JPH0285392A - 電気めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気めっき方法に関し、特に半導体装置の金属
膜に金属めっきすることによりバンプ電極を形成する電
気めっき方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ハイブリットＩＣは回路基板上に半導装置を配
置するとともに、その半導体装置のバンプ電極と回路基
板のバンプ電極とを接続して形成されている。例えば、
赤外線イメージセンサのようなハイブリットＩＣは、信
号用シリコンＩＣ半導体チップと光電変換用半導体チッ
プとを互いに向き合せて、それぞれのバンプ電極を突き
合せ熱圧着して接続していた。

例えば、このハイブリットＩＣのバンプ電極は、直径２
５μｍで、高さ１０μｍのインジウム等の軟質金属から
作られており、板面上に５０μｍの間隔で６４Ｘ６４個
が形成されている。また、この寸法の小さいバンプ電極
は接続性を十分に良くする必要があり、表面は軟らかで
、しかもミクロン単位で平滑で緻密な面が要求されてい
る。

第２図は陰極板である半導体基板にマスクを形成した状
態を示す部分断面図、第５図は従来の方法でめっきした
状態を示す部分断面図である。

従来、このバンブー電極は、電気めっきにより、例えば
、インジウム等の金属で形成されていた。

この電気めっきによるバンプ電極の形成方法は、第２図
に示すように、まず、半導体基板９の下地金属膜８の上
にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を選択的に除去
し開口１０を開はマスク７を形成する０次に、この半導
基体板９を電気めっき槽に浸し陰極に取り付け、陽極に
はめっきしようとする金属の板、例えば、インジウム板
を取り付け、開口１０の下地金属膜８にめっき膜を成長
させる。次に、めっき膜形成後に、マスク及び不要の下
地金属膜８を除去してを製作していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の電気めっき方法では、めっき電流密度を
十分にとることができず、また、その許容範囲も小さか
った。即ち、めっき電流密度が大きいと、めっき液に泡
が発生してめっき表面が荒れてしまい、また、逆に小さ
過ぎると、第５図に示すように、めっき表面に針状突起
１１が発生し、バンプ電極に適するものでなかった。

これは、めっきしようとする金属イオンの供給が追い付
かなくなることによる。特に、陽極付近から陰極近傍ま
でのほとんど電界のかからない領域では、金属イオンの
拡散が不十分なことに原因している。このことを改善す
るために、例えば、バブリング等による攪拌を試みたが
、さしたる効果はなく、むしろめっき液が散逸し易い等
の問題があった。更に、めっき膜に不純物を含むことを
避けるために、通常のめっきのような平滑剤を使うこと
も出来ない。

このような理由から、めっき電流密度を大きくできない
ため、めっき時間が非常に長くかかるといった欠点があ
り、また、その許容範囲も小さいため、僅かな電流密度
の変動があっても、バンプ形成膜が荒れ歩留りを低下さ
せるという問題があった。

本発明の目的は、平滑であるとともに均一なバンプ電極
の表面が得られる電気めっき方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電気めっき方法は、めっき液を満たす電気めっ
き槽内に被めっき部材の陰極板と金属の陽極板とを対向
して配置するとともに前記両電極板間にめっき電流を流
してめっきする電気めっき方法において、前記両電極板
間にパルス状のめっき電流を流すことを含んで構成され
る。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のめっき方法の一実施例を説明するため
の電気めっき装置の斜視図である。この電気めっき装置
は液槽１の内側に、例えば、インジウム材で板状に製作
された陽極板２と、板状の被めっき部材の陰極板３とが
対向して配置されている。また、この両電極板を浸すめ
っき液４が満たされている。一方、液槽１の外側には、
両電極板の間にめっき電流を流すためのパルス電源装置
５とめっき電流を計るための電流計６が接続されている
。

次に、この電気めっき装置を使用しためっき方法を説明
する。

第３図（ａ＞及び（ｂ）は両電極板に印加するパルス状
印加電圧とめっき電流を示す波形図、第４図は本発明の
方法によりめっきした状態を示す部分断面図である。ま
ず、第１図に示すパルス電源装置５により、両電極間に
第２図（ａ＞に示すパルス状のめっき電圧を印加する。

このときめっき電流は電流計６でモニタでき、そのめっ
き電流の波形は第２図（ｂ）に示すようになる。すなわ
ち、両極板に電圧を印加した瞬間めっき電流は大きく流
れるが、時間と共に減衰する曲線を描くことになる。こ
のときのパルス電流の波高値をめっき液に泡が発生しな
い範囲に設定し、また、このパルス電流の幅は、あまり
減衰せずに十分な大きさを保つ時間とする。次いで一体
止時間後、再び、パルス電圧を印加する。

このように、パルス電圧を繰り返して両電極板に印加し
てめっき膜を形成する。これちのめっき電流の具体的な
条件は、例えば、めっき電流のピーク値は数ｍＡ／ｃｍ
２〜数十ｍ　Ａ　／　ｃ　ｍ　２程度とし、繰り返し周
波数は数Ｈｚ〜数十Ｈ２、デユーティ比５〜５０％程度
とした。

このようなめっき電流に設定する理由は、大きいめっき
電流密度では、泡が発生してめっき表面が荒れてしまう
のを防ぐなめに、めっき液４中のめっき金属イオンが十
分存在するときのみ電流を流しめっきすることである。

即ち、めっき電流が流れていない間は、陰極板２である
被めっき部材近傍のめっき液４のイオン密度が十分にな
っているのに対し、めっき電流が流れて時間が経過する
とともに、イオンが消費されイオン密度が減少し効率が
低下するからである。

従って、本発明では、めっき電流はイオン密度が十分高
く維持されたときのみパルス的に電流を流し、パルス間
のめっき電流を流さないときには、めっき液４を、例え
ば、攪拌やイオンの拡散によりイオン密度の回復を図る
ことである。

この発明の電気めっき方法によりインジウムのめっき膜
の形成を試みた結果、第３図（ｂ）に示すように、イン
ジウムめっき膜は、高電流密度状態でめっきされたため
、表面が円滑で針状の突起が見られない形成膜を得るこ
とができたなお、以上の実施例はあくまでも一例であり
、インジウム以外のめっきにも同様に適用できることは
言うまでもない。また、印加するパルス電圧も矩形波だ
けに限るものでなく、例えば、正弦波あるいは台形波で
も同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の電気めっき方法によれば
、両極板にパルス状のめっき電流を流すことにより、常
に、陰極板である被めっき部材近傍のめっき液のイオン
濃度を一定にすることができるので、針状となることな
く平滑で均一なめっき膜が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のめっき方法の一実施例を説明するため
の電気めっき装置の斜視図、第２図は陰極板である半導
体基板にマスクを形成した状態を示す部分断面図、第３
図（ａ＞及び（ｂ）は画電極板に印加するパルス状印加
電圧とめっき電流を示す波形図、第４図は本発明の方法
によりめっきした状態を示す部分断面図、第５図は従来
の方法でめっきした状態を示す部分断面図である。 １・・・液槽、２・・・陽極板、３・・・陰極板、４・
・・めっき液、５・・・パルス電源装置、６・・・電流
計、７・・・マスク、８・・・金属膜、９・・・半導体
基板、１０・・・開口、１１・・・針状突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. めっき液を満たす電気めっき槽内に被めっき部材の陰極
   板と金属の陽極板とを対向して配置するとともに前記両
   電極板間にめっき電流を流してめっきする電気めっき方
   法において、前記両電極板間にパルス状のめっき電流を
   流すことを特徴とする電気めっき方法。