KR20200062265A

KR20200062265A - 무전해 팔라듐 도금액 및 무전해 팔라듐 도금 피막

Info

Publication number: KR20200062265A
Application number: KR1020207011967A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 마에다; 가츠히사 다나베; 신스케 와다
Original assignee: 우에무라 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2020-06-03
Also published as: TW201925531A; JP2019070172A; EP3693495A1; JP7149061B2; US20200248312A1; WO2019069964A1; CN111164236A; TWI829653B; EP3693495A4

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, 차아인산 화합물 및 아인산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 착화제를 함유하는 것에 요지를 갖는다.

Description

무전해 팔라듐 도금액 및 무전해 팔라듐 도금 피막

본 발명은 무전해 팔라듐 도금액 및 무전해 팔라듐 도금 피막에 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.

일본특허 제4596553호

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 도금액 및 Pd 도금 피막을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명의 무전해 팔라듐 도금액은, 팔라듐 화합물과, 차아인산 화합물 및 아인산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 착화제를 함유하는 것에 요지를 갖는다.

본 발명의 무전해 팔라듐 도금액의 바람직한 실시 형태로서 이하의 요건을 임의로 조합한 구성도 포함된다.

(i) 상기 아민보란 화합물은 디메틸아민보란 및 트리메틸아민보란으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것,

(ii) 상기 히드로붕소 화합물은 수소화 붕소염인 것,

(iii) 상기 착화제는 암모니아 및 아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것

또한 본 발명에는 인 및 붕소를 함유하는 것을 특징으로 하는 무전해 팔라듐 도금 피막도 포함된다. 해당 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 무전해 금도금 피막을 더 갖는 구성도 무전해 팔라듐 도금 피막의 바람직한 실시 양태이다.

본 발명에는 상기 무전해 팔라듐 도금 피막을 갖는 전자 기기 구성 부품도 포함된다.

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 P 및 B 양쪽을 함유하는 Pd 도금 피막(이하, 「P-B-Pd 삼원계 합금 피막」이라고 하는 경우가 있다)을 형성하면 고온의 열 이력 후의 와이어 본딩성을 개선할 수 있는 것을 발견했다. 즉, Pd 도금 피막에 P와 B의 양쪽을 함유시키면, 고온의 열 이력을 받아도 Au 도금 피막 표면에서의 Pd-Au 고용체의 형성을 억제할 수 있고, 그 결과, 종래의 Au 도금 피막과 동등, 혹은 그 이하의 두께에서도 종래보다 우수한 와이어 본딩성이 얻어지는 것이 판명되었다.

이러한 효과를 발휘하는 P-B-Pd 삼원계 합금 피막은, 본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용함으로써 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 무전해 Pd 도금액은, 팔라듐 화합물과, 차아인산 화합물 및 아인산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 착화제를 함유하는 무전해 Pd 도금액이다.

또한, 무전해 Pd 도금액에 사용하는 환원제는 복수 알려져 있고, 본 발명의 도금액에 사용되는 차아인산 화합물, 아인산 화합물, 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물도 그 일부이다. 그러나 종래는 환원력이 다른 복수의 환원제를 병용하면, 도금액의 안정성이 나빠져서, 이상 석출 등이 발생해서 도금 피막 특성이 악화되기 때문에 환원제를 병용하는 일은 없었다. 특히 차아인산 화합물이나 아인산 화합물은 단독으로 충분한 환원력을 갖고 있기 때문에, 다른 환원제와 병용할 필요성도 전혀 없었다. 그런데, 열 이력에 의한 Pd의 Au 도금 피막으로의 고용 억제 효과는 환원제의 단독 첨가나 상기 이외의 환원제의 병용으로는 얻을 수 없고, 본 발명의 상기 특정한 조합에 있어서만, 상기 문제를 발생시키지 않고, 실용 수준에서 Pd 도금 피막을 형성할 수 있는 것이 명백해짐과 함께, 이러한 고용 억제 효과는, 상기 조합으로만 얻어지는 특유의 효과이다.

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 도금액 중의 팔라듐 화합물의 함유량은 Pd 이온 농도로서, 바람직하게는 0.01g/L 이상, 보다 바람직하게는 0.1g/L 이상, 더욱 바람직하게는 0.3g/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 0.5g/L 이상이며, 바람직하게는 10g/L 이하, 보다 바람직하게는 5g/L 이하, 더욱 바람직하게는 3g/L 이하이다. 또한, Pd 이온은 원자 흡광 분광 광도계를 사용한 원자 흡광 분광 분석(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)에 의한 측정이다.

본 발명의 무전해 Pd 도금액으로는, Pd의 고용 억제 효과를 발휘시키기 위해서 (1) 차아인산 화합물 및 아인산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과(이하, 「인산 화합물」이라고 하는 경우가 있다), (2) 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종(이하, 「붕소 화합물」이라고 하는 경우가 있다)을 병용할 필요가 있다.

(1) 차아인산 화합물 및 아인산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종

이들은 Pd 도금 피막으로의 P 공급원임과 함께, 무전해 Pd 도금액에 있어서는 Pd를 석출시키는 환원제로서 작용한다. 차아인산 화합물로서는 차아인산 및 차아인산나트륨 등의 차아인산염이 예시되고, 아인산 화합물로서는 아인산 및 아인산나트륨 등의 아인산염이 예시된다. 차아인산 화합물 및 아인산 화합물은 단독, 또는 조합해도 된다. 무전해 Pd 도금액 중의 차아인산 화합물 및/또는 아인산 화합물의 함유량이 너무 적으면 도금 처리 시의 석출 속도가 저하됨과 함께, 고온열 이력에 의한 Au 도금 피막으로의 Pd의 고용 억제 효과를 충분히 얻을 수 없어, 와이어 본딩성이 악화되는 경우가 있다. 무전해 Pd 도금액 중의 차아인산 화합물 및 아인산 화합물의 함유량이 많을수록, 상기 고용 억제 효과는 향상되지만, 무전해 Pd 도금액의 안정성이 저하되는 경우가 있다. 무전해 Pd 도금액 중의 차아인산 화합물 및 아인산 화합물의 함유량(단독으로 포함할 때는 단독의 양이며, 2종 이상을 포함할 때는 합계량이다.)은 바람직하게는 0.1g/L 이상, 보다 바람직하게는 0.5g/L 이상, 더욱 바람직하게는 1g/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 2g/L 이상이며, 바람직하게는 100g/L 이하, 보다 바람직하게는 50g/L 이하, 더욱 바람직하게는 20g/L 이하, 보다 더욱 바람직하게는 15g/L 이하이다.

(2) 아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종

이들은 Pd 도금 피막에 대한 붕소 공급원임과 함께, 무전해 Pd 도금액에 있어서는 팔라듐을 석출시키는 환원제로서 작용한다. 아민보란 화합물로서는 디메틸아민보란(DMAB) 및 트리메틸아민보란(TMAB)이 예시되고, 히드로 붕소 화합물로서는 수소화붕소나트륨(SBH) 및 수소화붕소칼륨(KBH) 등의 수소화 붕소 알칼리 금속염이 예시된다. 본 발명에서는 디메틸아민보란, 트리메틸아민보란, 수소화붕소나트륨 및 수소화붕소칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다. 무전해 Pd 도금액 중의 붕소 화합물의 함유량이 너무 적으면 도금 처리 시의 석출 속도가 저하됨과 함께, 고온열 이력에 의한 Au 도금 피막에 대한 Pd의 고용 억제 효과를 충분히 얻을 수 없어, 와이어 본딩성이 악화되는 경우가 있다. 무전해 Pd 도금액 중의 붕소 화합물 함유량이 많을수록, 상기 고용 억제 효과가 향상되지만, 무전해 Pd 도금액의 안정성이 저하되는 경우가 있다. 무전해 Pd 도금액 중의 붕소 화합물의 함유량(단독으로 포함할 때는 단독의 양이며, 2종 이상을 포함할 때는 합계량이다.)은 바람직하게는 0.01g/L 이상, 보다 바람직하게는 0.1g/L 이상, 더욱 바람직하게는 0.5g/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 1g/L 이상이며, 바람직하게는 100g/L 이하, 보다 바람직하게는 50g/L 이하, 더욱 바람직하게는 30g/L 이하, 보다 더욱 바람직하게는 20g/L 이하이다.

착화제

착화제는, 주로 무전해 Pd 도금액의 Pd의 용해성을 안정화시키는 작용을 갖는다. 착화제로서는 각종 공지된 착화제여도 되고, 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 0.5g/L 이상, 보다 바람직하게는 1g/L 이상, 더욱 바람직하게는 3g/L 이상, 보다 더욱 바람직하게는 5g/L 이상이며, 바람직하게는 50g/L 이하, 보다 바람직하게는 30g/L 이하이다.

본 발명의 무전해 Pd 도금액은 상기 성분 조성을 가지면 상기 효과를 발휘하기 위해서, 상기 성분 조성만으로 구성되어 있어도 되지만, 필요에 따라 pH 조정제, 안정화제 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 병용할 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, 바람직하게는 500㎎/L 이하, 보다 바람직하게는 100㎎/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, 와이어 본딩성도 악화된다. 계면 활성제와는 각종 공지된 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양성 계면 활성제이다.

본 발명에는, 상기 무전해 Pd 도금액을 사용한 P 및 B를 함유하는 Pd 도금 피막이 포함된다. Pd의 고용 억제 효과는 Pd 도금 피막에 P 및 B 양쪽이 포함되어 있으면 얻어지기 때문에, 각 함유량은 한정되지 않지만, Pd 도금 피막에 포함되는 P나 B의 함유량이 증가하면, 보다 우수한 Pd의 고용 억제 효과가 얻어진다. Pd 도금 피막 중의 P 함유량은 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.3질량% 이상, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이하이다. 또한 Pd 도금 피막에 있어서의 B 함유량은 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5질량% 이상, 바람직하게는 15질량% 이하, 보다 바람직하게는 10질량% 이하이다. 또한 P와 B의 비율을 적절하게 제어함으로써 보다 우수한 Pd의 고용 억제 효과가 얻어진다. 무전해 Pd 도금 피막 중에 있어서의 P와 B의 함유량의 질량 비율(P:B)은, 바람직하게는 10:1 내지 1:10, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1:5이다. 본 발명의 Pd 도금 피막은 P, B가 포함되어 있으면 되고, 또한 상기 각종 첨가제에 유래하는 성분이 포함되어 있어도 된다. 잔부는 Pd 및 불가피적 불순물이다.

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 Pd 도금 피막과 Au 도금 피막을 갖는 적층 도금 피막으로 하는 것도 바람직한 실시 양태이다. 본 발명의 Pd 도금 피막은 적어도 Au 도금 피막을 적층시킨 Pd/Au 적층 도금 피막에 있어서 Pd의 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 본 발명의 Pd 도금 피막을 포함하는 무전해 Ni/Pd/Au 도금 피막이 얻어진다. 또한, 각 도금 피막의 형성은, 통상 행해지고 있는 방법을 채용하면 된다. 이하, ENEPIG 프로세스에 기초하여 본 발명의 Pd 도금 피막을 갖는 무전해 Ni/Pd/Au 도금 피막의 제조 방법에 대해서 설명하지만, 본 발명의 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 Pd 도금 피막을 사용하면, 리플로우 처리 등 도금 피막 형성 후의 실장 공정에서의 열 이력에 의해 Pd 도금 피막으로부터의 팔라듐의 Au 도금 피막에 대한 확산, 고용을 억제할 수 있기 때문에, 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 실현할 수 있다. 열 이력의 온도는 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.

전자 기기 구성 부품

본 발명에는 상기 도금 피막을 갖는 전자 기기 구성 부품도 포함된다. 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. 본 발명의 무전해 Pd 도금액을 사용한 Pd 도금 피막에, Au 도금 피막을 적층시킴으로써 열 이력 후도 우수한 와이어 본딩성을 실현할 수 있다.

본원은, 2017년 10월 6일에 출원된 일본특허출원 제2017-195651호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2017년 10월 6일에 출원된 일본특허출원 제2017-195651호의 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 20을 제조했다. 얻어진 시험편의 와이어 본딩성을 조사했다.

와이어 본딩성

시험 장치(TPT사제 세미 오토매틱 와이어본더 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-Au와이어(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 내지터 제2로의 길이): 0.7㎜

측정 방식: 와이어 풀 테스트

장치: 만능형 본드 테스터 #4000(노드슨·어드밴스트 테크놀러지사제)

테스트 스피드: 170㎛/초

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 규정한 [착화제]와, [차아인산 화합물, 및/또는 아인산 화합물]과, [아민보란 화합물, 및/또는 히드로붕소 화합물]을 포함하는 무전해 Pd 도금액을 사용한 시험편 No.1 내지 9의 열 처리 후의 와이어 본딩성은 모두 「양호」 평가 이상이었다.

한편, 본 발명의 규정을 충족하지 않는 Pd 도금액을 사용한 시험편 No.10 내지 18의 열 처리 후의 와이어 본딩성은 모두 「불량」 평가였다. 또한, No.19와 No.20은 계면 활성제를 포함하고 있었기 때문 열 처리 후의 와이어 본딩성은 모두 「불량」 평가였다.

Claims

팔라듐 화합물과,
차아인산 화합물 및 아인산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과,
아민보란 화합물 및 히드로붕소 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과,
착화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 무전해 팔라듐 도금액.
제1항에 있어서, 상기 아민보란 화합물은, 디메틸아민보란 및 트리메틸아민보란으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 상기 히드로붕소 화합물은 수소화 붕소염인 무전해 팔라듐 도금액.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 착화제는 암모니아 및 아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 무전해 팔라듐 도금액.
인 및 붕소를 함유하는 것을 특징으로 하는 무전해 팔라듐 도금 피막.
제4항에 있어서, 상기 무전해 팔라듐 도금 피막의 표면에 무전해 금도금 피막을 더 갖는 것인 무전해 팔라듐 도금 피막.
제4항 또는 제5항에 기재된 무전해 팔라듐 도금 피막을 갖는 전자 기기 구성 부품.