436062B2 (en) | 1999-10-20 | 2008-10-14 | Fujitsu Limited | Semiconductor chip element, semiconductor chip element mounting structure, semiconductor chip element mounting device and mounting method |
| US7452749B2 (en) | 2005-03-02 | 2008-11-18 | Nec Electronics Corporation | Method for manufacturing flip-chip type semiconductor device featuring nickel electrode pads, and plating apparatus used in such method |
| US8044511B2 (en) | 2004-07-29 | 2011-10-25 | Kyocera Corporation | Function element and function element mounting structure |
| WO2018078784A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22329595A patent/JPH0969524A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6028011A (en) * | 1997-10-13 | 2000-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming electric pad of semiconductor device and method of forming solder bump |
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| WO2005106073A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Technic Japan Inc. | アルミニウム表面への無電解めっき方法および無電解めっき用触媒 |
| US8044511B2 (en) | 2004-07-29 | 2011-10-25 | Kyocera Corporation | Function element and function element mounting structure |
| US7452749B2 (en) | 2005-03-02 | 2008-11-18 | Nec Electronics Corporation | Method for manufacturing flip-chip type semiconductor device featuring nickel electrode pads, and plating apparatus used in such method |
| WO2018078784A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN109923645A (zh) * | 2016-10-28 | 2019-06-21 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN109923645B (zh) * | 2016-10-28 | 2022-11-01 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
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