JPH04356937A - 誘電体基板上の導体間の電流誘起電気化学的デンドライト形成を防止するための組成及びコーティング - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は総じて、微小電子回路
パッケージに関するものである。一つの実施例は、複数
のニッケル−銅合金製電流運搬リードが被着された基板
から成る。場合によっては、中間の接着促進層が基板と
リードとの間に設けられる。

【０００２】他の実施例は基板と銅製電流運搬リードと
から成る電子回路パッケージに関し、銅製電流運搬リー
ドの露出部分は、貴金属のようなより耐久性の高い金属
でめっきされ、回路の耐腐食性、はんだ付け性及び接着
性を高めている。この耐久性金属層は、更にニッケル含
有バリア層でめっきされる。

【０００３】この発明により銅製電流運搬リードに適用
される合金組成物又は保護コーティング材料により、エ
レクトロリティック（電解）マイグレーション、即ち、
複数のテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＰ）
パッケージリード間のデンドライト形成が実質的に低減
又は防止される。

【０００４】

【従来の技術及びその課題】金属のエレクトロリティッ
クマイグレーションは微小電子パッケージングに於ける
長年の課題であり、ライン間隔の縮小化と電界の増大に
つれて深刻になってきている。即ち、微小電子技術が発
展するにつれて、誘電体基板上の導体間の間隔が狭くな
る。その結果、複数のリード間の狭い間隔により、異な
る電位に保持されている平行或いは実質的に平行な隣合
うリード間を短絡させるデンドライトが形成されるとい
った、エレクトロリティックマイグレーションが増大す
る。

【０００５】デントライト形成の基本的条件は、異なる
バイアスが与えられる二つの金属電極と電解液と時間と
があるということである。これらの要因が相伴って電解
槽を形成し、バイアス下でリードの金属が陽極（即ち第
１のリード）で溶解して金属イオンになり、このイオン
が電解液を介して陰極（即ち第２のリード）に移動し、
そこで還元され被着される。この問題は、ポリマ基板上
に配置された銅リードを含むシステムの場合に特に重大
である。

【０００６】このようなシステムにおいては、ポリマ基
板が周囲から水分を吸収し吸着する。この水分は、ポリ
マ基板表面に存在する（製造又は他の処理工程からの）
イオン性の残渣と結合して電解液を形成する。銅リード
間のバイアスの差により、電解銅めっきが起こって陰極
にデンドライトが形成される。その結果、比較的短時間
にリード間にデンドライトのブリッジが形成され、短絡
を起こす。

【０００７】エレクトロリティックマイグレーション及
び対応するデンドライトの形成は、銀の場合に非常に急
速に発生し、銅を含む他の多くの金属の場合にはそれほ
ど急速でないことが知られている。金の場合は、ハライ
ドイオンが金デンドライト形成の付加要件となるものの
、エレクトロリティックマイグレーションは同様に問題
となり得る。

【０００８】一時は、銅リードに関する腐食の問題は、
パッケージ中のリードに金の薄膜（例えば約０．６μｍ
）をコーティングすることによって防止できると信じら
れていた。しかしながら、金の薄膜でコーティングされ
たこのようなパッケージでも、コーティングの薄い部分
から銅が溶け出してデンドライトが形成されたり、塩化
物イオンが存在するときに金デンドライトが形成された
りする。

【０００９】微小電子パッケージングシステムのもう一
つの特に厄介な問題は、基板から銅リードが剥離するこ
とである。銅リードの剥離があると、リードの下側の銅
がエレクトロリティックマイグレーションの原因となる
金属イオンの大きな源となる。

【００１０】これまで用いられていた別の防止方法は、
パッケージ全体を無孔性の誘電体材料でコーティングす
ることである。このコーティングは、リード間の水分の
吸収及び吸着を防止して、デンドライト形成に対する物
理的バリアをつくるためのものである。この方法の重大
な欠陥は、コーティングに剥離又はピンホールがあると
不良が生じるということを意味する「無欠陥」基準に依
存することである。

【００１１】従来の技術は、この発明に開示されている
個々の金属層或いはその組み合わせの使用を開示してい
るが、この発明による独特の金属層の構成は開示されて
いない。

【００１２】例えば米国特許第４，３２３，０６０号は
、ボード上の銅導体上に、リンを含有するニッケルを含
有するニッケル又はコバルトを無電解めっきで被着する
方法を開示している。ニッケルコーティングした銅ライ
ン上には、耐腐食性を与え、ラインのはんだ付け性を増
すために、金を被着することができる。

【００１３】同様に、米国特許第４，５０３，１３１号
は、耐腐食性を強化し、産業界の過酷な露出条件下での
接触抵抗基準に合致させるために、銅導体と金の表層と
の間にニッケル又はニッケルリンを被着することを開示
している。

【００１４】米国特許第４，７１７，５９１号は、銅リ
ード上へのニッケルリンコーティングという典型的な金
属コーティングを示している。

【００１５】この発明の組成物又は構造を開示又は示唆
したこの発明の特徴に全般的に関連した代表的な従来技
術はない。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、パッケージ
内の複数のリード間のデンドライト形成が、製品の耐用
年数内にはデンドライト形成が起こらない程度に実質的
に遅延ないし減少されるシステムから成る。

【００１７】この発明の第１実施例は、電子回路パッケ
ージにおいて銅に代えて用いられるニッケル−銅合金か
ら成るリードに関するものである。約１０％ないし８０
％のニッケル組成のニッケル−銅合金は、デンドライト
形成に対して非常に抵抗力がある。その結果、ＴＡＢ又
は他のパッケージング構造におけるエレクトリティック
マイグレーションは、リード構造全体を上記の組成を有
するニッケル−銅合金で形成することにより防止できる
。

【００１８】ニッケル−銅合金の使用により、腐食防止
コーティングが必要でなくなり、この発明の成功が無欠
陥基準に依存していないという大きな利点がもたらされ
る。事実、システム全体の動作が変わっても、ランダム
な欠陥が誤動作を招くことはない。

【００１９】多くの微小電子システムでは、リードは実
質的に純粋な銅で形成されている。Ｎｉ−Ｃｕ合金を使
用する利点は、少なくとも２本の隣接するリード間に電
位差を与えることにより、デンドライト形成は実質的に
なくなるのに対して、同一条件下では、製品の耐用年数
内に純銅リード間にデンドライトが形成されるというこ
とから明らかである。

【００２０】金コーティングを省いたことによってコス
トが削減されることに加えて、ＴＡＢパッケージに通常
使われるポリイミドのような基板からの金属リードの剥
離は、通常は収拾不能なイオンのマイグレーションを起
こすものであるが、ニッケル−銅リードシステムの場合
は、リードが剥離したときに新たな銅源が露出されない
ので、もはや問題ではない。

【００２１】ニッケル−銅の低導電性のため、ニッケル
組成がある範囲にある合金はリード材料としてあまり望
ましくないが、予想に反して、低ニッケル組成、例えば
約１０％のようなあるニッケル組成が使われたとき、電
気抵抗率がリード全体にその合金を使用できるほど十分
に低いことがわかった。ニッケル組成がより高いものも
、ニッケルの量及びリードの使用条件によっては、効果
的に使用できる。

【００２２】他の実施例では、リードの組成にニッケル
−銅よりもむしろニッケル−金合金を使う。望ましくは
、ニッケル−金合金に約１０％ないし２０％のニッケル
を使う。この組成物も、デンドライトの形成を防止する
ためのクラッディングやコーティングを必要としない。

【００２３】この発明のもう一つの実施例は、複数の銅
リードが基板上に被着され、基板と銅リードとの間にク
ロムのような接着促進金属の薄層が設けられたものから
成る。薄い保護コーティング層又は金のような貴金属の
クラッディングが銅リードの露出した上面及び側面に、
その長さに沿って被着される。そして、ニッケル又はニ
ッケル合金を含む保護層が露出した貴金属層上に被着さ
れる。

【００２４】この発明の別の実施例は、複数の銅リード
が基板上に被着され、これらのリードの露出面を被覆す
るニッケル又はニッケル合金のコーティングがされたも
のから成る。更に銅リードの下側と基板との間には、ニ
ッケル又はニッケル合金の層がある。このニッケル薄層
は、イオンのエレクトロリティックマイグレーションを
防止するように作用する、「イナートフット（ｉｎｅｒ
ｔ　ｆｏｏｔ）」又はベース層として機能する。この実
施例では更に、リードの下側を覆うニッケル又はニッケ
ル合金層と基板との間に金属接着層を設けてもよい。

【００２５】以上概略的に述べた、ニッケル又はニッケ
ル合金の外側コーティングを有する各実施例は、ニッケ
ル又はニッケル合金、例えばＮｉＰが濡れにくく、外側
リードボンディング（ＯＬＢ）と内側リードボンディン
グ（ＩＬＢ）とを実質的に困難にしていることから、ボ
ンディングを行う前に特殊な処理を行わなければならな
いことがわかった。

【００２６】従って、この発明のもう一つの実施例では
、上記のＯＬＢ及びＩＬＢリードがはんだ付けされる領
域にニッケル又はニッケル合金を含まないように、前処
理される。その代わりに、導体上のはんだに濡れる金属
、例えば金を、必要なはんだ付け領域に露出させたまま
にし、リードをボンディングに適した状態にする。

【００２７】

【実施例】この発明の好ましい実施例は、誘電体基板上
に互いに近接して配置された電流運搬導体ラインを含む
。

【００２８】図３は基板２上に設けられたリード１の断
面図である。基板は、その用途に応じた適宜の不活性裏
打ち材料でよいが、パッケージングシステムに従った使
用に耐える適宜の絶縁性を持たなければならない。好ま
しい基板はポリイミドであるが、用途によっては石英、
繊維強化エポキシ等の適宜の材料でよい。絶縁基板は、
セラミック又はガラスのような電気的に絶縁性のある材
料でも形成することができ、用途によって種々の厚さと
することができる。この厚さは、好ましくは約５０μｍ
とすることができる。

【００２９】リードは、銅を含有するニッケル又は金を
含有するニッケルから成る合金である。約１０％ないし
約８０％のニッケル、好ましくは１０％よりも多いニッ
ケルを含有する組成は、デンドライト形成に対する耐性
が極めて高い。好ましいニッケル−金合金は、約１０％
ないし２０％のニッケルを含有する。

【００３０】ニッケル−銅合金リードの予期できない利
点を明らかにするために、基板上の金コーティングされ
た多数の銅リードが、同一条件下で（即ち、無イオン水
、リード間距離１００μｍ及びテストリードに１Ｖ／２
５μｍを印加）、多数のリードが１０−９０Ｎｉ−Ｃｕ
合金から成るものとして、試験された。標準として用い
られた金コーティングされた銅リードは、２ないし６０
秒以内に不良となった。一方、Ｎｉ−Ｃｕリードの場合
は、４５分以上後にも、デンドライトが形成されなかっ
た。別の金属層を使った他の試験の結果も不良であった
。

【００３１】図３の構成は、リードの底面と基板の上面
との接着を確実にする適宜の標準的方法で形成すること
ができる。必要に応じて、基板に対するリードの接着を
促進するために、基板上に接着促進金属層を被着するこ
とができる。接着層の金属は、好ましくはＣｒ又はＣｒ
化合物であるが、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ等も使用できる。層
の被着は、適宜の公知の化学気相成長、スパッタリング
等で行うことができる。この接着促進金属層は、リード
が固着された拡散バリアとしても働く。接着層は２０ｎ
ｍないし４０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍの厚さである。

【００３２】図１は、この発明の他の実施例を示す断面
図である。図１中、符号１１は基板を示す。この基板は
、上記の適宜の材料で形成することができる。

【００３３】図１の符号１２は、接着促進金属層である
。接着促進金属層１２は、上記実施例で述べたように、
好ましくは、基板上にスパッタリング又は蒸着されたＣ
ｒ又はＣｒ化合物であるが、必要に応じて、Ｎｂ、Ｔｉ
、Ｔａ等であってもよい。接着促進金属層の厚さは、２
０ｎｍないし４０ｎｍ、好ましくは約３０ｎｍである。 好ましくは、基板と接着促進金属層との間の接着強度は
、基板−金属層接着強度が剥離試験で３０ｇ／ｍｍ以上
になるものとする。

【００３４】符号１３は、典型的には銅及び銅合金、又
は、多くの場合銅を含有する他の材料から成る電流運搬
導体又はリードを示している。リード１３は従って、隣
接する導体に近接して配置されている場合に、適当な条
件、即ち、電解液の下で、デンドライト形成のイオン源
を提供する腐食製金属から成っている。リードは、３μ
ｍないし１０００μｍの厚さと同様な寸法の幅とを有す
るものが適当である。

【００３５】符号１４で示す金のような薄い保護用貴金
属コーティング層がリード１３上に被着される。貴金属
コーティングの厚さは、銅リードの表面腐食を低減して
、しかもはんだ付け性を持たせるのにどの位の金属が必
要かによって定まる。一般には、金がその金属である場
合の厚さは約０．６μｍであるが、０．１μｍないし２
．０μｍの範囲とすることができる。

【００３６】貴金属コーティング層１４にはニッケル含
有コーティング１５が施される。ニッケル含有コーティ
ング１５は、純ニッケル、０ないし２０重量パーセント
のＰを含有するＮｉＰ、０ないし２０％のＢを含有する
ＮｉＢ、最小１０重量パーセントのＮｉを含有するＮｉ
Ｃｕ、最小１０ないし２０重量パーセントのＮｉを含有
するＮｉＡｕとすると都合がよい。ニッケル又はニッケ
ル合金層１５の厚さは、０．０３μｍないし２μｍの範
囲である。

【００３７】図２は、この発明の他の実施例を示す。図
２中、符号２１は基板で、その上に被着される金属層と
の使用に合った材料であれば、上述の材料のいずれであ
ってもよい。図２は、クロム又は上述の他の適宜の金属
で形成された接着層２２を示す。層２３は、ニッケル含
有ベース層を示し、その上面は銅リード２４の下面に接
し、その底面は金属接着層２２と接している。保護コー
ティング２５は、上述した組成及び厚さを有するニッケ
ル又はニッケル合金（例えばＮｉＰ、ＮｉＢ、ＮｉＣｕ
、ＮｉＡｕ）であり、リード２４の側面及び上面を包囲
するとともに、接着層２２の側面からこの側面が基板２
１の表面と交わる部分２６にかけて被覆している。図２
からわかるように、上記ニッケル含有ベース層と交差接
触するリードの各側面上のニッケル含有コーティングに
より、銅リードはニッケル化合物によって封止又は包囲
され、エレクトロリティックマイグレーションが大いに
防止される連続した非腐食性コーティングが形成される
。この実施例では、必要に応じて、ニッケル保護バリア
層を設ける前に、リード２４の側面及び上面に金層（図
示せず）をコーティングしてもよい。図２の実施例は、
組成、相対比率及び厚さについて、図１に示し及び上述
した実施例に適用したのと同一のパラメータを有してい
る。

【００３８】上述したニッケル合金は、デンドライト形
成に対する耐性が極めて高いことがわかった。即ち、図
１及び図２に示すパッケージング構造におけるエレクト
ロリティックマイグレーションは、ＮｉＰ合金材料を用
いてリード構造の全体又は露出部分を被覆することによ
り防止することができる。

【００３９】ここで開示された各実施例に関して行われ
た更に別の改良は、リード上のＮｉＰコーティングのよ
うな合金がはんだに濡れにくく、ＯＬＢ及びＩＬＢのは
んだ付けが必要な場合にＯＬＢ及びＩＬＢの処理が実用
上極めて困難になることがわかった結果、なされたもの
である。

【００４０】図１及び図２に示された素子を含むＴＡＢ
フレームパッケージにおいてリードを処理する際の困難
は、その上のＮｉＰコーティングがはんだに濡れにくい
ことによる。この発明では、金層（もしあれば）を被着
した後、ＮｉＰをリード上に電気めっきする前に、ＩＬ
Ｂ及びＯＬＢ上にレジスト材料を型押し加工（ｓｔａｍ
ｐ）することにより、この問題を解決している。

【００４１】はんだは金に良く濡れるので、上記問題は
、単にＮｉＰコーティングの上面に金の薄層を被着する
だけで解決できると考えられ、そのようなコーティング
は図１に示されるとともに、これに関する記載で言及さ
れている。しかしながら、試験の際には、この構成は、
あたかも保護コーティングが全くないかのようにデンド
ライトを形成させ、デンドライト形成を防止するにはリ
ードの外表面上にＮｉＰがなければならないことを示す
。従って、はんだ付けに関する濡れ性の問題を解決する
ために金を使用する場合は、ＴＡＢフレームのＩＬＢ及
びＯＬＢの銅製電流運搬リード上に直接金を被着する必
要がある。

【００４２】このことは、フレームの選択的領域にＮｉ
Ｐを設ける場合に、ＯＬＢ及びＩＬＢの長さに沿った所
定の部分をフォトレジストでマスクしなければならない
という新たな問題を招く。これは比較的簡単にできるが
、フォトレジストの塗布、マスクと部品とのアライメン
ト、露光及び現像という作業を増大する工程を必要とす
るので、完成品のコストを少なからず増大させる。更に
、この処理のための装置及び複雑な工程はこのコストを
高価なものとする。

【００４３】この問題の解決法として、この発明では、
ＩＬＢ及びＯＬＢ上に金を被着するのに、それほど厳し
い合わせ余裕が要求されないことに注目して、リード上
にレジスト材料を塗布する方法が考えられた。これによ
り、表面に浮出しパターンを有する回転ドラムから、Ｉ
ＬＢ及びＯＬＢ上にレジストを被着させることが可能に
なる。

【００４４】図４は、ＴＡＢラインが製造プロセスで幾
つかの異なるめっき工程に付されるとき、ＴＡＢライン
上にＩＬＢ及びＯＬＢを有するフレームを形成する全工
程中に、レジスト塗布工程を置くことを単に示すもので
ある。例えば、図４のボックス３１は、ＴＡＢライン製
造プロセスにおけるＴＡＢライン３０上のリードに金を
被着する工程を示している。このリード上への金被着の
後、ＴＡＢライン３０は一組のロール３２及び３２´を
通る。ロール３２は、図５及び図６に詳細に示すように
、表面に１個又は複数個の浮出し矩形パターンを有する
。ロール３２´は、ここに詳述するプロセスには使用さ
れないが、この発明による方法を２面型ＴＡＢラインプ
ロセスに使用したいときに、３２と同様に使用できるこ
とを示すために図示した。

【００４５】ロール上に認められる矩形パターンは、大
きな矩形内に小さな矩形を配置したものである。ロール
３２は、印刷ロールのように動作して、レジスト材料を
送り出すロール上の浮出しパターンの表面のすぐ下方に
位置するＴＡＢライン３０のＩＬＢ及びＯＬＢの所定領
域にレジストを刻印する。「型押し加工（ｓｔａｍｐｉ
ｎｇ）」プロセス中のロール上のパターンとＴＡＢライ
ンとの空間的関係を図５、図６及び図７を参照して以下
に詳述する。

【００４６】ＴＡＢライン３０上のＩＬＢ及びＯＬＢの
適宜の位置にレジストがコーティングされると、ＴＡＢ
ラインはローラ３５を通過して、槽３４内に収容された
ローラ３６、３７の下方のニッケルめっき溶液３３に到
る。ＴＡＢライン３０は、槽３４内のニッケル合金、好
ましくはＮｉＰで電解めっき又は無電解めっきされ、め
っき槽から出されてロール３８上に送られ、その後、ロ
ール３２であらかじめ塗布されたレジストを除去する処
理を受ける。この工程はボックス３９に示されている。

【００４７】図５は、ＴＡＢライン３０のＯＬＢ及びＩ
ＬＢにレジスト材料を型押し加工するときのロール３２
（図４）の斜視図である。（ロール３２´は図示しない
。）ＴＡＢライン３０及びロール３２はそれぞれ図５に
示す矢印方向に走行する。

【００４８】上述したように、ロール３２はその表面に
、矩形４０とその中の小さい矩形４２とから成る浮出し
矩形パターンを有している。外側の矩形４０の四辺は、
ＴＡＢライン３０がロール３２の下側を走行しながら塗
布レジストが型押し加工される間、その上のＯＬＢの正
しい位置と正確に一致するような寸法とされている。

【００４９】同様に、小さい内側の矩形４２の四辺は、
ＩＬＢがロールの下方を走行しながら塗布レジストが型
押し加工される間、ＩＬＢの正しい位置と正確に一致す
るような寸法とされている。

【００５０】図６は、図５に示したロール３２の上面図
で、ＩＬＢ及びＯＬＢの表面にレジストを塗布する矩形
４０及び４２の組を示している。矩形４０、４２は、必
要とされる形状に応じて、正方形であってもよい。図６
は、表面の開口を介して或いは他の適宜の方法でレジス
ト材料を送り出すことができる平坦な印刷面４３が、ロ
ール３２の表面の上方に位置する様子を示している。

【００５１】既に述べたように、長方形、正方形のいず
れであれ、矩形図形４０、４２の寸法は、ＩＬＢ及びＯ
ＬＢの寸法とそれら相互の位置関係との関数である。大
きい方の図形は、幅４ｃｍまでのものとして、矩形４０
の浮き出したほぼ平坦な印刷面６２の幅を約０．６ｃｍ
とすることができる。長方形の場合は、短い方の辺を約
２．５ｃｍとして、浮き出したほぼ平坦な印刷面６４の
幅を約０．５ないし０．６ｃｍとすることができる。

【００５２】従って、大きい方の図形４０内に位置する
小さい方の矩形図形４２の寸法は、約１ｃｍ×１ｃｍと
して、この図形４２の浮き出したほぼ平坦な印刷面１６
の幅を約０．１ｃｍとすることができる。

【００５３】これらの寸法は、単なる例示であって、限
定的に解釈すべきではなく、レジストが正しい領域に確
実に塗布されるように、処理されるＴＡＢフレームの寸
法に合わせて調整されるべきことは明らかである。

【００５４】図７は、ライン３０の拡大図に当たる、Ｔ
ＡＢフレーム７０の上面図である。フレーム７０の四つ
の外辺はＯＬＢを含み、電気的接触部分は、フレームの
周縁の各辺上で互いに隣接して配置されている。部分５
０はＯＬＢから成る複数の接点の一つを示し、部分５２
はフレームの中央側に配置され、ＩＬＢから成る複数の
接点を示している。リード５１として示された複数のリ
ードは、フレームの周囲に隣接関係に配置されている。

【００５５】図７は、フレーム７０の外縁の２辺に沿い
ＯＬＢが占める領域を覆う網かけ領域５３を示している
。フレームの２辺に示されたこれらの網かけ領域５３は
、ロール３２上に設けられた浮出し短形４０から送り出
されたレジストで覆われたフレーム７０の領域を示して
いる。ロール３２上の浮出し短形の他の２辺によってス
タンプされる領域の外郭は、図示すると点線５８のよう
になる。

【００５６】総じて言えば、図４ないし図７において、
このプロセスは、基板と、選択的な接着促進層と、電解
状態で隣接するリード間でデンドライトを形成するイオ
ンを供給することができる腐食性金属、例えば、金でコ
ーティングされた必要なＣｕ又は他の金属とから成る金
属被膜されたＴＡＢライン３０を使用する。上述のＴＡ
Ｂライン３０はそして、ロール３２上の短形パターン４
０、４２によってスタンプされて、５２に沿ったＩＬＢ
や５０に沿ったＯＬＢの上面にレジストが塗布される。 次の工程で、ラインをＮｉＰコーティングによる電解め
っき（金表面上に電解的又は無電解的に）を施し、最後
に、ＮｉＰめっきされたパッケージをレジスト剥離工程
に進める。

【００５７】一本のリード５０又は５２の端部を図８に
示す。このリードは上記方法で処理されたもので、ボン
ディングのためのコーティングされていない金の部分５
０を有し、コーティングされた銅リード５１の残りの部
分、即ち側面６２、６３及び上面６４がＮｉＰでコーテ
ィングされている。通常の使用状態では、親水性のパッ
ケージ表面におけるリード側壁６２、６３は最も腐食を
受けやすい。この方法によれば、これらの領域はなお保
護されている。このプロセスは、フォトリソグラフィ工
程に要する高価な設備と作業とを不要とし、単にロール
コート及びウェット剥離工程を付加すればよい。

【００５８】ここに開示し、図１及び図２に示した実施
例を実現する方法に関し、ＮｉＰは一方法に限られずリ
ード上に被着できる。即ち、電解めっきでも無電解めっ
きでも採用できる。被着方法は異なっても同様の結果が
得られるが、処理方法が異なる。加えて、公知の標準的
なフォトリソグラフィ技術を各実施例に利用する場合は
、例えばカリウムヨウ化物−ヨウ素（ＫＩ−Ｉ２　）と
これに続くカセイ溶液中のＫＭｎＯ４　との二重槽から
成るエッチングプロセスを用いて、適宜にマスクしてエ
ッチング除去される。

【００５９】この発明による代表的なＴＡＢ処理手順は
次の工程から成る。例えばポリイミドのポリマ基板を、
無電解めっき槽から基板上に金属層を被着するプロセス
を用いてシーディングする。このプロセスは、１９８８
年１２月２３日に出願された米国特許出願第０７／２９
０、４８６号に開示されている。２００ないし３００ｎ
ｍのＮｉＰフラッシュ（ｆｌａｓｈ）　がシーディング
層上に無電解めっきされる。ネガ型ドライフィルムフォ
トレジストが塗布され、露光され、パターンが現像され
る。銅リード及びその他の所望の金属が電解めっきされ
る。フォトレジストは、例えば、ＫＯＨ溶液で剥離され
、ＮｉＰフラッシュが１０％ＨＮＯ３　溶液で剥離され
る。そして、ＮｉＰコーティングが電解めっきされるか
、シーディングリードが無電解めっきされる。

【００６０】上記のものとは別の処理手順は、スパッタ
リングによりポリイミドに約２０ないし４０ｎｍの厚さ
のＣｒの接着層を被着し、約１００ないし３００ｎｍの
厚さの銅フラッシュをスパッタリングし、ネガ型ドライ
フィルムフォトレジストが塗布、露光及び現像されるこ
とから成る。銅リードは次に電解めっきされる。その後
、フォトレジストがＫＯＨ溶液で剥離され、次いで銅フ
ラッシュがＮＨ４　Ｓ２　Ｏ８　（アンモニア過酸化物
）溶液で剥離される。そして、Ｃｒ層はＫＭｎＯ４　／
ＮａＯＨ溶液で剥離され、次いでＮｉＰコーティングを
電解めっき、又は、シーディングリードを無電解めっき
する。

【００６１】この発明は実施例を用いて説明したが、こ
の発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であ
ることは言うまでもない。

【００６２】

【発明の効果】この発明によれば、ＴＡＢパッケージリ
ード間のデンドライト形成が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板とリードと保護層とから成る、この発明の
一実施例による微小電子リードを示す断面図である。

【図２】ニッケル含有合金で全面を封止されたリードを
支持する基板から成る、この発明の他の実施例を示す断
面図である。

【図３】ニッケル含有合金リードが上面に設けられた基
板から成る微小電子リードを示す断面図である。

【図４】この発明によるレジスト塗布の一工程を示す概
略図である。

【図５】この発明による、ＴＡＢライン、及び、ＴＡＢ
ライン上のＯＬＢ及びＩＬＢリードにレジストを塗布す
る複数の浮出し短形パターンを有するロールの斜視図で
ある。

【図６】この発明による、ＯＬＢ及びＩＬＢリードにレ
ジストを塗布するスタンピングロールの表面に設けられ
た浮出し短形パターンの平面図である。

【図７】ＩＬＢ及びＯＬＢとレジストでコーティングす
べき領域とを示すＴＡＢフレームの平面図である。

【図８】レジスト除去後にはんだ付けのための面が露出
された完成品リードの斜視図である。

【符号の説明】

１２　　接着促進金属層 １３　　リード １４　　貴金属コーティング層 ２１　　基板 ２３　　ニッケル含有ベース層 ２４　　リード ３０　　ＴＡＢライン ７０　　ＴＡＢフレーム

Claims (57)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ニッケル−銅及びニッケル−金から成
   る群から選択された合金を含む電流運搬リードが上面に
   固着された誘導体基板を含む、複数の電流運搬リード間
   のデンドライトの形成を低減するのに適した微小電子シ
   ステム。
2. 【請求項２】　　上記合金がニッケル−銅であることを
   特徴とする請求項１記載の微小電子システム。
3. 【請求項３】　　上記ニッケル−銅合金が約１０％ない
   し８０％のニッケルを含有することを特徴とする請求項
   ２記載の微小電子システム。
4. 【請求項４】　　上記ニッケル−銅合金が１０％のニッ
   ケルと９０％の銅とを含有することを特徴とする請求項
   ３記載の微小電子システム。
5. 【請求項５】　　上記合金が１０％より多いニッケルを
   含有することを特徴とする請求項３記載の微小電子シス
   テム。
6. 【請求項６】　　上記合金がニッケル−金であることを
   特徴とする請求項１記載の微小電子システム。
7. 【請求項７】　　上記ニッケル−金合金が約１０％ない
   し２０％のニッケルを含有することを特徴とする請求項
   ６記載の微小電子システム。
8. 【請求項８】　　上記合金が１０％より多いニッケルを
   含有することを特徴とする請求項７記載の微小電子シス
   テム。
9. 【請求項９】　　上記基板と上記電流運搬リードとの間
   に接着促進層を含むことを特徴とする請求項１記載の微
   小電子システム。
10. 【請求項１０】　　上記接着促進層がＣｒ、Ｎｂ、Ｔｉ
    及びＴａから成る群から選択された金属であることを特
    徴とする請求項９記載の微小電子システム。
11. 【請求項１１】　　上記接着促進金属がＣｒであること
    を特徴とする請求項１０記載の微小電子システム。
12. 【請求項１２】　　上記合金がニッケル−銅であること
    を特徴とする請求項９記載の微小電子システム。
13. 【請求項１３】　　上記ニッケル−銅合金が約１０％な
    いし８０％のニッケルを含有することを特徴とする請求
    項１２記載の微小電子システム。
14. 【請求項１４】　　上記ニッケル−銅合金が１０％のニ
    ッケルと９０％の銅とを含有することを特徴とする請求
    項１３記載の微小電子システム。
15. 【請求項１５】　　上記合金が１０％より多いニッケル
    を含有することを特徴とする請求項１２記載の微小電子
    システム。
16. 【請求項１６】　　上記合金がニッケル−金であること
    を特徴とする請求項９記載の微小電子システム。
17. 【請求項１７】　　上記ニッケル−金合金が約１０％な
    いし２０％のニッケルを含有することを特徴とする請求
    項１６記載の微小電子システム。
18. 【請求項１８】　　上記合金が１０％より多いニッケル
    を含有することを特徴とする請求項１６記載の微小電子
    システム。
19. 【請求項１９】　　複数の電流運搬リード間のデンドラ
    イトの形成を低減するのに適した微小電子システムにお
    いて、（ａ）誘電体基板と、（ｂ）上記誘電体基板上に
    固着された接着促進層と、（ｃ）上記接着促進層に固着
    され、エレクトロリティックマイグレーション状態で隣
    接するリードとデンドライトを形成するイオン源を提供
    することができる腐食性金属から成る電流運搬リードと
    、（ｄ）上記金属電流運搬リードの露出された側面及び
    上面を被覆する貴金属コーティングと、（ｅ）上記電流
    運搬リード上の上記貴金属コーティングの露出された面
    を被覆するニッケル含有コーティングとを含むことを特
    徴とする微小電子システム。
20. 【請求項２０】　　上記接着促進層がＣｒ、Ｎｂ、Ｔｉ
    及びＴａから成る群から選択された金属であることを特
    徴とする請求項１９記載の微小電子システム。
21. 【請求項２１】　　上記腐食性金属が銅合金から成る群
    から選択されたことを特徴とする請求項２０記載の微小
    電子システム。
22. 【請求項２２】　　上記貴金属がＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及び
    Ｐｈから成る群から選択されたことを特徴とする請求項
    ２１記載の微小電子システム。
23. 【請求項２３】　　上記ニッケル含有コーティングがＮ
    ｉ、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＮｉＣｕ及びＮｉＡｕから成る群
    から選択されたことを特徴とする請求項２２記載の微小
    電子システム。
24. 【請求項２４】　　上記ニッケル含有コーティングが最
    大約２０％のＰを含有するＮｉＰであることを特徴とす
    る請求項２３記載の微小電子システム。
25. 【請求項２５】　　上記ニッケル含有コーティングが最
    大約２０％のＢを含有するＮｉＢであることを特徴とす
    る請求項２３記載の微小電子システム。
26. 【請求項２６】　　上記ニッケル含有コーティングが約
    １０ないし２０重量パーセントのＮｉを含有するＮｉＡ
    ｕであることを特徴とする請求項２３記載の微小電子シ
    ステム。
27. 【請求項２７】　　上記ニッケル含有コーティングが少
    なくとも１０重量パーセントのＮｉを含有するＮｉＣｕ
    であることを特徴とする請求項２３記載の微小電子シス
    テム。
28. 【請求項２８】　　上記接着促進金属層が約２０ｎｍな
    いし４０ｎｍの厚さを有し、上記電流運搬リードが約３
    μｍないし１０００μｍの厚さと約３μｍないし１００
    ０μｍの幅とを有し、上記貴金属コーティングが約０．
    １μｍないし２．０μｍの厚さを有し、上記ニッケル含
    有コーティングが０．０３ないし２μｍの厚さを有する
    ことを特徴とする請求項２４記載の微小電子システム。
29. 【請求項２９】　　上記誘電体基板がポリイミドである
    ことを特徴とする請求項２８記載の微小電子システム。
30. 【請求項３０】　　上記接着促進金属層が３０ｎｍの厚
    さを有するＣｒであることを特徴とする請求項２９記載
    の微小電子システム。
31. 【請求項３１】　　上記腐食性金属が約２０ないし４０
    μｍの高さと約２５ないし１００μｍの幅とを有する銅
    であることを特徴とする請求項３０記載の微小電子シス
    テム。
32. 【請求項３２】　　上記貴金属コーティングが約０．６
    μｍの厚さを有する金であることを特徴とする請求項３
    １記載の微小電子システム。
33. 【請求項３３】　　上記ニッケル含有コーティングが約
    １００ないし３００ｎｍの厚さを有するＮｉＰであるこ
    とを特徴とする請求項３２記載の微小電子システム。
34. 【請求項３４】　　複数の電流運搬リード間のデンドラ
    イトの形成を低減するのに適した微小電子システムにお
    いて、 ａ）誘電体基板と、 ｂ）上記誘電体基板上に固着された接着促進層と、ｃ）
    上記接着促進層に固着されたニッケル含有ベース層と、 ｄ）上記ニッケル含有ベース層に固着され、エレクトロ
    リティックマイグレーション状態で隣接するリードとデ
    ンドライトを形成するイオン源を提供することができる
    腐食性金属から成る電流運搬リードと、ｅ）上記金属電
    流運搬リードの側面及び上面を被覆するニッケル含有コ
    ーティングと を含み、上記各側面上の上記ニッケル含有コーティング
    が上記ニッケル含有ベース層と直交して接し、上記電流
    運搬リードを包む連続した耐腐食性コーティングを形成
    することを特徴とする微小電子システム。
35. 【請求項３５】　　上記リードと上記ニッケル含有コー
    ティングとの間の上記電流運搬リードの側面及び上面に
    貴金属コーティングが被着されたことを特徴とする請求
    項３４記載の微小電子システム。
36. 【請求項３６】　　上記接着促進層がＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ
    及びＴａから成る群から選択された金属であることを特
    徴とする請求項３４記載の微小電子システム。
37. 【請求項３７】　　上記腐食性金属が銅及び銅合金から
    成る群から選択されたことを特徴とする請求項３６記載
    の微小電子システム。
38. 【請求項３８】　　上記ニッケル含有コーティングがＮ
    ｉ、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＮｉＣｕ及びＮｉＡｕから成る群
    から選択されたことを特徴とする請求項３７記載の微小
    電子システム。
39. 【請求項３９】　　上記ニッケル含有コーティングが最
    大約２０％までのＰを含有するＮｉＰであることを特徴
    とする請求項３８記載の微小電子システム。
40. 【請求項４０】　　上記ニッケル含有コーティングが最
    大約２０％までのＢを含有するＮｉＢであることを特徴
    とする請求項３８記載の微小電子システム。
41. 【請求項４１】　　上記ニッケル含有コーティングが約
    １０ないし２０重量パーセントのＮｉを含有するＮｉＡ
    ｕであることを特徴とする請求項３８記載の微小電子シ
    ステム。
42. 【請求項４２】　　上記ニッケル含有コーティングが少
    なくとも１０重量パーセントのＮｉを含有するＮｉＣｕ
    であることを特徴とする請求項３８記載の微小電子シス
    テム。
43. 【請求項４３】　　上記接着促進金属層が約２０ｎｍな
    いし４０ｎｍの厚さを有し、上記電流運搬リードが約３
    μｍないし１０００μｍの厚さと約３μｍないし１００
    ０μｍの幅とを有し、上記貴金属コーティングが約０．
    １μｍないし２．０μｍの厚さを有し、上記ニッケル含
    有コーティングが０．０３ないし２μｍの厚さを有する
    ことを特徴とする請求項３９記載の微小電子システム。
44. 【請求項４４】　　上記誘電体基板がポリイミドである
    ことを特徴とする請求項４３記載の微小電子システム。
45. 【請求項４５】　　上記接着促進金属層が３０μｍの厚
    さを有するＣｒであることを特徴とする請求項４４記載
    の微小電子システム。
46. 【請求項４６】　　上記腐食性金属が約２０ないし４０
    μｍの高さと約２５ないし１００μｍの幅とを有するこ
    とを特徴とする請求項４５記載の微小電子システム。
47. 【請求項４７】　　上記貴金属コーティングが約０．６
    μｍの厚さを有する金であることを特徴とする請求項４
    ６記載の微小電子システム。
48. 【請求項４８】　　上記ニッケル含有コーティングが約
    １００ないし３００ｎｍの厚さを有するＮｉＰであるこ
    とを特徴とする請求項４７記載の微小電子システム。
49. 【請求項４９】　　コーティングされた内側及び外側の
    リードが固着された基板から成るテープオートメーテッ
    ドボンディングフレームにおいて、上記コーティングさ
    れた内側及び外側のリードをはんだで濡らすことができ
    るようにする連続的方法であって、基板上に設けられ、
    エレクトロリティックマイグレーション状態で隣接する
    リードとデンドライトを形成するイオン源を提供するこ
    とができる腐食性金属から成る内側及び外側の電流運搬
    リードを、その上面及び側面に被着された貴金属でコー
    ティングする工程と、上記内側及び外側のリードの長さ
    及び幅に沿った所定部位の上記貴金属コーティング上に
    選択的にレジストコーティングを設ける工程と、上記貴
    金属コーティングを被覆するが、上記レジストで被覆さ
    れた部位をコーティングしないニッケル含有コーティン
    グを設ける工程と、上記部位から上記レジストを剥離し
    てこの部位をはんだ付けに適するように露出させる工程
    とから成る方法。
50. 【請求項５０】　　上記基板がポリイミドであり、上記
    腐食性金属が銅又は銅合金であることを特徴とする請求
    項４９記載の方法。
51. 【請求項５１】　　上記レジストが、浮出しパターンを
    有する回転ドラムを用いて上記貴金属コーティングに被
    着されることを特徴とする請求項４９記載の方法。
52. 【請求項５２】　　上記浮出しパターンが、内側リード
    ボンディング及び外側リードボンディングの形状に合致
    し、かつ、一方が他方の輪郭内に位置する関係にある二
    つの図形から成ることを特徴とする請求項５１記載の方
    法。
53. 【請求項５３】　　上記パターン図形が矩形状であるこ
    とを特徴とする請求項５２記載の方法。
54. 【請求項５４】　　上記貴金属がＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及び
    Ｒｈから成る群から選択されることを特徴とする請求項
    ５２記載の方法。
55. 【請求項５５】　　上記貴金属がＡｕであることを特徴
    とする請求項５４記載の方法。
56. 【請求項５６】　　上記ニッケル含有コーティングが上
    記金コーティング上に電気めっきされることを特徴とす
    る請求項５４記載の方法。
57. 【請求項５７】　　少なくとも二つの隣接するリード間
    に電位差があり、デンドライトがほとんど形成されず、
    上記電位差が、同一条件下で実質的に純粋な銅で形成さ
    れた隣接するリード間にデンドライトを形成するのに十
    分であることを特徴とする請求項１記載の微小電子シス
    テム。