(57)【要約】【課題】水素の吸蔵を防止できるマイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液及びニッケル及びすずめっきによって形成されるマイクロバンプの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】マイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液であって、少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液であって、
少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とするニッケルめっき液。
【請求項２】
前記サッカリン又はその塩の濃度は、０．１〜２．０ｇ／Ｌであり、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌであり、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載のニッケルめっき液。
【請求項３】
前記サッカリン又はその塩と、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩との重量濃度比は、１：０．０００５〜２：０．０００５〜２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のニッケルめっき液。
【請求項４】
前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩は、ビニルスルホン酸、プロパギルスルホン酸から選ばれる１種類以上であり、
前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩は、１−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ピリジニウムベタンであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のニッケルめっき液。
【請求項５】
さらに炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩を含有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のニッケルめっき液。
【請求項６】
前記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項５に記載のニッケルめっき液。
【請求項７】
前記サッカリン又はその塩と、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩と、前記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩との重量濃度比は、１：０．０００５〜２：０．０００５〜２：０．０００５〜２であることを特徴とする請求項５又は６に記載のニッケルめっき液。
【請求項８】
前記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩は、ブチンジオール、プロパギルアルコール、プロパギルアルコールプロパキシレートであることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載のニッケルめっき液。
【請求項９】
ニッケルめっき及びすずめっきによって形成されるマイクロバンプの製造方法であって、
電子部品の金属配線の上に構成された複数のソルダーマスクの上にシード層を形成するためのシード層形成工程と、
前記シード層上にフォトレジストを貼り露光及び現像して、前記マイクロバンプを形成するための開口部を形成するレジストパターン形成工程と、
前記開口部にニッケルめっきを形成するためのニッケルめっき工程と、
前記ニッケルめっきの上にすずめっきを形成するためのすずめっき工程と、
前記フォトレジスト及び前記シード層を除去し、前記すずめっきを溶融するための除去溶融工程とを有し、
前記ニッケルめっき工程で用いられるニッケルめっき液は、少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とするマイクロバンプの製造方法。
【請求項１０】
前記金属配線と前記複数のソルダーマスクとで構成された段差を前記ニッケルめっきでフィリングすることを特徴とする請求項９に記載のマイクロバンプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液、ニッケルめっき及びすずめっきによって形成されるマイクロバンプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣパッケージとＩＣとの接続等において、マイクロボール法やはんだペースト法が使用されてきた。しかし、パッド径が約４０μｍ以下の小径になると、上記の方法では、はんだが供給できなくなり、はんだ接合できなくなる。そこで近年ではめっき法により、はんだを供給し、はんだ接合することが有望視されている。ニッケルめっき後にすずめっきを行い、すずめっきを溶解する事でマイクロバンプを形成する。
【０００３】
例えば、特許文献１では、微小開口部を有するフォトレジストで被めっき基板を被覆し、次いでその被めっき基板を、ピリジニウムプロピルスルホネートまたはその誘導体を含有するめっき液により電気めっきニッケルする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−００２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の方法では、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっき被膜中に水素が吸蔵され、すずめっきの溶融時にニッケルめっき被膜に吸蔵された水素がガス化してボイドが形成され、通電特性が低下する。
【０００６】
そこで、水素発生によるボイドを抑制するために、水素の吸蔵を防止できるマイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液及びニッケルめっき及びすずめっきによって形成されるマイクロバンプの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るニッケルめっき液は、マイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液であって、少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とする。
【０００８】
このようにすれば、各添加剤の作用により、硫黄を共析させることができるので、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【０００９】
このとき、本発明の一態様では、前記サッカリン又はその塩の濃度は、０．１〜２．０ｇ／Ｌであり、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌであり、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌとしても良い。
【００１０】
このようにすれば、硫黄の共析量を少なくできるので、ニッケルめっき被膜の耐食性を低下させずに、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記サッカリン又はその塩と、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩との重量濃度比は、１：０．０００５〜２：０．０００５〜２としても良い。
【００１２】
このようにすれば、各添加剤の重量濃度比が最適となり、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩は、ビニルスルホン酸、プロパギルスルホン酸から選ばれる１種類以上であり、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩は、１−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ピリジニウムベタンとしても良い。
【００１４】
このようにすれば、各添加剤の種類が最適となり、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、さらに炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩を含有しても良い。
【００１６】
このようにすれば、ニッケルめっきにさらに光沢が生じ、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌとしても良い。
【００１８】
このようにすれば、光沢を生じるための最適な濃度となり、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記サッカリン又はその塩と、前記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、前記スルホン酸基を有する化合物又はその塩と、前記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩との重量濃度比は、１：０．０００５〜２：０．０００５〜２：０．０００５〜２としても良い。
【００２０】
このようにすれば、ニッケルめっきにさらに光沢が生じ、各添加剤の重量濃度比が最適となり、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩は、ブチンジオール、プロパギルアルコール、プロパギルアルコールプロパキシレートとしても良い。
【００２２】
このようにすれば、各添加剤の種類が最適となり、ニッケルめっきにさらに光沢が生じ、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。
【００２３】
また、本発明の一態様では、ニッケルめっき及びすずめっきによって形成されるマイクロバンプの製造方法であって、電子部品の金属配線の上に構成された複数のソルダーマスクの上にシード層を形成するためのシード層形成工程と、前記シード層上にフォトレジストを貼り露光及び現像して、前記マイクロバンプを形成するための開口部を形成するレジストパターン形成工程と、前記開口部にニッケルめっきを形成するためのニッケルめっき工程と、前記ニッケルめっきの上にすずめっきを形成するためのすずめっき工程と、前記フォトレジスト及び前記シード層を除去し、前記すずめっきを溶融するための除去溶融工程とを有し、前記ニッケルめっき工程で用いられるニッケルめっき液は、少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とする。
【００２４】
このようにすれば、各添加剤の作用により、硫黄を共析させることができるので、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【００２５】
また、本発明の一態様では、前記金属配線と前記複数のソルダーマスクとで構成された段差を前記ニッケルめっきでフィリングしても良い。
【００２６】
このようにすれば、硫黄を共析させ、さらに段差を解消できるので、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、各添加剤の作用により、硫黄を共析させることができるので、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロバンプの製造方法の概略を示す工程図である。
【図２】図２は、実施例におけるサンプルの断面図であり、図２（Ａ）はシード層及び開口部を形成した図であり、図２（Ｂ）は開口部にニッケルめっきを形成した図であり、図２（Ｃ）はニッケルめっき上にすずめっきを形成した図であり、図２（Ｄ）は、すずめっき後にリフローした図である。
【図３】図３は、比較例におけるサンプルの断面図であり、図３（Ａ）はシード層及び開口部を形成した図であり、図３（Ｂ）は開口部にニッケルめっきを形成した図であり、図３（Ｃ）はニッケルめっき上にすずめっきを形成した図であり、図３（Ｄ）は、すずめっき後にリフローした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
１．ニッケルめっき液
１−１．サッカリン又はその塩
１−２．炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩
１−３．スルホン酸基を有する化合物又はその塩
１−４．炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩
１−５．添加剤の重量濃度比
１−６．その他
２．マイクロバンプの製造方法
２−１．シード層形成工程
２−２．レジストパターン形成工程
２−３．ニッケルめっき工程
２−４．すずめっき工程
２−５．除去溶融工程
【００３０】
［１．ニッケルめっき液］
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液は、マイクロバンプを形成するために用いられるニッケルめっき液であり、水素の吸蔵を防止できるニッケルめっき被膜を得るためのものである。つまり、例えば装飾ニッケルめっきで用いられるめっき液とでは用途が大きく異なるものである。そして、加えられる添加剤の目的も異なる。本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液は、少なくとも、サッカリン又はその塩と、分子構造内に炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、分子構造内にスルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とする。以下詳細に説明する。
【００３１】
ここでめっき液とは、めっきをするために用いられる液であって、各種金属及び成分が一つの容器に濃縮されたもの、各種金属及び成分が複数の容器に分かれ各容器に各種金属及び成分が濃縮されたもの、上記濃縮されたもの等を水で調整し建浴したもの、及び各種金属及び成分を添加し調整し建浴したものをいう。
【００３２】
［１−１．サッカリン又はその塩］
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液には、少なくとも、サッカリン又はその塩を含有させる。サッカリンをニッケルめっき液に含有させることで、硫黄をニッケルめっき被膜中に共析させることができる。硫黄を共析させることで、ニッケルめっき被膜中の水素過電圧を低下させ、ニッケルめっき被膜中に水素を吸蔵されることを防止でき、ボイドの発生を抑制できるものである。また、サッカリンを含有させることで、金属パッドなどの金属配線上のニッケルめっき被膜の成長を促進させることができる。よって、後述する添加剤との組み合わせにより、金属配線とシード層とで構成された段差を上記ニッケルめっきでフィリングすることができ、構造的観点からも、水素発生を抑制できる。詳細は後述する。
【００３３】
ここでマイクロバンプの形成を必要とするエレクトロニクス分野では、他の分野のようにニッケルめっき被膜に硫黄を共析させることは一般的に行われていない。それは、硫黄が共析することで、ニッケルめっき被膜の耐食性が低下するためである。しかし、本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液では、ニッケルめっき被膜に硫黄を析出させることで、本発明の目的を達成させており、耐食性と水素吸蔵防止はトレードオフの関係にある。そこで、後述する濃度とすれば、硫黄の析出量が極小に抑えられ、ニッケルめっき被膜の耐食性を低下させることなく、水素吸蔵を防止できる。下記の濃度とすることで、ニッケルめっき被膜中の硫黄濃度が０．０１ｗｔ％未満となり、耐食性低下も防止できる。
【００３４】
上記のサッカリン又はその塩の濃度は、０．１〜２．０ｇ／Ｌが好ましい。０．１ｇ／Ｌより少なくなると、被膜に共析する硫黄の濃度が低すぎて、ニッケルめっき被膜中への水素吸蔵を十分に防止できない場合がある。一方、２．０ｇ／Ｌより多く添加すると、被膜中に共析する硫黄濃度が上昇し、ニッケルめっき被膜の耐食性が低下する。より好ましくは、０．１〜０．５ｇ／Ｌである。このようにすれば、ニッケルめっき被膜中への水素吸蔵を十分に防止し、かつニッケルめっき被膜の耐食性が低下することも防止できる。
【００３５】
［１−２．炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩］
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液には、少なくとも、分子構造内に炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩を含有させる。上記の炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩を含有させることで、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長を抑制できる。よって、上記及び後述する添加剤との組み合わせにより、金属配線とシード層とで構成された段差を上記ニッケルめっきでフィリングすることができ、構造的観点からも、水素発生を抑制できる。詳細は後述する。
【００３６】
上記の炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌが好ましい。１ｍｇ／Ｌより少なくなると、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長抑制が不十分となる。一方、２００ｍｇ／Ｌより多く添加すると、コストが増加する。より好ましくは、１０〜１００ｍｇ／Ｌである。このようにすれば、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長抑制が最適となる。
【００３７】
また、上記の炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩は、さらに分子構造内にスルホン酸基を有することが好ましく、具体的には、ビニルスルホン酸（化１）又はその塩、プロパギルスルホン酸（化２）又はその塩が好ましい。このようにすれば、各添加剤の種類が最適となり、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長抑制が向上し、ニッケルめっきに光沢が生じ、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。上記の化合物を下記に示す。
【化１】
2019014926.tif 000002
【化２】
2019014926.tif 000003
【００３８】
［１−３．スルホン酸基を有する化合物又はその塩］
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液には、少なくとも、分子構造内にスルホン酸基を有する化合物又はその塩を含有させる。上記のスルホン酸基を有する化合物又はその塩を含有させることで、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長をさらに抑制できる。上記のスルホン酸基を有する化合物又はその塩は、上述した炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩の機能を補助する働きをする。よって、上述及び後述する添加剤との組み合わせにより、金属配線とシード層とで構成された段差を上記ニッケルめっきでフィリングすることができ、構造的観点からも、水素発生を抑制できる。詳細は後述する。
【００３９】
上記のスルホン酸基を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌが好ましい。１ｍｇ／Ｌより少なくなると、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長抑制の補助が不十分となる。一方、２００ｍｇ／Ｌより多く添加すると、コストが増加する。より好ましくは、１０〜１００ｍｇ／Ｌである。このようにすれば、ソルダーマスク上のニッケルめっき被膜の成長抑制の補助機能が最適となる。
【００４０】
また、上記のスルホン酸基を有する化合物又はその塩は、１−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ピリジニウムベタン（化３）又はその塩が好ましい。このようにすれば、各添加剤の種類が最適となり、上記の炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩の補助機能が向上し、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。上記の化合物を下記に示す。
【化３】
2019014926.tif 000004
【００４１】
上述したサッカリン又はその塩、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩、スルホン酸基を有する化合物又はその塩の３つのうち１つでも欠くと、ニッケルめっきでフィリングできなくなり、水素発生防止に対し、構造的に有利となり難い。
【００４２】
［１−４．炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩］
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液には、さらに分子構造内に炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩を含有させる。上記の炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩を含有させることで、レベリングを高めることができ、ニッケルめっきにさらに光沢が生じさせることができる。よって、光沢が必要なマイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止できる。
【００４３】
上記のスルホン酸基を有する化合物又はその塩の濃度は、１〜２００ｍｇ／Ｌが好ましい。１ｍｇ／Ｌより少なくなると、ニッケルめっき被膜の光沢向上が不十分となる。一方、２００ｍｇ／Ｌより多く添加すると、コストが増加する。より好ましくは、１０〜１００ｍｇ／Ｌである。このようにすれば、ニッケルめっき被膜の光沢向上が最適となる。
【００４４】
また、上記の炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩は、ブチンジオール（化４）、プロパギルアルコール（化５）、プロパギルアルコールプロパキシレート（化６）が好ましい。このようにすれば、各添加剤の種類が最適となり、ニッケルめっき被膜の光沢機能が向上し、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。上記の化合物を下記に示す。他に２−ブチン−１，４−ジオールエトキシレート、２−ブチン−１，４−ジオールプロポキシレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル−２−プロピン−１−アミン、３−ヘキシン−２，５−ジオール、プロパギルアルコールエトキシレート、プロパギルスルホン酸ナトリウム等を用いることもできる。
【化４】
2019014926.tif 000005
【化５】
2019014926.tif 000006
【化６】
2019014926.tif 000007
【００４５】
［１−５．添加剤の重量濃度比］
上記サッカリン又はその塩と、上記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、上記スルホン酸基を有する化合物又はその塩との重量濃度比は、１：０．０００５〜２：０．０００５〜２が好ましい。さらに好ましくは、１：０．０２〜１：０．０２〜１である。このようにすれば各添加剤の重量濃度比が最適となり、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。
【００４６】
また、上記サッカリン又はその塩と、上記炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、上記スルホン酸基を有する化合物又はその塩と、上記炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩との重量濃度比は、１：０．０００５〜２：０．０００５〜２：０．０００５〜２が好ましい。さらに好ましくは、１：０．０２〜１：０．０２〜１：０．０２〜１である。このようにすれば、ニッケルめっきにさらに光沢が生じ、各添加剤の重量濃度比が最適となり、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることをより防止できる。
【００４７】
［１−６．その他］
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液は、ワット浴、スルファミン酸浴としても良く、ワット浴の方が好ましい。ワット浴は、スルファミン酸浴よりも析出効率がよく、また添加剤の機能が発揮しやすいからである。そうすることで、フィリング性が向上し構造的観点からも有利となる。またニッケルの濃度は３０ｇ／Ｌ以上が好ましく、より好ましくは３５ｇ／Ｌ以上、４０ｇ／Ｌ以上である。このようにすれば、金属配線とシード層とで構成された段差を上記ニッケルめっきでよりフィリングすることができ、構造的観点からも、水素発生を抑制できる。
【００４８】
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液は、上記の添加剤の他、界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤は、アニオン、カチオン、非イオン系界面活性剤を用いることができる。中でもアニオン系界面活性剤が好ましい。界面活性剤は、上記に説明したそれぞれの添加剤を補助する。
【００４９】
［２．マイクロバンプの製造方法］
次に、本発明の一実施形態に係るマイクロバンプの製造方法について説明する。本発明の一実施形態に係るマイクロバンプの製造方法は、ニッケルめっき及びすずめっきによって形成され、ニッケルめっき後にすずめっきを行い、すずめっきを溶融する事によって形成される。詳細には、電子部品の金属パッドなどの金属配線の上に構成された複数のソルダーマスクの上にシード層を形成するためのシード層形成工程Ｓ１と、上記シード層上にフォトレジストを貼り露光及び現像して、上記マイクロバンプを形成するための開口部を形成するレジストパターン形成工程Ｓ２と、上記開口部にニッケルめっきを形成するためのニッケルめっき工程Ｓ３を有する。そして、上記ニッケルめっきの上にすずめっきを形成するためのすずめっき工程Ｓ４と、上記フォトレジスト及び上記シード層を除去し、上記すずめっきを溶融するための除去溶融工程Ｓ５とを有する。
【００５０】
また、上記ニッケルめっき工程Ｓ３で用いられるニッケルめっき液は、少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とする。以下にそれぞれの工程について、図を用いて説明する。なお、上記１．電解ニッケルめっき液で説明した、好ましい又はさらに好ましい濃度、重量比、物質、理由等は、本発明の一実施形態に係るマイクロバンプの製造方法についても同様であるため、説明を割愛する。
【００５１】
［２−１．シード層形成工程］
図１に示すシード層形成工程Ｓ１では、電子部品の金属配線の上に構成された複数のソルダーマスクの上にシード層を形成する。シード層は後述するニッケルめっきを行うための通電させる箇所を作製するためである。電子部品は、ＩＣなどの半導体パッケージ基板、プリント基板など、マイクロバンプの形成が必要な電子部品を示す。また、シード層は限定はされないが、無電解めっきによって形成すればよく、金属は導電性の良い銅が一般的に選択される。
【００５２】
［２−２．レジストパターン形成工程］
図１に示すレジストパターン形成工程Ｓ２では、上記シード層上にフォトレジストを貼り露光及び現像して、上記マイクロバンプを形成するための開口部を形成する。フォトレジストや露光、現像の条件は公知の条件で行えばよい。
【００５３】
［２−３．ニッケルめっき工程］
図１に示すニッケルめっき工程Ｓ３では、上記開口部にニッケルめっきを形成するためにニッケルめっきを行う。そして、上記ニッケルめっき工程で用いられるニッケルめっき液は、少なくとも、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有することを特徴とする
【００５４】
ニッケルめっき工程Ｓ３で用いられるニッケルめっき液に含有される添加剤の濃度範囲、重量濃度比、好ましい物質、添加剤の働き、組み合わせる理由は、上述した１．ニッケルめっき液で説明した通りである。
【００５５】
ニッケルめっき工程Ｓ３で用いられるニッケルめっき液は、さらに炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩を含有することが好ましい。上記添加剤の濃度範囲、重量濃度比、好ましい物質、添加剤の働き、組み合わせる理由も上述と同様である。
【００５６】
本発明の一実施形態に係るマイクロバンプの製造方法は、上記金属配線と前記複数のソルダーマスクとで構成された段差を上記ニッケルめっきでフィリングすることが好ましい。これは、金属配線上にソルダーマスクが存在する箇所としない箇所があることで、ソルダーマスクの厚み分だけ、段差が生じる。従来、硫黄を共析させず、かつ、フィリングせず、コンフォーマルにニッケルめっきを行うと、被めっき物の構造や形状に追従してめっきがされるため、ニッケルめっきに凹みが生じ、構造的観点からも、はんだリフロー時にすずめっきが溶解し水素発生がしやすくなる。
【００５７】
そこで、本発明の一実施形態に係るマイクロバンプの製造方法では、上述したように、添加剤の機能及び組み合わせにより、硫黄を共析させ、フィリングすることで、構造的観点からも、水素発生を抑制できる。また、上記の濃度範囲、重量濃度比にすることで、フィリング性能が向上し、構造的観点からも、水素発生抑制に対し有利となる。
【００５８】
［２−４．すずめっき工程］
図１に示す、すずめっき工程Ｓ４では、上記ニッケルめっきの上にすずめっきを形成するためにすずめっきを行う。すずめっき液の浴組成やその他の条件は公知の方法を用いればよい。
【００５９】
［２−５．除去溶融工程］
図１に示す、除去溶融工程Ｓ５では、上記フォトレジスト及び上記シード層を除去する。そして、上記すずめっきを溶融する。上記のフォトレジスト及び上記のシード層を除去する方法、条件は公知のものを用いればよい。また、上記のすずめっきを溶融する方法、条件は公知のものを用いればよい。限定はされないが、一般的にはリフローによりすずめっきを溶解する方法が挙げられ、その条件も公知のものを用いれば良い。以上の工程を経てマイクロバンプが形成される。
【実施例】
【００６０】
次に、本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液及びマイクロバンプの製造方法について実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
［実施例１］
実施例１では、図２（Ａ）に示すように、ＩＣパッケージ基板の金属配線１０１の上に構成された複数のソルダーマスク１０２の上に、無電解銅めっきによりシード層１０３を形成した。そして、シード層１０３上にフォトレジスト１０４を貼り露光及び現像して、マイクロバンプを形成するための開口部１０７を形成した。
【００６２】
次に、図２（Ｂ）に示すように、開口部１０７にマイクロバンプを形成するためのニッケルめっき１０５を行った。ニッケルめっき液は、ワット浴とし、添加剤として、サッカリン０．３ｇ／Ｌ、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩としてビニルスルホン酸５０ｍｇ／Ｌ、スルホン酸基を有する化合物又はその塩として１−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ピリジニウムベタン５０ｍｇ／Ｌを含有させた。また、ニッケル塩として硫酸ニッケルを用い、ニッケル濃度は４０ｇ／Ｌとした。また、電流密度は２Ａ／ｄｍ２とした。
【００６３】
そして、図２（Ｃ）に示すように、すずめっき１０６を行った。その後、図２（Ｄ）に示すように、フォトレジスト及びシード層を除去した。また、水素の発生の有無を確認するため、はんだリフロー（ピーク温度２６０℃、ピーク温度条件含め５秒）を１回行い、すずめっきを溶融した。
【００６４】
［実施例２］
実施例２では、ニッケルめっき液にさらに炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩としてプロパギルアルコールプロパキシレート５０ｍｇ／Ｌを含有させた。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００６５】
［比較例１］
比較例１では、実施例１と同様に、図３（Ａ）に示すように、シード層２０３を形成し、その上にフォトレジスト２０４を貼り露光及び現像して、マイクロバンプを形成するための開口部２０７を形成した。そして、図３（Ｂ）に示すように、開口部２０７にマイクロバンプを形成するためのニッケルめっき２０５を行った。また、図３（Ｃ）に示すように、すずめっき２０６を行った。その後、図３（Ｄ）に示すように、フォトレジスト及びシード層を除去した。
【００６６】
比較例１の添加剤は、スルホン酸基を有する化合物又はその塩として１−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ピリジニウムベタン５０ｍｇ／Ｌのみをニッケルめっき液に含有させ、サッカリン又はその塩及び炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩は含有させなかった。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００６７】
評価として、実施例１、２及び比較例１で形成されたマイクロバンプのサンプルの断面を１０個切断し、ボイドの有無を確認した。その結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
2019014926.tif 000008
【００６９】
実施例１及び２では、図２（Ｄ）に示すように、金属配線１０１と複数のソルダーマスク１０２とで構成された段差をニッケルめっきでフィリングされ、バンプ内のボイドの発生は無かった。また、ニッケルめっき液にさらに炭素−炭素三重結合と水酸基を有する化合物又はその塩としてプロパギルアルコールプロパキシレートを添加した実施例２では、実施例１よりニッケルめっきに光沢が生じた。一方、比較例１では、図３（Ｄ）に示すように、ニッケルめっきでフィリングはされず、バンプ内にボイド２０８の発生が見られた。
【００７０】
以上より、サッカリン又はその塩と、炭素−炭素二重結合を有する化合物又はその塩と、スルホン酸基を有する化合物又はその塩とを含有させることで、バンプ内のボイド発生を抑制できた。これは、上記の添加剤の機能及び組み合わせにより、ニッケルめっき被膜中に硫黄を共析させ、また金属配線とソルダーマスクとで構成された段差をニッケルめっきでフィリングすることで、水素の発生を抑制できたためと考えられる。
【００７１】
本発明の一実施形態に係るニッケルめっき液及びマイクロバンプの製造方法を適用することによって、各添加剤の作用により、硫黄を共析させることができるので、マイクロバンプを形成するためのニッケルめっきの際、水素が吸蔵されることを防止でき、ボイド発生を抑制できた。
【００７２】
なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００７３】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、ニッケルめっき液及びマイクロバンプの製造方法の構成、動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
Ｓ１  シード層形成工程、Ｓ２  レジストパターン形成工程、Ｓ３  ニッケルめっき工程、Ｓ４  すずめっき工程、Ｓ５  除去溶融工程
１０１  ２０１  金属配線、１０２  ２０２  ソルダーマスク、１０３  ２０３  シード層、１０４  ２０４  フォトレジスト、１０５  ２０５  ニッケルめっき、１０６  １０６’  ２０６  ２０６’  すずめっき、１０７  ２０７  開口部、２０８  ボイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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