[发明专利]电子制造中的锡银焊接凸点

说明书

技术领域：

本发明涉及电镀槽以及电镀锡基合金的方法，更确切地说，本发明 涉及的是微电子仪器制造中的锡银合金焊接晶片凸点。

背景技术：

传统的焊接晶片凸起包括锡铅合金焊料。锡铅合金焊料可能在一类 含有低熔共熔的成分中形成，所述成分中包括63％的锡和37％的铅。高 锡合金是优质焊料，被广泛地应用于电气制造中。许多的锡铅合金成分都 表现出了显著的粘稠温度范围，从而提高它们的工作性能。

近年来，法律法规和环境的发展对无铅焊料的关注越来越大。因 此，可能作为锡铅合金替代品的纯锡，锡铜，锡铋，锡银以及三元锡合金 都得到了开发。其中更受关注的是锡银合金，这是因为它们一些性能优 点，例如电阻低，稳定且适用的熔点范围大，而且能够通过使用纯锡来消 除α粒子发射。

在锡银合金焊接晶片凸点中使用银时，存在一个特殊的问题那就是 银离子会自发地从电镀槽上还原。例如，十分惰性的银离子当暴露于到某 种凸点下金属层，特别是铜层时，倾向于浸渍/置换电镀。因此，在电镀 溶液中精确地控制并集中银离子从而控制锡银焊接晶片凸点中银金属的含 量和一致性是一件很困难的事情。所以很需要有一种电镀方法，能够控制 溶液中银离子的含量，从而控制合金焊接晶片凸点中的银金属含量。

在使用锡银合金焊接晶片凸点的微电子仪器生产中出现的另一个问 题是生产量小，因为采用传统电镀槽产生的电流密度有限。例如，美国专 利6638847中提到适合电镀锡基合金，其中包括锡银在内，的电流密度在 3-5ASD之间。Kim等报导将硫脲作为络合剂的锡银焊料的电镀电流密度 的范围在1-3ASD之间。请参见2004年12月的J.电子材料中的《锡银焊 料成分电镀参数的效果》。因此，需要一种电镀成分，能够采用高电流 密度进行电镀进而产生更高的生产量。

发明内容：

本发明的各个方面都可能涉及到电镀槽的规定和电镀锡银合金焊接 晶片凸点的方法，所述的槽，其特点在于添加剂能够增加溶液中Ag⁺的稳 定性，它可以用高电流密度进行电镀并且电镀锡银晶片凸点时充分减少或 全部消除凸点与铜凸点下金属之间的空隙。

简要地，因此本发明旨在提供一种形成焊接凸点的方法，其中包括 将凸点下金属结构暴露于电解槽，该电解槽包括一种Sn²⁺离子源，一种 Ag⁺离子源和一种N-烯丙基-硫脲化合物，并且为电解槽提供一种外部电 子源从而将锡银合金沉积在凸点下金属结构上面。

本发明还旨在提供一种形成焊接凸点的方法，其中包括将凸点下金 属结构暴露于电解槽，该电解槽包括一种Sn²⁺离子源，一种Ag⁺离子源和 一种季铵盐表面活性剂；并且为电解槽提供一种外部电子源从而将锡银合 金沉积在凸点下金属结构上面。

本发明还旨在提供一种形成焊接凸点的方法，其中包括将凸点下金 属结构暴露于电解槽，该电解槽包括一种Sn²⁺离子源，一种Ag⁺离子源和 一种脒基硫脲化合物；并且为电解槽提供一种外部电子源从而将锡银合金 沉积在凸点下金属结构上面。

本发明的另一个方面旨在提供一种沉积焊接凸点的锡银电解槽的形 成方法，该方法包括将一种Ag⁺离子源与一种Ag⁺离子的配位体和水结合 起来以形成一种镀液前体，该镀液前体包括银络合物且基本上不含任何 Sn²⁺离子源；并且将一种Sn²⁺离子源加入包含银络合物(complex)的镀 液前体中。

本发明的另一个方面旨在提供一种电镀锡银焊接凸点的电镀成分， 其包括一种Sn²⁺离子源，一种Ag⁺离子，一种N-烯丙基-硫脲化合物，和 一种季铵盐表面活性剂；本发明还涉及一种电镀锡银焊接凸点的电镀成 分，其包括一种Sn²⁺离子源，一种Ag⁺离子源，一种脒基硫脲化合物和一 种季铵盐表面活性剂。

本发明的其它目标和特征有一部分是显而易见的，有一部分后面将 指出。

附图说明：

图1A，1B和1C是根据实施例11中描述的方法制备的焊接凸点的 SEM照片。

图2A，2B和2C是根据实施例12中描述的方法制备的回流焊接凸 点。