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ワイヤボンディング対応金めっき加工技術
2. 前述の金めっき処理における課題

2.1 めっきリード線配置による
設計自由度の低下

WB用として多く用いられる電解軟質金めっきの場合、めっきリード線をパターンとは別に配置する必要があります。これは、パターンの引き回しの制約が出来るほかに、WBパッドピッチ間にめっき線を通す必要があるケースもあり、設計上の大きな制約となっています。
図11にWBパッド間のめっきリード線の有無で、ピッチの違いの一例を示します。

図11:めっき線有無のWBパッド比較

図11:めっき線有無のWBパッド比較
 

2.2 無電解厚付け金の課題

また、この回避策として、無電解厚付け金を行うケースもあるが、製造プロセス上で高い薬液管理精度が要求されるなどコストアップ要因が多くなる課題があります。

3. 新方式の金めっき仕様(ニッケル/パラジウム/金)の提案

3.1 ニッケル/パラジウム/金(Ni/Pd/Au)めっきの特徴

無電解方式の金めっきですが、従来のニッケル-金の間にパラジウム層を形成します。
このパラジウムがバリアとなり、ワイヤボンディングに悪影響を及ぼすニッケルのパイルアップの防止が図れます。

図12に、熱処理後(160℃、2時間)のニッケル/パラジウム/金めっきと無電解厚付け金めっきの表面状態をAES分析で比較した結果です。無電解厚付け金めっきでは、熱処理の影響で表面にニッケルが検出されますが、ニッケル/パラジウム/金めっきでは、金表面にはニッケルが存在しないことが分かります。
この特性を利用し、ニッケル:5μm,パラジウム:0.2μm,金:0.03μm(全てTyp.)の厚さで、電解軟質金とほぼ同レベルのボンディング接合信頼性を得ることが出来ました。


図12:熱処理後の表面状態(AESデプス分析比較)

図12:熱処理後の表面状態(AESデプス分析比較)
3.2 ニッケル/パラジウム/金めっきのメリット

上述の他に、

  • フラッシュ金と同等の金めっき厚の為、金の価格上昇の影響を受けにくい。
  • 無電解金めっきであるため、“めっき線”が不要。
  • 半田付特性(ボールプル強度,ボールシェア強度)が他の厚付け金やフラッシュ金より優れているため、ボール側の実装性にも有利。
等のメリットがあります。
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