(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶液からめっきを５０〜２００μｍの大きさの及び０．０２〜１ｍｍの深さの微細孔内に施すにあたり、周波数が４０KHz 〜１MHz の超音波攪拌により被めっき物近傍の液を強力に揺動させながらめっきを行うことを特徴とする微細孔にめっきを微細孔の高さを超えて柱状に析出させる方法。
【請求項２】
微細孔を有する基板の微細孔部に柱状のバンプ電極を形成する請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細孔内にめっきを柱状に析出させる方法に関し、特に微細孔を有する基板の微細孔部にめっきをすることにより、柱状のバンプ電極を形成することができるめっき方法に関する。
【従来の技術】
近年、電子機器の高機能化や小型軽量化が、移動通信機器やコンピューターの需要増とともに一層進められており、それにつれてマイクロエレクトロニクス技術の使命が大きくなってきている。
半導体業界が誕生して以来行なわれてきたＬＳＩチップと外部回路とを接続する方法としてワイヤーボンディング法がこれまで使用されてきたが、ＬＳＩの高集積化が進み、高機能化や大容量化に伴い、ＬＳＩの端子数の増加、電極の微細化、配線の狭ピッチ化等によりワイヤーボンディング方式では対応が困難になってきている。
【０００２】
このような状況の中、ワイヤーボンディング方式に替わる電気的接続法としてバンプと呼ばれる突起状電極を介してＬＳＩチップと基板とを接続するフリップチップ方式やＴＡＢ（Taped Automated Bonding ) 方式が採用されるようになってきた。
ここでバンプは、電子回路基板の回路導体上に、即ち、微細孔を有する基板の微細孔部に電気めっきにより形成されている。バンプ形成を行う箇所は積層基板にコーティングしたレジスト上の微細孔部であるため、この孔に攪拌無しでめっきを行った場合、めっき液が微細孔内に入らず、めっきが析出しないので、通常は、バブリング等で攪拌しながら電気めっきが行なわれている。
ところが、液流等による攪拌では効果が十分ではなく、めっきの厚みがレジストの高さ以上になるとエッヂ部でめっきが横方向にも成長するためキノコ状のバンプが形成され、高密度化したパターンでブリッヂが生じたりレジストの剥離が困難になるといった問題を生じる。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、微細孔を有する基板の微細孔部にめっきをすることにより、柱状のバンプ電極を形成することができるめっき方法を提供することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、めっきを微細孔内に施すにあたり、特定の周波数の超音波攪拌を採用すると上記課題を解決できるとの知見に基づいてなされたのである。
すなわち、本発明は、めっきを微細孔内に施すにあたり、周波数が４０KHz 〜１MHz の超音波攪拌により被めっき物近傍の液を強力に揺動させながらめっきを行うことを特徴とする微細孔にめっきを柱状に析出させる方法を提供する。
【０００４】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するめっき浴としては、微細孔を有する基板、および、レジストを侵さないものであれば特に制限はなく、金、ニッケル、Sn−Pb合金、Sn−Ag、Sn−Bi、Sn−Zn合金等のPbフリーのハンダ、インジウム等を析出させるめっき浴のいずれもが使用できる。具体的には、例えば、特開昭５４−６９５３４号公報、特開平７−１３８７８２号公報などに記載のめっき浴を用いることができる。
【０００５】
本発明でめっきの対象となる微細孔を有する基板としては、アルミド、アルミナ、ガラスなどの基板上に銅、ニッケル、クロムなどの金属の皮膜を有する基板に、例えば５０〜２００μ程度の大きさの微細孔を有するものがあげられる。基板の厚みに任意でよいが、好ましくは0.５〜１mm程度である。又、金属の皮膜は、好ましくは１〜５０μｍ程度である。本発明において、より好ましくは、上記基板の上にレジストを施したものがあげられる。ここで、レジストとしては、例えば、特公平５−８２０３号公報、特開平７−７６５６５号公報などに記載のものがあげられる。レジストは、常法により基板上に施すことができ、レジストの厚みは好ましくは0.０２〜１mm程度である。ここで、レジスト中の微細孔は、基板や金属皮膜にまで貫通しているのがよい。
【０００６】
本発明では、上記基板を陰極とし、白金またはめっきと同組成の金属を陽極として、例えば、１５〜６０℃で３０〜５００分間電気めっきして、上記基板にある微細孔内にめっきを柱状に析出させる。ここで、本発明では、めっき液の攪拌に用いる超音波の設定条件を周波数４０KHz 〜１MHz （好ましくは１００〜５００KHz ）にすることを特徴とする。攪拌を周波数４０KHz 〜１MHz の超音波で行うことにより、微細孔内にめっき液が均一に拡散し、めっきがレジストの高さ以上になった場合も横に広がらずストレート状に成長することを特徴とするものである。
周波数が４０KHz より低い場合、キャビテーション現象で発生する泡が微細孔の寸法に対して大きく、孔内にまで十分な攪拌効果が得られない。また定在数の間隔も長いため均一な攪拌ができない。一方、周波数が１MHz を越える場合、攪拌効果が弱くなる。なお、超音波には定在数がある為４０KHz 〜１MHz の間でもめっき品を揺動するのが好ましい。
上記超音波による波の揺動は、カソードロッカーを用いることにより容易に行うことができる。
本発明では、上記めっきを直流電流を用い、電流密度0.１〜５Ａ／dm2 で、３０〜５００分程度行うのがよい。しかしながら、本発明では、無電解によっても、上記特徴ある攪拌により、微細孔にめっきを柱状に析出させることができる。このような無電解に用いることができるめっき浴としては、例えば、特開平５−２９５５５６号公報、特開平６−３３２５５号公報などに記載のものがあげられる。
【０００７】
次に本発明を添付の図面を参照して説明する。本発明のめっき方法によると図１に示されるように、基体１上に設けられた銅膜下地２の上のレジスト３の微細孔内に、柱状のめっき４、つまりバンプ電極が形成されるが、本発明の特徴を有しない比較例の方法によると、図２に示されるように、きのこ状のめっき５が形成される。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の方法により、簡易に、微細孔を有する基板の微細孔部にキノコ状とかマッシュルーム状の突起状ではなく柱状、即ちストレートなバンプが形成できる。
次に本発明を実施例により説明する。
【０００９】
【実施例】
実施例１
エポキシ系のレジストでコーティング（膜厚５０μｍ）されたアラミド基材積層基板（下地銅）であって、微細孔を多数有する基板を陰極とし、錫−鉛合金を陽極として、下記の錫−鉛合金めっき浴に浸漬し、２５℃の温度で超音波攪拌（１００KHz)を行いながら、1.０Ａ／dm2 の電流密度で２００分間めっきを行いSn／Pb＝７５／２５のストレートバンプめっきを１００μｍ得た。
0003764788.tif 000002
【００１０】
実施例２
下記の錫−鉛合金めっき浴を用い、２５℃の温度で超音波攪拌（４００KHz)を行いながら2.０Ａ／dm2 の電流密度で１００分間めっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきを行い、Sn／Pb＝５０／５０のストレートバンプめっきを１００μｍ得た。
0003764788.tif 000003
【００１１】
実施例３
下記の錫−蒼鉛合金めっき浴を用い、２５℃の温度で超音波攪拌（４００KHz)を行いながら1.０Ａ／dm2 の電流密度で２００分間めっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきを行い、Sn／Bi＝９５／５のストレートバンプめっき（１００μｍ）を得た
0003764788.tif 000004
【００１２】
実施例４
下記の錫−銀合金めっき浴を用い、２０℃で超音波攪拌（１００KHz)を行いながら2.５Ａ／dm2 の電流密度で６０分間めっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきを行い、Sn／Ag＝９７／３のストレートバンプめっき（７５μｍ）を得た。
0003764788.tif 000005
【００１３】
実施例５
下記の錫−亜鉛合金めっき浴を用い、２５℃の温度で超音波攪拌（１００KHz)を行いながら2.０Ａ／dm2 の電流密度で１００分間めっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきを行い、Sn／Zn＝９０／１０のストレートバンプめっきを１００μｍ得た。
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【００１４】
実施例６
下記の金めっき浴を用い、４０℃の温度で超音波攪拌（４００KHz)を行いながらコーティング（膜厚５μｍ）積層基板上に0.５Ａ／dm2 の電流密度で４０分間めっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきを行い、１０μｍのストレートバンプめっきを得た。
0003764788.tif 000007
【００１５】
実施例７
下記の無電解Ni−Ｐめっき浴を用い、温度９０℃で超音波攪拌（１００KHz)しながら５時間めっきを行い、実施例１と同様の基板上にNi−Ｐのストレートバンプめっき（１００μｍ）を得た。
0003764788.tif 000008
【００１６】
実施例８
下記の無電解Ni−Ｂめっき浴を用い、温度６５℃で超音波攪拌（１MHz)を行いながら、      コーティング（膜厚５μｍ）ガラス基板上に、２時間でNi−Ｂのストレートバンプめっきを１０μｍを得た。
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【００１７】
比較例１
下記の錫−鉛合金めっき浴を用い、温度２５℃で液流攪拌を行いながら、電流密度1.０Ａ／dm2 で２００分間めっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきをおこなったところ、積層基板上にキノコ状のバンプめっきが形成された。又液流の当たる箇所とその付近とのめっきの膜厚にバラツキがでた。
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【００１８】
比較例２
比較例１と同じ錫−鉛合金めっき浴を用い、温度２５℃で攪拌を行わずに、電流密度1.０Ａ／dm2 でめっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきをおこなったところ、微細孔内部に水素が発生し、コーティングレジストが剥離したが、めっきはほとんど析出しなかった。
比較例３  錫−亜鉛合金めっき
下記の錫−亜鉛合金めっき浴を用い、温度２５℃で攪拌をカソードロッカーによる攪拌を行いながら、電流密度2.０Ａ／dm2 でめっきを行った以外は実施例１と同様にしてめっきをおこなったところ、１０分ほどで微細孔内部に水素が発生しめっきが析出しなくなった。
【００１９】
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比較例４
実施例８と同じ無電解Ni−Ｂめっき浴を用い、温度６５℃で揺動攪拌を行いながら、実施例８と同じコーティング（膜厚５μｍ）ガラス基板上に、２時間でめっきを行ったところ、めっき形状はキノコ状の突起物であった。