无电解镀镍液制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种无电解镀镍液，可在包含多个ＩＣ芯片的硅晶片上通过无电解镀镍以均匀的膜厚形成金属凸块或焊料凸块用的底阻挡层金属。本发明专利技术的无电解镀镍液，是含有水溶性镍盐、还原剂、配位剂、ｐＨ缓冲剂的无电解镀镍液，其中含有０．０１～１ｐｐｍ的铅离子、０．０１～１ｐｐｍ的钴离子以及０．０１～１ｐｐｍ的硫化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无电解镀镍液。特别是涉及可在包含多个IC芯片的硅晶 片上，通过无电解镀镍以均匀的膜厚形成Ni金属凸块(突起部)、或焊料 凸块(凸焊点)用的镍底阻挡层金属(UBM)的无电解镀Ni液。
技术介绍
采用无电解镀覆法进行的镀覆，由于利用了由材料表面的接触作用引 起的还原，因此在凹陷的部位也可以镀覆成同样的厚度。特别是， 一般地 无电解镀镍层，其耐蚀性、耐磨性优异，所以一直以来作为材料部件的表 面处理用镀层使用，其历史久远。近年来，也广泛用作为印刷线路板的焊 料接合的基底处理用途、或者紧凑盘(CD)、硬盘驱动器(HDD)的基 底处理用途。作为焊料的基底处理，通常广泛使用的无电解镀镍液中含有作为稳定 剂的铅化合物，因此所得到的镍皮膜中也含有铅。但是，最近，由于EU (欧洲联盟)制定了 RoHS法，电子部件中的 铅、铬等有害物质的限制被强化(目前铅规定为0.1%以下)，可以认为今 后其限制会更加严格。另外，关于焊料的种类，以前一般为锡与铅的共晶， 但最近无铅的锡-银-锌或锡-银-铋等的2元系或3元系的焊料正被实用化。 如上述那样，RoHS法的规定，不仅是对焊料加以规定，而且对全部电子 部件也加以规定，因此该规定也适用于通常广泛作为焊料的基底处理使用 的由无电解法得到的镍皮膜。例如，对镍皮膜的耐蚀性及焊料润湿性的下 降加以改善的专利文献1所述的无电解镀镍法中，也必须考虑RoHS法的 规定。此外，在包含多个IC的珪晶片上，通过无电解镀镍来形成镍金属凸 块(突起部)或者焊料凸块用的镍底阻挡层金属(UBM)的场合，出现下 述问题，即，集成电路内的电位差的问题(例如在n型半导体(在Si中掺 杂有微量磷的半导体)中进一步掺杂硼，制作p型半导体时，接合面上产 生n/p扩散层，当对该IC照射100勒克司(Lux)的光时，在P/N极之间 发生约0.4V的电位差)，或者，由于电极g (材质一般为铝或铜)的微 细化，在电极私昧上析出的镍金属的高度不一致，严重的场合，完全没有 析出镍金属这一新问题。这样，多个问题仍然没有解决，因此可以认为， 无电解镀镍液用于硅晶片用凸块或者UBM是困难的。因此，现在是采用电镀金(Au )法来制作高度大约为15 u m的Au凸 块，或者通过并用溅射法或电镀法来制作高度大约为5[im阻挡层金属， 并被用于UBM用途。但是，镀Au法的工序复杂，并且成本高，另外， 采用溅射法及电镀法时，必然腐蚀供电的晶种层及防扩散层，工序复杂， 降低生产率。专利文献1:日本专利第3479639号公才艮
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无电解镀镍液，其是通过无电解镀镍，在 半导体晶片上形成镍金属凸块、或者焊料凸块用的UBM，在电极^L上析 出的镍金属的高度也不会不一致，而为均匀的厚度，并且满足RoHS法规 定的铅含量少的无电解镀镍液。为了解决上述课题，经过潜心研讨的结果发现，使无电解镀镍液中含 有特定浓度的铅离子、钴离子及硫化合物是有效的，从而完成了本专利技术。即，本专利技术涉及一种无电解镀镍液，其是含有水溶性镍盐、还原剂、 配位剂、pH緩冲剂的无电解镀镍液，其中含有0.01 l卯m的铅离子、 0.01 ~ lppm的钴离子和0.01 ~ lppm的石克化合物。专利技术效果通过使用本专利技术的无电解镀镍液，可满足RoHS法，并且在包含多个 IC芯片的硅晶片上通过无电解镀镍以均匀的膜厚形成Ni金属凸块、或者 焊料凸块用的UBM。由此，不使用成本高、且经由复杂工序的镀Au法、 溅射法及电镀法，就能够廉价、简便地制作金属凸块、UBM。附图说明图l是实施例中、在铝极板上实施无电解镀镍的结果的显微镜放大照 片(500倍)及电子显微镜放大照片(5000倍)。图2是比较例1中、在铝^Ji实施无电解镀镍的结果的显微镜放大 照片(500倍)及电子显微镜放大照片(5t)00倍)。图3是比较例2中、在铝极板上实施无电解镀镍的结果的显微镜放大 照片(500倍)及电子显孩t镜放大照片(5000倍)。图4是比较例3中、在铝极板上实施无电解镀镍的结果的显微镜放大 照片(500倍)及电子显微镜放大照片(5000倍)。图5是比较例4中、在铝极板上实施无电解镀镍的结果的显微貌故大 照片(500倍)及电子显微镜放大照片(5000倍)。图6是比较例5中、在铝,上实施无电解4^镍的结果的显微镜放大 照片(5t)0倍)及电子显微镜放大照片(5000倍)。具体实施例方式本专利技术的无电解镀镍液，含有水溶性镍盐、还原剂、pH緩冲剂、配位 剂，而且含有规定浓度的铅离子、钴离子、及石克化合物，但除此此外，可 以根据需要含有稳定剂、反应促进剂、表面活性剂等。作为在本专利技术的无电解镀镍液中使用的水溶性镍盐，可以列举例如硫 酸镍、氯化镍、次磷酸镍等。作为还原剂，可以列举例如次磷酸盐、二甲胺硼烷、三甲胺硼烷、联 氨等。作为pH緩冲剂，可以列举例如乙酸、甲酸、琥珀酸、丙二酸等的羧酸盐、铵盐等。作为配位剂，可以列举例如乳酸、苹果酸、柠檬酸等的含氧羧酸、甘 氨酸、丙氨酸等的氨基酸类等。本专利技术中，铅离子、硫化合物为稳定剂，但作为稳定剂还可以含有其 它稳定剂，例如，可以列举铋、硒、铊等的重金属离子等。作为反应促进剂，可以列举例如乙二胺、三乙四胺等的胺系化合物等。作为表面活性剂，可以列举例如聚乙二醇等的非离子系醇、磺酸系的 阴离子系表面活性剂、氧化胺系的阳离子系表面活性剂等。为了克服RoHS法的镍皮膜中所含有的铅浓度的问题，使无电解镀镍 液中的铅离子的浓度降低是必不可少的条件，但若单纯地使铅离子浓度降 低，则在镍电沉积面的四角部会发生镍的突起状的异常电沉积，因此为了 抑制该突起状的异常电沉积，在无电解镀镍液中需要必要最低限度的铅离 子的浓度。该突起状的异常电沉积，在硫系化合物的浓度高时可以抑制， 但在微细的电极极板上不会析出Ni。另外，为了制作本专利技术的、可克服半导体固有的电位差的问题、且在 微细电极极板上形成凸块的无电解镀镍液，重要的一点是，添加钴离子和 添加硫化合物这两方面是必要不可缺少的。如果缺少这2种添加物的任一 方，则在具有半导体固有的电位差的电极极板上析出的Ni的厚度发生偏 差，在严重的场合，在某一方的电极上不能析出Ni。另外， 一皮樣i细化的电 极极板上，同样也不析出Ni，或厚度发生较大的偏差。因此，无电解镀镍液中的铅离子、钴离子及硫化合物这3者相互影响， 因此把握这3种成分的适宜浓度是重要的。在本专利技术的无电解镀镍液中，含有铅离子0.01 l卯m是重要的。更 优选为0.1ppm~ lppm。在不足0.01ppm的场合，在镍电沉积面的四角部 容易发生镍的突起状的异常电沉积。如果铅离子在上述的范围内，则能够 抑制该异常电沉积的发生。在铅离子超过lppm的场合，镍皮膜中的铅含 量大约超过300ppm。根据RoHS法，要求在1000ppm ( 0.1% )以下，但 展望未来，如果欲满足其它必要特性，则希望更低浓度化。超过lppm的添加，只会增加镍中的铅含量。为了使镀液中含有铅离子，将铅化合物溶解在镀液中即可，作为该铅 化合物，可以列举硝酸铅、乙酸铅等。另外，含有0.01卯m l卯m的钴离子是重要的，更优选为0,3卯m lppm。在不添加钴的场合，即使添加疏化合物，Ni的析出速度也变慢， 且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电解镀镍液，是含有水溶性镍盐、还原剂、配位剂、ｐＨ缓冲剂的无电解镀镍液，其中含有０．０１～１ｐｐｍ的铅离子、０．０１～１ｐｐｍ的钴离子和０．０１～１ｐｐｍ的硫化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：日野英治，熊谷正志，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]