無電解Ni/Auメッキの概要

UBM (Under-Bump-Metallization) は、すべてのバンプ形成プロセスにおいて不可欠な要素である。この層は通常，物理的気相成長法（PVD），電気メッキ，無電解メッキによって形成される。これら3つのUBM技術の選択は、コストと信頼性によって決定されることが多い。PVDと電気メッキの技術は、高真空とフォトリソグラフィーの工程を必要とするため、高コストオペレーションとみなされる。無電解ニッケル・金プロセス技術は、シンプルな湿式化学プロセスであり、自己パターニングが可能なため、設備投資と運用コストの合計で低コストにつながります。

銅系半導体へのめっき加工

銅系半導体の場合、ニッケルめっき浴、金めっき浴はアルミ系半導体の場合と同じです。酸による洗浄工程は、通常、汚染物質を除去し、I/O パッドの表面から酸化銅を除去するために行われる。銅の活性化工程は、ラミネート基板めっき業界で使用されているものと同様で、通常はパラジウムベースの触媒を使用します。銅半導体めっきのノウハウは、周囲のパッシベーションを活性化することなく、銅のI/Oパッドを選択的に触媒作用させることができることです。

この無電解めっきプロセスは本質的に低コストであり、フリップチップやWLCSPバンピングのほかにも、以下のようなさまざまな用途に使用することが可能である。

ポリマーフリップチップ（1～5μmのNi/Au＋導電性エポキシ）。 異方性導電接着剤（10-25umの高さのNi/Au＋ACFまたはACA材料） ワイヤーボンディング用銅およびアルミのパッド表面処理（Ni/Au、Ni/Pd、またはNi/Pd/Auの2～5um）。 プローブテスト用銅パッドのリサーフェシング（2-5 um

アルミニウム系半導体へのめっき加工

アルミニウムベースの集積回路の場合、無電解ニッケル層を蒸着するための化学的シーケンスは、以下のステップで構成されています。 ウェハーの取り扱い、保管、または製造工程のばらつきによって発生した有機物やシリコンベースの汚染をパッドから取り除く。 アルミニウムパッド表面に蓄積された酸化物を除去する。これは通常、苛性ベースのエッチング剤を用いて行われる。 アルミニウムの表面を活性化する。酸化亜鉛の溶液を使用して、電気化学反応によりパッドのアルミニウムの一部を亜鉛に置き換えます。この亜鉛層を剥離し、再度ジンケート処理を行うことで、より質の高い亜鉛層が形成されることが実証研究により明らかになっている（いわゆる「ダブルジンケート」）。この亜鉛層がアルミパッドの電位を変化させ、硫酸ニッケル溶液に浸すと、ニッケルがこの亜鉛に代わり、自己触媒的にニッケル反応が継続する。ニッケルめっき浴の時間、温度、pH、薬品濃度を調整することで、1〜25ミクロンのニッケル構造を形成することができる。 ほとんどの用途では、ニッケル析出プロセスの直後にはんだを析出させることはありません。ニッケルの表面はすぐに酸化してしまうため、通常はニッケルの上に貴金属の薄層を蒸着して、表面を酸化から保護します。無電解ニッケルプロセスと互換性のある2つの一般的な金属（PdとAu）があり、無電解または無電解ベースのプロセスを使用して、同じめっきライン内で順次析出することができます。