(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっきを５０〜２００μｍの大きさの及び０．０２〜０．１ｍｍの深さの微細孔内に施すにあたり、電源としてデューティー比が１／３９〜１／１（2.５〜５０％）であって、周波数が１００Hz〜１０KHzのパルス電源を用いて電気めっきを行うことを特徴とする微細孔に電気めっきを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、微細孔内に電気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電気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電気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。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。また、特開平２−８５３９２号公報に開示されているように、ある特定のパルス状のめっき電流を流す方法も検討されている。
【０００３】
一方、薄膜の有機系や無機系のレジストでコーティングされた基板には多数の微細な穴が開いており、その微細孔に電気めっきによりバンプ形成を行おうとすると、現在一般的に使用されている直流電源を使用するめっき方法では、下記の問題があり全く対応できない。つまり、
１．バンプを形成しようとする部分は微細孔であるため微細孔内外でめっき液中の金属濃度差が大きくなり、めっき効率の低下やめっき厚のバラツキが生じる。
２．陰極で発生する水素が微細孔をふさぐため、めっき厚のバラツキが大きい。
３．レジスト下部へのめっきのしみ込み現象が起こり、レジストの剥離を引き起こすため、パターンに追従したマイクロバンプを得ることができない。
４．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ようになるため、キノコ状とかマッシュルーム状の突起状電極しか形成できず、配線の高密度化や電極の微細化に対応できない。
【０００４】
なお、前述したバブリング等で攪拌しながら電気めっきを行う方法、又は、特開平２−８５３９２号公報に開示されているようにある特定のパルス状のめっき電流を流す方法（デューティー比５〜５０％程度、周波数Hz〜数十Hz）によると、前述した１と２の問題については幾分改善されるものの効果が未だ不十分である。つまり、このように、周波数が低いと、膜厚のバラツキが大きくなる、ストレートバンプにならない、また、レジストの下部にもめっき液が入り込み、ひどい時にはレジストが剥離するといった問題が生じる。尚、これらの方法では、上記３と４の問題については全く効果がみられない。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微細孔を有する基板の微細孔部に電気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電気めっき方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、電源としてデューティー比が特定の範囲内にあり、かつ周波数が１００Hz〜１０KHz のパルス電源を用いて電気めっきを行う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、電源としてデューティー比が１／３９〜１／１（2.５〜５０％）であって、周波数が１００Hz〜１０KHz のパルス電源を用いて電気めっきを行うことを特徴とする微細孔に電気めっきを柱状に析出させる方法を提供する。
【０００６】
【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電気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。
【０００７】
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、アラミド、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１〜５０mm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0.０２〜0.１mm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。
【０００８】
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電気めっきを柱状に析出させる。ここで、本発明では、電源としてデューティー比が１／３９〜１／１（2.５〜５０％）好ましくは１０〜２５％であって、周波数が１００Hz〜１０KHz 好ましくは５００Hz〜２KHz のパルス電源を用いることを特徴とする。この場合、電源の波形は矩形波が最も好ましいが、ノコギリ波も有効である。
【０００９】
デューティー比については2.５％未満では平均電流密度を高くするとめっきが粗くなり、また５０％を越えると本発明の目的を達成できなくなる。即ち木の子状のめっきが形成されることとなる。又、周波数が１００Hz未満の場合には前述した１〜４の問題点のうち特に３と４の問題が解決できなくなる。また１０KHz を越えると直流電源を使用した場合と同様な現象となり、特に前述の問題点１と２が解決できなくなってしまう。
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。
【００１０】
【発明の効果】
本発明により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できるようになり、またレジストの膜厚以上に電気めっきを行うような場合にも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ようになるので、マイクロバンプ形成に於いて信頼性が著しく向上する。特に、本発明によれば、上記１〜４の問題を解決し、微細孔を有する基板の微細孔部に、電気めっきによりレジストの膜厚以上に柱状のバンプ電極を形成することができるする方法を提供することができる。
次に実施例により本発明を説明する。
【００１１】
【実施例】
実施例１
エポキシ系のレジストでマスクされた基板であって、１００μｍ四方の銅膜下地の微細孔（深さ５μｍ）を多数有する基板を陰極とし、金を陽極として、表−１に記載のの金めっき浴に浸漬し、表−１の条件でパルス電流を用いて電気めっきを行った。得られた金めっきの膜厚 (μm)、レジスト下部へのめっきのしみ込み及びバンプの形状を、使用したパルス電流の特性とともに表−２に示す。
【００１２】
【表１】
表−１
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【００１３】
実施例２〜９
めっき浴及びめっき条件を表−３に記載したものに変更し（但し、陽極にはめっきと同組成のものを使用）、かつレジスト膜厚が５０μｍの基板を用いた以外は、実施例１と同様にして、電気めっきを行った。得られためっきの特性を使用したパルス電流の特性とともに表−２に示す。
【００１４】
【表２】
表−２
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【００１５】
【表３】
表−３
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【００１６】
比較例１〜３
めっき浴及びめっき条件を表−４に記載したものに変更し、かつレジスト膜厚が５０μｍの基板を用いた以外は、実施例１と同様にして（但し、陽極はめっきと同組成である）、電気めっきを行った。得られためっきの特性を使用したパルス電流の特性とともに表−５に示す。
【００１７】
【表４】
表−４
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【００１８】
【表５】
表−５
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【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のめっき方法によりレジスト２の微細孔内に形成された柱状のめっきを示す断面図である。
【図２】  比較例のめっき方法によりレジスト２の微細孔内に形成されたきのこ状のめっきを示す断面図である。
図中、１は基体、２は銅膜下地、３はレジスト、４は柱状のめっき、５はきのこ状のめっきである。
【図１】
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【図２】
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