KR20200119740A

KR20200119740A - 금도금 방법 및 도금 피막

Info

Publication number: KR20200119740A
Application number: KR1020200043466A
Authority: KR
Inventors: 쓰요시 마에다; 가쓰히사 다나베; 나오시 니시무라; 요헤이 가네코
Original assignee: 우에무라 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2020-10-20
Also published as: EP3722459A1; CN111809170A; US20200340120A1; JP7285123B2; TW202037756A; JP2020172683A; CN111809170B; EP3722459B1

Abstract

[해결하려고 하는 과제] 본 발명은 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공한다. 또한, 도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공한다.
[해결 수단] 구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 금도금 방법으로서, 팔라듐 피막을 형성하기 위해 은 촉매로서의 은 피막을 형성하는 은 촉매 형성 공정과, 상기 은 촉매 상에 팔라듐 피막을 형성하는 팔라듐 피막 형성 공정과, 상기 팔라듐 피막 상에 금도금 피막을 형성하는 금도금 피막 형성 공정을 포함하고, 상기 은 피막의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인 것을 특징으로 한다.

Description

금도금 방법 및 도금 피막{GOLD PLATING METHOD AND PLATING FILM}

본 발명은, 구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 금도금 방법 및 도금 피막에 관한 것이다.

종래, 와이어 본딩 접속을 위한 금도금은, 구리 또는 구리합금 피막 상에 치환 반응에 의한 팔라듐 촉매를 부여하고, 팔라듐 도금한 후에 행해진다. 또한, 구리 또는 구리합금 피막 상에 금도금하고, 그 후 팔라듐 도금하고, 다시 금도금이 행해진다.

예를 들면, 특허문헌 1에서는, 와이어 본딩 특성이 양호한 와이어 본딩용 단자를 얻기 위해, 와이어 본딩용 단자의 구리의 표면에, 팔라듐 순도가 99.5 중량% 이상인 치환 팔라듐 도금 피막 또는 팔라듐 순도가 99.5 중량% 이상인 무전해 팔라듐 도금 피막, 치환 금도금 피막, 무전해 금도금 피막을 형성한다.

또한, 특허문헌 2에서는, 무전해 팔라듐의 안정성 저하에 의한 이상(異常) 석출의 문제를 해소하기 위해서, 회로 패턴이 설치된 기판에 도금하고, 팔라듐 도금하여, 다시 도금이 행해진다.

또한, 특허문헌 3에서는, 구리계 금속 위에 0.05∼3mg/dm2의 금을 촉매 핵 금속으로서 부여한 후, 이 구리계 금속 위에 무전해 환원 팔라듐 도금을 행하기 위한 촉매 부여액이며, 구성 성분으로서, 수용성의 금 화합물, 질소 원자가 2개 이상의 5원환 구조를 가지는 헤테로환 화합물, 및 이미노이아세트산 구조를 가지는 킬레이트제를 함유하는 촉매 부여액을 사용하고, 구리계 금속 위에 무전해 환원 팔라듐 도금을 하는 것을 특징으로 하는 구리계 금속상의 팔라듐 도금 피막을 부여하고 있다.

일본공개특허 제2005-197442호 공보 일본공개특허 제2013-108180호 공보 일본특허 제5567478호 공보

그러나, 특허문헌 1∼3에 기재되어 있는 방법에서는, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 특히 금도금 피막의 막 두께를 얇게 한 경우에, 상기 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성이 저하된다.

그래서, 본 발명은 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공한다. 또한, 도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공한다.

본 발명의 일 태양(態樣)에 관한 금도금 방법은, 구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 금도금 방법으로서, 팔라듐 피막을 형성하기 위해 은 촉매로서의 은 피막을 형성하는 은 촉매 형성 공정과, 상기 은 촉매 상에 팔라듐 피막을 형성하는 팔라듐 피막 형성 공정과, 상기 팔라듐 피막 상에 금도금 피막을 형성하는 금도금 피막 형성 공정을 포함하고, 상기 은 피막의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 태양에서는, 상기 팔라듐 피막의 입경(粒徑)은 0.09㎛ 이상으로 해도 된다.

이와 같이 하면, 팔라듐의 입경이 0.09㎛ 이상으로 커지므로, 열 이력에 의해 팔라듐 입자가 금 피막에 확산·고용(固溶)하는 것을 방지하고, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 태양에서는, 상기 금도금 피막의 막 두께는 0.2㎛ 이하로 해도 된다.

이와 같이 하면, 금도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 태양에서는, 상기 팔라듐 피막의 막 두께는 0.04㎛∼0.6㎛로 해도 된다.

이와 같이 하면, 팔라듐 입경이 충분히 크게 성장할 수 있으므로, 열 이력에 의해 팔라듐 입자가 금 피막에 확산·고용하는 것을 방지하고, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양에 관한 도금 피막은, 구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 도금 피막으로서, 상기 구리 또는 구리합금 피막과, 상기 구리 또는 구리합금 피막 상에 형성된, 상기 은 촉매로서의 은 피막과, 상기 은 촉매 상에 형성된 팔라듐 피막과, 상기 팔라듐 피막 상에 형성된 금 피막을 가지고, 상기 은 피막의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 도금 피막을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양에서는, 상기 팔라듐 피막의 입경은 0.09㎛ 이상으로 해도 된다.

이와 같이 하면, 팔라듐의 입경이 0.09㎛ 이상으로 커지므로, 열 이력에 의해 팔라듐 입자가 금 피막에 확산·고용하는 것을 방지하고, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양에서는, 열처리 후의 와이어 풀(wire pull) 평균 강도가 10.0g 이상으로 해도 된다.

이와 같이 하면, 열처리 후에서도 와이어 본딩 강도를 충분히 유지한 도금 피막을 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공할 수 있다. 또한, 금도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공할 수 있다.

[도 1] 도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법의 개략을 나타내는 공정도이다.
[도 2] 도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 도금 피막의 단면도(斷面圖)를 나타내는 개략도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 호적한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 그리고, 이하에 설명하는 본 실시형태는, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것이 아니고, 본 실시형태에서 설명되는 구성의 전부가 본 발명의 해결 수단으로서 필수라고는 할 수 없다.

[금도금 방법]

본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법은, 구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 방법이다. 전술도 하였으나, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 특히 금도금 피막의 막 두께를 얇게 한 경우에, 상기 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성이 저하된다. 이것은, 열 이력에 의하여, 팔라듐 등의 금속 입자가 금도금 피막의 입계로부터 침입하고, 금도금 피막 중에 확산하고, 금 농도가 저하되므로, 와이어 본딩 특성이 저하되기 때문이다.

이에 본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법에 의하면, 상기의 문제점을 해결할 수 있다. 하기에 상술한다.

본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법은 도 1에 나타낸 바와 같이, 팔라듐 피막을 형성하기 위해 은 촉매로서의 은 피막을 형성하는 은 촉매 형성 공정 S10과, 상기 은 촉매 상에 팔라듐 피막을 형성하는 팔라듐 피막 형성 공정 S20과, 상기 팔라듐 피막 상에 금도금 피막을 형성하는 금도금 피막 형성 공정 S30을 포함하고, 상기 은 피막의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법은, 상기의 세 공정을 포함한다. 그리고, 은 촉매 형성 공정 S10, 팔라듐 피막 형성 공정 S20, 금도금 피막 형성 공정 S30 후의 수세나, 은 촉매, 팔라듐 피막 및 금도금 피막을 형성하기 위한 전처리는, 상기 공정에 포함된다.

은 촉매 형성 공정 S10은, 팔라듐 피막을 형성하기 위해 은 촉매로서의 은 피막을 형성한다. 본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법에 포함되는 은 촉매 형성 공정 S10은, 후술하는 팔라듐의 금속 입자(입자 직경) 성장을 위한 촉매로서 이용한다.

은 촉매 대신에 다른 금속을 촉매로서 사용하는 것도 고려되지만, 예를 들면, 팔라듐 촉매(팔라듐 촉매를 형성시키고, 팔라듐 도금 피막을 형성시키는 경우)의 경우, 팔라듐막은 시드(seed)상의 석출이므로, 하나하나의 결정 입경이 작다. 따라서, 금도금 피막의 입계에 팔라듐 입자가 용이하게 들어가고, 확산·고용한다. 한편, 은 피막은 층상의 석출이므로, 하나하나의 결정 입경이 크다. 그리고, 크게 성장한 은 입자에 의하여, 다음 공정의 팔라듐 피막의 결정도 크게 성장시킬 수 있다. 따라서 크게 성장한 팔라듐 입자는, 팔라듐 피막 상에 형성된 금도금 피막의 입계에 들어가는 것을 용이하게 할 수 없게 되고, 팔라듐 입자의 금도금 피막으로의 확산·고용을 방지할 수 있다. 따라서, 금도금 피막 중의 팔라듐 농도의 상승을 방지하고, 금도금 피막 중의 금의 농도가 유지되므로, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

따라서 은 피막은 0.05㎛∼0.5㎛이다. 은 피막이 0.05㎛ 미만인 경우, 다음 공정의 팔라듐 피막 형성 공정에서 팔라듐 피막을 형성하는 것이 곤란하게 된다. 한편, 은 피막이 0.5㎛를 넘으면, 은 입경이 작아지고, 팔라듐의 입경도 작아지므로 바람직하지 않다. 그러므로 와이어 본딩이 저하된다.

상기 팔라듐 피막의 평균 입경(이하 단지, 입경)은 0.09㎛ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.20㎛ 이상이다. 이와 같이 하면, 팔라듐의 입경이 0.09㎛ 이상으로 커지므로, 열 이력에 의해 팔라듐 입자가 금 피막에 확산·고용하는 것을 방지하고, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

그리고, 피막의 입경은, 피막의 단면을 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 임의로 선택한 입자 10개의 평균을 취하는 것으로 한다. 이하에 나타내는 피막의 측정 방법도 마찬가지로 한다.

상기 금도금 피막의 막 두께는 0.30㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.20㎛ 이하이다. 이와 같이 하면, 금도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법을 제공할 수 있다. 상기 팔라듐이 금도금 피막에 확산·고용하는 것을 방지하기 위해서다.

상기 팔라듐 피막의 막 두께는 0.04㎛∼0.6㎛, 더욱 바람직하게는 0.05㎛∼0.5㎛인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 팔라듐 입경이 충분히 크게 성장할 수 있으므로, 열 이력에 의해 팔라듐 입자가 금 피막에 확산·고용하는 것을 방지하고, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 은 촉매 형성 공정 S10, 팔라듐 피막 형성 공정 S20 및 금도금 피막 형성 공정 S30에 사용되는 각각의 도금액은, 전해 도금, 무전해 도금이라도 되고, 치환 타입, 환원 타입, 치환 환원 타입 모두 선택할 수 있다.

열처리의 온도는 60∼300℃도, 바람직하게는 90∼300℃, 더욱 바람직하게는 100∼150℃이다.

또한, 필요에 따라, 클리너, 에칭, 산세(酸洗) 공정을 추가할 수 있다. 클리너, 에칭, 산세 공정에서 사용되는 약액은 공지의 것을 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법은 프린트 기판, BGA기판, 패키지 기판 등에 형성된 구리 또는 구리합금 상에 특히 유효하다.

이상으로부터, 본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법에 의하면, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법을 제공할 수 있다. 또한, 금도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법을 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법에 의하면, 팔라듐 촉매를 사용하지 않으므로, 구리 또는 구리합금 상에만 은 촉매가 형성되고, 금도금의 쇼트 등에 의한 문제점을 방지하고, 회로의 파인 패턴(Fine Pattern)성에도 우수하다.

또한, 종래의 금도금 방법에 비하여, 금 촉매를 사용하지 않는 것이나, 금도금 피막을 얇게 할 수 있으므로, 비용적으로도 유리하다. 또한, 시안 프리(cyanide-free)로의 적용 가능성이 있다.

[도금 피막]

다음에, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 도금 피막에 대하여 설명한다. 발명의 다른 실시형태에 관한 도금 피막(100)은, 구리 또는 구리합금 피막(40) 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 도금 피막이다.

본 발명의 다른 실시형태에 관한 도금 피막(100)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 구리 또는 구리합금 피막(40)과, 상기 구리 또는 구리합금 피막(40) 상에 형성된, 상기 은 촉매로서의 은 피막(10)과, 상기 은 촉매 상에 형성된 팔라듐 피막(20)과, 상기 팔라듐 피막(20) 상에 형성된 금 피막(30)을 가지고, 상기 은 피막(10)의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 은 피막은 층상의 석출이므로, 하나하나의 결정 사이즈가 크다. 그리고, 크게 성장한 은 입자(11)에 의하여, 은 촉매 상의 팔라듐 피막(20)의 결정도 크게 성장시킬 수 있다. 따라서 크게 성장한 팔라듐 입자(21)는, 팔라듐 피막(20) 상에 형성된 금 피막(30)의 입계에 들어가는 것을 용이하게 할 수 없게 되고, 팔라듐 입자(21)의 금 피막(30)으로의 확산·고용을 방지할 수 있다. 따라서, 금 피막(30) 중의 팔라듐 농도의 상승을 방지하고, 금 피막 중의 금의 농도가 유지되므로, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

상기 팔라듐 피막(20)의 입경은 0.09㎛ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.20㎛ 이상이다. 이와 같이 하면, 팔라듐의 입경이 0.09㎛ 이상으로 커지므로, 열 이력에 의해 팔라듐 입자(21)가 금 피막에 확산·고용하는 것을 방지하고, 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있다.

열처리 후의 와이어 풀 평균 강도가 10.0g 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 열처리 후에서도 와이어 본딩 강도를 충분히 유지한 도금 피막을 제공할 수 있다. 여기에서의 열처리란 175℃를 16시간 처리한 조건을 말한다. 또한, 와이어 풀 평균 강도의 와이어 본딩 강도는, Dage#4000의 장치를 사용하고, 와이어 풀 테스트에서의 측정 방법을 말한다.

이상으로부터, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 도금 피막에 의하면, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 도금 피막을 제공할 수 있다. 또한, 금도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 도금 피막을 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시형태에 관한 도금 피막에 의하면, 팔라듐 촉매를 사용하지 않으므로, 구리 또는 구리합금 상에만 은 촉매가 형성되고, 금도금의 쇼트 등에 의한 문제점을 방지하고, 회로의 파인 패턴성에도 우수하다.

[실시예]

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 관한 금도금 방법 및 도금 피막에 대하여 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다. 그리고, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

실시예 1에서는, 피도금물로서, 5cm×5cm의 구리 피막이 입혀진 우에무라 고교 제조의 BGA기판을 사용하였다. 그 기판의 구리 피막 상에, 은 촉매 형성 공정 S10으로서, 팔라듐 피막을 형성하기 위해 은 촉매로서의 은 피막을 형성하였다.

다음으로, 팔라듐 피막 형성 공정 S20으로서, 상기 은 촉매 상에 팔라듐 피막을 형성시켰다. 그리고, 팔라듐 피막은 무전해 도금에 의해 행하였다.

그리고, 금도금 피막 형성 공정 S30으로서, 상기 팔라듐 피막 상에 금도금 피막을 형성시켰다. 그리고, 팔라듐 피막은 무전해 도금에 의해 행하였다.

이 때, 은 피막의 막 두께는 0.05㎛, 팔라듐 피막의 막 두께는 0.1㎛, 금도금 피막의 막 두께는 0.1㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.25㎛로 하였다. 그리고, 각 피막의 측정은, 형광 X선 장치 SFT-9550(SII)을 사용하여 측정하였다. 팔라듐의 평균 입경은, 피막의 단면을 EBSD 검출기 Digiview5(EDAX) 부속의 전계 방출형 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 측정하고, 임의로 선택한 입자 10개의 평균을 취하였다.

이상과 같이 은 촉매로서의 은 피막, 팔라듐 피막, 금도금 피막을 형성시켰다.

상기의 세 개의 공정 S10, S20, S30 후에, 열처리의 전후에서, 상기 금도금 피막의 와이어 본딩 및 와이어 풀 시험을 실시하고, 얻어진 와이어 풀 평균 강도로 평가하였다. 와이어 본딩 장치는 HB16(TPT)을 사용하였다. 본딩 조건으로서, 캐필러리 B1014-51-18-12(PECO), 와이어로서 1mil Au와이어(SPM)를 사용하고, 스테이지 온도로서 150℃, 초음파 250mW(1st), 250(2nd), 본딩 시간 200ms(1st), 50ms(2nd), 인장력 25gf(1st), 50gf(2nd), 스텝 0.7㎜로 하였다. 또한, 와이어 본딩 강도의 측정 방식은 와이어 풀 테스트, 장치는 Dage#4000, 테스트 스피드 170㎛/초로 하였다.

이와 같이 하여, 금도금 피막 후에 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도를 측정하였다. 그 결과, 10.8g이었다.

다음으로, 175℃, 16시간의 열처리를 행하고, 다시 상기의 방법으로 와이어 본딩 강도를 측정하고, 와이어 풀 평균 강도로 평가하였다. 그 결과, 10.7g이었다.

[실시예 2]

실시예 2에서는, 은 촉매의 막 두께를 0.10㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.28㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.3g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 10.4g이었다.

[실시예 3]

실시예 3에서는, 은 촉매의 막 두께를 0.20㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.30㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.2g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 10.3g이었다.

[실시예 4]

실시예 4에서는, 은 촉매의 막 두께를 0.30㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.24㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.5g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 10.2g이었다.

[실시예 5]

실시예 5에서는, 은 촉매의 막 두께를 0.50㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.09㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.4g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 10.2g이었다.

[비교예 1]

비교예 1에서는, 은 촉매 형성 공정 S10 대신에, 팔라듐 촉매를 부여하는 팔라듐 촉매 부여 공정을 실시하였다. 팔라듐의 평균 입경은 0.04㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.4g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 7.4g이었다.

[비교예 2]

비교예 2에서는, 은 촉매 형성 공정 S10은 실시하였으나, 은 촉매의 막 두께를 0.01㎛로 하였다. 또한, 은 촉매의 막 두께가 지나치게 얇았기 때문인지, 팔라듐 피막이 형성되지 않았다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.0g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 7.1g이었다.

[비교예 3]

비교예 3에서는, 은 촉매 형성 공정 S10은 실시하였으나, 은 촉매의 막 두께를 0.04㎛로 하였다. 또한, 은 촉매의 막 두께가 지나치게 얇았기 때문인지, 팔라듐 피막은 부분적으로 미석출이며, 팔라듐 피막의 측정은 불가능하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.0g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 7.0g이었다.

[비교예 4]

비교예 4에서는, 은 촉매 형성 공정 S10은 실시하였으나, 은 촉매의 막 두께를 0.55㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.08㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.6g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 9.1g이었다.

[비교예 5]

비교예 5에서는, 은 촉매의 막 두께를 1.00㎛로 하였다. 또한, 팔라듐의 평균 입경은 0.07㎛로 하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 또한, 열처리 전의 와이어 풀 평균 강도는 10.5g, 열처리 후의 와이어 풀 평균 강도는 8.7g이었다.

이상의 조건 및 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

모든 실시예에서는, 열처리 전후에서 와이어 풀 평균 강도에 차가 없는 것으로부터, 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있었다. 또한, 팔라듐 피막의 입경이 0.09㎛ 이상일 때, 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지할 수 있었다. 이것은 금도금 피막의 입계에 팔라듐 입자가 용이하게 침입하지 않고, 확산·고용을 방지했기 때문으로 생각된다.

한편, 은 촉매 형성 공정 S10을 실시하지 않은 비교예 1에서는, 열처리 전후에서 와이어 풀 평균 강도의 차가 크고, 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하가 발생하였다.

또한, 은 촉매 형성 공정 S10에서의 은 촉매로서의 은 피막을 0.01㎛로 한 비교예 2나 비교예 3에서는, 은 피막이 지나치게 얇았기 때문인지, 팔라듐 피막을 형성할 수 없고, 팔라듐 피막이 미석출 또는 부분 미석출이며, 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하가 발생하였다.

또한, 은 촉매 형성 공정 S10에서의 은 촉매로서의 은 피막을 0.55㎛ 및 1.00㎛로 한 비교예 4 및 비교예 5에서는, 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하가 발생하였다. 또한, 후막화(厚膜化)가 될수록, 팔라듐의 평균 입경이 작아지고, 열 이력에 의한 와이어 본딩 특성의 저하가 컸다. 이것은, 후막화에 의해 은 및 팔라듐의 결정 입경이 작아졌기 때문으로 생각된다.

이상으로부터, 본 실시형태에 관한 금도금 방법 및 도금 피막을 적용함으로써, 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공할 수 있다. 또한, 금도금 피막의 막 두께를 얇게 해도 실장 등에 의한 열 이력에 의해 와이어 본딩 특성의 저하를 방지하는 금도금 방법 및 도금 피막을 제공할 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같이 본 발명의 각 실시형태 및 각 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 신규 사항 및 효과로부터 실체적으로 벗어나지 않는 많은 변형이 가능한 것은, 당업자에게는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이와 같은 변형예는, 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.

예를 들면, 명세서 또는 도면에 있어서, 적어도 한번, 보다 광의 또는 동의의 상이한 용어와 함께 기재된 용어는, 명세서 또는 도면의 어떠한 개소에 있어서도, 그 상이한 용어로 바꿔 놓을 수 있다. 또한, 금도금 방법 및 도금 피막의 구성, 동작도 본 발명의 각 실시형태 및 각 실시예에서 설명한 것에 한정되지 않고, 각종 변형 실시가 가능하다.

S10 : 은 촉매 형성 공정
S20 : 팔라듐 피막 형성 공정
S30 : 금도금 피막 형성 공정
10 : 은 피막
11 : 은 입자
20 : 팔라듐 피막
21 : 팔라듐 입자
30 : 금 피막
40 : 구리 또는 구리합금 피막
100 : 도금 피막

Claims

구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 금도금 방법으로서,
팔라듐 피막을 형성하기 위해 은 촉매로서의 은 피막을 형성하는 은 촉매 형성 공정;
상기 은 촉매 상에 팔라듐 피막을 형성하는 팔라듐 피막 형성 공정; 및
상기 팔라듐 피막 상에 금도금 피막을 형성하는 금도금 피막 형성 공정;을 포함하고,
상기 은 피막의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인,
금도금 방법.
제1항에 있어서,
상기 팔라듐 피막의 입경(粒徑)은 0.09㎛ 이상인, 금도금 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금도금 피막의 막 두께는 0.2㎛ 이하인, 금도금 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 팔라듐 피막의 막 두께는 0.04㎛∼0.6㎛인, 금도금 방법.
구리 또는 구리합금 피막 상에 은 촉매를 이용하여 도금하는, 와이어 본딩 접속을 위한 도금 피막으로서,
상기 구리 또는 구리합금 피막;
상기 구리 또는 구리합금 피막 상에 형성된, 상기 은 촉매로서의 은 피막;
상기 은 촉매 상에 형성된 팔라듐 피막; 및
상기 팔라듐 피막 상에 형성된 금 피막;을 포함하고,
상기 은 피막의 막 두께는 0.05㎛∼0.5㎛인,
도금 피막.
제5항에 있어서,
상기 팔라듐 피막의 입경은 0.09㎛ 이상인, 도금 피막.
제5항 또는 제6항에 있어서,
열처리 후의 와이어 풀(wire pull) 평균 강도가 10.0g 이상인, 도금 피막.