JPH1136094A

JPH1136094A - 金めっき液及び金めっき方法

Info

Publication number: JPH1136094A
Application number: JP10774298A
Authority: JP
Inventors: Ayako Wazaki; 綾子和崎
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】レジスト層によって部分的にマスクされため
っき対象物をシアン系金めっき液に浸漬して電解金めっ
きを施しても、レジスト層が剥離されることなく非マス
ク部分に所定厚さの金めっき層を形成可能とする電解金
めっき液を提供する。【解決手段】電解金めっきに使用されるシアン化金化
合物を含む金めっき液において、該金めっき液に添加さ
れた伝導度塩がマグネシウム塩であり、且つ前記金めっ
き液中のアルカリ金属の含有量が１．５ｍｏｌ／リット
ル以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金めっき液及び金め
っき方法に関し、更に詳細には電解金めっきに使用され
るシアン化金化合物を含む金めっき液、及び前記金めっ
き液を用いた金めっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型で且つ実装面積が小面積であ
るため、携帯電話等の携帯用電子機器に内蔵する半導体
装置として、図１に示すチップサイズパッケージ(Chip
Size Package) の実用化が検討されている。このチップ
サイズパッケージは、電極端子２０等が形成された半導
体素子１０の一面側に、弾性樹脂層であるエラストマー
層１２を介し、導体パターン１４が片面に形成された樹
脂フィルム１６が接合されている。この樹脂フィルム１
６は、接合された半導体素子１０の一面側よりも小面積
であり、そのエラストマー層１２との接合面に形成され
た金層と銅層とから成る導体パターン１４の一端から延
出された金層から成るリード１８は、樹脂フィルム１６
の端縁外方に延出されている。このリード１８は、その
先端部が接続された半導体素子１０の電極端子２０等と
共に封止樹脂２２によって封止されている。更に、樹脂
フィルム１６に形成された、導体パターン１４の他端部
の裏面が露出する開口部２３には、外部接続端子として
のバンプ２４が設けられている。

【０００３】かかる樹脂フィルム１６は、図２に示す方
法によって製造される。図２において、樹脂フィルム１
６の一面側に貼着された銅箔３２に、導体パターン１４
及びリード１８を形成する部分の銅箔３２が露出するよ
うに、有機高分子レジスト層３４（以下、単にレジスト
層３４と称することがある）を塗布する〔図２（ａ）
（ｂ）〕。この銅箔３２が露出した箇所に電解金めっき
を施し、金めっき部３６を形成する〔図２（ｃ）〕。更
に、塗布したレジスト層３４を除去し、樹脂フィルム１
６の他面側の所定箇所に、銅箔３２の裏面が露出する開
口部２３、２３を形成した後、開口部２３にバンプ２４
を形成する〔図２（ｄ）〕。このバンプ２４として、例
えばニッケル製のバンプは、銅箔３２を電極としてニッ
ケル電気めっきを施すことによって形成できる。次い
で、リード１８を形成する樹脂フィルム１６の部分をレ
ーザ光により除去し、銅箔３２の裏面が露出するリード
形成部３８を形成する〔図２（ｅ）〕。

【０００４】その後、リード形成部３８において、裏面
が露出する銅箔３２を化学エッチング等によって除去す
ることにより、導体パターン１４及びリード１８を形成
することができる〔図２（ｆ）〕。この工程において、
リード形成部３８に裏面が露出する銅箔３２が除去され
て金層のみのリード１８が掛け渡されたウインド部４０
が形成される。この様に、連続して形成されている導体
パターン１４とリード１８とは、導体パターン１４が銅
層と金層との二層によって形成され、リード１８が金層
のみで形成されている。このため、リード１８は容易に
曲げることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２に示す
製造工程では、リード１８等を形成するために電解金め
っきを施しているが、電解金めっき液としては、めっき
液の安定性が良好で液寿命が長いシアン化金化合物を含
むシアン系金めっき液が工業的に採用されている。ま
た、半導体装置の分野においても、導体パターンの酸化
防止等のために、シアン系金めっき液を用いた電解金め
っきによって導体パターン上に厚さ数μｍ程度の金層を
形成している。一方、リード１８等を形成する電解金め
っきにおいては、厚さ２０μｍ以上の金層を形成する厚
めっきを施すことが必要である。この様な、厚めっきを
シアン系金めっき液を用い、例えば電流密度が１Ａ／ｄ
ｍ²の条件下で施すと、レジスト層３４によって部分的
に銅箔３２がマスクされた樹脂フィルム１６を、６０〜
７０℃の金めっき液に約４０分間も浸漬しておくことが
必要である。しかし、かかる電解金めっき条件下では、
レジスト層３４が剥離してリード１８等の成形精度が低
下する現象が発生し易いことが判明した。

【０００６】この様なレジスト層３４の剥離現象は、亜
硫酸金等を用いた非シアン系金めっき液を用いることに
よって防止できるものの、非シアン系金めっき液は、シ
アン系金めっき液に比較して安定性が劣り液寿命の短い
ため、工業的には採用し得ないものである。そこで、本
発明の課題は、シアン化金化合物を含むシアン系金めっ
き液に、有機高分子レジスト層によって部分的にマスク
されためっき対象物を浸漬して電解金めっきを施して
も、有機高分子レジスト層が剥離することなく非マスク
部分に所定厚さの金めっき層を形成可能とする金めっき
液及び金めっき方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、シアン系金
めっき液を用いた電解金めっき中にレジスト層３４が剥
離する剥離現象の原因を検討すべく、シアン系金めっき
液中に添加される化合物のレジスト層３４の剥離現象に
対する影響について調査したところ、伝導度塩として添
加するカリウム塩やナトリウム塩等のアルカリ金属塩の
影響が極めて大きいことを知った。このため、本発明者
は、伝導度塩として、アルカリ金属塩に代え得るものに
ついて検討したところ、アルカリ土類金属塩を伝導度塩
として使用でき、伝導度塩としてアルカリ土類金属塩を
用いた金めっき液によれば、シアン系金めっき液に有機
高分子レジスト層によって部分的にマスクされためっき
対象物を浸漬して電解金めっきを施しても、有機高分子
レジスト層が剥離することなく非マスク部分に所定厚さ
の金めっき層を形成できることを見出し、本発明に到達
した。

【０００８】すなわち、本発明は、電解金めっきに使用
されるシアン化金化合物を含む金めっき液において、該
金めっき液に添加された伝導度塩がマグネシウム塩であ
り、且つ前記金めっき液中のアルカリ金属の含有量が
１．５ｍｏｌ／リットル以下であることを特徴とする金
めっき液にある。また、本発明は、シアン化金化合物を
含む金めっき液を用いてめっき対象物に電解金めっきを
施す際に、該金めっき液として、伝導度塩としてのマグ
ネシウム塩が添加され、且つアルカリ金属の含有量が
１．５ｍｏｌ／リットル以下である金めっき液を用いて
めっき対象物に電解金めっきを施すことを特徴とする金
めっき方法でもある。

【０００９】かかる本発明において、有機高分子レジス
ト層によって部分的にマスクされためっき対象物を金め
っき液に浸漬して電解金めっきを施すことによって、前
記めっき対象物の非マスク部分に導体パターン形成用及
び／又はリード形成用の金層を形成することによって、
リード等を電解金めっきによって形成できる。また、マ
グネシウム塩として、水に対して１００ｇ／リットル以
上の溶解度を有するマグネシウム塩を用いることによっ
て、マグネシウム塩のみを伝導度塩として使用できる。
かかる金めっき液中に、アンモニウム塩を添加すること
によって、金めっき液の電気伝導度を更に向上でき且つ
金めっき液のｐＨ値を安定化できる。更に、タリウム化
合物等の結晶調整剤を金めっき液に添加することによっ
て、有機高分子レジスト層の密着性を更に向上できる。

【００１０】本発明においては、従来、シアン系金めっ
き液において、伝導度塩として大量に添加されていたア
ルカリ金属塩を、アルカリ土類金属塩であるマグネシウ
ム塩に代え、且つアルカリ金属の含有量を１．５ｍｏｌ
／リットル以下となるように調整した。この様に、アル
カリ金属の含有量を可及的に少なくなるように調整する
ことによって、従来、シアン系金めっき液を用いた電解
金めっきによってリード等を形成する厚めっきの際に、
不可避的に発生する有機高分子レジスト層（以下、単に
レジスト層と称することがある）の剥離現象を防止でき
る。その結果、シアン化金化合物を含むシアン系金めっ
き液に、レジスト層によって部分的にマスクされためっ
き対象物を浸漬し、非マスク部分に電解金めっきによっ
てリード等を形成し得る金層を形成できる。ところで、
レジスト層の剥離機構は不明であるが、Na⁺やK ⁺等の
アルカリ金属イオンは電気浸透のような機構でレジスト
層に浸透し、塗布したレジスト層を押し上げて剥離を惹
起するものと考えられる。一方、Mg⁺の水和分子はアル
カリ金属イオンに比較してサイズが大きくレジスト層に
浸透し難いため、レジスト層の剥離を惹起し難いものと
考えられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る金めっき液は、シア
ン化金化合物を含むシアン系金めっき液である。かかる
シアン系金めっき液には、金の供給源として、シアン化
金カリウム[KAu(CN)₂]やシアン化金アンモニウム[NH₄Au
(CN)₂]を使用できる。かかるシアン系金めっき液におい
て、伝導度塩として、アルカリ土類金属を使用する。こ
のアルカリ土類金属としては、マグネシウム塩又はカル
シウム塩が好ましく、特に溶解度の点からマグネシウム
塩が好適である。就中、水に対して１００ｇ／リットル
以上の溶解度を有するマグネシウム塩が好ましい。かか
るマグネシウム塩としては、硫酸マグネシウム、塩化マ
グネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等を
挙げることができる。かかる伝導度塩の使用量は、５０
〜４００ｇ／リットル、特に８０〜２５０ｇ／リットル
とすることが好ましい。伝導度塩が５０ｇ／リットル未
満である場合、金めっき液の伝導度が不充分となり易
く、均一電着性が低下する傾向があり、４００ｇ／リッ
トルを越える場合、金めっき液の伝導度向上効果が略飽
和状態となり、実用性が低下する傾向にある。ここで、
従来のシアン系金めっき液において、伝導度塩として汎
用されているアルカリ金属塩を用いると、レジスト層に
よって部分的にマスクされためっき対象物を浸漬し、非
マスク部分に電解金めっきによって厚めっきを施す際
に、レジスト層の剥離現象が発生し易い。

【００１２】この様なマグネシウム塩は、KCN 等のアル
カリ金属塩に比較して、水に対する溶解度が若干低い。
このため、マグネシウム塩を伝導度塩として使用する際
に、金めっき液の電気伝導度が不充分な場合には、アン
モニウム塩を用いることによって金めっき液の電気伝導
度を更に向上できる。このアンモニウム塩を併用するこ
とによって、金めっき液のｐＨ値を安定化できる。かか
るアンモニウム塩としては、りん酸二アンモニウム、ク
エン酸二アンモニウム等を使用できる。尚、本発明の金
めっき液のｐＨ値は、５〜６程度であることが好まし
い。

【００１３】更に、タリウム化合物等の結晶調整剤を添
加すると、レジスト層の密着性を更に向上できる。この
結晶調整剤としては、硝酸タリウム、酢酸タリウム、硫
酸タリウム、マロン酸タリウム等を使用できる。かかる
タリウム化合物の添加量は、タリウムが２ｐｐｍ以上と
なるように添加することが好ましく、上限は特に限定し
なくてもよいが、タリウムが１５ｐｐｍを越えて添加し
てもその効果は飽和状態にある。

【００１４】ところで、シアン系金めっき液において
は、金の供給源として、シアン化金カリウム[KAu(CN)₂]
等からアルカリ金属が持ち込まれる。また、金めっき液
中のシアン化金カリウム[KAu(CN)₂]の量が所定量以下に
減少したとき、シアン系金めっき液にシアン化金カリウ
ム[KAu(CN)₂]を供給して連続使用される。このため、金
めっき液中には、アルカリ金属が次第に蓄積する。しか
し、金めっき液中のアルカリ金属の含有量が１．５ｍｏ
ｌ／リットル以下、好ましくは０．３ｍｏｌ／リットル
以下であれば、レジスト層の剥離現象を抑制できる。ま
た、マグネシウム塩よりも水に対する溶解度が低いカル
シウム塩を伝導度塩として用いる場合、金めっき液の伝
導度を充分な値とすべく、若干量のアルカリ金属塩を添
加してもよい。

【００１５】この様な、本発明に係るシアン系金めっき
液は、レジスト層によって部分的にマスクされためっき
対象物を浸漬し、非マスク部分に電解金めっきによって
厚めっきを施す半導体装置の製造に好適に用いることが
できる。このレジスト層を形成するレジストとしては、
電着レジストやドライフィルムレジストとして使用され
るアクリル樹脂系レジスト、或いはソルダーレジストと
して使用されるエポキシ樹脂系レジストを用いることが
できる。かかる半導体装置の製造における金めっき条件
は、任意の条件を採用できるが、めっき液の温度を６０
〜７０℃とし且つ電流密度を０．１〜２．５Ａ／ｄｍ²
とすることが好ましい。尚、本発明に係るシアン系金め
っき液は、半導体装置の製造の他に、装飾用金めっきに
も使用できる。

【００１６】

【実施例】本発明について実施例によって更に詳細に説
明する。実施例１下記表１に示す組成の金めっき液を用いて、図２（ｂ）
に示す樹脂フィルム１６に金層の厚さが２０μｍとなる
ように金めっきを施した。図２（ｂ）に示す樹脂フィル
ム１６には、一面側に貼着された銅箔３２に、導体パタ
ーン１４及びリード１８を形成する部分の銅箔３２が露
出するように、厚さ３０μｍのレジスト層３４が塗布さ
れているものである。かかる金めっきは、樹脂フィルム
１６を金めっき液に浸漬してパルス電流を用いて行い、
その際の金めっき条件は、電流密度を０．８〜２．５Ａ
／ｄｍ²とした。また、電流効率は０．８Ａ／ｄｍ²に
おいて約９２％であった。

【表１】金めっきが完了して金めっき液から引き出された樹脂フ
ィルム１６には、レジスト層３４が剥離されることなく
非マスク部に光沢のある軟らかい金めっき部３６が形成
されていた。

【００１７】実施例２実施例１において、タリウムが１０ｐｐｍとなるよう
に、金めっき液に硫酸タリウムを添加した他は、実施例
１と同様にして金めっきを行った。金めっきが完了して
金めっき液から引き出された樹脂フィルム１６には、レ
ジスト層３４が全く剥離されることなく非マスク部に光
沢のある軟らかい金めっき部３６が形成されていた。ま
た、本実施例において、金めっき液から引き出された樹
脂フィルム１６のレジスト層３４の密着性は実施例１の
レジスト層３４よりも良好である。金めっき液中に存在
するタリウムによって、レジスト層３４の密着性が向上
されているものと推察される。

【００１８】実施例３実施例１において用いた金めっき液を下記表２に代える
他は、実施例１と同様にして金めっきを行った。金めっ
きが完了して金めっき液から引き出された樹脂フィルム
１６には、レジスト層３４が剥離されることなく非マス
ク部に光沢のある軟らかい金めっき部３６が形成されて
いた。

【表２】

【００１９】実施例４下記表３に示す組成の金めっき液を用いて、図２（ｂ）
に示す樹脂フィルム１６に金層の厚さが２０μｍとなる
ように金めっきを施した。図２（ｂ）に示す樹脂フィル
ム１６には、一面側に貼着された銅箔３２に、導体パタ
ーン１４及びリード１８を形成する部分の銅箔３２が露
出するように、厚さ３０μｍのレジスト層３４が塗布さ
れているものである。かかる金めっきは、樹脂フィルム
１６を金めっき液に浸漬してパルス電流を用いて行い、
その際の金めっき条件は、電流密度を０．８〜２．５Ａ
／ｄｍ²とした。また、電流効率は０．８Ａ／ｄｍ²に
おいて約９２％であった。

【表３】金めっきが完了して金めっき液から引き出された樹脂フ
ィルム１６には、レジスト層３４が剥離されることなく
非マスク部に光沢のある軟らかい金めっき部３６が形成
されていた。

【００２０】実施例５実施例４において、タリウムが１０ｐｐｍとなるよう
に、金めっき液に硫酸タリウムを添加した他は、実施例
６と同様に金めっきを行った。金めっきが完了して金め
っき液から引き出された樹脂フィルム１６には、レジス
ト層が全く剥離されることなく非マスク部に光沢のある
軟らかい金めっき部３６が形成されていた。また、本実
施例において、金めっき液から引き出された樹脂フィル
ム１６のレジスト層３４の密着性は実施例３のレジスト
層３４よりも良好である。金めっき液中に存在するタリ
ウムによって、レジスト層３４の密着性が向上されてい
るものと推察される。

【００２１】実施例６実施例４において用いた金めっき液を下記表４に代える
他は、実施例４と同様にして金めっきを行った。金めっ
きが完了して金めっき液から引き出された樹脂フィルム
１６には、レジスト層３４が剥離されることなく非マス
ク部に光沢のある軟らかい金めっき部３６が形成されて
いた。

【表４】

【００２２】実施例７実施例１において、カリウムが０．５〜１．５ｍｏｌ／
リットルとなるように金めっき液にＫＣＮを添加した他
は、実施例１と同様に金めっきを行った。金めっきが完
了して金めっき液から引き出された樹脂フィルム１６に
は、レジスト層が剥離されることなく非マスク部に光沢
のある軟らかい金めっき部３６が形成されていた。

【００２３】比較例１実施例１において、カリウムが２．０ｍｏｌ／リットル
となるように金めっき液にＫＣＮを添加した他は、実施
例１と同様に金めっきを行った。金めっきが完了して金
めっき液から引き出された樹脂フィルム１６には、レジ
スト層に剥離された部分があった。

【００２４】比較例２実施例１において、硫酸マグネシウムに代えてＫＣＮを
１２０ｇ／リットル添加した他は、実施例１と同様に金
めっきを行った。金めっきが完了して金めっき液から引
き出された樹脂フィルム１６には、レジスト層に剥離さ
れた部分があった。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、シアン化金化合物を含
むシアン系金めっき液に、レジスト層によって部分的に
マスクされためっき対象物を浸漬して電解金めっきを施
しても、レジスト層が剥離することなく厚めっきを施す
ことができる。このため、本発明の金めっき液を用いた
金めっき方法によれば、半導体装置のリード等を金めっ
きによって容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金めっき液を好適に用いて形成で
きる半導体装置の一例を説明する部分断面図である。

【図２】図１に示す半導体装置を形成するリード等の製
造工程を説明するための工程図である。

【符号の説明】

１０半導体素子１４導体パターン１６樹脂フィルム１８リード２４外部接続端子３２銅箔３４レジスト層３６金めっき部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解金めっきに使用されるシアン化金化
合物を含む金めっき液において、該金めっき液に添加された伝導度塩がマグネシウム塩で
あり、且つ前記金めっき液中のアルカリ金属の含有量が
１．５ｍｏｌ／リットル以下であることを特徴とする金
めっき液。
【請求項２】金めっき液が、有機高分子レジスト層に
よって部分的にマスクされためっき対象物を浸漬し、前
記めっき対象物の非マスク部分に導体パターン形成用及
び／又はリード形成用の金層を形成する電解金めっきに
用いられる請求項１記載の金めっき液。
【請求項３】マグネシウム塩が、水に対して１００ｇ
／リットル以上の溶解度を有するマグネシウム塩である
請求項１又は請求項２記載の金めっき液。
【請求項４】金めっき液中に、アンモニウム塩が含ま
れている請求項１〜３のいずれか一項記載の金めっき
液。
【請求項５】金めっき液中に、タリウム等の結晶調整
剤が含まれている請求項１〜４のいずれか一項記載の金
めっき液。
【請求項６】シアン化金化合物を含む金めっき液を用
いてめっき対象物に電解金めっきを施す際に、該金めっき液として、伝導度塩としてのマグネシウム塩
が添加され、且つアルカリ金属の含有量が１．５ｍｏｌ
／リットル以下である金めっき液を用いてめっき対象物
に電解金めっきを施すことを特徴とする金めっき方法。
【請求項７】有機高分子レジスト層によって部分的に
マスクされためっき対象物を金めっき液に浸漬して電解
金めっきを施すことによって、前記めっき対象物の非マ
スク部分に導体パターン形成用及び／又はリード形成用
の金層を形成する請求項６記載の金めっき方法。
【請求項８】マグネシウム塩として、水に対して１０
０ｇ／リットル以上の溶解度を有するマグネシウム塩を
用いる請求項６又は請求項７記載の金めっき方法。
【請求項９】金めっき液中に、アンモニウム塩を添加
する請求項６〜８のいずれか一項記載の金めっき方法。
【請求項１０】金めっき液中に、タリウム化合物等の
結晶調整剤を添加する請求項６〜９のいずれか一項記載
の金めっき方法。