JPH0310094A - 銀めっき液及び銀めっき方法 - 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〕 本発明は半導体装置製造過程におけるダイ・ボンディン
グ工程において使用する銀めつき液の改良と、その銀め
っき液を使用してなす銀めっき方法の改良とに関する。

特に、めっき面の平滑性を良好にすることを目的とする
銀めっき液の改良と、めっき面の平滑性を良好にするこ
とを目的とする銀めっき法の改良とに関する。

〔従来の技術〕

半導体チップをリードフレーム等やその他のステム等の
上に貼り付ける、いわゆる、グイ・ボンディング工程に
おいて、ステム等の貼り付は面に施す銀めつき面の表面
の平滑性を良好にして、貼り付けに使用する接着剤の濡
れ性を良好にする目的のために、従来は、銀めつき液に
セレン化合物等を添加する方法が使用されて来た。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この従来技術に係る銀めつき液にセレン化合
物等を添加する方法は、めっき面の平滑性を良好にする
には効果的であるが、銀めつき液に添加したセレン化合
物等がめつき被膜に共析すると云う欠点をともなう、そ
の結果、半導体チ・ノブがステム上に接着された後の期
間において、セレンが半導体内に拡散しうるための条件
が満たされると、上記のセレンが半導体チップ内に拡散
し、半導体の特性に悪影響を与え、この半導体をもって
製造される半導体装置の信鯨性の低下を招く場合があっ
た。

本発明の目的は、この欠点を解消することにある。

第１の目的は、めっき被膜に共析して半導体の特性に悪
影響を及ぼすと云う欠点をともなうことなく、めっき面
を平滑になしうる銀めつき液を提供することにある。

第２の目的は、この銀めつき液を単純に使用する場合に
比し、さらに、めっき面の平滑性を向上することのでき
る銀めっき方法を提供することにある。

（！ｍ１ｌｌを解決するための手段〕 上記の二つの目的のうちの第１の目的は、銀めつき液の
主成分であるシアン化銀ハロゲノイドまたは硝酸銀を含
む水溶液に、僅少のイミダゾールＣＣｓ　Ｈａ　Ｎｚ　
）が添加された銀めつき液によって達成される。イミダ
ゾールの添加量は、１ｐｐ−から数１００ｐｐ−の範囲
が好ましい。

数１００ｐｐ−以上の添加は、効果に変化がない。

また、上記の二つの目的のうちの第２の目的は、めっき
液（３）には請求項［１］記載の銀めっき液を使用し、
電極には第１の電極（２）と被めっき体たる第２の電極
（１）とを使用し、前記第１の電極（２）を陽極として
電流を流し、次いで、前記第２の電極（１）を陽極とし
て僅少の電流をなす工程を反復実施することによって達
成される。

上記の第１の電極（２）を陽極として電流を流し、次い
で、前記第２の電極（１）を陽極として僅少の電流をな
す工程に使用する電流は、方形波状でも三角波状でもよ
い。

〔作用〕

た＼、本発明は実験の結果にもとづくものであり、その
作用は必ずしも明らかではない、しかし、めっき被膜に
共析して半導体チップの特性に悪影響を及ぼすセレン化
合物を添加しない銀めつき液を使用して実施した銀めっ
きの表面は結晶粒径が不均一で表面の平滑性が良くない
が、イミダゾール（Ｃ３Ｈ−Ｎｔ　）を添加した銀めつ
き液を使用した場合のめっき表面１の結晶粒径は殆ど均
一であり、表面の平滑性が良いことは実験的に確認され
ている事実である０表面の平滑度を表す尺度としてＣＡ
Ｍ光沢度が一般に使用されており、ＣＡＭ光沢度が０．
２以上であれば十分であると見做されているが、添加剤
としてイミダゾール（Ｃ，Ｈ。

Ｎ８）が添加されている銀めつき液を使用した場合は、
ＣＡＭ光沢度は０．２を超過し、平滑性は良好であるこ
とが実験的に確認されている。上記のセレン化合物を添
加しない銀めつき液を使用した場合は、ＣＡＭ光沢度は
０．２に達しないことも実験的に確認されているから、
添加剤としてイミダゾール（、Ｃｓ　Ｈａ　Ｎｔ　）が
添加されている銀めつき液が平滑性の向上に寄与してい
ることは明らかであると思われる。

そして、銀めっき表面の平滑性を良くすることは、銀め
っき面に半導体チップを導電性接着剤をもって接着する
場合に、接着剤の濡れ性を良好にして、有効接着面積を
増大する上で望ましいことは知られていることであり、
むしろ、銀めっき表面の平滑性を良くすることは、導電
面積を確保する上で、必須のことである。また、電解電
流として周期的に極性反転する電流の作用は、次のよう
に推測される。すなわち、１周期の中の正極性電流によ
って被めっき面に堆積された銀原子層が必ずしも全面に
わたって均一な厚みとはならず、局部的により多くの銀
原子が堆積して突起が形成されることがあるが、正極性
電流に続く僅少な逆掻性電流によってめっき表面に僅少
な電解エツチングが実行されて、上記の突起が除去され
、その結果、めっき表面の平滑性が向上するものと思わ
れる。

［実施例］ 以下、図面を参照しつ一１本発明の実施例に係る銀めつ
き液と銀めつき方法とについて、さらに説明する。

男」」性 請求項［１］に記載された銀めつき液を使用するが、電
流には直流を使用する実施例である。イミダゾールＣＣ
ｓ　Ｈａ　Ｎ＝　）を添加して下記に表記された組成を
有する銀めつき液を作成する。

第１表　　銀めつき液の組成 底−豆　　　　　　　　　１−１−北 シアン化ｉ艮カリウム　　　　　　　１２０　ｇ／ｌピ
ロリン酸カリウム　　　　　　　　８０ｇ／ｊ２リン酸
水素二カリウム　　　　　　　８ｇ／ｌホウ酸　　　　
　　　　　　　　３５ｇ／ｌイミダゾール　　　　　　
　　　２００ｐｐｍこの溶液に、水酸化カリウムを添加
して、ｐＨが８．７になるように、水素イオン濃度を調
整する。

４２材（Ｎ　ｉ　４２％とＦｅ５Ｂ％とを含む合金）を
基板とするリードフレームに通常の前処理（表面清浄化
）を実施した後、銅ストライクめっき法を厚さが０．２
ｎになるように実施し、置換防止処理を実施した後に、
上記のめっき液を使用して噴射方式部分めっき法を実施
した。このめっき法に於けるめっき条件は下記に表記さ
れたとおりである。

第２表　　めっき条件 １−旦　　　　■−述 ｐＨ８，７ 浴温度　　　　　６５°Ｃ 陽極　　　　　　白金めっきされたチタン製ノズル電源
　　　　　　単相全波整流直流電源めっき厚　　　約５
ｎ めっき液の流速　５ｍ／秒 電極間路＃　　　　１ｃｍ 以上の条件で形成されためっき被膜は電流密度が４０〜
５０Ａ／ｄｍ”の範囲でＣＡＭ光沢度は０．２以上であ
り、結晶粒径ははり均一であり、平滑性も良好であり、
その結果、半導体チップに悪影響を及ぼすことはなく、
ダイ・ボンディングを良好に実施することができた。

なお、イミダゾールを添加しないこと以外は条件を同一
にしためっき法（即ち、従来の無光沢めっき法）を実施
した結果では、ＣＡＭ光沢度が０．２以下であり、結晶
粒径も不均一であり、表面には凹凸が観察され、ダイ・
ボンディングの際、接着剤が十分に展延せず、接着不良
等の悪影響が発生することが確認された。

」」口外 請求項し２］、［３］に対応する実施例である。

請求項［１］に記載された銀めっき液を使用した上、電
流には交番電流を使用する実施例である。

まず、第１例と同様に、イミダゾール（Ｃ３Ｈ４Ｎ、）
を添加して上記したと同一の組成を存する銀めっき液を
作成する。

第１ａ図参照 図において、■はこの上に銀めっきが施されるリードフ
レームであり、２は第１の電極を兼ねるめっき液ノズル
であり、３は第１例にその組成を記した銀めっき液の噴
流である。４はめっき電流方向切り替え開閉器であり、
５は銀めっき膜である。

まづ、めっき電流方向切り替え開閉器４を、ノズル２が
正電極となるように接続して、ノズル２から脹めっき液
３をリードフレーム１の面に噴射して、この噴射液噴流
３を介してめっき電流をノズル２からリードフレーム１
に向がって流す、この工程によって、リードフレーム１
の表面には銀めつき膜５が形成される。

第１ｂ図参照 次に、めっき電流方向切り替え開閉器４を切り替えて、
リードフレーム１が正′ｇ１橿となるように接続して、
ノズル２から恨めっき液３をリードフレーム１の面に噴
射して、この噴射液噴流３を介してめっき電流をリード
フレーム１からノズル２に向かって流す、この工程によ
って、前工程においてリードフレーム１の表面に形成さ
れていた銀めっき１Ｉ１５の一部が除去される。この工
程において、銀めっき１９５上に形成されていた突起等
は除去される。

第１ａ図、第１ｂ図再参照 上記の二つの工程を反復実行する。このめっき工程と除
去工程との反復工程の結果、表面の結晶粒径が殆ど均一
で、表面の平滑性の高いめっき面が実現される。

上記のめっき工程と除去工程との反復工程に使用される
交番電流の波形とめっき電流と除去電流との電流値及び
／または電流比とについて、その最適条件を求めるため
に、下記の効果確認試験を実行した。

第１Ｃ図参照 パルス状方形波を使用する例である（請求項３に対応）
、第１ｃ図に示す波形のパルス状方形波交番電流を電解
電流とする銀めっきを実施した。

電流条件と通電時間条件は第３表に示すとおりである。

（以下余白） 第３表　　効果確認試験条件 ｉｃｐ　　　ｉａｐ　　　　欠二ム上 ａイ）ｊ」１で艷）　−くＬ＾−７−５ｉ」−ｍ：、）
　　Ｔ：９２ｐ−（」１！し）　　１：Ｊｌｊｌ−（」
！」！−）３０　　　３　　　ｔｏ　　　　１ ４０　　　４　　１０　　　１ ５０　　　５　　１０　　　１ ６０　　　６　　１０　　　１ ７０　　　７　　１０　　　１ ８０　　　８　　　ｔｏ　　　　１ 女二≦（１ ム１ｈ４）Ｔｕ−値１ １００　　１０ １００　　１０ １００　　１０ １００　　１０ １００　　１０ １００　　１０ 上記の条件で真人な数の実験を実施した結果、ｔ　ｃ　
ｐ＝４０〜６０Ａ／ｄｍ”の電流密度において、上記の
第１例よりさらに高いＣＡＭ光沢度が得られた。めっき
表面の結晶粒径は殆ど均一で、平滑性は極めて良好で、
めっき面における接着剤の広がりがよく、グイ・ボンデ
ィングは極めて良好に実施できた。

第１ｄ図参照 請求項４に対応する実施例である。第１ｄ図に示す波形
の三角波電流を電解電流とする銀めっきを実施した。電
流条件と通電時間条件は第４表に示すとおりである。

第４表　　効果確認試験条件 ｉｃｐ　　　　蕉二人ユ　　　至二久土　　　Ｔｎ）　
　Ｍ）　　Ｍ）　　画） ３０　　　　４．３　　　　　４．３　　　　１４０　
　　　４．３　　　　　５．８　　　　１５０　　　　
４．３　　　　　７．２　　　　１６０　　　　４．３
　　　　　８．７　　　　１７０　　　　４．３　　　
　１０．２　　　　１８０　　　　４．３　　　　１１
．７　　　　１上記の条件で真人な数の実験を実施した
結果、Ｉ　ｃ　ｐ＝５０〜７０Ａ／ｄｍ’の電流密度に
おいて、上記の第１ｃ図に示すパルス状方形波交番電流
の場合と同等の高いＣＡＭ光沢度が得られた。

表面の結晶粒径は殆ど均一で、平滑性も掻めて良く、ダ
イ・ボンディングも第１ｃ図に示すパルス状電流の場合
と同程度に良好に実施できる。さらに、本実施例で得た
めっき被膜について耐熱テスト（３５０°ｃｘ３ｍｔｎ
）とワイヤボンディングプルテストとを実施した結果、
実用上何ら問題は認められなかった。

第２図に、本発明の実施例の第１例と、第２例（ケース
１〜ケース４）の光沢度を、電流密度を横軸にして示す
、光沢度の値が０．２を越えたとき、満足したものとな
る。

〔発明の効果］ 以上説明せるとおり、本発明に係る銀めっき液には添加
剤として、セレン化合物に代えてイミダゾールが使用さ
れているので、半導体チップ内へのセレンの拡散による
半導体の特性変化は発生しないことが、実験的に確認で
きた。また、めっき表面の結晶粒径が殆ど均一であるこ
とは電子顕微鏡で［４認された。換言すれば、この表面
の平滑性が向上しており、めっき表面における接着剤の
濡れ性も向上して接着剤は十分に展延し、接着・導電面
積が確保でき、良好なグイ・ボンディングが容易に実施
可能となることが確認された。

また、上記せるとおり本発明に係る銀めつき法は、イミ
ダゾールを添加剤とする銀めつき液を使用し、しかも、
電解電流として周期的に極性反転する交番電流が使用さ
れているので、逆陽性電流による僅少な電解エツチング
が実現され、その結果、めっき表面の平滑性が更に向上
し、通常の一方向通電の直流電流を電解電流とする場合
と比較して、大幅にＣＡＭ光沢度が増大する。すなわち
、めっき表面の平滑性が格段に改善され、グイ・ボンデ
ィング性能が一段と向上し、半導体装置の歩留りと信較
性の向上に著しく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の一実施例に係る銀めっき工程（正
極性電流通電）図である。 第１ｂ図は、本発明の一実施例に係る銀めつき工程（逆
極性電流通電）図である。 第１ｃ図は、本発明の一実施例に係るパルス状方形波電
流の波形図である。 第１ｄ図は、本発明の一実施例に係るパルス状三角波電
流の波形図である。 第２図は、本発明の実施例によって得られた銀めっき被
膜表面の光沢度（ＣＡＭ）を従来法と比較して示すグラ
フ図である。 １　・　・ ２　・　・ ３　・　・ ４　・　・ ５　・　・ ｃｐ ａｐ ｃｐ ａｐ Ｔ　・　・ リードフレーム（被めっき体）、 めっき液ノズル、 めっき液の噴流、 めっき電流方向切り替え開閉器、 銀めっき膜、 ・・パルス状方形波電流の電流値、 ・・パルス状三角波電流の′ｒ！ｉ流値、・・パルス状
方形波正極性電流通電時間、・・パルス状方形波逆極性
電流通電時間、パルス状三角波正極性電流の増加時間、
パルス状三角゛波正極性電流の減少時間、パルス状三角
波逆極性電流の増加時間、パルス状三角波逆極性電流の
減少時間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］シアン化銀ハロゲノイドまたは硝酸銀を主成分と
   する水溶液に、僅少のイミダゾールが添加されてなる ことを特徴とする銀めっき液。 ［２］めっき液（３）には請求項［１］記載の銀めっき
   液を使用し、 電極には第１の電極（２）と被めっき体たる第２の電極
   （１）とを使用し、 前記第１の電極（２）を陽極として電流を流し、次いで
   、前記第２の電極（１）を陽極として僅少の電流を流す
   工程を反復実施する ことを特徴とする銀めっき方法。 ［３］前記第１の電極（２）を陽極として電流を流し、
   次いで、前記第２の電極（１）を陽極として僅少の電流
   をなす工程に使用する電流は方形波であることを特徴と
   する請求項［２］記載の銀めっき方法。 ［４］前記第１の電極（２）を陽極として電流を流し、
   次いで、前記第２の電極（１）を陽極として僅少の電流
   をなす工程に使用する電流は三角波であることを特徴と
   する請求項［２］記載の銀めっき方法。