KR102646701B1 - 무전해 팔라듐 도금액 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 갖는 도금 피막을 구성하는 Pd 도금 피막이 얻어지는 무전해 팔라듐 도금액을 제공하는 것을 과제로 하고, 본 발명의 무전해 팔라듐 도금액은 팔라듐 화합물과, 환원제와, 착화제와, Ge 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것에 요지를 갖는다.
Description
본 발명은 무전해 팔라듐 도금액에 관한 것이다.
전자 공업 분야에 있어서 프린트 기판의 회로, IC 패키지의 실장 부분이나 단자 부분 등의 표면 처리법으로서, 땜납 접합성 및 와이어 본딩성 등의 도금 피막 특성이 우수한 효과를 부여할 수 있는 무전해 니켈/무전해 팔라듐/치환 금법 (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold: ENEPIG)이 범용되고 있으며, ENEPIG 프로세스에 의해 무전해 니켈 도금 피막(이하, 「Ni 도금 피막」이라고 하는 경우가 있다), 무전해 팔라듐 도금 피막(이하, 「Pd 도금 피막」이라고 하는 경우가 있다), 치환 금도금 피막(이하, 「Au 도금 피막」이라고 하는 경우가 있다)을 순차 실시한 도금 피막(이하, 「무전해 Ni/Pd/Au 도금 피막」이라고 하는 경우가 있다)이 범용되고 있다.
근년, 전자 부품의 소형화, 고밀도화에 수반하여 요구되는 도금 피막 특성에 대응하기 위해서 예를 들어 무전해 팔라듐 도금액(이하, 「무전해 Pd 도금액」이라고 하는 경우가 있다)을 개량함으로써 도금 피막 특성을 개량하는 기술이 제안되어 있다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 안정화제로서 황 화합물 대신에 비스무트 또는 비스무트 화합물을 사용함으로써, 황 화합물을 사용한 경우와 동일 정도로 욕 안정성이 높고, 내식성, 땜납 접합성, 와이어 본딩성이 우수한 피막이 얻어지는 무전해 Pd 도금액이 제안되어 있다.
또한 특허문헌 2에는, 니켈 상에 낮은 다공도를 갖고, 균일한 팔라듐 박막의 형성이 가능한 팔라듐액으로서, 팔라듐염과, 무기산과, 무기 화합물(Cu, Tl, Se 및Te)을 함유하는 팔라듐액이 개시되어 있다.
범용되고 있는 무전해 Ni/Pd/Au 도금 피막은, 리플로우 처리 등 고온의 열 이력에 노출되기 전이면 우수한 와이어 본딩성을 나타내지만, 고온의 열 이력 후에는 와이어 본딩성이 현저하게 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 사정에 착안해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 고온의 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 갖는 도금 피막을 구성하는 Pd 도금 피막이 얻어지는 무전해 Pd 도금액을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결한 본 발명의 무전해 Pd 도금액은, 팔라듐 화합물과, 환원제와, 착화제와, Ge 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것에 요지를 갖는다.
상기 희토류 원소는, La, Ce, Sm 및 Y로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
또한 상기 도금액 중의 Ge 및 희토류 원소의 함유량은 합계로 0.1 내지 10g/L인 것도 바람직한 실시 양태이다.
추가로 상기 착화제는 암모니아 및 아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것, 또한 상기 환원제로서는 포름산, 히드라진, 차아인산 화합물, 아인산 화합물, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것도 바람직한 실시 양태이다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용함으로써, 리플로우 처리 등 고온의 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 갖는 도금 피막을 구성하는 Pd 도금 피막이 얻어진다.
Pd 도금 피막 상에 Au 도금 피막을 형성한 적층 도금 피막(이하, 「Pd/Au 적층 도금 피막」이라고 하는 경우가 있다)이 리플로우 등 고온의 열 이력에 노출되면, 그 후의 와이어 본딩의 접속 성공률이 현저하게 저하되는 원인에 대해서 본 발명자들이 예의 검토했다. 그 결과, 고온의 열 이력에 노출되면 Pd가 Au 도금 피막 표면에 확산하여, Au 도금 피막 표면에서 형성된 Pd-Au 고용체에 기인해서 와이어 본딩의 접속 성공률이 저하된다고 생각했다. 이러한 문제의 해결책의 하나로서, Au 도금 피막을 두껍게 형성할 것을 생각할 수 있지만, 비용이 대폭 상승한다.
본 발명자들이 더욱 검토를 거듭한 결과, Au 도금 피막의 하지층으로서 Ge 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종(이하, 「희토류 원소 등」이라고 하는 경우가 있다)을 함유하는 무전해 Pd 도금액을 사용해서 Pd 도금 피막을 형성하면 고온의 열 이력 후의 와이어 본딩성을 개선할 수 있는 것을 발견했다. 즉, 본 발명의 희토류 원소 등을 함유하는 무전해 Pd 도금액을 사용해서 형성한 Pd 도금 피막은, 해당 Pd 도금 피막 표면에 Au 도금 피막을 형성한 적층 도금 피막에 있어서, 해당 적층 도금 피막이 고온의 열 이력을 받아도 Pd가 Au 도금 피막 중에 확산해서 Au 도금 피막 표면에서 Pd-Au 고용체가 형성되는 것을 억제할 수 있다(이하, 「고온열 이력 후의 고용 억제 효과」라고 하는 경우가 있다). 그 결과, 종래의 Au 도금 피막과 동등, 혹은 그 이하의 두께에서도 종래보다 우수한 와이어 본딩성이 얻어지는 것이 판명되었다.
본 발명의 실시예에도 나타내고 있는 바와 같이, 본 발명의 희토류 원소 등을 첨가한 예와 첨가하지 않은 예를 비교하면, 열 처리 전의 와이어 본딩성은 양자에서 동등하지만, 본 발명의 희토류 원소 등을 첨가하지 않은 예에서는 열 처리 후의 와이어 본딩성이 현저하게 저하되고 있다(예를 들어 시험편 No.2와 12, No.8과 13과의 대비). 이 결과로도 본 발명의 희토류 원소 등을 포함하는 무전해 Pd 도금액은 우수한 고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 부여할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한 본 발명의 희토류 원소 등 이외의 금속, 예를 들어 Ta, W, Co 등을 무전해 Pd 도금액에 첨가해도 고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 얻을 수 없는 것을 본 발명자들이 확인하고 있고, 본 발명의 희토류 원소 등을 함유하는 특정한 무전해 Pd 도금액을 사용한 경우에만 얻어지는 특유의 효과이다.
고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 발휘하는 Pd 도금 피막은, 본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용함으로써 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 무전해 Pd 도금액은, 팔라듐 화합물과, 환원제와, 착화제와, Ge 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 무전해 Pd 도금액이다. 이하, 본 발명의 무전해 Pd 도금액에 대해서 상세히 설명한다.
Ge 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종(희토류 원소 등)
Ge 및 희토류 원소는 고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 발휘하는 금속이다. 희토류 원소로서는 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu이며, 이들 중에서도 무전해 Pd 도금액 중에서 용해성을 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Ge, La, Ce, Sm 및 Y로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이다. Ge 및 희토류 원소의 공급원으로서는 특별히 한정되지 않고, Ge 및 희토류 원소의 산화물, 염화물 등 각종 공지된 화합물 및 금속을 사용할 수 있고, 특히 Ge 및 희토류 원소와, 무기산과의 염인 것이 바람직하다. Ge염 및 희토류염으로서는, 질산염, 황산염, 염화물염, 아세트산염 등 물 가용성의 염을 사용할 수 있다. Ge 공급원으로서, 산화 게르마늄, 염화 게르마늄 등의 금속 첨가제가 예시된다. 상기 바람직한 희토류 원소의 공급원으로서는, 산화란탄, 염화란탄, 황산란탄, 질산란탄; 산화세륨, 염화세륨, 황산세륨, 질산세륨; 산화사마륨, 염화사마륨, 황산사마륨, 질산사마륨; 산화이트륨, 염화이트륨, 황산이트륨, 질산이트륨 등의 금속 첨가제를 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 병용해도 된다.
무전해 Pd 도금액에 포함되는 본 발명의 희토류 원소 등이 너무 적으면 충분한 열 이력 후의 고용 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 본 발명의 희토류 원소 등이 너무 많으면 액 탁도가 발생하는 경우가 있다. 따라서 무전해 Pd 도금액 중에 포함되는 본 발명의 희토류 원소 등의 함유량(단독으로 포함할 때는 단독의 양이며, 2종 이상을 포함할 때는 합계량이다.)은, 바람직하게는 0.1g/L 이상, 보다 바람직하게는 0.2g/L 이상, 더욱 바람직하게는 0.5g/L 이상이며, 바람직하게는 10g/L 이하, 보다 바람직하게는 5g/L 이하, 더욱 바람직하게는 3g/L 이하이다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액의 조성은, 본 발명의 희토류 원소 등의 상기 효과를 저해하지 않는 범위에서 적절히 조정하면 되지만, 보다 우수한 열 이력 후의 고용 억제 효과를 얻기 위해서는 환원제, 착화제등도 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.
팔라듐 화합물
팔라듐 화합물은 팔라듐 도금을 얻기 위한 팔라듐 이온의 공급원이다. 팔라듐 화합물로서는, 수용성이면 되고, 예를 들어 염화팔라듐, 황산팔라듐, 아세트산팔라듐 등의 무기 수용성 팔라듐염; 테트라아민팔라듐염산염, 테트라아민팔라듐황산염, 테트라아민팔라듐아세트산염, 테트라아민팔라듐질산염, 디클로로디에틸렌디아민팔라듐 등의 유기 수용성 팔라듐염 등을 사용할 수 있다. 이들 팔라듐 화합물은, 단독, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 무전해 Pd 도금액 중의 Pd 이온 농도는 한정되지 않지만, Pd 이온 농도가 너무 낮으면 도금 피막의 석출 속도가 현저하게 저하되는 경우가 있다. 한편, Pd 이온 농도가 너무 높으면 이상 석출 등에 의해 피막 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서 무전해 Pd 도금액 중의 Pd 이온 농도는, 바람직하게는 0.01g/L 이상, 보다 바람직하게는 0.1g/L 이상, 더욱 바람직하게는 1g/L 이상이며, 바람직하게는 10g/L 이하, 보다 바람직하게는 8g/L 이하, 더욱 바람직하게는 5g/L 이하이다. 또한, Pd 이온은 원자 흡광 분광 광도계를 사용한 원자 흡광 분광 분석(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)에 의한 측정이다.
환원제
환원제는 무전해 Pd 도금액에 있어서 Pd를 석출시키는 작용을 갖는다. 환원제로서는 각종 공지된 환원제를 사용할 수 있지만, 본 발명의 희토류 원소 등과 조합하여 보다 우수한 고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 발휘함에 있어서 바람직한 환원제로서는, 포름산, 히드라진, 차아인산 화합물, 아인산 화합물, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 차아인산 화합물로서는 차아인산 및 차아인산나트륨 등의 차아인산염이 예시되고, 아인산 화합물로서는 아인산 및 아인산나트륨 등의 아인산염이 예시된다. 또한 아민보란 화합물로서는 디메틸아민보란(DMAB) 및 트리메틸아민보란(TMAB)이 예시되고, 히드로 붕소 화합물로서는 수소화붕소나트륨(SBH) 및 수소화붕소칼륨(KBH) 등의 수소화 붕소 알칼리 금속염이 예시된다. 환원제는 1종, 또는 2종 이상을 조합해도 된다.
환원제의 첨가량은 도금 처리 시의 석출 속도와, 도금액의 안정성을 고려해서 적절히 조정하면 된다. 충분한 석출 속도와 도금액의 안정성을 확보한다는 관점에서 무전해 Pd 도금액 중의 환원제의 함유량(단독으로 포함할 때는 단독의 양이며, 2종 이상을 포함할 때는 합계량이다.)은 바람직하게는 0.5g/L 이상, 보다 바람직하게는 1g/L 이상, 더욱 바람직하게는 2g/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 10g/L 이상이며, 바람직하게는 100g/L 이하, 보다 바람직하게는 70g/L 이하, 더욱 바람직하게는 50g/L 이하이다.
착화제
착화제는, 주로 무전해 Pd 도금액의 Pd의 용해성을 안정화시키는 작용을 갖는다. 착화제로서는 각종 공지된 착화제를 사용할 수 있지만, 본 발명의 희토류 원소 등과 조합하여 보다 우수한 고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 발휘함에 있어서 바람직한 환원제로서는, 바람직하게는 암모니아 및 아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 아민 화합물이다. 아민 화합물로서는, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 벤질아민, 메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 에틸렌디아민 유도체, 테트라메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 에틸렌디아민사아세트산(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid: EDTA) 또는 그 알칼리 금속염, EDTA 유도체, 글리신 등을 들 수 있다. 착화제는 단독, 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 무전해 Pd 도금액 중의 착화제의 함유량(단독으로 포함할 때는 단독의 양이며, 2종 이상을 포함할 때는 합계량이다.)은 상기 작용이 얻어지도록 적절히 조정하면 되고, 바람직하게는 1g/L 이상, 보다 바람직하게는 2g/L 이상, 더욱 바람직하게는 3g/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 5g/L 이상이며, 바람직하게는 100g/L 이하, 보다 바람직하게는 50g/L 이하이다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액은 상기 성분 조성을 가지면 고온열 이력 후의 고용 억제 효과를 발휘하기 위해서, 상기 성분 조성만으로 구성되어 있어도 되지만, 필요에 따라 각종 공지된 첨가제, 예를 들어 pH 조정제, 안정화제, 결정 조정제, 습윤성 향상제 등의 각종 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
pH 조정제
본 발명의 무전해 Pd 도금액은, pH가 너무 낮으면 Pd의 석출 속도가 저하되기 쉽고, 한편, pH가 너무 높으면 무전해 Pd 도금액의 안정성이 저하되는 경우가 있다. 바람직하게는 pH4 내지 10, 보다 바람직하게는 pH6 내지 8이다. 무전해 Pd 도금액의 pH는 공지된 pH 조정제를 첨가해서 조정할 수 있다. pH 조정제로서는, 예를 들어 염산, 황산, 질산, 시트르산, 말론산, 말산, 타르타르산, 인산 등의 산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수 등의 알칼리를 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다.
안정화제
안정화제는, 도금 안정성, 도금 후의 외관 향상, 도금 피막 형성 속도 조정 등의 목적으로 필요에 따라서 첨가된다. 본 발명의 무전해 Pd 도금액은, 공지된 황 함유 화합물을 더 함유할 수 있다. 황 함유 화합물로서는, 예를 들어 티오에테르 화합물, 티오시안 화합물, 티오카르보닐 화합물, 티올 화합물, 티오황산 및 티오황산염에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하다. 구체적으로는, 메티오닌, 디메틸술폭시드, 티오디글리콜산, 벤조티아졸 등의 티오에테르 화합물; 티오시안산, 티오시안산칼륨, 티오시안산나트륨, 티오시안산암모늄 등의 티오시안 화합물; 티오요소 또는 그의 유도체 등의 티오카르보닐 화합물; 시스테인, 티오락트산, 티오글리콜산, 머캅토에탄올, 부탄티올 등의 티올 화합물; 티오황산나트륨 등의 티오황산염을 들 수 있다. 이들의 황 함유 화합물은, 단독, 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수도 있다. 무전해 Pd 도금액 중의 안정화제의 함유량(단독으로 포함할 때는 단독의 양이며, 2종 이상 포함하는 경우에는 합계량이다.)은 도금 안정성 등의 효과가 얻어지도록 적절히 조정하면 되고, 바람직하게는 0.1㎎/L 이상, 보다 바람직하게는 0.5㎎/L 이상, 더욱 바람직하게는 1㎎/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 5㎎/L 이상, 가장 바람직하게는 10㎎/L 이상이며, 바람직하게는 500㎎/L 이하, 보다 바람직하게는 100㎎/L 이하, 보다 더욱 바람직하게는 80㎎/L 이하, 가장 바람직하게는 60㎎/L 이하이다.
또한, 본 발명의 무전해 Pd 도금액에는 계면 활성제는 포함하지 않는다. 본 발명의 무전해 Pd 도금액에 계면 활성제를 첨가하면, 얻어지는 Pd 도금 피막 표면에 계면 활성제가 흡착된 상태가 되어, Au 도금 피막의 성막성이 떨어진다. 그 결과, 고온의 열 이력에 대한 와이어 본딩성도 악화된다. 계면 활성제와는 각종 공지된 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양성 계면 활성제이다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액은 바람직하게는 전자 부품의 본딩용 도금 등에 사용되는 Pd 도금 피막에 Au 도금 피막을 적층시킨 Pd/Au 적층 도금 피막 용도로도 적합하다. 따라서 본 발명의 무전해 Pd 도금액으로 형성된 Pd 도금 피막을 포함하는 Pd/Au 도금 피막으로 하는 것도 바람직한 실시 양태이다. 본 발명의 Pd 도금 피막은 적어도 Au 도금 피막을 적층시킨 Pd/Au 적층 도금 피막에 있어서 고온열 이력에 있어서의 고용 억제 효과를 확인할 수 있다. 따라서 Pd 도금 피막을 형성하는 하지는 한정되지 않고, Al이나 Al기 합금, Cu나 Cu기 합금 등 각종 공지된 기재나, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Au, Pt 등, 및 이들의 합금과 같은 Pd 도금 피막의 환원 석출에 촉매성이 있는 금속으로 기재를 피복한 도금 피막을 들 수 있다. 또한 촉매성이 없는 금속으로도, 다양한 방법에 의해 피도금물로서 사용할 수 있다.
또한 바람직한 다른 실시 형태로서, 본 발명의 무전해 Pd 도금액은, ENEPIG 프로세스에 적용할 수 있다. ENEPIG 프로세스에서는, 예를 들어 전극을 구성하는 Al이나 Al기 합금, Cu나 Cu기 합금 상에 Ni 도금 피막, 이어서, Pd 도금 피막, 이어서 그 위에 Au 도금 피막을 형성함으로써 무전해 Ni/Pd/Au 도금 피막이 얻어진다. 또한, 각 도금 피막의 형성은, 통상 행해지고 있는 방법을 채용하면 된다. 이하, ENEPIG 프로세스에 기초하여 무전해 Ni/Pd/Au 도금 피막의 제조 방법에 대해서 설명하지만, 본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용한 Pd 도금 피막의 형성 조건은 이것에 한정되지 않고, 공지 기술에 기초하여 적절히 변경 가능하다.
무전해 Ni 도금액을 사용해서 무전해 Ni 도금을 행할 때의 도금 조건 및 도금 장치는 특별히 한정되지 않고 각종 공지된 방법을 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 온도 50 내지 95℃의 무전해 Ni 도금액에 피도금물을 15 내지 60분 정도 접촉시키면 된다. Ni 도금 피막의 막 두께는 요구 특성에 따라서 적절히 설정하면 되고, 통상은 3 내지 7㎛ 정도이다. 또한 무전해 Ni 도금액에는 Ni-P 합금, Ni-B 합금 등 각종 공지된 조성을 사용할 수 있다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용해서 무전해 Pd 도금을 행할 때의 도금 조건 및 도금 장치는 특별히 한정되지 않고 각종 공지된 방법을 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 온도 50 내지 95℃의 무전해 Pd 도금액에 Ni 도금 피막이 형성된 피도금물을 15 내지 60분 정도 접촉시키면 된다. Pd 도금 피막의 막 두께는 요구 특성에 따라서 적절히 설정하면 되고, 통상은 0.001 내지 0.5㎛ 정도이다.
무전해 금도금액을 사용해서 무전해 금도금을 행할 때의 도금 조건 및 도금 장치는 특별히 한정되지 않고 각종 공지된 방법을 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 온도 40 내지 90℃의 무전해 금도금액에 Pd 도금 피막이 형성된 피도금물을 3 내지 20분 정도 접촉시키면 된다. 금도금 피막의 막 두께는 요구 특성에 따라서 적절히 설정하면 되고, 통상은 0.01 내지 2㎛ 정도이다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용해서 Pd 도금 피막을 형성하면, 리플로우 처리 등 도금 피막 형성 후의 실장 공정에서의 열 이력에 의해 Pd 도금 피막으로부터 Pd가 Au 도금 피막에 대한 확산, 고용을 억제할 수 있기 때문에, 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 실현할 수 있다. 열 이력의 온도로서는 통상의 실장 공정에서 상정되는 온도이며, 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 Pd 도금 피막을 사용하면, 예를 들어 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상의 고온의 열 이력 후에도 우수한 와이어 본딩성을 실현할 수 있다.
본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용한 Pd 도금 피막에, Au 도금 피막을 적층시킴으로써 고온의 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 실현할 수 있기 때문에, 특히 전자 기기 구성 부품 용도로 유용하다. 상기 전자 기기 구성 부품으로서, 예를 들어 칩 부품, 수정 발진자, 범프, 커넥터, 리드 프레임, 후프재, 반도체 패키지, 프린트 기판 등의 전자 기기를 구성하는 부품을 들 수 있다. 특히 웨이퍼 상의 Al 전극 또는 Cu 전극에 대하여, 땜납 접합 및 와이어 본딩(W/B) 접합을 목적으로 한 UBM(Under Barrier Metal) 형성 기술에 적합하게 사용된다.
본원은, 2017년 10월 6일에 출원된 일본특허출원 제2017-195652호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2017년 10월 6일에 출원된 일본특허출원 제2017-195652호의 명세서의 전체 내용이, 본원에 참고를 위해 원용된다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니고, 전·후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가해서 실시하는 것도 물론 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
BGA 기판(Ball Grid Array: 우에무라 고교사 제조, 5㎝×5㎝)에 표 1에 나타내는 전처리, 도금 처리를 순차 행하여 기판측으로부터 순서대로 Ni 도금 피막, Pd 도금 피막, Au 도금 피막이 형성된 시험편 1 내지 22를 제조했다. 얻어진 시험편의 와이어 본딩성을 조사했다.
와이어 본딩성
시험 장치(TPT사제 세미 오토매틱 와이어 본더 HB16)에 의해 와이어 본딩을 행하고, Dage사제 본드 테스터 SERIES4000에 의해, 이하의 측정 조건에서 한 조건당 20점 평가했다. 또한, 측정은 열 처리 전 및 열 처리 후(175℃에서 16시간 유지)에 행하였다. 와이어 본딩성 평가로서 열 처리 후의 와이어 본딩 평균 강도가 9.0g 이상인 경우를 「우수」, 8.5g 이상 9.0g 미만인 경우를 「양호」, 7.5g 이상 8.5g 미만을 「가능」, 7.5g 미만인 경우를 「불량」이라 했다.
[측정 조건]
캐필러리: B1014-51-18-12(PECO사제)
와이어: 1mil-Au 와이어(SPM사제)
스테이지 온도: 150℃
초음파(mW): 250(1st), 250(2nd)
본딩 시간(밀리초): 200(1st), 50(2nd)
인장력(gf): 25(1st), 50(2nd)
스텝(제1 내지 제2로의 길이): 0.7㎜
측정 방식: 와이어 풀 테스트
테스트 스피드: 170㎛/초
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 Ge 및 희토류염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 무전해 Pd 도금액을 사용한 시험편 No.1 내지 10의 열 처리 후의 와이어 본딩성은 모두 「양호」 평가 이상이었다.
한편, 본 발명의 규정을 충족하지 않는 무전해 Pd 도금액을 사용한 시험편 No.11 내지 17의 열 처리 후의 와이어 본딩성은 모두 「불량」 평가였다. 또한 계면 활성제를 첨가한 No.18, 19 및 희토류 원소 이외의 금속을 첨가한 No.20 내지 22도 열 처리 후의 와이어 본딩성은 모두 「불량」 평가였다.
Claims (5)
- 팔라듐 화합물과,
환원제와,
착화제와,
Ge 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종
을 함유하는 무전해 팔라듐 도금액이며,
상기 도금액 중의 Ge 및 희토류 원소의 함유량은 합계로 0.1 내지 10g/L인 것을 특징으로 하는 무전해 팔라듐 도금액. - 제1항에 있어서, 상기 희토류 원소는, La, Ce, Sm 및 Y로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 무전해 팔라듐 도금액.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 착화제는 암모니아 및 아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 무전해 팔라듐 도금액.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 환원제로서는 포름산, 히드라진, 차아인산 화합물, 아인산 화합물, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 무전해 팔라듐 도금액.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 희토류 원소는 Ce, Sm 및 Y로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 무전해 팔라듐 도금액.
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